恢復生態(tài)學第一章緒論課件

恢復生態(tài)學

恢復生態(tài)學是一門關(guān)于生態(tài)恢復的學科?；謴蜕鷳B(tài)學是生態(tài)學的分支學科，但它又是環(huán)境學、地理學、林學、農(nóng)學、草地學、濕地學、海洋學等多學科的交叉學科，屬于應(yīng)用生態(tài)學的范疇，具有較強的理論性和實踐性。前言課程學習要求1.授課對象:環(huán)境科學、生態(tài)學、地理學、草地科學、農(nóng)林科學相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生

2.課時安排:24學時，周4學時3.授課方式：課堂講授、課外作業(yè)及外出實習相結(jié)合，課堂提問與課后討論相結(jié)合，課程講授與專題討論相結(jié)合4.

考試方式：以期終筆試為主（60%），平時測驗與隨堂考試以一定比例計入成績（40%）5.

授課要求：教師授課與學生互動密切配合

課程結(jié)構(gòu)目錄第一篇恢復生態(tài)學原理與基礎(chǔ)第一章緒論第二章理論生態(tài)學基礎(chǔ)第三章應(yīng)用生態(tài)學基礎(chǔ)第二篇恢復生態(tài)學原理的應(yīng)用與實踐第四章種群和群落的生態(tài)恢復實踐第五章陸域生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建第六章水域與濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建課程結(jié)構(gòu)第三篇全球生態(tài)恢復的典型案例第七章北美地區(qū)的典型案例第八章歐洲地區(qū)的典型案例第九章非洲地區(qū)的典型案例第十章亞澳地區(qū)的典型案例第十一章中國生態(tài)恢復的典型案例第四篇與恢復生態(tài)學發(fā)展密切相關(guān)的前緣科學領(lǐng)域第十二章生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與健康管理第十三章全球變化與響應(yīng)對策第十四章可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護第一篇恢復生態(tài)學原理與基礎(chǔ)第一節(jié)恢復生態(tài)學的概念與內(nèi)涵第二節(jié)恢復生態(tài)學誕生的背景與意義第三節(jié)恢復生態(tài)學的內(nèi)容與目標第四節(jié)恢復生態(tài)學的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀第一節(jié)恢復生態(tài)學的概念與內(nèi)涵11一、恢復生態(tài)學的定義與屬性研究生態(tài)系統(tǒng)自身的性質(zhì)、受損機理及修復過程的科學（Jordanetal.,1987）。研究生態(tài)整合性的恢復和管理過程的科學（國際恢復生態(tài)學會，1995）。研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的技術(shù)與方法、生態(tài)學過程與機理的科學（余作岳，1996）。研究生態(tài)系統(tǒng)退化機理、恢復機制和管理過程的科學（董世魁，2009）。（一）

定義13二、生態(tài)恢復的概念與內(nèi)涵（一）狹義概念再造自然群落的過程(Diamond,1987)。組裝并試驗群落如何工作的過程(Jordanetal.1987)。使受損生態(tài)系統(tǒng)恢復到受干擾前狀態(tài)的過程(Cairns,1992)。修復被人類損壞的原生生態(tài)系統(tǒng)的多樣性及動態(tài)的過程(國際恢復生態(tài)學會,1994)。14維持生態(tài)系統(tǒng)健康及更新的過程(國際恢復生態(tài)學會，1995)。使受損生態(tài)系統(tǒng)恢復到較接近其受干擾前或歷史上的狀態(tài)的過程(美國自然資源委員會，1995;Jordan,1995)。重建某區(qū)域歷史上有的植物和動物群落，而且保持生態(tài)系統(tǒng)和人類傳統(tǒng)文化功能的持續(xù)性的過程(Hobbs&Norton,1996)。二、生態(tài)恢復的概念與內(nèi)涵（一）狹義概念15（二）廣義概念1.重建(Rehabilitation)2.改良(Reclamation)3.修補(Remedy)4.更新(Renewal)5.再植(Revegetation)

