第二章 恢复生态学理论基础
第5讲-恢复生态学201
第一节 恢复生态学基本概念
一、生态恢复及恢复生态学的基本概念
1. 退化生态系统（degraded ecosystem）
生态系统的结构和功能也可以在一定的时空背景下，在自然干扰和人为干扰 或二者的共同的作用下发生位移（displacement），导致生态要素和生态系统整体 发生不利于生物和人类生存的量变和质变，生态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，位移的结果打破了原有生态系统的平衡状态，使 系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性波动或恶性循环。
（1）生态系统结构（包括生物空间组成结构、不同地理单元与要素 的空间组成结构及营养结构等）、功能（包括生物功能，地理单元与要
素Hale Waihona Puke 组成结构对生态系统的影响，能流、物流与信息流的循环过程与平
衡机制等）以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制； （2）生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力、恢复力与 可持续性；
➢ 恢复生态学的出现有着强烈的应用生态学背景，因为它的研究对 象是那些在自然灾变和人类活动压力下受到破坏的自然生态系统的 恢复和重建问题，其恢复过程是由人工设计和完成的，同时其恢复 过程也是相当综合和在生态系统层次上进行的。
因此恢复生态学既是理论科学又是应用科学。 ➢ 恢复生态学在一定意义上它又是一门生态工程学或生物技术学 ➢ 还有的学者根据这一学科的特点，称之为“综合生态学”或生态 综合。 ➢ 它不仅与传统生态学分支密切相关，而且与一些现代生态学分支 学科也有密切联系；同时也交叉与渗透着环境学、土壤学、地理学、 工程学、生物气象学甚至经济学等学科的部分思想精华。
三、恢复生态学研究的对象和主要内容 1. 恢复生态学的研究对象
恢复生态学的研究对象是那些在自然灾害和人类活动压力 条件下受到损害的自然生态系统的恢复与重建问题，涉及到自然 资源的持续利用、社会经济的持续发展和生态环境、生物多样性 的保护等许多研究领域的内容。
综述恢复生态学中应用到的主要理论 .
综述恢复生态学中应用到的主要理论全球变化、生物多样性丧失、资源枯竭和生态环境退化使人类陷于了自身导演的生态困境之中，并严重威胁到人类社会的可持续发展。
因此，如何保护现有的自然生态系统，综合整治与恢复已退化生态系统，以及重建可持续的人工生态系统，已成为摆在人类面前亟待解决的重要课题。
在这种背景之下，恢复生态学(Restorationecology)应运而生，在20世纪80年代得以迅猛发展，现已日益成为世界各国的研究热点。
1996年，美国生态学年会把恢复生态学作为应用生态学的五大研究领域之一。
1恢复生态学的定义恢复生态学(Resto ration Fcology)在7o年代和80年代发展时．是以一门现代应用生态学分支出现的。
它致力于研究那些在自然灾变和人类活动压力条件下受到破坏的自然生态景观的恢复和重建问题。
因这种恢复和重建在相当程度上是以人工参与的方式进行的．所以一些生态学家曾根据其方法学和工艺特点赋予它另一个名称．“SyntheticEcology”，其中的“Synthetic”既具“综合”之意，又含“人工”成份，故可粗糙地译为“合成生态学”。
恢复生态学(Restoration Ecology)是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科。
对于这一定义，总的来说没有多少异议，但对于其内涵和外延，有许多不同的认识和探讨。
这里所说的“恢复”是指生态系统原貌或其原先功能的再现，“重建”则指在不可能或不需要再现生态系统原貌的情况下营造一个不完全雷同于过去的甚至是全新的生态系统。
目前，恢复已被用作一个概括性的术语，包含重建、改建、改造、再植等含义，一般泛指改良和重建退化的自然生态系统，使其重新有益于利用，并恢复其生物学潜力，也称为生态恢复。
生态恢复最关键的是系统功能的恢复和合理结构的构建。
目前国内外关于恢复生态学的定义很多,尚未取得共识,归纳起来主要有三类观点。
第一类观点强调恢复的最终状态。
恢复生态学
第三节 生态恢复与社会经济发展和生态安全
• 生态安全及社会经济可持续发展的概念 广义的生态安全是指在人的生活、生产活动、 健康、安乐、基本权利、生活保障、必要 资源、社会秩序和人类适应环境变化的能 力等方面不受威胁的状态，包括自然生态 安全、经济生态安全和社会生态安全。这 些安全共同组成一个复合的生态安全系统。 狭义的生态安全指自然和半自然生态系统的 安全，即生态系统完整性和健康的整体水 平的反映。
• 基本概念之四——恢复生态学 恢复生态学：一门研究生态系统退化特征、 成因、过程及其恢复、重建机理、模式、 技术的科学，其研究对象是各种各样的退 化生态系统，研究的途径是追溯成因、描 述过程、揭示退化与恢复机理，并探索恢 复的方式与方法。
第一节 恢复生态学的基本概念和主要研究任务
• 基本原理——生态系统的自修复原理 生态系统是一个具有自修复能力的、有机的 系统。生态系统对干扰具有系统功能性的 阻抗、弹性和恢复力等有机体所具有的系 统特性。
第一节 恢复生态学的基本概念和主要研究任务
• 研究任务——退化生态系统恢复、重建技术 退化生态系统的恢复与重建的关键技术体系 生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技 术 物种与生物多样性的保护、恢复与维持技术 生态工程设计与实施技术 环境规划与景观生态规划技术 典型退化生态系统恢复的优化模式试验示范与推广
第一节 恢复生态学的基本概念和主要研究任务
