生态系统健康与生态退化培训课件

生生态系系统健康与生健康与生态退化退化该课是生态保护专业的必修主干专该课是生态保护专业的必修主干专业课。业课。通过本课程的学习，通过本课程的学习，掌握生掌握生态恢复工程理论，常规技术，初步态恢复工程理论，常规技术，初步具备生态恢复工程设计能力和项目具备生态恢复工程设计能力和项目管理能力。管理能力。1 1 课程性质与任务课程性质与任务2生态系统健康与生态退化2 2 主要内容主要内容 恢复生态学的概念、生态恢复学的起恢复生态学的概念、生态恢复学的起缘与发展、恢复生态学的理论基础与缘与发展、恢复生态学的理论基础与原理、生态退化原因及类型、生态恢原理、生态退化原因及类型、生态恢复的原则及技术、不同类型生态恢复复的原则及技术、不同类型生态恢复的实例等。的实例等。3生态系统健康与生态退化3 3 教学方法教学方法课堂讲授与课下自学相结合；课堂讲授与课下自学相结合；理论学习与野外实习相结合；理论学习与野外实习相结合；4生态系统健康与生态退化4 4 基本要求基本要求 通过本课程的学习，建立起生态恢复通过本课程的学习，建立起生态恢复的理论基础和原理。掌握不同类型生的理论基础和原理。掌握不同类型生态系统生态恢复的基本技能。态系统生态恢复的基本技能。5生态系统健康与生态退化5 5 学时要求学时要求 理论教学理论教学60，实践教学，实践教学12学时。学时。6生态系统健康与生态退化题名（副题名）题名（副题名）题名（副题名）题名（副题名）作作作作 者者者者出版信息出版信息出版信息出版信息恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学导论导论任任任任海海海海,彭少麟彭少麟彭少麟彭少麟 科学版科学版科学版科学版恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学-生生生生态态恢复恢复恢复恢复的原理与方法的原理与方法的原理与方法的原理与方法(西部开西部开西部开西部开发发与生与生与生与生态环态环境建境建境建境建设丛设丛书书)赵晓赵晓英英英英 环环科版科版科版科版恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学导论导论 任海任海任海任海,彭少麟彭少麟彭少麟彭少麟编编著著著著 科学出版社科学出版社科学出版社科学出版社 2001.4 2001.4 地球人地球人地球人地球人迟迟到的到的到的到的忏忏悔悔悔悔:恢恢恢恢复生复生复生复生态态学学学学 恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学 章家恩著章家恩著章家恩著章家恩著 上海科学技上海科学技上海科学技上海科学技术术出版社出版社出版社出版社 2002.8 2002.8 恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学 孙书孙书存存存存,包包包包维维楷主楷主楷主楷主编编 化学工化学工化学工化学工业业出版社出版社出版社出版社 2005 2005 生生生生态态恢复的原理与恢复的原理与恢复的原理与恢复的原理与实实践践践践 李洪李洪李洪李洪远远,鞠美庭主鞠美庭主鞠美庭主鞠美庭主编编 化学工化学工化学工化学工业业出版社出版社出版社出版社 2005.1 2005.1 恢复生恢复生恢复生恢复生态态学学学学 孙书孙书存，包存，包存，包存，包维维楷主楷主楷主楷主编编 化学工化学工化学工化学工业业出版社出版社出版社出版社 2005.1 2005.1 生生生生态态恢复工程技恢复工程技恢复工程技恢复工程技术术 杨杨京平，京平，京平，京平，卢剑卢剑波主波主波主波主编编 化学工化学工化学工化学工业业出版社出版社出版社出版社 2002.6 2002.6 7生态系统健康与生态退化第一章第一章生态系统健康与生态退化生态系统健康与生态退化8生态系统健康与生态退化退化生态系统的定义、类型退化生态系统的定义、类型退化生态系统的形成原因及特征退化生态系统的形成原因及特征 全球退化生态系统现状全球退化生态系统现状 生态系统健康生态系统健康本本章章目目录录9生态系统健康与生态退化第一节第一节 退化生态系统的定义及类型退化生态系统的定义及类型1 1 退化生态系统的定义退化生态系统的定义2 2 类型类型10生态系统健康与生态退化一、退化生态系统的定义一、退化生态系统的定义受自然干扰和人为干扰或二者的共同的作受自然干扰和人为干扰或二者的共同的作用，用，生态系统的结构和功能发生与其原有生态系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移，打破的平衡状态或进化方向相反的位移，打破了原有的平衡，造成了破坏性波动或恶性了原有的平衡，造成了破坏性波动或恶性循环。这样的生态系统被称为循环。这样的生态系统被称为退化或受害退化或受害生态系统。生态系统。11生态系统健康与生态退化思思考？考？12生态系统健康与生态退化二、退化生态系统的类型二、退化生态系统的类型（一）（一）裸地 Barren（或称光板地）1.1.概念：概念：没有植物生长的裸露地面，是群没有植物生长的裸露地面，是群落形成、发育和演替的最初条件落形成、发育和演替的最初条件和场所。和场所。13生态系统健康与生态退化2.2.成因：成因：裸地形成的原因的多种多样的：或者是干裸地形成的原因的多种多样的：或者是干旱、严寒、大风、暴雪等自然原因；或者旱、严寒、大风、暴雪等自然原因；或者是规模最大和方式最为多样的人为的活动。是规模最大和方式最为多样的人为的活动。3.3.类型：类型：原生裸地原生裸地：由于种种原因，可能产生从来：由于种种原因，可能产生从来没有植被覆盖的地段（如冰川移动，流水没有植被覆盖的地段（如冰川移动，流水沉积等所形成的裸地）。