恢復生態(tài)學定義與歷史課件

1、第1章 恢復生態(tài)學定義和歷史1 恢復生態(tài)學大事記及其發(fā)展從20 世紀40 年代至今,恢復生態(tài)學走過了從生態(tài)恢復實踐、恢復生態(tài)學理論誕生到學科方興未艾的發(fā)展歷程。其間發(fā)生了許多重要的事情,從中可以窺視恢復生態(tài)學的不斷發(fā)展和成熟。1. 1 20 世紀80 年代以前的恢復生態(tài)學1935 ,Alpo Leppold 對美國威斯康星州草原的恢復重建進行了研究1 。1975 年3 月,在美國弗吉尼亞工學院召開了“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復”國際會議。會議討論了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復重建的許多重要的生態(tài)學問題和生態(tài)恢復過程中的原理、概念與特征,提出了對加速生態(tài)系統(tǒng)恢復重建的初步設想、規(guī)劃和展望2 。1980 年, Cai

2、rns 主編了“The Recovery Process in Damaged Ecosystem”。書中從不同角度探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中的重要生態(tài)學理論和應用問題。 同年,Bradshaw 和Chadwick 出版了“The restoration of land , the ecology and reclamation of derelict and damaged land”一書3 。1983 年,“干擾與生態(tài)系統(tǒng)”學術會議在美國斯坦福大學舉行。翌年10 月,美國麥迪遜召開了恢復生態(tài)學學術研討會,將恢復生態(tài)學定位為群落和生態(tài)系統(tǒng)水平上的恢復科學和技術,并反映在題為“恢復生態(tài)學”的

3、論文集中1 。經過近20 年的生態(tài)恢復實踐和多次國際會議的討論,恢復生態(tài)學的內涵逐漸清晰、明確,為恢復生態(tài)學概念的正式提出奠定了基礎。1. 2 20 世紀90 年代恢復生態(tài)學的誕生1985 年,美國學者Aber 和Jordan 首次提出了恢復生態(tài)學的科學術語。在1987 年出版的Restoration Ecology , A Synthetic Approach to Ecological Research” (Jordan 等主編) 中,恢復生態(tài)學被初步確定為生態(tài)學的一門新的應用性分支3 ,4 。同年,國際生態(tài)學會成立,并開始定期組織恢復生態(tài)學大會。從此,生態(tài)系統(tǒng)恢復常常是許多大型生態(tài)學國際

4、會議的主題之一,例如1989 年9 月意大利Siena 第五次歐洲生態(tài)學研討會。1. 3 20 世紀90 年代以來恢復生態(tài)學的發(fā)展20 世紀90 年代以來是恢復生態(tài)學蓬勃發(fā)展的時期。主要表現(xiàn)在幾個方面:其一是英國學者Bradshaw1993 年撰文“Restoration Ecology as Science”,真正確立了恢復生態(tài)學的學科地位及其在退化生態(tài)系統(tǒng)恢復中的理論意義5 。其二是擁有了自己的刊物。1993 年, 直接以“Restoration Ecology”命名的雜志在美國創(chuàng)刊。此外,與恢復生態(tài)學有關的主要學術刊物還有EcologicalRestoration/ North Amer

5、ican”(原為Restoration &Management Notes) 、“Land Degradation & Development”、“Conservation Biology”3 ,5 。其三是除了“恢復生態(tài)”在國際生態(tài)學大會上繼續(xù)作為大會議題外,如1994 年8 月英國曼徹斯特第六屆國際生態(tài)學大會、1998 年美國生態(tài)學年會和2000 年日本長野市(Nagano) 國際植被學學會年會等,從1996 年瑞士第一屆國際恢復生態(tài)學大會至2001年加拿大尼亞加拉瀑布城第十三屆恢復生態(tài)學國際大會,在短短的6 年當中,國際恢復生態(tài)學會議頻頻召開5 。這反映了作為現(xiàn)代生物領域三大熱點的恢復生

