受损生态系统的修复
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第九章 受损生态系统的修复
第一节 受损生态系统的特征
一、生态系统受损的主要形式
受损生态系统 生态系统的结构和功能在自然干扰、 人为干扰、或两者的共同作用下，发生了 位移（改变），打破了生态系统原有的平 衡状态，使系统的结构和功能发生变化和 障碍，并发生了生态系统的逆向演替。
生态系统的受损类型 1、突发性受损 时间短、速度快，局部受损严重。 例：泥石流、火山爆发 2、跃变式受损 生态系统受到持续干扰，最初不表 现明显损伤，破坏性积累到一定程度后 突然剧烈变化的一种形式。
第四节 生态工程与修复工程
一、生态工程的内涵
1、生态工程的定义
生态工程是应用生态系统中物种共生与
物质循环再生原理、结构与功能协调原则，
综合系统分析的最优化方法，设计的促进 分层多级利用物质的生产工艺系统。
2、生态工程设计的生态学理论依据 ①物种共生原理 ②生态位原理 ③食物链原理 ④物种多样性原理 ⑤物种耐性原理 ⑥景观生态学原理 ⑦耗散结构原理 ⑧限制因子原理 ⑨生态因子综合性原理
二、生态工程的设计与应用
1、生态工程设计的具体步骤
2、技术路线 ⑴建立互利共生网络 ⑵延长食物链 生态工程中，加环是一重要方法。根据 加环的性质和功能，可将之归为4类。 ①生产环 ②增益环 ③减耗环 ④复合环
3、生态工程设计的应用 以太湖为例 ⑴太湖底泥生态疏浚 ⑵种植植物，达到美化环境，治理富营 养化 ⑶建立渔业生态工程，控制过度养殖， 过度利用水体 ⑷建立环湖湿地保护带，实现持久的生 态管理
五、矿区废弃地的修复
1、尾矿的综合利用 ①从废弃物中进一步回收有价元素 ②作为二次资源制取新形态物质 ③用作井下采空区的填充材料 2、污染土壤的修复 3、植被修复 4、微生物修复法 5、矿区废弃地综合利用
矿渣与尾矿
组分分析
有害组分
有用组分
回收利用
易处理组分 化学改良
难处理组分 容土、排土
植被恢复并接种微生物
1、植物修复技术的类型 ⑴植物萃取技术 指金属积累植物或超积累植物将土壤中的金 属萃取出来，富集并搬运到植物根部可收割部 分和植物地上纸条部位的技术。如：芸苔属植 物、油菜、工业用大麻，可超量富集砷。 ⑵根际过滤技术 指利用超积累植物或耐重金属植物从污水中 吸收、沉淀和富集有毒金属的技术。如：向日 葵及各种水生植物如宽叶香蒲等。 ⑶植物固定技术 指利用超积累植物或耐重金属植物降低金属 的活性，从而减少重金属被淋洗到地下或通过 空气载体扩散进一步污染环境的可能性的技术。
受损生态系统首先是其组成和结构发生
了退化，导致其功能受损和生态学过程的 弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳 定。但系统成分与其结构的改变，是系统 受损的外在表现，功能衰退才是受损的本 质。
第二节 恢复生态学与生态修复
恢复生态学及其学科任务 生态修复及其理论基础 生态修复的常用技术和方法
恢复生态学及其学科任务
生态修复及其理论基础
生态修复成功与否的判断准则 可持续性 不可入侵性 生产力 营养保持力 具有生物间的相互作用
生态修复的常用技术和方法
针对污染环境的植物修复技术 针对非污染环境的生态修复技术
植物修复技术
植物修复技术是以植物忍耐和超量积累 某种或某些污染物的理论为基础，利用植 物及其共存微生物体系清除环境中的污染 物的一门环境污染治理技术。植物修复技 术包括利用植物固定或修复重金属污染土 壤、利用植物净化水体和空气、利用植物 清除放射性核素和利用植物及其根际微生 物共存体系净化环境中有机污染物等方面。
2植物修复技术的应用 ⑴环境中重金属的去除 植物固定、植物转化、萃取等是去除 环境中金属离子的有效技术。 ⑵环境中有机物的去除 通过植物萃取、转化和辅助修复等技 术，可去除环境中的有机污染物。 ⑶环境中放射性核素的去除
针对非污染环境的生态修复技术
潜力评价法 自然恢复法 限量控制法 协调促进法
第三节 受损生态系统的修 复
