第八章歐洲地區(qū)的典型案例-恢復(fù)生態(tài)學(xué)課件_第1頁
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文檔簡介

第八章歐洲地區(qū)的典型案例第八章歐洲地區(qū)的典型案例1第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第四節(jié)阿爾卑斯山高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)2第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)3第八章歐洲地區(qū)的典型案例-恢復(fù)生態(tài)學(xué)課件4第八章歐洲地區(qū)的典型案例-恢復(fù)生態(tài)學(xué)課件5(一)酸化和超營養(yǎng)作用有證據(jù)表明歐洲大部分地區(qū)酸雨帶來了嚴(yán)重的土壤酸化,土壤的酸化通常是由其他生態(tài)因子如N投入過度所造成的。通過定位試驗(yàn)的反復(fù)研究,或同時(shí)比較同一區(qū)域同一植被類型植物社會(huì)譜系表,都可以檢測植物物種組分的變化。二、森林破壞的原因(一)酸化和超營養(yǎng)作用二、森林破壞的原因6

在過去四十年中,歐洲森林植被發(fā)生類似的變化,即氮指示物種(其表征指標(biāo)包括物種數(shù)量、頻率、覆蓋度/豐富度和平均生態(tài)指示值)不斷增加,這是植物物種對含氮化合物(如NOx,NHx)分解的強(qiáng)烈反應(yīng)。

在過去四十年中,歐洲森林植被發(fā)生類似的變化,即氮指示物7(二)全球氣候變化CO2等溫室氣體的排放導(dǎo)致全球升溫;整個(gè)歐洲從北部斯堪的納維亞到西班牙、希臘,自20世紀(jì)60年代以來,生長季節(jié)已經(jīng)延長了大約11天。(三)森林管理在中歐,人為管理導(dǎo)致森林群落物種組成明顯變化;收獲管理也會(huì)影響森林結(jié)構(gòu)。二、森林破壞的原因(二)全球氣候變化二、森林破壞的原因8三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(一)近自然森林的管理

主要措施包括:選擇當(dāng)?shù)?、鄉(xiāng)土適宜物種;在特定砍伐系統(tǒng)內(nèi)收獲木材;利用天然樹木自我生長代替補(bǔ)種樹木;在森林中保留死亡的樹木作為物種多樣性(真菌、昆蟲和脊椎動(dòng)物、鳥類)的重要載體。(二)森林改造

中歐森林受土地利用的影響很大。其中,19世紀(jì)開始的松樹(Pinussylvestris)和挪威云杉(Piceaabies)林的人工造林活動(dòng)對森林植被的恢復(fù)影響最為深刻。

三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法9結(jié)構(gòu)不良的森林立地的改善方法(引自Spieker和Hansen,2002)

結(jié)構(gòu)不良的森林立地的改善方法10德國東北部四個(gè)研究點(diǎn)森林地表和土壤表層中腐殖質(zhì)累積與土壤有機(jī)質(zhì)的相對分布(引自Fischer等,2002):森林立地由松林轉(zhuǎn)化為松屬/山毛櫸屬混合林的過程中腐殖質(zhì)覆蓋層發(fā)生了明顯變化,隨著山毛櫸屬所占比例增多,由于生態(tài)干擾過程,腐殖質(zhì)形成層中土壤有機(jī)物質(zhì)含量降低;至于土壤碳儲(chǔ)存和分布,可以增強(qiáng)兩個(gè)發(fā)展過程:在森林轉(zhuǎn)化的初始階段,較早的混合立地中總的腐殖質(zhì)儲(chǔ)存量增加,反之后期土壤有機(jī)儲(chǔ)量持續(xù)下降德國東北部四個(gè)研究點(diǎn)森林地表和土壤表層中腐殖質(zhì)累積與土壤有機(jī)11(三)受災(zāi)森林立地的更新在中歐地區(qū),暴風(fēng)雨(雪)是影響森林結(jié)構(gòu)的重要自然災(zāi)害。土壤的機(jī)械擾動(dòng)促進(jìn)了具有持久穩(wěn)固種子庫的植物種的生長。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(三)受災(zāi)森林立地的更新三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法12(四)退耕還林自從20世紀(jì)80-90年代歐洲大部分地區(qū)開展退耕還林(耕地棄荒)活動(dòng)以來,人工造林(以前是森林而最近被占用的非林地的森林恢復(fù))在景觀規(guī)劃中發(fā)揮了重要作用;從Baden-Württemberg廢荒試驗(yàn)和G?ttingen新植物園試驗(yàn)可以得出森林恢復(fù)有兩個(gè)重要的方式。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(四)退耕還林三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法13德國Gottingen新植物園的演替試驗(yàn):1968-1999年苔蘚、草本、灌叢和喬木層的覆蓋度。首先木本植物高度小于5m(灌層);1989年部分樹木高度超過5m,灌木層下降,喬木層開始增長。德國Gottingen新植物園的演替試驗(yàn):1968-1999141968-1999年不同生活型植物覆蓋度的相對重要性(自由發(fā)展)。T:一年生植物;G:地下芽植物;H:地面芽植物;C:地上芽植物;N:矮高位芽小灌木(灌叢);P:高位芽植物(喬木)1968-1999年不同生活型植物覆蓋度的相對重要性(自由發(fā)15(五)廢棄礦地的綠化造林