6、態(tài)學愈來愈受到全球的關注和重視以及這門新生邊緣交叉學科的旺盛生命力。20屆，于2011 年8 月21 日 25 日在墨西哥尤卡坦半島召開，會議的主題是恢復與重建自然與文化的和諧。19屆，2009年 8月在澳大利亞珀斯召開, 主題是 在“變化的世界中創(chuàng)造變化”；18屆，2007年 8月 在美國的加州舉行 ，大會的主題是 變化世界中基于生態(tài)學的恢復。17屆，于 2005 年 9 月 1318日在西班牙的旅游城市薩拉戈薩召開?？茖W主題是“ 生態(tài)恢復的全球性挑戰(zhàn)” 。16屆，2004 年 8月 2426日在加拿大的花園城市維多利亞召開，科學主題是“ 邊緣的生態(tài)恢復( Resto ra tion on

7、the edge )。15屆，2003年 11月 1923日在美國得克薩斯州的州府奧斯汀，強調生態(tài)系統(tǒng)層次研究的重要性,認為生態(tài)系統(tǒng)是開展生態(tài)學以及其它分支學科研究工作的最基本和完整的單元,生態(tài)恢復的實踐是以生態(tài)系統(tǒng)作為研究的對象。14屆，2002，美國Tucson，主題是“了解和恢復生態(tài)系統(tǒng)”。12屆，2000年，在英國利物浦，大會的主題是通過對恢復生態(tài)學理論和實踐的研討,促進對生境所有方面和生態(tài)系統(tǒng)恢復更深入的了解和更完善的實踐近年的恢復生態(tài)學會議14屆國際恢復生態(tài)學大會會議的主題是恢復與重建自然與文化的和諧 由于環(huán)境的不斷惡化迫使人們不得不弄清楚當前自然反饋機制的軌跡， 人類只有形成與自

8、然和諧的文化， 才有可能不過度地破壞地球， 并恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能， 尤其是恢復平衡性 完整性和彈性 生態(tài)恢復也許是人類處理氣候變化的不利影響 棲息地喪失 物種滅絕的最重要的工具之一 James Aronson 教授代表國際生態(tài)恢復學會理事會重申生態(tài)恢復的四個方面: 社會文化 生態(tài) 經濟， 還特別指出政治 經濟與生態(tài)恢復的相互作用， 強調了生態(tài)恢復中科學 文化 政治與實踐的融合; 國際恢復生態(tài)學會前主席 Eric Higgs 明確指出: 理解自然與文化的關系對生態(tài)恢復至關重要， 它不僅會恢復生態(tài)系統(tǒng)， 更重要的是會改變人們的行為， 以及人們對自然的認識， 從而創(chuàng)造新的價值觀第一屆生態(tài)恢復學

9、會國際會議( 年會) ( The Society for Ecological Restoration ( SER) International) 于1989年在美國召開 。2005 年第一屆世界生態(tài)恢復大會在西班牙薩拉戈薩召開， 每兩年召開一次 。2007 年第二屆世界生態(tài)恢復大會在美國加利福尼亞的圣何塞舉行 。2009 年第三屆世界生態(tài)恢復大會在澳大利亞的珀斯舉行 本次會議是第四屆世界生態(tài)恢復大會與第二十屆年會2 恢復生態(tài)學定義恢復生態(tài)學, restoration ecology ,是20 世紀80 年代迅速發(fā)展起來的現(xiàn)代生態(tài)科學的分支學科。恢復生態(tài)學最早是以麥迪遜植物園55 周年(198

10、4) 學術會議論文集名出現(xiàn)的,并沒有給出確切定義1 。作為科學術語提出恢復生態(tài)學一詞的是美國學者Aber 和Jordan(1985) ,但把生態(tài)恢復作為一種新思想并進行試驗的卻是美國人Leppold (1935) 。他在麥迪遜的一塊廢棄礦地上種植高桿草,同時在威斯康星河沙灘海岸附近廢棄礦地上進行恢復工作,使人們認識到把受損的廢棄礦地恢復到原來的草原、森林在理論和技上是可能的。19352000Aldo Leopold 1935Critical moment in conservation movement: “The time has come for science to busy itsel

