植被恢復(fù)生態(tài)學(xué)原則

1、植被恢復(fù)的生態(tài)學(xué)原則長期以來， 如何恢復(fù)被破壞的天然植被， 使人工植被與生態(tài)環(huán)境重新融合為一體， 并獲得與 天然植被相當?shù)纳鷳B(tài) （服務(wù)） 功能和生態(tài)產(chǎn)出效益， 一直是一個既緊迫又為人們所忽視的問 題。其原因在于， 以人及人的需求為中心的自然觀無視植被恢復(fù)所應(yīng)遵循的生態(tài)學(xué)法則， 僅 將植被看成是一種孤立的生命現(xiàn)象，從而無所顧忌地割裂植被與自然生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。 其后果就是克隆出以億萬公頃計的 “綠色沙漠” 。而這一切都驅(qū)使我們認真思考有關(guān)的生態(tài) 學(xué)原則。原則之一： 植被的生態(tài)完整性 生態(tài)完整性意味著當?shù)匚锓N處于可繁衍的水平， 而且當前的生態(tài)過程能夠支持這些物種 持續(xù)的繁育能力。植被的生態(tài)完整性

2、至少應(yīng)包括以下幾方面的內(nèi)容：1、完整的植被結(jié)構(gòu)、豐富的植被層次和充分的地表覆蓋； 2、完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和豐富的生態(tài)功能群體；3、完整的生態(tài)（服務(wù)）功能和效益產(chǎn)出體系； 4、豐富的生物多樣性。這些都是植被融入或者作 為自然生態(tài)系統(tǒng)所必須的。完整的植被結(jié)構(gòu)和豐富的植被層次以及充分的地表覆蓋，意味圖 3. 植被恢復(fù)需要現(xiàn) 著植被之間、植被與其他物種之間以及植被與非生命的生態(tài)要素和 實生態(tài)完整性 環(huán)境之間，有可能存在與天然植被相似的生存空間和生態(tài)關(guān)系。從 而使得在天然植被中存在的生命活動、 能量及物質(zhì)循環(huán)、 復(fù)雜的生態(tài)關(guān)系等不致被新的植被 所阻礙或打斷。 同樣， 完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和豐富的生態(tài)功能群

3、體將可能使植被獲得充分的 營養(yǎng)和能量，以及完全的自我維持與自然演替的能力。而完整的生態(tài)（服務(wù)） 功能和效益產(chǎn) 出體系則要求在進行植被恢復(fù)工作時不能片面地追求某些功能或效益，否則即便達成目標， 也將造成生態(tài)的破壞。 最后， 作為生態(tài)完整性的實現(xiàn)者和指標性要素， 豐富的生物多樣性將 可以證實上述生存空間生態(tài)關(guān)系和循環(huán)過程的真實性、 有效性和完整性， 并且其本身就是一 項最重要的生態(tài)功能和效益。原則之二： 植被的異質(zhì)性（或稱多樣性）恢復(fù)植被應(yīng)具有天然生態(tài)系統(tǒng)所要求的異質(zhì)性 （或稱多樣性） ，這包括物種組成上的異 質(zhì)性，年齡結(jié)構(gòu)上的異質(zhì)性以及資源利用上的異質(zhì)性等等。 這些異質(zhì)性為多種動植物的生存 提供

4、了各種機會和條件， 因此也有利于提高生物多樣性水平。 大部分天然林都是樹齡交錯的， 其間總有發(fā)育良好的樹苗與補充樹層， 以及成熟樹木等， 這使得森林系統(tǒng)具有自我維持的能 力。即使是成熟林， 也仍存在一定程度或規(guī)模的空隙。 不同的動物常常生活在不同的空間結(jié) 構(gòu)層次上。不同的鳥類可能生活在樹冠層、中層喬木、接近地面的灌木，或者地面上。植物 也有喜光或耐陰等多種類型。 然而人工林的建設(shè)過程中卻忽略了對異質(zhì)性的要求， 其所形成 的人工林的特點就是均一。物種、年齡、結(jié)構(gòu)、間距、排列均整齊劃一。這樣的樹木長大后 很難形成層次豐富的結(jié)構(gòu)，繼而也引起其他生態(tài)問題。四川植樹 造林的得失-單一樹種7000多年前四