在歐洲大部分地區(qū),通常采用的是綠化造林恢復(fù),即在以前沒有森林覆蓋的底土層和表土層上造林。未加工礦山土壤上綠化造林的早期試驗(yàn)研究在德國由Heuson(1929)和Copien(1942)實(shí)施。在當(dāng)時(shí)的研究中,他們建造了混合立地,利用多種物種進(jìn)行長期試驗(yàn),包括松樹、橡樹、酸澄和落葉松屬植物以及先鋒喬木種如榿木、白楊、樺樹和黑槐,適當(dāng)改良土壤后,機(jī)械式種植建立起的森林群落取得了較好的效果。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(五)廢棄礦地的綠化造林三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法16第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程17一、歐洲河流破壞的原因(一)自然影響主要指氣候變化的影響。

10000年以前結(jié)束的、距今最近的一次冰期氣候變化使泰晤士河向南移動(dòng)了幾千米,然后流入了當(dāng)前倫敦所在地的河口。一、歐洲河流破壞的原因(一)自然影響10000年以前結(jié)束的、18(二)人為影響土地利用變化:森林砍伐、植被破壞等;工農(nóng)業(yè)污染造成的影響;

規(guī)?;喔认到y(tǒng)計(jì)劃的實(shí)施;大壩/水庫建設(shè);矯正和加深河流、分離河漫灘、抽干地下水等;城市擴(kuò)張。一、歐洲河流破壞的原因(二)人為影響一、歐洲河流破壞的原因19活動(dòng)原因影響土地灌溉農(nóng)業(yè)河漫灘和濕地的消失;增加河流沉積物;降低河流的儲(chǔ)存量來增加洪水的峰值。洪水防護(hù)城市/經(jīng)濟(jì)河漫灘的消失或者孤立;生物多樣性的消失。水庫/大壩水資源供給水電能下游的生態(tài)退化;污染增加;破壞沉積物的轉(zhuǎn)移。堰工廠系統(tǒng)阻止魚向上游的游動(dòng);減少到達(dá)產(chǎn)卵區(qū)的通道。開鑿水渠防止侵蝕;控制洪水;灌溉周圍土地;航海;基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)干擾水道的物理平衡;影響岸邊的植物和水流溫度;增大水流速度導(dǎo)致棲息地和生物多樣性的減少。疏浚河道抽取砂礫/砂;增加河流容量過度地加寬或者加深河流;不穩(wěn)定性以及堤壩的倒塌;除去河床上的自然物質(zhì)。抽取水飲用水和農(nóng)業(yè)用水降低河水水位和河漫灘水的平地層。城市擴(kuò)張人口增加和經(jīng)濟(jì)增長增加了堅(jiān)硬的土地表面,導(dǎo)致更快更多的水土流失;喪失河岸廊道和河漫灘;惡劣的水環(huán)境質(zhì)量;污水;水的溢出。影響河流系統(tǒng)的主要人類活動(dòng)(引自Mant和Janes,2005)

活動(dòng)原因影響土地灌溉農(nóng)業(yè)河漫灘和濕地的消失;增加河流沉積物;20在萊茵河流域,森林退化率約為75%,萊茵河河道兩旁殘存的森林面積僅有150km2在萊茵河流域,森林退化率約為75%,萊茵河河道兩旁殘存的森林21氣候變化:自1988年以來,在蘇格蘭的許多地方,洪水頻率和數(shù)量明顯增加;城市化:伴隨著防洪技術(shù)的不斷發(fā)展,河漫灘的防洪作用常被忽視,工業(yè)用地和居民住宅侵占的河漫灘濕地常被遺忘;

