《环境生态学导论_15》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境生态学导论_15（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十五章 受损生态系统的修复,第一节 受损生态系统的特征,一、生态系统受损的主要形式正向演替：就是在无强干扰的条件下能不断地自我完善，即进展演替（progressive succession）。动态平衡：就是指正常的生态群落和自然环境能实现动态平衡的自我维持系统，各种组分的发展变化是按照一定的规律、在某一平衡点表现一定范围的波动，呈现动态上的平衡。受损生态系统：就是指生态系统的结构和功能在自然干扰、人为干扰（或两者的共同作用）下发生了位移（即改变），打破了生态系统原有的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，并发生了生态系统的逆向演替（retrogressive succession）。,
2、根据生态系统受损过程中发生的变化，可以划分为以下几种形式：1突发性受损 生态系统受到特别强烈的干扰，受害时间短，速度快，局部受损程度严重，受损后系统恢复能力弱，系统靠自然恢复的时间长。2跃变式受损 跃变式受损：是指生态系统受到持续干扰作用下，最初并未表现出明显的损伤，随着干扰的持续，破坏性进一步累积，达到一定程度后突然剧烈变化的一种形式。,3渐变式受损 渐变式受损：是指生态系统受到干扰的强度较均衡，变化的速度的缓慢、受损程度呈逐渐加重趋势，但系统本身的恢复基础较好。4间断式受损 间断式受损：是指生态系统因周期性干扰而受到损害的一种形式。5复合式受损 复合式受损：是指生态系统在受损过程中，经历了
3、两种以上受损形式。,二、受损生态系统的基本特征生态系统受损后，原有的平衡状态被打破，系统的结构、组分和功能都会发生变化，随之而来的是系统稳定性减弱，生产能力降低，服务功能弱化。从生态学角度分析，受损生态系统的共同变化特征主要有八个方面： 1物种多样性的变化 当一个稳定的生态系统受损后，系统中的关键种类首先消失，从而引起与之共生种类和从属物种的相继消失，物种多样性明显减少。另一方面，系统中适应生境变化的某些种类会迅速发展，数量增加。,2系统结构简单化 系统受损后，反映在生物群落中的种群特征上，常表现为种类组成发生变化，优势种群结构异常；在群落层次上，受损后则是群落结构的矮化，整体景观的破碎。3食
4、物网破裂 定义：受损的生态系统，在食物网的表现上，主要是食物链的缩短或营养链的断裂，单链营养关系增多，种间共生、附生关系减弱，这种现象被称为食物网破裂。 食物网的破裂，会使生态系统各物种之间的自我调节能力下降，极易受到外来物种的影响。,4能量流动效率降低 由于受损生态系统食物关系的破坏，能量的转化及传递效率会随之降低，主要表现为对光能固定作用的减弱，能量流规模缩小或过程发生变化；系统中的捕食过程和腐化过程弱化，因而能流损失增多，能流效率降低。5物质循环不畅或受阻 由于生态系统结构受到损害，层次结构简单化以及食物网的破裂，营养物质和元素在生态系统中的周围时间变短，周转率降低，生物的生态学功能减弱
5、。由于生物多样性及其组成结构的变化，使生态系统中物质循环的途径不畅通无阻或受阻，包括生态系统中的水循环、氮循环和磷循环均会发生改变。,6生产力下降 正常的生态系统具有较高的生产力，能利用光能生产很多生物产品，但是，系统受损后，其生产力会大大下降，其原因在于：（1）光能利用率减弱；（2）由于竞争和对资源利用的不充分，光效率降低，而植物为正常生长消耗在克服不利影响上的能量（以呼吸作用的形式释放）增多，净初级生产力下降；（3）初级生产者结构和数量的改变又常导致次级生产力的降低。7其他服务功能减弱 生态系统除了具有生物生产和维持生物多样性等功能外，还具有调节气候、减缓旱涝洪灾害、保持养分和改良土壤、传
