退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建

1、關(guān)于退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建第一張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)一、 退化生態(tài)系統(tǒng)的概念及其診斷特征二、 退化生態(tài)系統(tǒng)形成的原因三、 退化生態(tài)系統(tǒng)的分布狀況第二張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)一、 退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及其診斷特征1.退化生態(tài)系統(tǒng)的概念 退化生態(tài)系統(tǒng)(degraded ecosystem)是一類(lèi)“病態(tài)”生態(tài)系統(tǒng)，它是指在一定的時(shí)空背景下，生態(tài)系統(tǒng)受自然因素、人為因素或二者的共同干擾下，使生態(tài)系統(tǒng)的某些要素或系統(tǒng)整體發(fā)生不利于生物和人類(lèi)生存要求的量變和質(zhì)變，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生與其原有的平衡狀態(tài)或進(jìn)化方向相反的位移(displ

2、acement)。 或者說(shuō)，退化生態(tài)系統(tǒng)是指在自然或人為干擾下形成的偏離自然狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)。第三張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.退化生態(tài)系統(tǒng)的診斷特征生態(tài)系統(tǒng)特征退化生態(tài)系統(tǒng)成熟生態(tài)系統(tǒng)總生產(chǎn)量/總呼吸量1=1生物量/單位能流值低高食物鏈直線狀、簡(jiǎn)化網(wǎng)狀、以碎食鏈為主生態(tài)聯(lián)系單一復(fù)雜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開(kāi)放或封閉封閉敏感性和脆弱性高低抗逆力弱強(qiáng)信息量低高熵值高低多樣性(物種、基因、生境和生化物質(zhì)等)低高景觀異質(zhì)性低高71 退化生態(tài)系統(tǒng)一、 退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及其診斷特征第四張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)一、 退化生態(tài)系統(tǒng)的定義及其診斷特征2.退化生態(tài)系統(tǒng)的診

3、斷特征 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面 物種多樣性、生化物質(zhì)多樣性、結(jié)構(gòu)多樣性和 空間異質(zhì)性低 在能量學(xué)方面 生產(chǎn)量低、系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量低、食物鏈多為直 線狀 在物質(zhì)循環(huán)方面 總有機(jī)質(zhì)存儲(chǔ)少、礦質(zhì)元素較為開(kāi)放、無(wú)機(jī)營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)多儲(chǔ)存于生物庫(kù)中 在穩(wěn)定性方面 生態(tài)學(xué)聯(lián)系和生態(tài)學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)化、對(duì)外界干擾顯 得較為脆弱和敏感，系統(tǒng)的抗逆能力和自我恢 恢能力低第五張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)二、 退化生態(tài)系統(tǒng)形成的原因 自然干擾 人為干擾疊加與加速生態(tài)系統(tǒng)退化的過(guò)程強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間規(guī)模人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成退化的排序(Daily，1995) 過(guò)度開(kāi)發(fā)(含直接破 壞和環(huán)境污染)占35% 毀林占30%

4、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)占28% 收獲薪材占7% 生產(chǎn)工業(yè)占1%環(huán)境污染會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化(曲格平，1984)第六張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)境污染對(duì)生物多樣性的影響 基本觀點(diǎn) 一是由于生物對(duì)突然發(fā)生的污染在適應(yīng)上可能存在很 大的局限性，故生物多樣性會(huì)喪失。 二是污染會(huì)改變生物原有的進(jìn)化和適應(yīng)模式，生物多 樣性可能會(huì)向著污染主導(dǎo)條件下發(fā)展，從而偏離其自 然或常規(guī)軌道。 影響層次 遺傳層次上：污染會(huì)導(dǎo)致生物的抵抗與適應(yīng)，最終導(dǎo)致 遺傳多樣性減少。 在種群水平上：由于污染導(dǎo)致生境不再適宜定居或遷 入，導(dǎo)致亞種群消失或抵抗力弱的物種會(huì)消失。 在生態(tài)系

5、統(tǒng)層次上：影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài) 嚴(yán)重污染趨同性無(wú)生物區(qū) 一般污染改變結(jié)構(gòu)功能的改變 重金屬或有機(jī)毒物食物鏈影響人類(lèi)第七張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)三、 退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況1.全球退化生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型與面積調(diào)查表明(Daily，1995) ： 土地退化面積：20108 hm2 (占植被分布區(qū)17%) 輕度退化：7.5 108 hm2 中度退化: 9.1 108 hm2 嚴(yán)重退化：3.0 108 hm2 極度退化：0.09 108 hm2 全球荒漠化：36 108 hm2 (占干旱面積70%) 輕度退化：12.23 108 hm2 中度退化：12.67 10

