第六章干扰及恢复生态学课件

第六章干扰及恢复生态学课件第六章干扰及恢复生态学课件 恢复生恢复生态学是一学是一门关于生关于生态恢复恢复（EcologicalrestorationEcologicalrestoration）的学科。）的学科。恢复生恢复生态学是生学是生态学的分支学科，但学的分支学科，但它又是它又是环境学、地理学、林学、境学、地理学、林学、农学、学、草地学、湿地学、海洋学等多学科的草地学、湿地学、海洋学等多学科的交叉学科。具有交叉学科。具有较强的理的理论性和性和实践践性。性。序言序言7/1/20243恢复生态学是一门关于生态恢复（Ecologica一、恢复生一、恢复生态学的有关概念学的有关概念v研究生研究生态系系统自身的性自身的性质、受、受损机理及修复机理及修复过程程的科学（的科学（JordanJordanetal.etal.,1987,1987）。）。v研究生研究生态整合性的恢复和管理整合性的恢复和管理过程的科学。生程的科学。生态整合性包括生物多整合性包括生物多样性、生性、生态过程和程和结构、区域构、区域及及历史情况、可持史情况、可持续的社会的社会实践等广泛的范践等广泛的范围（国（国际恢复生恢复生态学会，学会，19951995）。v研究生研究生态系系统退化的原因、退化生退化的原因、退化生态系系统恢复与恢复与重建的技重建的技术与方法、生与方法、生态学学过程与机理的科学程与机理的科学（余作岳，（余作岳，19961996）。）。1 1、什么是恢复生、什么是恢复生态学学7/1/20244一、恢复生态学的有关概念研究生态系统自身的性质、受损机理及修研究生态系统退化的原因、退化生态研究生态系统退化的原因、退化生态研究生态系统退化的原因、退化生态研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、生态系统恢复与重建的技术与方法、生态系统恢复与重建的技术与方法、生态系统恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理的科学。学过程与机理的科学。学过程与机理的科学。学过程与机理的科学。余作岳等（余作岳等（余作岳等（余作岳等（1996199619961996）2恢复生态学中涉及的几个重要概念恢复生态学中涉及的几个重要概念生态恢复生态恢复生态恢复生态恢复重建重建重建重建改良改良改良改良去除干扰并使生态系统恢复原有的利去除干扰并使生态系统恢复原有的利去除干扰并使生态系统恢复原有的利去除干扰并使生态系统恢复原有的利用方式。用方式。用方式。用方式。改善环境条件使原有的生物生存，一改善环境条件使原有的生物生存，一改善环境条件使原有的生物生存，一改善环境条件使原有的生物生存，一般指原有景观彻底破坏后的恢复。般指原有景观彻底破坏后的恢复。般指原有景观彻底破坏后的恢复。般指原有景观彻底破坏后的恢复。改进改进改进改进修补修补修补修补更新更新更新更新再植再植再植再植重建重建重建重建改良改良改良改良7/1/20245研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、改进改进修补修补更新更新再植再植指对原有的受损系统进行重新的修指对原有的受损系统进行重新的修复，以使系统某些结构与功能得以复，以使系统某些结构与功能得以提高。提高。即修复部分受损的结构。即修复部分受损的结构。指生态系统发育即向新的水平或指生态系统发育即向新的水平或层次的演替。层次的演替。即恢复生态系统的部分结构和功即恢复生态系统的部分结构和功能，或恢复当地先前土地利用方能，或恢复当地先前土地利用方式。式。7/1/20246改进修补更新再植指对原有的受损系统进行重新的修复，以使系统某这些术语从不同角度反映了恢复与重建的基本意图。所谓生态恢复与重建是指根据生态学原理,通过一定的生物、生态以及工程的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力尽快地成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平。7/1/20247这些术语从不同角度反映了恢复与重建的基本意图二、恢复生二、恢复生态学的研究内容学的研究内容基基础理理论研究：研究：I.I.