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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除1生态恢复(狭义):是帮助退化受损或毁坏的生态系统恢复的过程,它是一种旨在启动及加快对生态系统健康,完整性及可持续性进行恢复的主动性为。2生态系统的特点:(1) 生态系统是由生命物体与环境相互联系而成的一个综合系统;(2) 生物与环境长期协同进化;(3) 生态系统是发展变化的;(4) 生态系统是一个复杂的动态平衡体系(反馈调节制度);(5) 自然生态系统都是程度不同的开放系统。3生态系统类型:(1) 陆地生态系统:森林生态系统;草原生态系统;荒漠生态系统;农用生态系统;城市生态系统;(2) 水域生态系统:河流生态系统;池塘生态系统;海洋生态系统;
2、(3) 自然生态系统,半自然生态系统,人工生态系统;4恢复生态学:是研究生态系统退化的原因,退化生态系统恢复与重建的技术与方法及其生态学过程和机理的学科。5强调生态重建的原因:(1) 时间尺度跨度大 自然恢复需要较长的时间尺度,远大于人工重建所需的时间;(2) 自然恢复速度难以满足当前社会快速度,高建设的生态需求;(3) 积极生态重建促进恢复,因势利导,因地制宜,注重生态效益和经济效益的协调统一。6生态系统:在一定时间,空间范围内,生物群落及其生存环境通过物质循环和能量流动面相互作用,相互依存,所形成的具有一定结构和功能的有机整体。7生态系统功能:物质循环;能量流动;信息传递。8生态系统结构:
3、?9生态系统的组成(四个部分):生物环境(生产者;消费者;还原者);非生物环境。10食物链:生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被取食的关系在生态系统中传递,各种生物按其食物关系排列的链状顺序,称为食物链。11金属等有毒污染物在食物链中浓缩,产生的毒害作用具有生物放大效应生态碳循环的过程,以及水循环过程,氮循环过程,硫循环过程,P循环。12碳循环过程:?13温室效应:?14生态系统能量流动特点:(1) 越流越细:能量在流动过程中逐渐耗散;(2) 单向流动,不可逆。15生态系统的信息传递内容:(1) 营养信息:食物链为一个营养信息系统;(2) 物理信息:化学分泌物;(3) 化学信息:声,光
4、,色;(4) 行为信息:行为格式。16与植物有关的信息:(1) 阳光与植物间的信息联系;(2) 植物与植物间的信息流动,如他感作用;(3) 植物与动物间的信息流动,如次生代谢物(色,香,味)。17信息流动的过程:产生获取处理再生施放。18信息流特点:多样性;复杂性;类多;量大;未知因素多。19生态系统的稳定性:指生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。20生态系统的稳定性包括:抵抗力稳定性;恢复力稳定性。21生态系统的稳定性的原因:(1) 各营养级的生物数量多,占有的能量多;(2) 各营养级的生物种类多,食物网结构复杂;(3) 由于生态系统具有自我调节能力;22提高生态系统的稳定性
5、的意义:(1) 人类的生存离不开一个适宜稳定的生态系统;(2) 人类的发展离不开一个适宜稳定的生态系统;(3) 可持续发展离不开一个适宜稳定的生态系统;23生态系统的稳定性与生态平衡:如果开放系统具有能调节其功能的反馈机制,即具有某个理想状态点(位置点),进行反馈调节保持系统稳定,那么该系统称为控制论系统。24生态系统的稳定性与生态平衡的标志:(1) 结构上的标志:a一级结构缺损:生产者;消费者;分解者;非生物成分间结构;b二级结构缺损:生产者;消费者;分解者;非生物成分各自内部结构;(2) 功能上的标志:a能量流动受阻;b物质循环受阻;c信息传递受阻;25负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是