沉积等所形成的裸地）。次生裸地次生裸地：多是人为干扰所造成的。：多是人为干扰所造成的。14生态系统健康与生态退化森林采伐迹地森林采伐迹地（logging slash）是人为干扰）是人为干扰形成的退化类型，其退化状态随采伐强度形成的退化类型，其退化状态随采伐强度和频度而异。和频度而异。（二）森林采伐迹地（二）森林采伐迹地15生态系统健康与生态退化uu在在在在2005200520052005年世界森林状况年世界森林状况年世界森林状况年世界森林状况的调查报告中指出，由的调查报告中指出，由的调查报告中指出，由的调查报告中指出，由于人类砍伐森林等原因，于人类砍伐森林等原因，于人类砍伐森林等原因，于人类砍伐森林等原因，世界森林资源世界森林资源世界森林资源世界森林资源正以惊人速正以惊人速正以惊人速正以惊人速度减少，自度减少，自度减少，自度减少，自1990199019901990年以来全球每年大约有年以来全球每年大约有年以来全球每年大约有年以来全球每年大约有1300130013001300万万万万hmhmhmhm2 2 2 2的森林被毁。在人工造林等工作的影响下，的森林被毁。在人工造林等工作的影响下，的森林被毁。在人工造林等工作的影响下，的森林被毁。在人工造林等工作的影响下，1990199019901990年年年年至至至至2000200020002000年间，世界森林面积仍年均减少年间，世界森林面积仍年均减少年间，世界森林面积仍年均减少年间，世界森林面积仍年均减少939939939939万万万万hmhmhmhm2 2 2 2 。全球现有森林面积近。全球现有森林面积近。全球现有森林面积近。全球现有森林面积近40404040亿亿亿亿hmhmhmhm2 2 2 2 ，约占地球陆地面，约占地球陆地面，约占地球陆地面，约占地球陆地面积的积的积的积的30%30%30%30%，其中，其中，其中，其中2/32/32/32/3集中在集中在集中在集中在10101010个国家，包括俄罗斯、个国家，包括俄罗斯、个国家，包括俄罗斯、个国家，包括俄罗斯、巴西、加拿大、美国、中国、澳大利亚、刚果民主巴西、加拿大、美国、中国、澳大利亚、刚果民主巴西、加拿大、美国、中国、澳大利亚、刚果民主巴西、加拿大、美国、中国、澳大利亚、刚果民主共和国、印度尼西亚、秘鲁和印度。就各地区而言，共和国、印度尼西亚、秘鲁和印度。就各地区而言，共和国、印度尼西亚、秘鲁和印度。就各地区而言，共和国、印度尼西亚、秘鲁和印度。就各地区而言，南美洲是世界上森林遭毁坏程度最严重的地区，其南美洲是世界上森林遭毁坏程度最严重的地区，其南美洲是世界上森林遭毁坏程度最严重的地区，其南美洲是世界上森林遭毁坏程度最严重的地区，其次是非洲和大洋洲。次是非洲和大洋洲。次是非洲和大洋洲。次是非洲和大洋洲。16生态系统健康与生态退化u据世界粮农组织调查据世界粮农组织调查，1980-1990年全年全球森林每年以球森林每年以1100-1500万公顷的速度万公顷的速度在消失。在消失。u联合国、欧洲、芬兰等有关机构联合联合国、欧洲、芬兰等有关机构联合调查研究预测调查研究预测，1990-2025年，全球森年，全球森林以林以1600-2000万公顷的速度在消失。万公顷的速度在消失。17生态系统健康与生态退化弃耕地弃耕地（abandoned till）是人为干扰造成的）是人为干扰造成的退化类型，其退化状态随弃耕的时间而异。退化类型，其退化状态随弃耕的时间而异。（三）弃耕地（三）弃耕地从生态系统演替意义上讲，这类退化生态系从生态系统演替意义上讲，这类退化生态系统有双重性统有双重性。一方面，是它的可恢复性强；。一方面，是它的可恢复性强；另一方面，弃耕地的增多是积极的，它为区另一方面，弃耕地的增多是积极的，它为区域整体生态环境的改善提供了基本条件域整体生态环境的改善提供了基本条件。18生态系统健康与生态退化弃耕地弃耕地19生态系统健康与生态退化（四）（四）沙漠及荒漠化沙漠及荒漠化20生态系统健康与生态退化 辞海下的定义是：荒漠是指气候干燥、降水稀少、蒸发量大、植被缺乏的地方。荒漠具有特定的地理区域和自然环境，气候干燥稳定，并有相应的土壤与生物类型。荒漠荒漠desertdesert21生态系统健康与生态退化 前苏联地理学家奥布切夫院士将荒前苏联地理学家奥布切夫院士将荒漠分为五个类型：漠分为五个类型：石质荒漠（岩石质荒漠（岩/石漠）石漠）砾质荒漠（戈壁砾质荒漠（戈壁/砾漠）砾漠）沙质荒漠（沙漠）沙质荒漠（沙漠）粘土荒漠（泥漠）粘土荒漠（泥漠）盐土荒漠（盐漠）盐土荒漠（盐漠）荒漠的分类荒漠的分类22生态系统健康与生态退化沙漠（沙漠（sand desert）地面完全被大片沙丘（或沙）地面完全被大片沙丘（或沙）覆盖，缺乏流水，植被稀少的地覆盖，缺乏流水，植被稀少的地区，区，是荒漠的一种类型，专指沙是荒漠的一种类型，专指沙质荒漠。质荒漠。23生态系统健康与生态退化荒漠化 在在干干旱旱、半半干干旱旱和和部部分分半半湿湿润润地地区区，由由于于自自然然因因素素和和人人为为活活动动的的影影响响，破破坏坏了了自自然然生生态态系系统统的的脆脆弱弱平平衡衡，造造成成土土地地退退化化或或丧丧失失而而形形成成荒荒漠漠或或类类似似荒荒漠漠景景观观的的环环境境变变化化过过程。程。24生态系统健康与生态退化n截至截至截至截至20042004年底，年底，年底，年底，全国荒漠化土地全国荒漠化土地全国荒漠化土地全国荒漠化土地为为为为263.62263.62万万万万kmkm2 2，占国土面积的，占国土面积的，占国土面积的，占国土面积的27.46%27.46%，沙化土地面积，沙化土地面积，沙化土地面积，沙化土地面积为为为为173.97173.97万万万万kmkm2 2 ，占国土面积的，占国土面积的，占国土面积的，占国土面积的18.12%18.12%。