經(jīng)濟(jì)因素:目前仍沒有阻止河漫灘開發(fā)和推動(dòng)河流修復(fù)的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)計(jì)劃,也缺乏對退化河流系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)的經(jīng)濟(jì)可行性論證,導(dǎo)致許多河流修復(fù)工作隨機(jī)、分散地開展。(三)目前的干擾和威脅一、歐洲河流破壞的原因氣候變化:自1988年以來,在蘇格蘭的許多地方,洪水頻率和數(shù)22二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程

目前仍缺乏河流和河漫灘修復(fù)的簡單、易行的方法,每個(gè)修復(fù)工程都根據(jù)自身的特點(diǎn),制定相應(yīng)的工作方案和行動(dòng)計(jì)劃;在某些情況下,恢復(fù)措施可能是將原來矯正的河道恢復(fù)到一個(gè)彎曲狀態(tài),同時(shí)增加生物多樣性。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程23英國Durham鎮(zhèn)河流彎曲段圖(引自Mant和Janes,2005)英國Durham鎮(zhèn)河流彎曲段圖(引自Mant和Janes,224

舊河岸的重塑(引自Mant和Janes,2005):在有些情況下,生態(tài)修復(fù)需要重塑河岸、建造濕地狹道等較為溫和修復(fù)方法進(jìn)行協(xié)助完成

2m濕地護(hù)岸舊河岸的重塑(引自Mant和Janes,2005):在有25(一)英國生態(tài)系統(tǒng)退化背景:在過去的強(qiáng)制管理下,基本上每條河流都進(jìn)行過灌溉、疏浚和矯正改造;自1990年以來,各級政府和社會(huì)團(tuán)體都致力于改變流域管理的單純防洪作用,其中,最具代表性的是斯科涅河(skerne)修復(fù)工程。斯科涅河是位于達(dá)拉謨達(dá)林頓的一條內(nèi)河,在過去約兩百年的時(shí)間里,由于工業(yè)化的發(fā)展和居民區(qū)的擴(kuò)展,斯科涅河被矯正改造,生態(tài)破壞嚴(yán)重。斯科涅河修復(fù)工程在該河流上選取2km的一段流域開展修復(fù)實(shí)驗(yàn),目的是重建一個(gè)更加自然的流域,將其變?yōu)閮?yōu)美、宜人的自然景觀。

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(一)英國二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程26工程措施:

修復(fù)河道形態(tài)、重塑河岸景觀、清除河道內(nèi)的各種外加裝置,美化風(fēng)景、合理布置出水口、平整塹壕、增加河漫灘的承載力、增加本土瀕危植物的數(shù)量、建造替代濕地系統(tǒng)等。最終實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)目標(biāo):重建了具有更強(qiáng)自我調(diào)整能力、更加自然的河流系統(tǒng),同時(shí)保證了洪水的有效管理,確保了野生動(dòng)物、環(huán)境舒適性及水環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程工程措施:二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程27(二)丹麥在丹麥,近30000km的自然河流已在形態(tài)上發(fā)生了改變,另有30000km的河流因濕地、河漫灘排水工程或發(fā)展農(nóng)業(yè)而被改造。在諸多恢復(fù)工程中,古曾河(Skjern)修復(fù)工程最具代表性。1998年,丹麥議會(huì)以票決通過了修復(fù)古曾河低洼水道、重塑超過2200hm2典型河漫灘和多支流河流蜿蜒河道的《公共工程法案》。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(二)丹麥二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程28(三)荷蘭退化原因:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不斷升高的堤壩和上游污染;

主要措施:恢復(fù)河道自然形態(tài)、降低河漫灘的地勢等,增加由于原來采砂和恢復(fù)次級水道而產(chǎn)生的靜水體系統(tǒng)作為魚類和大型無脊椎動(dòng)物的避難所,限制任何持續(xù)性的防洪措施對河漫灘的無續(xù)利用,利用河流自然過程進(jìn)行防洪控制,通過疏浚工程去除沉積的黏土、恢復(fù)河漫灘原來輪廓來降低其地勢恢復(fù)河漫灘的承載能力、提高棲息地的多樣性。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(三)荷蘭二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程29(四)意大利退化原因:意大利阿爾卑斯和亞平寧地區(qū)的水力發(fā)電系統(tǒng)和蓄水設(shè)施的建設(shè)、沿著山谷和河漫灘的城市化發(fā)展。ZeroRiver工程

目的:保護(hù)主要淡水資源和與威尼斯瀉湖相連的河口環(huán)境途徑:通過流域內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)的分擔(dān)和建立污染物的緩沖區(qū)來減輕水體富營養(yǎng)化成果:該工程已在原來人工開鑿的河道上,恢復(fù)了16km的水道、30hm2的河漫灘、10hm2蘆葦?shù)睾?60hm2濱水濕地植被。

