第8章 受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復課件

第八章受損生態(tài)系統(tǒng)的修復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第一節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的特征第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復一、受損生態(tài)系統(tǒng)的含義

自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特點之一，就是在無強干擾的條件下能不斷的自我完善，或稱為進展（正向）演替，如物種的增加、生產力的提高、系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強等。所以，正常生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與自然環(huán)境實現(xiàn)動態(tài)平衡的自我維持系統(tǒng)，系統(tǒng)內各種組分的發(fā)展是按照一定的規(guī)律、在某一平衡點表現(xiàn)一定范圍的波動而呈現(xiàn)出一種動態(tài)平衡。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

受損生態(tài)系統(tǒng)，是指生態(tài)系統(tǒng)的接受和功能在自然干擾、人為干擾（或兩者共同作用）下發(fā)生了移位，即改變、打破了生態(tài)系統(tǒng)原有的平衡狀態(tài)，使系統(tǒng)的結構、功能發(fā)生變化或者出現(xiàn)故障，改變了生態(tài)系統(tǒng)的正常過程，并表現(xiàn)出逆向演替。

生態(tài)系統(tǒng)的完整性可以理解為系統(tǒng)結構的完整性和功能的健康。而生物多樣性史生態(tài)系統(tǒng)完整性度量的重要指標。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

生態(tài)系統(tǒng)的受損害可以理解為生態(tài)系統(tǒng)完整性受到損傷。完整性是“未受損害的、良好的狀態(tài)”，表示“全體、全部或健全”。生態(tài)系統(tǒng)的完整性是從“生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)的完整”角度來考慮的，包括三個層次：一是組成系統(tǒng)的成分是否完整，即系統(tǒng)是否具有土著的全部物種；二是系統(tǒng)的組織結構是否完整；三是系統(tǒng)的功能是否健康。前兩個層次是對系統(tǒng)組成完整的要求，第三個層次則是對系統(tǒng)成分間的作用和過程完整的要求。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

從系統(tǒng)結構上看，生態(tài)系統(tǒng)完整性強調生態(tài)系統(tǒng)的“全部”，包括物種、景觀要素和過程，或者表述為成分、組分和過程。生態(tài)系統(tǒng)的完整性就是生態(tài)系統(tǒng)具有其土著的成分（植物、動物和其他有機物）和完整的過程（如生長和再生）。就系統(tǒng)功能而言，完整性注重生態(tài)系統(tǒng)的整體特性。簡言之，所謂受損生態(tài)系統(tǒng)是指喪失了生態(tài)系統(tǒng)的完整性、不健康的病態(tài)生態(tài)系統(tǒng)。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復二、受損生態(tài)系統(tǒng)的基本特征

生態(tài)系統(tǒng)受損后，原有的平衡狀態(tài)被打破，系統(tǒng)的結構、組分和功能都會發(fā)生變化，隨之而來的是系統(tǒng)穩(wěn)定性的減弱，生產能力的降低，服務功能弱化等。從生態(tài)完整性的角度分析，受損生態(tài)系統(tǒng)的共同變化特征主要有以下八個方面第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈠物種多樣性減少當一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)受損后，系統(tǒng)中的關鍵種類首先消失，從而引起與之共生種類和從屬物種的相繼消失，物種多樣性明顯減少。另一方面，系統(tǒng)中適應生境變化的某些種類會迅速發(fā)生變化，數(shù)量增加。關鍵種的消失會改變生態(tài)系統(tǒng)中的種間關系。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡系統(tǒng)結構簡單化生態(tài)系統(tǒng)受損后，反應在種群水平上，常表現(xiàn)為種類組成發(fā)生變化，優(yōu)勢種群結構異常；在群落層次上則是群落結構的矮化和生境破碎化。㈢食物網(wǎng)破裂受損的生態(tài)系統(tǒng)，在食物網(wǎng)的表現(xiàn)上主要是食物鏈的縮短或營養(yǎng)鏈的斷裂，單鏈營養(yǎng)關系增多，種間共生、附生關系減弱，這種現(xiàn)象被稱為食物網(wǎng)破裂。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈣能量流動效率降低

由于受損生態(tài)系統(tǒng)食物關系的破裂，能量的轉化及傳遞效率會隨之降低，主要表現(xiàn)為對光能固定作用的減弱，能量流的規(guī)?？s小或過程發(fā)生變化；系統(tǒng)中的捕食過程和腐化過程弱化，因而能量流損失增多，能量利用和轉化效率降低。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈤物質循環(huán)不暢或受阻

生態(tài)系統(tǒng)結構受到損害后，層次性簡化以及食物網(wǎng)的破裂，使營養(yǎng)物質和元素在生態(tài)系統(tǒng)中的周轉渠道減少、時間縮短、周轉率降低，生物的生態(tài)學功能減弱。由于生物多樣性及其組成結構的變化，使系統(tǒng)中物質循環(huán)的途徑不暢或受阻，包括系統(tǒng)中的水循環(huán)、氮循環(huán)和磷循環(huán)等會發(fā)生變化。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈦系統(tǒng)穩(wěn)定性降低在外界干擾較小的情況下，正常的生態(tài)系統(tǒng)總是在某一平衡點附近擺動，輕度干擾所引起的偏離將被系統(tǒng)的負反饋作用調節(jié)，是系統(tǒng)逐步恢復到原來的水平并維持相對的穩(wěn)定狀態(tài)。而且，對于某些生物系統(tǒng)而言，輕度的干擾甚至有利于穩(wěn)定性的發(fā)展。但在受損的生態(tài)系統(tǒng)中，由于結構的不正常，系統(tǒng)的穩(wěn)定性明顯降低，系統(tǒng)在正反饋機制驅動下更遠離平衡。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈥生產力下降

正常的生態(tài)系統(tǒng)具有較高而相對穩(wěn)定的生產力，能利用光能生產很多生物產品。但是系統(tǒng)受損后，其生產力會大大降低，其原因在于：①光能利用率減弱②由于競爭和對資源利用的不充分，光效率降低③初級生產者結構和數(shù)量的改變又常導致次級生產力的降低。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

綜上所述，生態(tài)系統(tǒng)的受損過程首先是其組成和結構發(fā)生了退化，導致其功能和生態(tài)學過程的弱化，進而引起自我維持能力減弱且不穩(wěn)定。但系統(tǒng)成分與其結構的弱化，是系統(tǒng)受損的外在表現(xiàn)，功能衰退才是受損的本質。因此，受損的生態(tài)系統(tǒng)功能的變化時判斷生態(tài)系統(tǒng)損傷程度的重要標志。所以，植物群落的外貌形態(tài)和結構狀況又通過對系統(tǒng)中次級消費者、分解者的影響而決定著系統(tǒng)的動態(tài)，制約著系統(tǒng)的整體功能。因此，在受損生態(tài)系統(tǒng)中，結構與功能也是統(tǒng)一的，通過分析系統(tǒng)結構的改變，也可以推測出其功能的變化。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復三、受損生態(tài)系統(tǒng)功能衰退

的變化機制和基本規(guī)律根據(jù)目前的研究成果，受損生態(tài)系統(tǒng)功能變化的主要機制可概括為以下三點：結構損傷是導致功能衰退大的基本原因:

在未受干擾的自然生態(tài)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的結構決定其功能。在受損的生態(tài)系統(tǒng)中，其功能及生態(tài)過程發(fā)生的改變，與同樣與系統(tǒng)結構組分的變化密切相關。因此，受損生態(tài)系統(tǒng)的功能衰退或生態(tài)過程受阻，實質都是生態(tài)系統(tǒng)結構完整性被破壞的必然結果。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.脅迫方式是影響生態(tài)過程變化的決定因素生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫而損傷后，其變化過程及生產的效應往往與系統(tǒng)受到的脅迫類型、方式和程度有關。3.干擾強度和頻率是制約系統(tǒng)恢復能力的重要因素生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育的基本規(guī)律，決定這受損傷生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過足夠的時間能通過自身的發(fā)育和演替而恢復到受損前的狀態(tài)。但是，受損傷生態(tài)系統(tǒng)的這種恢復能力及恢復速度，不僅取決于系統(tǒng)本身的組成結構是否完善，更與所受得干擾強度和頻率有關。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復受損傷的生態(tài)系統(tǒng)的演變具有一定的規(guī)率性，主要體現(xiàn)為：生態(tài)系統(tǒng)受損傷的各種變化都始于結構的改變在干擾因素的作用下，生態(tài)系統(tǒng)內部結構總是首先受到破壞，主要表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)組分的減少或消失，尤其是一些區(qū)域的特有種或關鍵物種的缺失，以及生態(tài)系統(tǒng)垂直結構、水平格局和營養(yǎng)結構的改變。這些都會引起生態(tài)系統(tǒng)的一系列變化。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.生態(tài)系統(tǒng)過程受阻和功能衰退是受損傷生態(tài)系統(tǒng)的主要特征雖然生態(tài)系統(tǒng)受損傷的程度會有所不同，其表現(xiàn)結果也各有差異，但其共同特征都反映在某些生態(tài)過程的受阻和生態(tài)功能衰減兩個方面。3.關鍵組分和過程的狀態(tài)決定著生態(tài)系統(tǒng)的恢復進程一個具有自我維持能力的生態(tài)系統(tǒng)才是真正健康的生命系統(tǒng)。具有這種能力的關鍵是生態(tài)系統(tǒng)的完整性，它強調的是生態(tài)系統(tǒng)的整體特性和健康狀態(tài)。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

在生態(tài)修復過程中，不僅要注意諸如生物種類、數(shù)量、生物量的增加，更要注重物種間的競爭和協(xié)同關系，注重對土壤理化性狀等環(huán)境條件的改善，才能更充分地利用系統(tǒng)自身的潛能，促進生態(tài)系統(tǒng)的回復進程，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)正常發(fā)育和演替。THEEND第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復恢復生態(tài)學與生態(tài)修復第二節(jié)第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復一、恢復生態(tài)學及其學科任務㈠恢復生態(tài)學的定義

恢復生態(tài)學誕生于20世紀70年代。學科任務是致力于研究自然災變和人類活動壓力條件下，受破壞的自然生態(tài)景觀的恢復和重建問題。基于這種恢復和重建在相當程度上離不開人的參與，所以一些生態(tài)學家曾根據(jù)其方法學和工藝特點又將其稱為合成生態(tài)學?；謴蜕鷳B(tài)學理論的產生與發(fā)展為生態(tài)修復提供了科學依據(jù)。生態(tài)修復的技術與方法已成為全球環(huán)境變化的重要手段。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

恢復生態(tài)學理論研究內容包括：①生態(tài)系統(tǒng)結構、功能，以及生態(tài)系統(tǒng)內在的生態(tài)學過程與相互作用機制②生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆性、生產力、恢復力與可持續(xù)性研究③先鋒群落與頂級群落的發(fā)生發(fā)展機制與演替規(guī)律研究④不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應機制研究⑤生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評價指標體系研究⑥生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動態(tài)監(jiān)測、模擬、預警及預測研究。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

應用技術研究的主要內容包括：①退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的關鍵技術體系研究②生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的優(yōu)化配置及其調控技術研究③物種與生物多樣性的研究與維持技術④生態(tài)工程設計與實施技術⑤環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術⑥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研究（馬世駿，1990；章家恩，等，1999）。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

恢復生態(tài)學不同于傳統(tǒng)的應用生態(tài)學，它不是從單一的物種層次和種群層次，而是從群落或者更高的生態(tài)系統(tǒng)組織層次考慮來設計和解決生態(tài)破壞問題。鑒于此，恢復生態(tài)學又可概括為生態(tài)系統(tǒng)的恢復和重建?；謴褪侵冈不蛟裙δ艿脑佻F(xiàn)，重建則可以包括在不可能或不需要再現(xiàn)原貌的情況下，重新營造一個不完全雷同于過去的甚至是全新的自然生態(tài)系統(tǒng)。有必要進一步指出的是：將一個受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復到原貌，在實踐中往往是困難甚至不可能的，所以有的學者認為，應把“restoration”譯為“修復”可能更確切。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡恢復生態(tài)學的研究進展恢復生態(tài)學的研究可追溯到20世紀20年代，當時的研究工作側重于采礦業(yè)和地下水開采所造成的各種受損環(huán)境及其生態(tài)恢復方面，1973年3月，在美國弗吉尼亞多種技術研究所和州立大學召開了題為“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復”的國際會議，這是第一次專門系統(tǒng)地討論受損生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建等許多重要生態(tài)學問題的學術會議。

1985年，Aber和Jordan提出“恢復生態(tài)學”這一科學概念后，恢復生態(tài)學的研究得到了迅速發(fā)展，國際社會及各國都相繼開展了有關恢復生態(tài)學的研究。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

英國、美國等發(fā)達國家有著200多年的工業(yè)發(fā)展史，特別是礦產資源開采史，所以，恢復生態(tài)學最初的研究工作，自然地集中在開礦后廢棄地植被的恢復方面。在生態(tài)恢復的實踐基礎上，通過總結不同受損生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的研究成果，形成的著作有Gairns（1980）的《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復過程》，Bradshaw和Chdwick（1980）的土地的恢復，退化土地和廢棄地的改造與生態(tài)學》和Jordan等（1987）的《恢復生態(tài)學——生態(tài)學研究的一種綜合方法》。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

我國對各種受損生態(tài)系統(tǒng)的整治與改良利用工作始于20世紀50年代末，一些學者在華南地區(qū)退化坡地上開展的恢復生態(tài)學研究和長期定位觀測試驗，可以視為我國熱帶亞熱帶地區(qū)植被恢復生態(tài)學研究的標志性成果。綜合我國多年來的研究，在生態(tài)系統(tǒng)層次上，有森林、草地、農田、水域等領域的工作，也有地帶或區(qū)域性生態(tài)退化及恢復方面的研究。從整體上看，我國恢復生態(tài)學的研究就范圍和廣度而言是其他國家所不能比擬的，在某些領域還處于領先水平。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復二、生態(tài)修復及其理論基礎㈠概念