⑷植物刺激技术，也称为植物辅助生物修复技 术 指通过根圈范围内植物的活动刺激微生物的 生物降解的植物修复过程。桑树、桑橙树和苹 果树被人们用来刺激能降解多氯联苯（PCB） 和多环芬烃（PAH）的微生物生长。 ⑸植物转化技术 指通过植物新陈代谢作用降解环境污染物的 过程。植物转化技术目前主要的应用领域包括 石化产品污染地和贮藏地、武器弹药废弃物、 燃料溢出物、氯化溶剂、垃圾掩埋中的淋滤物 和农用化合物（杀虫剂和化肥）等。
2、受损草地生态系统的修复方法与技术 ①围栏养护，轮草轮牧 ②重建人工草地 ③实施合理的牲畜育肥生产模式
三、受损河流生态系统的修复
1、河流生态系统受损的主要方式及影响
①水利工程建设对河流生态系统的影响
②农业活动对河流生态系统的影响
③城市化对河流生态系统的Baidu Nhomakorabea响
2、受损河流生态系统的修复 ①建立沿岸绿化带，加强植被的生态功 能 ②人工清淤 ③控制污染源 ④科学调控河水流量和流速 ⑤加强渔业管理
四、受损湖泊生态系统的修复
1、湖泊生态系统的受损及原因 ①环境污染 ②水利建设 ③过度放养 ④湖泊的富营养化 ⑤外来种的侵入
2、受损湖泊生态系统的修复 ①严禁围湖造田 ②营造林地 ③加大人为调节湖泊水位的力度，尽量 防止水位频繁地剧烈变化，维持湖泊的 最低水位，防止湖泊的干枯 ④对于已有大量淤积的湖泊，清淤是十 分有效的修复措施，这样既可恢复水体 空间，又能使水质得以改善。
根据生物群落演替的基本规律，首先要考虑对生 态系统最基本功能的修复，然后再进一步完善物种组 成及结构。因此，“优先性”是受损生态系统修复是
应该考虑的重要问题。
人类可以根据生态学原理，有目的地采取摹写措 施，是受到损害的生态系统的结构和功能得以恢复和 完善，实现生产力高、生物多样性丰富、系统趋于稳 定的目的，这个过程被称之为“受损生态系统的修
1、受损森林生态系统的修复方法 ①封山育林 ②林分改造
③透光抚育或遮光抚育
④林业生态工程
二、受损草地生态系统的修复
世界草地资源面积约占陆地总面积的
38%。我国有392万km2 的草地，约占国土
面积的41%。
1、草地生态系统受损原因及特点
人类干扰的原因中，主要是过度放牧、垦 殖和污染。另一方面，我国草原区所处的自然 条件都比较恶劣，春季干旱，夏季少雨，冬季 严寒，自然灾害频繁，这是造成草原退化的自 然因素。所以，造成草地生态系统受损和退化， 应是自然因素与人为因素的结合。受损草地生 态系统的主要特征包括植被退化和土壤退化。 植被退化是指草地破坏后，植被的密度和生物 多样性的下降，这种结构的改变还导致了群落 的矮化。土壤退化是由于风蚀、水蚀、土壤板 结和盐碱化等造成的土壤物理和化学性质的变 化，不能再支持生态系统的高生产力。
恢复生态学的研究内容：理论、应用 研究进展
生态修复及其理论基础
概念 理论基础 原则 判断准则
生态修复及其理论基础
生态修复的概念： 概念； 四个层面 生态阈值
生态修复及其理论基础
生态修复的理论基础 自我设计与设计理论 生态学理论
生态修复及其理论基础
生态修复的原则 地域性 生态学与系统学 最小风险与效益最大
思考题
1、简述受损生态系统的主要特征。 2、论述河流生态系统受损的原因及修复方 法。 3、植物修复技术有哪几种？如何利用植物 修复技术去除环境中的污染物？ 4、生态工程的内涵是什么？如何利用生态 工程技术修复受损生态系统（举一实例）？
3、渐变式受损 在强度均衡的干扰下，缓慢的、不断加重 的受损。例如：使用化肥引起的土壤退化。 4、间断式受损 生态系统因周期性的干扰而受到损害的一 种形式。 5、复合式受损 生态系统在受损过程中，经历了两种以上 的受损形式。
二、受损生态系统的基本特征
1、物种多样性的变化 2、系统结构简单化 3、食物网破裂 4、能量流动效率降低 5、物质循环不畅或受阻 6、生产力下降 7、其他服务功能减弱 8、系统稳定性降低
复”。
一、受损森林生态系统的修复
1、森林生态系统受损的原因及特点
森林生态系统受损原因，包括病虫害、干 旱、洪涝和地震等自然灾害，但最主要的是由 于人类的活动所导致。 受损的森林生态系统，其变化的特点通常
都是生产力减低，生物多样性减少，调节气候、
