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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流恢复生态学笔记.精品文档.第二章 生态系统的退化及其机制问题:1、 什么是退化生态系统?简述陆地生态系统的主要退化类型。退化生态系统是指:生态系统的正常状态在干扰的作用下失衡,生态系统的结构发生负向变化,相应的功能也比较远正常生态系统低下。(受了损伤的正常生态系统,受害生态系统)(1)裸地/光板地:通常环境条件较为极端,或较为潮湿,或较为干旱,或盐渍化程度较深,或有机质缺乏甚至已是无机质,或基质移动性强。可分为原生裸地和次生裸地。原生裸地主要是自然干扰(地震、火山)形成,而次生裸地多是人为干扰植被破坏后形成的荒漠化、石漠化)形成的。(2)森林
2、采伐迹地:人为干扰形成的,退化状态因采伐的强度和频度而异。与其同质的包括过度干扰破坏形成的草原迹地和灌丛迹地。(3)弃耕地:人为干扰形成的一种退化类型,退化状态因弃耕的时(间而异。(4)荒漠化地:由自然干扰或人为干扰而形成的。最严重的即为不长植物的荒漠化裸地、石漠化裸地。(5)矿山废弃地:指被采矿活动破坏的、未经治理而无法使用的土地。分为1)废石堆废弃地:由剥离表土、开采的废石及低品位矿石堆积而形成的废弃地。2)开采坑废弃地:随着矿物开采而形成的大量采空区域而形成的废弃地。3)尾矿废弃地:利用各种分选方法分选出精矿物后,剩余废弃物形成的废弃地。4)采石矿废弃地:因开采石料而形成的废弃地。(6)
3、垃圾堆放场/垃圾填埋场:人为干扰形成的堆积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。2、 试论述生态系统退化的主要特征和原因。原因:引起生态系统退化的原因是多方面的,但其基本机理是在干扰的压力下生态系统的结构与功能发生变化,干扰是生态系统退化的驱动力。(1)植被的破坏与减少自然森林植被的破坏与减少是陆地生态系统退化的主要原因之一。生态系统的各种退化原因,均直接或间接地与植被的破坏及减少有关。(2)侵蚀侵蚀:土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤侵蚀是土地退化的主要原因,也是导致生态环境恶化的最严重的问题。(3)荒漠化植被破坏后严重的水土流失是引起荒
4、漠化的重要原因。土地退化,特别是大面积的土壤侵蚀和土地荒漠化,严重制约着土地生产力的提高,也是土地质量下降的重要原因。(4)石漠化石漠化:指在自然干扰或人为干扰或二者同时作用下,使原来连续覆盖着土壤的土地上,因植被遭受破坏、土壤严重流失而形成大片基岩裸露的一种土地退化过程,是土壤退化的最后阶段。(5)土壤贫瘠化土壤贫瘠化:指土壤肥力减退。引起土壤贫瘠化的因素主要是水土流失、土地的过度利用和不合理利用。(6)污染污染物质主要来源于工业和城市的废弃物、农药和化肥以及放射性物质等。退化的主要特征:(1) 结构和动态特征:?结构改变,组成结构劣化。生物量下降。生态系统返回到生态演替的早期状态。(2)
5、服务功能特征:(生态系统的服务功能包括对环境的生态效应和对人类社会的效益)生态系统的退化总是使生态系统的生态效益和社会效益降低。生态系统的服务功能随着生态系统的退化过程而下降,有时是几乎所有指标都下降,有时是某个或某几个指标下降。(3) 生物多样性降低(显著特征之一),表现在生态系统的各个组分上,不仅是植物多样性,而且动物多样性和微生物多样性均减少。(生态系统的恢复首先表现在生物多样性的恢复上,尤其是植物多样性)3、 试论述生态退化对生态安全的影响。(无)(1) 生态退化会对经济基础构成威胁(环境质量降低和自然资源的减少及退化而削弱了其对经济可持续发展的支持能力)(2) 环境问题引发人民群众的
6、不满,特别是导致环境难民的大量产生,从而影响社会稳定。(3) 生态退化会引发环境资源安全问题(生态安全问题之一)4、 为什么植被退化是生态系统退化的主要因素。植物是生产者,是能量金字塔的最大一层。在生态系统中占据了最大的物质量、面积?,自然植被在维持生态系统平衡中极为重要。5、 什么是干扰体系?简述干扰的性质。干扰强度和干扰频度是决定生态系统退化程度的根本原因。干扰是生态系统退化的驱动力。具有以下特征:(1)不连续性与规律性:干扰是离散的(2)多源性与相关性:干扰生态系统的动力来源是多种多样的。多样化的干扰源中又常具有相关性。(3)干扰量与效应的非一致性:由环境空间的异质性与生态系统间的异质性