生生态系系统结构以及内在的生构以及内在的生态学学过程与相程与相互作用机制互作用机制II.II.生生态系系统的的稳定性、多定性、多样性、抗逆性、生性、抗逆性、生产力、恢复力与可持力、恢复力与可持续性性III.III.先先锋与定与定级生生态系系统发生、生、发展机理与演展机理与演替替规律律7/1/20248二、恢复生态学的研究内容基础理论研究：8/11/20238IV.IV.不同干不同干扰条件下生条件下生态系系统的受的受损过程及其程及其影响机制影响机制V.V.生生态系系统退化的景退化的景观诊断及其断及其评价指价指标体体系系VI.VI.生生态系系统退化退化过程的程的动态监测、模、模拟、预警及警及预测7/1/20249不同干扰条件下生态系统的受损过程及其影响机制8/11/202应用技用技术研究：研究：I.I.退化生退化生态系系统的恢复与重建的关的恢复与重建的关键技技术体系体系II.II.生生态系系统结构与功能的构与功能的优化配置与重构及其化配置与重构及其调控技控技术III.III.物种、生物种、生态系系统与景与景观多多样性性的恢复与的恢复与维持技持技术IV.IV.生生态工程工程设计与与实施技施技术V.V.环境境规划与景划与景观生生态规划技划技术VI.VI.典型退化生典型退化生态系系统恢复的恢复的优化模式化模式试验示范与示范与推广推广7/1/202410应用技术研究：8/11/202310（1 1）生态系统恢复的）生态系统恢复的）生态系统恢复的）生态系统恢复的不可确定性不可确定性不可确定性不可确定性。（2 2）生态系统恢复要求综合考虑生态、经济和）生态系统恢复要求综合考虑生态、经济和）生态系统恢复要求综合考虑生态、经济和）生态系统恢复要求综合考虑生态、经济和社会因素，但对时间、空间上存在异质性社会因素，但对时间、空间上存在异质性社会因素，但对时间、空间上存在异质性社会因素，但对时间、空间上存在异质性的生态系统而言，的生态系统而言，的生态系统而言，的生态系统而言，很难恢复到理想状态很难恢复到理想状态很难恢复到理想状态很难恢复到理想状态，在有持续干扰情况下尤其如此；在有持续干扰情况下尤其如此；在有持续干扰情况下尤其如此；在有持续干扰情况下尤其如此；（3 3）由于生态系统的复杂性，对生态系统退化）由于生态系统的复杂性，对生态系统退化）由于生态系统的复杂性，对生态系统退化）由于生态系统的复杂性，对生态系统退化程度和干扰因子很难概括出一些程度和干扰因子很难概括出一些程度和干扰因子很难概括出一些程度和干扰因子很难概括出一些易测定、易测定、易测定、易测定、又能反映实质的具体指标；又能反映实质的具体指标；又能反映实质的具体指标；又能反映实质的具体指标；三、三、制约学科发展的重要理论和实践问题制约学科发展的重要理论和实践问题7/1/202411（1）生态系统恢复的不可确定性。三、制约学科发展的重要理论和（4 4）生态系统恢复和群落的自然演替是一个动）生态系统恢复和群落的自然演替是一个动）生态系统恢复和群落的自然演替是一个动）生态系统恢复和群落的自然演替是一个动态的过程，在研究实践中，对两者的态的过程，在研究实践中，对两者的态的过程，在研究实践中，对两者的态的过程，在研究实践中，对两者的区分区分区分区分常常很常常很常常很常常很困难困难困难困难；（5 5）生态系统恢复的时间需要进行可重复的和）生态系统恢复的时间需要进行可重复的和）生态系统恢复的时间需要进行可重复的和）生态系统恢复的时间需要进行可重复的和长期的试验及观测，短长期的试验及观测，短长期的试验及观测，短长期的试验及观测，短时间尺度时间尺度时间尺度时间尺度的研究不的研究不的研究不的研究不能准确回答这个问题；能准确回答这个问题；能准确回答这个问题；能准确回答这个问题；（6 6）生态系统恢复的）生态系统恢复的）生态系统恢复的）生态系统恢复的机理还不清楚机理还不清楚机理还不清楚机理还不清楚，尤其是重，尤其是重，尤其是重，尤其是重新引进当地消失的物种在恢复中的作用与新引进当地消失的物种在恢复中的作用与新引进当地消失的物种在恢复中的作用与新引进当地消失的物种在恢复中的作用与角色还难以正确判断。角色还难以正确判断。角色还难以正确判断。角色还难以正确判断。