11、f with the earth itself. The first step is to reconstruct a sample of what we had to begin with”Critical moment in ecological science: novel combination of agriculture and ecology which sewed the seed that has grown into the science and art of ecological restoration1935: Aldo Leopold and the CCC rep

12、lanted tallgrass prairie on warn out farmland near the Univ. of WisconsinLeopold and family also replanted native flora on his farm.就“恢復”一詞,西方人使用了多個詞匯,常見的有restoration , reclamation , revegetation , rehabilitation ,ecosystem reconstruction , enhancement , remedy , renewal ,ecodevelopment 等, 其含義既相互重疊又

13、略有差異4 ,6 。Restoration 指對受到干擾、破壞的東西修復,使其盡可能恢復到原來的狀態(tài)。被譯為“恢復”。Reclamation 指將被干擾和破壞的生境恢復到使原來定居的物種能夠重新定居或者使與原來物種相似的物種能夠定居。被譯為“改造或改良”。Rehabilitation 指根據(jù)土地利用計劃將受干擾和破壞的土地恢復到具有生產力的狀態(tài),確保該土地保持穩(wěn)定的生產狀態(tài),不再造成環(huán)境惡化,并與周圍環(huán)境的景觀保持一致。被譯為“修復”。Revegetation 指盡可能恢復一個生態(tài)系統(tǒng)的任何部分和功能,或者恢復其原來的土地利用類型。被譯為“再植”。從不同用詞的角度來看,對恢復生態(tài)學的理解是仁者

14、見仁,智者見智,主要有:(1) 恢復受損生態(tài)系統(tǒng)到接近于它受干擾前的自然狀況的管理與操作過程,即重建該系統(tǒng)干擾前的結構與功能及有關的物理、化學和生物學特征(Cairns ,1991) ;(2) 有意識地改造一個地點,建成一個確定的、本土的、歷史的生態(tài)系統(tǒng)的過程,這個過程的目的是竭力仿效生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能、多樣性和動態(tài)(Aron2son ,1993) ;(3) 研究如何修復由于人類活動引起的原生生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和動態(tài)損害的一門學科(美國生態(tài)恢復學會) ;(4) 幫助研究生態(tài)整合性的恢復和管理過程的科學,生態(tài)整合性包括生物多樣性、生態(tài)過程和結構、區(qū)域及歷史情況、可持續(xù)的社會實踐等廣泛的范圍(國

15、際恢復生態(tài)學會,1995) ;(5) 對退化生態(tài)系統(tǒng)或破壞的生態(tài)系統(tǒng)或廢地進行人工恢復途徑研究的科學(蔣高明,1995) ;(6) 研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的技術和方法、生態(tài)學過程與機理的學科(余作岳,1996) 。上述定義包含幾層意思:恢復生態(tài)學是一門應用與理論研究結合的科學;恢復生態(tài)需要人工干預;恢復過程可能是自然恢復、逼近原生生態(tài)系統(tǒng)或根據(jù)人類自己的需要對生態(tài)系統(tǒng)進行重建以達到人類的目的。3 恢復生態(tài)學理論基礎恢復生態(tài)學是生態(tài)學的應用性分支,是從生態(tài)系統(tǒng)層次考慮和解決問題的,是社會經濟活動導致的退化生態(tài)系統(tǒng)、各類廢棄地和廢棄水域進行生態(tài)治理的科學技術基礎。因此,恢復