7、所决定的。(4)干扰因子的协和作用与主导干扰因子。干扰影响了生命系统本身,也改变了生命系统所处的环境系统。当干扰作用于生态系统时,生态系统总有相应的响应。当负向干扰力小于生态系统的正向发展力时,生态系统不受影响或仅产生波动;当负向干扰力大于生态系统的正向发展力时,生态系统就出现退化。6、 如何理解干扰对于生态系统的驱动力作用。干扰的综合驱动力自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、飓(台)风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等自然因素的干扰作用。人类干扰包括有毒化学物的施放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等等人为活动因素对生态系统的影响,属社会性的压力。在现实的生态系统中,造成生态系统退化的
8、,往往是多种干扰力的综合作用。例在南方的森林生态系统中,人类对其砍伐干扰,使森林退化为荒地;南方高温多雨,又造成砍伐迹地的严重水土流失,造成生态系统更严重的退化,甚至成为寸土不长的光板地。 第三章 生态恢复的基础理论问题:生态因子作用特征综合作用 主导因子作用 直接作用和间接作用 阶段性作用 不可代替性和补偿作用 限制性作用自我设计理论认为,只要有足够的时间,随着时间的进程,退化生态系统将根据环境条件合理地组织自己,并会最终改变其组分。人为设计理论认为,通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生态系统,但恢复的类型可能是多样的。前者主要在生态系统层次上考虑生态恢复,后者主要从个体和种群的尺度上考虑
9、生态恢复。事实上两者没有严格的界线,人工生态系统的恢复设计,必须依据自然演替进程;而通过工程方法,也可以加速自然生态恢复的进程。生态系统服务功能的保护策略与途径:生态系统服务功能的保护需要提高保护的意识。生态系统服务功能的保护需要经济投入。生态系统服务功能的保护需要人民的参与和政府的管理。 1、 简述与恢复生态基本要素相关的主要理论。恢复生态基本要素:物质、能量、空间、时间、生物多样性。(1) 主导生态因子原理:(生态系统的动态变化受生态因子的影响。在其中有一些生态因子具有支配作用,是主导生态因子。)影响退化生态系统恢复和重建进程的首先是相关的主导生态因子。(2) 元素的生理生态原理:1)耐性
10、定律:生物对任何元素都存在着一个浓度范围,这个浓度范围称做元素的忍耐区间。在忍耐区间以内,所有与该元素有关的生理学过程才能在生物体上正常发生。2)最小量定律:只有在所有关键元素都达到足够的量时,植物才可能正常生长;植物的生长速度受浓度最低的关键元素的限制。(3) 生态系统能量转换的食物网原理。(4) 空间:1)种群密度制约:种群密度无论太高或太低,都可能成为种群发展的限制因子。(在某些情况下,每个个体的可利用空间如果高于或等于最适宜值,就可以对种群发展产生有利影响;如果空间太小,则会产生不利影响。)2)种群的空间分布格局:随机分布、均匀分布、集群分布等。3)生态位原理:(每种生物在生态系统中总
11、占有一定的资源和空间,称为该生物种群的生态位)不同的物种若具有相同的生态位并处于同一生态系统中,则必然会造成剧烈的竞争而不利于各自群体的发展,甚至造成其中之一的群体消亡。(5) 生态系统演替理论:指导重建的重要基础理论(6) 多样性导致稳定性(7) 植物多样性是生态系统生物多样性的基础(提供多样的食物与微生境)。(8) 生物多样性结构调控2、 何谓逆行演替?为什么逆行演替会导致生态系统的退化?机制?群落的演替是从先锋群落经过一系列的阶段,达到中生性顶极群落。沿着顺序阶段向着顶极群落的演替称之为进展演替逆行演替:由顶级群落向先锋群落的退化演变。结果是产生退化的生态系统。而退化生态系统恢复的基本点
