恢复生态学_第六章_水域与湿地生态系统的恢复重建

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二、河流生态系统恢复的迫切性
✓ 水资源过渡利用，海河90％，40％ ✓ 河流汇水区植被覆盖下降、城市各类污染排放、 河流库坝工程建设、水资源过量开采、河流渠化、 人工化、截弯取直等。 ✓ 水利工程建设。河流被节点化、台阶化，其自 然径流模式和正常的地质作用过程被改变。河水 流速降低，自净能力削弱，水质下降，河道内外 大量的生物数目就会减少；
保障鱼类、水生昆虫及其他水生动物迁移 的通达性 恢wk.baidu.com河流的连续性（主流与支流之间的水 体交换），为陆生、两栖及水生动物之间 的相互交流提供条件，为人类亲近河流提 供便利条件
近自然河道形态恢复措施（美国马里兰州Towson河生态恢复工程）
河道横断面形态
单纯梯形断面----多层台阶状 复式断面结构
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
海洋渔业是海岸生态系统中重要的组成部分，约有95% 的捕鱼活动在海岸生态系统进行。1997年从海洋和内陆 水体中收获的海产品共640万吨，人类消费290万吨，另
有290万公吨用于制作动物饲料。
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一、海岸带生态系统的恢复重建
（四）海岸带主要的生态环境问题 ✓ 赤潮危害－浮游生物，赤潮藻 ✓ 红树林破坏（4万减少到1.5万km2） ✓ 渔业资源下降－生物栖息地退化，过度渔业 ✓ 海水养殖过度－饵料、排泄物和病菌 ✓ 化肥农药污染－多氯联苯 ，有机磷 ✓ 工业和生活污染－印染废水、重金属废水和强酸性
1995年居住在海岸边的人口数量（引自WRI，2007）
距海岸距离 人口数量(百万) 占全球人口相对密度（%）
25 km以内
1,144
20
50 km以内
1,646
29
100 km以内
2,213
39
一、海岸带生态系统的恢复重建
（三）海岸带生态系统的功能
✓ 海洋渔业是海岸生态系统中重要的组成部分，约 有95%的捕鱼都捕于或生长于海岸生态系统中。
✓ 提供产品：食品、建筑材料、医药品等。 ✓ 提供生态服务：就业、生物多样性、旅游业等。 ✓ 除此之外，海岸生态系统还是一个天然的过滤系
统。红树林、湿地和海草河床等海岸生态系统可 以过滤或降解有毒污染物，吸收营养物质，并有 助于控制病原体的繁殖 。
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✓河流横向生态修复 ➢缓冲带修复 ➢植被恢复 ➢工程修复 ➢浅滩和深塘构建
降低边坡
河流横向的生态修复（改自高阳等，2007）
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
✓ 河流纵向生态修复
➢流量补偿 ➢库区自然环境的补偿性恢复
重建野生动物栖息地
➢消落带生态系统的恢复重建 －植被工程为主，土石工程为铺
第三节 湖泊生态系统的 恢复重建
✓ 江河流域大规模蓄水、引水，改变水量分配和河 川径流模式，使水文循环和自然环境劣变。黄河 断流
✓ 大规模的河湖围垦、河网改造、岸边工程等，使 天然湿地大量丧失，鱼类洄游通道不畅，各种适 生生境、栖息地被大量压缩，有的甚至造成食物 链中断，河口和近海地区的自然环境和生态系统 破坏，导致生物物种的灭绝和生物多样性的退化；
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
（一）河流生态恢复原则
自然循环原则 功能性需求原则 主功能优先原则 多功能协调原则 分时段考虑原则
分段细化原则 生物多样性原则 景观美化原则 综合效益最大化原则 利益相关者有效参与
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
（二）河流生态恢复的技术方法
✓河道近自然恢复：包括生态调节措施和工程改 造措施。 ➢生态调节措施是指不拆除原有的破坏河流生态 系统的水利工程，而对其进行改造的措施，如 碎化混凝土河底，等宽河道中修建河心岛等； ➢工程改造措施则是要拆除原有的水利工程，按 照生态原则修建近自然治理的工程措施，如拆 除高大、陡峭的护岸而修建长缓护坡，改变原 有的堤线，恢复湿地、河岸缓冲带等 。