• 基本概念之四——恢复生态学 美国自然资源委员会：强调退化生态系统要 恢复到理想的状态。 国际恢复生态学会：强调生态整合性恢复。 余作岳和彭少磷：强调应用生态学过程。研 究生态系统退化的原因、退化生态系统恢 复与重建的技术与方法、过程与机理的科 学。
第一节 恢复生态学的基本概念和主要研究任务
生态恢复的基本原理
不管怎样理解，以上概念都强调逆转退化生态系 统的发展方向，强调受损的生态系统要恢复到理想的 状态才为生态恢复。 但是，现实中这种理想状想很难实现，原因在于： 缺乏对生态系统历史的了解、恢复时间太长、生态系 统中关键种的消失、费用太高等。
这种理想状态不容易达到，于是有了下面的定义:
生态恢复是帮助退化、受损或毁坏的生态系统恢 复的过程，是一种旨在启动及加快对生态系统健康、 完整性及可持续性进行恢复的主动行为。
2.50/500法则：Franklin（1980）提出小族群管理的 50/500法则，其主要论点如下： 为了防止族群在短期内出现近交衰退的情形，族群 中至少必须维持50只个体。
由于圈养动物每代会丧失2%-3%的遗传变异（由果 蝇突变率的资料推论），因此，长期而言，族群中至 少要有500只个体，才足以保持族群的遗传变异性。
2.2 生态恢复的理论基础
（1）自我设计与人为设计理论
（2）限制因子原理 （3）生态系统结构理论
（4）生态适宜性原理
（5）生态位理论 （6）生物群落演替理论 （7）生物多样性理论 （8）景观生态学理论
(1)自我设计与人为设计理论 是惟一从恢复生态学中产生的理论，也在 生态恢复实践中得到了广泛应用。 自我设计理论：只要有足够时间，退化生态系统将 根据环境条件、合理地组织自己并最终改变其组分。 人为设计理论：通过工程方法和植物重建可直接恢 复退化生态系统，但恢复的类型可能是多样性。 两种理论的区别：自我设计理论把恢复放在生态系 统层次考虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复 的只能是环境决定的群落；而人为设计理论把恢复 放在个体或种群层次上考虑，恢复的结果可能有多 种。这两种理论均未考虑人类干扰在整个恢复过程 中的重要作用。
《恢复生态学》课程教学大纲
《恢复生态学》课程教学大纲课程名称：恢复生态学课程类别：必修课适用专业：环境生态工程考核方式：考试总学时、学分：32学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的通过本门课程的教学，要使学生对恢复生态学有一个最基本的了解，对不同类型的生态系统的恢复有一个总体的掌握，并着重掌握不同生态系统退化的原因，对不同退化的生态系统进行生态恢复的原则和目标，对生态恢复的策略和合理性评价等，在此基础上了解生态系统服务功能与恢复生态学的关系，可持续发展与恢复生态学的关系，对生态系统的健康和生态系统的管理有一个初步的认识。
二、课程教学要求恢复生态学为农业资源与环境学科方向选修课，要求学生掌握恢复生态学的基本概念和主要理论体系；了解退化生态系统恢复和重建的原则、方法及评价；熟悉我国主要退化生态系统的类型和特征、退化的机制及恢复途径和技术。
通过该课程的学习，可以提高学生生态和谐、环境保护的意识，并为今后的学习和研究奠定基础。
三、先修课程植物学、动物学、生物化学、生态学。
四、课程教学重、难点重点：恢复生态学相关理论、生态退化机理、生态系统的恢复重建策略。
难点：灵活应用各种生态理论知识对受损生态系统进行科学有效的恢复与重建。
五、课程教学方法与教学手段本课程以课堂教学为主，课外阅读为辅。
通过课堂讲授、课堂讨论等教学环节重点培养学生的自学能力、捕捉新知识和新信息的能力以及分析问题和解决问题的能力。
六、课程教学内容第一章绪论（2学时）1．教学内容(1) 恢复生态学的概念与内涵；(2) 恢复生态学诞生的背景与意义；(3) 恢复生态学的内容与目标；(4) 恢复生态学的发展历史与现状。
2．重、难点提示(1) 恢复生态学的概念与内涵；(2) 生态系统退化问题；(3) 恢复生态学的发展过程、现状、及趋势。
第二章理论生态学基础（4学时）1．教学内容(1) 普通生态学的基本原理与概念；(2) 生物与环境的关系；(3) 种群生态学基础；(4) 群落生态学基础；(5) 生态系统生态学基础；(6) 景观生态学基础；(7) 恢复生态学的基本原理。
生态恢复的基础理论PPT课件
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3. 脆弱性与物种的入侵与消亡
入侵 • 物种能否成功地加入一个生态系统(入侵)，受4个方面的因素所影响： ① 物种与该系统内原有本地种不产生竞争关系； ② 该系统具有传粉(指植物)、种源散布的媒介或互利者； ③ 没有共同的天敌； ④ 入侵种不具备产生于自身不利的低密度效应
3. 空间有关的生态学原理的应用
① 种群密度制约 种群密度的上限由种群所处生态系统的能量流动决定，下限不好确定， 生态系统的稳态调节可以使优势生物的种群密度保持在一个有限的范围 内。
② 种群空间分布格局 种群空间格局是指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。 大致可分为3类：①均匀型②随机型③成群型
• 脆弱性的尺度
取决于研究主体所考虑的时间和空间尺度以及系统内生物类群的大小
• 脆弱性不同方面的相关性
脆弱性的不同方面并不一定密切相关
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2. 脆弱性与多样性
• 生物多样性是生态系统稳定的基础，生物多样性高，系统的脆弱性就低。生态系统种的丰度和种类组成是 多样性最基本和最重要的两个量度因子，这两个因子变化的程度不受时间的影响，因而也是研究脆弱性最 合适的两个参数。
目录
1
生态恢复的基本要素
2
生态系统演替理论
3
退化生态系统的脆弱理论
4
生态系统管理理论
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1. 物质相关的生态学原理的应用
