第六章 人类对自然生态系统的干扰与生态恢复

6、垃圾堆放场 垃圾堆放场或堆埋场，主要是家庭、城市、工业 等垃圾或遗弃废物堆积的地方，对生态环境的影响 不仅仅是对耕地的占用，更为严重的是对生活环境 的污染，包括对大气、地下水等的污染。 7、污染的水域 主要是来自未经处理的生活和工业污水，直接排 放到自然水域的人为干扰。其结果是使水源的质量 下降，水域的功能降低，包括对水中生物生长、发 育和繁殖的危害，甚至使水域丧失饮用水的功能。
3、采集 全球80%的人口口于传统医药，传统医药的 85%与野生动植物有关。一些经济、药用及珍稀 野生物资源自古以来就被人们大肆掠夺式的采集， 甚至造成一些物种的灭绝。 4、采樵 在这种干扰中，人们的重要目的是为满足对能 源的需求，对生态系统造成的影响则是破坏了物 质循环的正常进行。如对林下枯落物的利用，不 单单意味着生态系统能量和养分的减少，而且还 破坏了地被层及其土壤动物的生存环境。
第六章 人类对自然生态系统的 干扰与生态恢复
第一节 干扰与干扰生态学
一、干扰及其定义
1、干扰的定义 在经典生态学中，干扰被认为是影响群落 结构和演替的重要因素。 干扰较普遍和典型的定义是：群落外部不 连续存在、间断发生的因子的突然作用或连 续存在因子超“正常”范围的波动，这种作 用 或波动能引起有机体、种群或群落发生全 部或部分明显变化，使其结构和功能受到损 害或发生改变。
三、干扰的生态学意义
从积极的角度看，干扰的生态学意义主要有 以下三点： 1、干扰有利于促进系统的演化。 2、干扰是维持生态系统平衡和稳定的因子。 一般来说，经常处于变化环境中物种要比稳 定环境中生存的物种更可能忍受环境压力。 3、干扰能调节生态关系。
四、干扰生态学及学科任务
干扰生态学是研究各类干扰对生命系统作用规律的 科学，干扰生态学的基本研究内容可概括为： 1、研究特定生态系统的干扰因子类型、干扰状况 和干扰体系，即干扰因子及其存在规律和发生行为。 2、研究生物个体对干扰的适应行为及其机制。 3、研究生态系统各组分对干扰的反应。 4、研究干扰与生态系统的发展进化。 5、研究干扰的生态学意义在生态管理中的应用。
5、采矿废弃地 采矿废弃地是指因采矿活动被破坏、不经治 理而无法使用的土地。主要分为四种类型： （1）由剥离表土、开采的废石及低品位矿石 堆积所形成的废石堆废弃地； （2）随着矿物的开采而形成的大量采空区域， 2 即开采坑形式的废弃地； （3）由各种分选方法选出精矿后的剩余物的 排放而形成的尾矿渣废弃地； （4）开采石料而形成的采石矿废弃地。
从某种角度看，人类对生态系统干扰的作用力和影响范 围，远远超过了自然干扰。如农业生产为主的区域，主要 人为干扰是对森林植被的开垦和对土壤微生物区系的影响； 草原区则是超载放牧和由此造成的“三化”使生态环境出 现恶性循环；林区是过量采伐及对生物多样性的破坏；水 域是过度捕捞及对水生生物资源的危害；环境污染如农药、 杀虫剂和各种大气污染的区域差异更大。 在这两种类型的干扰中，人为干扰无论从伤害强度、作 用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方 面，都常常高于自然干扰。因此，研究人类对生态系统干 扰作用的方式、机理和变化规律等，意义重大，且具有很 强的现实性和紧迫性。
二、人为干扰的主要形式
人类对生态系统的干扰主要有以下几种方式： 1、对森林和对草原植被的砍伐与开垦 人类的这种干扰并对自然环境构成危害，始于大 约10000多年前的早期农业并持续到现在。这种干 扰导致一系列生态环境问题的发生，如森林大量被 砍伐后，不仅导致森林植被的退化，加剧水土流失， 区域环境的变化，而且还会因造成许多生物生境的 破坏，生物多样性的丧失等。
