環(huán)境生態(tài)學(xué)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)

第七章受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)第一頁(yè)，共四十三頁(yè)。

受損生態(tài)系統(tǒng)指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能在自然干擾、人為干擾或兩者的共同作用下，發(fā)生了位移（改變），打破了生態(tài)系統(tǒng)原有的平衡狀態(tài)，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化和障礙，并發(fā)生了生態(tài)系統(tǒng)的逆向演替。第一節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的特征一、受損生態(tài)系統(tǒng)的定義第二頁(yè)，共四十三頁(yè)。1、突發(fā)性受損時(shí)間短、速度快，局部受損嚴(yán)重。2、躍變式受損生態(tài)系統(tǒng)受到持續(xù)干擾，最初不表現(xiàn)明顯損傷，破壞性積累到一定程度后突然劇烈變化的一種形式。二、生態(tài)系統(tǒng)受損的主要形式第三頁(yè)，共四十三頁(yè)。3、漸變式受損在強(qiáng)度均衡的干擾下，緩慢的、不斷加重的受損。例如：使用化肥引起的土壤退化。4、間斷式受損生態(tài)系統(tǒng)因周期性的干擾而受到損害的一種形式。5、復(fù)合式受損生態(tài)系統(tǒng)在受損過(guò)程中，經(jīng)歷了兩種以上的受損形式。第四頁(yè)，共四十三頁(yè)。物種多樣性的變化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化食物網(wǎng)破裂能量流動(dòng)效率降低物質(zhì)循環(huán)不暢或受阻生產(chǎn)力下降弱系統(tǒng)穩(wěn)定性降低其他服務(wù)功能減弱三、受損生態(tài)系統(tǒng)的基本特征第五頁(yè)，共四十三頁(yè)。受損生態(tài)系統(tǒng)功能衰退的變化機(jī)制結(jié)構(gòu)損傷是導(dǎo)致功能衰退的基本原因脅迫方式是影響生態(tài)過(guò)程變化的決定因素干擾強(qiáng)度和頻率是制約系統(tǒng)恢復(fù)能力的重要因素第六頁(yè)，共四十三頁(yè)。受損生態(tài)系統(tǒng)功能衰退的基本規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)受損的各種變化都始于結(jié)構(gòu)的改變生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程受阻和功能衰退是受損生態(tài)系統(tǒng)的主要特征關(guān)鍵組分和過(guò)程的狀態(tài)決定著生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)進(jìn)程第七頁(yè)，共四十三頁(yè)。學(xué)科任務(wù)是：致力于研究自然災(zāi)變和人類活動(dòng)壓力條件下，受到破壞的自然生態(tài)景觀的恢復(fù)和重建問(wèn)題。恢復(fù)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因，退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的技術(shù)與方法及其生態(tài)學(xué)過(guò)程和機(jī)理的學(xué)科。第二節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)與生態(tài)修復(fù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)及其學(xué)科任務(wù)（一）恢復(fù)生態(tài)學(xué)的定義第八頁(yè)，共四十三頁(yè)。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過(guò)程與相互作用機(jī)制生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆力、生產(chǎn)力、恢復(fù)力與可持續(xù)性研究先鋒群落與頂極群落的發(fā)生、發(fā)展機(jī)理與演替規(guī)律研究不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過(guò)程及其響應(yīng)機(jī)制研究生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究生態(tài)系統(tǒng)退化過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、模擬、預(yù)警及預(yù)測(cè)研究恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論研究?jī)?nèi)容第九頁(yè)，共四十三頁(yè)。退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建的關(guān)鍵技術(shù)體系研究2.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置及其調(diào)控技術(shù)研究3.物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)4.生態(tài)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)5.環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術(shù)6.典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模式試驗(yàn)示范與推廣研究恢復(fù)生態(tài)學(xué)的應(yīng)用技術(shù)研究?jī)?nèi)容第十頁(yè)，共四十三頁(yè)。始于20世紀(jì)20年代1973年3月，在美國(guó)弗吉尼亞召開(kāi)題為“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)”的國(guó)際會(huì)議3.1985年，AberandJordan首次提出了“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”的科學(xué)概念4.1996年在美國(guó)召開(kāi)了恢復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)際會(huì)議，標(biāo)志著恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究和實(shí)踐已步入新的階段（二）恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。生態(tài)修復(fù)：研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建（或改建）的技術(shù)與方法、生態(tài)學(xué)過(guò)程與機(jī)理的科學(xué)。重建：即去除干擾并使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原有的利用方式；改良：即改善環(huán)境條件以便使原有的生物生存，一般指原有景觀徹底破壞后的恢復(fù)。恢復(fù)生態(tài)學(xué)中涉及的幾個(gè)重要概念第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。改進(jìn)：即對(duì)原有的受損系統(tǒng)進(jìn)行重新修復(fù)，以使系統(tǒng)某些結(jié)構(gòu)與功能得以提高。修補(bǔ)：即修復(fù)部分受損的結(jié)構(gòu)。更新：指生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育即向新的水平或?qū)哟蔚难萏妗Ｔ僦玻杭椿謴?fù)生態(tài)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)和功能，或恢復(fù)當(dāng)?shù)叵惹巴恋乩梅绞?。第十三?yè)，共四十三頁(yè)。自我設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)理論生態(tài)學(xué)理論生態(tài)恢復(fù)理論（二）生態(tài)修復(fù)的基本理論第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。地域性原則生態(tài)學(xué)與系統(tǒng)學(xué)原則最小風(fēng)險(xiǎn)原則與效益最大原則（三）生態(tài)修復(fù)的原則第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)?？沙掷m(xù)性（可自然更新）不可入侵性（象自然群落一樣能抵制入侵）生產(chǎn)力（與自然群落一樣高）營(yíng)養(yǎng)保持力具有生物間的相互作用（四）生態(tài)修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。三、生態(tài)修復(fù)的方法（一）針對(duì)污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)植物萃取根際過(guò)濾植物固化植物輔助生物修復(fù)植物轉(zhuǎn)化第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。⑴植物萃取技術(shù)指金屬積累植物或超積累植物將土壤中的金屬萃取出來(lái)，富集并搬運(yùn)到植物根部可收割部分和植物地上枝條部位的技術(shù)。⑵根際過(guò)濾技術(shù)指利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬的技術(shù)。⑶植物固定技術(shù)指利用超積累植物或耐重金屬植物降低金屬的活性，從而減少重金屬被淋洗到地下或通過(guò)空氣載體擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性的技術(shù)。1、植物修復(fù)技術(shù)的類型第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。⑷植物刺激技術(shù)，也稱為植物輔助生物修復(fù)技術(shù)指通過(guò)根圈范圍內(nèi)植物的活動(dòng)刺激微生物的生物降解的植物修復(fù)過(guò)程。⑸植物轉(zhuǎn)化技術(shù)指通過(guò)植物新陳代謝作用降解環(huán)境污染物的過(guò)程。第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。（二）針對(duì)非污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù)潛力評(píng)價(jià)法自然恢復(fù)法限量控制法協(xié)調(diào)促進(jìn)法第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)。第三節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。一、受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)受損原因，包括病蟲(chóng)害、干旱、洪澇和地震等自然災(zāi)害，但最主要的是由于人類的活動(dòng)所導(dǎo)致。受損的森林生態(tài)系統(tǒng)，其變化的特點(diǎn)通常都是生產(chǎn)力減低，生物多樣性減少，調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水分、保育土壤、貯存營(yíng)養(yǎng)元素能力等生態(tài)功能明顯降低。