①主导因子作用 • 生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子，如温度、光照、水分、氧气、二
氧化碳、食物及其他生物等。 • 对生物起作用众多因子并非等价的，其中有一个是起决定作用的，它的改变将会
恢复生态学重点
★湿地退化的概念湿地退化是指由于人类活动的影响而使湿地只能提供最小功能和价值的变化。
★土地复垦:是指在生产建设过程中，因挖掘，塌陷，压占等原因造成的土地破坏，采取整治措施，使其恢复到可供利用状态的活动。
★恢复生态学定义，概念。
恢复，改良，重建研究生态系统退化机理，恢复机制和管理过程的科学。
★污染生态学:研究生物与受污染的环境之间相互作用的机理和规律的学科。
★生态系统:生态系统是指在一定的地域，生物与环境形成的统一的整体，生物与非生物相互作用形成的系统。
特点:物质循环，能量流动★农业生态学是运用生态学，经济学和系统论的原理和方法，把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究其结构，功能，部联系，人工调控和持续发展规律的科学，是生态学在农业领域的分支学科。
★森林生态系统主要以乔木为建群种或优势种的生物群落与其所在生态系统相互作用，形成一个相对稳定的生态系统。
★农业生态系统是在自然生态系统基础上，经人类有计划，有目的地将自然生态系统逐步改造而成的，是带有自然生态系统某些调整的半人工生态系统。
1985年，国际恢复生态学会在美国成立，标志学科的形成。
★生态恢复的原则★恢复成功的标准设定p88★种群对策:物种在生存斗争中为求得生存而对环境条件采取的适应方式。
经典的r-K生物对策★植物篱树种选择原则为1.41.良好保持水土作用2.景观美化3.提供粮食4.可用作燃料★退耕还林整地技术，包括鱼鳞坑整地技术，水平沟整地技术★我国重要的天然林区有哪些东北防护林★保护天然林有何意义是地带性物种的基因库，为森林人工恢复提供样板★森林生态系统中，(生物入侵)，全球变化，(动植物生境的丧失)已成为全球性的环境问题。
★森林生态系统中，外来生物入侵物种有(美国白蛾)(松材线虫)(桉树)(红火蚁)(微菊)五爪金龙主要研究容:环境恢复，恢复管理和维持管理环境生态，景观生态，………技术★生态恢复的主要目标，减少污染，生物多样性，提高土壤肥力等实现生态系统的地表基底稳定性，保证生态系统的持续演替与发展，恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力，保护生物多样性，实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持力，减少或控制环境污染，降低生态环境风险，保护和恢复生态景观，增加视觉和美学效果。
生态恢复复习材料
生态恢复复习材料第一章绪论1.概念生态恢复：国际恢复生态学会（SER）将其定义为：生态恢复是协助一个遭到退化、损伤或破坏的生态系统恢复的过程。
恢复生态学：恢复生态学是研究生态恢复的生态学原理与过程的学科（另一种定义为：研究生态系统退化的原因、退化生态恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理，是一门理论性与实践性都很强的学科）。
生态重建：重建或回复到原先的状况，或为在一次干扰后重建一个替代的生态系统，虽不同于原来的，但具有实用价值而不是保育价值；改良、复垦：即改善环境条件以便使原有的生物生存，一般指原有景观彻底破坏后的恢复。
改进：即对原有的受损系统进行重新的修复，以使系统某些结构与功能得以提高。
修补、修复：即修复部分受损的结构。
更新：指生态系统发育即向新的水平或层次的演替。
再植：即恢复生态系统的部分结构和功能，或恢复当地先前土地利用方式。
2.生态恢复概念的发展(1) 强调应用生态学过程。
1987年，Bradshaw定义生态恢复是生态学有关理论的一种“酸性检验”或严格检验，研究生态系统自身的性质、受损机理及修复过程。
Diamond将生态恢复定义为再造一个自然群落，或再造一个自我维持并保持后代具持续性的群落生态恢复。
Harper认为生态恢复是关于组装并实验群落和生态系统如何工作的过程。
(2) 强调受损的生态系统要回复到理想的状态。
①1995年，Cairns认为生态恢复是恢复被损害生态系统到接近于它受损前的自然状况的管理与操作过程，即重建该系统干扰前的结构及有关的物理、化学和生物学特征；Jordan认为使生态系统回复到先前或历史上（自然或非自然的）的状态即为生态恢复。
②1996 年，Egan认为生态恢复是重建某区域历史上曾有的植物和动物群落，并保持生态系统和人类的传统文化功能的持续性过程。
以上定义都强调受损的生态系统要回复到理想的状态才为生态恢复。
但理想状态很难实现，原因：缺乏对生态系统历史的了解，恢复时间长，成本高，关键种的缺失等。
03恢复生态学的基本理论
恢复生态学的基本理论基本状况实践应用发展较快 学科理论不够系统 理论框架有待完善演替理论与恢复生态学演替理论为恢复生态学提供了认识论基础第一，演替理论能够提供发展恢复计划的依据；第二，演替理论衍生的促进和抑制理论为生态修复的对立统一关系提供了非常有益的理论框架；第三，演替理论强调的偶然性对生态恢复目标的顺利实现至关重要。
通过人为手段对恢复过程加以调控，可以改变演替速率或演替方向促进演替为生态恢复提供了一个有益的支撑指导立地有效性、定居有效性和定居者行为的管理，强调长期的、过程导向的恢复结合/偶然性认为原生演替的物种阻碍和延迟次生物种的进入抑制认为原生演替的物种为次生种的进入改善条件促进指导设计植被重建，强调保留土壤种子库的作用起始植物区系地理学提供一个引入次生演替物种的模式传递植物区系地理学恢复含义演替理论景观生态学理论与恢复生态学干扰－稳定理论在外来干扰的作用下，生态系统的正常功能和基本结构将发生改变，即受扰生态系统在物种组成、群落结构、生态功能与参照生态系统间存在较大差异，干扰作用的大小取决于类型、强度、频率和尺度；消除或减轻干扰因素后，生态系统将会回到原来的稳定状态或发展到另一个新的稳定状态；生态系统的稳定性与其弹性力和抵抗力有关，生态系统的弹性力越大，则其受干扰后恢复所需时间越短；生态系统的抵抗力越大，则其在外来干扰或环境变化影响下发生的偏离程度越小。