7/1/202412（4）生态系统恢复和群落的自然演替是一个动态的过程，在研究实四、恢复生四、恢复生态学的学的发展展过程程1 1、恢复生、恢复生态学的起源学的起源n100100年前：山地、草原等自然年前：山地、草原等自然资源管理源管理n2020世世纪初：水土保持、森林砍伐后的恢复初：水土保持、森林砍伐后的恢复n2020世世纪3030年代：干旱年代：干旱农业生生态系系统的恢复的恢复n2020世世纪5050、6060年代：年代：矿山、水土流失治理山、水土流失治理n2020世世纪7070年代：水体恢复研究年代：水体恢复研究7/1/202413四、恢复生态学的发展过程1、恢复生态学的起源100年前：山地n19751975年：在美国召开了年：在美国召开了“受受损生生态系系统的恢复的恢复”国国际研研讨会，首次探会，首次探讨了受了受损生生态系系统恢复的机理与恢复的机理与方法。方法。n19801980年：年：CairnsCairns主主编了受了受损生生态系系统的恢复的恢复过程程一一书，8 8位科学家共同探位科学家共同探讨了受了受损生生态系系统恢复恢复过程中重要生程中重要生态学理学理论和和应用用问题。n19841984年：美国威斯康星大学召开了恢复生年：美国威斯康星大学召开了恢复生态学研学研讨会，会，强调了恢复生了恢复生态学中理学中理论与与实践的践的统一。一。2、恢复生、恢复生态学的学的发展展7/1/2024141975年：在美国召开了“受损生态系统的恢复”国际研讨会，首n19851985年：年：AberAber和和JordanJordan提出了恢复生提出了恢复生态学的学的术语，并出版并出版“恢复生恢复生态学学”研究研究专集。集。n19851985年：国年：国际恢复生恢复生态学会成立。学会成立。n19961996年：在瑞士召开了第一届世界恢复生年：在瑞士召开了第一届世界恢复生态学大学大会，会，强调恢复生恢复生态学在生学在生态学中的地位，恢复技学中的地位，恢复技术与生与生态学的学的连结，恢复，恢复过程中程中经济与社会内容与社会内容的重要性。的重要性。n目前：国目前：国际恢复生恢复生态学会每年召开一次国学会每年召开一次国际研研讨会；世界各国均有的恢复生会；世界各国均有的恢复生态学文献，登学文献，登载恢复恢复生生态学方面的文章，开展恢复生学方面的文章，开展恢复生态学研究的学学研究的学术交流。交流。7/1/2024151985年：Aber和Jordan提出了恢复生态学的术语，并3、我国恢复生、我国恢复生态学研究学研究进展展n19591959年：余作岳等人在广年：余作岳等人在广东开展开展热带沿海台地退化沿海台地退化生生态系系统的植被恢复技的植被恢复技术与机理研究。与机理研究。n2020世世纪6060年代：仲崇信等人开展年代：仲崇信等人开展沿海沿海滩涂涂种植大米种植大米草控制河岸草控制河岸带侵侵蚀研究。研究。n2020世世纪8080年代：中科院年代：中科院兰州州沙漠沙漠所开展沙漠治理与所开展沙漠治理与固沙研究；中科院水保所开展固沙研究；中科院水保所开展黄土高原黄土高原水土流失区水土流失区的治理与的治理与综合利用；中科院水生所开展合利用；中科院水生所开展湖泊湖泊生生态系系统恢复研究；中科院西北高生所开展恢复研究；中科院西北高生所开展高寒退化草甸高寒退化草甸生生态系系统的恢复与重建研究；中科院成都生物所开的恢复与重建研究；中科院成都生物所开展展岷江上游岷江上游植被恢复研究；植被恢复研究；7/1/2024163、我国恢复生态学研究进展1959年：余作岳等人在广东开展热n中科院南京土壤所开展中科院南京土壤所开展红壤壤恢复与恢复与综合利用研究；合利用研究；广西科学院和中山大学开展广西科学院和中山大学开展红树林林恢复重建研究；恢复重建研究；中科院植物所（内蒙古草原站）开展不同退化程中科院植物所（内蒙古草原站）开展不同退化程度羊草度羊草草原草原恢复研究。恢复研究。n2020世世纪9090年代：年代：东北林北林业大学开展黑大学开展黑龙江江退化森退化森林林生生态系系统的恢复与重建研究；中国林的恢复与重建研究；中国林业科学院科学院开展海南开展海南热带林地林地的植被恢复研究；中国的植被恢复研究；中国环科院、科院、中山大学、中国中山大学、中国矿业大学开展大学开展废弃弃矿地和垃圾地和垃圾场的恢复的恢复对策研究。策研究。