1、森林生態(tài)系統(tǒng)受損的原因及特點(diǎn)第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。物種框架方法是指建立一個(gè)或一群物種，作為恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的基本框架。這些物種通常是植物群落中的演替早期階段（或稱先鋒）物種或演替中期階段物種。2、受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方法第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。應(yīng)用物種框架方法的物種選擇標(biāo)準(zhǔn)抗逆性強(qiáng)：這些物種能夠適應(yīng)退化環(huán)境的惡劣條件。能夠吸引野生動(dòng)物：這些物種的葉、花或種子能夠吸引多種無(wú)脊椎動(dòng)物（傳粉者、分解者）和脊椎動(dòng)物（消費(fèi)者、傳播者）。第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。③再生能力強(qiáng)：這些物種具有“強(qiáng)大”的繁殖能力，能夠幫助生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)物（特別是鳥(niǎo)類）的傳播，擴(kuò)展到更大的區(qū)域。④能夠提供快速和穩(wěn)定的野生動(dòng)物食物：這些物種能夠在生長(zhǎng)早期（2-5年）為野生動(dòng)物提供花或果實(shí)作為食物，而且這種食物資源是比較穩(wěn)定的和經(jīng)常性的。第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。最大多樣性方法

是盡可能地按照該生態(tài)系統(tǒng)退化以前的物種組成及多樣性水平種植物種進(jìn)行恢復(fù)，需要大量種植演替成熟階段的物種，先鋒物種被忽略。這種方法適合于小區(qū)域高強(qiáng)度人工管理的地區(qū)，例如城市地區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)的人口聚集區(qū)。第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。采用最大多樣性方法，一般生長(zhǎng)快的物種會(huì)形成樹(shù)冠層，生長(zhǎng)慢的耐蔭物種則會(huì)等待樹(shù)冠層出現(xiàn)缺口，有大量光線透射時(shí)，迅速生長(zhǎng)達(dá)到樹(shù)冠層?？梢耘浞N10%左右的先鋒樹(shù)種，這些樹(shù)種會(huì)很快生長(zhǎng)，為怕光直射的物種遮擋過(guò)強(qiáng)的陽(yáng)光。等到成熟階段的物種開(kāi)始成長(zhǎng)，需要陽(yáng)光的時(shí)候，選擇性地砍掉一些先鋒樹(shù)，砍掉的這些樹(shù)需要保留在原地，為地表提供另一種覆蓋。留出來(lái)的空間，下層的樹(shù)木會(huì)很快補(bǔ)充上去，過(guò)大的空地還可以補(bǔ)種一些成熟階段的物種。