与。与。与。与19991999年同监测范围内相比，年同监测范围内相比，年同监测范围内相比，年同监测范围内相比，5 5年间全国荒漠年间全国荒漠年间全国荒漠年间全国荒漠化、沙化土地面积分别净减少化、沙化土地面积分别净减少化、沙化土地面积分别净减少化、沙化土地面积分别净减少37924 km37924 km2 2和和和和6416 km6416 km2 2 ；年均分别减少；年均分别减少；年均分别减少；年均分别减少7585 km7585 km2 2和和和和1283 1283 kmkm2 2 ，荒漠化和沙化程度有所减轻。，荒漠化和沙化程度有所减轻。，荒漠化和沙化程度有所减轻。，荒漠化和沙化程度有所减轻。25生态系统健康与生态退化n 目前，目前，全球全球有有110多个国家、共多个国家、共10亿多人受到荒漠化威胁，其中亿多人受到荒漠化威胁，其中1.35亿人面临流离失所的危险。全球每亿人面临流离失所的危险。全球每年因土地荒漠化造成的经济损失超年因土地荒漠化造成的经济损失超过过420亿美元。亿美元。26生态系统健康与生态退化 工业废弃地工业废弃地 采矿废弃地采矿废弃地 垃圾堆放场垃圾堆放场（五）废弃地（五）废弃地27生态系统健康与生态退化l废弃地是人类文明进程的产物废弃地是人类文明进程的产物废弃地是人类文明进程的产物废弃地是人类文明进程的产物l资源和能源的采集、城市建设、工业污染、废弃资源和能源的采集、城市建设、工业污染、废弃资源和能源的采集、城市建设、工业污染、废弃资源和能源的采集、城市建设、工业污染、废弃物处理不当形成的种种废弃地成为一个个难以痊物处理不当形成的种种废弃地成为一个个难以痊物处理不当形成的种种废弃地成为一个个难以痊物处理不当形成的种种废弃地成为一个个难以痊愈的伤口愈的伤口愈的伤口愈的伤口-即破坏生态即破坏生态即破坏生态即破坏生态,又影响景观又影响景观又影响景观又影响景观!l印度的废弃地达印度的废弃地达印度的废弃地达印度的废弃地达1.21.2 10107 7hmhm2 2l估计估计估计估计2121世纪中期，我国因生产建设而人为破坏的世纪中期，我国因生产建设而人为破坏的世纪中期，我国因生产建设而人为破坏的世纪中期，我国因生产建设而人为破坏的土地将达土地将达土地将达土地将达400400万公顷万公顷万公顷万公顷l各种各样的废弃地对生态环境造成非常严重的危各种各样的废弃地对生态环境造成非常严重的危各种各样的废弃地对生态环境造成非常严重的危各种各样的废弃地对生态环境造成非常严重的危害和影响，对它们进行生态恢复已经刻不容缓害和影响，对它们进行生态恢复已经刻不容缓害和影响，对它们进行生态恢复已经刻不容缓害和影响，对它们进行生态恢复已经刻不容缓28生态系统健康与生态退化工业废弃地工业废弃地工工业业废废弃弃地地是是所所有有废废弃弃地地类类型型中中情情况况最最多多样样化化的的废废弃弃地地。有有些些对对土土壤壤污污染染有些没有。有些没有。29生态系统健康与生态退化采矿废弃地采矿废弃地采矿废弃地（采矿废弃地（mine derelict）是指因采矿活动）是指因采矿活动被破坏、不经治理而无法使用的土地。被破坏、不经治理而无法使用的土地。主要分为四种类型：主要分为四种类型：废石堆废弃地废石堆废弃地 开采坑形式的废弃地开采坑形式的废弃地 尾矿渣废弃地尾矿渣废弃地 采石矿废弃地采石矿废弃地南方幕府山采石场南方幕府山采石场30生态系统健康与生态退化废废石石堆堆废废弃弃地地31生态系统健康与生态退化矿矿 坑坑 废废 弃弃 地地32生态系统健康与生态退化尾矿渣废弃地尾矿渣废弃地33生态系统健康与生态退化据据地地矿矿部部门门统统计计，到到1996年年为为止止，中中国国有有近近万万座座大大型型国国营营矿矿山山、30余余万万座座乡乡镇镇经经营营和和个个人人开开采采的的矿矿山山，总总计计已已形形成成200多多万万kmkm2 2的的废废弃弃地地，现现每每年年以以2.5万万kmkm2 2的的的的速速速速度度度度继继继继续续续续扩扩扩扩大大大大。大大大大面面面面积积积积的的的的矿矿矿矿山山山山废废废废弃弃弃弃地地地地毁毁毁毁坏坏坏坏了了了了大大大大片片片片的的的的森森森森林林林林草草草草地地地地和和和和农农农农田田田田；造造造造成成成成了了了了水水水水土土土土流流流流失失失失；同时又是巨大的污染源。同时又是巨大的污染源。同时又是巨大的污染源。同时又是巨大的污染源。34生态系统健康与生态退化垃圾堆放场垃圾堆放场垃垃圾圾堆堆放放场场（wastes stack bank）是是家家庭庭、城城市市、工工业业等等堆堆积积废废物物的的地地方方，是人为干扰造成的。是人为干扰造成的。35生态系统健康与生态退化36生态系统健康与生态退化垃圾垃圾:放错了位置的财富放错了位置的财富37生态系统健康与生态退化 长长远远来来讲讲，自自然然原原因因是是水水域域生生态态系系统统退退化化的的主主要要因因素素，但但随随着着工工业业化化的的发发展展，人人为为干干扰扰大大大大加加剧剧了退化的过程了退化的过程。（六）受损的水域（六）受损的水域38生态系统健康与生态退化图图 受污染的长江受污染的长江图图 受污染的黄河受污染的黄河39生态系统健康与生态退化20052005年年1111月，被航泊污染的松花江月，被航泊污染的松花江40生态系统健康与生态退化41生态系统健康与生态退化水华：滇池蓝藻大量繁殖，湖水如绿油漆一般水华：滇池蓝藻大量繁殖，湖水如绿油漆一般42生态系统健康与生态退化赤潮43生态系统健康与生态退化湖面日渐萎缩的青海湖湖面日渐萎缩的青海湖44生态系统健康与生态退化 作为世界生物多样性保护的重要场所，青作为世界生物多样性保护的重要场所，青作为世界生物多样性保护的重要场所，青作为世界生物多样性保护的重要场所，青海湖早在海湖早在海湖早在海湖早在19921992年就被列入国际重要湿地名录，年就被列入国际重要湿地名录，年就被列入国际重要湿地名录，年就被列入国际重要湿地名录，是拉姆萨尔湿地保护公约中著名的湿地保护区是拉姆萨尔湿地保护公约中著名的湿地保护区是拉姆萨尔湿地保护公约中著名的湿地保护区是拉姆萨尔湿地保护公约中著名的湿地保护区和中国国家级自然保护区。