16、生態(tài)學理論可以通過引用和借鑒與物質、能量、時間和空間有關的基礎性與應用性知識對退化生態(tài)系統(tǒng)恢復重建過程中物質能量的變化、時空轉換等進行準確表述710 。3. 1 生態(tài)因子間的不可替代性和可調劑性規(guī)律植物在生長發(fā)育過程中,所需要的光、熱、水分、空氣、無機鹽類等對植物的作用是不可缺少和由另一個因子來替代的,但某一因子量的不足在一定情況下可以通過其它因子的增加或加強而得到調劑,并且仍然可能獲得相似或相等的生態(tài)效益。3. 2 最小因子定律每種植物都需要一定種類和一定量的營養(yǎng)物質,只有在所有元素都達到足夠量時才能正常生長,其生長速度、生長量受濃度最低的關鍵元素的限制。3. 3 耐性定律任何一個生態(tài)因子在

17、數(shù)量上和質量上存在一個使有關的生理活動正常發(fā)生的范圍。3. 4 能量定律生態(tài)系統(tǒng)中能量轉換的可能性、方向和范圍等遵循熱力學三大定律。3. 5 種群空間分布格局原理種群的空間分布格局在總體上有隨機、均勻和集群分布格局的方式,由種的生物學特性、種內與種間關系和環(huán)境因素的綜合影響決定。包括生態(tài)位原理和邊緣效應原理。3. 6 種群密度制約原理種群不是簡單的個體集合體,而是一個具有一定的自我調節(jié)機制的系統(tǒng)。種群能按自身的性質及環(huán)境的狀況調節(jié)它們的數(shù)量,在一定的空間和時間里,常有一定的相對穩(wěn)定性。3. 7 生物群落演替原理植物群落隨時間依次替代最后達到相對穩(wěn)定。依次替代的順序是先鋒物種侵入、定居和繁殖,改

18、善退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境,使適宜物種生存并不斷取代低級的物種,直至群落恢復到原來的外貌和物種成分。3. 8 生態(tài)適宜性原理生物與環(huán)境的協(xié)同進化,使得生物對生態(tài)環(huán)境產生了生態(tài)上的依賴,因此種植植物應讓最適宜的植物生長在最適宜的環(huán)境中。3. 9 生態(tài)系統(tǒng)的結構理論生態(tài)系統(tǒng)的結構包括物質結構、時空結構和營養(yǎng)結構。物質結構指的是系統(tǒng)中的生物種群組成及其量比關系。生物種群在時間和空間上的分布構成了系統(tǒng)的時空結構。生產者、消費者和分解者通過食物營養(yǎng)關系組成系統(tǒng)的營養(yǎng)結構。3. 10 生物多樣性原理植物多樣性因其為消費者和分解者提供食物、生境和多樣性的異質空間而構成生物多樣性的基礎。生物多樣性增加使網狀食物

19、鏈結構趨于復雜,使平衡的群落容量增加,從而導致生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。3. 11 自我設計和設計理論( Self design versus design theory)這是唯一起源于恢復生態(tài)學的理論。自我設計理論指只要有足夠的時間,隨著事件的進程,退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地組織自己并會最終改變其組分。設計理論則認為,通過工程方法和植物重建可直接恢復退化生態(tài)系統(tǒng),但恢復的類型可能是多樣的。4 恢復生態(tài)學的研究內容恢復生態(tài)學以退化生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,主要研究46 :(1) 生態(tài)系統(tǒng)的恢復力、生產力、穩(wěn)定性、多樣性和抗逆性;(2) 從先鋒到頂級不同級次生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展機理與演替規(guī)律研究;(3)

20、生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動態(tài)監(jiān)測、響應機制及其模擬、預警與預測;(4) 生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷與評價指標體系;(5) 植物自然重新定植過程及其調控技術:包括種子庫動態(tài)及種子庫自然條件下萌發(fā)機理,雜草的生物控制,生物侵入控制,植物對環(huán)境的適應,植物存活、生長與競爭。(6) 土著物種生境恢復的程序和方法及其與外來植物的競爭關系;(7) 土壤恢復、地表固定、表土儲藏、重金屬污染土地生物修補等;(8) 微生物在恢復生態(tài)中的作用。(9) 生態(tài)系統(tǒng)結構、功能優(yōu)化配置重構理論以及生態(tài)工程規(guī)劃、設計及實施技術;(10) 典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的優(yōu)化模式、試驗示范與推廣;(11) 恢復區(qū)管理與建立技術;(12) 裸露巖石的