6、保持生态系统自我调节能力的基础或最主要基理。26抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰使自身结构功能维持原状的能力。27抵抗力稳定性高的生态系统特征:(1) 各营养级的生物数量多;(2) 各营养级的生物种数多;28恢复力稳定性:生态系统受到外界干扰使自身结构功能破坏后恢复原状的能力。29恢复力稳定性高的生态系统特征:(1) 各营养级的生物个体小,数量多,繁殖快;(2) 各营养级的物种类型少,物种扩张受到的制约等;(3) 物种变异能力强,能迅速出现适应新环境的新类型;30抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系:对一个生态系统而言,抵抗力稳定性与恢复力稳定性存在相反关系。(自己补图)31提高生态系统的稳定性
7、的措施:(1) 提高和保持生物的数量,提高抵抗的稳定性;(2) 保护草本,苔藓等的稳定性,保护耐受性强,繁殖快的小型动植物,提高恢复力稳定性;(3) 保护和建设各种不同的生态系统;32生态因子:环境因子中一切对生物的生长,发育,生殖行为和分布有直接和间接影响的因子。33生态因子的作用特点:a综合性;b主导因子作用;c阶段性;d不可替代和补偿性;e直接和间接作用。34限制因子:任何生态因子当接近或超过生物的耐受极限而阻止或强烈制约其生存,生长,繁殖或扩散时,这个因子就会成为限制因子。35最小因子定律(科比希):低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。36生态幅
8、:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受极限,即有一个生态上的最高点(上限)和最低点(下限),在这两点之间的范围称为生态幅或耐受范围。37所有生态因子构成生物的生态环境,特定生物体或群体栖息地的生态环境称为生境,其中包括生物本身对环境的影响。38群落演替理论:一个群落代替另一个群落的现象称为演替。必须要经过三个阶段:a植物繁殖体的传播;b植物的定居;c植物之间的竞争作用。39群落的演替类型:A. 旱生演替系列:(1) 地表植物阶段;(2)苔藓阶段 ;(3)草本植物阶段;(4)灌木阶段;(5)乔木植物阶段;B. 水生演替系列:(1) 自由漂浮植物阶段;(2)沉水植物群落阶段;(3)浮叶根生植物阶
9、段;(4)挺水植物阶段;(5)湿生草本植物阶段;(6)木本植物阶段;40原生演替:开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被并且没有任何植物繁殖体存在的裸露地表)上的群落演替。41次生演替:开始于次生裸地或次生芜原(不存在植被,但在土表或基质中保留有植物的繁殖体的裸地)上的群落演替。42按演替发生的方向:a顺行演替;b逆行演替;43生态位:物种在群落或生态系统中时间,空间上的位置和功能作用。物种占据生态位的大小可以从生态幅看出来。44生态位分化:两个物种生态位越接近,重叠越多,种间竞争越激烈,最终将导致一个物种灭亡或生态位分离。45利用生态位分化理论构建生态系统时应注意的问题及其具体如何操作?答:
10、每种生物在生态系统中总占有一定的空间和资源。(1) 在恢复生态系统时,需要考虑各物种在时间,空间(地上或地下)的生态位分化,引进物种尽量错开生态位,避免生态位重叠的激烈的种间竞争导致的生态系统不稳定,组建有多个物种组成的群落,充分利用时间,空间和资源,更有效地利用环境资源,维持生态系统稳定性;(2) 在构建人工群落时,可根据物种的生态位差异,将深根系与浅根系植物,乔灌草等合理搭配,以便充分利用光照,水,肥,气,热等资源,促进能量的转化,提高群落整体生产力,稳定性。46根瘤:固氮菌与豆科植物根系的互利共生关系。47生态适应性评价:从物种自然分布的环境条件,物种生理生态特征比较分析,物种抗逆性分析