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(四)意大利二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程30ZeroRiver河整治工程(引自Mant和Janes,2005)ZeroRiver河整治工程(引自Mant和Janes,231萊茵河修復(fù)工程退化的原因:1449年的過度捕撈和污染導(dǎo)致魚類數(shù)量顯著下降;1817-1874年間,萊茵河流域開展了大規(guī)模工程建設(shè),河流的矯直、改道活動(dòng)顯著增加。

采取的恢復(fù)措施:

1952年開始,萊茵河管理委員會(huì)開展了改善水環(huán)境質(zhì)量、削減水體污染、恢復(fù)流域生態(tài)系統(tǒng)等工程項(xiàng)目,包括德國的泄洪工程項(xiàng)目和荷蘭的堤壩拆除工程項(xiàng)目等,明顯改善了萊茵河流域的生態(tài)環(huán)境。(五)跨境河流修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程萊茵河修復(fù)工程(五)跨境河流修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修32多瑙河三角洲的修復(fù)工程濕地破壞的原因以航海為目的的流域發(fā)展計(jì)劃嚴(yán)重破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要而建設(shè)水壩和開鑿水渠,使?jié)竦仄茐膯栴}更加嚴(yán)重。兩個(gè)重要的多瑙河三角洲恢復(fù)計(jì)劃源頭、中游和三角洲支流國家實(shí)施的《綠色多瑙河計(jì)劃》;多瑙河下游國家實(shí)施的《多瑙河喀爾巴阡山計(jì)劃》

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程多瑙河三角洲的修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程33第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程34一、濕地退化的原因(一)土地利用變化(二)酸化(三)富營養(yǎng)化(四)大氣沉降一、濕地退化的原因(一)土地利用變化35二、恢復(fù)方法(一)泥炭沼澤的恢復(fù)(促進(jìn)泥炭蘚生長)加入少量HCO3-(濃度0~1mmol/L);適當(dāng)伐木和關(guān)閉排水溝渠(二)草甸沼澤的恢復(fù)

恢復(fù)傳統(tǒng)的管理

恢復(fù)水力條件

表土去除植物移栽二、恢復(fù)方法36三、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)(一)湖泊生態(tài)系統(tǒng)受損的原因環(huán)境污染水利工程建設(shè)過度養(yǎng)殖富營養(yǎng)化生物入侵三、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)37(二)受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方法和技術(shù)主要有:嚴(yán)禁圍湖造田;營造林地,提高湖泊周圍的植被覆蓋率,減少面源污染的危害,增強(qiáng)涵養(yǎng)水分的能力;加大人為調(diào)控湖泊水位的力度,盡量防止水位頻繁地劇烈變化,維持湖泊的最低水位;對于已有大量淤積的湖泊,清淤是十分有效的修復(fù)措施。三、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)(二)受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)三、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)38芬蘭Vesijarvi湖1975年截污后湖水總磷的變化芬蘭Vesijarvi湖生態(tài)恢復(fù)前后相關(guān)參數(shù)的變化芬蘭Vesijarvi湖1975年截污后湖水總磷的變化芬蘭39第四節(jié)阿爾卑斯山高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第四節(jié)阿爾卑斯山高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程40一、阿爾卑斯山地生態(tài)系統(tǒng)退化的原因(一)土地利用變化礦產(chǎn)開發(fā)活動(dòng)引起的森林植被破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)引起的草地植被破壞(二)旅游業(yè)發(fā)展滑雪道、升降機(jī)、纜車以及其他運(yùn)輸設(shè)施的建設(shè)破壞了高寒草甸植被;防護(hù)性設(shè)施(尤其是洪水和雪崩的防護(hù)欄)同樣占用大面積的土地,對山地生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅一、阿爾卑斯山地生態(tài)系統(tǒng)退化的原因(一)土地利用變化41索道、滑雪道和運(yùn)輸設(shè)施對阿爾卑斯山地生態(tài)系統(tǒng)的干擾與破壞索道、滑雪道和運(yùn)輸設(shè)施對阿爾卑斯山地生態(tài)系統(tǒng)的干擾與破壞42二、高山環(huán)境中可持續(xù)性修復(fù)的途徑(一)概述