12、是促使退化生态系统转变逆行演替为进展演替3、 试论述生态恢复参照系在生态恢复中的意义。生态恢复参照系:退化生态系统的恢复与重建,是按自然演替的过程,将自然演替的时间过程中不同演替阶段的代表性群落及其种类组成作为参照系的。对于退化生态系统的自然恢复而言:(1)理解生态系统的发生和演替是生态系统恢复的基础,也是自然生态恢复管理的依据。(2)自然生态恢复过程可以依据生态恢复参照系进行生态系统组分改造,或种类组成改造,加速自然恢复的进程。对于退化生态系统的人工恢复而言:(1)人工生态恢复的过程与框架设计需要依据生态恢复参照系,只有符合自然规律的设计才是高效的。(2)退化生态系统恢复与重建的启动,需要依
13、据生态恢复参照系,特别是物种组成的构建,必须依据参照系中早期演替阶段的物种组成。生态恢复的设计与生态恢复过程与结果的评价是一个主观行为,是否正确必须符合客观标准,在这一意义上说,确定生态恢复参照系(restoration reference)对生态恢复过程与评价是非常重要的。 4、 何谓生态系统服务功能?试阐释生态系统功能和生态系统服务功能的关系。生态系统服务功能:生态系统直接或间接为人类提供的生态系统服务,包括为人类提供生活消费品和保证人类生活质量的功能。生态系统服务包括提供人类生活消费的产品和保证人类生活质量的功能。(生态系统不仅为人类提供了食品、医药及其他生产生活原料,更重要的是维持了人
14、类赖以生存的生命支持系统,维持生命物质的生物地化循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,净化空气,维持大气化学的平衡与稳定等。)(生态系统功能在某些时候是和生态系统服务功能一样,不过服务功能与功能最大不同之处在于服务功能是以人为中心的,只有对人有利的才算是服务功能。而功能的中心是自然,对于自然有利、有维持作用的才是功能,但是因为人其实生活在自然中,对于自然有利的一般对于人有利。再者,服务功能中有为人类提供生活消费品这点并不属于生态系统功能。)?前者决定了后者。退化生态系统恢复的最终目的是恢复并维持生态系统的服务功能。 (生态系统服务功能的价值分类):直接利用价值主要是指生态系统产品所产生的价
15、值。(它包括食品、医药及其他工农业生产原料、旅游和娱乐等带来的直接价值。直接使用价值可用产品的市场价格来估计。)间接利用价值主要是指无法商品化的生态系统服务功能。(如维持生命物质的生物地化循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,保护土壤肥力,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统的功能。)选择价值是人们为了将来能直接或间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。(例如,人们为将来能利用森林的涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功能而愿意支付的。)存在价值是生态系统本身具有的内在价值,是人们为确保生态系统服务功能能继续存在的支付意愿。(例如森林调节气候的作用是不以人的意志为转移
16、的。)5、 什么是脆弱性?试阐述脆弱性和生态退化的关系。(1) 脆弱性是生态系统固有的特性,其存在并不取决于生态系统是否暴露在干扰之下。(2) 脆弱性是生态系统多方面性质的综合体现,但不具有量化的特征,而且只有在人为或自然干扰的情况下才会显露出来。(若把生态系统的脆弱性与相关的干扰联系,会为评估环境效应提供有用的手段。)(3) 与稳定性相似,脆弱性与种的丰度和种类组成的变化有关,种类更换率高和种群波动或变迁频繁,是脆弱生态系统的明显特征。(4) 脆弱性反映了生境、群落和物种对环境变化的敏感程度,涉及内外因子的综合相互作用。脆弱性在一定程度上反映了生态退化可能性的大小,脆弱性越大,生态退化的可能
17、越大。生态退化其实就是生态系统的脆弱性的一种体现。含有由于人类活动而面临威胁、濒临灭绝的生物种类、群落和生态系统的区域被认为是脆弱的生态系统的脆弱性与退化生态系统的特征关系密切相关。一方面,具脆弱性的生态系统容易退化;另一方面,退化生态系统的形成是各种干扰方式和不同干扰强度作用的结果,其形成过程使系统变得越来越脆弱。退化生态系统的形成是各种干扰方式和不同干扰强度作用的结果,其形成过程使系统变得越来越脆弱。6、 何谓边缘效应?试阐述边缘效应原理在生态恢复中的应用。边缘效应:群落交错区之间由于各个生物群落的向外扩张的特性,互相之间会产生影响。植物群落的边缘效应:在植物群落的交错区内,由于不同群落的