涵养水分、保育土壤、贮存营养元素能力等生
态功能明显降低。
第一节 受损生态系统的特征
一、生态系统受损的主要形式
受损生态系统 生态系统的结构和功能在自然干扰、 人为干扰、或两者的共同作用下，发生了 位移（改变），打破了生态系统原有的平 衡状态，使系统的结构和功能发生变化和 障碍，并发生了生态系统的逆向演替。
生态系统的受损类型 1、突发性受损 时间短、速度快，局部受损严重。 例：泥石流、火山爆发 2、跃变式受损 生态系统受到持续干扰，最初不表 现明显损伤，破坏性积累到一定程度后 突然剧烈变化的一种形式。
第四节 生态工程与修复工程
一、生态工程的内涵
1、生态工程的定义
生态工程是应用生态系统中物种共生与
物质循环再生原理、结构与功能协调原则，
综合系统分析的最优化方法，设计的促进 分层多级利用物质的生产工艺系统。
2、生态工程设计的生态学理论依据 ①物种共生原理 ②生态位原理 ③食物链原理 ④物种多样性原理 ⑤物种耐性原理 ⑥景观生态学原理 ⑦耗散结构原理 ⑧限制因子原理 ⑨生态因子综合性原理
二、生态工程的设计与应用
1、生态工程设计的具体步骤
2、技术路线 ⑴建立互利共生网络 ⑵延长食物链 生态工程中，加环是一重要方法。根据 加环的性质和功能，可将之归为4类。 ①生产环 ②增益环 ③减耗环 ④复合环
3、生态工程设计的应用 以太湖为例 ⑴太湖底泥生态疏浚 ⑵种植植物，达到美化环境，治理富营 养化 ⑶建立渔业生态工程，控制过度养殖， 过度利用水体 ⑷建立环湖湿地保护带，实现持久的生 态管理
五、矿区废弃地的修复
1、尾矿的综合利用 ①从废弃物中进一步回收有价元素 ②作为二次资源制取新形态物质 ③用作井下采空区的填充材料 2、污染土壤的修复 3、植被修复 4、微生物修复法 5、矿区废弃地综合利用
矿渣与尾矿
组分分析
有害组分
有用组分
回收利用
易处理组分 化学改良
难处理组分 容土、排土
植被恢复并接种微生物
1、植物修复技术的类型 ⑴植物萃取技术 指金属积累植物或超积累植物将土壤中的金 属萃取出来，富集并搬运到植物根部可收割部 分和植物地上纸条部位的技术。如：芸苔属植 物、油菜、工业用大麻，可超量富集砷。 ⑵根际过滤技术 指利用超积累植物或耐重金属植物从污水中 吸收、沉淀和富集有毒金属的技术。如：向日 葵及各种水生植物如宽叶香蒲等。 ⑶植物固定技术 指利用超积累植物或耐重金属植物降低金属 的活性，从而减少重金属被淋洗到地下或通过 空气载体扩散进一步污染环境的可能性的技术。
受损生态系统首先是其组成和结构发生
了退化，导致其功能受损和生态学过程的 弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳 定。但系统成分与其结构的改变，是系统 受损的外在表现，功能衰退才是受损的本 质。
第二节 恢复生态学与生态修复
恢复生态学及其学科任务 生态修复及其理论基础 生态修复的常用技术和方法
恢复生态学及其学科任务
生态修复及其理论基础
生态修复成功与否的判断准则 可持续性 不可入侵性 生产力 营养保持力 具有生物间的相互作用
生态修复的常用技术和方法
针对污染环境的植物修复技术 针对非污染环境的生态修复技术
植物修复技术
植物修复技术是以植物忍耐和超量积累 某种或某些污染物的理论为基础，利用植 物及其共存微生物体系清除环境中的污染 物的一门环境污染治理技术。植物修复技 术包括利用植物固定或修复重金属污染土 壤、利用植物净化水体和空气、利用植物 清除放射性核素和利用植物及其根际微生 物共存体系净化环境中有机污染物等方面。
2植物修复技术的应用 ⑴环境中重金属的去除 植物固定、植物转化、萃取等是去除 环境中金属离子的有效技术。 ⑵环境中有机物的去除 通过植物萃取、转化和辅助修复等技 术，可去除环境中的有机污染物。 ⑶环境中放射性核素的去除
针对非污染环境的生态修复技术
潜力评价法 自然恢复法 限量控制法 协调促进法
第三节 受损生态系统的修 复