n2020世世纪9090年代中期：先后出版年代中期：先后出版热带亚热带退化退化生生态系系统的植被恢复生的植被恢复生态学研究和中国退化学研究和中国退化生生态系系统研究等研究等专著，提出了适合中国国情的著，提出了适合中国国情的恢复生恢复生态学研究理学研究理论和方法体系。和方法体系。7/1/202417中科院南京土壤所开展红壤恢复与综合利用研究；广西科学院和中山黄土高原自然恢复生长的草被黄土高原自然恢复生长的草被黄土高原人工恢复林草植被黄土高原人工恢复林草植被人工种植的柠条护坡灌木林人工种植的柠条护坡灌木林黄土高原水平沟隔坡造林黄土高原水平沟隔坡造林7/1/202418黄土高原自然恢复生长的草被黄土高原人工恢复林草植被人工种植的岷江上游水源涵养林的生态恢复岷江上游水源涵养林的生态恢复7/1/202419岷江上游水源涵养林的生态恢复8/11/202319四、恢复生四、恢复生态学的理学的理论与原与原则1、恢复生、恢复生态学的主要原理学的主要原理自我设计（Self-designtheorySelf-designtheory）与人为设计(Design theory)理理论是惟一从恢复生态学中产生的理论，也在生态恢复实践中得到了广泛应用。n自我自我设计理理论：在足：在足够的的时间内，随着内，随着时间进程，程，退化生退化生态系系统将根据将根据环境条件合理地境条件合理地组织并会最并会最终改改变其其组分（自然恢复演替）。分（自然恢复演替）。n人人为设计理理论:通通过工程和植被重建恢复退化生工程和植被重建恢复退化生态系系统，但恢复，但恢复类型可能是多型可能是多样的（人的（人为恢复演替）。恢复演替）。7/1/202420四、恢复生态学的理论与原则1、恢复生态学的主要原理自我设计这两种理两种理论不同点在于自我不同点在于自我设计理理论把把恢复放在生恢复放在生态系系统层次考次考虑，未考，未考虑到缺乏种子到缺乏种子库的情况，其恢复的只能是的情况，其恢复的只能是环境决定的群落境决定的群落;而人而人为设计理理论把恢复放在个体或种把恢复放在个体或种样层次上考次上考虑，恢复，恢复的的结果可能有多种。果可能有多种。7/1/202421这两种理论不同点在于自我设计理论把恢复放在北京山区自然恢复北京山区自然恢复20年后的森林年后的森林7/1/202422北京山区自然恢复20年后的森林8/11/2023227/1/202423生态恢复不等于绿化7/1/202424生态恢复不等于绿化8/11/202324u生物群落演替理论群落由一种表现形式转化为另一种表现形的过程，称为演替。火烧迹地-杂草-桦树期-山杨期-云杉期（需几十年）。弃耕地-杂草期-优势草期-灌木期-乔木期。群落演替可通过人为手段调控，改变演替速度或演替方向。2 2、恢复生、恢复生态学中的生学中的生态理理论7/1/202425生物群落演替理论2、恢复生态学中的生态理论8/11/2023杞木云杉水杨7/1/202426杞木云杉水杨8/11/202326杂草杂草草本植物草本植物阔叶林阔叶林针叶林针叶林7/1/202427杂草草本植物阔叶林针叶林8/11/202327u限制因子原理限制因子原理德国利比希德国利比希1840年提出了年提出了“最小因子定律最小因子定律”，即，即作物产量受最小养分支配。作物产量受最小养分支配。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。围，它就会成为这种生物的限制因子。生态恢复时必须找出该系统的关键因子。生态恢复时必须找出该系统的关键因子。7/1/202428限制因子原理8/11/202328耐性定律与生物分布耐性定律与生物分布7/1/202429耐性定律与生物分布8/11/202329u生态系统的结构理论生态系统的结构理论物种结构、时空结构、营养结构物种结构、时空结构、营养结构合理生态系统结构合理生态系统结构v从物种结构上，提倡物种多样性，以利于系从物种结构上，提倡物种多样性，以利于系统的稳定和持续发展。统的稳定和持续发展。v从时空结构角度，应充分利用光、热、水、从时空结构角度，应充分利用光、热、水、土资源，提高光能利用率土资源，提高光能利用率v从营养结构角度，应实现生物物质和能量的从营养结构角度，应实现生物物质和能量的多级利用与转化，形成一个高效的，无多级利用与转化，形成一个高效的，无“废废物物”的系统。的系统。