第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。最大多樣性方法是盡可能地按照該生態(tài)系統(tǒng)退化以前的物種組成及多樣性水平種植多樣物種進(jìn)行恢復(fù)。第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。二、受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)

人類干擾的原因中，主要是過(guò)度放牧、墾殖和污染。另一方面是自然因素：我國(guó)草原區(qū)所處的自然條件都比較惡劣，春季干旱，夏季少雨，冬季嚴(yán)寒，自然災(zāi)害頻繁，這是造成草原退化的自然因素。1、草地生態(tài)系統(tǒng)受損原因及特點(diǎn)第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。受損草地生態(tài)系統(tǒng)的主要特征包括植被退化和土壤退化。植被退化是指草地破壞后，植被的密度和生物多樣性的下降，這種結(jié)構(gòu)的改變還導(dǎo)致了群落的矮化。土壤退化是由于風(fēng)蝕、水蝕、土壤板結(jié)和鹽堿化等造成的土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的變化，不能再支持生態(tài)系統(tǒng)的高生產(chǎn)力。第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)。①圍欄養(yǎng)護(hù)，輪草輪牧②重建人工草地③實(shí)施合理的牲畜育肥生產(chǎn)模式2、受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方法與技術(shù)第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。三、受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)①水利工程建設(shè)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響②農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響③城市化對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響1、河流生態(tài)系統(tǒng)受損的主要原因及特點(diǎn)原因：第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。特點(diǎn)：縱向成帶現(xiàn)象；大多說(shuō)生物都具有適應(yīng)急流生境的特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)；與其他生態(tài)系統(tǒng)相互制約、關(guān)系復(fù)雜；自凈能力強(qiáng)，受干擾后恢復(fù)速度較快。第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。2、受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)水資源的合理配置；污水處理；水庫(kù)的調(diào)度。A:水文條件的修復(fù)第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)河流斷面的設(shè)計(jì)法；淺灘喝深潭河流結(jié)構(gòu)的構(gòu)建；構(gòu)建有利于生物生存的多空隙河流。B：河流地貌學(xué)特征的修復(fù)第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。四、受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)①環(huán)境污染②水利建設(shè)③過(guò)度放養(yǎng)④湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化⑤外來(lái)種的侵入1、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的受損及原因第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。①嚴(yán)禁圍湖造田②營(yíng)造林地③加大人為調(diào)節(jié)湖泊水位的力度，盡量防止水位頻繁地劇烈變化，維持湖泊的最低水位，防止湖泊的干枯④對(duì)于已有大量淤積的湖泊，清淤是十分有效的修復(fù)措施，這樣既可恢復(fù)水體空間，又能使水質(zhì)得以改善。2、受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。五、礦區(qū)廢棄地的修復(fù)1、尾礦的綜合利用①?gòu)膹U棄物中進(jìn)一步回收有價(jià)元素②作為二次資源制取新形態(tài)物質(zhì)③用作井下采空區(qū)的填充材料2、污染土壤的修復(fù)3、植被修復(fù)4、微生物修復(fù)法5、礦區(qū)廢棄地綜合利用第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。第四節(jié)生態(tài)工程與修復(fù)工程第三十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。一、生態(tài)工程的內(nèi)涵1、生態(tài)工程的定義

生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，綜合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)的促進(jìn)分層多級(jí)利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。第四十頁(yè)，共四十三頁(yè)。①物種共生原理②生態(tài)位原理③食物鏈原理④物種多樣性原理⑤物種耐性原理⑥景觀生態(tài)學(xué)原理⑦耗散結(jié)構(gòu)原理⑧限制因子原理⑨生態(tài)因子綜合性原理2、生態(tài)工程設(shè)計(jì)的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)第四十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。思考題1、簡(jiǎn)述受損生態(tài)系統(tǒng)的主要特征。2、論述森林、河流生態(tài)系統(tǒng)受損的原因及修復(fù)方法。3、植物修復(fù)技術(shù)有哪幾種？如何利用植物修復(fù)技術(shù)去除環(huán)境中的污染物？4、生態(tài)工程的內(nèi)涵是什么？生態(tài)工程設(shè)計(jì)的生態(tài)學(xué)理論有哪些？第四十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第七章受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。在強(qiáng)度均衡的干擾下，緩慢的、不斷加重的受損。生態(tài)系統(tǒng)因周期性的干擾而受到損害的一種形式。生態(tài)系