11、,物种生态防护价值和经济价值,物种在群落中的作用及物种间的相互作用进行评价。48生态系统的结构理论:(1)物种结构:物种组成及比例关系;(2)营养结构:食物网和食物链;(3)空间结构:水平结构和垂直结构。49生物多样性:生命有机体及其赖以生存的生态系统综合性的多样性和变异性(生命形式的多样化和变异化的及生态复杂性)。50生物多样性理论包括遗传,物种,生态系统(及景观)多样性;51为什么多样性高的生态系统内高生产?答:种类出现的机会多,能量和营养关系多样化且稳定,抗干扰和入侵的能力强,资源利用效率高,同时,多样性导致群落的复杂性,空间结构也更为完整,也可导致生态系统功能的优化。52景观生态理论:
12、由斑块;廊道;基质三部分组成。53人为设计和自我设计理论的区别及各自的特征:(1) 人为设计理论:通过工程方法和职位重建可直接恢复生态系统,但恢复的类型是多样的,这一理论吧物种的生活史作为植物恢复的重要因素,通过调整物种生活史加快植被恢复,是在个体或种群层次上;(2) 自我设计理论:只要有足够的空间,退化生态系统将根据环境条件合理的组织自己,并最终改变其组分,恢复完全由环境因素决定,是生态系统层次上考虑。例:荷兰围海造田,这是恢复生态学自己产生的唯一理论。54集合规则:是定量描述群落集合特征及其影响因素的一个定量描述。强调从种内和种间关系,动物和植物的关系,以及功能群等水平和层次定量分析群落结
13、构的异同,重点说明其成因或过程。55生态恢复的机理(模型):ER主导思想是通过人为排除干扰,帮助重启,加速退化生态系统护肤到某种理想状态的过程。分类:(1)可自然恢复;(2)人工促进恢复;(3)重建恢复。56临界阈值理论:该理论假设生态系统有四种可选择的稳定状态,状态1是未退化的,状态2和3是部分退化的,状态4是高度退化的,恢复方向并不是单一的,也可能在几个方向间运行转换并达到复合运行状态。(自己补图)57适应性恢复:在地域上,理论上跨越边界,恢复生态学研究的生态系统尺度为基点,在景观尺度上表达。58护理诸位理论:(1) 种间的关系有:负效应(竞争);正效应(辅助,护理)和中性三种,种间关系是
14、形成生物群落基础和植物群落演替或恢复的重要动力之一。(2) 护理植物:能够在其冠辐下辅助或护理其他目标物种生长发育的物种。护理植物能够为目标物种提供较好的微环境和避难场所,利于种子萌发和幼苗定居。59目标植物:被护理的物种,选择的主要优势是自身的生态需求及其处理不适生境的能力,还有年龄和个体大小。60退化或受损生态系统:指在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的生态系统。61退化生态系统的成因及特征:(1) 自然因素:全球气候变化(如暖,干化);自然灾害(火灾,水灾等);外来物种入侵(包括人为引种后泛滥成灾的入侵)(2) 人为因素:过度垦殖;过度放牧;过度樵孚;过度孚挖;矿山开发;基础设施建设;
15、工农业污染;长期不合理的灌溉。62退化的一般过程:(1) 种群年龄结构不合理,优势种衰退;(2) 生产力下降,物种多样性锐减;(3) 植被盖度减少,土壤肥生物环境退化;(4) 植物几乎完全丧失,或荒漠状态。63干扰:群落外部不连续存在,间断发生的因子的突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波动,这种作用或波动功能引起有机物,种群或群落发生全部或部分明显变化,使其结构和功能受到损害或发生改变。64描述干扰的特性:干扰范围;频率和周期;干扰强度;时间尺度。65干扰的类型:(1)动态因素:自然,人为;(2)来源:内源,外源;(3)性质:破坏性,增益性;(4)形成机制:物理,化学,生物;(5)特征:局