7/1/202430生态系统的结构理论8/11/202330u生态适宜性原理生态适宜性原理生物由于长期与环境的协同进化，对生态环境产生物由于长期与环境的协同进化，对生态环境产生了生态上的依赖。生了生态上的依赖。v喜光植物、喜阴植物喜光植物、喜阴植物v喜酸性土壤植物喜酸性土壤植物v水中生长植物水中生长植物生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最适生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最适宜的环境中。（尽量使用乡土种）宜的环境中。（尽量使用乡土种）7/1/202431生态适宜性原理8/11/202331慎用外来物种慎用外来物种薇甘菊有薇甘菊有“植物植物杀手手”的劣称，的劣称，在深圳内伶仃在深圳内伶仃岛国家国家级自然保自然保护区内，已区内，已经有有80%80%的范的范围遭遭到薇甘菊的覆盖，到薇甘菊的覆盖，岛上的上的600600多只多只猕猴没有了食物来源，只猴没有了食物来源，只能靠人工喂食生活。能靠人工喂食生活。云南昆明市云南昆明市赖以生存的高原湖以生存的高原湖泊滇池内泊滇池内连绵10001000公公顷的水面的水面上全部生上全部生长着水葫芦，由于水着水葫芦，由于水质污染和因此而染和因此而导致的水葫芦致的水葫芦的的疯长，滇池内很多水生生物，滇池内很多水生生物已已处于于灭绝的的边缘。7/1/202432慎用外来物种薇甘菊有“植物杀手”的劣称，在深圳内伶仃岛国家级v生态位理论生态位理论Niche：指在自然生态系统中一个种群在时间空：指在自然生态系统中一个种群在时间空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系间上的位置及其与相关种群之间的功能关系有竞争关系的种群的生态位是分离的。有竞争关系的种群的生态位是分离的。在生态恢复时，要避免引进生态位相同的物种，在生态恢复时，要避免引进生态位相同的物种，要尽量使各物种生态位错开。要尽量使各物种生态位错开。合理运用生态位原理可以构成具有多样性种群合理运用生态位原理可以构成具有多样性种群的稳定而高效的生态系统，而且它是物种引种、的稳定而高效的生态系统，而且它是物种引种、配制的关键。配制的关键。7/1/202433生态位理论8/11/2023337/1/2024348/11/202334北美地区，五种莺都从同一种云杉树上取食。通过瓜分不同区域以减少相互间的竞争。7/1/202435北美地区，五种莺都从同一种云杉树上取食。通过瓜分不同区域v生物多样性原理生物多样性原理是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化（多样化（Variety)和变异性和变异性(Variability)。遗传多样性、物种多样性遗传多样性、物种多样性、生态系统生态系统与与景观多景观多样性样性生物多样性高的生态系统的优势生物多样性高的生态系统的优势v具有高生产力的种类出现的机会增加具有高生产力的种类出现的机会增加v营养的相互关系更加多样化，能量流动可选择的途营养的相互关系更加多样化，能量流动可选择的途径多，各营养水平间的能量流动趋于稳定。径多，各营养水平间的能量流动趋于稳定。v被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力增强。被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力增强。v某一个种所有个体间的距离增加，植物病体的扩散某一个种所有个体间的距离增加，植物病体的扩散降低。降低。v各个种类充分占据已分化的生态位，系统对资源利各个种类充分占据已分化的生态位，系统对资源利用的效率有所提高。用的效率有所提高。7/1/202436生物多样性原理8/11/202336人工林的特点是均一，不能满足人工林的特点是均一，不能满足健康生态系统要求的异质性健康生态系统要求的异质性 7/1/202437人工林的特点是均一，不能满足健康生态系统要求的异质性8/17/1/2024388/11/202338人工林与天然林的比人工林与天然林的比较四川宝四川宝兴县一一处面面积很小的人很小的人工林工林四川宝四川宝兴的天然森林植被的天然森林植被 林下林下层林下是林下是丰富的丰富的植被覆植被覆盖盖 7/1/202439人工林与天然林的比较四川宝兴县一处面积很小的人工林四川宝兴的v景观生态学原理景观生态学原理景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态过程相互作用的综合性学科。