1恢复生态学-绪论

恢复生态学周德群昆明理工大学环境科学与工程学院[e-mail]恢复生态学恢复生态学参考书目：恢复生态学，董世魁，刘世梁，邵新庆，黄晓霞，高等教育出版社，2009年；恢复生态学导论（第二版），任海,刘庆,等科学出版社，2008年；恢复生态学，彭少麟气象出版社2007年；生态修复，周启星，魏树和，张倩茹等，中国环境科学出版社，2006年生态恢复的原理与实践，李洪远、鞠美庭，化学工业出版社，2005年恢复生态学相关期刊中文期刊：生态学报（中国生态学会）应用生态学报（中国生态学会）生态学杂志（中国生态学会）生态科学（广东生态学会）农村生态环境（南京环境科学研究所）;中国沙漠应用与环境生物学报农业环境与发展生态环境干旱区资源与环境热带亚热带植物学报环境科学中国微生态学杂志水土保持通报植物研究水土保持研究中国水土保持生态农业研究自然资源学报恢复生态学英文期刊：PedosphereBiogeochemistryEcologyEcosystemsTheJournalofAppliedEcologyJournalofChemicalEcologyAmericanJournalofBotanyAnimalBehaviorJournalofExperimentalMarinebiologyandEcologyJournalofHydrologyMicrobialEcologyOikos/NordicEcologicalSocietyOikosAnnualReviewofEcologyandSystematicsAfricanJournalofEcology恢复生态学Agriculture,ecosystems&environmentJournalofTropicalEcologyFunctionalEcologyJournalofEnvironmentalManagementEcologicalmodelingAgriculturalsystemsEcologicalentomologyBehavioralEcologyandSociobiologyLandscapeEcologyEcologicaleconomicsAppliedSoilEcologyEcologicalEngineeringGlobalenvironmentalchangeBiodiversityandconservationSustainableDevelopmentRestorationecologyPlantEcologyForestEcologyandManagement恢复生态学相关网站：保护中国的生物多样性中国环境生态网中国水土保持监测网生态规划空间站附录1国际上有关恢复生态学的网址附录2国际比较重要的恢复生态学参考文献恢复生态学“恢复生态学”国际网站NWEnergyCoalition-aregionalallianceofcommunityorganizationsandutilitiespromotingenergyconservation,clean,renewablesourcesofpower,consumerandlow-incomeprotection,andsalmonrestoration.://://(NTGCF)-workstowardstherestorationofvillagecommunities'woodlandsandecologicalsecurityineco-fragileandmarginalisedzonesofIndia.恢复生态学第一章绪论第二章理论生态学基础第三章应用生态学基础第四章种群和群落的生态恢复应用于实践第五章陆域生态系统的恢复与重建第六章水域与湿地生态系统的恢复重建第七章生态系统服务与健康管理第八章全球变化与响应对策第九章保护行动规划（CAP）简介恢复生态学第一章绪论第一节人类干扰和退化生态系统第二节恢复生态学的研究简史第三节生态恢复概述第四节生态恢复的理论基础（恢复、基础、景观生态学理论）第五节生态恢复的机理与方法恢复生态学第一节人类干扰和退化生态系统一、退化生态系统及其成因二、退化生态系统类型三、退化生态系统特征四、全球退化生态系统现状（自学）恢复生态学一、退化生态系统及其成因1.退化生态系统定义生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失、生物多样性下降、稳定性和抗逆能力减弱、系统生产力下降，也就是系统提供生态系统服务的能力下降或丧失，这样的生态系统被称为退化和受损生态系统。退化生态系统实际上是生态系统演替的一个类型。2.退化生态系统成因1）干扰为主要作用因子，对于生物多样性发生和维持起重要作因，同时在生物进化过程中也是主要的选择压力。恢复生态学2）干扰的类型A、自然干扰指无人为活动介入的自然环境条件下发生的干扰。包括大气干扰、地质干扰和生物干扰。物理干扰：火灾、冰雹、风暴、雪灾、霜冻、酸雨、泥石流、滑坡、洪水、潮汐、降水、干旱和地表运动过程等；生物干扰：捕食、放牧、伤害、取代其它有机体的非捕食性行为、系统中大型捕食动物的消失等B.人为干扰：污染、森林砍伐、露天开采、采集、采樵（空心林）、狩猎、捕捞、旅游、探险等人为干扰具有广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积性和放大性等特点。