16、部和跨边界。66六类人为干扰:化学物释放和积累;植物过度利用等土地改变;露天开采,采集;樵采;狩猎和捕捞;新干扰形成(旅游,探险)。67干扰的特点:广泛性;多变性;潜在性;协同性;累积性;放大性。68干扰的生态学意义:(1) 有利于促进系统的演化,生物退化过程重要的选择压力;(2) 是发生和维护物种多样性,保持生态系统平衡和稳定性;(3) 能调节生物与环境的生态关系。69退化过程的类型:(自己补充)70退化程度的表达方式:(1) 轻度,中度,重度,极度(一,二,三,四等级);(2) 可自然恢复,人工促进恢复,重建恢复等;(3) 退化程度与生态系统演替阶段相联系。71退化生态系统的特征:(1)系
17、统结构简单化;(2)生物多样性降低;(3)食物网破裂;(4)能量流动效率低;(5)物质循环不畅或受阻;(6)生产力下降;(7)系统稳定性低;(8)生态系统服务功能减弱。72退化生态系统的类型:裸地;森林采伐地;弃耕地;荒漠化;采矿废弃地;垃圾堆放场;污染受损水域。73退化生态系统恢复的重建原则:自然法则;社会经济技术原则;美学原则。74退化程度的诊断方法:单途径单因子诊断法;单途径多因子诊断法;多途径综合诊断法。75生态恢复评价的方法:直接比较法;轨迹分析;特征分析。76生态恢复完成的判定标准:(1) 恢复后的系统是否稳定,并且具有可持续性;(2) 是否具有较高的生产力;(3) 土壤水分和养分
18、条件是否得到改善;(4) 组分之间相关是否协调;(5) 所建造的群落是否能够抵抗新种的入侵。77生态系统恢复后的特征:A. 生物特征:(1)植物覆盖度提高;(2)生物多样性增加;(3)群落组成发生变化;(4)群落结构分层明显;(5)小型动物,土壤微生物数量和种类增加;(6)生产力提高;(7)食物链变长。B. 非生物特征:(1)土壤理化性状改善;(2)水土流失减少;(3)形成稳定的小气候环境;(4)景观斑块稳定性增加;(5)生态服务功能增加。78生态恢复的两类基本途径:(1) 生态系统没有超负荷消除压力自然恢复过程恢复;(2) 生态系统超负荷不可逆的消除压力79恢复受损生态系统的基本程序:(1)
19、 确定生态恢复对象和背景值调查;(2) 生态退化的诊断和分析(退化原因,类型,稳度等);(3) 制定恢复方案(恢复途径,优化方案,可行性分析);(4) 进行实地试验,示范和推广;(5) 建立后续管理和监测与调整;(6) 进行恢复重建效果预测和评价。80生态恢复技术体系分类:(1) 非生物或环境要素(包括土壤,水体,大气)的恢复技术;(2) 生物因素(包括物种,种群和群落)的恢复技术;(3) 生态系统(包括结构与功能)的总体规划,设计与组装技术;(4) 生态景观的恢复技术。81生态恢复的方法:(1) 所谓物种框架法是指距离天然林不远的地方,建立一个或一群物种,作为恢复生态系统的基本框架,这些物种
20、通常是植物群落演替早期或中期阶段的物种。选择标准:a抗逆性强;b能够吸收野生动物;c再生能力强;d能够提供快速和稳定的野生动物食物。(2) 最大多样性法:是指尽可能按照该生态系统退化前的物种组成及多样性水平种植物种进行恢复,需要大量种植演替成熟阶段的物种,忽略先锋物种。恢复地点的准备工作:a种子采集和种苗培育;b种植和抚育;c加强利用自然力;d控制杂草;e加强利用当地物种进行生态恢复的教育和研究。82生态护坡技术:刚性护坡技术工程技术;柔性护坡技术传统植物护坡技术植被。方法:(1)网格+植草护坡技术;(2)植被+挂网+客土护坡技术(喷播技术:湿法喷播/干法喷播);(3)植生带技术:纸质植生带,