格局及其与生态过程相互作用的综合性学科。生态恢复是以生态系统为基点，而在景观尺度生态恢复是以生态系统为基点，而在景观尺度上来进行实践、设计与表达。上来进行实践、设计与表达。许多土地利用和自然保护问题只在在景观尺度许多土地利用和自然保护问题只在在景观尺度下才能有效解决。下才能有效解决。7/1/202440景观生态学原理8/11/202340缀块缀块-廊道廊道-基底的景观格局原理基底的景观格局原理7/1/202441缀块-廊道-基底的景观格局原理8/11/2023413 3、恢复生、恢复生态学的基本原学的基本原则地理学原则地理学原则区域性原则区域性原则差异性原则差异性原则地带性原则地带性原则自然法则自然法则生态学原则生态学原则主导生态因子原则主导生态因子原则限制性与耐性定律限制性与耐性定律能量流动与物质循环原则能量流动与物质循环原则种群密度制约与物种相互作用原则种群密度制约与物种相互作用原则生态位与生物互补原则生态位与生物互补原则边缘效应与干扰原则边缘效应与干扰原则生态演替原则生态演替原则生物多样性原则生物多样性原则食物链与食物网原则食物链与食物网原则缀块缀块-廊道廊道-基底的景观格局原则基底的景观格局原则空间异质性原则空间异质性原则时空尺度与等级理论原则时空尺度与等级理论原则n生生态恢复与重建的原恢复与重建的原则一般包括自然法一般包括自然法则、社会、社会经济原原则和美学原和美学原则等等3 3个方面（个方面（见框框图）。）。7/1/2024423、恢复生态学的基本原则地理学原则区域性原则差异性原则地带性自然法则自然法则系统学原则系统学原则整体原则整体原则协同恢复重建原则协同恢复重建原则耗散结构与开放性原则耗散结构与开放性原则可控性原则可控性原则社会经济技术原则社会经济技术原则经济可行性与可承受性原则经济可行性与可承受性原则技术可操作性原则技术可操作性原则社会可接受性原则社会可接受性原则无害化原则无害化原则最小风险原则最小风险原则生物、生态与工程技术相结合原则生物、生态与工程技术相结合原则效益原则效益原则可持续发展原则可持续发展原则美学原则美学原则景观美学原则景观美学原则健康原则健康原则精神文化娱悦原则精神文化娱悦原则图图1 恢复生态学的基本原则恢复生态学的基本原则7/1/202443自然法则系统学原则整体原则协同恢复重建原则耗散结构与开放性原五、退化生五、退化生态系系统恢复与重建的步恢复与重建的步骤 退化生退化生态系系统恢复与重建一般分恢复与重建一般分为下列几个步下列几个步骤和和阶段：段：1 1）诊断断阶段段首先要明确恢复首先要明确恢复对象，并确定系象，并确定系统的的边界。通界。通过野外基本状况野外基本状况调查和和实地地观测，搞清楚恢复，搞清楚恢复对象的象的类型。然后根据型。然后根据观测数据，数据，对退化生退化生态系系统进行系行系统的的诊断分析，包括生断分析，包括生态系系统的的结构和功能分析，物构和功能分析，物质循循环与能量流与能量流动分析，找出主要的限制因子或主要矛盾。分析，找出主要的限制因子或主要矛盾。7/1/202444五、退化生态系统恢复与重建的步骤退化生态系统恢复与2 2）开）开药方方阶段段根据初步根据初步诊断分析的断分析的结果，根据果，根据“生生态上健康，技上健康，技术上上适当，适当，经济上可行，社会能接受上可行，社会能接受”的原的原则，确定正确的恢复，确定正确的恢复目目标，制定，制定详细的恢复与重建的恢复与重建实施方案，并施方案，并对制定的生制定的生态恢恢复方案复方案进行生行生态的、的、经济的、社会的、技的、社会的、技术的可行性分析，的可行性分析，开展反复开展反复论证，以便开出正确的，以便开出正确的“药方方”。3 3）全面治）全面治疗阶段段根据开出的根据开出的“药方方”，“对症下症下药”。对于把握性不大于把握性不大的恢复重建方案要先在小范的恢复重建方案要先在小范围区域定点做区域定点做预备实验，实验成成功后再功后再进行大范行大范围的推广和的推广和“全面治全面治疗”。