生態(tài)修復的概念應包括生態(tài)恢復、重建和改善，其內涵可以理解為通過外界力量使受損生態(tài)系統(tǒng)得到恢復、重建或改建，即應用生態(tài)系統(tǒng)自我組織和自調節(jié)能力對環(huán)境或生態(tài)完整性進行修復，最終恢復生態(tài)系統(tǒng)的服務功能。因此，生態(tài)修復可以從4個層次面來理解：第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第一，污染環(huán)境的修復，即傳統(tǒng)環(huán)境問題的生態(tài)修復工程；第二，大規(guī)模人為擾動和被破壞生態(tài)系統(tǒng)（非污染生態(tài)系統(tǒng)）的修復，即開發(fā)建設項目的生態(tài)恢復；第三，大規(guī)模農林牧業(yè)生產活動破壞的森林和草地生態(tài)系統(tǒng)的修復，即人口密集農牧業(yè)區(qū)得生態(tài)修復或生態(tài)建設，相當于生態(tài)建設工程或區(qū)域生態(tài)工程；第四，小規(guī)模人類活動或完全由于自然原因（森林火災、雪線下降等）造成的退化生態(tài)系統(tǒng)的修復，即人口分布稀少的生態(tài)自我修復。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復生態(tài)修復的實質是在人為干預下，利用生態(tài)系統(tǒng)的自組織和自調節(jié)能力來修復、重建或改建受損生態(tài)系統(tǒng)。

處于穩(wěn)定狀態(tài)時的生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾與自我調節(jié)能力的限度稱為生態(tài)閾值。只有確定生態(tài)閾值，才能確定修復生態(tài)系統(tǒng)的兩種類型、區(qū)域、難易程度、時間周期，并確定合理的修復指標。在閾值點的前后，生態(tài)系統(tǒng)的特性、功能或過程發(fā)生迅速的改變；生態(tài)閾值帶暗含生態(tài)系統(tǒng)從一種穩(wěn)定狀態(tài)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)逐漸轉換的過程，而不像閾值點那樣發(fā)生突然的變化，這種類型的生態(tài)閾值在自然界中更為普遍。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復圖8.1生態(tài)系統(tǒng)功能變化的閾值帶第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡生態(tài)修復的理論基礎

生態(tài)修復的理論基礎，主要包括以下兩個方面。

1.自我設計與設計理論自我設計理論是在生態(tài)系統(tǒng)層次上考慮的，未考慮到缺乏種子庫的情況，其恢復的只能是靠環(huán)境條件來決定的生物群落；而設計理論是在個體或種群層次上考慮，修復后結果和方向可能是多種的。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

自我設計與設計兩大理論是生態(tài)修復的基本理論。自我設計理論認為，只要有足夠的時間，隨著時間的推移，退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地實現(xiàn)自我組織并最終改變其組分，設計理論則認為，通過工程方法和植物重建，可直接恢復受損生態(tài)系統(tǒng)，但恢復的類型可能是多樣的。這一理論把物種的生活史作為植被恢復的重要因子，并認為通過調整物種生活史的方法可加快植被的恢復。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復⒉生態(tài)學理論

生態(tài)修復中所涉及的生態(tài)學理論主要有：限制性因子原理；熱力學定律；種群密度制約及分布格局原理；生態(tài)適應理論；生態(tài)位原理；演替理論；植物入侵理論；生物多樣性理論等。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈢生態(tài)修復的原則

自然法則是生態(tài)修復必須遵循的原則，只有遵循自然規(guī)律的修復和重建才能獲得成功，也才是真正意義上的生態(tài)修復。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復1.地域性原則由于不同地域具有不同的生態(tài)環(huán)境背景，這種地域的差異性和特殊性正是原有生物群落形成的基礎和條件。因此，在恢復與重建退化生態(tài)系統(tǒng)時，首先需要考慮和遵守的就是地域的生態(tài)環(huán)境本底和歷史背景。物種的引進、生物群落的設計都要因地制宜，有的甚至需要經(jīng)過長期的定位試驗和不同模式的比較。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復⒉生態(tài)學與系統(tǒng)學原則所謂生態(tài)學原則，主要是遵循生態(tài)演替、食物鏈（網(wǎng)）、生態(tài)位等原理。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)律和結構與功能相統(tǒng)一規(guī)律，在恢復和重建過程中，分步驟分階段，循序漸進。另一方面，在生態(tài)恢復與重建時，還要從生態(tài)系統(tǒng)的層次上展開，要根據(jù)生物間及其與環(huán)境間的共生、互惠、競爭和頡頏關系，以及生態(tài)位和生物多樣性原理，來構建生物群落，使生態(tài)系統(tǒng)的結構能實現(xiàn)物質循環(huán)和能量轉化處于最大利用和優(yōu)化狀態(tài)，達到土壤，植被，生物同步演化。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復⒊最小風險原則與效益最大原則由于生態(tài)系統(tǒng)的復雜性以及某些環(huán)境要素德爾突變性，加之對生態(tài)過程及其內在運行機制認識的局限性，人們往往不可能對生態(tài)恢復與重建的后果以及生態(tài)最終演替方向進行準確地估計和把握。在進行修復時，要認真地透徹地研究被恢復對象的各種情況，要進行綜合的分析評價和充分論證，將其風險降到最低限度。另外，生態(tài)修復往往需要高成本投入，在考慮經(jīng)濟承受能力的同時，又要特別重視生態(tài)修復的經(jīng)濟效益和收益周期。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈣生態(tài)修復的判定準則

Bradsaw（1987）提出了五項標準來判斷生態(tài)修復的成功與否。

1.可持續(xù)性（可自然更新）

實際上，可持續(xù)性是指生物群落自身的代謝能力，新陳代謝是生命的本質特征之一。所以，可持續(xù)性也是生物群落生命力和演替發(fā)展能力的本質所在。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.不可入侵性（像自然群落又要能抵制入侵）

不可入侵是生物群落穩(wěn)定性的重要標志，它反映的是生物群落內不同物種之間生態(tài)關系的和諧和穩(wěn)定。不可入侵性強，表明生態(tài)恢復過程中群落結構設計的合理性和演替的正常進行。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.生產力（與自然群落一樣高）從現(xiàn)象上看，這是人類的愿望要求，但從生態(tài)學意義看，它既是系統(tǒng)健康的標志，也是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育階段的標志。高的生產力又是生物群落與環(huán)境和諧的必然結果。4.營養(yǎng)保持力營養(yǎng)保持力是衡量生態(tài)系統(tǒng)是否實現(xiàn)良性循環(huán)的重要指標。它的生態(tài)學意義是生物群落自身是否在結構和功能生具有維持能力。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復5.具有生物間的互相作用這里的生物包括植物、動物和微生物,相互作用包含著物種間的競爭、相互依存及協(xié)同進化。將這一條作為生態(tài)修復的標準，其生態(tài)學意義強調的是群落生態(tài)關系的整體性和生態(tài)功能的完整性。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復三、生態(tài)修復的常用技術和方法㈠針對污染環(huán)境的植物修復技術

植物修復技術是以植物能忍耐和超量積累某種或某些污染物為理論基礎，利用植物及其共存微生物體系清楚環(huán)境中污染物的一種環(huán)境污染治理技術（唐世榮，等，1999）。植物修復技術包括利用植物固定或修復重金屬污染土壤、凈化水體和空氣、清除放射性元素，或利用植物及其根際微生物共存體系凈化環(huán)境中有機污染物等具體技術。利用植物對污染環(huán)境進行修復，是一種更經(jīng)濟更適于生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律的修復技術。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復植物萃取植物萃取法士指金屬積累植物或超積累物質將土壤中的金屬“萃取”出來，富集并運送到植物根部可收割部分或植物地上枝條等部位，然后再對富集部分進行處理。適合于植物萃取的理想植物應該具有如下特點：①植物可收割部位必須能忍耐和積累高濃度的污染物②植物在野外條件下生長速度快、生長周期短、生物量高、個體高大、向上垂直生長以利于機械化作業(yè)等③植物對農業(yè)措施如施肥等能產生積極的反應，這種特性有利于反復種植和多次收割。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.根際過濾