21、植生袋技术。83草原生态系统受损原因:(1) 人为因素过度放牧,垦殖和污染等;(2) 自然因素我国草地区所处的自然环境条件恶劣,干旱,沙化,鼠害等自然灾害频繁发生。84受损草地生态系统恢复方法与技术:(1) 围栏弃护,轮草轮牧;(2) 重建人工草地;(3) 实施合理的牲畜育肥生产方式。85森林生态系统的主要恢复方法:(1)封山育林;(2)林分改造;(3)适当抚育;(4)林业生态工程。86退化原因:?87农田退化的原因及类型:?88模式(5个):?89草地生态系统的主要恢复方法与特点:?90湿地的功能:(1)调节区域的水循环及洪水,暴雨的影响;(2)调节区域及全球的C,N元素的生物化学地球循环;
22、(3)过滤和分解污染物改善水质;(4)防止土地侵蚀;(5)提供食物,商品和旅游点;(6)生物的栖息地及生物多样性的生境。91矿区废弃地的修复:A. 尾矿的综合利用:(1)从废弃物中进一步回收有价元素;(2)作为二次资源制取新形态物质;(3)用作井下采空区的填充材料;B. 污染堆的修复;C. 植被修复;D. 微生物修复;E. 矿区废弃地综合利用。1何谓退化生态系统?导致生态系统退化的原因有哪些?答:生态系统原有平衡状态被打破,系统结构功能发生变化并形成障碍,造成破坏性波动或恶性循环退化的生态系统。原因:自然干扰:可分为物理因素(火、洪水、地表运动等)、生物因素(捕食、哺乳动物挖掘等)人为干扰:传
23、统劳作式干扰、森林砍伐、草原开垦,工农业污染、环境破坏、探险、旅游、破坏原始森林、干扰南北极等。综合性干扰自然、人为双重干扰2简述人类对生态系统干扰的方式途径与特点,当前有什么新的发展趋势?答:(1)传统劳作方式对生态系统的干扰:a对森林和对草原植被的砍伐与开垦: 森林砍伐、草原开垦:森林退化,水土流失,生物多样性锐减b采集: 经济、药用、珍稀动植物资源锐减,物种灭绝c采樵: 地层养分减少,草原退化d狩猎和捕捞: 物种灭绝,种群数量降低,个体小型化;(2)工农业污染:最直接的干扰方式之一,环境破坏、水污染、大气污染、固废污染(3)不断出现的新干扰形式:如探险、旅游: 破坏原始森林、干扰南北极3
24、 生态系统退化的过程分为哪几种?其主要特征是什么?试举例说明。答:(1)突变过程 受到特别强烈干扰时,生态系统表现出的突然的退化过程特点:干扰力抵抗力,退化时间短,速度快,系统恢复力弱(2)跃变过程 受到持续干扰作用下,系统最初为表现出十分明显的退化或并未退化,但干扰持续、破坏性累积到一定程度,生态系统突然剧烈退化。 特点:干扰持续,作用时间较长,退化前期慢或未退化,后期突然加快,系统抵抗力逐渐丧失(3)渐变过程:干扰后,生态系统表现的退化速度较一致、退化程度逐渐加重的过程 特点:退化逐渐加重(4)间断不连续过程: 在周期性干扰作用下,生态系统表现的退化过程 特点:干扰存在,系统退化,在两次干
25、扰间隙(或无干扰),生态系统有一定复(5)复合退化过程:上述几种类型的组合退化过程 特点:退化过程决定于干扰作用强度、干扰时间、频率、规模等,还受制于系统本身自然特性(稳定性和抗干扰性)4如何诊断生态系统的退化程度?诊断的方法有哪几种?答:指通过生物途径、生境途径、生态系统服务功能途径、景观途径、生态过程途径及途径之间的相互关系等途径对生态系统的组成、结构、功能与服务等方面进行诊断、判别,并以轻、中、重、极度或一、二等级;可自然恢复、人工促进修复、重建修复等集中退化程度或者用退化程度和生态系统的演替阶段相联系的表达方式来确定退化程度,从而进行定性或定量评价诊断的方法有:(1)单途径单因子诊断法
26、:选用某个诊断途径的某个指标进行诊断,如生物途径的指示生物法(2)单途径多因子诊断法:选用但诊断途径的多个指标进行诊断(3)多途径综合诊断法:选用2个或2个以上诊断途径5常见退化生态系统的类型有哪几种?比较退化生态系统与正常生态系统的特征。答:类型:(1)裸地(Barren):光板地,极端环境条件形成,可分为原生裸地、次生裸地(2)森林采伐迹地:人为干扰形成,退化程度与采伐程度相关(3)弃耕地:人为干扰形成,退化程度与弃耕时间有关;(4)沙漠(desert):自然或人为干扰形成;(5)废弃地(derelict):人为干扰,分为工业废弃地、采矿废弃地和垃圾堆放场(6)受损水域:人为干扰特征:(1