阈值理论生态系统的退化并不是有序、渐进的过程，需要经历不同的亚稳定状态进行过渡以达到新的稳定状态，这些过渡状态是生态系统对不同管理措施或环境因子的非线性或阈值响应。
如果生态系统的退化程度未超过其生态阈值，消除干扰因素或退化诱因后，生态系统能够恢复到原来的稳定状态；一旦退化程度超过其生态阈值，消除干扰因素或退化诱因不能使生态系统恢复到原来的稳定状态，必须通过增加外来投入或其他管理措施使生态系统恢复到原来的稳定状态。
恢复生态学的基本理论自我设计理论——生态系统层次在足够的时间内，随着时间进程，退化生态系统将根据环境条件合理的组织并会最终改变其组分。
恢复生态学复习重点归纳
《恢复生态学》复习纲要1、恢复生态学的概念和内涵定义：研究生态系统退化机理、恢复机制和管理过程的科学.恢复生态学是一门关于生态恢复的学科.恢复生态学是生态学的分支学科，但它又是环境学、地理学、林学、农学、草地学、湿地学、海洋学等多学科的交叉学科.具有较强的理论性和实践性.2、生态恢复的机理通过排除干扰、加速生物组分变化和启动演替过程使退化生态系统恢复到某种理想的状态。
3、退化生态系统的成因自然因素：全球气候变化（如暖干化）、自然灾害（火灾、水灾等)、外来种入侵（包括人为引种后泛滥成灾的入侵)。
人为因素：过度垦殖、过度放牧、过度樵采、过度采挖、长期不合理的灌溉、矿山开发、基础设施建设、工农业污染等。
据Daily（1995)对人为因素造成的退化生态系统排序：过度开发占34%，毁林占30％,农业活动占28％，过度收获薪材占7%，生物工业占1%。
人为干扰：过度开发、毁林、农业活动、过度收获薪材、生物工业、化学污染、深林砍伐、露天采矿、旅游、探险等。
自然因素：物理因素,水灾、火灾、冰雹风暴、洪水、地震、泥石流干旱胁迫、海岸和河岸冲击等;生物因素，生物入侵、病虫害侵袭、伤害和放牧。
4、什么是生态因子，生态因子作用的特点是什么？定义：环境中对生物的生长，发育，生殖,行为和分布有着直接或者间接影响的环境要素，生态因子是环境中对生物起作用的因子;环境因子则是指生物体外部的全部要素。
特点：综合性、主导性、不可替代性和互补性、阶段性、限制性、间接性和直接性。
5、种群的基本参数有哪些？出生率和死亡率、迁入和迁出、种群和年龄结构和性比种群的三个基本特征:空间特征、数量特征和遗传特征6、景观生态恢复目标、原则和步骤恢复目标：实现生态系统的地表基底稳定性，保证生态系统的持续演替与发展；恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力；增加物种种类和组成,保证生物多样性;实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持力;减少或控制环境污染，降低生态环境风险；保护和恢复生态景观,增加视觉和美学效果。
生态恢复的基本原理
– 生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最 适宜的环境中。
2.2 生态恢复的理论基础
• 生态位理论
– Niche：指在自然生态系统中一个种群在时间空 间上的位置及其与相关种群之间的功能关系 – 有竞争关系的种群的生态位是分离的。 – 在生态恢复时，要避免引进生态位相同的物种， 要尽量使各物种生态位错开。
2.2 生态恢复的理论基础
• 景观生态学原理
– 景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间 格局及其与生态过程相互作用的综合性学科。 – 生态恢复是以生态系统为基点，而在景观尺度 上来进行实践、设计与表达。 – 许多土地利用和自然保护问题只在在景观尺度 下才能有效解决。
2.3 生态恢复的目标
总目标：
– 保护自然的生态系统 – 恢复现有的退化生态系统，尤其是与人类关系 密切的生态系统 – 对现有的生态系统进行合理管理，避免其退化 – 保持区域文化的可持续发展
退化生态系统的基本恢复目标与要求
• 实现生态系统的地表基底稳定性 • 恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率 和土壤肥力 பைடு நூலகம் 增加种类组成和生物多样性 • 实现生物群落的恢复，提高生态系统的生 产力和自我维持能力 • 减少或控制环境污染 • 增加视觉和美学享受
恢复生态学 Restoration ecology
第二章 生态恢复的基本原理
• 2.1 生态恢复概述 • 恢复restoration：
是指受损状态恢复到未被损害前的完 善状态的行为，是完全意义上的恢复，包 括“完美”和“健康”的含义。
恢复restoration
• 修复rehabilitation：把一个事物恢复到先前 的状态的行为，主要指退化状态的改良， 包括完美状态。Replace a degraded ecosystem with another productive type using a few or many species • 改造reclamation：产生一种稳定的、自我 持续的生态系统。没有回到原始状态的含 义，而是强调达到有用状态。
第一章_恢复生态学
太原师范学院专业必修课
恢复生态学
授课教师：徐满厚 工作单位：地理科学学院
居延海干涸
主要原因：人口快速增长， 工农业发展，用水量大增， 使居延海的主要补给水源 额济纳河注入水量大减， 造成湖泊干涸。
古酒属横黑
自泉青跨河
治等海三从
区市省种发
额县祁不源
济，连同地
纳 旗
。
下 游 属 甘 肃 金 塔