（2）按干扰来源划分为内源干扰和外源干 扰 内源干扰是指由内源因子对系统发生的 作用。如森林生态系统中，内源干扰主要 包括树木的倾倒、机械摩擦、种间竞争和 生物相克作用等。 外源干扰的动因源于系统外部。强烈的 火灾、风暴、沙暴、霜冰、洪水、雪压、 干旱和人为砍伐、放牧等等都属于生态系 统的外源干扰。
2、污染 人类向自然环境排放了大量的生活垃圾、工业 垃圾、农药以及各种对环境有毒害性的污染物。 工业废水直接排放使许多水域被污染，水质下降 甚至丧失饮用水的价值；大量化石燃料的使用以 及向大气排放的各种污染物，不仅使空气受到污 染，而且进入大气的硫氧化物、氮氧化物，与水 蒸气结合后形成极易电离的硫酸和硝酸，导致大 气酸度增加，许多地区甚至酸雨成灾，对生态系 统和土壤等带来了灾难性的影响。
（3）按干扰性质划分为破坏性干扰和增益性干扰。 多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常 结构的破坏、生态平衡的失调和生态功能的退化， 有时候甚至是毁灭性的，如各种地质、气候灾害、 森林的采伐和长期的过度放牧等掠夺式经营。 干扰并不总是对生态系统的一种破坏行为。例 如对森林生态系统来说，人类经营利用森林，如 合理采伐、修枝、人工更新和低产、低效林份改 造等一些人为干扰，就可以促进森林的发育和繁 衍、提高森林生态系统服务功能的效率。适度的 干扰可以增加生态系统的生物多样性，而生物多 样性的增加往往又有益于生态系统稳定性的提高。
2、干扰的特性 （1）干扰范围 干扰范围是指干扰体作用的空间范围的分布 特点。 （2）频率和周期 干扰频率和周期是指同一空间范围或同一组 织水平内，单位时间某一干扰发生的次数。 其倒数称为干扰周期，即某一干扰两次发生 的的时间间隔。
（3）干扰强度 干扰强度是指干扰发生时，干扰因素所表 达出的能力值。如草原火烧强度是指单位 时间每增大1m火烧所释放出的能量。在实 际研究工作中，常把干扰强度分为轻度干 扰、中度干扰和重度干扰。 （4）时间尺度 时间尺度是指干扰发生的具体时刻及其持 续的时间跨度 描述干扰特征的一个重要概念是干扰状况
三、退化生态系统的特征
1、种类组成变化 2、结构变化 3、生物生产力的变化。受损生态系统物种组成和 群落结构的变化，必然会导致能流与物流的改变。 4、土壤和小环境的变化。 5、生物之间生态关系的变化。如退化的草地，常 出现大量的蒿类植物，与优良牧草的生长形成竞争。
四、中国退化生态系统的现状
中国从农业生产和资源的角度看，表现为东部适 农西部宜牧，南方水丰北方干旱，山地平川农林互 补。据1995年统计，在全国960万km2土地中，农 用占14.6%，果园占0.5%，草地占41.6%，林地占 17.2%，工业交通和城镇用地占2.6%，水体占3.5%， 荒漠和永久雪地占27.2%。中国各类资源的人均值 都低于世界平均水平，如人均土地面积为世界的1/3， 森林资源为1/6，草地资源为1/3，特别是耕地资源 中有世界人均的1/3。
常见的退化生态系统类型有以下七种： 1、裸地 2、森林采伐迹地 七个森林大国中，巴西、中国、印尼和刚果（金）的森林 面积每年以0.1%—1%的速度递减。俄罗斯、加拿大和美国 以每年0.1%—0.3%递增。中国现有林用地2.6亿hm2，森林 覆盖率仅为13.92%，在十大自然资源中，森林资源最为短 缺，人均占有森林面积仅相当于世界平均水平的11.7%。20 世纪50年代初期，海南岛森林面积为25.7%，现在只有 7.25%；西双版纳为55.5%，现在只有28%。50年来，长江 上游的森林已损毁过半。