21、生態(tài)恢復。5 恢復生態(tài)學國內外研究現(xiàn)狀5. 1 恢復生態(tài)學國外研究現(xiàn)狀恢復生態(tài)學與生物多樣性和全球氣候變化并列為生物領域的三大研究熱點,被美國生態(tài)學會列為生態(tài)學十大重要課題之一。國際上許多大型科學計劃的研究內容都與之相關。UNESCO“人與生物圈計劃(MAB) ”的中心議題就是用生態(tài)學的方法,研究人與環(huán)境的關系,特別是人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響,以及人類參與下的資源管理、利用與恢復。美國的“生物圈持續(xù)發(fā)展計劃”將恢復生態(tài)學列為主要研究內容?！皣H地圈生物圈計劃( IGBP) ”、“全球變化的人類因素研究計劃( IHDP) ”、“全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(GEMS) ”等也都包含恢復生態(tài)學的內容3 。近十

22、多年來,國外在恢復生態(tài)學的理論與技術方面都進行了大量的研究工作。美國早在20 世紀30年代就成功恢復了一片溫帶高桿草草原;在上世紀的6070 年代又開始了北方闊葉林、混交林等生態(tài)系統(tǒng)的恢復試驗研究,探討采伐破壞及干擾后系統(tǒng)生態(tài)學過程的動態(tài)變化及其機制研究,取得了重要發(fā)現(xiàn);在20 世紀90 年代開始了世界著名的佛羅里達大沼澤Everglades National Park的生態(tài)修復研究與實驗,至今仍在進行。歐洲共同體國家,特別是中北歐各國如德國,對酸雨等大氣污染脅迫下的生態(tài)系統(tǒng)退化研究較早,從森林營養(yǎng)健康和物質循環(huán)角度已開展了近20 的恢復實驗研究,形成了獨具特色的歐洲共同體森林退化和研究分享網

23、絡;英國對工業(yè)革命以來留下的大片采礦地以及歐石楠灌叢地進行了生態(tài)恢復研究。北歐國家對寒溫帶針葉林采伐跡地植被恢復開展了卓有成效的研究與試驗。在澳大利亞、非洲大陸和地中海沿岸的歐洲各國,研究的重點是干旱土地退化及其人工重建。此外,澳大利亞對采礦地的生態(tài)恢復也是一個研究歷史長、研究深入的重點方向;美國、德國等國學者對南美洲熱帶雨林、英國和日本學者對東南亞的熱帶雨林采伐后的生態(tài)恢復也有過較好的研究5 。計劃燒除(prescribed burning) 被用于植被管理與生態(tài)系統(tǒng)恢復。美國火生態(tài)學家Harold Biswell 畢生支持、教育通過用火進行植被和土地管理,并開展實驗工作。其成果反映在專著“

24、Prescribed Burning in California Wildlands Vegetation Management”(1989 ,1999)中,該書討論了火生態(tài)學,用火的管理計劃與燃燒技術、以及計劃燒除對土壤、水、空氣、植被、野生動物、木材、區(qū)域資源、文化資源等的影響。通過放火抑制生長過快的樹種以及間疏聚集了枯木、病木的森林,把病態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)恢復到歐洲后裔定居前的狀態(tài),實現(xiàn)了通過燒除管理國家公園和自然保護區(qū)的目的;受自然火災對生態(tài)系統(tǒng)影響的啟示,發(fā)現(xiàn)氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的改變大大超過火災,不僅改變植被類型,而且影響火災的頻率與嚴重程度,并用計算機模型預測未來變暖在幾十年內即可使生態(tài)