6、8 hm2 嚴(yán)重退化：10 108 hm2 極度退化：0.72 108 hm2 全球：50 108 hm2 (43%的陸地植被的生態(tài)服務(wù)功能受損)第八張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)三、 退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況2.中國(guó)退化生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型與面積生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型總面積/106hm2退化面積/106hm2比例/%農(nóng)田草地林地荒漠淡水水面廢棄礦地140400165.20.1300.74322813231.2-0.245-203325-32-1995年中國(guó)退化的主要生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型及其面積第九張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)三、 退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況3.中國(guó)脆

7、弱生態(tài)系統(tǒng) 脆弱生態(tài)系統(tǒng)定義 是指自身穩(wěn)定性差、對(duì)外界干擾抵抗能力低的 生態(tài)系統(tǒng)。 脆弱生態(tài)系統(tǒng)有三種內(nèi)涵 其一是這類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的正常功能一旦被打亂， 系統(tǒng)常發(fā)生不可逆變化而失去恢復(fù)的能力； 其二是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生的變化常常是深刻和全面 的，它不僅影響當(dāng)前或近期人類(lèi)的社會(huì)生產(chǎn)、 生活和對(duì)自然資源的利用，甚至能長(zhǎng)期改變一 個(gè)區(qū)域的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)和生活方式； 其三是生態(tài)系統(tǒng)退化后的恢復(fù)是比較困難的。第十張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月71 退化生態(tài)系統(tǒng)三、 退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況3.中國(guó)脆弱生態(tài)系統(tǒng) 脆弱生態(tài)系統(tǒng)的分布 半干旱半濕潤(rùn)區(qū) 西北干旱脆弱區(qū) 華北平原區(qū) 南方丘陵區(qū) 西南石灰?guī)r山地區(qū) 西

8、南山地和青藏高原區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)總面積達(dá)194萬(wàn)km2，約占國(guó)土面積的20%第十一張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月72 恢復(fù)生態(tài)學(xué)一、 生態(tài)恢復(fù)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念二、 恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論三、 恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究與發(fā)展概況第十二張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月72 恢復(fù)生態(tài)學(xué)一、生態(tài)恢復(fù)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念 生態(tài)恢復(fù)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)恢復(fù)是使一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到較接近其受干擾前的 狀態(tài)。 (Cairns，1995 ；Jordan，1995 ；Egan，1996) 生態(tài)恢復(fù)是幫助研究生態(tài)整合性的恢復(fù)和管理過(guò)程的科 學(xué)，生態(tài)整合性包括生物多樣性、生態(tài)過(guò)程和結(jié)構(gòu)、區(qū)域 及歷史情況、

9、可持續(xù)的社會(huì)實(shí)踐等廣泛的范圍。(Society for Ecological Restoration，1995) 恢復(fù)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢 復(fù)與重建技術(shù)與方法、生態(tài)學(xué)過(guò)程與機(jī)理的科學(xué)。(余作岳 等，1996) 與生態(tài)恢復(fù)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念 重建（rehabilitation）、改良（reclamation）、改進(jìn) （enhancemen）、修補(bǔ)（remedy）、更新（renewal）、 再 植（revegetation） 第十三張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月72 恢復(fù)生態(tài)學(xué)二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論 自我設(shè)計(jì)與人為設(shè)計(jì)理論自我設(shè)計(jì)理論認(rèn)為，只要有足夠的時(shí)間，

10、隨著時(shí)間推 移，退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地實(shí)現(xiàn)自我組 織并會(huì)最終改變其組分；(生態(tài)恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)層次上)人為設(shè)計(jì)理論則認(rèn)為，通過(guò)工程方法和植物重建，可直 接恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，但恢復(fù)的類(lèi)型可能是多樣的。 這一理論把物種的生活史作為植被恢復(fù)的重要因子， 并認(rèn)為通過(guò)調(diào)整物種生活史的方法可加快植被的恢 復(fù)。(生態(tài)恢復(fù)個(gè)體與種群層次上) 生態(tài)學(xué)理論 限制性因子原理、熱力學(xué)定律、種群密度制約及分布格 局原理、生態(tài)適應(yīng)性理論、生態(tài)位原理、演替理論、植 物入侵理論、生物多樣性原理論以及綴塊廓道基底 理論等。 第十四張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月72 恢復(fù)生態(tài)學(xué)三、恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究與發(fā)展概況 Le