二、生態(tài)恢復的概念與內(nèi)涵結(jié)構(gòu)與功能17表1-1

不同導向（尺度）的生態(tài)恢復定義（孫書存和包維楷，2005）強調(diào)重點定義舉例優(yōu)點目標導向（狹義生態(tài)恢復）一個生態(tài)系統(tǒng)向接近于干擾前狀態(tài)的回歸提出了尋找接近干擾前狀態(tài)的參照系統(tǒng)問題強調(diào)對生態(tài)比較的參數(shù)選擇確定生態(tài)演替中的問題過程導向（廣義生態(tài)恢復）修復人類對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)多樣性和動態(tài)損害的過程包括了生態(tài)損害的社會要素強調(diào)社區(qū)行動在恢復中的作用認識到恢復在干擾和社會狀況中的限制（三）生態(tài)恢復定義的分類二、生態(tài)恢復的概念與內(nèi)涵第二節(jié)恢復生態(tài)學誕生的背景與意義一、全球生態(tài)退化問題（一）全球生態(tài)退化現(xiàn)狀目前，全球43%的陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)能力下降，為人類社會提供的生態(tài)服務(wù)減少?？萍歼M步？干擾！2023/2/621森林退化森林資源數(shù)量型增長，質(zhì)量型下降；結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性低；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能降低我國林分的每公頃蓄集量僅為78.06m3,人工林每公頃蓄集量只有35m3，遠低于114m3/hm2的世界平均水平2023/2/622草地退化目前，我國90％的草地存在不同程度的退化，其中中度退化以上的草地面積將近一半全國“三化”草地面積已達1.35億hm2，并且每年還在以200萬hm2的速度增加2023/2/623荒漠化嚴重我國干旱、半干旱地區(qū)，即可能發(fā)生沙漠化的地區(qū)的總面積是256.6萬km2，占國土總面積的26.7％90年代后期，我國沙漠化的擴展速度已達每年3436km2不僅沙漠化面積急劇增加，沙化的強度也在增強2023/2/625濕地退化不合理的開發(fā)利用導致濕地面積銳減濕地生態(tài)環(huán)境惡化，生物多樣性減少，污染日益嚴重濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄洪水、生物多樣性維持、凈化污染以及物質(zhì)產(chǎn)出等各項生態(tài)服務(wù)功能日益下降2023/2/626冰川退縮冰川和冰蓋進一步退縮海平面升高0.09-0.88米2、類型依據(jù)成因類型，分為裸地(包括原生裸地或次生裸地)、森林采伐地、棄耕地、沙化地、采礦廢棄地和垃圾堆放場等6種類型(彭少麟,2000);根據(jù)尺度大小，分為局部生態(tài)系統(tǒng)退化、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化和全球生態(tài)系統(tǒng)退化(章家恩,1999)；根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)類型，分為陸地系統(tǒng)退化、水生系統(tǒng)退化、大氣系統(tǒng)退化和人類-自然復合生態(tài)系統(tǒng)退化等4個方面。二、生態(tài)退化的類型與成因(一)生態(tài)退化的定義及類型30人類活動生態(tài)系統(tǒng)氣候變化直接影響間接影響圖1-2人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾：通過全球變化產(chǎn)生的間接影響和生境破壞產(chǎn)生的直接影響（Urbanska