较高生物多样性，复杂多变的脆弱性
一、海岸带生态系统的恢复重建
（二）全球海岸带生态系统的概况
✓据统计，全球海岸线的总长度为16万km。全 球海岸线内的湿地生态系统的面积约为2700万 km2，其中欧洲和俄罗斯最高，约为550万km2 ；北美洲次之，约为500万km2；中美洲和加 勒比海最小，约为150万km2。
工程和管理手段，使河岸带生态系统结构、 功能和生态学潜力恢复到一定的或者干扰前 的水平。改变河道内部和河岸带结构，植被 带构建。
✓ 退化河岸带恢复过程是人为或自然干扰破坏 河岸带生态系统的逆向演替。
✓ 基于景观生态学从流域尺度上考虑。
第二节 河流生态系统的 恢复重建
河流是流水作用形成的地貌类型，汇集和接纳地 面径流和地下径流，沟通内陆和大海，是自然界 物质循环和能量流动的一个重要通途。河流看作 地球动脉。
废水
✓ 海岸工程建设、围海造田和海水入侵 ✓ 固体垃圾污染
渤海赤潮
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我国红树林主要分布在福建
、两广及海南等地区，据报 道，20世纪80年代初期，我 国尚有红树林约40000 km2。
20世纪90年代初仅剩下 约15000 km2，而且多变 为低矮的次生群落，渐 失其经济和生态价值。
第六章 水域与湿地生态系 统的恢复与重建
第一节 第二节 第三节 第四节
海岸带生态系统的恢复与重建 河流生态系统的恢复与重建 湖泊生态系统的恢复与重建 湿地生态系统的恢复与重建
第一节 海岸带生态系统的 恢复重建
一、海岸带生态系统的恢复重建
（一）海岸生态系统的定义
✓海岸带是海陆之间交互作用的过渡地带，又 可称为海陆交界带或水陆交界带，具有复杂多 样的环境条件和丰富多彩的自然资源。一般认 为它由四个典型的生态子系统组成： ✓海岸生态系统 ✓近海海洋生态系统 ✓部分陆地生态系统（如森林、草原等） ✓部分湿地生态系统（如滩涂、沼泽等）
人类的生存文明和经济发展，总是与和流域有着 密不可分的关系。
人类对河流的干预，极大地改变了河流自然生态 系统。 自然力。
一、河流系统的功能
（一）输水泄洪功能 （二）航运功能 （三）输沙功能 （四）发电功能 （五）供水功能 （六）自净功能 （七）生态功能 （八）景观娱乐功能
二、河岸带生态系统的恢复重建
✓ 缓冲带功能 河岸缓冲带其功能是维持和提高水质，从地表 径流中移除杀虫剂和化学物质。
✓ 护岸功能 ➢ 减小河岸一侧水流流速降低河水的侵蚀速度； ➢ 通过河岸植物根系增强河岸亚表层的强度以提
高河岸的稳定性； ➢ 作为河岸缓冲带可以防止漂浮物或冰块对河岸
的影响从而保护河岸 。
创建湿地条件， 梯状湿地技术
种植湿地植被。 培育移植技术恢 复红树林
美国东海岸Poplar岛人工恢复工程
二、河岸带生态系统的恢复重建
（一）河岸带生态系统的定义 河岸带生态系统位于河水与陆地交界处的两侧， 其范围包括河流廊道的高低水位之间以及从河流 高水位至被洪水影响的高地区域，是陆地生态系 统和水生生态系统的生态过渡区 。
生态作用
提高河底糙率，在最小的范围内形成不同 流速，扩大生物生存空间 松散的河底物质能为水生动物提供避难所 ，为鱼类提供丰富的多样性空间
提高水宽、水深的差异性，创造两栖动物 生活区域 提高河流自净能力，形成断面流速分布多 样化，促进河岸植被生长
提高水宽、水源的差异性，增加流速的差 异性（使水流方向发生改变），河床物质 的多样性增加 提高纵、横断面流速的差异性，形成急滩 －浅滩的模式，在固底工程之间形成河床 物质的差异和变化
生物（植被）
生物、物理过程 生物、物理过程
河岸带生态系统
生物、物理过程
土壤、地形、地貌
水文
河流生态系统组成及其联系（黄凯等，2007）
二、河岸带生态系统的恢复重建
（三）河岸带生态系统的功能 河岸带的功能可以简化为河岸带的廊道、缓冲带 和护岸功能三大类 ：
✓ 廊道功能（宽度） ➢ 增加物种种类的多样性（长期和暂时）； ➢ 为相邻地区之间物质和能量交换提供场所； ➢ 为该地区物种提供安全地带或其他资源； ➢ 为生物提供分散和迁移的路径。
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滨海旅游和海岸周围人类活动造成的污染十分严重