25、系統(tǒng)出現(xiàn)如同火災影響的效果,揭示出生態(tài)恢復與全球變化的密切聯(lián)系11 ,12 。在重金屬和有機化合物污染的土壤植物修補技術研究方面,已辨別出400 余種超積累植物,可以富集Zn、Ni 、Cd、Pb、Cu、Co 等重金屬,其地上干生物量中重金屬濃度達百分之幾13 。建立國家長期生態(tài)研究網絡已經成為生態(tài)學領域一個重要的發(fā)展趨勢。到目前為止,由國家、區(qū)域、國際組織或重大的國際合作項目支持的,監(jiān)測或監(jiān)測和研究環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)狀況的網絡共有90 多個,其中已經參加ILTER 的國家長期生態(tài)研究網絡有21個。目前有10 個國家正在建立國家長期生態(tài)研究網絡,表示有興趣建立長期生態(tài)研究網絡的國家有14個,可見,建

26、立國家長期生態(tài)研究網絡的重要性已經被廣泛接受14 。24 個試驗站組成的美國長期生態(tài)研究網絡(LTER) 代表了森林、草地、農田、湖泊、海岸、荒漠、極地凍原和城市等生態(tài)系統(tǒng),20 年中在生態(tài)學研究及生態(tài)系統(tǒng)管理方面都取得了一系列重要成就。美國NSF 最近決定在不同地區(qū)建立10 個國家生態(tài)觀測站,組建國家生態(tài)觀測站網絡(National Ecological Observatory Network ,NEON) 。NEON 的每一個觀測站實際上是一個區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)綜合研究中心,其核心任務是針對所在地區(qū)的重要生態(tài)問題,從細胞、器官、個體、種群和群落等生物學層次,以及生態(tài)系統(tǒng)和景觀等生態(tài)學層次進行包

27、括了自然科學、社會科學和技術科學在內的跨學科綜合研究。英國環(huán)境變化監(jiān)測網絡(ECN, Environmental Change Network (ECN) 10 年中對環(huán)境和生物群落進行長期綜合觀測,54 個監(jiān)測站中包括陸地生態(tài)系統(tǒng)觀測站12 個、河流和湖泊觀測站42 個。觀測的指標達260 多個,涉及陸地生態(tài)系統(tǒng)的氣象、大氣化學、降水化學、地表徑流化學、土壤溶液化學、土壤質地、植被、脊椎動物、非脊椎動物與土壤動物等因子以及淡水生態(tài)系統(tǒng)的水特征、非脊椎動物、水生植物、浮游動物和浮游植物等。它的主要任務是(1) 在英國本土內選定若干個有代表性的觀測站組成網絡,按標準化的方法對影響環(huán)境變化的一些重

28、要因子進行定期觀測; (2) 對所采集的數(shù)據(jù)進行綜合與分析,了解并確定造成環(huán)境變化的原因; (3) 建立一個學者們可以獲取的用于研究和預測環(huán)境變化的長期數(shù)據(jù)庫14 。53美國生態(tài)恢復學會提出了被恢復的生態(tài)系統(tǒng)的9 大特征,用于監(jiān)測、評價生態(tài)系統(tǒng)是否恢復15 。這些特征既有無機環(huán)境方面的,也有生物方面的,有的可以實際測量,有的必須進行間接評價。西方恢復生態(tài)學近年來研究進展包括三個方面5 : (1) 退化生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質積累和動態(tài),提出資源比率的變化最終可導致群落物種組成成分的變化,即資源比率決定生態(tài)系統(tǒng)的演替過程; (2) 外來物種對退化生態(tài)系統(tǒng)的適應對策; (3) 生態(tài)環(huán)境的非穩(wěn)定性機制。研究