5、川森林的主要樹種有櫪Quercus、青岡圖4.這種單一的植被恢復(fù)方式必Fagus云南松Pinus yunnanensis以及鐵杉Tsuga等。50將導(dǎo)致綠色沙漠”年代后期，飛播云南松種子和封山育林取得成功。監(jiān)測顯示，3年后全部封山育林的裸地植被覆蓋率超過30%高度達50cm。但由于未能及時促使其按照自然規(guī)律演替，物種的單一導(dǎo)致生態(tài)狀況惡化。地面被難以 分解的厚厚的松葉層所覆蓋，地表沒有腐殖質(zhì)。植被覆蓋差，極度干燥，非常容易發(fā)生火災(zāi)。 加上云南松含有樹脂，更易助長火勢。對改善土壤質(zhì)量和促進營養(yǎng)循環(huán)十分重要的土壤無脊椎 動物，以及其他動植物均難以生存。這種云南松林的水分保持和過濾等生態(tài)功能非常有限

6、。而 如此大規(guī)模的人工純林就相當“綠色沙漠”，基本沒有生物多樣性可言。類似的“綠色沙漠” 在中國的許多其他地區(qū)也很多。原則之三：物種間的生態(tài)交互性一個生態(tài)系統(tǒng)之所以具有自我更新和維持的能力，是因為生存其中的物種之間存在著緊密的交互作用關(guān)系，物種間的這些交互作用關(guān)系是維持生態(tài)系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)。大多數(shù)植物的種子得以傳播甚至生根發(fā)芽，依賴的是能夠傳播種子的媒介動物。而控制病蟲害的天敵動物， 控制著蠶食植被或引起疾病的生物的數(shù)量，使生態(tài)系統(tǒng)不會因為某種昆蟲的過度繁殖而崩 潰；枯枝落葉和倒木，養(yǎng)活了許多動物，特別是土壤動物和微生物；分解枯枝落葉，加速土 壤營養(yǎng)循環(huán)的動物，對維持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的正常營養(yǎng)循環(huán)，起

7、著重要的作用。在進行植被恢復(fù)的時候， 必須認真而慎重地考慮到野生動植物之間的相互關(guān)系，采取適當方法促進這種良好關(guān)系的建立和發(fā)展應(yīng)該被認為是植被恢復(fù)的必須步驟。而且可以利用物種之間的這種關(guān)系，來加快植被的恢復(fù)工作。如植被恢復(fù)初期可以選擇種植具有小型果實的 灌木或其他小型植物，以吸引野生動物來采食嫩葉、花卉或果實。從而帶來天然林地區(qū)的植 物種子，增加正在恢復(fù)的植被的物種豐富度。倒木的生態(tài)作用朽木與枯枝落葉對森林的功能與恢復(fù)非常重要。森林中的營養(yǎng)循環(huán)與能量 整性利用物流動主要依賴于朽木與枯枝落葉。倒木通常含有高比例的碳、氮與磷和礦質(zhì)元 種之間的相 素，如鉀、鈣、鎂與鈉。倒木上的菌類可固氮。樹木的種子

8、（例如冷杉Abies互關(guān)系，促 和鐵杉Tsuga）以及蕨類和苔蘚的孢子在腐爛的倒木上得以發(fā)芽，倒木也可以 進植被恢復(fù)為幼苗提供營養(yǎng)和水分，倒木上存在的不利于苗木存活的病原菌要比林地少。許多微生物、無脊椎動物、爬行類、兩棲類、鳥類和哺乳類要靠倒木提供隱避 處和食物。這將有助于控制森林害蟲，并進一步促進生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。人工清除倒木將降低森林的土壤肥力和生態(tài)功能。原則之四：植被的自然性恢復(fù)植被的存廢不能依賴人類的幫助，應(yīng)充分利用自然力和自然演替規(guī)律使其逐漸演化為天然植被。唯其如此，植被才有可能真正成為自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分，具有其應(yīng)有的生態(tài)功能和效益。根據(jù)這一原則，“自然恢復(fù)”在各種恢復(fù)方法中是最值得