6、媒受粉和扩散种子、有害生物控制，净化环境、防风固沙、为人类提供旅游休闲地等服务功能，当生态系统受损后，这些功能也都随之下降，某些功能甚至全部丧失。,8系统稳定性降低 在外界干扰较小的情况下，正常生态系统总是在某一平衡点附近摆动，轻度干扰所引起的偏离将被系统的负反馈作用所平衡，使系统很快回到原来的状态，系统仍维持稳定状态。但在受损的生态系统中，由于结构的不正常，稳定性降低，系统在正反馈机制驱动下会使系统更远离平衡。综上所述，受损生态系统首先是其组成和结构发生了退化，导致其功能受损和生态学过程的弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳定。但系统万分与其结构的改变，是系统受损的外在表现，功能衰退才是受损
7、的本质。因此，受损生态系统功能的变化是生态系统操作程度判断的重要标志。但另一方面，由,于植物及其种群属于生态系统的第一性生产者，是生态系统有机物质最初来源和能量流动的基础。所以，植物群落的外貌形态和结构状况又通过对系统中次级消费者、分解者的影响而决定着系统的动态，制约着系统的整体功能。因此，在受损生态系统中，结构与功能也是统一的，通过结构的变化，也可以推测出功能的改变。,第二节 受损生态系统的修复,“恢复”与“修复”的区别：“恢复”是指使一个受损的生态系统的结构和功能回复到接近或达到其受干扰前的状态，它是强调主体（生态系统）的一种状态。而“修复”与前者的意义基本相同，但它更强调人类对受损生态系
8、统的重建与改进，强调人的主观能动性。受损生态系统的修复：指人类根据生态学原理，有目的地采取某些措施，使受到损害的生态系统的结构和功能得以恢复和完善，实现生产力高、生物多性丰富、系统趋于稳定的目的，这个过程就称之为“受损生态系统的修复”。,关于一个受损生态系统修复的优先性： （1）先以修复生态系统最基本的功能为优先前提； （2）然后再进一步完善物种组成及结构。一、受损森林生态系统的修复第一阶段：应该找出森林生态系统受损的原因和特点； 第二阶段：根据原因与特点，定制出适合的修复方法。 森林生态系统受损的原因主要有：（1）自然灾害：病虫害、干旱、洪涝和地震等；（2）人类活动引起的破坏。 森林生态系统
9、受损的特点有：生产力减低、生物多样性减少、调节气候、涵养水分、保育土壤、贮存营养元素能力等生态功能明显降低。,1.受损生态系统的修复方法有：（1）封山育林：这是最简便易行、经济有效的方法。因为封山可达到最大限度地减少人为干扰，为原生植物群落的恢复提供了适宜的生态条件，使生物群落由逆向演替向正向演替发展，使被破坏的森林生态系统能逐渐恢复到顶极状态。（2）林分改造：为了促进森林的快速演替，可对受损后处于演替早期阶段的群落进行林分改造，引种当地植被中的优势种、关键种和因受损而消失的重要生物种类，以加速生态系统正向演替的速度。（3）透光抚育或遮光抚育：这种方法主要是通过改善林地环境条件来促进群落正向演
10、替而实现。（4）林业生态工程技术：根据生态学、业学及生态控制论原理，设计、建造与调控以木本植物为主的人为复合生态系统的工程技术，其目的在于保护、改善与持续利用自然资源与环境。,林业生态工程技术是受损生态系统恢复与重建的重要手段。它主要是通过人工设计，在一个区域或流域内建造以木本植物群落为主体的优质、高效、稳定的多种生态系统的复合体，形成区域复合生态系统，以达到自然资源的可持续利用及环境的保护和改良。具体内容包括四个方面：一、区域的总体方案：即在一个平面上对一个区域的自然环境、经济、社会和技术因素进行综合分析，根据生态系统受损状况，合理规划布局区域内各种不同类型的生态系统，形成合理的镶嵌结构配置
11、，构筑以森林为主体的或森林参与的区域复合生态系统的框架；,二、时空结构设计：在空间上，分析组成生态系统的物种与环境、物种与物种、物种内部关系的基础上，构建群落内物种间共生互利互惠、能够充分利用环境资源的稳定高效生态系统；在时间上，就是利用生态系统内物种生长发育的时间差别，调整物种的组成结构，实现对资源的充分利用。三、食物链设计：目标是使森林生态系统的产品得到再转化和再利用。四、特殊生态工程的设计：主要是一些针对特殊环境条件的林业生态工程，如工矿区林业生态工程、严重退化的盐渍地等生态恢复工程。,2受损森林生态系统修复中应注意的几个问题（1）对森林的修复，需要综合考虑群落发育过程中的主要因子，包括