常常需要采取几。常常需要采取几个个阶段段“疗程程”，分，分阶段分步段分步骤地地进行，在不同行，在不同阶段需要采段需要采取不同的恢复与重建措施与配套技取不同的恢复与重建措施与配套技术。7/1/2024452）开药方阶段8/11/2023454 4）康复）康复观察察阶段段生生态系系统恢复与重建是一恢复与重建是一项长期的工程，生期的工程，生态系系统刚刚恢复恢复时，一般，一般还是十分脆弱的，如果不是十分脆弱的，如果不进行行维护的的话，那么外界条件的，那么外界条件的变化就会使它可能化就会使它可能发生逆向生逆向变化，重新走向退化。因此，在生化，重新走向退化。因此，在生态系系统恢恢复后的相当复后的相当长的一段的一段时间内，内，还需要需要对其其进行后行后续的的动态监测和和评价，以便及价，以便及时发现问题，并解决，并解决问题。7/1/2024464）康复观察阶段8/11/202346依据生态学原理，通过依据生态学原理，通过依据生态学原理，通过依据生态学原理，通过生物、生态以及生物、生态以及生物、生态以及生物、生态以及工程的技术和方法工程的技术和方法工程的技术和方法工程的技术和方法，人为地，人为地，人为地，人为地改变和消除改变和消除改变和消除改变和消除生态生态生态生态系统退化的系统退化的系统退化的系统退化的主导因子或过程主导因子或过程主导因子或过程主导因子或过程，调整、配置和，调整、配置和，调整、配置和，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信优化系统内部及其与外界的物质、能量和信优化系统内部及其与外界的物质、能量和信优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，息的流动过程及其时空秩序，息的流动过程及其时空秩序，息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的使生态系统的使生态系统的使生态系统的结构、功能和生态学潜力成功地恢复结构、功能和生态学潜力成功地恢复结构、功能和生态学潜力成功地恢复结构、功能和生态学潜力成功地恢复乃至得乃至得乃至得乃至得以提高。以提高。以提高。以提高。六、生态恢复的机理六、生态恢复的机理7/1/202447依据生态学原理，通过生物、生态以及工程的技术和方法，人为地改退化状态退化状态退化状态退化状态极度退化状态极度退化状态极度退化状态极度退化状态持续退化持续退化持续退化持续退化中途退化中途退化中途退化中途退化替代状态替代状态替代状态替代状态可接受状态可接受状态可接受状态可接受状态理想状态理想状态理想状态理想状态时间时间时间时间复杂性与功能水平复杂性与功能水平复杂性与功能水平复杂性与功能水平退化生态系统的方向退化生态系统的方向退化生态系统的方向退化生态系统的方向HobbsHobbs和和和和MooneyMooney（19931993）指出，退化生）指出，退化生）指出，退化生）指出，退化生态系统恢复和重建的可能发展方向一般包括下态系统恢复和重建的可能发展方向一般包括下态系统恢复和重建的可能发展方向一般包括下态系统恢复和重建的可能发展方向一般包括下图所示的几种状态：图所示的几种状态：图所示的几种状态：图所示的几种状态：7/1/202448退化状态极度退化状态持续退化中途退化替代状态可接受状态理想状Hobbst NortonHobbst Norton（19961996）提出了一个）提出了一个）提出了一个）提出了一个临界临界临界临界阈值阈值阈值阈值理论。理论。理论。理论。该理论假设，生态系统有该理论假设，生态系统有该理论假设，生态系统有该理论假设，生态系统有4 4种可选择的稳种可选择的稳种可选择的稳种可选择的稳定状态，状态定状态，状态定状态，状态定状态，状态1 1是未退化的，状态是未退化的，状态是未退化的，状态是未退化的，状态2 2和和和和3 3是部分是部分是部分是部分退化的，状态退化的，状态退化的，状态退化的，状态4 4是高度退化的。是高度退化的。是高度退化的。是高度退化的。