县 ， 中 游 属 甘 肃
的 自 然 环 境 单 元
▪ “保护现有自然生态系统，综合整治和修复已退化生态系 统，构建和维持可持续发展生态系统，已成为全球性迫切 需要解决的重大问题。因此，只有对受损生态系统进行健 康评估并进行生态恢复和优化管理，才能实现生态系统可 持续发展的最终目标。” ——傅声雷
▪ 华南植物园在创建国际一流科学植物园的同时，开展基础性、前瞻性和战略 性科学研究，根据学科发展与国家需求，华南植物园设置了6大领域：全球 变化与生态系统服务功能领域、环境退化与生态系统恢复领域、植物系统与 进化生物学领域、生物多样性保护与可持续利用领域、农业及食品质量安全 与植物化学资源领域、植物种质创新与基因发掘利用领域。
当今世界的核心话题
资源
人口
环境
发展
根据美国人口普查局日前发布的最新数据，2025年世界人口将突破80亿，2050 年将达到94亿。未来40年，亚洲人口数量可能再增加13亿，非洲的人口也可能 增加一倍，达到21亿。目前，世界人口数量前10位的排名分别为：中国(约14 亿)、印度(约12亿)、美国(约3.1亿)、印度尼西亚(约2.35亿)、巴西(约1.93亿)， 巴基斯坦(约1.85亿)、孟加拉国(约1.64亿)、尼日利亚(约1.58亿)、俄罗斯(约 1.42亿)、日本(约1.27亿)。
恢复生态学理论基础
火烧后的草地
精品课件
精品课件
污 染 河 道
京张公路旁大面积采石造成的景观破坏
土旅 壤游 侵造 蚀成
的 严 重
精品课件
干扰对生态系统的影响
▪ 干扰是生物进化过程中重要的选择压力。 ▪ 干扰时间的长短：影响生境对物种的有效性。 ▪ 干扰的大小：影响景观环境条件的异质性。
精品课件
中 度 干 扰 理 论
▪ 干扰与致损 ▪ 受损机理与受损过程 ▪ 恢复措施与恢复途径
精品课件
本节课内容 ▪ 自我设计和人为设计理论 ▪ 恢复生态学的理论基础 ★ ▪ 恢复生态学的基本原理
★
精品课件
一、自我设计和人为设计理论
▪ 唯一从恢复生态学中产生的理论 (valk,1999）。
▪ 自我设计理论认为：只要有足够的时间，随 着时间的进程，退化生态系统将根据环境条 件合理地组织自己，并会最终改变其组分。
精品课件
▪ 人为设计理论认为：通过工程方法和植被 重建，可以直接恢复退化的生态系统，恢 复的类型可能是多样的。
精品课件
两种理论的区别
▪ 自我设计理论：把恢复放在生态系统层次上考 虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复的只 能是由环境决定的群落；
▪ 人为设计理论：把物种的生活史作为植被恢复 的重要因子，认为通过调整物种生活史的方法 →加快植被的恢复——即把恢复放在个体或种 群层次上去考虑，恢复的可能是多种结果。
精品课件
生物群落的演替的模式：
一、二年生草木植物
黄蒿
羊草
贝加尔针茅
和当地气候想适宜的种类
先锋植物
二年生草本
多年生根型禾草
多年生禾草
生物群落总是从极端环境演替到中生环境：
恢复生态学 1-4章
恢复。 生态位理论：合理安排生态系统中物种及其
位置。
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演替理论：缩短恢复时间；极端退化的生态系 统恢复时，演替理论不实用，但有指导作用。
生物入侵理论：恢复退化生态系统时，应考虑 引进物种对原有物种的竞争与干扰、进化与适 应等问题。
III. 物种、生态系统与景观多样性的恢复与维持 技术
IV. 生态工程设计与实施技术
V. 环境规划与景观生态规划技术
VI. 典型退化生态系统恢复的优化模式试验示范 与推广
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第二节 恢复生态学的发 展过程
一、恢复生态学的起源
100年前：山地、草原等自然资源管理 20世纪初：水土保持、森林砍伐后的恢复 20世纪30年代：干旱农业生态系统的恢复 20世纪50、60年代：矿山、水土流失治理 20世纪70年代：水体恢复研究
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第四节 退化生态系统的 恢复重建
一、生态恢复的主要目标
恢复生态学的目标：保护自然生态系统，发挥 其在生态恢复中具有重要的参考价值；恢复现 有的退化生态系统，尤其是与人类关系密切的 生态系统；对现有的生态系统进行合理管理， 避免退化；保持区域文化的可持续发展；实现 景观层次的整合性，保持生物多样性及良好的 生态环境。
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二、恢复生态学的发展
1975年：在美国召开了“受损生态系统的恢复” 国际研讨会，首次探讨了受损生态系统恢复的 机理与方法。
1980年：Cairns主编了《受损生态系统的恢复 过程》一书，8位科学家共同探讨了受损生态 系统恢复过程中重要生态学理论和应用问题。
1984年：美国威斯康星大学召开了恢复生态学 研讨会，强调了恢复生态学中理论与实践的统 一。
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
二、环境（生态因子）的生态作用
生物体内的重要组分、营养运输及生化过程的介质、植物光合作用的原料、稳定生物体的生活环境。
物质和能量的交换场所，满足生物对水分、养分、空气、温度的需求。
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
（五）大气和风的生态作用
大气为生物提供生命元素-氧、碳和氮； 大气组分的失衡对生物产生不利影响，如二氧化碳、甲烷等温室效应； 风有利于生物基因交流（如风媒花） ； 风可以来影响生物的分布和生长，如地形雨、焚风(foehn)效应等。
（一） 生态学的主要研究对象
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