etal.1997）（二）生態(tài)退化的原因與過程二、生態(tài)退化的類型與成因2023/2/631表1-3

人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾方式及效應(yīng)（李洪遠和鞠美庭,2005）人為干擾方式效應(yīng)傳統(tǒng)勞作方式對森林和草原植被的砍伐與開墾植被退化，水土流失加劇，區(qū)域環(huán)境惡化，生物生境遭破壞，生物多樣性喪失采集生物資源被破壞，一些物種滅絕采樵生態(tài)系統(tǒng)能量和養(yǎng)分減少，生物生存活動受阻，草原遭破壞狩獵和捕撈種群生殖和繁衍遭破壞，一些物種滅絕，生物性狀和數(shù)量發(fā)生變化工業(yè)污染水質(zhì)污染，空氣污染，酸雨新干擾形式（旅游、探險活動）污染，旅游資源退化（二）生態(tài)退化的原因與過程二、生態(tài)退化的類型與成因32森林破壞草地超載土地濫墾工程干擾環(huán)境污染37三、生態(tài)退化的診斷與控制退化生態(tài)系統(tǒng)參照系統(tǒng)的確定生物途徑生境途徑生態(tài)系統(tǒng)功能/服務(wù)功能景觀途徑生態(tài)過程途徑診斷途徑診斷指標（體系）的確定診斷方法確定單途徑單因子診斷法單途徑多因子診斷法多途徑綜合診斷法圖1-3生態(tài)系統(tǒng)退化程度診斷圖示（杜曉軍等,2003）(一)生態(tài)退化的診斷(二)生態(tài)退化的控制理論基礎(chǔ):恢復生態(tài)學的基礎(chǔ)理論科學保障:恢復生態(tài)學的方法實踐

三、生態(tài)退化的診斷與控制第三節(jié)恢復生態(tài)學的內(nèi)容與目標環(huán)境恢復恢復管理維持管理

內(nèi)容激活生態(tài)系統(tǒng)的非生物作用過程，為生物群落恢復提供適宜的條件調(diào)節(jié)生物學作用過程，促進生態(tài)恢復，如重建新的生物群落或恢復嚴重受損的生物群落通過管理措施維持生物群落的結(jié)構(gòu)和功能或者促進輕度受損生物群落的恢復過程尺度主要是短期人工恢復，也包括人工調(diào)控下的長期自然恢復主要是長期自然恢復，但具體方法取決于生物群落類型及其恢復目標長期人工管理，主要維持生物群落的結(jié)構(gòu)和功能對象主要為非生物因子主要為生物因子主要為生物因子

實例土壤肥力調(diào)控、地表（下）水環(huán)境調(diào)控、侵蝕（水、風蝕）控制等草地禁牧、雜草控制、補播、刈割等草地放牧管理、刈割管理、改良管理等時間序列短期

長期景觀類型人工、半人工

半自然、自然表1-4生態(tài)恢復學的對象、尺度及內(nèi)容（引自Bakker和Londo,1998）(一)恢復生態(tài)學的研究范圍一、恢復生態(tài)學的主要內(nèi)容(二)恢復生態(tài)學的研究內(nèi)容學科屬性主要研究內(nèi)容基礎(chǔ)理論研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及內(nèi)在的生態(tài)學過程與相互作用機制；生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆性、生產(chǎn)力、恢復力與可持續(xù)性；先鋒與頂級生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展機理與演替規(guī)律；不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其影響機制；生態(tài)系統(tǒng)退化的景觀診斷及其評價指標體系；生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動態(tài)監(jiān)測、模擬、預警及預測；生態(tài)系統(tǒng)健康的維育機理、保護對策及持續(xù)管理應(yīng)用技術(shù)研究退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建的關(guān)鍵技術(shù)體系；生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置與重構(gòu)及其調(diào)控技術(shù)；物種、生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性的恢復與維持技術(shù)；生態(tài)工程設(shè)計與實施技術(shù)；環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術(shù)；典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的優(yōu)化模式試驗示范與推廣表1-5生態(tài)恢復學的主要研究內(nèi)容（引自Bakker和Londo,1998）一、恢復生態(tài)學的主要內(nèi)容二、恢復生態(tài)學的基本目標(一)恢復生態(tài)學的主要目標1.領(lǐng)會恢復生態(tài)學的基本原理，掌握恢復生態(tài)學的技術(shù)與方法；2.發(fā)揮恢復生態(tài)學基本原理在保護自然生態(tài)系統(tǒng)保護中的重要價值；3.利用恢復生態(tài)學方法體系、基本原理恢復退化生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)自然經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。(二)生態(tài)恢復的基本目標1.增加地表基底穩(wěn)定性，保證生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展；2.恢復植被和土壤，保證植被覆蓋和土壤肥力；3.增加物種種類和組成，保護生物多樣性；4.實現(xiàn)生物群落的恢復，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力；5.減少或控制環(huán)境污染，降低生態(tài)環(huán)境風險；6.保護和恢復生態(tài)景觀，增加視覺和美學效果。二、恢復生態(tài)學的基本目標1.受損前的生態(tài)描述、物種名錄及歷史地圖；2.最近的和歷史上的空中和地面照片；3.恢復地的遺跡資料；4.相似的、未受干擾的對照區(qū)的生態(tài)描述,標本館和博物館的標本記錄；5.熟悉研究地歷史狀況的文字或口述記錄；6.古生態(tài)證據(jù)如花粉、樹木年輪等。(三)生態(tài)恢復目標的參照系統(tǒng)二、恢復生態(tài)學的基本目標第四節(jié)恢復生態(tài)學的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀一、恢復生態(tài)學的發(fā)展過程(一)國際生態(tài)恢復研究的發(fā)展歷程100年前：山地、森林、草原等自然資源保護利用和管理；20世紀初：水土保持、森林砍伐后的恢復（西歐、北歐）；