29、對象涉及森林、草地、灌叢、水體、公路建設環(huán)境、機場、采礦地、山地災害地段等在大氣污染、重金屬污染、放牧等干擾體影響下的退化與自然恢復,注重在理論與實踐研究相結合的基礎上對受損后的自然生態(tài)學過程及其恢復機制的研究。自20 世紀90 年代初國際恢復生態(tài)學會成立以來,已舉行過20 屆恢復生態(tài)學國際大會。如第十二屆大會上設立了6 個專題,其中“方法與技術”專題集中在生態(tài)恢復的計劃與設計、生境重建、礦區(qū)恢復、土壤與營養(yǎng)提高、管理與監(jiān)測、遙感、數(shù)據(jù)分析等方面;“生境與種類恢復”專題關心的是在何種情況、何種條件下生境和種的恢復可以成功,如何避免過去的失敗? 日本學者宮脅昭利用鄉(xiāng)土樹種進行營養(yǎng)缽育苗,在短時間

30、內建立起適應當?shù)貧夂虻捻敿壢郝漕愋偷玫绞澜绻J。國際上有影響的文摘刊物CABS Current Advances inEcological & Environmental Sciences1995 - 1997 年的統(tǒng)計,有關土地利用與土壤恢復的文章最多,其次是有關森林恢復的,另外是有關草地、河流、湖泊和濕地恢復的論文,采礦廢棄地和特殊污染環(huán)境的生態(tài)恢復也占較大比例,其它還有關于石楠灌叢、荒漠、海岸以及城市等生態(tài)恢復方面的論文3 。5. 2 恢復生態(tài)學國內研究現(xiàn)狀“七五”、“八五”、“九五”期間,有關部門支持和資助了恢復生態(tài)學研究。開展了“生態(tài)環(huán)境綜合整治”、“我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能

31、及提高生產力途徑的研究”、“熱帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復研究”、“建立北方草原草地退化原因、過程、防治途徑及優(yōu)化模式的研究” 1 。建立了南方熱帶亞熱帶地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的理論體系,退化生態(tài)系統(tǒng)的承受力必須大于干擾強度是恢復的必要條件。從種的水平上證實植物多樣性的恢復與發(fā)展是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的關鍵。利用人為的生態(tài)工程加速退化生態(tài)系統(tǒng)恢復,應考慮外來種對群落的效應。在南亞熱帶丘陵地區(qū),豆科混交林有利于土壤肥力的發(fā)育,可加速人工林向生態(tài)穩(wěn)定型的天然林過渡。但水熱季節(jié)分配失衡、產流降水量和地表徑流量大是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的限制因素。利用群落演替和邊緣效應原理研究森林片斷化的恢復,邊緣群落隨時間發(fā)展為混交林

32、群落,表現(xiàn)出正效應。亞熱帶地區(qū)植被恢復的常用先鋒樹種馬尾松遺傳分化的主導選擇壓力構成因子是溫度13 。金沙江干熱河谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化序列表現(xiàn)為硬葉櫟類林- 稀樹灌木草叢- 灌木草叢- 草叢- 稀草菜坡- 光板地或裸巖,分別對應于輕度、中度、重度、強度和極強度退化,恢復重建的關鍵在于土壤水分的改善,但每一類退化類型的恢復重建的途徑各有差異,如極強度退化的裸巖或光板地,應采取徹底封禁的自然恢復途徑使禾草類植物自然生長以形成草被覆蓋層19 。近五年來,國家自然科學基金委員會在生命科學、地理學等學科中篩選了若干優(yōu)先資助方向20 ,21 ,如生態(tài)學與林學學科中的“森林資源恢復與保護”,將“退化生態(tài)系統(tǒng)恢復

33、與重建”確立為生態(tài)學科學長期項目資助領域。生命科學部計劃在生態(tài)學、林學、農學等3 個學科的“退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的生態(tài)學問題”和“森林恢復與天然林保護的基礎研究”等幾個領域試行長期資助。對于這類項目,要求申請者提出69 年的整體設想,3 年研究的具體計劃。這在基金委的歷史上是前所未有的。同時,還啟動了重大科學研究計劃“中國西部環(huán)境和生態(tài)科學研究計劃”,其中優(yōu)先資助對“多重脅迫下典型生態(tài)系統(tǒng)(特別是西南地區(qū)) 的穩(wěn)定性和恢復能力”進行探索22 。資助項目17 項23 ,詳見表1。研究的生態(tài)系統(tǒng)更全面。從干旱、半干旱區(qū)到熱帶亞熱帶地區(qū)轉移,并開始注意西南巖溶地區(qū)。研究的重點發(fā)生了轉移。早期的工作