恢复生态学B、人为干扰指的是由于人类生产、生活和其他社会活动引起的干扰对自然环境和生态系统施加的各种影响。属社会性压力。表1.1人类对生态系统干扰的方式与效应人为干扰方式效应传统劳作方式对森林和草原植被的砍伐与开垦植被退化，水土流失加剧，区域环境恶化、生物生境遭破坏，生物多样性丧失采集生物资源被破坏，一些物种灭绝采樵生态系统能量和养分减少，生物生存活动受破坏，草原遭破坏狩猎和捕捞种群生殖和繁衍遭破坏，一些物种灭绝；生物性状和数量发生变化工农业生产和污染露天开采，水质污染，空气污染，酸雨新干扰形式（旅游、探险活动等）污染，旅游资源退化恢复生态学3）生态系统退化的过程为逆向演替的过程，分为：A突变过程：干扰力》抵抗力，如火山、采矿B渐变过程：陡坡开垦耕地连续种植作物C跃变过程：干扰持续，作用时间长，如污染胁迫下水体和森林生态系统的变化，草地持续过牧D间断不连续过程：周期性干扰，如热带雨林的轮歇、刀耕火种下的土壤退化E复合退化过程：如西南亚高山暗针叶林-砍伐（突变）——红白刺灌丛或箭竹灌丛/或者逐步恢复（渐变）退化生态系统恢复和重建时要首先合理诊断退化的过程及退化的程度，才可能合理选择应该采取的途径和技术方法。恢复生态学退化过程1）突变过程在受到特别强烈的干扰时，生态系统表现出的退化过程。2）跃变过程在受到持续干扰的作用下，生态系统最初并未表现出十分明显的退化或并未退化，但干扰的持续、破坏性进一步累积到一定程度后，生态系统突然剧烈退化的过程。3）渐变过程指干扰后，生态系统表现出退化速度较一致，退化程度逐渐加重的退化过程。4）间断不连续过程在周期性干扰作用下，生态系统表现出的退化过程。5）复合退化过程退化过程表现为上述几种类型的组合变化。ABCD正常的生态系统退化过程图1生态系统退化过程的几种类型示意（引自包维楷，陈庆恒，1999）A-突变过程；B-跃变过程；C-渐变过程；D-间断不连续过程恢复生态学干扰体系植被种群及种间关系变化动物种群及其关系变化生产力降低（植物、动物、微生物、真菌）生物多样性减少生物多样性进一步减少，种类变化环境退化土壤退化物质循环和能量流动衰退人工荒漠土壤生物减少和退化图2生态系统渐变退化过程示意（引自包维楷，陈庆恒，1999）恢复生态学4）退化程度诊断：——定性和定量评价A.表达方式：轻中重度；一、二、三等；可自然恢复、人工促进恢复；将退化程度和生态系统的演替阶段联系起来确定。B.诊断途径与可能指标：a.生物途径：生物数量、种类组成和结构、生产能力，如土壤微生物、动物、植物根系等b.生境途径：气候条件、土壤理化性质、土壤养分c.生态系统服务功能途径：物质循环、气候调节、水土流失控制、污染净化、文化娱乐等d.景观途径：景观组成（嵌块体、廊道、基质、网络）；景观结构：异质性、嵌块体、廊道和基质的构型、景观对比度等e.生态过程途径：种群动态、种子传播、捕食者和猎物相互作用、养分循环等恢复生态学C：退化程度诊断方法a.单途径单因子诊断法：选定某个诊断途径的某个指标进行诊断的方法，例如指示生物（外来种标志着发展演替的方向）；以SO2污染监测为例：附生植物：叶状地衣----枝状地衣----壳鞘状地衣；动物监测：敏感性次序（金丝雀，狗，家禽）以水体污染的植物监测：藻类更替。轮藻—硅藻—绿藻---蓝藻b.单途径多因子诊断法（见后）c.多途径综合诊断法（见后）(生物途径；生境途径；生态系统服务功能途径；景观途径；生态过程途径)恢复生态学以滇池为例，水生植被与水体污染程度的关系如下：（1）严重污染：各种高等沉水植物全部死亡；（2）中等污染：敏感植物如海菜花、轮藻、石龙尾等消失，篦齿眼子菜等敏感植物稀少，抗性强的如红线草、狐尾藻等相当繁茂；轻度污染：敏感植物如海菜花、轮藻等渐趋消失，中等敏感植物和抗污植物均有生长；无污染：轮藻生长茂盛，海菜花生长正常。上述各类植物均能够正常生长。从上述结果可以看出，海菜花、轮藻等敏感植物可以用作（指示）监测植物。恢复生态学b.单途径多因子诊断法：选用一个诊断途径的多个指标进行诊断的方法；c.多途径综合诊断法：(生物途径；生境途径；生态系统服务功能途径；景观途径；生态过程途径)选用两个或两个以上诊断途径的指标进行诊断的方法。后两者均需要建立指标体系，利用数学分析甚至建立模型的方法来进行诊断。恢复生态学D:退化程度诊断方法诊断途径诊断方法单途径多途径单途径单因子诊断法单途径多因子诊断法多途径综合诊断法生物途径√√√生境途径√√√生态系统功能/服务途径√√√景观途径√√√生态过程途径√√√单因子多因子诊断方法表1生态系统退化程度途径与诊断方法恢复生态学退化程度诊断策略与流程图3生态系统退化程度诊断图示（引自杜晓等，2003）退化生态系统生物途径生境途径生态系统功能/服务途径景观途径生态过程途径诊断途径确定诊断方法确定单途径单因子诊断法单途径多因子诊断法多途径综合诊断法诊断指标（体系）的确定退化生态系统退化程度（诊断）参照系统的确定恢复生态学二、退化生态系统类型根据退化过程及生态学特征可以分为不同退化类型：彭少麟2000把陆地生态系统退化分为：裸地（原生、次生）森林采伐迹地、弃耕地、沙漠化地、采矿废弃地和垃圾堆放场6种类型；章家恩1999划