高海拔地區(qū)的修復(fù)會(huì)受到諸多因素的限制。隨著海拔高度的增加,修復(fù)工程的難度也不斷加大。如果不考慮滑雪道、旅游業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施以及洪水和雪崩防護(hù)欄建設(shè)工程造成的地形因素的改變,可以通過補(bǔ)種對高山環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)能力的、高品質(zhì)植株材料或種子,配以良好的生態(tài)修復(fù)技術(shù),就可以獲得恢復(fù)工程的成功實(shí)施。

二、高山環(huán)境中可持續(xù)性修復(fù)的途徑高海拔地區(qū)的修復(fù)會(huì)受到諸多因43(二)植被自然恢復(fù)

植被選擇:植被選擇要考慮適應(yīng)性、本土性和區(qū)域性;基質(zhì)培育:用礫石(不同粒徑的石料)作為基質(zhì)培育的基本材料,獲得典型高海拔地區(qū)修復(fù)區(qū)域和無植被區(qū)域的鑲嵌斑塊,為植被自然恢復(fù)提供良好的基質(zhì)條件和空間環(huán)境;施肥:滑雪道上應(yīng)使用緩釋而長效的肥料,以促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成,盡可能使用有機(jī)肥如腐熟的農(nóng)家肥、復(fù)合肥或生物堆肥。

二、高山環(huán)境中可持續(xù)性修復(fù)的途徑(二)植被自然恢復(fù)植被選擇:植被選擇要考慮適應(yīng)性、本土性和44(四)用營養(yǎng)體進(jìn)行修復(fù)草皮和草皮切塊草皮卷盆栽植物(五)覆膜和地質(zhì)纖維網(wǎng)覆膜播種纖維網(wǎng)干草覆膜(六)修復(fù)地的管理二、高山環(huán)境中可持續(xù)性修復(fù)的途徑(四)用營養(yǎng)體進(jìn)行修復(fù)草皮和草皮切塊(五)覆膜和地質(zhì)纖維網(wǎng)覆45查找資料,分析歐洲生態(tài)退化的主要特征和分布情況?分析歐洲林地恢復(fù)的技術(shù)方法如何在不同尺度上所起的作用。試說明阿爾卑斯山高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程對我國退化高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的借鑒意義。分析歐洲河流破壞的主要原因,并與中國的情況加以比較。思考題思考題46第八章歐洲地區(qū)的典型案例第八章歐洲地區(qū)的典型案例47第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第四節(jié)阿爾卑斯山高寒生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)48第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)第一節(jié)中歐退化林地的生態(tài)恢復(fù)49第八章歐洲地區(qū)的典型案例-恢復(fù)生態(tài)學(xué)課件50第八章歐洲地區(qū)的典型案例-恢復(fù)生態(tài)學(xué)課件51(一)酸化和超營養(yǎng)作用有證據(jù)表明歐洲大部分地區(qū)酸雨帶來了嚴(yán)重的土壤酸化,土壤的酸化通常是由其他生態(tài)因子如N投入過度所造成的。通過定位試驗(yàn)的反復(fù)研究,或同時(shí)比較同一區(qū)域同一植被類型植物社會(huì)譜系表,都可以檢測植物物種組分的變化。二、森林破壞的原因(一)酸化和超營養(yǎng)作用二、森林破壞的原因52

在過去四十年中,歐洲森林植被發(fā)生類似的變化,即氮指示物種(其表征指標(biāo)包括物種數(shù)量、頻率、覆蓋度/豐富度和平均生態(tài)指示值)不斷增加,這是植物物種對含氮化合物(如NOx,NHx)分解的強(qiáng)烈反應(yīng)。

在過去四十年中,歐洲森林植被發(fā)生類似的變化,即氮指示物53(二)全球氣候變化CO2等溫室氣體的排放導(dǎo)致全球升溫;整個(gè)歐洲從北部斯堪的納維亞到西班牙、希臘,自20世紀(jì)60年代以來,生長季節(jié)已經(jīng)延長了大約11天。(三)森林管理在中歐,人為管理導(dǎo)致森林群落物種組成明顯變化;收獲管理也會(huì)影響森林結(jié)構(gòu)。二、森林破壞的原因(二)全球氣候變化二、森林破壞的原因54三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(一)近自然森林的管理

主要措施包括:選擇當(dāng)?shù)?、鄉(xiāng)土適宜物種;在特定砍伐系統(tǒng)內(nèi)收獲木材;利用天然樹木自我生長代替補(bǔ)種樹木;在森林中保留死亡的樹木作為物種多樣性(真菌、昆蟲和脊椎動(dòng)物、鳥類)的重要載體。(二)森林改造