18、相互渗透、相互联系和相互作用,引起交错区的种类组成、配置以及结构和功能,具有不同于所相邻的群落的特性。(有正效应与负效应)应用:可应用与造林或林分改造上,可以参照边缘效应现象进行混交林的种群结构建造,以及对质量差的林地进行林分改造。(复合农林业的基本原理之一就是边缘效应。当边缘效应为正效应时,应该有意识地保持效应的强度并扩大群落交错区的面积,或人为地创造有价值的群落效应区,使其发挥更大的生态效益。)(以此为原理,创造更多的群落交错区,增加边缘长度,可以提高生态系统的生产力和农副产品产量)7、 什么是生态系统管理?阐述退化生态系统管理的主要策略。生态系统管理:应用生态学、社会学和管理学原理,通过
19、有效的生态系统管理,在维护生态系统结构、功能及其可持续性的基础上,使生态系统的作用和过程具最高效益。第四章 生态恢复的技术背景恢复的长期目标应是生态系统自身可持续性的恢复首要目标是保护自然的生态系统,因为保护好现有的自然生态系统,在生态恢复中具有重要的参考作用 恢复现有的退化生态系统,尤其是人类关系密切的生态系统; 对现有的生态系统进行合理管理,避免退化; 保护区域文化的可持续发展; 其他的目标包括实现景观层次的整合性,保持生物多样性及保持良好的生态环境。 1、简述生态恢复的基本目标P87(1)实现基底稳定:实现生态系统的地表基底稳定性(2)恢复植被和土壤:恢复植被和土壤,保证一定的植被覆盖率
20、和土壤肥力(3)提高生物多样性:促使退化生态系统种类组成增加,提高生态系统的生物多样性,包括地上和地下部分。(4)增强生态系统功能:实现生态系统能流和物质循环等功能过程的恢复,提高生态系统的生产力和自我维持能力。(5)提高生态效益:控制水土流失,减少或控制环境污染,提高生态系统的服务功能。(6)构建合理景观:实现生态系统合理的景观构建,增加视觉和美学享受。2、阐述生态恢复的原则。为什么生态恢复必须考虑社会经济与人文美学因素。P88(1)自然原理与原则:生态恢复过程必须遵循自然客观规律。(生态:1、物种构建:地带性原则。2、植被恢复的个体密度与种类搭配:密度制约与物种相互作用原则、生态位与生物互
21、补原则。3、系统构建:生物多样性原则、食物链和食物网原则等。系统学:协同恢复重建原则。)地学(2)社会经济技术原则(生态恢复的启动与发展,必须是社会可承受、可操作和可接受的;风险最小、无害的、有效益的;社会多部门的多种技术的整合。)(3)人文美学原则:具动力意义。景观、健康、精神文化退化生态系统的恢复重建在很大程度上依赖于人为促进。一方面,人为促进的生态恢复过程必须符合生态学原理;另一方面,需要对进行生态恢复的人工和经费投入进行经济效益和社会效益的评估。恢复生态学涉及到自然生态,而且涉及社会、人文和经济等各个方面。3、简述生态恢复的程序与方向。(1)确定系统边界:确定所研究的退化生态系统的时空
22、范围,明确系统分布的边界,判定恢复对象的层次与级别。(2)生态系统状况调查:有针对性地选定调查方法,选取退化生态系统基本的状态指标,进行系统的调查。(3)生态系统退化诊断:通过诊断评价样点的现状,揭示导致生态系统退化的原因(尤其是关键原因),阐明退化过程、退化阶段、退化强度,找出控制和减缓退化的方法。(4)确定目标、原则、方案:根据生态、社会、经济和文化条件决定恢复和重建的生态系统的结构和功能目标,制定易于测量的成功标准,提出优化方案,进行可行性分析和生态经济风险评估。(5)实施生态恢复:根据方案,采用合适的生态恢复技术进行生态恢复实践。特别注意在不同的恢复阶段采用不同的恢复技术。(6)生态恢
23、复示范和推广:对已完成有关目标的恢复实例,应加以示范与推广,使生态恢复的成果能尽快在全社会得到应用。(7)预测、监测和评价:监测恢复中的关键变量与过程,并根据出现的新情况做出适当的调整。方向:4、阐述生态恢复的技术体系。(1)无机环境的恢复技术(对外界):水体恢复技术、土壤、空气(2)生物因素的恢复技术:(3)生态系统与景观构建技术无机环境的恢复技术包括水体恢复技术(如控制污染、去除富营养化、换水、积水、排涝和灌溉技术)、土壤恢复技术(如耕作制度和方式的改变、施肥、土壤改良、表土稳定、控制水土侵蚀、换土 及分解污染物等)、空气恢复技术(如烟尘吸附、生物和化学吸附等)。生物系统的恢复技术包括植被
