第三章 退化生态系统

一般特征：退化生态系统的组成、结构发生改变， 生物多样性减少，生物生产力降低，土壤和微环
境恶化，生物间的相互关系发生变化。

与正常的演替的生态系统相比，退化生态系统表
现出四点特征：
（一）在系统结构方面

退化生态系统的物种多样性、遗传多样性、 结构多样性和空间异质性降低→系统组成不
稳定，一些物种丧失或建群种、优势种的优
生态过程必然有所变化，这就为生态过程途径的诊断
奠定了基础。 生态过程可以发生在不同的尺度水平上。生态学 过程一般包括种群动态、种子或生物体的传播、捕食 者和猎物的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循
环等；生物的生Байду номын сангаас生化反应过程(如光合作用、呼吸作
用等)的一些指标也可对生态系统退化程度诊断提供信
息。
退化生态系统的评价
→破坏土壤有机质的积累过程。

高投入的垦殖→土壤酸化、碱化和土壤污染——不
合理的灌溉制度→次生盐渍化。
草原开垦的弊端

盲目开垦→生态退化的一个重要原因。 草原开垦——没有投入→农田极不稳定→ 对风蚀、 水蚀→促进、诱导作用→荒漠化或水土流失→农 田弃耕。 开垦——弃耕效应→影响相邻的自然生态系统→ 物种交流的隔离带→原生生态系统的更新和稳定 →不利影响。

这些因子→单独作用或交互作用→生态系统的
动态平衡被打破→逆向演替→类型各异的退化
生态系统→进而影响其生存环境→不稳定的生 态系统和不利于生态系统稳定发展的环境。

干扰——是退化的驱动力（彭少麟，2003）。

生态系统的退化程度由什么来决定？
——取决于干扰的强度、持续时间和规模→对生
态系统结构或过程的影响。
作和过程的基础。

指标体系→直接关系到生态退化评价的精确性
和科学性、关系到生态恢复的成效。

可用以诊断生态系统退化的指标很多→既有
主要的，也有次要的——选择哪些指标的依
据是什么？

依据具体时空尺度下的生态系统特点选择评
价要素。建立一个准确、客观的退化生态系 统评价指标体系→必须遵从的原则：
生态系统退化指标体系建立的原则

退化生态系统——生态系统在自然或人为干扰下生
态系统的结构和功能发生偏差，打破了原有生态系 统的平衡状态，使系统固有的功能遭到破坏和丧失， 系统的稳定性和生产力降低、抗逆能力减弱。
退化生态系统 (degraded ecosystem)
受损生态系统（damaged ecosystem）
三、退化生态系统的特征
势度降低；
（二）在能量方面

退化生态系统的能量生产量降低、能量交换 水平下降。

食物链简单→多呈直线状，而不同于正常的
环形循环或网络状结构；
（三）在物质循环方面

退化生态系统中总有机质的储存量减少 生产者亚系统的物质积累水平降低，矿质元 素循环较为开放，无机营养物质多储存于环 境库中，而较少地储存在生物库中。
风蚀 侵蚀的类型
水蚀 冻融侵蚀 重力侵蚀
(1) 风 蚀

风蚀的生态退化过程→即通常所说的土地荒漠 化过程。

风蚀就通过地表风力侵蚀、运移和堆积等一系
列地貌过程作用于生态系统，使生态系统产生
退化。

随着风蚀和堆积面积的不断扩大→景观日益破 风作用于地表→土层剥蚀、流动→在流动过程 坏→原生生态系统逐步缩减或消失、取而代之 中埋压植被→风蚀斑块和裸露沙质斑块+原生
毁或埋压侵蚀区的植被层→景观破碎化。
黄土丘陵沟壑TM卫星照片 （分辨率 30*30M） 黄土丘陵沟壑区植被图（局部） 特点：极度破碎
(3) 冻融侵蚀

目前认为：冻融侵蚀区域仅限于青藏高原主体 部分以及高纬度地区。

冻融侵蚀——首先表现为地表土壤出现冻胀丘、
冻融裂缝→多边形土。

随着作用力的加深和时间的推移、生草层形成
（四）在稳定性方面

退化生态系统的生态学联系和生态学过程简 化。 对外界的干扰较为敏感，系统的抗逆能力和 自我恢复能力较低，系统变得脆弱。

一、退化原因的类型

驱动生态系统退化的动力 2大类：
土壤—生物—大气之间的相互作用 人类活动
来自生态系统内部
来自外部因子的作用
自然灾害
垦荒、放牧、毁林、外 来种入侵、火灾、水灾 、旱灾等等
京张公路旁大面积采石造成的景观破坏
三、生态退化的一般过程

生态退化——在自然和人类双重影响下形成 的——随影响因子不同，表现出不同的退化 过程。
羊草+大针茅 糙隐子草+克氏针茅
羊草+糙隐子草
星毛萎陵菜＋冷蒿
退化生态系统的诊断途径