人类对生态系统的直接干扰还会产生许多间接 地影响，如森林的砍伐不仅使本区域的生态环境 发生变化，而且还对河流整个流域的径流造成影 响，使河流的水文特征改变；采樵不仅直接对草 原植被的再生造成危害，同时还因植被状况的改 变而间接影响着土壤盐分和地下水资源分布的变 化；水域的污染不仅直接危害了水生生物的生存 安全，而且还能通过生物对有害物质的富集而对 人们的身休健康构成威胁。所以，人为干扰具有 广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积和放大 性等特征和性质。
3、干扰的类型
（1）按干扰动因划分为自然干扰和人为干扰 自然干扰是指来自不可抗拒的自然力的干扰作用， 包括大气干扰、地质干扰和生物干扰等等。如火灾、 冰雹、洪水冲积、雪压、异常的霜冻、酸雨、地震、 泥石流、滑坡、病虫害侵袭和干旱等等。 人为干扰是区别自然干扰的另一种主要干扰方式， 是指由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干 扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。
生态系统退化的原因是多方面的，自然干 扰和人为干扰是生态系统退化的两大触发因 子。 自然干扰总是使生态系统返回到生态演替 的早期状态。在某些地区，人为干扰对生态 退化起着主要作用，并常造成生态系统的逆 向演替，以及不可逆变化和不可预料的生态 后果，如土地荒漠化、生物多样性丧失和全 球气候变化等。
二、退化生态系统的类型
表6-1 干扰状况常用的概念及其含义
主要项目 1、分布 2、频度 3、重发间隔 4、周转期限 5、预测性 6、面积或大 小 7、强度值 8、严重程度 9、协同效应 定 义 空间分布，包括与地理的、地形的、环境的以及群落梯度的关系 在一个时间段内事件发生的平均次数 频度的倒数，两次扰动之间的平均时间 将整个研究区域扰动一遍所需的平均时间 重发间隔方差的反函数 被扰动的面积。该面积可以表示为每次事件的面积，每个时间段 中的面积，每个时间段，每次干扰类型的总面积，通常以总有效 面积的百分数给出。 每次每单位面积上该事件的物理力（对火因素来说，每个时间段、 每单位面积所释放的热量） 对有机体、群落或生态系统的影响（例如被移走植物的基面积） 其他扰动对该事件的效应（如干旱会提高火的作用强度，昆虫损 害会提高植物对风暴的敏感性）
第二节 退化生态系统的类型及其 成因
一、退化生态系统的定义及成因
退化生态系统是一类“病态”生态系统，它是指 在一定的时空背景下，生态系统受自然因素、人为 因素或二者的共同干扰下，使生态系统的某些要素 或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变 和质变，系统的结构和功能发生与其原有的平衡状 态或进化方向相反的位移。具体表现为生态系统的 基本结构和固有功能的破坏或丧失、生物多样性下 降、稳定性和抗逆能力减弱及生产力下降，故又称 为“受害或受损”外界 干扰抵抗能力低的生态系统。脆弱生态系统 受到干扰后极易成为退化的生态系统。脆弱 生态系统有三种内涵；其一是这类生态系统 的正常功能一旦被打乱，系统常发生不可逆 变化而失去恢复的能力；其二是生态系统发 生的变化常常是深刻和全面的，它不仅能影 响当前或近期人类的社会生产、生活和对自 然资源的利用，甚至能长期改变一个区域的 生产结构、生产和生活方式；其三是生态系 统退化后的恢复是比较困难的。