24、(物种的引入、品种改良、植物快速繁殖、植物搭配、植物种植、林分改造等)、消费者(捕食者引进、病虫害控制)和分解者(微生物的引种及控制)的重建技术和生态规划技术和3S的应用。生态系统与景观构建技术 5、“3S”技术在生态恢复中有哪些主要应用RS:(1)生态学信息提取(2)植被资源的动态监测和管理:应用遥感对植被的生长动态、火灾、森林覆盖变化、土地覆盖变化进行监测。GPS:主要用于将地面调查定位在地图或遥感图像上,实现遥感信息的空间定位判断和生态系统类型的边界线划分,也广泛用于选择地面控制点等。6、试论述生态恢复的社会维度。P111生态系统的退化原因,主要是人类对生态系统的过度利用和破坏引起的,而
25、对生态系统的破坏,并不完全是一种无知的行为,而一定程度上是社会利益驱动的。对于退化生态系统的应该进行生态恢复,这对于人们来说是有共识的,但许多必要的生态恢复活动还是无法开展。显然,由于人类社会自身存在的一些问题,使对生态退化的扼制和生态恢复的开展难以进行,这说明生态恢复涉及的不仅仅是自然生态维度,还涉及了社会的维度。如果不考虑社会因素,生态恢复是很难很好开展的。第五章 退化生态系统的恢复极度退化生态系统的特点是土地的极度贫瘠,其理化结构也很差,有些甚至是寸草不长的光板地。由于这类生态系统总伴随着严重的水土流失,每年反复的土壤侵蚀,更加剧了生境的恶化,因而极度退化的生态系统是无法在自然条件下恢复
26、植被的。在这类极度退化的生态系统实施生态恢复,进行森林植被的重建,往往要经过4个阶段。 控制引起极度退化的生态因子 重建先锋群落 林分改造加速演替的进程 综合研究与利用 次生林地生态系统的恢复:(1)封山育林(2)进行林分改造(3)透光抚育(4)次生林的后期保育问题:1、 为什么退化森林生态系统的恢复过程中特别强调生态效益,表现在哪些方面?在生态系统中生物多样性建立在植物多样性的基础上。因为不同的植物种类拥有不同的生物学和生态学特性,植物的多样性导致了群落的复杂。复杂的群落意味着更多的垂直分层、更多的水平斑块格局与复杂的地下根系,这就可能在不同的小生境条件下拥有更多的生物体,包括昆虫、鸟类、微
27、生物和动物等。植被的恢复促进 生态系统生物多样性的恢复在导致生态系统退化的因素中,伴随植被的破坏而来的严重的水土流失是最为主要的原因。植被恢复后对水土的保持成为森林生态效应的重要指标之一。森林植被恢复后,林地有较复杂的地下根系和更多的地表凋落物覆盖,其能有效地控制土壤的侵蚀。生态恢复促进 环境的改善生态恢复促进 生态系统抗侵蚀能力生态效益表现在:P125(1)生物效益:增加生物量、增加生物多样性、提高功能强度(2)环境效益:控制水土流失、改善土壤理化结构、改善小气候。2、 在草地生态恢复过程中,哪种情况应该控制放牧强度或是封育禁牧?P133草地退化是指草地生态系统中能量流动与物质循环失调,生态
28、系统结构破坏、功能下降,稳定性减弱。广义的草地退化包括草地植被退化、土地沙漠化、土地次生盐渍化、水土流失及环境条件恶性化;狭义上的草地退化,仅指草地植被退化。3、 试论述农田生态系统的特性与农田生态恢复的关系。P139农田生态系统的特性:(1) 目的性:进行农产品生产,满足人类社会生存和发展的需要。(2) 开放性:独特的、开放式的物质循环和能量流动过程。(输出粮油等、矿物燃料、有机肥、人力等输入)(3) 高效性:具有比自然生态系统更多的初级生产力?(4) 易变性:结构及生态过程的变动性远高于自然生态系统。(5) 脆弱性和依赖性:主要由一个或少数几个作物种群及田间杂草组成。生物多样性较低,营养结
29、构简单,自我调节能力很小。对人类管理活动的依赖性很大,只有连续不断的科学合理的人为干预,才能保持其存在与运行。农田恢复中的植物恢复所用的植物是为了增加土壤中的肥力,这与其开放性有关,农田不断地以粮油等向外界输出能量、物质,这就导致了土壤的肥力极易退化。其污染治理也与开放性有关,各种污染物因为人类的活动极易进入农田生态系统,这就使得农田生态系统容易因污染而退化。恢复的目的是为了其能够为人类提供更多更优质的产品,这与其目的性有关。其脆弱性与依赖性使得其常常需要人为地进行生态恢复,比较难自我恢复到原有状态。P145退化状态(degraded situation)的农田生态系统有以下基本属性: 生物种