34、主要是針對水土流失、風蝕沙化、草場退化及鹽漬化對農林牧業(yè)的危害,近期的研究工作重點轉移到區(qū)域退化生態(tài)系統(tǒng)的形成機理、評價指標及恢復重建上來。實行定點觀測。中國生態(tài)系統(tǒng)研究網絡(CERN)已運行了包括16 個農業(yè)站、7 個森林站、2 個草地站、2 個湖泊站、2 個海灣站在內的29 個試驗臺站,開展多年的連續(xù)定點觀測,系統(tǒng)地研究退化生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中水、土、氣、生等因子的變化和機理。其長遠目標是以地面網絡式觀測、試驗為主,結合遙感、地理信息系統(tǒng)和數(shù)學模型等手段,實現(xiàn)對我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境狀況長期、全面的監(jiān)測和研究,為改善我國的生態(tài)系統(tǒng)管理狀況和生存環(huán)境提供科學依據(jù)和示范樣板,進而為我國的食物

35、安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展,并為發(fā)展生態(tài)學做出積極貢獻。它的任務是(1)監(jiān)測,即按統(tǒng)一規(guī)程對我國主要類型農田、森林、草地、湖泊和海灣生態(tài)系統(tǒng)的重要生態(tài)過程及水分、土壤、大氣、生物等因子進行長期監(jiān)測; (2) 研究,即全面、深入地研究我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能和動態(tài)特征及管理的途徑和方法; (3) 示范,即為各站所在的地區(qū)提供高產、高效和可持續(xù)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化經營示范樣板; (4) 為政府決策提供科學依據(jù),即利用自己的研究成果,為政府在資源環(huán)境方面的決策提供科學依據(jù); (5) 積極參與國際合作,為認識并進而解決全球性重大資源、環(huán)境問題做出應有的貢獻14 ,24 。當前CERN 科學研究的主要目

36、標為: (1) 通過對我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)的長期監(jiān)測,揭示其不同時期生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境要素的變化規(guī)律及其動因; (2) 建立我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其價值評價、生態(tài)環(huán)境質量評價和健康診斷指標體系; (3) 闡明我國主要類型生態(tài)系統(tǒng)的功能特征和C、N、P、H2O 等生物地球化學循環(huán)的基本規(guī)律;闡明全球變化對我國主要類型生態(tài)6 恢復生態(tài)學研究的一些問題與發(fā)展方向恢復生態(tài)學的理論基礎大多借鑒其它學科,缺乏真正屬于自己的學科理論體系,需要通過大量的生態(tài)恢復實踐,總結、提煉出本學科的基礎理論。目前的生態(tài)恢復實踐雖然涉及多種生態(tài)系統(tǒng),但都是建立在有土壤的基礎上。對于缺少土壤的裸露巖石如何恢復生態(tài),論及的極少10 。而這實際上是一個全球性的生態(tài)問題,例如石漠化治理,也是生態(tài)恢復實踐的難點。生態(tài)系統(tǒng)恢復重建,應解決新的生態(tài)系統(tǒng)與周圍環(huán)境相洽的問題。因此“, 相洽性”是決定生態(tài)恢復重建目標選擇的關鍵,涉及如下問題:恢復后的生態(tài)系統(tǒng)特別是大尺度生態(tài)系統(tǒng)應當是可天然維持的系統(tǒng),而不是人工支持系統(tǒng);恢復重建的生態(tài)系統(tǒng)應與周圍環(huán)境相協(xié)調,其存在應當無礙于周圍生態(tài)系統(tǒng)的功能,且最好能補充、完善和強化之;不同空間尺度的相洽性。目前生態(tài)系統(tǒng)恢復重建主要是作為典型研究與試驗、示范,如何進行面上推