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（二）生态学的宏观研究对象
生物个体或物种（species）：能够实际地或潜在地彼此杂交的个体组合。如鲤鱼、黄牛等； 生物种群（population）：在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。如高山草甸、季风常绿阔叶林等；
夏威夷细嘴食虫(食蜜)鸣鸟因食性分化产生的形态辐射(趋异)适应 (R. Smith, 1974)。 食性差异：f,g,h:食虫；d,c,b,j: 采食种子、水果；e,a,i:采食昆虫和蜂蜜；a: 采食浆果；k,l,m,n:采食蜂蜜
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
第三节 种群生态学基础
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
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二、群落的演替
（三）群落演替的顶极理论 单元顶极论 (气候顶极）：群落演替只有一个顶极，即气候顶极。 多元顶极论 （多因素顶极）：可以形成多个顶极: 气候、地形、火及其组合顶极 顶极-格局理论：顶极群落不是截然呈离散状态，而是构成连续变化的格局。
恢复生态学第2章理论生态学基础课件
恢复生态学考试重点
第一章：1生态恢复：是协助退化的、受损的、被破坏的生态系统恢复的过程。
2恢复：一个生态系统向接近于干扰前状态的回归。
（目标导向的）修复人类对当地生态系统多样性和动态的损害的过程。
（过程导向的）3生态修复要修复什么？首先——恢复它的生态功能，也就是恢复一个生态系统的健康；其次——恢复它的生态结构，也就是恢复一个生态系统的完整性；再次——恢复生态的可持续性，一方面是指生态的抵抗能力，另外一方面是生态的自我恢复能力；最后——还要考虑恢复它的文化、人文特色。
4恢复生态学的定义：恢复生态学是研究生态系统退化的原因，退化生态系统恢复与重建的技术与方法、生态学过程，检验相关生态学理论、机理以及的生态假设的学科。
（恢复生态学是研究如何修复由于人类活动引起的原生生态系统生物多样性和动态损害的学科。
）*5恢复生态学的发展历史：恢复生态学研究起源于100年前的山地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研究。
最早开展恢复生态学实验的是Leopold与其助手于1935年在威斯康星大学植物园恢复了一个24公顷的草场。
并发现了火在维持及管理草场中的重要性。
1980年Cairns主编了《受损生态系统的恢复过程》一书。
1985年Aber & Jorban两位英国学者提出了恢复生态学术语，并出版了有关恢复生态学研究的论文集。
1987年国际生态恢复学会(Society for Ecological Restoration International; SER)成立。
1993年Restoration ecology杂志创刊。
1997年Science杂志连续刊载了7篇关于生态恢复的论文。
2001年召开的国际恢复生态学大会主题是“跨越边界的生态恢复”。
2003年11月19～23日第15届国际恢复生态学大会在美国得克萨斯州的州府奥斯汀召开大会主题是“生态恢复、设计与景观生态学”。
2004年8月24～26日第16届国际恢复生态学大会在加拿大维多利亚大学召开大会主题是“边缘的恢复”2005年9月12～18日第17届国际恢复生态学大会在西班牙萨拉戈萨市召开会议主题是“生态恢复--全球面临的挑战”2007年8月5～10日第18届国际恢复生态学大会在美国加州圣荷塞市举行大会主题是“变化世界中基于生态学的恢复”。
恢复生态环境学复习资料题
恢复生态学第一章绪论1.生态恢复国际恢复生态学会(Society for Ecological Restoration)先后提出三个定义生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程(1994)；生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程(1995)；生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围(1995)。
2.1985年，国际恢复生态学会成立。
3.近几届恢复生态学大会所关注的热点和趋势：强调生态恢复的实践性恢复生态学应以解决社会实践为目的，应该通过理论创新推进生态恢复的实践．强调以跨越边界的生态恢复。
跨越行政边界，是跨学科的综合交叉性领域强调以生态系统为基点，在景观尺度上表达。
认为生态恢复具有工程设计的属性，强调景观设计。
强调全球变化中的生态恢复第二章恢生态学的理论基础和原理1.群落的性质(争论)：1)有机体观点organism viewpoint):强调组成群落的各个种是高度结合的、相互依存的，一个群落从其先锋阶段(pioneer stage)到稳定的顶极阶囹climax stage)和有机体一样有其出生、生长、成熟、繁殖和死亡。
在其特征方面群落这个生活史和植物个体生活史一样。
(建立了群落单元顶极理论monoclimax theory)(接力植物区系演替机制)(群落是间断性的)2 ）个体性m点（individualistic viewpoint）:成群落的种群具有“独立”性，即各个种都是单独地对外界因素起反应，并作为独立的一员进入群落，它们在不同的群落之间往往互相交织，而以不同的比例出现在不同的群落中。
梯度分析理论认为:种是按照环境梯度分布的，每一个种都有各自的分布范围，没有两个种的分布范围是完全一样的，由于生态因素的多样性和种群分布的非均匀性，种并不组成明显的集群，因此，群落不可能是整齐的、均匀的、而是连续存在的。