30、群结构不良。 环境质量不高。 生产力低下。 可持续性不强。 管理不善。 农田退化的主要类型:土壤贫瘠化、土壤盐碱化、易涝地面积增加、农田荒漠化、农田污染。4、 如何利用生态恢复建立可持续农业?P148?可持续性农业是指生态持续性、经济持续性和社会持续性三者相互作用,既要高产,又要保护生态环境。在确保食物安全的前提下,在发展高产、优质、高效农业,促进农业经济不断增长的同时,维护资源的合理利用,采取生态措施,构造合理的时空结构,扩大农业生态系统物质循环的规模,通过食物链加环,提高资源和能源利用效率,实现可再生资源和能源的永续利用;建设良好的生态环境,逐步形成一个协调平衡的农业经济、技术、生态系统和
31、健全繁荣的社会体系,以实现农业和农村的持续发展5、 与陆地生态系统比较,湿地生态系统恢复有什么特征?P163兼有成熟和不成熟生态系统的性质;物质循环变化幅度大;空间异质性大;消费者的生活史短但食物网复杂;高能量环境下湿地被气候、地形、水文等非生物过程控制,而低能量环境下则被生物过程所控制。湿地生态系统的特点 脆弱性。湿地特殊的水文条件决定了其易受自然及人为活动干扰, 生态极易受破坏, 且受破坏后难以恢复。 高生产力和生物与生态多样性。湿地多样的动、植物群落决定其具有较高的生产力和丰富多样的生物物种与生态系统类型。 过渡性。湿地既具有陆生生态系统的地带性分布特点, 又具有水生生态系统的地带性分布
32、特点, 表现出水陆相兼的过渡性分布规律。湿地水陆交界的边缘效应是湿地具有高生产力和丰富生物多样性的基本原因。湿地的上述特点决定了其在调节气候与水文情势、净化环境、维持生物多样性和生态平衡、提供资源等方面具有重要的功能。 6、 阐述水质恢复的原理和技术方法。?化学方法:加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进沉淀、加入石灰脱氮等。但是易造成二次污染。物理方法:疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。原理:污染物在分离、移除、转移过程中随时间和空间的变化实行了稀释。但治标不治本。生物方法:放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被、开发水体生物修复技术。(时间较短,就地处理简便;污染物在原地被降解,对周围环境干扰少;花
33、费的经费少;人类直接暴露在污染物的机会减少;不产生二次污染,遗留问题较少等。)(1) 化学方法: 水质富营养化和其它污染处理的化学方法基本都是通用的,例如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进的沉淀、加入石灰脱氮等,但是易造成二次污染。(2) 物理方法: 有疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等,其原理是污染物的分离、移走、转移随时间和空间的稀释。 (3) 生物方法: 生物方法有放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被、开发水体生物修复技术等多种方法。生物修复有时间较短,就地处理操作简便;污染物在原地被降解,对周围环境干扰少;较少的修复经费,仅为传统化学、物理修复经费的30%50%;人类直接暴露在这些污染物下的
34、机会减少;不产生二次污染,遗留问题少等优点。实践中常常是二种或三种方法综合应用。在水体生态系统恢复过程中,第一步是先控制富营养化问题,具体方法包括:分流点源污染,对点源污染的过滤,用工程方法移走湖泊中的营养物质,改进农业耕作方式,减少施用化肥和农药量,改进洗衣粉等产品中的P量等。第二步是清除水体中已有的污染,具体包括:采用沉淀剂净化水体,用活性炭吸附污染物质,用微生物降解水中的有机质(含藻类),种植各种水生植物吸附营养物质(最好是重建挺水、浮水和沉水植物群落)。第六章 景观、区域与全球生态恢复问题:1、 景观生态恢复在程序上与生态系统尺度上的生态恢复有什么不同?图P173景观:由一组重复出现的
35、、具有相互影响的生态系统而组成的异质性陆地区域。(三个最主要特征:结构、功能和动态)景观水平的生态恢复既有一个降尺度分解过程,又有一个整合性尺度上升过程。降尺度分解过程:在确定系统边界时,除了确定整个景观的边界外,必须确定景观内不同生态系统(斑块)的边界,同时调查和诊断必须分别进行。整合性尺度上升过程:在考虑生态恢复方案时,必须综合考虑不同斑块生态恢复的功能过程及其相互作用,特别是能量流动、物质循环、种源交流等。景观水平比生态系统水平的生态恢复的规模效应会更强,规模的经济性同样存在于生态恢复中;景观水平的生态恢复行动比那些小斑块的恢复能造成更大的影响以引起公众的关注,通过对退化景观的恢复, 可