12、种子传播、竞争、捕食和随机事件，环境变化的胁迫，遗传资源的退化以及外来种的入侵等问题。（2）在掌握本地区的生物群落演替的基础上，适应地施加人工干预能够加快受损森林生态系统恢复。（3）受损生态系统修复应该参考的重要指标：以恢复森林最低数量的成分和最小面积为前提，并且达到原有植物群落物种数80%以上，能够维持其更新和演替的森林才能称得上符合标准的恢复。,（4）在修复受损生态系统的优势种或关键种的同时，还要注意互惠共生种。互惠共生关系是生物群落中物种存在的条件，也是物种间最基本的生态关系之一。（5）注意不要因为经济条件、速生丰产、适应性等问题的限制，在受损生态系统地区栽种不是当地原有植被中的种类。因
13、为这些外来种的结构和功能都不适应当地的生态系统，不仅稳定性差，生态效益不高，而且还会带来一些新的生态问题。,二、受损草地生态系统的修复,1草地生态系统受损的原因及特点 我国是草地生态系统受损较为严重的国家之一。人类干扰的原因中，主要是过度放牧、垦殖和污染等。此外，农牧民为获得生活所需能源，对草原植被的割刈、搂草等干扰，也会加速草地的退化。另一方面，我国草原区所处的自然条件都比较恶劣，春季干旱，夏季少雨、冬季严寒，自然灾害频繁，这就是造成草原退化的自然因素。2受损草地生态系统的评估指标 受损生态系统的评估指标包括：主要评价标准、相关生态指标。,3受损草地生态系统的修复方法与技术 我国研究的受损草
14、地修复方法与技术主要有三种：一是围栏养护现存的受损草地，使其自然恢复；二是重建新草地；三是实施合理的牧畜育肥方式。（1）围栏养护，轮草轮牧 这种方法的实质：消除外来的干扰，主要依靠生态系统具有的自我修复能力，适当辅之以人工措施来加快其恢复。（2）重建人工草地 这是受损生态系统重建的典型模式，是减缓天然草地的压力，改进畜牧业生产方式而采用的修复方法，常用于已完全英文荒弃的退化草地。,（3）实施合理的牲畜育肥生产模式 这种修复方法实行的是季节畜牧业。它是合理利用多年生草地每年中不同生长期，进行幼畜放牧育肥的方式。这种生产模式既可改变以精料为主高成本育肥方式，又可解决长期困扰草地畜牧业畜群结构不易调
15、整的问题。,三、受损河流生态系统的修复,1河流生态系统受损的主要方式及影响 人为干扰因素：对沿岸植被的破坏；点源和非点源的各种污染物对水域的污染；对水域中生物资源的过度利用；各种水利建设对河流自然生态功能和生态过程的改变等。其中人类社会的影响主要分为以下几种： (1)水利工程建设对河流生态系统的影响； (2)农业活动对河流生态系统的影响； (3)城市化对河流生态系统的影响；,2受损河流生态系统的修复 受损河流生态系统的修复方法，应当根据人类活动对其环境影响的方式、内容和程度不同。要充分掌握各种影响的危害机制，根据现场的具体情况提出合适的生态修复方案。根据河流环境条件及受损原因的不同，对其修复的
16、方法和技术有一定的差异，但有许多共性，通常采用的方法有： (1)建立沿岸绿化带，加强植被的生态功能 (2)人工清淤 (3)控制污染源 (4)科学调控河水流量和流速 (5)加强渔业管理,四、受损湖泊生态系统的修复,湖泊生态系统在人类生活环境中的重要作用：一方面，在维持全球物质循环和水分循环中具有重要的作用；另一方面，可净化水源、抵御洪水、提供生活和工农业用水、旅游景观、交通通道和野生生物栖息地等。1湖泊生态系统的受损及原因 大致可分为：（1）环境污染；（2）水利建设；（3）过度放养；（4）湖泊的富营养化；（5）外来种的侵入。,2受损湖泊生态系统的修复 综合目前的研究成果，对受损湖泊生态系统修复的方法和技术主要有以下几点： (1)严禁围湖造田； (2)营造林地，提高湖泊周围整个流域的植被覆盖率，减少面源污染的危害，增强涵养水分的能力； (3)加大人为调控湖泊水位的力度，尽量防止水位频繁地剧烈变化，维持湖泊的最低水位，防止湖泊的干枯； (4)对于已有大量淤积的湖泊，清淤是十分有效的修复措施，这样既可恢复水体空间，又能使水质得以改善。,