根際過濾法是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。適用于根際過濾技術的植物，必須有較大的根系生物量，最好是須根植物。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.植物固化

植物固化法是利用超積累植物或耐重金屬植物降低金屬的活性，從而減少或防止重金屬被淋洗到地下或通過空氣載體擴散進一步污染環(huán)境。適用于固化污染土壤的理想植物，應是一種能忍耐高含量污染物、根系發(fā)達的多年生綠葉植物。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復植物輔助生物修復

植物輔助生物修復時通過根系范圍內植物的活動刺激微生物，促進污染物的生物降解。根圈的植物修復可增加土壤中有機質含量、細菌數(shù)量和菌根真菌數(shù)量。反過來，這些因素又有利于土壤中有機化合物的降解。有的植物還能夠向土壤環(huán)境釋放出一種有助于刺激有機物降解的根際分泌物。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復植物轉化

植物轉化是指通過植物新陳代謝作用降解環(huán)境污染物的過程。植物轉化取決于污染物從土壤或水體中的直接吸收和植物器官中新陳代謝物的積累。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡針對非污染環(huán)境的生態(tài)修復技術⒈潛力評價法

潛力評價法就是利用遙感信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等先進的技術手段，對某一修復區(qū)域進行調查監(jiān)測和評估。這種方法主要用于較宏觀尺度的生態(tài)修復或決策，如以水、土資源的承載能力為前提，規(guī)劃區(qū)域資源的持續(xù)利用和協(xié)調發(fā)展等。潛力評價法就是利用各種技術找出對當?shù)厣鷳B(tài)自我修復影響的主要因素，以便采取相應的改良措施和保護措施。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.自然恢復法

對某些受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復，首先是要停止對其施加干擾，讓其休養(yǎng)生息。要達到恢復植被，控制水土流失的目的，應有相應的措施，但最主要的是停止人為干擾，為生態(tài)系統(tǒng)提供一個休養(yǎng)生息的機會。自然恢復法的關鍵是抵制外界干擾，利用生態(tài)系統(tǒng)自身的調節(jié)能力實現(xiàn)系統(tǒng)的修復。3.限量控制法

限量控制法是一種不改變原有經(jīng)營目的而采取人為控制的方法，促使部分逐漸惡化的區(qū)域恢復生態(tài)的良性循環(huán)。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復5.協(xié)調促進法

協(xié)調促進法即采取其他輔助措施，減緩人、畜對天然植被的破壞，促進生態(tài)條件的自然修復。大力推廣可更新能源的利用和積極開發(fā)各類新型能源，是解決環(huán)境問題的重要途徑。在生態(tài)修復的實踐過程中，由于生態(tài)系統(tǒng)受損原因的復雜性和多樣性，這就需要將生物修復與其他方法綜合使用，才能達到最佳的恢復效果。THEEND第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第三節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復一、受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復㈠森林生態(tài)系統(tǒng)受損的原因和特點

森林生態(tài)系統(tǒng)受損的自然原因包括病蟲害、干旱、洪澇、風災和地震等自然災害，但主要還是由于人類的活動所導致。刀耕火種面積過大和頻率過快時，就容易造成生物多樣性喪失和森林的永久退化。采伐木材是導致森林生態(tài)系統(tǒng)受損的又一重要原因。礦山的開采也是造成森林生態(tài)系統(tǒng)嚴重受損的主要原因之一，而且還能同時引發(fā)尾礦污染，水土流失等不利影響，使其成為較難修復的受損生態(tài)系統(tǒng)。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

受損的森林生態(tài)系統(tǒng)，其變化特點通常都是生產力降低，生物多樣性減少，調節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保育土壤、貯存營養(yǎng)元素等生態(tài)功能明顯降低。若受損程度較輕，生態(tài)系統(tǒng)呈逐步退化的形式；若干擾較重、頻次較高，受損生態(tài)系統(tǒng)得不到恢復，很可能會發(fā)生不可逆演替。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復方法

一般來講，受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復應根據(jù)受損程度及所處地區(qū)的地質、地形、土壤特性、降水等氣候特點確定修復的優(yōu)先性與重點。物種框架法物種框架法就是建立一個或一群物種，作為恢復生態(tài)系統(tǒng)的基本框架。這些物種通常是植物群落演替階段早期（或稱先鋒）物種或演替中期階段的物種。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

這個方法的優(yōu)點是，只涉及一個（或少數(shù)幾個）物種的種植，生態(tài)系統(tǒng)的演替或維持依賴于當?shù)氐姆N源（或稱“基因池”）來增加物種，并實現(xiàn)生物的多樣性。因此這種方法最好是在距離現(xiàn)存天然生態(tài)系統(tǒng)不遠的地方采用，如保護區(qū)的局部退化地區(qū)的恢復，或在天然版塊之間建立聯(lián)系和通道時采用。物種框架法的關鍵是演替初期物種的選擇。其條件不僅是抗逆性和再生能力強的種類，并具有吸引野生動物或為其提供穩(wěn)定食物的植物。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

物種框架法的物種選擇標準是：①抗逆性強：這些物種能夠適應退化環(huán)境的惡劣條件②能夠吸引野生動物：這些植物的葉、花或種子要能吸引多種無脊椎動物或脊椎動物③再生能力強：具有強大的繁殖力，能夠通過傳播使其擴展到更大區(qū)域④能夠提供快速和穩(wěn)定的野生動物食物：這些物種能夠在生長早期為野生動物提供花或果實作為食物，這種食物資源常常是比較穩(wěn)定的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.最大多樣性法

最大多樣性法就是盡可能地按照生態(tài)系統(tǒng)受損前的物種組成及多樣性水平種植物種，需要種植大量演替成熟階段的物種而不必考慮先鋒物種。這種方法要求高強度的人工管理和維護，因為很多演替成熟階段的物種生長慢而且需要經(jīng)常補植大量植物。因此，此種方法適用于距人們居住比較近的地段。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈢受損森林生態(tài)系統(tǒng)修復中應注意的幾個問題

森林生態(tài)系統(tǒng)通常是一個地區(qū)頂級生物群落的象征，是地帶性生物群落經(jīng)過漫長進化的結果。當森林生態(tài)系統(tǒng)受到損害后，其修復過程也是比較緩慢的。因此，對其修復要綜合考慮群落發(fā)育過程中的主要因子，包括種子傳播、競爭、捕食和隨機事件、環(huán)境變化的脅迫、遺傳資源的退化、外來種的入侵等問題。除了發(fā)揮土壤種子庫的作用外，還要充分利用殘存的次生林、風水林、自然保護區(qū)或未被采伐的斑塊，在它們之間營造物種流動的廊道，利用動物傳播現(xiàn)存土著種種源，以促進整個區(qū)域內生物群落的恢復，這就是景觀生態(tài)學中的斑塊-廊道-基底原理在森林生態(tài)系統(tǒng)恢復中的應用。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

在掌握本地區(qū)生物群落演替規(guī)律的基礎上，施加人工干預是加快受損森林生態(tài)系統(tǒng)修復的有效措施。判定一個森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復程度，需要結構、功能和動態(tài)等方面的多種指標，但森林恢復要求有最低數(shù)量的成分和最小面積。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復物種間是否存在互惠共生的生態(tài)關系，這是生態(tài)修復中需要特別關注的問題。