27、)生物多样性变化:优势种消失,共生种消失,从属种相继消失,其他适应生态改变的先锋种侵入、滋生,多样性性质变化,价值降低(2)层次结构简单化:种类组成发生变化,优势种群异常,群落结构矮化,整体景观破碎(3) 食物网结构变化:层次结构简单化及事物网破裂,食物链缩短,部分链断裂,单链营养关系增多(4)能量流动出现危机: 能量转化及传递效率随之降低,光能固定作用减弱,能流规模降低,捕食过程减弱,能流损失加大(5)物质循环发生不良变化:生物循环周期变短,周期率降低,物质循环减弱,活动库容量减小,物质大循环功能减弱,环境退化(6)系统生产力下降:光能利用率减弱;净初级生产力降低;次级生产力降低(7)生物利
28、用和改造环境的能力弱化、功能衰退:固定、保护、改良土壤及养分能力弱化;调节气后能力弱化、水分维持能力弱化、防风固沙能力弱化、净化空气、美化环境能力弱化(8) 系统稳定性下降6概述中国退化生态系统的现状与特点。答:森林生态系统退化现状:随着工业化发展、自然灾害、尤其人为的破坏因素,大片森林遭到破坏,出现以下退化特征:(1)森林覆盖率有所增加,天然林、成熟林蓄积量持续下降 (2)森林生态系统结构简单,年龄构成不合理(3)森林生态系统破碎化程度高,人为破坏严重水土流失现状:中国国土面积的2/3为承载力差的土地,是世界上水土流失最为严重的国家之一,水土流失遍及全国,各地流逝的程度差别很大,总体上是强度
29、高,发展快,成因复杂,危害严重。目前水土流失面积味367万公顷,占国土面积38.2%,而且还以每年一万公顷的速度增加,同时流入河流的泥沙适合床升高,湖泊萎缩。土地荒漠化现状:中国是荒漠化严重的国家之一,荒漠化土地面积262万公顷占国土面积的27.3%,且以2460km2/a的规模发展。人类对水土、动植物资源使用不当,人口激增对现有土地生产的压力,社会管理体制的不善及政策上的失误等复杂的社会经济因素,使得中国土地荒漠化家具的局面一时无法得到根本改观湿地生态系统退化现状:今50年来中国湿地退化和丧失以惊人的速度递增。中国最大的沼泽区三江平原,建国以来开坑湿地289万公顷,长江下游进30年围垦丧失湖
30、泊面积12万公顷,洞庭湖有50年代初的4300hm2,减少到现在的不足2270hm2.而且5090年代围垦海岸湿地119万公顷,东南沿海的红树林湿地面积从2.12万公顷锐减到1.01万公顷。第二章=生态恢复1如何理解生态恢复的概念?生态恢复的最终目标是什么?生态恢复有何意义?答:概念:在生态学原理指导下,以生物修复为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合、使之达到最佳效果和最低耗费的一种修复污染环境的方法。最终目标:提高生态系统的生产力或服务功能,保护、改善和恢复良好的生态环境,为社会经济发展提供持续的资源和环境基础。意义:资源的需要需要增加作物产量满足人类需要;环境变
31、化的需要人类活动已对地球的大气循环和能量流动产生了严重的影响;维持地球景观及特种多样性的需要生物多样性依赖于人类保护和恢复生态环境;经济发展的需要土地退化限制了国民经济的发展。2简述生态恢复的三个层次,分析每个层次生态恢复的关键是什么?答:一、特种层次:(1)遗传多样性模式(2)遗传类型的选择:a乡土种与非乡土种b个体数量 这个层次关键是恢复物种的聚集地的种群,而不是恢复生态系统的功能。二、种群层次:(1)影响因素a栖息地的损失与破碎b小种群问题c特种对栖息地毁环的反应 这个层次关键是恢复最终产物必须是能自我维持的种群或群落。三、景观层次:a边缘与中心种群b地形联系3生态恢复的理论基础有哪些?