中歐森林受土地利用的影響很大。其中,19世紀(jì)開始的松樹(Pinussylvestris)和挪威云杉(Piceaabies)林的人工造林活動(dòng)對森林植被的恢復(fù)影響最為深刻。

三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法55結(jié)構(gòu)不良的森林立地的改善方法(引自Spieker和Hansen,2002)

結(jié)構(gòu)不良的森林立地的改善方法56德國東北部四個(gè)研究點(diǎn)森林地表和土壤表層中腐殖質(zhì)累積與土壤有機(jī)質(zhì)的相對分布(引自Fischer等,2002):森林立地由松林轉(zhuǎn)化為松屬/山毛櫸屬混合林的過程中腐殖質(zhì)覆蓋層發(fā)生了明顯變化,隨著山毛櫸屬所占比例增多,由于生態(tài)干擾過程,腐殖質(zhì)形成層中土壤有機(jī)物質(zhì)含量降低;至于土壤碳儲(chǔ)存和分布,可以增強(qiáng)兩個(gè)發(fā)展過程:在森林轉(zhuǎn)化的初始階段,較早的混合立地中總的腐殖質(zhì)儲(chǔ)存量增加,反之后期土壤有機(jī)儲(chǔ)量持續(xù)下降德國東北部四個(gè)研究點(diǎn)森林地表和土壤表層中腐殖質(zhì)累積與土壤有機(jī)57(三)受災(zāi)森林立地的更新在中歐地區(qū),暴風(fēng)雨(雪)是影響森林結(jié)構(gòu)的重要自然災(zāi)害。土壤的機(jī)械擾動(dòng)促進(jìn)了具有持久穩(wěn)固種子庫的植物種的生長。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(三)受災(zāi)森林立地的更新三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法58(四)退耕還林自從20世紀(jì)80-90年代歐洲大部分地區(qū)開展退耕還林(耕地棄荒)活動(dòng)以來,人工造林(以前是森林而最近被占用的非林地的森林恢復(fù))在景觀規(guī)劃中發(fā)揮了重要作用;從Baden-Württemberg廢荒試驗(yàn)和G?ttingen新植物園試驗(yàn)可以得出森林恢復(fù)有兩個(gè)重要的方式。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(四)退耕還林三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法59德國Gottingen新植物園的演替試驗(yàn):1968-1999年苔蘚、草本、灌叢和喬木層的覆蓋度。首先木本植物高度小于5m(灌層);1989年部分樹木高度超過5m,灌木層下降,喬木層開始增長。德國Gottingen新植物園的演替試驗(yàn):1968-1999601968-1999年不同生活型植物覆蓋度的相對重要性(自由發(fā)展)。T:一年生植物;G:地下芽植物;H:地面芽植物;C:地上芽植物;N:矮高位芽小灌木(灌叢);P:高位芽植物(喬木)1968-1999年不同生活型植物覆蓋度的相對重要性(自由發(fā)61(五)廢棄礦地的綠化造林

在歐洲大部分地區(qū),通常采用的是綠化造林恢復(fù),即在以前沒有森林覆蓋的底土層和表土層上造林。未加工礦山土壤上綠化造林的早期試驗(yàn)研究在德國由Heuson(1929)和Copien(1942)實(shí)施。在當(dāng)時(shí)的研究中,他們建造了混合立地,利用多種物種進(jìn)行長期試驗(yàn),包括松樹、橡樹、酸澄和落葉松屬植物以及先鋒喬木種如榿木、白楊、樺樹和黑槐,適當(dāng)改良土壤后,機(jī)械式種植建立起的森林群落取得了較好的效果。三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法(五)廢棄礦地的綠化造林三、森林植被恢復(fù)的技術(shù)與方法62第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程第二節(jié)西歐大型河流與洪積平原生態(tài)恢復(fù)工程63一、歐洲河流破壞的原因(一)自然影響主要指氣候變化的影響。

10000年以前結(jié)束的、距今最近的一次冰期氣候變化使泰晤士河向南移動(dòng)了幾千米,然后流入了當(dāng)前倫敦所在地的河口。一、歐洲河流破壞的原因(一)自然影響10000年以前結(jié)束的、64(二)人為影響土地利用變化:森林砍伐、植被破壞等;工農(nóng)業(yè)污染造成的影響;

