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恢复生态学第一章绪论1.生态恢复国际恢复生态学会(SocietyforEcologicalRestoration)先后提出三个定义生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程(1994)；生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程(1995)；生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围(1995)。2.1985年，国际恢复生态学会成立。3.近几届恢复生态学大会所关注的热点和趋势：强调生态恢复的实践性恢复生态学应以解决社会实践为目的，应该通过理论创新推进生态恢复的实践．强调以跨越边界的生态恢复。跨越行政边界，是跨学科的综合交叉性领域强调以生态系统为基点，在景观尺度上表达。认为生态恢复具有工程设计的属性，强调景观设计。强调全球变化中的生态恢复第二章恢生态学的理论基础和原理1.群落的性质（争论）：1）有机体观点(organismviewpoint)：强调组成群落的各个种是高度结合的、相互依存的，一个群落从其先锋阶段（pioneerstage）到稳定的顶极阶段(climaxstage)和有机体一样有其出生、生长、成熟、繁殖和死亡。在其特征方面群落这个生活史和植物个体生活史一样。（建立了群落单元顶极理论monoclimaxtheory）（接力植物区系演替机制）（群落是间断性的）2）个体性观点（individualisticviewpoint）：成群落的种群具有“独立”性，即各个种都是单独地对外界因素起反应，并作为独立的一员进入群落，它们在不同的群落之间往往互相交织，而以不同的比例出现在不同的群落中。梯度分析理论认为：种是按照环境梯度分布的，每一个种都有各自的分布范围，没有两个种的分布范围是完全一样的，由于生态因素的多样性和种群分布的非均匀性，种并不组成明显的集群，因此，群落不可能是整齐的、均匀的、而是连续存在的。（建立了梯度分析的理论和方法）（初始植物区系演替机制）（群落是连续的）(实际上)群落是连续的又是间断的：大量的样地调查发现环境条件相似的地段会有种类组成相似的一群植物出现。但是即使两个相邻的群落地段其种类组成也不会百分之百完全相同。3）拟有机体观点(Quasi-organismviewpoint)：有机体观点过于强调组成群落的有机体的密切相互关系，虽然有些种确有强烈的附依性，但是，某些种群确是独立的，它们可以在其他群落中很好地发育。所以群落结构不能和有机体严密结构相比拟，把它当作拟有机体比较合适。这种观点后来发展成“生态系统”的观点。（多元顶极学说polyclimaxtheory）2.演替机制及其五个学说：演替机制：是一个复杂的问题，存在不同的观点，并没有那种观点占有绝对支配地位。生态学研究的重点挑战之一。接力植物区系说：演替是由若干不连续的系列群落所组成，构成每一种系列群落的种类在一起经历若干阶段后，改变了他们的生境，使得组成下一个系列群落的新种以较强的竞争力代替前一个系列群落，这个过程依次重复，直至形成稳定的顶极群落。演替的动力是生境对生长在其中的植物的反应；演替中植物种是成批的出现或消失。初始植物区系组成说：演替进程是由该立地初期所拥有的植物种类决定。演替早期阶段不但存在先锋植物，而且也存在演替系列群落种和顶极植物种。在演替过程中个体较小、生长较快、寿命较短的种逐渐被个体较大、生长较慢、寿命较长的种所替代。种间替代是逐渐的、演替系列是连续的，而不是离散的。竞争和资源比例说:一个特殊的种在某一特殊的环境资源比例范围内竞争最为成功。环境资源的比例存在着时间的变化，那么组成群落的种类也将随着资源比例的变化而变化，这就导致了群落演替。（例如耐荫植物在群落演替中的作用）种间三重相互作用机制说:演替是一些种对另外一些种直接或间接通过改变环境条件作用的结果。种间关系可以归纳为——促进，抑制和忍耐。