在修復受損生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢種或關鍵種的同時，還要注意互惠共生種?；セ莨采P系式生物群落中物種存在的條件，也是物種間最基本的生態(tài)關系之一?；セ莨采P系越復雜，表明系統(tǒng)越趨于穩(wěn)定。因此，在對受損森林生態(tài)系統(tǒng)修復時，人為引進某些物種是必要的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復二、受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復㈠草地生態(tài)系統(tǒng)受損原因及特點

草原區(qū)所處的自然條件一般比較嚴酷，春季干旱，夏季少雨，冬季嚴寒，自然災害頻繁，這是造成草原退化的自然因素。但是，同森林生態(tài)系統(tǒng)一樣，人類干擾是草地生態(tài)系統(tǒng)受損的最主要原因，包括過度放牧、墾殖和污染以及由于人類活動所造成的地下水位的變化等。此外，農牧民為獲得生活所需能源，對草原植被的割刈、摟草等干擾，也在加速草地的退化。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。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復技術

根據(jù)世界各國尤其是我國的研究成果，受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復技術主要包括兩個方面，一是改進現(xiàn)存的受損草地，使其得以恢復；而是重建新的草地。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復改進現(xiàn)存草地，實施圍欄養(yǎng)護或輪牧對嚴重受損的草地實行“圍欄養(yǎng)護”是一種有效的修復措施。這一方法的實質，是消除或減輕外來干擾，讓系統(tǒng)休養(yǎng)生息，依靠生態(tài)系統(tǒng)具有的自我恢復能力，適當輔之以人工措施來加快恢復。對于那些受損嚴重的草地生態(tài)系統(tǒng)，自然恢復比較困難時，可因地制宜地進行松土、淺耕翻或適時火燒等措施改善土壤結構，播種群落優(yōu)勢牧草草種，人工增施肥料和合理放牧等修復措施來促進恢復。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.重建草地

這是緩解天然草地的壓力，改進畜牧業(yè)生產方式而采用的修復方法，常用于已完全荒棄的退化草地。它是受損生態(tài)系統(tǒng)重建的典型模式，它不需要過多地考慮原有生物的群落結構，而且多是由經(jīng)過選擇的優(yōu)良牧草為優(yōu)勢種的單一物種所構成的群落。其最明顯的特點是，既是能使荒廢的草地很快產出大量牧草，獲得經(jīng)濟效益；同時又能夠使生態(tài)和環(huán)境得到改善。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

因此，其關鍵是要有統(tǒng)籌安排，尤其是要疏通好市場的銷售環(huán)節(jié)，實現(xiàn)牧草產品的正常銷售，以確保牧民種植的積極性。采用圍欄養(yǎng)護、輪牧以及重建人工草地的等方式，是受損草地生態(tài)系統(tǒng)修復的有效措施。

草地生態(tài)系統(tǒng)的修復過程中，還要考慮其他一些問題，如：代表性的草種、外來草種、灌木的入侵、動物的出入、草地的長期動態(tài)變化等。由于草原面積大，對于其變化的監(jiān)測可利用現(xiàn)代遙感技術進行管理。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復三、受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復

河流生態(tài)系統(tǒng)式聯(lián)系陸地和海洋的兩大類生態(tài)系統(tǒng)的紐帶。河流生態(tài)系統(tǒng)有如下特點：①具縱向成帶現(xiàn)象，但物種的縱向替換并不是很均勻的連續(xù)變化，特殊種群可以在整個河流中再現(xiàn)。②大多數(shù)生物都具有適應急流生境的特殊形態(tài)結構③與其他生態(tài)系統(tǒng)相互制約、關系復雜④自凈能力強，受干擾后恢復速度較快第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈠河流生態(tài)系統(tǒng)受損的原因⒈水利工程建設對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響水利工程改變了河流生態(tài)系統(tǒng)的天然聯(lián)系。

在各種水利工程中，對河流影響最顯著的是攔河筑壩（王東勝，2001）。大壩修建后，河流的許多自然生態(tài)功能、過程和特性都發(fā)生了改變。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

在人為控制下，大壩基本控制了下游河段的生態(tài)功能及其發(fā)揮程度。還使激流消失，水的流速、水溫也都發(fā)生相應變化，將影響某些依靠流速、溫度變化來繁殖和成熟的生物物種的生存和繁衍；還導致泥沙在水庫中的沉積和滯留，這些吸附有機物的泥沙顆粒常常為下游生物輸送所需的營養(yǎng)物質。另，泥沙沉積后，水庫下泄的水質清，沒有充足的泥沙來源，會導致河床、河岸帶和河心島生活的物種因生境的改變而消失。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.農業(yè)活動對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

農業(yè)活動對河流生態(tài)系統(tǒng)的損傷，最明顯和最主要的有兩個方面：一是對河岸帶和河流階地上天然植被的開采，將其變?yōu)榭筛?；二是使用化肥和農藥等有毒有害物質對河流水質的面源污染。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的損害城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在水資源的巨大消耗、污染程度的加重以及城市河段河流斷面的硬質化。

流域城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在：城市化對水資源需求量的劇增與河流供給能力的矛盾；城市污水排放與河流自凈能力的矛盾；流經(jīng)城市內河段水環(huán)境的徹底改變等。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

城市河段的河流與農業(yè)、林業(yè)區(qū)有著完全不同的特征，首先是城市河流的河床不透水層的面積占有相當大的比例。在城區(qū)，暴雨的重現(xiàn)頻率增加，洪峰期短，凈流量大。而且在暴雨季節(jié)暴雨徑流中還有較高濃度的泥沙、營養(yǎng)物質、重金屬、有機物、氯離子以及細菌等，他們都會對水生生物產生不良影響。城市河段原有的水生生態(tài)系統(tǒng)被完全改造后，岸邊植被部分或全部被去除，其主要環(huán)節(jié)效應之一，就是增加了城市的氣溫，而溫度是河流中生物與非生物間作用周期和速度的關鍵影響因素。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復技術

河流生態(tài)系統(tǒng)的修復，包括水文條件和河流地貌學特征的改善。水文條件的改善包括：通過水資源的合理配置維持最小生態(tài)需水量；通過污水處理，控制污水排放以及提倡清潔生產改善河流水質；水庫的調度除了滿足社會需求外，盡可能接近自然河流的脈沖式的水文周期等。河流地貌學特征的改善包括：盡可能恢復河流的縱向連續(xù)性和橫向連續(xù)性；盡可能保持河流縱向和橫向形態(tài)的多樣性，防止河床材料的硬質化。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

近自然修復理念的核心思想是：①要尊重自然環(huán)境原有的多樣性②要依照現(xiàn)存的自然條件，構建良好的水循環(huán)及安全的溪流環(huán)境③不要消極的保護，應積極地使自然環(huán)境再生，創(chuàng)造出水與綠化相關聯(lián)的生態(tài)網(wǎng)。近自然修復強調尊重人與自然的和諧，重視恢復自然環(huán)境原有的多樣性，著力構建正常的水循環(huán)過程等理念。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復1.改進的標準河流斷面設計法我國多采用混凝土方式，尤其是流經(jīng)城市河段的河流護岸工程。這種護岸方式唯一的目的是提高河流的防洪功能。同時為了滿足城市防洪安全需要，年年加高河堤，并大量建設鋼筋混凝土、塊石等直立式護岸，河流完全被人工化、渠道化，河流成為人工的泄洪、排泄渠道，水生生物缺乏，河流水體自凈能力低下，居民難于接觸水面。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