規(guī)模化灌溉系統(tǒng)計(jì)劃的實(shí)施;大壩/水庫建設(shè);矯正和加深河流、分離河漫灘、抽干地下水等;城市擴(kuò)張。一、歐洲河流破壞的原因(二)人為影響一、歐洲河流破壞的原因65活動(dòng)原因影響土地灌溉農(nóng)業(yè)河漫灘和濕地的消失;增加河流沉積物;降低河流的儲(chǔ)存量來增加洪水的峰值。洪水防護(hù)城市/經(jīng)濟(jì)河漫灘的消失或者孤立;生物多樣性的消失。水庫/大壩水資源供給水電能下游的生態(tài)退化;污染增加;破壞沉積物的轉(zhuǎn)移。堰工廠系統(tǒng)阻止魚向上游的游動(dòng);減少到達(dá)產(chǎn)卵區(qū)的通道。開鑿水渠防止侵蝕;控制洪水;灌溉周圍土地;航海;基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)干擾水道的物理平衡;影響岸邊的植物和水流溫度;增大水流速度導(dǎo)致棲息地和生物多樣性的減少。疏浚河道抽取砂礫/砂;增加河流容量過度地加寬或者加深河流;不穩(wěn)定性以及堤壩的倒塌;除去河床上的自然物質(zhì)。抽取水飲用水和農(nóng)業(yè)用水降低河水水位和河漫灘水的平地層。城市擴(kuò)張人口增加和經(jīng)濟(jì)增長增加了堅(jiān)硬的土地表面,導(dǎo)致更快更多的水土流失;喪失河岸廊道和河漫灘;惡劣的水環(huán)境質(zhì)量;污水;水的溢出。影響河流系統(tǒng)的主要人類活動(dòng)(引自Mant和Janes,2005)

活動(dòng)原因影響土地灌溉農(nóng)業(yè)河漫灘和濕地的消失;增加河流沉積物;66在萊茵河流域,森林退化率約為75%,萊茵河河道兩旁殘存的森林面積僅有150km2在萊茵河流域,森林退化率約為75%,萊茵河河道兩旁殘存的森林67氣候變化:自1988年以來,在蘇格蘭的許多地方,洪水頻率和數(shù)量明顯增加;城市化:伴隨著防洪技術(shù)的不斷發(fā)展,河漫灘的防洪作用常被忽視,工業(yè)用地和居民住宅侵占的河漫灘濕地常被遺忘;

經(jīng)濟(jì)因素:目前仍沒有阻止河漫灘開發(fā)和推動(dòng)河流修復(fù)的專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)計(jì)劃,也缺乏對退化河流系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)的經(jīng)濟(jì)可行性論證,導(dǎo)致許多河流修復(fù)工作隨機(jī)、分散地開展。(三)目前的干擾和威脅一、歐洲河流破壞的原因氣候變化:自1988年以來,在蘇格蘭的許多地方,洪水頻率和數(shù)68二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程

目前仍缺乏河流和河漫灘修復(fù)的簡單、易行的方法,每個(gè)修復(fù)工程都根據(jù)自身的特點(diǎn),制定相應(yīng)的工作方案和行動(dòng)計(jì)劃;在某些情況下,恢復(fù)措施可能是將原來矯正的河道恢復(fù)到一個(gè)彎曲狀態(tài),同時(shí)增加生物多樣性。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程69英國Durham鎮(zhèn)河流彎曲段圖(引自Mant和Janes,2005)英國Durham鎮(zhèn)河流彎曲段圖(引自Mant和Janes,270

舊河岸的重塑(引自Mant和Janes,2005):在有些情況下,生態(tài)修復(fù)需要重塑河岸、建造濕地狹道等較為溫和修復(fù)方法進(jìn)行協(xié)助完成

2m濕地護(hù)岸舊河岸的重塑(引自Mant和Janes,2005):在有71(一)英國生態(tài)系統(tǒng)退化背景:在過去的強(qiáng)制管理下,基本上每條河流都進(jìn)行過灌溉、疏浚和矯正改造;自1990年以來,各級政府和社會(huì)團(tuán)體都致力于改變流域管理的單純防洪作用,其中,最具代表性的是斯科涅河(skerne)修復(fù)工程。斯科涅河是位于達(dá)拉謨達(dá)林頓的一條內(nèi)河,在過去約兩百年的時(shí)間里,由于工業(yè)化的發(fā)展和居民區(qū)的擴(kuò)展,斯科涅河被矯正改造,生態(tài)破壞嚴(yán)重。斯科涅河修復(fù)工程在該河流上選取2km的一段流域開展修復(fù)實(shí)驗(yàn),目的是重建一個(gè)更加自然的流域,將其變?yōu)閮?yōu)美、宜人的自然景觀。

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(一)英國二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程72工程措施:

修復(fù)河道形態(tài)、重塑河岸景觀、清除河道內(nèi)的各種外加裝置,美化風(fēng)景、合理布置出水口、平整塹壕、增加河漫灘的承載力、增加本土瀕危植物的數(shù)量、建造替代濕地系統(tǒng)等。最終實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)目標(biāo):重建了具有更強(qiáng)自我調(diào)整能力、更加自然的河流系統(tǒng),同時(shí)保證了洪水的有效管理,確保了野生動(dòng)物、環(huán)境舒適性及水環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程工程措施:二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程73(二)丹麥在丹麥,近30000km的自然河流已在形態(tài)上發(fā)生了改變,另有30000km的河流因濕地、河漫灘排水工程或發(fā)展農(nóng)業(yè)而被改造。在諸多恢復(fù)工程中,古曾河(Skjern)修復(fù)工程最具代表性。1998年,丹麥議會(huì)以票決通過了修復(fù)古曾河低洼水道、重塑超過2200hm2典型河漫灘和多支流河流蜿蜒河道的《公共工程法案》。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(二)丹麥二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程74(三)荷蘭退化原因:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不斷升高的堤壩和上游污染;

主要措施:恢復(fù)河道自然形態(tài)、降低河漫灘的地勢等,增加由于原來采砂和恢復(fù)次級水道而產(chǎn)生的靜水體系統(tǒng)作為魚類和大型無脊椎動(dòng)物的避難所,限制任何持續(xù)性的防洪措施對河漫灘的無續(xù)利用,利用河流自然過程進(jìn)行防洪控制,通過疏浚工程去除沉積的黏土、恢復(fù)河漫灘原來輪廓來降低其地勢恢復(fù)河漫灘的承載能力、提高棲息地的多樣性。二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(三)荷蘭二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程75(四)意大利退化原因:意大利阿爾卑斯和亞平寧地區(qū)的水力發(fā)電系統(tǒng)和蓄水設(shè)施的建設(shè)、沿著山谷和河漫灘的城市化發(fā)展。ZeroRiver工程

目的:保護(hù)主要淡水資源和與威尼斯瀉湖相連的河口環(huán)境途徑:通過流域內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)的分擔(dān)和建立污染物的緩沖區(qū)來減輕水體富營養(yǎng)化成果:該工程已在原來人工開鑿的河道上,恢復(fù)了16km的水道、30hm2的河漫灘、10hm2蘆葦?shù)睾?60hm2濱水濕地植被。

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程(四)意大利二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程76ZeroRiver河整治工程(引自Mant和Janes,2005)ZeroRiver河整治工程(引自Mant和Janes,277萊茵河修復(fù)工程退化的原因:1449年的過度捕撈和污染導(dǎo)致魚類數(shù)量顯著下降;1817-1874年間,萊茵河流域開展了大規(guī)模工程建設(shè),河流的矯直、改道活動(dòng)顯著增加。

采取的恢復(fù)措施:

1952年開始,萊茵河管理委員會(huì)開展了改善水環(huán)境質(zhì)量、削減水體污染、恢復(fù)流域生態(tài)系統(tǒng)等工程項(xiàng)目,包括德國的泄洪工程項(xiàng)目和荷蘭的堤壩拆除工程項(xiàng)目等,明顯改善了萊茵河流域的生態(tài)環(huán)境。(五)跨境河流修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程萊茵河修復(fù)工程(五)跨境河流修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修78多瑙河三角洲的修復(fù)工程濕地破壞的原因以航海為目的的流域發(fā)展計(jì)劃嚴(yán)重破壞了濕地生態(tài)系統(tǒng);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要而建設(shè)水壩和開鑿水渠,使?jié)竦仄茐膯栴}更加嚴(yán)重。兩個(gè)重要的多瑙河三角洲恢復(fù)計(jì)劃源頭、中游和三角洲支流國家實(shí)施的《綠色多瑙河計(jì)劃》;多瑙河下游國家實(shí)施的《多瑙河喀爾巴阡山計(jì)劃》

二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程多瑙河三角洲的修復(fù)工程二、典型河流和河漫灘的修復(fù)工程79第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程第三節(jié)歐洲西北部濕地與淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程80一、濕地退化的原因(一)土地利用變化(二)酸化(三)富營養(yǎng)化(四)大氣沉降一、濕地退化的原因(一)土地利用變化81二、恢復(fù)方法(一)泥炭沼澤的恢復(fù)(促進(jìn)泥炭蘚生長)加入少量HCO3-(濃度0~1mmol/L);適當(dāng)伐木和關(guān)閉排水溝渠(二)草

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