状态状态状态状态1 1状态状态状态状态2 2阈值阈值阈值阈值状态状态状态状态4 4状态状态状态状态3 37/1/202449HobbstNorton（1996）提出了一个临界阈值理论在不同干扰或同种干扰不同在不同干扰或同种干扰不同在不同干扰或同种干扰不同在不同干扰或同种干扰不同强度压力下，生态系统可从状态强度压力下，生态系统可从状态强度压力下，生态系统可从状态强度压力下，生态系统可从状态1 1退化到退化到退化到退化到2 2或或或或3 3；1 2 3 41 2 3 4退化退化退化退化1 2 3 41 2 3 4恢复恢复恢复恢复状态状态状态状态1 1状态状态状态状态2 2阈值阈值阈值阈值状态状态状态状态4 4状态状态状态状态3 3当去除胁迫时，生态系统又可从状当去除胁迫时，生态系统又可从状当去除胁迫时，生态系统又可从状当去除胁迫时，生态系统又可从状态态态态2 2和和和和3 3恢复到状态恢复到状态恢复到状态恢复到状态1 1；状态；状态；状态；状态2 2或状态或状态或状态或状态3 3退退退退化到状态化到状态化到状态化到状态4 4要越过一个要越过一个要越过一个要越过一个临界阈值临界阈值临界阈值临界阈值；状态；状态；状态；状态4 4恢复到状态恢复到状态恢复到状态恢复到状态2 2或或或或3 3时非常难，通常需要大时非常难，通常需要大时非常难，通常需要大时非常难，通常需要大量的投入。量的投入。量的投入。量的投入。跨越临界阈跨越临界阈值投入大值投入大生活中有生活中有生活中有生活中有类类似似似似的例子的例子的例子的例子吗吗？7/1/202450在不同干扰或同种干扰不同强度压力下，生态系统可从状态1退化到七、七、生生态恢复的目恢复的目标u总目标总目标：保护自然的生态系统保护自然的生态系统恢复现有的退化生态系统，尤其是与人类关系密恢复现有的退化生态系统，尤其是与人类关系密切的生态系统切的生态系统对现有的生态系统进行合理管理，避免其退化对现有的生态系统进行合理管理，避免其退化保持区域文化的可持续发展保持区域文化的可持续发展7/1/202451七、生态恢复的目标总目标：8/11/202351u退化生态系统的基本恢复目标与要求退化生态系统的基本恢复目标与要求v实现生态系统的地表基底稳定性实现生态系统的地表基底稳定性v恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和土壤肥力和土壤肥力v增加种类组成和生物多样性增加种类组成和生物多样性v实现生物群落的恢复，提高生态系统的生实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力和自我维持能力产力和自我维持能力v减少或控制环境污染减少或控制环境污染v增加视觉和美学享受增加视觉和美学享受7/1/202452退化生态系统的基本恢复目标与要求实现生态系统的地表基底稳定性八、生八、生态恢复的恢复的评价价标准准 nBradsawBradsaw提出的五个判断提出的五个判断标准：可持准：可持续性（可自然性（可自然更新）、不可侵入性（象自然群落一更新）、不可侵入性（象自然群落一样能抵御入侵）能抵御入侵）、生、生产力（与自然群落一力（与自然群落一样高）、高）、营养保持力（与养保持力（与自然群落相近）、生物自然群落相近）、生物间具有相互作用。具有相互作用。nDavisDavis等等认为：系：系统的的结构与功能恢复到接近受干构与功能恢复到接近受干扰前的水平；前的水平；结构恢复指构恢复指标是是乡土种的丰富度，功土种的丰富度，功能恢复的指能恢复的指标包括初包括初级和次和次级生生产力、食物网力、食物网结构、构、及其在物种及其在物种组成与生成与生态系系统过程中的反程中的反馈。即能。即能够获得所期望的物种丰富度，确得所期望的物种丰富度，确认群落群落结构与功能构与功能间的的联结已形成。已形成。7/1/202453八、生态恢复的评价标准生物多生物多样性性组成成遗传多样性遗传多样性物种多样性物种多样性7/1/202454生物多样性组成遗传多样性物种多样性8/11/202354生态系统多样性生态系统多样性 海洋生态系统森林生态系统湿地生态系统沙漠生态系统草原生态系统7/1/202455生态系统多样性海洋生态系统森林生态系统湿地生态系统沙漠生态A.桂林山水景观B.美国亚利桑那洲大峡谷景观C.美国威斯康星大学Curtis草地景观D.内蒙古草原景观E.北美的Sonoran荒漠景观F.亚洲温带荒漠景观一角7/1/202456A.桂林山水景观8/11/202356