促进是由于改变了环境条件而有利于其他种（与接力区系说一致）；抑制是已经定居的植物阻止其他植物生长或成熟，特别是阻止其他植物的定居。忍耐是既不促进也不抑制其他植物种的存在。在大多数演替中同时存在这三个过程。生活史对策说:把生活史对策划分为r-对策(R-strategy)、k-对策(k-strategy)；根据植物种对干扰、竞争、胁迫的适应特征,植物可分为三种基本生活史对策：R-对策(ruderalstrategy杂草型对策—先锋种)、C-对策(competitivestrategy竞争对策——中期竞争种)、S-对策(stress-tolerantstrategy胁迫对策-顶极种)。3.干扰理论：干扰是使生态系统、群落或种群的结构遭到破坏，是资源、基质的有效性或是物理环境发生变化的任何相对离散的事件。按干扰起因：自然（不可抗拒的自然力）干扰；人为干扰按干扰来源：内部干扰在森林生态系统中经常有一些易被人们忽略的内在。包括树倒、机械摩擦、种间竞争和生物相克作用等；外部干扰由森林外部因素引起，如强烈的火灾、风暴、沙暴、冰雹、霜冻、洪水、雪压、干旱和人为砍伐及放牧等4.如何理解群落演替和干扰理论是是生态恢复的基础理论植物群落演替是一个群落代替另一个群落的过程，变动是在群落之间进行的，延续的时间可长可短。生态退化其本质就是导致群落逆演替。成功的人工植被或生态系统都是在深入认识生态原则和动态原则的基础上，模拟自然生态系统的产物。因此，退化生态系统的恢复与重建，最有效的是顺应生态系统演替发展规律来进行。演替理论能够提供发展恢复计划的依据；根据演替理论，通过人为手段对恢复过程加以调控，可以改变演替速率或演替方向。群落演替主导因子包括：内因演替（植物性演替）由植物群落本身生命活动造成的环境变化所制约的。外因演替（生态演替）由群落以外的环境条件变化所引起的（外部干扰），把干扰结合到演替过程中认识是当代演替理论的重大进展。按干扰性质有破坏性干扰和增益性干扰，干扰可以从物理环境和生物环境改变生态系统。生态恢复的对象是受损生态系统，而干扰是生态系统受损的主要原因，也是保护和促进生态恢复的主要手段。生态恢复的机理就是通过排除干扰，加强生物组分的变化和启动演替过程是退化生态系统恢复到某种理想状态。所以封育保护生态系统，人工促进生态恢复或植被重建都要运用干扰理论。5.恢复生态学的基本原理一)核心原理1．整体性(holism)原理整体论和还原论是探索自然过程的两种不同途径.还原论：自然是一个机械系统，最终还原为一个决定性的力的控制下的个别微粒行为。研究就把一个整体划分成若个成分分开研究，进行各成分分析、定量表述，从而简化了研究。整体论：客观现实是由一系列处于不同等级系列的整体组成，每个整体都是一个系统，处于一个相对稳定状态中的相互关系集合．一些从整体中分开来的成分的研究不能揭示复杂系统或有机整体的性质和功能。因此，对于一个生态系统的研究要以整体观为指导，当然这并不意味着对其组成成分了解是多余的。2．协调与平衡原理生态恢复必然是建立一个结构、功能协调的生态系统，才能在一定时期内相对稳定和自我维持。这种稳定态就是一种生态平衡，生态平衡就整体而言可分为结构平衡、功能平衡和收支平衡。3．自生原理生态系统的自生原理包括自我组织、自我优化、自我调节、自我再生、自我繁殖和自我设计等一系列机制来维护系统相对稳定的结构、功能及动态，在自我稳定中达到可持续发展。二）生物学原理1．边缘效应原理2．物种共生原理3．生态位原理4．物种多样性原理指生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，它包括动物、植物、微生物和他们所拥有的基因，以及它们与其生态环境形成的复杂生态系统。基因多样性（遗传多样性）、物种多样性、景观多样性等。功能团多样性：与系统的某种功能直接相关的物种群，功能群内的物种对系统的作用有更大的相似性。功能团数目比物种数目的多少更能说明多样性对系统的影响较高的物种多样性并不总是意味着较稳定的生态系统功能。三）生物—生境原理1．主导生态因子原理2．物种耐性原理6.