⑷植物刺激技术，也称为植物辅助生物修复技 术 指通过根圈范围内植物的活动刺激微生物的 生物降解的植物修复过程。桑树、桑橙树和苹 果树被人们用来刺激能降解多氯联苯（PCB） 和多环芬烃（PAH）的微生物生长。 ⑸植物转化技术 指通过植物新陈代谢作用降解环境污染物的 过程。植物转化技术目前主要的应用领域包括 石化产品污染地和贮藏地、武器弹药废弃物、 燃料溢出物、氯化溶剂、垃圾掩埋中的淋滤物 和农用化合物（杀虫剂和化肥）等。
2、受损草地生态系统的修复方法与技术 ①围栏养护，轮草轮牧 ②重建人工草地 ③实施合理的牲畜育肥生产模式
三、受损河流生态系统的修复
1、河流生态系统受损的主要方式及影响
①水利工程建设对河流生态系统的影响
②农业活动对河流生态系统的影响
③城市化对河流生态系统的Baidu Nhomakorabea响
2、受损河流生态系统的修复 ①建立沿岸绿化带，加强植被的生态功 能 ②人工清淤 ③控制污染源 ④科学调控河水流量和流速 ⑤加强渔业管理
四、受损湖泊生态系统的修复
1、湖泊生态系统的受损及原因 ①环境污染 ②水利建设 ③过度放养 ④湖泊的富营养化 ⑤外来种的侵入
2、受损湖泊生态系统的修复 ①严禁围湖造田 ②营造林地 ③加大人为调节湖泊水位的力度，尽量 防止水位频繁地剧烈变化，维持湖泊的 最低水位，防止湖泊的干枯 ④对于已有大量淤积的湖泊，清淤是十 分有效的修复措施，这样既可恢复水体 空间，又能使水质得以改善。
根据生物群落演替的基本规律，首先要考虑对生 态系统最基本功能的修复，然后再进一步完善物种组 成及结构。因此，“优先性”是受损生态系统修复是
应该考虑的重要问题。
人类可以根据生态学原理，有目的地采取摹写措 施，是受到损害的生态系统的结构和功能得以恢复和 完善，实现生产力高、生物多样性丰富、系统趋于稳 定的目的，这个过程被称之为“受损生态系统的修
1、受损森林生态系统的修复方法 ①封山育林 ②林分改造
③透光抚育或遮光抚育
④林业生态工程
二、受损草地生态系统的修复
世界草地资源面积约占陆地总面积的
38%。我国有392万km2 的草地，约占国土
面积的41%。
1、草地生态系统受损原因及特点
人类干扰的原因中，主要是过度放牧、垦 殖和污染。另一方面，我国草原区所处的自然 条件都比较恶劣，春季干旱，夏季少雨，冬季 严寒，自然灾害频繁，这是造成草原退化的自 然因素。所以，造成草地生态系统受损和退化， 应是自然因素与人为因素的结合。受损草地生 态系统的主要特征包括植被退化和土壤退化。 植被退化是指草地破坏后，植被的密度和生物 多样性的下降，这种结构的改变还导致了群落 的矮化。土壤退化是由于风蚀、水蚀、土壤板 结和盐碱化等造成的土壤物理和化学性质的变 化，不能再支持生态系统的高生产力。
恢复生态学的研究内容：理论、应用 研究进展
生态修复及其理论基础
概念 理论基础 原则 判断准则
生态修复及其理论基础
生态修复的概念： 概念； 四个层面 生态阈值
生态修复及其理论基础
生态修复的理论基础 自我设计与设计理论 生态学理论
生态修复及其理论基础
生态修复的原则 地域性 生态学与系统学 最小风险与效益最大
思考题
1、简述受损生态系统的主要特征。 2、论述河流生态系统受损的原因及修复方 法。 3、植物修复技术有哪几种？如何利用植物 修复技术去除环境中的污染物？ 4、生态工程的内涵是什么？如何利用生态 工程技术修复受损生态系统（举一实例）？
3、渐变式受损 在强度均衡的干扰下，缓慢的、不断加重 的受损。例如：使用化肥引起的土壤退化。 4、间断式受损 生态系统因周期性的干扰而受到损害的一 种形式。 5、复合式受损 生态系统在受损过程中，经历了两种以上 的受损形式。
二、受损生态系统的基本特征
1、物种多样性的变化 2、系统结构简单化 3、食物网破裂 4、能量流动效率降低 5、物质循环不畅或受阻 6、生产力下降 7、其他服务功能减弱 8、系统稳定性降低
复”。
一、受损森林生态系统的修复
1、森林生态系统受损的原因及特点
森林生态系统受损原因，包括病虫害、干 旱、洪涝和地震等自然灾害，但最主要的是由 于人类的活动所导致。 受损的森林生态系统，其变化的特点通常
都是生产力减低，生物多样性减少，调节气候、
涵养水分、保育土壤、贮存营养元素能力等生
态功能明显降低。