36、以取得显著的生态、经济和社会效益,从而有助于今后的持续开展与维护。2、 阐述景观异质性分析的一般过程与主要指标。P175131 生态恢复的异质性分析从基础信息源获得信息对景观类型进行分类,景观类型根据功能和形态划分为城市或居住地景观、农田景观、草地景观、林地景观、荒漠景观、水体、冰川积雪等。利用景观生态学常用手段对各类型景观的斑块进行处理,计算出各景观格局特征指标。对各项指标进行分析,得出各景观类型在研究区域内的作用程度、稳定程度、发展可能等定性定量分析结果,结合当地经济、生产和生活现状确立生态规划。 3、 生态区域尺度上的生态恢复有什么意义?P179有助于大尺度自然整合:生态区域常以流域作为
37、其自然范围、在自然流域范围中,尽管有不同的景观和不同的生态系统,然而它们通常具有相似的自然干扰因子,有助于认识流域中不同景观和不同生态系统的退化机制,以及对生态恢复与重建进行整合设计和管理。 在区域尺度上进行生态恢复,还有助于针对区域的共性问题进行治理。有助于区域经济发展:由于有大尺度的整合优势,有助于把生态建设和区域经济发展相结合;通过不同景观和不同生态系统的配置,有助于把产业链与生态链进行有机整合;有助于根据区域社会经济、自然和社会的特点,建立可持续的区域生态产业体系。4、 生态分区在区域生态恢复中有什么意义?如何进行生态分区。区域退化生态系统类型划分是区域生态恢复的重要环节,完成这一步骤
38、后,区域的生态恢复,一方面可以应用生态系统尺度上不同的生态恢复方法来开展,另一方面又可以在景观和区域的尺度上进行整合。区域生态恢复的分区原则主要有如下三点: 选定自然区域进行生态恢复 应以自然区域的不同空间层次进行分区 不同空间层次的自然区域应以流域作为分区依据 大区域尺度生态恢复,首先要进行的是进一步的生态分区。进行大区域尺度的生态分区,实施生态恢复时。有必要对小区域尺度的生态区作进一步的生态分区。主要以流域为依据5、 全球变化主要包括哪些方面?全球变化如何影响生态系统退化。全球变化包括了广泛的内容,主要是指气候变化、大气化学成分的变化导致全球大气环境的变化、生物多样性减少导致生态系统性质的
39、变化和土地利用格局与环境质量的改变等。6、 举例说明退化生态系统恢复对全球变化的反馈机制。P197(1)土壤利用方式的变化对土壤碳产生影响:(2)植被生态恢复对减缓全球变化的贡献:第八章 被破坏地的生态恢复问题:1、 废弃矿区生态恢复的难点是什么?废弃矿区生态系统有如下的退化特征。 生态景观被破坏 土地遭受严重污染 土壤被破坏 地下水和下游水质受到影响 生物多样性锐减 植物在矿地上的自然定居过程是极其缓慢的2、 简述废弃矿区复垦的技术模式植物在矿地上的自然定居过程是极其缓慢的,利用一定的技术措施开展人工恢复工作是十分必要的。141基质改良措施142植物种类选择 * 植物能在尾矿上长期定居,以期
40、获得持久的植被; * 对极端的基质具有耐性; * 速生性、高生物量,较快改善基质; * 能适应当地的气候条件,最好是乡土种; 143矿山废水的生态处理144植被的恢复145废弃矿区复垦 3、 简述污染土壤生物修复的含义。植物直接修复与间接修复有什么异同?污染土壤生物修复:将生态学、土壤学、植物学和环境工程学综合、扬弃而形成的技术方法,其成本低,效果好,不会破坏环境。植物修复技术有狭义的概念和广义的概念。狭义上的植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理
41、与生态修复目的,也就是通常所指的植物提取技术。广义上的植物修复技术是指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称。232直接利用植物修复技术 植物固定:植物固定是指利用植物活动来降低重金属的活动性,使其不能为生物所利用。如植物枝叶分解物、根系分泌物对重金属的固定作用,腐殖质对金属离子的螯合作用等过程。 植物挥发:植物挥发是指利用植物去除土壤中的一些挥发性污染物的一种方法,即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质,释放到大气中。植物挥发只适用于挥发性的污染物(如Se、Hg等)。 植物提取:通过种植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤中的有