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海岸带海水养殖是对海洋海产量的重要补充，但是 这种高密集度的养殖方式有可能导致增养殖海区水 质污染和生态系统失衡，进而产生各种危害增养殖 生物的病害，反过来使增养殖业遭受巨大损失。
河岸带生态系统的结构与功能
二、河岸带生态系统的恢复重建
（四）河岸带生态系统退化机制 ✓ 河流水文特征的改变（水流大小） ✓ 筑坝、修建水库和引水分洪（沉积物
传输，途径阻断，生境破坏）
✓ 河道沟渠化 ✓ 人类活动 ✓ 外来物种的入侵 ✓ 流域尺度的干扰
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迪拜的围海造田
围海造地的确缓解了部分地区耕地缺乏的困难， 但围海造地不当，也给海洋经济可持续发展带来 了众多的危害。由于超采地下水、海岸沙砾和不 合理的海岸建设，已引起海岸带的海水入侵、海 岸侵蚀和海岸线后退。
一、海岸带生态系统的恢复重建
（五）海岸带恢复技术 ✓人工河流水系的重新设计 ✓人工鱼礁生物恢复和护滩技术 ✓海岸带湿地的生物恢复技术
湖泊生态系统
湖泊内的生物群落同其生存环境之间，以及生物群落 内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动 ，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中，这种 动态平衡系统即湖泊生态系统(Lake ecosystem)。
主要湖泊：鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖、 南四湖、滇池、洱海、镜泊湖、日月潭、青海湖、纳 木错、羊卓雍错、呼伦湖、博斯腾湖
✓ 入湖污染－点面污染，养殖，旅游 ✓ 围湖垦殖 ✓ 水利工程-江湖，湖泊陆地 ✓ 过度捕捞－鱼类资源的衰竭 ✓ 外来种入侵－水葫芦
随着城市发展和市区扩大，人为活动影响 加剧，排入吉林省长春市的南湖的污水逐 年增加，水质逐渐恶化，1980年和1983年 南湖局部水面出现“水华”，湖水水质骤 然恶化，溶解氧降至0-1.2mg/L，透明度仅 为0.2 m。
2600个－1平方
公里
一、湖泊的生态系统服务功能
（一）资源功能 （二）净化功能－有毒物质降解和转化 （三）防洪排涝功能 （四）维持生物多样性的功能
聊城东昌湖古时即称为护城河，担 负着城市的防御功能，京杭大运河 穿其而过，繁荣了沿岸经济，使聊 城成为沿岸九大商埠之一。
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目的 河底差 异性
横断面 差异性
纵断面 差异
提高河 流的通 达性
近自然河道形态恢复措施及其生态作用
措施 采用不同颗粒径石块铺设 改造完全硬化河床，使水体与河床 物质之间交换顺畅 在河床上放置大块石
创造平缓水区 自然形成淤积（心岛、边滩）
横向工程（丁坝、固底工程） 斜坡固底工程
拆除影响鱼类洄游的障碍物 跌水改造为比降在1:10至1:30的斜 坡固底工程 提高河底糙率，改善河床光照条件 ，创造静水区和急滩区，在若干河 段设置步行道和自行车道
二、河岸带生态系统的恢复重建
（二）河岸带生态系统的特征
✓河岸带生态系统是一类具有高地下水位的生态系 统，具有独特的植被、土壤、地形地貌和水文特 性。这些特性决定了河岸带生态系统的独特性、 复杂性和动态性。 构成河岸带生态系统的任何一个要素或者生物和 物理过程的改变，都会引起其他要素和过程的变 化。
对南京莫愁湖的研究结果表明，水 生植物被系统完整的湖区水体中的 总氮、总磷比水生植被系统不健全 的湖区低43.7％和50.3％。
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二、外界干扰对湖泊生态系统的影响
（一）环境变化对湖泊生态系统的影响 ✓ 气候变暖 ✓ 酸雨 ✓ 臭氧层破坏
（二）人类活动对湖泊生态系统的影响
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筑坝、修建水库使河 岸带生态系统破碎化
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水泥堤岸造成河道沟渠化
城市化的加剧会导致岸带生 态系统的退化
二、河岸带生态系统的恢复重建
（五）河岸带生态系统的恢复策略和方法 ✓ 退化河岸带生态恢复是指通过生物、生态及