自然河流內有大量的動物、植物和微生物，它們都有降解污染有機物的作用，植物還可以向水里補充氧氣，有利于防止污染。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

河流生態(tài)系統(tǒng)的修復必須遵守自然法則，即應用生態(tài)學原理，建設生態(tài)型河道，為生物提供棲息繁衍的自然環(huán)境，恢復生物多樣性，才能到達提高河道自凈能力，防止河流污染的目的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.淺灘和深潭河流結構的構建

河床的淺灘-深潭交替結構師底棲動物生存的最佳棲息環(huán)境。因此，淺灘-深潭結構的恢復是河流生態(tài)系統(tǒng)修復的重要內容。天然河床的淺灘-深潭結構師依靠洪水的自然力作用而形成。恢復和重建河床的此種結構，可以通過采用人工措施使單調的水流發(fā)生變化，創(chuàng)造有利于底棲動物生存的泥沙堆積層。這種方法特別適于城市中小河流的修復治理。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.構建有利于生物生存的多空隙河岸

將生態(tài)學原理融入工程結構設計中，可將護岸工程設計為多孔隙結構，以保證生物的生育環(huán)境。目前應用最廣泛的就是植物護岸法。恢復河岸原有的植物群落是河岸生態(tài)修復的出發(fā)點。除栽種柳樹外，還可以種植蘆葦、菖蒲等具有喜水特性的植物。構筑多孔隙河岸還可以采用植物+木料和石料組合護岸法、植物袋和混凝土塊體組合護岸法、石籠+植物組合護岸法等。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復四、受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復㈠湖泊生態(tài)系統(tǒng)的受損原因⒈環(huán)境污染

環(huán)境污染主要是大量的生產或生活污水排入湖泊水體，且超過了湖泊的自凈能力，使水體和水體底泥的物理、化學性質等發(fā)生變化，既降低了水體的使用價值，又危機水生生物的生存，是系統(tǒng)的結構和功能改變。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.水利建設

水利工程建設常造成江湖的阻隔，這不僅使湖泊失去了與河流干流、支流、淺水湖泊相互連通的網(wǎng)絡關系，而且阻礙了一些魚類和水生生物的生態(tài)“通道”，使湖泊魚類無法從江河中得到補充和更新。更重要的是，這種阻隔使湖泊的水文條件和物理狀況發(fā)生了變化，如水位的改變會直接影響湖泊中許多魚類的性成熟和生殖。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.過渡放養(yǎng)

隨著人工繁殖技術的提高，以養(yǎng)殖為主的高強度漁業(yè)方式得到了迅速發(fā)展。過渡追求高產而造成的人工放養(yǎng)密度過大，引發(fā)了大型植物特別是沉水植物群落衰退、水質惡化等問題。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復外來物種的侵入

湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的外來種，會引起生物群落結構的重大變化。4.湖泊的富營養(yǎng)化

由于周圍人口密度大，加之工業(yè)廢水和生活污水以及農田化肥等營養(yǎng)物質的進入，常使湖泊自凈能力受損。開墾農田、開采礦產、采伐水源林等所導致的水土流失也是造成湖泊的富營養(yǎng)化的原因。湖泊富營養(yǎng)化的嚴重后果是導致水體資源功能和價值的喪失。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復對受損湖泊修復的方法和技術主要有以下幾方面：①嚴禁圍湖造田，有效實施退田還湖政策②營造林地，提高湖泊周圍及整個流域的植被覆蓋率，減少面源污染的危害增強涵養(yǎng)水分的能力③加大人為調控湖泊水位的力度，盡量防止水位頻繁和劇烈變化維持湖泊的最低水位，防止湖泊的干枯④對于已有大量淤積的湖泊，采取清淤的措施，實現(xiàn)既可恢復水體空間，又能使水質得以更換的目的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

對受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復的具體方法包括：用工程技術分流或切斷進入湖泊的點源污染，以減少向湖泊中輸入污染物和過多營養(yǎng)物質；改進農業(yè)耕作方式，減少化肥和農藥施用量的面源量，減少湖泊營養(yǎng)物質的進入。到20世紀70年代中期，美國的shapiro提出了生物操縱的概念，即通過調整生物群落結構（主要是魚類種群組成）的方法，來調節(jié)浮游植物群落結構，以改善水質。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復五、受損海岸帶生態(tài)系的修復

海岸帶是海洋和陸地交接、相互作用的地帶，既是地球表面最為活躍、變化極為敏感的地帶，又是海岸動力與沿岸陸地相互作用、具有海-陸過渡特點的特殊環(huán)境體系。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈠海岸帶生態(tài)系統(tǒng)受損的原因⒈海岸侵蝕

近百年來，中國內地腹地的植被遭到嚴重破壞，西部地區(qū)的水土流失日益嚴重，這一方面使外流和的三角洲不斷向海岸推進，另一方面，海岸線的陸源物質供應不斷減少，海岸不斷受到侵蝕。另外，紅樹林、珊瑚礁和沿岸天然植物也遭到嚴重的破壞；沙質海岸的大量挖沙，也是海岸侵蝕的因素。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.海岸濕地被圍墾及占用

由于對濕地重要性的認識還不全面，大片沿海灘涂、濕地被圍墾作為城市建設用地、養(yǎng)殖區(qū)或工業(yè)開發(fā)區(qū)，部分城市的海岸線被用于房地產開發(fā)、旅游事業(yè)等。不當?shù)娜藶榛顒邮節(jié)竦孛娣e迅速減少，濕地生物多樣性遭到破壞，沿海生態(tài)功能退化，生物種類和數(shù)量的銳減又給周圍海域的生物資源造成了長期影響。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.過渡捕撈

精密漁網(wǎng)和非法捕魚如炸魚、電魚、毒物捕魚等手段的使用，造成一些仔魚、幼魚難逃厄運，一些魚類出現(xiàn)衰退甚至瀕臨滅絕；許多魚種呈現(xiàn)低齡化和個體小型化。過渡的捕撈使沿岸的生物種類減少，生產力下降，經(jīng)濟魚類資源已全面衰退。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復4.污染

大量工業(yè)和生活污水的注入，使得我國近海的許多區(qū)域幾乎成為納污場。農田化肥、農藥隨著入海河流或徑流而入海，沿海區(qū)的富營養(yǎng)化程度加劇。赤潮發(fā)生頻率增加，間隔時間也越來越短，殃及的海域面積越來越大，造成的經(jīng)濟損失也越來越慘重。尤其是不斷發(fā)生的海上油田的漏油。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡受損海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的修復技術與策略防治水體污染受損海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的修復，重在預防，政策和法律等管理手段是極其重要的因素。確保陸源污染物質的達標排放，并實行總量控制，從根本上講，關鍵是加快產業(yè)結構調整，積極推行清潔生產，提高能源、資源利用率。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

同時，要認真實施環(huán)境影響評價制度、三同時制度、排污收費和許可證制度，環(huán)保目標責任制等制度；對水體進行承載力分析，控制養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖量；要嚴格控制含油污染源，港口要建立含油廢水處理設施；在調整農業(yè)生產結構的同時，減少化肥使用量，積極推廣有機復合肥的使用；要積極推廣高效、低毒低殘留農藥尤其是生物制劑的使用，禁止使用有機氯等高毒、高殘留農藥。加強無公害環(huán)保漁用藥物以及經(jīng)濟魚類免疫疫苗的研發(fā)和推廣應用。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.控制生態(tài)破壞