20世紀30年代：“黑風暴”，“大平原”干旱農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復；研究方面

20世紀50、60年代：礦山、水土流失治理；

20世紀70年代：隨著人口增加和經(jīng)濟發(fā)展－水體恢復研究；

20世紀80年代：全球人口、資源、環(huán)境問題日趨嚴重－資源保護、可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)恢復；

20世紀90年代：全球變化與生態(tài)恢復；近幾年：生態(tài)恢復與生態(tài)系統(tǒng)管理。48(二)國際恢復生態(tài)學的發(fā)展歷程1975年：在美國召開了“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復”國際研討會，首次探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復的機理與方法；1980年：Cairns主編了《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復過程》一書，8位科學家共同探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中重要生態(tài)學理論和應(yīng)用問題；1984年：美國威斯康星大學召開了恢復生態(tài)學研討會，強調(diào)了恢復生態(tài)學理論與實踐的統(tǒng)一；一、恢復生態(tài)學的發(fā)展過程1985年：Aber和Jordan提出了恢復生態(tài)學的術(shù)語，并出版“恢復生態(tài)學”研究專集；1985年：國際恢復生態(tài)學會成立；1996年：在瑞士召開了第一屆世界恢復生態(tài)學大會，強調(diào)了恢復生態(tài)學在生態(tài)學中的地位；目前：美國、歐洲相繼在高等院校和研究所設(shè)立了“恢復生態(tài)學”學科或研究方向，出版了“恢復生態(tài)學”教材或?qū)Ｖ?，?chuàng)辦了“恢復生態(tài)學”雜志，登載恢復生態(tài)學方面的文章。一、恢復生態(tài)學的發(fā)展過程(二)國際恢復生態(tài)學的發(fā)展歷程(三)我國生態(tài)恢復研究的發(fā)展歷程20世紀50年代：退化生態(tài)系統(tǒng)的定位觀測試驗和綜合整治研究；1959年：熱帶沿海臺地的植被恢復研究；20世紀50-60年代：退化草原的恢復工作；20世紀60年代：沿海灘涂河岸帶侵蝕控制；一、恢復生態(tài)學的發(fā)展過程研究方面20世紀70年代末：“三北”防護林工程建設(shè)；20世紀80年代，長江、沿海防護林工程建設(shè)；20世紀90年代：開展了退化森林、山地、荒漠d等生態(tài)系統(tǒng)恢復重建；20世紀末至21世紀初：天然林保護、退耕還林（草）工程、退牧還草、基本農(nóng)田建設(shè)等生態(tài)工程。一、恢復生態(tài)學的發(fā)展過程(三)我國生態(tài)恢復研究的發(fā)展歷程2023/2/652黃土高原自然恢復生長的草被黃土高原人工恢復林草植被人工種植的檸條護坡灌木林黃土高原水平溝隔坡造林2023/2/6532023/2/653岷江上游水源涵養(yǎng)林的生態(tài)恢復(四)我國恢復生態(tài)學的發(fā)展歷程20世紀80年代：大量有關(guān)生態(tài)恢復與重建的論文發(fā)表，奠定了我國恢復生態(tài)學學科發(fā)展的基礎(chǔ)；20世紀