理论上讲，生态系统发生了退化，将会在该生态 系统组成，结构，功能与服务等方面有所体现。


自然生态系统一旦遭到破坏，其能量、物质交换、 信息流均发生改变，其恢复是非常艰难。
恢复时间长 恢复投入大

恢复生态学——研究生态退化的机理和过程以 及生态恢复的技术与方法，实现可持续发展提 供理论支持和技术保障的一门学科。
退化生态系统
生态系统的恢复

退化生态系统——恢复生态学的研究基点。
二、退化生态系统的概念

森 林 火 灾 的 卫 对大型动物的影响→非常严重——既可能逃离火 星 图 场或被烧死，也可能由于栖息地植物群落改变→ 片
使其不适应→发生迁移。
3、人类生产活动

人类的生产和发展——必须通过对自然生态系 统的利用来实现——人类对自然生态系统的作
用主要表现在：
开垦 放牧 砍伐森林 采矿废弃地 城市扩张 道路建设 环境污染
的是新的荒漠化的生态系统。 生态系统→镶嵌分布的景观格局。
原生生态系统
荒漠化的生态系统
(2) 水 蚀

水蚀：即通常所说的水土流失 ——它是一个分布范围最广的自然力侵蚀形 式。 自然降水→对地表的冲刷→形成的一系列的

土壤侵蚀过程。
水蚀冲沟
具 有 切 割 作 用

而冲沟、泥石流等水蚀过程的切割作用→冲走、损

（3）森林砍伐

林地裸露、截留雨水的功能减弱、局域气候条件恶
化、生物多样性减少。
（4）矿山开采

首先→土地的直接破坏。 露天开采→直接毁坏地表土层和植被。 地下开采→地层塌陷→土壤、植被破坏。

其次→矿山开采过程中的废弃物堆置→过量占用 土地→破坏堆置场原有生态系统。

采矿废弃物中的毒性物质或重金属→污染、破坏 周围的环境，影响范围远远超过废弃物堆置场。

因而诊断途径有生物途径、生境途径、生态系统 功能／服务途径、景观途径、生态过程途径等。 生态系统退化程度的诊断途径与可能指标(体系) 如下：
1). 生物途径
生物途径的指标一般比较直观切容易获得，因而
是一类主要的诊断途径。

生物组成与结构：如植物、动物、微生物、生物多
样性(指数)、盖度、密度、分布格局、年龄结构等。
二、造成生态退化的主要外部因子

侵蚀


火
人类生产活动
1、侵 蚀

侵蚀是自然过程，也是地貌形态的再塑造过程。
它通过自然力作用于生态系统→生态系统的结
构和组成→发生相应变化。

侵蚀作用从土壤、植被共同开始——作用之终 点→土地完全丧失生产力，生物群落消失→沙 漠、戈壁、裸岩等地貌。

以自然力的来源划分，侵蚀包括：
构等。

土壤理化性质：如土层厚度、土壤母质、土壤有机
质、土壤水分、土壤的化学性质和过程土壤养分(等。
3). 生态系统功能/服务途径
生态系统发生退化的最终表现往往是生态系统 功能与服务。随着对生态系统服务价值评估研究的深 入，生态系统退化程度诊断的生态系统功能／服务途
径将更具应用前景。

Constanza等(1997)把生态系统服务(生态系统功能)分为17个 项目：气体调节(大气化学成分调节)、气候调节(全球温度、降 水及其它以生物为媒介的全球及地区性气候调节)、干扰调节 (生态系统对环境波动的容量、衰减和综合反映)、水调节(水文 流动调节)、水供应(水的贮存和保持)、控制侵蚀和保持沉积物 (生态系统内的土壤保持)、土壤形成(土壤形成过程)、养分循 环(养分的贮存、内循环和获取)、废物处理(易流失养分的再获 取，过多或外来养分、化合物的去除或降解)、传粉(有花植物 配子的运动)、生物防治(生物种群的营养动力学控制)、避难所 (为常居和迁徒种群提供生境)、食物生产(总初级生产中可用作 食物的部分)、原材料(总初级生产中可用作原材料的部分)、基 因资源(独一无二的生物材料和产品的来源)、休闲娱乐(提供休 闲旅游活动机会)、文化(提供非商业性用途的机会)。气候条件： 如降水量、气温、光照、空气湿度、风等级等。生物组成与结 构：如植物、动物、微生物、生物多样性(指数)、盖度、密度、 分布格局、年龄结构等。
4). 景观途径
生态系统发生退化一般会在更大的尺度上即景
观尺度上有所表现。生态系统退化的景观诊断是应 加强的基础理论研究。

景观组成：如嵌块体(大小、形状、个数和构型)、 廊道(结构、类型)、基质与网络等

景观结构：如异质性，嵌块体、廊道和基质的构
型，景观对比度等
5). 生态过程途径
生态系统发生了退化，其生态过程特别是关键的

（2）放牧

放牧——人类利用自然生态系统的一种形式。 合理放牧→促进草群的自然更新和生态系统的 正向发展。 过度放牧→

草地生态系统退化。
退化
未退化的草原
重度退化的草原外貌