9、推薦的方法。“自然恢復(fù)”就是無需人工協(xié)助，只是依靠自然演替來恢復(fù)已退化的生態(tài)系統(tǒng)。封山育林是自然恢復(fù)的典型方法。通常這種方法可以縮短實現(xiàn)森林覆蓋所需的時間，投資小、效益高。在保持水土、增 加森林的穩(wěn)定性，控制和改善微（局地）氣候、保護生物多樣性和珍稀物種以及維持大氣平 衡方面，人工林要比封閉后自然恢復(fù)的森林遜色得多。自然力可以是風、水流、天火等。依 據(jù)各種自然力和自然演替規(guī)律而設(shè)計的植被恢復(fù)方法還有“生態(tài)恢復(fù)”法。此類方法通常只需種植一個或少數(shù)幾個演替早期或中期階段的樹種（物種框架法），在城市和農(nóng)村人口的密集區(qū)則可大量種植演替成熟階段的樹種（最大多樣性法），其最終目標是實現(xiàn)生物多樣性。美國Se

10、quoia and Kings Canyon國家公園利用自然火實現(xiàn)植被恢復(fù)天火是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分，同時也是更新生態(tài)系統(tǒng)的動力之一。許多物種必須要有火的幫助才能完成其自然繁衍的過程，許多生態(tài)系統(tǒng)也是從大火后開始新的演化。美國 Sequoia and Kings Canyon國家公園認真研究了森林天火的生態(tài)功能以及火災(zāi)后物種的演變 過程，仿效天火后自然狀態(tài)下的物種組成、密度和空間結(jié)構(gòu)種植相應(yīng)的植被，使遭到人類活動徹底破壞掉的地區(qū)迅速恢復(fù)過來，并使所恢復(fù)的植被逐漸融入其周邊森林天火周期的變化 過程中，從而成為真正自然的一部分。原則之五：植被的連通性連通性原則是非常重要的。生態(tài)系統(tǒng)被孤立將對生物物

11、種和整個生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重的威 脅。而增加孤立的植被斑塊間的連通性，可以大大提高生態(tài)系統(tǒng)保護生物多樣性的能力。農(nóng)業(yè)區(qū)和城市目前是造成自然生態(tài)系統(tǒng)被割裂的重要障礙。我國典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是大面積連綿不斷的農(nóng)田，動植物很難跨越這么大的空間范 圍，難以找到可以棲息的天然植被、水源或食物，而頻繁的蟲害，使農(nóng)業(yè)依賴于化肥和農(nóng)藥。如今，農(nóng)業(yè)區(qū)土壤的退化和沙化已經(jīng)是北方沙漠化的重要成因。另外還導(dǎo)致更頻繁的洪水、 干旱和沙塵暴。在農(nóng)業(yè)區(qū)保留當?shù)靥烊恢脖粠Щ虬邏K，以供作為控制害蟲和授粉媒介的野生動物所用。這樣即可以改進水文， 為農(nóng)作物庇蔭和防風沙，還可以保護生物多樣性及其景觀價值。同時，沿堤壩、路邊或農(nóng)村未使用的

12、地塊， 種植鄉(xiāng)土樹種亦可緩解當?shù)貙θ剂系男枨螅?減少對天然植被的壓力。另有研究表明：農(nóng)業(yè)區(qū)的天然植被可以為當?shù)匦笄萏峁┱谑a和保護， 能夠提高畜禽產(chǎn)量。將溪流兩岸的植被加以恢復(fù)，還可以作為控制鼠害的一種策略。至于目前我國城市中的花園、公園和綠地，則過于強調(diào)觀賞性而忽略其生態(tài)價值，大量種植外來物種、一年生花卉與四季常綠物種，卻沒有考慮到種植的這些植物究竟對這個地區(qū) 有多少生態(tài)價值，能否養(yǎng)育當?shù)氐母鞣N動物，以及這樣的植被能否不（或最少）依賴于人類的幫助而正常生長，并給人類帶來好處。我們很需要城市植被能夠給我們帶來觀賞性并降低 污染的影響，但其實我們可以更加注重實現(xiàn)城市植被的完整生態(tài)功能，這是提高城市

13、生活質(zhì)量的最好方法。遵照生態(tài)學(xué)原則實現(xiàn)的植被恢復(fù)可以具有很好的水土保持功能，還可以不依賴或最小程度地依賴人類的幫助而自我更新。養(yǎng)育當?shù)氐膭又参锟梢栽黾映鞘械纳鷻C。總之，城市中，特別是像中國這樣自然資源已經(jīng)十分貧乏，生態(tài)破壞十分嚴重的國家的城市，其綠化應(yīng)該以恢復(fù)自然生態(tài)為主要目標，應(yīng)該把非自然的展示減小到最小程度。物種多樣性和保護地區(qū)面積的關(guān)系 圖7.在農(nóng)業(yè)區(qū)恢復(fù)一些天然植被，維持植被的連通性-連通性的重要性香港世界野生生物基金會對面積和隔離程度不同的一些森林斑塊中的鳥類群落的研究 表明，在許多方面它們類似大洋群島，大島上物種較多，較小和更孤立的斑塊上種類較少。 但即便僅約一樹之寬的狹窄的通道也