32、如何理解生态恢复是理论性与实践性的结合?答:理论基础:限制性因子理论:寻找生态恢复的关键因子。热力学定律:确定生态系统能量流动特征。种群密度制约及分布格局原理:确定物种的空间配置。生态适应性理论:尽量使用乡土种进行生态恢复。生态位理论:合理安排生态系统中物种及其位置。演替理论:缩短恢复时间;极端退化的生态系统恢复时,演替理论不实用,但有指导作用。生物入侵理论:恢复退化生态系统时,应考虑引进物种对原有物种的竞争与干扰、进化与适应等问题。生物多样性理论:引进物种时应强调生物多样性,生物多样性可能导致恢复生态系统的稳定性。缀块-廊道-基底的景观格局理论:从景观层次考虑生境破碎化程度和整体土地利用/土
33、地覆盖变化。5谈谈对自我设计与人为设计理论的认识。答 :自我设计理论(Self-design theory):在足够的时间内,随着时间进程,退化生态系统将根据环境条件合理地组织并会最终改变其组分(自然恢复演替)。人为设计理论(Design theory):通过工程和植被重建恢复退化生态系统,但恢复类型可能是多样的(人为恢复演替)。这一理论把物种的生活史作为植被恢复的重要因子,并认为通过调整物种生活史的方法就可以加快植被的恢复。 这两种理论的不同点在于:自我设计理论把恢复放在生态系统层次上考虑,未考虑到缺乏种子库的情况,其恢复的只能是环境决定的群落;而人为设计理论把恢复放在个体或种群层次上考虑,
34、恢复的结果可能有多种。这两种理论均未考虑人类干扰在整个恢复过程中的重要作用。1温带森林的特征对生态恢复会有哪些影响?答:成熟的温带天然林的一般特征包括:不规则的树冠层结构、存在天然树种、古老的树种保存完好、大量的枯木和相对未受人类活动干扰的土壤等。(1) 枯木:占据了森林5%-10%的部分空间,影响着生态系统的营养级的植物区系分布;(2) 关键种:这些物种经常被看作是成熟生境的标志,由于其相对稀缺性及属性特点,它们对于森林生态系统的形成至关重要,一些种类的还可以作为生态系统恢复的指示器;(3) 大生境要求的物种:森林的破碎化会使这些物种变得很脆弱,在较小的森林斑块内很可能会灭绝;(4) 森林“
35、内部”的物种:可作为森林生态系统的恢复的指示生物,也是恢复性管理的天然目标。2温带森林恢复影响因素有哪些?应如何制定恢复计划?答:影响因素有:(1)气候变化和污染:严重影响了森林的结构;(2)破碎化和商业砍伐:增加了森林内部的特种的脆弱性,限制了它们的扩散和迁移,也限制了营养物质的循环。破碎化还提高了边缘与内部的相对比例。制定恢复计划,应考虑目标的可行性,包括: (1)恢复的控制点了解林地以前的生境状况,制定保护目标(2)林地的选择和适合性考虑现有的资料记录、林地范围、大小、自然性等对于非指定地点的选择出了考虑恢复潜力,还应考虑:a具有成熟林特征; b多样的树冠层组成c存在入侵能力较差的“指示
36、物种”;d大的密集区,能满足核心物种最小动态平衡面积需求并保持自然干扰动态变化e具有良好历史记录; f远离人类;g很少或无外来种; h与周边林地有联系(3)适度的人类干扰:如建立保护区;(4)确定恢复区域的大小:有效的保护区必须具有足够的面积保持物种生存与灭绝间的平衡4热带雨林生态恢复的限制因素有哪些?请列举促进热带雨林恢复的几种方法。答:恢复的限制因素:(1)种子的可获取性; (2)种子萌发率;(3)竞争注意入侵物种;(4)微气候和火烧影响树苗的存活和生长;(5)土壤营养物和微生物群落;(6)食草动物;(7)社会因素。加速恢复的策略:(1)种植本地种树苗:种植生长快、耐干旱、能在低营养水平下