自我设计理论与人为设计理论：自我设计理论认为，只要有足够的时间，随着时间的进程，退化生态系统将根据环境条件合理地组织自己并会最终改变其组分。（自生原理——自组织、自优化、自维持、自调节作用）人为设计理论认为，通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生态系统，但恢复的类型可能是多样的。这两种理论不同点在于：自我设计理论把恢复放在群落、生态系统层次考虑，未考虑到缺乏种子库的情况，其恢复的只能是环境决定的群落；而人为设计理论把恢复放在个体或种群层次上考虑，恢复的可能是多种结果。7.物种多样性与生态系统功能之间的假说关键种假说(keystonespecieshypothesis）（E）物种丰富度有一个阈值，当多样性低于阈值时，生态系统功能随多样性较低而降低；高于阈值时，多样性大小变化对生态系统同功能影响变化不大。铆钉假说(rivethypothesis)（B）生态系统中每一个物种对生态系统功能的贡献都是独特的，任何物种的丢失都会使生态系统的功能受到一定的影响。无效（零）假说(nullhypothesis)（C）生态系统中物种的去除和增加对生态系统功能没有影响；或者说生态系统功能对物种数目的变化不敏感。不确定假说(idiosyncratichypothesis)（D）生态系统功能随物种多样性的变化而变化，但是变化的大小和方向却是不可预测的。冗余假说(redundantspecieshypothesis)（A）生态系统存在可以维持正常功能的最小物种数（一定数目的关键种），生态系统物种数目达一定程度后，其他物种对生态系统功能而言是冗余的。8.多样性和稳定性之间的关系多样性与稳定性之间的关系还没有形成更一致的看法。但越来越多的学者认为，生物多样性对生态系统稳定性是至关重要的，生物多样性是生态系统经历破坏性环境干扰时维持系统功能的生物保险。多样性可提高系统抵抗力和降低时间尺度上的变异性。尽管如此，尚未找到普适的理论揭示多样性和稳定性之间的模式或作用机制，而且在许多问题上存在对立的见解。但这方面研究取得成果和存在的问题，无疑对今后的工作积累了丰富的指导和借鉴意义。第三章生态退化1.生态退化概念以及具体表现：生态退化是与生态进化相反的生态演替过程。是指在一定的时空背景下，在自然因素、人为因素或二者共同作用下，导致的生态要素和生态系统发生的不利于人类和生物生存的量变和质变的过程或结果。具体表现为生态因子或生态系统的基本结构和功能的破坏或丧失；稳定性和抗逆能力减弱，系统生产力下降(章家恩等，1997)2.绿洲的发生、迁移和衰败过程绿洲形成条件１）地质地貌条件：群山崛起，山区降雨量大，山前洪积扇前缘与冲积平原，以便使水下滲、流动与储蓄。２）高山冰雪条件３）气候条件光热资源丰富，利于冰雪融化。４）防沙阻砂“绿色屏障”条件５）人文条件合理利用水资源和适度经济活动，促进绿洲化绿洲的发展天然绿洲发生因素：综合因素作用：以水为主导因素，气候变异导致河流水量剧变是绿洲兴哀的关键。绿洲的影响因素：人类开发决定着绿洲的发展绿洲迁移规律绿洲依靠水而存在，河流是决定绿洲发展变迁的根本条件溯源迁移（纵向发展）：由河流下游向上游发展横向发展：有河岸向高级地发展绿洲衰败原因气候持续变干，河流水量减少——古楼兰绿洲衰落。河流改道——绿洲随水而迁移现象极为普遍。（黑河）沙漠化扩展——古代绿洲淹没在流沙中。土地盐碱化——灌溉绿洲；缺少淋洗。人口增长——耕地扩大，灌溉用水增加，供水矛盾产生。3.退化生态系统或受害生态系统：生态系统的结构和功能由于在自然干扰和人为干扰的作用下发生位移，位移的结果打破了原有生态系统的平衡，使系统固有的功能遭到破坏或丧失，稳定性和生产力降低，抗逆能力减弱。4.生态退化过程示意图：5.举例说明生态退化的原因和过程6.如何理解生态退化第四章生态恢复规划与实施1.你对生态恢复的目标的认识长期目标：应是生态系统自身可持续性的恢复。但由于这个目标的时间尺度太长，加上生态系统是开放的，可能会导致恢复后的系统状态与原状态不同。短期目标：按‘生态系统的受损