42、毒有害物质并运移至植物的地上部分,收割地上部的物质后即可带走土壤中的污染物。 233人工诱导植物修复技术 利用基因工程促进植物修复技术(内因)传统的植物修复技术受到植物的生物量、生长速度、适应性和对重金属的选择性等因素的制约,表现出一定局限性。 化学添加剂强化植物修复技术(外因)化学诱导植物修复技术是向土壤中施加化学物质,改变土壤重金属形态,提高重金属的植物可利用性的一种技术。在化学诱导使用最多的化学物质是螯合剂,其余依次为酸碱类物质、植物营养物质以及共存离子物质。近年来还有植物激素、腐质酸、CO2及表面活性剂等。 4、 废弃石场生态恢复的难点是什么?简述废弃石场的主要构成。废弃采石场造成的生
43、态环境问题主要有: 水土流失严重 生物多样性减少 景观遭到破坏 生态安全问题突显一般废弃采石场的结构由以下4部分组成: 废石堆放场 余留边坡 平台或坑口迹地 石壁 33废弃采石场复绿的技术331爆破燕窝复绿法332阶梯整形覆土绿化法 树种选择; 确定覆土厚度; 确定阶梯高度; 确定阶梯宽度; 布设排水系统333挂网喷草技术 喷播基材; 保水剂及粘合剂用量; 挂网; 草种选择; 混播334喷混植生技术335香根草复合生态技术快速复绿法5、 阐述石油泄漏土壤地的生态恢复技术。6、 为什么说控制水土流失是侵蚀地生态恢复的关键环节?如何控制水土流失。P272(1) 水土流失导致土壤退化:水土流失是侵蚀
44、地退化的主要原因之一。它使土地质地趋于劣化,肥力降低从而造成土地退化。(2) 水土流失导致植被退化:土壤侵蚀过程中,植被也因冲蚀而流走,从而形成大片裸地。植被的结构、组成逐渐逆行演替,造成植被退化。7、 阐述沙化土地生态恢复步骤。有些地区沙化时间很久,单靠自然力难以恢复,则要采取人工植被恢复。有些轻度沙化的草场,只要科学确定载畜量,实行休牧、轮牧和禁牧制,让天然草场休养生息,就可以逐步提高其生产力和生态功能。 第九章 城市地区的生态恢复问题:1、 城市生态系统有什么特点?城市生态系统是社会经济生态复合系统,是市民与城市自然人工环境系统和城市社会经济系统相互作用而形成的多功能开发生态系统。(1)
45、 复合性:其组分包括自然生态系统的生产者、消费者和分解者还有复杂的社会结构和经济结构。(2) 多功能性:A.自然功能:与其他自然生态系统一样的能量流动和物质循环功能过程。B.非自然功能:与其他自然生态系统不一样的独有的能流和物流功能过程。(3) 特殊性:城市社会经济系统中能流的度量通常以货币为单位。其功能呈现特殊的空间特征,能流和物流往往是跨系统的。其功能过程主要不是以自然规律为导向,而是以社会和经济发展为导向。(4) 开放性:A.城市市民:数量、结构和空间分布均是流动变化的。B.城市系统:人工环境系统和自然环境系统均是开发和变化的。C.城市社会经济系统:非物质系统更有显著的开放特征。2、 简
46、述城市的主要生态环境问题。城市生态恢复有什么特点?主要生态环境问题:(1)三废:“三废”:废水(waste water)、废气(exhaust gas)和废渣(exhaust residue)。城市特别是大中城市是工业生产和人民生活集中的地域载体,也是生态环境矛盾的焦点。在人为的调控下,自然界大量的生活物质和工业原料供给和输入以维持城市的运转需要,但在城市运转过程中,工业生产与城市居民生活排出的大量废弃物,又常常超出城市区域生态系统的自然净化能力的,产生大量的三废。三废形态可以转化。三废是多种物质所组成。环境污染已经成为人类第一杀手。废气:大气污染(air pollution)的废气可分为气体
47、状污染物和气溶胶状污染物两大类,包括烟尘、黑烟、臭味和刺激性气体以及有害气体等。主要污染物有NOx、SO2、CO2、CO、NMHC、TSP、降尘和氟利昂等。废水:城市生活废水和工业废水中含有各种各样的有害物质,流入水体后即出现不同程度的污染。它们有些是有颜色的,有些则是透明洁白,难以从颜色上分辨。废水大体上可以归纳成如下几种类型:含有机物的废水;含无机物的废水;含有毒物的废水;含悬浮物的废水;含热废水;含色臭、味的废水;含多种成分的废水。在污染破坏的总损失中,水污染占52.38 %城市废物,按其不同的来源,主要可以分:城市生活垃圾;矿业废渣、冶炼废渣;工业垃圾;建筑工程及污水处理场等排出的固体废物。在工业生产过程中排出的固体废渣,主要有冶金渣、燃料渣、化