流域总面积和中国国家级自然保护区。流域总面积和中国国家级自然保护区。流域总面积和中国国家级自然保护区。流域总面积2.962.96万万万万平方公里的青海湖自然保护区，是控制西部荒平方公里的青海湖自然保护区，是控制西部荒平方公里的青海湖自然保护区，是控制西部荒平方公里的青海湖自然保护区，是控制西部荒漠化向东蔓延的天然屏障，维系着青藏高原东漠化向东蔓延的天然屏障，维系着青藏高原东漠化向东蔓延的天然屏障，维系着青藏高原东漠化向东蔓延的天然屏障，维系着青藏高原东北部的生态安全。同时，青海湖孕育了丰富而北部的生态安全。同时，青海湖孕育了丰富而北部的生态安全。同时，青海湖孕育了丰富而北部的生态安全。同时，青海湖孕育了丰富而珍贵的动植物资源，被誉为天然的珍贵的动植物资源，被誉为天然的珍贵的动植物资源，被誉为天然的珍贵的动植物资源，被誉为天然的“高原生物高原生物高原生物高原生物基因库基因库基因库基因库”。45生态系统健康与生态退化 但是，这片哺育了众多生命的但是，这片哺育了众多生命的美丽湖泊，其自身的生命力却美丽湖泊，其自身的生命力却在不断减弱。水位下降、湖面在不断减弱。水位下降、湖面萎缩，沙化、旱化、草原退化萎缩，沙化、旱化、草原退化已使青海湖百已使青海湖百“病病”缠身。缠身。46生态系统健康与生态退化专家诊断：人为活动、气候暖干是专家诊断：人为活动、气候暖干是“症结症结”所在所在 上世纪上世纪上世纪上世纪5050年代中期到年代中期到年代中期到年代中期到6060年代初的开垦活动，使湖畔年代初的开垦活动，使湖畔年代初的开垦活动，使湖畔年代初的开垦活动，使湖畔5 5万公顷的最好草场毁于一旦万公顷的最好草场毁于一旦万公顷的最好草场毁于一旦万公顷的最好草场毁于一旦;上世纪上世纪上世纪上世纪8080年代，在经济利年代，在经济利年代，在经济利年代，在经济利益驱动下，环青海湖一带又有人开垦草原，广种薄收。益驱动下，环青海湖一带又有人开垦草原，广种薄收。益驱动下，环青海湖一带又有人开垦草原，广种薄收。益驱动下，环青海湖一带又有人开垦草原，广种薄收。这种掠夺式经营使湖区生态遭到了空前的破坏。这种掠夺式经营使湖区生态遭到了空前的破坏。这种掠夺式经营使湖区生态遭到了空前的破坏。这种掠夺式经营使湖区生态遭到了空前的破坏。人为因素是造成青海湖地区草场退化以及土地荒漠人为因素是造成青海湖地区草场退化以及土地荒漠人为因素是造成青海湖地区草场退化以及土地荒漠人为因素是造成青海湖地区草场退化以及土地荒漠化的主要原因化的主要原因化的主要原因化的主要原因;而青海湖水位下降、湖面萎缩则主要是而青海湖水位下降、湖面萎缩则主要是而青海湖水位下降、湖面萎缩则主要是而青海湖水位下降、湖面萎缩则主要是由于长期气候暖干、造成湖面蒸发耗水量大于入湖补给由于长期气候暖干、造成湖面蒸发耗水量大于入湖补给由于长期气候暖干、造成湖面蒸发耗水量大于入湖补给由于长期气候暖干、造成湖面蒸发耗水量大于入湖补给水量造成的。气候暖干化是直接导致湖水水位下降、土水量造成的。气候暖干化是直接导致湖水水位下降、土水量造成的。气候暖干化是直接导致湖水水位下降、土水量造成的。气候暖干化是直接导致湖水水位下降、土地沙漠化、草场退化的原因，而人类活动则加剧了这些地沙漠化、草场退化的原因，而人类活动则加剧了这些地沙漠化、草场退化的原因，而人类活动则加剧了这些地沙漠化、草场退化的原因，而人类活动则加剧了这些变化。同时，水位下降、土地沙漠化、草场退化又反过变化。同时，水位下降、土地沙漠化、草场退化又反过变化。同时，水位下降、土地沙漠化、草场退化又反过变化。同时，水位下降、土地沙漠化、草场退化又反过来促进气候朝暖干化方向发展。来促进气候朝暖干化方向发展。来促进气候朝暖干化方向发展。来促进气候朝暖干化方向发展。47生态系统健康与生态退化第二节第二节 退化生态系统的成因及特征退化生态系统的成因及特征 一、退化生态系统成因一、退化生态系统成因干扰干扰 干扰（干扰（disturbance）：）：是是指平静的中断，正常过程指平静的中断，正常过程的打扰或妨碍。的打扰或妨碍。48生态系统健康与生态退化u干扰干扰打破了原有生态系统的平衡状态，使打破了原有生态系统的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，形成系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性波动或恶性循环，从而导致系统的破坏性波动或恶性循环，从而导致系统的退化。退化。49生态系统健康与生态退化（一）（一）自然干扰自然干扰是指无人为活动介入的自然环境条件下发生的是指无人为活动介入的自然环境条件下发生的干扰干扰，包括大气干扰、地质干扰、生物干扰等。，包括大气干扰、地质干扰、生物干扰等。可分为物理因素（如火灾、冰雹、洪水、地震、可分为物理因素（如火灾、冰雹、洪水、地震、泥石流、雪暴等）；生物因素（如捕食或放牧）泥石流、雪暴等）；生物因素（如捕食或放牧）。二、干扰的类型二、干扰的类型50生态系统健康与生态退化（二）（二）人为干扰人为干扰1.概念：概念：是指由于人类生产、生活和其他社会是指由于人类生产、生活和其他社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响，的各种影响，如有毒化学物质释放与污染、森如有毒化学物质释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等对生态系林砍伐、植被过度利用、露天开采等对生态系统的影响。