嚴格控制海岸線的使用，保護原生海岸線生態(tài)系統(tǒng)。不得開發(fā)利用不可再生海岸帶資源，不得破壞不可恢復的海岸帶原生生境；禁止破壞沿海灘涂濕地，建立濕地保護區(qū)；依法嚴格保護自然岸線；禁止在自然岸線填海造地、開發(fā)建設項目；禁止破壞紅樹林以及海洋生物鐘苗場、產卵場和洄游通道，清理不符合規(guī)劃的圍墾工程，嚴格控制島嶼采沙活動。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.建立海岸帶自然保護區(qū)

海岸帶保護區(qū)的建設，不僅能在維護生物多樣性安全方面起重要作用，而且可以為社會提供豐富的自然產品和生態(tài)效益。要根據(jù)地帶性規(guī)律、生態(tài)演替及生態(tài)位原理選擇適宜的先鋒植物，保育種群和生態(tài)系統(tǒng)，實行土壤、植被與生物同步分級恢復，使生態(tài)系統(tǒng)功能水平逐級提高。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復4.海岸帶生物多樣性修復

陳慧彬等（2005）以原位修復、異位修復的生物資源結構調整與生態(tài)平衡的方法，采用中度干擾技術措施，進行示范區(qū)生物資源多樣性修復。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

投放以原位修復品種為主和異位修復品種的貝類、多毛類，使之建立起穩(wěn)定的種群，形成規(guī)模資源，不但達到恢復生物多樣性的作用，同時能修復和改善浮游生物群落和底質生物群落受損狀況，并具備浮游生物-底棲生物耦合功能，恢復生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)循環(huán)的渠道，改變底質生物化學特性，從而起到修復的作用。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復六、工業(yè)廢棄地的修復㈠工業(yè)廢棄地及危害

工業(yè)廢棄地是指為工業(yè)生產用地和與工業(yè)生產相關的交通、運輸、倉儲用地而后來被廢置不用的地段，如廢氣的礦山、采石場、工廠、鐵路站場、碼頭、工業(yè)廢料傾倒場等。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

工業(yè)廢棄地對生態(tài)和環(huán)境造成的危害表現(xiàn)在：首先，工業(yè)廢棄物多是由資源粗放型開采方式引發(fā)的，常造成大量的耕地被侵占和破壞，使地區(qū)的農業(yè)經(jīng)濟支撐能力下降；其次，由于過度利用資源和環(huán)境污染等原因，常造成森林、草地等生態(tài)系統(tǒng)的退化，使土壤亞系統(tǒng)環(huán)境惡化，甚至加速了土地鹽堿化或荒漠化；再次，形成破殘衰敗的環(huán)境景觀，嚴重影響了城市形象；另外，是對城鎮(zhèn)的河流水系、地面的建筑物以及公路、鐵路、管線等城市交通和市政設施因廢棄、閑置所造成的損失和破壞。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡工業(yè)廢棄地修復方法

常以“改良”或“重建”作為工業(yè)廢棄地生態(tài)修復的主要目標。

1.景觀再現(xiàn)利用法

大致包括三種方式來保留工業(yè)景觀，一、整體保留：這種方法是將以前工廠的原狀以及工廠的道路系統(tǒng)和功能分區(qū)，全部承襲下來，在改造后的公園中，可以感知以前的工業(yè)生產操作流程。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復二、部分保留：保留廢棄地工業(yè)景觀的片段使其成為公園的標志性景觀，保留的片段可以是具有典型意義的，代表工廠特征的工業(yè)景觀，也可以是具有歷史價值的工業(yè)建筑或是質量好且有特殊風格的老建筑。三、構建保留：保留一座建筑物、構筑物設施結構或構造上的一部分，如：墻、基礎、框架等構件，從這些構件中可以看到以前工業(yè)景觀的印跡，引起人們的聯(lián)想和回憶。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復2.廢棄物再利用法工業(yè)廢棄地上的廢料包括廢置不用的工業(yè)材料、殘磚瓦礫和不再使用的生產原料以及工業(yè)產生的廢渣。一些廢料對環(huán)境沒有污染，可以就地使用或加工，如磚、石等；一些廢料是污染環(huán)境的，這樣的廢料要經(jīng)過技術處理后在利用，如礦渣等。在廢料和污染處理過程中，原則就是就地取材、就地消化，污染嚴重的要對污染源進行清理。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復3.生態(tài)技術法

在污染得到控制的情況下，可采用生態(tài)技術，將工業(yè)水渠改造成為自然河道，進行河流的自然再生，提高抗洪能力和補充地下水源，為野生生物創(chuàng)造棲息地和活動廊道；采用生物修復技術處理污染土壤，種植能吸收有毒物質的植被，增加土壤的腐殖質，增加土壤微生物的數(shù)量和活力，使土壤質量逐步改善。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

在工業(yè)廢棄物的改造中，要根據(jù)本國自身的情況，采取綜合手段，運用多種技術，因地制宜地把新增的工業(yè)用地規(guī)劃好，把資源枯竭型城鎮(zhèn)的工業(yè)廢棄地修復好，這些已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展必須高度重視的問題。THEEND第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復第四節(jié)生態(tài)工程與生態(tài)修復第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復一、生態(tài)工程的定義OdumHT1962年定義生態(tài)工程為“由人類用少量能源對環(huán)境進行的熟練操縱以控制那些主要是由自然能源驅動的系統(tǒng)”。1983年，odum提出新的生態(tài)系統(tǒng)設計工程概念，人為生態(tài)工程屬于自組織的應用系統(tǒng)領域，是對自然的管理，是同自然合作最好的術語。

第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復MitschWJ在1993年把原來的生態(tài)工程定義修改為“為了人類社會及其自然環(huán)境的利益，而對人類社會及其自然環(huán)境加以綜合的而且能持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)設計。它包括開發(fā)、設計、建立和維持新的生態(tài)系統(tǒng)等一系列工程，如污水處理（水質改善）、地面礦渣及廢棄物的回收、海岸帶保護等，以期達到生態(tài)恢復、生物控制等目的?！?/p>

Uhlmann強調了生態(tài)工程的技術性，認為生態(tài)技術是用最小費用和對環(huán)境最小損害的具有生態(tài)系統(tǒng)管理意義的應用技術，并認為生態(tài)技術與生態(tài)工程是同義語。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

早在20世紀50年代，我國著名生態(tài)學家馬世駿就提出生態(tài)工程這一名詞，并于1983年提出“模擬生態(tài)系統(tǒng)原理而建成的生態(tài)工藝體系即生態(tài)工程”。在1984年給生態(tài)工程下了更明確的定義“生態(tài)工程是應用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質循環(huán)再生原理，結構與功能協(xié)調原則，結合系統(tǒng)工程的最優(yōu)方法，設計的分層多級利用物質的生產工藝系統(tǒng)?！钡?8章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

