退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建演示文稿

退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有31頁\編輯于星期日退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建現(xiàn)在是2頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1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)的分布狀況現(xiàn)在是3頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1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)(degradedecosystem)是一類“病態(tài)”生態(tài)系統(tǒng)，它是指在一定的時空背景下，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)或進化方向相反的位移(displacement)。或者說，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)。現(xiàn)在是4頁\一共有31頁\編輯于星期日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)營養(yǎng)物質(zhì)開放或封閉封閉敏感性和脆弱性高低抗逆力弱強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§7－1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現(xiàn)在是5頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1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)方面總有機質(zhì)存儲少、礦質(zhì)元素較為開放、無機營養(yǎng)物質(zhì)多儲存于生物庫中在穩(wěn)定性方面生態(tài)學(xué)聯(lián)系和生態(tài)學(xué)過程簡化、對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現(xiàn)在是6頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1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)退化的過程強度持續(xù)時間規(guī)模人類活動對生態(tài)系統(tǒng)造成退化的排序(Daily，1995)

過度開發(fā)(含直接破壞和環(huán)境污染)占35%

毀林占30%

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動占28%

收獲薪材占7%

生產(chǎn)工業(yè)占1%環(huán)境污染會影響生態(tài)系統(tǒng)各個層次的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)，進而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化(曲格平，1984)現(xiàn)在是7頁\一共有31頁\編輯于星期日環(huán)境污染對生物多樣性的影響基本觀點一是由于生物對突然發(fā)生的污染在適應(yīng)上可能存在很大的局限性，故生物多樣性會喪失。二是污染會改變生物原有的進化和適應(yīng)模式，生物多樣性可能會向著污染主導(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消失。在生態(tài)系統(tǒng)層次上：影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)嚴(yán)重污染→趨同性→無生物區(qū)一般污染→改變結(jié)構(gòu)→功能的改變重金屬或有機毒物→食物鏈→影響人類現(xiàn)在是8頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1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)類型與面積調(diào)查表明(Daily，1995)：土地退化面積：20×108hm2(占植被分布區(qū)17%)

輕度退化：7.5×108hm2

中度退化:9.1×108hm2

嚴(yán)重退化：3.0×108hm2

極度退化：0.09×108hm2

全球荒漠化：36×108hm2(占干旱面積70%)

輕度退化：12.23×108hm2

中度退化：12.67×108hm2

嚴(yán)重退化：10×108hm2

極度退化：0.72×108hm2

全球：50×108hm2

(43%的陸地植被的生態(tài)服務(wù)功能受損)現(xiàn)在是9頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1退化生態(tài)系統(tǒng)三、退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況2.中國退化生態(tài)系統(tǒng)類型與面積生態(tài)系統(tǒng)類型總面積/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年中國退化的主要生態(tài)系統(tǒng)類型及其面積現(xiàn)在是10頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1退化生態(tài)系統(tǒng)三、退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況3.中國脆弱生態(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)前或近期人類的社會生產(chǎn)、生活和對自然資源的利用，甚至能長期改變一個區(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?，F(xiàn)在是11頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－1退化生態(tài)系統(tǒng)三、退化生態(tài)系統(tǒng)分布狀況3.中國脆弱生態(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)西南山地和青藏高原區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)總面積達194萬km2，約占國土面積的20%現(xiàn)在是12頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－2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)展概況現(xiàn)在是13頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－2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)和管理過程的科學(xué)，生態(tài)整合性包括生物多樣性、生態(tài)過程和結(jié)構(gòu)、區(qū)域及歷史情況、可持續(xù)的社會實踐等廣泛的范圍。(SocietyforEcologicalRestoration，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)過程與機理的科學(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（enhancemen）、修補（remedy）、更新（renewal）、再植（revegetation）現(xiàn)在是14頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－2恢復(fù)生態(tài)學(xué)二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論

自我設(shè)計與人為設(shè)計理論自我設(shè)計理論認為，只要有足夠的時間，隨著時間推移，退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地實現(xiàn)自我組織并會最終改變其組分；(生態(tài)恢復(fù)→生態(tài)系統(tǒng)層次上)人為設(shè)計理論則認為，通過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，并認為通過調(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?，F(xiàn)在是15頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－2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Leopold(1935)最早開展實驗研究

20世紀(jì)50～90年代是大發(fā)展時期：進行了大量在實踐、理論研究與探討國際生態(tài)學(xué)會成立各國均有有關(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)

在實踐的前列還有澳洲(心草原管理為主)和中國(強調(diào)農(nóng)業(yè)綜合利用)現(xiàn)在是16頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3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)的機理六、恢復(fù)成功的標(biāo)準(zhǔn)七、生態(tài)恢復(fù)的時間八、生物多樣性在生態(tài)恢復(fù)中的作用九、生態(tài)恢復(fù)實例現(xiàn)在是17頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3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)(HobbsandNorton,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

(各組分由多少個變量組成)

功能

(水、能量和物質(zhì)等基本生態(tài)過程的表現(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組成和生物多樣性實現(xiàn)自我維持能力減少或控制人為干擾增加視覺和美學(xué)享受現(xiàn)在是18頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3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盾與支持以美的享受現(xiàn)在是19頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)三、生態(tài)恢復(fù)的方法現(xiàn)在是20頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3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)項目明確被恢復(fù)的對象與邊界生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷退化生態(tài)系統(tǒng)健康評估結(jié)合恢復(fù)目標(biāo)和原則進行決策實地實驗、示范與推廣過程調(diào)整與改進后續(xù)監(jiān)測與評價現(xiàn)在是21頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3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)現(xiàn)在是22頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理現(xiàn)在是23頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理排除干擾、加速生物組分的變化和啟動或加速順向演替的過程現(xiàn)在是24頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理現(xiàn)在是25頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理現(xiàn)在是26頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)五、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理現(xiàn)在是27頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)六、恢復(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）營養(yǎng)保持力

CareherandKnapp(1995)提出采用記分卡的方法評價恢復(fù)度：假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)有五個重要參數(shù)(如種類、空間層次、生產(chǎn)力、傳粉或播種、種子產(chǎn)量或種子庫的時空動態(tài))，每一個參數(shù)都有一個波動幅度，比較這些參數(shù)是否已達到正常波動范例或與該范圍還有多大差距?，F(xiàn)在是28頁\一共有31頁\編輯于星期日§7－3退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)七、生態(tài)恢復(fù)的時間Daiky(1995)通過計算潛在的直接實用價值:

輕度退化→3～5年中度退化→10～20年嚴(yán)重退化→50～100年極度退化→200多年