统的影响。51生态系统健康与生态退化n Daily（1995）曾对造成生态系统退）曾对造成生态系统退化的人类活动进行了排序：过度开发化的人类活动进行了排序：过度开发（含直接破坏和环境污染）占（含直接破坏和环境污染）占35%，毁林占毁林占30%，农业活动占，农业活动占28%,过度过度收获薪材占收获薪材占7%，生物工业占，生物工业占1%。52生态系统健康与生态退化n n干扰的强度和频度是决定生态系统退化程度干扰的强度和频度是决定生态系统退化程度干扰的强度和频度是决定生态系统退化程度干扰的强度和频度是决定生态系统退化程度的根本原因的根本原因的根本原因的根本原因。某些周期性的。某些周期性的。某些周期性的。某些周期性的自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰在生态在生态在生态在生态系统演替过程中起着反馈的作用，使生态系系统演替过程中起着反馈的作用，使生态系系统演替过程中起着反馈的作用，使生态系系统演替过程中起着反馈的作用，使生态系统处于一种稳态平衡状态，但一些剧变或突统处于一种稳态平衡状态，但一些剧变或突统处于一种稳态平衡状态，但一些剧变或突统处于一种稳态平衡状态，但一些剧变或突变性的自然干扰（火山爆发、洪水等）往往变性的自然干扰（火山爆发、洪水等）往往变性的自然干扰（火山爆发、洪水等）往往变性的自然干扰（火山爆发、洪水等）往往会导致生态系统的彻底毁坏。会导致生态系统的彻底毁坏。会导致生态系统的彻底毁坏。会导致生态系统的彻底毁坏。人为干扰人为干扰人为干扰人为干扰往往往往往往往往叠加在自然干扰之上，共同加速生态系统的叠加在自然干扰之上，共同加速生态系统的叠加在自然干扰之上，共同加速生态系统的叠加在自然干扰之上，共同加速生态系统的退化。退化。退化。退化。53生态系统健康与生态退化（1 1）传统劳作方式对生态系统的干扰传统劳作方式对生态系统的干扰u 对森林、草原植被的砍伐与开垦对森林、草原植被的砍伐与开垦u 采集采集u 采樵采樵u 狩猎和捕捞狩猎和捕捞2.人类对生态系统干扰的方式与效应人类对生态系统干扰的方式与效应54生态系统健康与生态退化u据统计据统计，全球，全球80%80%的人口依赖于传的人口依赖于传统医药，而传统医药中统医药，而传统医药中85%85%与野生与野生动植物有关。例如美国用途广泛动植物有关。例如美国用途广泛的的150150种医药中有种医药中有118118种来源于自种来源于自然，其中然，其中74%74%来源于植物，来源于植物，18%18%来来源于真菌。源于真菌。55生态系统健康与生态退化（2 2）工农业污染）工农业污染56生态系统健康与生态退化57生态系统健康与生态退化被大气中被大气中存在的酸存在的酸性气体污性气体污染，染，pHpH值值小于小于5.65.6的的雨叫酸雨。雨叫酸雨。58生态系统健康与生态退化59生态系统健康与生态退化60生态系统健康与生态退化61生态系统健康与生态退化62生态系统健康与生态退化63生态系统健康与生态退化64生态系统健康与生态退化65生态系统健康与生态退化66生态系统健康与生态退化（3 3）不断出现的新干扰形式：）不断出现的新干扰形式：如旅游、探险活动造成污染、旅游资源如旅游、探险活动造成污染、旅游资源 退化等。退化等。67生态系统健康与生态退化 人为干扰对生态系统不仅有直接影响，而且人为干扰对生态系统不仅有直接影响，而且人为干扰对生态系统不仅有直接影响，而且人为干扰对生态系统不仅有直接影响，而且会产生间接影响。人为干扰具有以下特点：会产生间接影响。人为干扰具有以下特点：会产生间接影响。人为干扰具有以下特点：会产生间接影响。人为干扰具有以下特点：广泛性广泛性广泛性广泛性多变性多变性多变性多变性潜在性潜在性潜在性潜在性协同性协同性协同性协同性累积性累积性累积性累积性放大性放大性放大性放大性3.3.人为干扰的特点人为干扰的特点68生态系统健康与生态退化三、退化生态系统的特征三、退化生态系统的特征1 1）生物多样性减少生物多样性减少2 2）多样性的）多样性的数量可能没有明显变化数量可能没有明显变化，但但多样性的性质发生了变化多样性的性质发生了变化（质量明显（质量明显下降，价值降低，功能衰退）。下降，价值降低，功能衰退）。1.1.生物多样性变化生物多样性变化69生态系统健康与生态退化70生态系统健康与生态退化 森林砍伐过度森林砍伐过度 75%熊类濒临灭绝。熊类濒临灭绝。虽虽然大熊猫不在之列，但其面临的食物然大熊猫不在之列，但其面临的食物短缺等新问题，有可能再度引发危险。短缺等新问题，有可能再度引发危险。71生态系统健康与生态退化2.2.层次结构简单化层次结构简单化 种群特征种群特征：种类组成发生变化，优：种类组成发生变化，优势种群结构异常；势种群结构异常；群落层次群落层次：群落结构的矮化，整体：群落结构的矮化，整体景观的破碎。景观的破碎。72生态系统健康与生态退化73生态系统健康与生态退化 因因过度放牧而退化的草原生态系统过度放牧而退化的草原生态系统，最明显特征是牲畜喜食植物的种类减最明显特征是牲畜喜食植物的种类减少，其他植被也因牧群的践踏，物种少，其他植被也因牧群的践踏，物种的丰富度减少、植物群落趋于简单化的丰富度减少、植物群落趋于简单化和矮小化，部分地段还因此而出现沙和矮小化，部分地段还因此而出现沙化和荒漠化。化和荒漠化。74生态系统健康与生态退化3.3.食物网结构变化食物网结构变化 u 食物网简单化，食物链缩短、断裂和解食物网简单化，食物链缩短、断裂和解环、单链营养关系增多环、单链营养关系增多,种间共生附生关种间共生附生关系减弱。