14、對大多數(shù)鳥類完全有效，可使小斑塊林地鳥類的豐富度幾乎和大得多的相鄰森林一樣。原則之六：生態(tài)系統(tǒng)的排外性植被恢復(fù)應(yīng)盡可能地使用本地物種，必要時經(jīng)過嚴格的科學(xué)評估亦可使用某些外來物 種，但不能大量使用，更嚴禁使用外來入侵種。外來入侵種最主要的危害是采用各種方式殺死或排擠當?shù)赝林锓N，從而引起生態(tài)系統(tǒng)中物種的單一化，進而導(dǎo)致很多相應(yīng)的生態(tài)問題。最麻煩的還是一旦外來物種大面積入侵， 就失去了人類的控制，往往是用盡所有辦法都無法將其清除，甚至無法限制其繼續(xù)擴散。很長時間以來我國在進行植被恢復(fù)和種植經(jīng)濟植物時使用外來種甚至入侵種。特別需要注意的是，“外來”這個概念不是以國界，而是以生態(tài)系統(tǒng)來定義的。如在退

15、耕還林過程中大量種 植的國產(chǎn)經(jīng)濟樹種，其中許多被錯誤地種植到其原來不出現(xiàn)的海拔或地區(qū)，這同樣會導(dǎo)致入侵現(xiàn)象。即使不是入侵種，而只是一般的外來種， 也不宜用于植被恢復(fù)， 因為它們?nèi)匀粫紦?jù)當 地植物的生存空間及養(yǎng)分， 造成當?shù)刂参镆约皠游锓N類和數(shù)量的減少。外來物種組成的生態(tài)系統(tǒng)所具有的生態(tài)功能和作用要遠低于天然生態(tài)系統(tǒng)。大面積地種植外來物種，對于資源緊缺的中國來說也是一種浪費，因為它們占用了空間， 消耗了資源，卻沒有給我們帶來應(yīng)有的生態(tài)功能。利用外來物種進行植被恢復(fù)的危害圖8.江蘇大豐自然保護區(qū)沿海已互花米草(Spartina alterniflora )自1979年從美國東海岸引進后，已經(jīng)被互

16、花米草面遍布80多個縣，1990年僅東吾洋一帶的水產(chǎn)業(yè)一年的損失就達1000萬積占領(lǐng)元以上。當初為保灘護岸、改良土壤、綠化海灘與改善海灘生態(tài)環(huán)境而引進的這個物種，現(xiàn)已成為沿海地區(qū)影響當?shù)貪O業(yè)產(chǎn)量，威脅紅樹林的一個嚴重問題。原則之七：評估的全面性和適應(yīng)性覆蓋率不應(yīng)被用作唯一的評估標準，甚至不應(yīng)被視為最重要的評估標準。事實上，上述的每項原則都是一個重要的方面，而針對每一個方面都有一些很好的指標。對于植被恢復(fù)的不同目的和要求，還可以采用不同的評估標準或體系。如以水土保持為主要目標時，有效降水量系數(shù)可能是一個重要的指標，它表示了土壤吸收水分的能力。再如監(jiān)測生態(tài)完整性也很重要，這時生物多樣性是一個很好的指標，因為它代表了生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況及其發(fā)展方向。物種多樣性也是指標之一，但必須謹慎使用，因為物種種數(shù)并不一定與生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài) 成正比，外來種也可能增加當?shù)氐奈锓N數(shù)量。而如要監(jiān)測生態(tài)過程，養(yǎng)分和能量的流動，分解率和生產(chǎn)率，主要生態(tài)功能群體(分解者、植食者、種子傳播者、食肉動物等)的豐富度， 關(guān)鍵種以及被保護的特殊物種的種群數(shù)量也都是重要的指標。同時，還可以設(shè)定一些特定的指標，以了解正在進行的植被恢復(fù)工作是否按照我們預(yù)計的目標在進行。這些目標包括環(huán)境 效益、生物多樣性保護以及經(jīng)濟可持續(xù)