由于生態(tài)工程學是一門新興學科，其發(fā)展歷史較短，它的理論基礎和基本概念還正在逐步成熟之中。從以上不同學者給出的生態(tài)工程定義中可以看出，在表述上雖然有較大區(qū)別，但其核心思想都是應用自然生態(tài)系統(tǒng)原理，通過與自然環(huán)境合作而進行的對人類社會和自然環(huán)境雙方都有利的一種系統(tǒng)設計，強調建立在少花費、低能耗而更有效地利用自然資源，以及環(huán)境友好型的生產工藝。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復二、生態(tài)工程設計的生態(tài)學理論㈠物種共生原理

自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨生存和繁衍，這種關系式自然界生物之間長期進化的結果，包括互惠共生與競爭抗生兩大類，亦稱為“相生相克”關系。在功能正常的生態(tài)系統(tǒng)，這種關系構成了生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)和負反饋機制。生態(tài)學的這一原理，是進行生態(tài)工程設計的基本理論依據(jù)之一。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡生態(tài)位原理生態(tài)位（niche）或譯為“生態(tài)龕”，是指某一生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用。實際上它是指“生態(tài)系統(tǒng)中各種生態(tài)因子都具有明顯的變化梯度，這種變化梯度中能被某種生物占據(jù)利用或適應的部分稱為其生態(tài)位”。在生態(tài)工程設計和調控中，合理運用生態(tài)位原理，可以構成一個具有多種群的穩(wěn)定而高效的生態(tài)系統(tǒng)。因此，在評價或判斷某一生態(tài)工程設計時，生態(tài)位理論應用的如何是重要標準。如，是否依據(jù)生態(tài)位理論，實現(xiàn)了各種生物之間的巧妙配合，達到了對資源最大限度的利用等。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈢食物鏈原理

食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中物種關系的另一種表現(xiàn)形式，也是重要的生態(tài)學原理。在自然界中食物鏈關系式及其復雜的，而且正是這種復雜的食物關系使生態(tài)系統(tǒng)維持著動態(tài)平衡，實現(xiàn)著生態(tài)系統(tǒng)的功能，即物質的循環(huán)和能量的轉化與傳遞。生態(tài)工程設計中所利用的物種共生原理，基礎就是食物鏈和食物網(wǎng)理論。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈣物種多樣性原理實際上，這是生物多樣性促進系統(tǒng)穩(wěn)定性的觀點，即生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定。這一理論也適于生態(tài)工程的設計，如在農業(yè)生態(tài)工程中，對所設計的食物鏈加長或增環(huán)，就是對生物多樣性原理的應用，其意義包括兩方面，其一是可實現(xiàn)對資源充分利用的目的，其二是增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而系統(tǒng)能否穩(wěn)定是衡量一個生態(tài)工程是否成功的重要指標。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈤物種耐性原理一種生物的生存、生長和繁衍需要適宜的環(huán)境因子，環(huán)境因子在量上的不足和過量都會使生物不能生存或生長，繁殖受限制，以致被排擠而消退。換言之，每種生物都有一個生態(tài)需求上的最大量和最小量，兩者之間的幅度，就是該種生物的耐性限度。由于環(huán)境因子的相互補償作用，一個種的耐性限度是變動的，當一個環(huán)境因子處于適宜范圍時，物種對其他因子的耐性限度將會增大，反之則會下降。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈥景觀生態(tài)學所謂景觀，是指由相互作用的斑塊或生態(tài)系統(tǒng)組成的，并以相似形式重復出現(xiàn)的，具有高度空間異質性的區(qū)域。它的基本內容包括:景觀結構與功能、景觀異質性、生物多樣性、物種流動、養(yǎng)分再分布、能量流動、景觀變化與景觀穩(wěn)定性等。景觀生態(tài)學原理在生態(tài)工程設計中的意義，在于考慮具體設計方案時，要有區(qū)域尺度的觀念，尤其是環(huán)境保護生態(tài)工程、污染治理生態(tài)工程等。在設計時，必須從區(qū)域的尺度考慮其合理性，要有意識地把工程本身及其與整個區(qū)域布局的合理性相結合。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈦耗散結構原理耗散結構原理是指一個開放系統(tǒng)的有序性來自非平衡態(tài)，也就是說，系統(tǒng)的有序性因系統(tǒng)向外界輸出的熵值得增加而趨于無序，要維持系統(tǒng)的有序性，必須有來自于系統(tǒng)之外的負熵的流入，即有來自于外界的能量補充和物質輸入。這意味著，在生態(tài)工程的設計中，必須考慮的基本原則要有雙重性，也就是說，一要注重系統(tǒng)內部的設計，即系統(tǒng)自身熵輸出的功能潛力；二要注意系統(tǒng)外的輸入能量，即可提供的能量和物質的成本。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈧限制因子原理生態(tài)因子中使生物的耐受性接近或達到極限，生物的生長發(fā)育、生殖、活動以及分布等收到其直接限制、甚至造成死亡的因子稱為限制因子。在生態(tài)工程中注意限制因子原理的意義，一是若能正確運用生態(tài)因子規(guī)律，可建立系統(tǒng)的反饋調節(jié)，使某些不希望出現(xiàn)的生態(tài)現(xiàn)象得到抑制；二是消除限制因子的作用，因為限制因子的限制作用是有條件的，是相對的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈨生態(tài)因子綜合性原理自然界中眾多生態(tài)因子會對生物產生重要影響，它們也都有自己的特殊作用，而且環(huán)境中每個生態(tài)因子的作用又不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互促進和相互制約的，任何一個因子的變化都能引起其他因子作用強度甚至作用性質的改變。因此，在生態(tài)工程的設計中，要充分注意生態(tài)因子對生物的綜合作用，尤其是主要因子的動態(tài)變化對其他因子的影響。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

總之，運用生態(tài)學原理設計生態(tài)工程來開展生態(tài)修復或促進資源的綜合利用、環(huán)境的綜合整治以及人類社會的持續(xù)發(fā)展，是生態(tài)工程的最終目的。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復三、生態(tài)工程設計的基本流程生態(tài)工程設計的基本流程包括以下五個方面：㈠擬定目標：

生態(tài)工程的對象是自然-社會-經(jīng)濟復合生態(tài)系統(tǒng)，是由相互促進又相互制約的三個系統(tǒng)組成。因此，任何生態(tài)工程設計必須強調復合生態(tài)系統(tǒng)的整體協(xié)調的目標，即自然生態(tài)系統(tǒng)是否合理，經(jīng)濟系統(tǒng)是否有利，社會系統(tǒng)是否有效。同時，根據(jù)當?shù)氐臈l件，強化某個系統(tǒng)的目標。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈡背景調查

1.自然資源條件包括：生物資源、土地資源、礦產資源、水資源等。

2.社會經(jīng)濟條件包括：市場狀況、勞動力及其知識水平、經(jīng)濟實力等。

3.生態(tài)和環(huán)境條件

包括：氣候條件、土壤條件、污染狀況等。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復

調查資料和數(shù)據(jù)主要包括：外界的輸入狀況，系統(tǒng)的組成及其狀態(tài)，組分之間的物質、能量和信息的流動，系統(tǒng)的輸出以及與外界的貨幣、物質等因子的交換等。然后從龐雜的數(shù)據(jù)中，進行抽象和簡化，去偽存真，篩選出少量信息量大而又易于操作的關鍵因子。第08章受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復㈢模型分析與模擬根據(jù)擬定的目標和收集的數(shù)據(jù)，構建合適的屬性模型。通過模型的運算，評價所選模型類型和數(shù)據(jù)集是否合適，在模型和數(shù)據(jù)集合適的基礎上，通過運算