系减弱。75生态系统健康与生态退化如随着如随着森林的消失森林的消失，某些类群的生物如，某些类群的生物如鸟类、动物、微生物也因失去了良好鸟类、动物、微生物也因失去了良好的栖居条件和隐蔽点及足够的食源而的栖居条件和隐蔽点及足够的食源而随之消失。由于食物网结构的变化，随之消失。由于食物网结构的变化，系统自组织自调解能力减弱。系统自组织自调解能力减弱。76生态系统健康与生态退化4.4.能量流动出现危机和障碍能量流动出现危机和障碍 由于退化生态系统食物关系的破坏，能由于退化生态系统食物关系的破坏，能量的转化及传递效率会随之降低。量的转化及传递效率会随之降低。77生态系统健康与生态退化5.5.物质循环发生不良变化物质循环发生不良变化 生物循环减弱而地球化学循环加强。生物循环减弱而地球化学循环加强。见课本见课本P5.78生态系统健康与生态退化6.6.系统生产力下降系统生产力下降 其原因在于：其原因在于：光能利用率减弱；光能利用率减弱；净初级生产力下降；净初级生产力下降；初级生产力降低。初级生产力降低。79生态系统健康与生态退化7.7.生物利用和改造环境的能力生物利用和改造环境的能力弱化、功能衰退弱化、功能衰退 主要表现在：主要表现在：固定、保护、改良土壤及养分能力弱化；固定、保护、改良土壤及养分能力弱化；调节气候能力削弱；调节气候能力削弱；引起土壤退化；引起土壤退化；防风、固沙能力减弱；防风、固沙能力减弱；80生态系统健康与生态退化 净化空气、降低噪声的能力弱化；净化空气、降低噪声的能力弱化；美化环境等文化环境价值降低或丧失，美化环境等文化环境价值降低或丧失，这导致系统生境的退化。这导致系统生境的退化。8.8.系统稳定性下降系统稳定性下降 81生态系统健康与生态退化u综上所述综上所述综上所述综上所述，退化生态系统首先是组成和，退化生态系统首先是组成和，退化生态系统首先是组成和，退化生态系统首先是组成和结构发生变化，导致其功能退化和生态结构发生变化，导致其功能退化和生态结构发生变化，导致其功能退化和生态结构发生变化，导致其功能退化和生态过程弱化，引起系统自我维持能力减弱过程弱化，引起系统自我维持能力减弱过程弱化，引起系统自我维持能力减弱过程弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳定。但系统成分与其结构的改变且不稳定。但系统成分与其结构的改变且不稳定。但系统成分与其结构的改变且不稳定。但系统成分与其结构的改变是系统退化的外在表现，功能退化才是是系统退化的外在表现，功能退化才是是系统退化的外在表现，功能退化才是是系统退化的外在表现，功能退化才是退化的本质，退化的本质，退化的本质，退化的本质，因此因此因此因此退化生态系统功能的退化生态系统功能的退化生态系统功能的退化生态系统功能的变化是判断生态系统退化程度的重要标变化是判断生态系统退化程度的重要标变化是判断生态系统退化程度的重要标变化是判断生态系统退化程度的重要标志。志。志。志。82生态系统健康与生态退化u 但是另一方面，由于植物及其种群属于生态但是另一方面，由于植物及其种群属于生态但是另一方面，由于植物及其种群属于生态但是另一方面，由于植物及其种群属于生态系统的第一性生产者，是生态系统有机物质系统的第一性生产者，是生态系统有机物质系统的第一性生产者，是生态系统有机物质系统的第一性生产者，是生态系统有机物质最初来源和能量流动的基础。所以，植物群最初来源和能量流动的基础。所以，植物群最初来源和能量流动的基础。所以，植物群最初来源和能量流动的基础。所以，植物群落的外貌形态和结构状况又通过系统初次级落的外貌形态和结构状况又通过系统初次级落的外貌形态和结构状况又通过系统初次级落的外貌形态和结构状况又通过系统初次级消费者、分解者的影响而决定着系统的动态，消费者、分解者的影响而决定着系统的动态，消费者、分解者的影响而决定着系统的动态，消费者、分解者的影响而决定着系统的动态，制约着系统的整体功能。制约着系统的整体功能。制约着系统的整体功能。制约着系统的整体功能。因此因此因此因此，在退化生态在退化生态在退化生态在退化生态系统中，结构与功能也是统一的，通过结构系统中，结构与功能也是统一的，通过结构系统中，结构与功能也是统一的，通过结构系统中，结构与功能也是统一的，通过结构的变化，也可以推测出功能的改变。的变化，也可以推测出功能的改变。的变化，也可以推测出功能的改变。的变化，也可以推测出功能的改变。83生态系统健康与生态退化第三节第三节 全球退化生态系统现状全球退化生态系统现状 一、全球退化生态系统一、全球退化生态系统面积面积hm2退化土地特征退化土地特征 全球土地退化全球土地退化 20108占全球有植被土地的占全球有植被土地的17%轻度退化轻度退化 7.5108农业生产力稍微下降农业生产力稍微下降,恢复潜恢复潜力大力大 中度退化中度退化 9.1108下降更多下降更多,投资后可恢复投资后可恢复 严重退化严重退化 3.0108不能进行生产不能进行生产,依靠国际救援依靠国际救援才可改良才可改良 极度退化极度退化 0.09108不能农业生产和改良不能农业生产和改良84生态系统健康与生态退化n沙漠化土地沙漠化土地36108hm2，占全球干旱地面积，占全球干旱地面积的的70%、陆地面积的、陆地面积的28%，且每年还以，且每年还以2460hm2的速度增长。的速度增长。n弃耕旱地每年以弃耕旱地每年以0.09108hm2速度增长。速度增长。85生态系统健康与生态退化n全球退化的热带雨林面积有全球退化的热带雨林面积有4.27108hm2，而且还以每年而且还以每年0.154hm2速度增加。速度增加。86生态系统健康与生态退化n草地全球每年有草地全球每年有320万公顷损失。万公顷损失。