恢复生态学的理论和发展趋势
恢复生态学的理论和发展趋势【摘要】恢复生态学是一门重要的学科，旨在修复和改善受到破坏的生态系统。
本文首先介绍了恢复生态学的重要性、定义和目的。
然后探讨了恢复生态学的理论基础、方法和技术，以及通过案例研究展示了其实践应用。
接着分析了恢复生态学的发展趋势和挑战，包括技术创新和可持续性问题。
结尾部分强调了恢复生态学的价值和未来前景，强调了其在生态系统保护和可持续发展中的重要性。
通过本文的探讨，读者可以更好地了解恢复生态学的意义和作用，为推动生态环境的恢复和保护提供了理论支持和实践指导。
【关键词】恢复生态学、理论、发展趋势、方法、技术、案例研究、挑战、重要性、定义、目的、价值、未来、再强调。
1. 引言1.1 恢复生态学的重要性恢复生态学的重要性还体现在其对可持续发展目标的贡献上。
恢复生态学强调生态系统的恢复和健康，旨在实现人类与自然相互依存、共同发展的目标。
通过恢复受损的生态系统，可以提高生态系统的稳定性和抗逆能力，促进生态系统的自然调节和自我修复能力，实现可持续发展和生态安全。
恢复生态学的重要性不仅在于保护环境、维护生物多样性，还在于促进可持续发展、实现生态平衡。
只有重视恢复生态学，才能推动人类与自然的和谐发展，建设美丽的家园。
1.2 恢复生态学的定义恢复生态学的定义是指通过人为干预和管理，恢复被破坏或恢复中的生态系统的过程。
恢复生态学的主要目标是恢复生态系统的结构、功能、稳定性和生物多样性，使其能够维持自身的生态过程和生态功能。
在实践中，恢复生态学旨在重建被破坏的生态系统或改善已有生态系统的生态结构和功能，以实现人类与自然的和谐共生。
恢复生态学强调了生物多样性、生态系统稳定性和可持续性，旨在促进生态系统的恢复和保护。
通过恢复生态学的实践，可以减少生态系统因人类活动而受到的影响，提高生态系统的自然恢复能力，实现生态资源的可持续利用和生态环境的持续改善。
恢复生态学的定义体现了对生态系统的保护和修复，体现了人类与生态系统之间的关系和相互作用。
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Tansley的多元顶极学说
如果一个群落在某种生境中基本稳定，能 自行繁殖并结束它的演替过程，就可以看 作是顶极群落。在一个气候区域内，群落 演替的最终结果，不一定都汇集于一个共 同的气候顶极终点。除气候顶极外，还可 有土壤顶极，地形顶极，火烧顶极，动物 顶极等（ Tansley ，1954）。
自然干扰 人为干扰
自然干扰的特点和类型
自然干扰的产生——具有一定的局域性和
偶发性。
自然干扰因子主要可归结为——
火干扰
气候性干扰 土壤性干扰 地因性干扰 动物性干扰
植物性干扰
污染性干扰
火干扰 气候性干扰
土壤性干扰
地因性干扰 动物性干扰
植物性干扰
污染性干扰
人为干扰的类型与特点
森林砍伐、过度放牧、樵采、垦荒、采矿、 修路以及水体、大气和土壤污染等并往往 体现为高频率、高强度、持续性的作用过 程。
人为设计理论认为：通过工程方法和植被
重建，可以直接恢复退化的生态系统， 复的类型可能是多样的。
两种理论的区别
自我设计理论：把恢复放在生态系统层次上考
虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复的只
能是由环境决定的群落；
人为设计理论：把物种的生活史作为植被恢复
的重要因子，认为通过调整物种生活史的方法
火烧后的草地
污 染 河 道
京张公路旁大面积采石造成的景观破坏
土旅 壤游 侵造 蚀成 的 严 重
干扰对生态系统的影响
干扰是生物进化过程中重要的选择压力。
干扰时间的长短：影响生境对物种的有效性。 干扰的大小：影响景观环境条件的异质性。
中 度 干 扰 理 论
中度干扰压力下生态系统中的物种丰富度 最高。往往在实际生产中，表现为生产力 达稳定最高。 因此，中度干扰理论在生态系统恢复中具 有重要的理论指导作用。
五、边缘效应原理 ( Edge Effect Principle)
边缘效应的定义为（王如松，1985）——
在两个或多个不同性质的生态系统交互作 用处，由于某些生态因子或系统属性的差 异与协和作用，引起某些组分及行为的较 大变化，称为边缘效应( Edge Effect ) 。
交错区或生态过度带（ecotone）
中分布在系统或群落的中心部分——内部
种；
另一些物种则能适应多变的环境条件，生 态幅较宽，主要分布在边缘部分——边缘 种。
边缘效应研究对自然保护区 规划和设计的意义
生态系统或群落的面积很小——内部与边
缘的环境分异便不复存在——整个系统或
群落就会全部被边缘种或对生境条件变化
不敏感的物种所占据。 边缘效应的研究——对于自然保护区中边 缘区、缓冲区与核心区的规划建设具有重 要意义。
70、80年代大面积种植的沙 棘出现大面积退化死亡现象
树种单一、密度过大的防护林体系
二、恢复生态学的理论基础 干扰理论 演替理论
一、干扰理论
干扰——生态系统结构、动态和景观格局 形成、发展的基本动力——不仅会影响到 生态系统本身——而且还会改变生态系统 所处的环境条件。
根据干扰的来源
群 落 中 不 同 植 物 根 系 分 布 图
（2）一个稳定的群落中，由于各种群在 群落中具有各自的生态位，种群间可避免 直接的竞争，从而保证了群落的稳定； （3）由多个生态位分化的种群所组成的 群落，要比单一种群组成的群落更能有效 地利用环境资源，维持长期的、较高的生 产力，因此具有更大的稳定性。
→加快植被的恢复——即把恢复放在个体或种 群层次上去考虑，恢复的可能是多种结果。
恢复生态学——是生态学的一个极其重要的 方面——恢复生态学的产生几乎完全基于生 产实践——被称为是生态学理论的“判断性 检验或严密性检验（acid test）”。 许多恢复实践表明：生态恢复如果缺乏生态 学理论的正确指导，恢复往往是盲目的，成 功率很低。
生态位理论的实践意义