11、opold (1935)最早開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究 20世紀(jì)5090年代是大發(fā)展時(shí)期： 進(jìn)行了大量在實(shí)踐、理論研究與探討 國(guó)際生態(tài)學(xué)會(huì)成立 各國(guó)均有有關(guān)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的期刊與大量的論 文、因特網(wǎng)站等 在理論與實(shí)踐的前列 歐洲(偏重于礦地恢復(fù))和北美(則偏重于水體 與林地) 在實(shí)踐的前列還有澳洲(心草原管理為主)和中 國(guó)(強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)綜合利用)第十五張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)一、 生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)二、 退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的基本原則三、 生態(tài)恢復(fù)的方法四、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的程序五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理六、恢復(fù)成功的標(biāo)準(zhǔn)七、生態(tài)恢復(fù)的時(shí)間八、生物多樣性在生態(tài)恢復(fù)中的作

12、用九、生態(tài)恢復(fù)實(shí)例第十六張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)一、生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)目標(biāo)(Hobbs and Norton, 1996) 建立合理的內(nèi)容組成 (種內(nèi)豐富度及多度) 結(jié)構(gòu) (植被和土壤的垂直結(jié)構(gòu)) 格局 (水平配置) 異質(zhì)性 (各組分由多少個(gè)變量組成) 功能 (水、能量和物質(zhì)等基本生 態(tài)過(guò)程的表現(xiàn))基本要求 保持地基穩(wěn)定性 恢復(fù)植被與土壤 增加種類(lèi)組成 和生物多樣性 實(shí)現(xiàn)自我維持能力 減少或控制人為干擾 增加視覺(jué)和美學(xué)享受第十七張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)二、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與 重建的基本原則基本原則后

13、盾與支持以美的享受第十八張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)三、生態(tài)恢復(fù)的方法第十九張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)四、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù) 與重建的程序接受恢復(fù)項(xiàng)目明確被恢復(fù)的對(duì)象與邊界生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷退化生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估結(jié)合恢復(fù)目標(biāo)和原則進(jìn)行決策實(shí)地實(shí)驗(yàn)、示范與推廣過(guò)程調(diào)整與改進(jìn)后續(xù)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)第二十張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理未退化部分退化部分退化極度退化大量投入退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的可能發(fā)展方向(Hobbs &Mooney,1993)第二十一張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作

14、于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理第二十二張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理排除干擾、加速生物組分的變化和啟動(dòng)或加速順向演替的過(guò)程第二十三張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理第二十四張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理第二十五張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理第二十六張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)六、恢

15、復(fù)成功的標(biāo)準(zhǔn) SER建議: 比較恢復(fù)了的生態(tài)系統(tǒng)與參照生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性、 群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)功能、干擾體系、以及生物的生態(tài) 服務(wù)功能。 Bradsaw(1987)提出： 可持續(xù)性（可自然更新） 不可入侵性（像自然群落一樣能抵制入侵） 生產(chǎn)力（與自然群落一樣高） 營(yíng)養(yǎng)保持力 Careher and Knapp(1995)提出采用記分卡的方 法評(píng)價(jià)恢復(fù)度： 假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)有五個(gè)重要參數(shù)(如種類(lèi)、空間層次、生 產(chǎn)力、傳粉或播種、種子產(chǎn)量或種子庫(kù)的時(shí)空動(dòng)態(tài)) ， 每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)波動(dòng)幅度，比較這些參數(shù)是否已達(dá) 到正常波動(dòng)范例或與該范圍還有多大差距。第二十七張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月

16、73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)七、生態(tài)恢復(fù)的時(shí)間 Daiky(1995)通過(guò)計(jì)算潛在的直接實(shí)用價(jià)值: 輕度退化35年 中度退化1020年 嚴(yán)重退化50100年 極度退化200多年 余作岳等通過(guò)試驗(yàn)和模擬(1996)：熱帶地區(qū)，極度退化(無(wú)A層土壤，缺乏種源)不能自然恢復(fù)人工啟動(dòng)條件下，恢復(fù)到森林生態(tài)系統(tǒng)40年 恢復(fù)生物量100年 恢復(fù)土壤肥力及大部分功能140年第二十八張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月73 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)八、生物多樣性在生態(tài)恢復(fù)中的作用 生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃恢復(fù)鄉(xiāng)土種的生物多樣性 在遺傳層次上: 濕 度、土壤等的生態(tài)適 宜性 在種群層次上:陽(yáng)、 中、陰生型合理搭 配、種的生物學(xué)特 性、種群動(dòng)態(tài)變化特 征等 在生態(tài)系統(tǒng)層次:結(jié)構(gòu)