87生态系统健康与生态退化n联合国环境署估计，联合国环境署估计，1978197819911991年年间全球土地沙漠化造成的损失大间全球土地沙漠化造成的损失大3000300060006000亿美元，现在每年高达亿美元，现在每年高达423423亿美元，而全球每年进行生态亿美元，而全球每年进行生态恢复投入的经费达恢复投入的经费达100100224224亿美元。亿美元。88生态系统健康与生态退化我国人均耕地面积剧减我国人均耕地面积剧减年份年份人口（亿）人口（亿）人均耕地（公顷）人均耕地（公顷）公元前公元前210年年0.21.677560.52911.4017363.30.2518634.049460.1219495.40.219596.20.1819809.87050.11199011.00.09199812.00.07 二、中国退化生态系统二、中国退化生态系统89生态系统健康与生态退化我国水土流失面积约为我国水土流失面积约为180180万平方公万平方公里，占国土面积的里，占国土面积的18.8%18.8%，其中黄土，其中黄土高原地区约高原地区约80%80%地方水土流失。地方水土流失。90生态系统健康与生态退化n北方沙漠、戈壁、沙漠化土地面积为北方沙漠、戈壁、沙漠化土地面积为149万万平方公里，占国土面积的平方公里，占国土面积的15.5%，1987年年已沙漠化土地已沙漠化土地20.12万平方公里，潜在沙漠万平方公里，潜在沙漠化土地化土地13.28万平方公里。目前有万平方公里。目前有5900万亩万亩农田和农田和7400万亩草场受到沙漠化威胁。草万亩草场受到沙漠化威胁。草原退缩面积原退缩面积13亿亩。每年以亿亩。每年以2000万亩（万亩（1亩亩=1/15公顷）增加。公顷）增加。91生态系统健康与生态退化 中国农田总面积为中国农田总面积为14010140106 6hmhm2 2，退，退化面积为化面积为281028106 6hmhm2 2；每年使用农药；每年使用农药防治面积防治面积2323亿亩次，劣质化肥污染农亿亩次，劣质化肥污染农田田25002500万亩。万亩。92生态系统健康与生态退化我国湿地生态系统退化严重我国湿地生态系统退化严重长江中下游在近长江中下游在近30年内，因围垦丧失湖泊年内，因围垦丧失湖泊面积面积12万公顷，损失率达万公顷，损失率达34.16%。洞庭湖。洞庭湖面积由面积由20世纪世纪50年代初的年代初的4300公顷，减少公顷，减少到现在的不足到现在的不足2270公顷。公顷。青海、西藏地区的湖泊的面积也在收缩。青海、西藏地区的湖泊的面积也在收缩。东南沿海的红树林湿地面积东南沿海的红树林湿地面积1986年为年为2.12万公顷，到万公顷，到1995年仅为年仅为1.01万公顷。万公顷。93生态系统健康与生态退化三、中国的脆弱生态系统三、中国的脆弱生态系统 1.1.脆弱生态系统的概念脆弱生态系统的概念脆弱生态系统的概念脆弱生态系统的概念：抵抗外界干扰能力：抵抗外界干扰能力：抵抗外界干扰能力：抵抗外界干扰能力低、自身的稳定性差的生态系统，极易沦低、自身的稳定性差的生态系统，极易沦低、自身的稳定性差的生态系统，极易沦低、自身的稳定性差的生态系统，极易沦为退化生态系统。为退化生态系统。为退化生态系统。为退化生态系统。脆弱生态系统与退化生态系统相似，主要脆弱生态系统与退化生态系统相似，主要脆弱生态系统与退化生态系统相似，主要脆弱生态系统与退化生态系统相似，主要的区别的区别的区别的区别是脆弱生态系统还包括了那些容易是脆弱生态系统还包括了那些容易是脆弱生态系统还包括了那些容易是脆弱生态系统还包括了那些容易退化而尚未退化的生态系统。退化而尚未退化的生态系统。退化而尚未退化的生态系统。退化而尚未退化的生态系统。94生态系统健康与生态退化2.2.中国脆弱生态系统状况中国脆弱生态系统状况由于我国自然生态条件的原因，由于我国自然生态条件的原因，由于我国自然生态条件的原因，由于我国自然生态条件的原因，脆弱生态脆弱生态脆弱生态脆弱生态系统分布范围广、面积大系统分布范围广、面积大系统分布范围广、面积大系统分布范围广、面积大。我国脆弱生态。我国脆弱生态。我国脆弱生态。我国脆弱生态系统总面积达系统总面积达系统总面积达系统总面积达194194万平方公里，超过国土总万平方公里，超过国土总万平方公里，超过国土总万平方公里，超过国土总面积的面积的面积的面积的1/51/5。它们主要是北方半干旱。它们主要是北方半干旱。它们主要是北方半干旱。它们主要是北方半干旱半半半半湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地和青藏高原区。和青藏高原区。和青藏高原区。和青藏高原区。95生态系统健康与生态退化许多学者认为生态系统健康应该包许多学者认为生态系统健康应该包含两方面内涵：含两方面内涵：满足人类社会合理满足人类社会合理要求的能力和生态系统本身自我维要求的能力和生态系统本身自我维持与更新的能力。持与更新的能力。97生态系统健康与生态退化二、生态系统健康的标准二、生态系统健康的标准1.活力（Vigor）活力活力即即生态系统的能量输入和营养循生态系统的能量输入和营养循环容量环容量。可根据新陈代谢或初级生。可根据新陈代谢或初级生产力等具体指标来测量。具体指标产力等具体指标来测量。具体指标为生态系统的初级生产力和物质循为生态系统的初级生产力和物质循环。环。98生态系统健康与生态退化2.2.恢复力恢复力 恢恢复复力力也也称称抵抵抗抗能能力力，即即胁胁迫迫消消失失时时，系系统统克克服服压压力力及及反反弹弹回回复复的的容容量量。根根据据自自然然干干扰扰的的恢恢复复速速率率和和生生态系统对自然干扰的抵抗力来评价。态系统对自然干扰的抵抗力来评价。99生态系统健康与生态退化组织组织即即系统的复杂性系统的复杂性。