生态恢复特别是构建高物种多样性的复合生 态系统时，应该考虑各个物种在空间的生态 位（水平方向、垂直方向和地下根系）分化 及种间相互关系。
生态位理论不仅是指导物种引种、配置的关 键，而且，合理地运用生态位理论，可以构 建出具有多样性种群的、稳定而高效的生态 系统（如乔、灌、草的合理配置）。
二、演替理论
生物群落演替：就是指某一地段上一种生物群落被
另一种生物群落所取代的过程。
成功的人工植被或生态系统在深入认识生态学原则
和动态原则的基础上，模拟自然生态系统的产物是 退化生态系统恢复与重建最有效的途径——顺应生 态系统演替的发展规律。
生物群落的演替的模式：
一、二年生草木植物 黄蒿 羊草 贝加尔针茅 和当地气候想适宜的种类 先锋植物 二年生草本
恢复生态学经常用到的生态学理论
除了上述7个主要的生态学理论外，恢复生
态学经常用到的生态学理论还包括——
生态系统的热力学定律——通过能量生态学的 研究来确定生态系统的能量流动特征； 种群密度制约及分布格局原理——确定物种的 空间配置型式和种植密度；
物种共生原理——根据环境资源状况和物种的 生物学、生态学特征→物种选择和时空配置。 生态适应性理论——乡土物种能更好地适应恢 复区的环境→生态恢复的首选物种； 缀块—廊道—基底模式的景观生态学理论→ 生态系统空间结构、动态特征及配置模式。
恢复生态学的基本内同
干扰与致损 受损机理与受损过程 恢复措施与恢复途径
本节课内容 自我设计和人为设计理论
恢复生态学的理论基础 ★ 恢复生态学的基本原理 ★
一、自我设计和人为设计理论
唯一从恢复生态学中产生的理论(valk,1999）。 自我设计理论认为：只要有足够的时间，随 着时间的进程，退化生态系统将根据环境条 件合理地组织自己，并会最终改变其组分。
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恢复生态学发展的新机遇： 1999
10月1日，温家宝在甘肃 民勤地区考察，指出“决 不能让民勤绿洲成为罗布 泊第二”。 强调要进行生态重建。
小 结
自我设计和人为设计理论 恢复生态学的基础理论 干扰理论 演替理论 恢复生态学的遵循的基本原理
讨论的问题
曾经在某所大学研究生中间进行过一场激烈的学 术辩论。辩论题目是：环境学和生态学是不是科 学？（因为，科学的基本特征是能通过某种手段 可以被重复的事物规律） 你有没有考虑过这样的问题？你持什么态度？你 认为我们能有什么科学方法（或理念），解决好 我们今天（或未来）面临的生态环境问题和生存 发展的矛盾问题？ 成功运用生态学（环境学）原理的案例以及原因 分析 违背生态学（环境学）原理的人类活动造成的失 败案例以及分析 生态学（环境学）是伪科学的证据与原因分析
一、限制性因子原理
生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的
综合作用，限制生物生存和繁殖的关键性
因子——限制因子。任何一种生态因子接
近或超过生物的耐受范围→这种生物的限
制性因子。
Liebig（1840）最小因子定律。
限制因子原理示意图
Shelford耐性定律
Shelford （1913） 指出：生物的生存与 只要其中一项因子的量（或质）不足或过
多，超过了某种生物的耐性限度，则该物
繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，
种就不能生存甚至灭绝。这一概念被称作
Shelford耐性定律。
两个定律对生态恢复的意义
对退化生态系统恢复时物种的选择和生境的 改良具有双重指导意义。 极度退化生态系统恢复的初期均选择对生境 忍耐区间很大的物种作为先锋种，并针对某 些关键低量的生态因子或营养元素给予人工 补偿。对于盐碱地、裸地、沙化土地的治理 和改良时目标更加明确，重点更加突出。
自然干扰成为生态演替不可缺少的动因。
人为干扰与自然干扰的结果明显不同——生 态演替在人为干预下可能加速、延缓、改变 方向以至于向相反的方向进行。因此，作为 生态恢复，人为干扰是必要的。
三、恢复生态学遵循的基本生态学原理 限制性因子原理 生态位原理 主导生态因子原理 生物多样性原理 边缘效应原理
不变的——生态恢复工作必须根据群落演替不同时 期的特点，分阶段、有针对性地进行。
三、生态位原理
生态位主要指自然生态系统中一个种群在 时间、空间上的位置及其与相关种群之间 的功能关系。
结合竞争排斥理论，将生态位的概念应用 于自然生物群落，则有以下要点： （1）一个稳定的群落中占据了相同生态 位的两个物种，其中一个种终究要灭亡；
二、主导生态因子原理
生态系统的动态发展受制于这个体系中的各 个因子。 在这些复杂的因子中，只有少数因子具有支 配作用——主导生态因子，包括负向和正向 两种——影响着生态系统演替、退化以及生 态系统的恢复与重建。
毛 乌 素 沙 地 － 基 质 的 稳 定
内 蒙 古 荒 漠 草 原 的 恢 复
主导因子原理在生态恢复中的作用
黄土丘陵沟壑区 在生态系统恢复过程中，主导因子决定恢复的成败，
也决定恢复的速度。 例如：水土流失区极度退化生态系统的恢复与重 建——第一步→控制水土流失（造成生态退化的主 导因子）——第二步→恢复土壤的结构与肥力。
在生态恢复进程中的各个阶段，主导因子不是一成
四、生物多样性原理
生物多样性是“生命有机体及其赖以生存 的生态综合体的多样性和变异性” 。 生物多样性可以从4个层次上去描述—— 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样 性和景观多样性。一般认为物种多样性是 生态系统稳定与否的一个重要因子。
物种多样性的作用
复杂生态系统通常是最稳定的，它的主要特 征之一就是生物组成种类繁多且均衡，食物 网纵横交错。其中某个物种偶然增加或减少， 其它种群就可以及时地抑制或补偿，从而保 证系统具有很强的自组织能力。相反，退化 生态系统恢复初期和人工生态系统生物种类 比较单一，其稳定性往往很差。