系统的复杂性。系统的复杂性指生态系统的组成及途径的多样性，指生态系统的组成及途径的多样性，一般认为，生态系统的组织越复杂就一般认为，生态系统的组织越复杂就越健康。越健康。3.3.组织（组织（OrganizationOrganization）100生态系统健康与生态退化这是人类评价生态系统的一条重要标这是人类评价生态系统的一条重要标准。一般是对人类有益的方面，如消准。一般是对人类有益的方面，如消解有毒的化学物质，净化水，减少水解有毒的化学物质，净化水，减少水土流失等，不健康的生态系统的上述土流失等，不健康的生态系统的上述服务功能的质和量均会减少。服务功能的质和量均会减少。4.4.生态系统服务功能的维持生态系统服务功能的维持(maintenance of ecosystem services)(maintenance of ecosystem services)101生态系统健康与生态退化健康生态系统可用于收获或更新资源、健康生态系统可用于收获或更新资源、旅游、保护水源等各种用途和管理，旅游、保护水源等各种用途和管理，退化或不健康的生态系统不再具有多退化或不健康的生态系统不再具有多种用途和管理选择，而仅发挥某一方种用途和管理选择，而仅发挥某一方面功能。面功能。5.5.管理选择管理选择(management options)(management options)102生态系统健康与生态退化所有被管理的生态系统依赖于外部所有被管理的生态系统依赖于外部输入。健康的生态系统对外部输入输入。健康的生态系统对外部输入（如肥料、农药等）会大量减少。（如肥料、农药等）会大量减少。6.6.外部输入减少外部输入减少(reduced subsides)(reduced subsides)103生态系统健康与生态退化健康的生态系统在运行过程中对邻近健康的生态系统在运行过程中对邻近的系统的破坏为零，而不健康的系统的系统的破坏为零，而不健康的系统会对相连的系统产生破坏作用。会对相连的系统产生破坏作用。7.7.对邻近系统的破坏对邻近系统的破坏(damage to neighboring systems)(damage to neighboring systems)8.8.对人类健康的影响对人类健康的影响(human health effects)(human health effects)104生态系统健康与生态退化三、生态系统健康的评价级别三、生态系统健康的评价级别生态系统很健康的一级区生态系统很健康的一级区生态系统健康的二级区生态系统健康的二级区生态系统亚健康的三级区生态系统亚健康的三级区生态系统不健康的四级区生态系统不健康的四级区生态系统病态的五级区生态系统病态的五级区105生态系统健康与生态退化生态结构十分合理，系统活力极强，外界生态结构十分合理，系统活力极强，外界压力较小，无生态异常出现，生态系统的压力较小，无生态异常出现，生态系统的生态功能极其完善，系统极稳定，处于可生态功能极其完善，系统极稳定，处于可持续状态。持续状态。生态系统很健康的一级区生态系统很健康的一级区106生态系统健康与生态退化生态系统结构比较合理，格局尚完美，系生态系统结构比较合理，格局尚完美，系统活力较强，外界压力较小，无生态异常，统活力较强，外界压力较小，无生态异常，生态系统的生态功能比较完善，系统尚稳生态系统的生态功能比较完善，系统尚稳定，生态系统可持续。定，生态系统可持续。生态系统健康的二级区生态系统健康的二级区107生态系统健康与生态退化 生态结构完整，具有一定的生态系统活生态结构完整，具有一定的生态系统活力，外界压力较大，接近生态阈值，系统力，外界压力较大，接近生态阈值，系统尚稳定，但敏感地带较多，已有少量的生尚稳定，但敏感地带较多，已有少量的生态异常出现，可发挥基本的生态功能，生态异常出现，可发挥基本的生态功能，生态系统可维持。态系统可维持。生态系统亚健康的三级区生态系统亚健康的三级区108生态系统健康与生态退化生态系统出现缺陷，系统活力较低，外界生态系统出现缺陷，系统活力较低，外界压力大，生态异常较多，生态功能已经不压力大，生态异常较多，生态功能已经不能满足维持生态的需要，生态系统已经开能满足维持生态的需要，生态系统已经开始退化。始退化。生态系统不健康的四级区生态系统不健康的四级区109生态系统健康与生态退化生态结构极不合理，自然植被斑块破碎生态结构极不合理，自然植被斑块破碎严重，活力极低，出现大面积的生态异严重，活力极低，出现大面积的生态异常区，生态系统已经严重恶化。常区，生态系统已经严重恶化。生态系统病态的五级区生态系统病态的五级区110生态系统健康与生态退化四、生态系统健康存在的问题四、生态系统健康存在的问题1.生态系统健康的不可确定性生态系统健康的不可确定性；2.生生态态系系统统健健康康很很难难简简单单概概括括到到一一些些易易测测定的具体指标，评估方法还有待改进；定的具体指标，评估方法还有待改进；3.生态系统是一个动态的过程，哪些是演生态系统是一个动态的过程，哪些是演替过程中的症状，哪些是干扰或不健康替过程中的症状，哪些是干扰或不健康的症状等很难判断；的症状等很难判断；111生态系统健康与生态退化4.健健康康的的生生态态系系统统具具吸吸收收、化化解解外外来来胁胁迫迫的的能能力力，但但这这种种能能力力还还很很难难测测定定，尤尤其其是是适适应应在在生生态态系系统统健健康康中中的的角角色色如如何何?5.生态系统的健康到底能持续多长时间生态系统的健康到底能持续多长时间?6.生态系统保持健康的策略是什么生态系统保持健康的策略是什么?112生态系统健康与生态退化自学：第三节生态系统管理自学：第三节生态系统管理自学效果检测：自学效果检测：P16复习思考题复习思考题113生态系统健康与生态退化