37、生长的本地物种,提高恢复进程多样性,改善土壤结构和土壤营养物质的可利用性(2)种植非本地种树苗作为保护树:须考虑入侵性、潜在扩散能力、改变土壤化学成分能力等(3)残存树的作用和小面积种树:残存树改善生境质量,促进恢复(4)种植灌木:改善热带草地不利条件,促进演替;(5)建造人工鸟栖结构:适用于缺乏残存树种的系统;(6)去除现存植被:高度的外来牧草和早期演替植被会妨碍林地恢复,需去除;(7)火烧:注意其破坏性。1. 何谓石灰质草地?石灰质草地的恢复对于草地生态系统的恢复有何重要意义。答:石灰质草地是在起源于有碳酸钙组成母质的土壤发展起来的草地。石灰质草地的恢复意义在于能够维持物种的丰富度和密度,
38、也维持相当密度的动物,同时也适宜放牧,因此石灰质草地具非常高的生态价值。2. 简述石灰质草地恢复的限制因素、技术方法及途径。答:限制因素:主要限制是缺乏植物繁殖体而且繁殖体的迁移速度慢,以及环境条件恶劣和基础资源的缺乏。(1) 土壤和土壤的肥力 在裸岩上进行恢复,通常需要添加土壤、土壤有机质和一些固氮的豆科植物来刺激恢复过程,如果没有这样的投入,初始的一系列过程将十分缓慢。(2) 灌木入侵 灌木入侵草地是有害的,因为少数大型木本植物在群落中占据优势将会抑制其他物种及地面层物种的生长,从而降低整个地区的生物多样性。(3) 植物繁殖体的可获性 石灰质草地群落中物繁殖体的可利用性是恢复的主要限制因子
39、。目标物种有两个自然来源:种子库和种子雨。(4) 无脊椎动物扩散和迁移的限制 (5) 进行生态恢复的项目中遇到的目标冲突的问题具体的恢复技术:(1) 通过移除生物量降低土壤营养水平 要在生产力或现存量很高的石灰质草地上进行恢复首先应将收获物移除以降低生产力,然后才有可能发育更多样的植被。(2) 施肥 草地施肥是退化草地恢复的重要措施,施肥可以提高目标产量,也能通过提高粗蛋白含量二改善牧草品质。(3) 火烧和表土剥离 火烧处理增加了羊草和豆科植物等优质牧草的产量,提高它们在生物群落中的比例,从而草场质量。剥离表土:降低肥力和种子密度。(4) 放牧 春天和秋天集中放牧,草地上植物和无脊椎动物的丰富
40、度最大,夏天减少放牧强度有利于植物开花和生长种子,并和无脊椎动物最活跃的时间一致。(5) 收获 收获植物并移除收获物是一种可接受的放牧代替法。(6) 播种混合种子 是建立期望植物群落更快、更可靠的方法,种子组成应反映所选择的群落的恢复目标,适合当地的气候和地形条件。(7) 空位播种 在裸地上播种建立新的群落,将有很多优点,更加实用更加经济。(8) 控制杂草 (9) 使用看护植物 能够抑制杂草以保护生长慢的多年生植物建群。(10) 控制优势草类 (11) 搬迁整块草皮 恢复石灰质草地的途径:(1) 改良灌木 灌木密度低、灌木间的开放草地被保留下来的地方比相反条件的地方容易恢复。(2) 加强管理
41、(3) 无植被裸地上草地的重建 1、简述河岸带生态系统的特殊功能以及在河流生态恢复中的意义。特殊功能:生物多样性的潜在濒危区,连接分散生境斑块的廊道功能;生长在河岸的林地、灌木或草地的缓冲带功能;河岸植被对河岸侵蚀的护岸功能。意义:河岸带是河流的主要结构,河岸带的改变会造成洪灾,水质恶化和生物多样性减少等问题。2、人类对河流生态系统的潜在生态影响有哪些?减少河岸带生境的多样性;机械的清除了动植物群落、现存鱼类和物种多样性锐减、限制了及时自然恢复、增加了外来物种生存适应性;直接损失树木,减少鸟类、哺乳类和昆虫生境的结构复杂性,尤其是河道大量木质碎屑的消失使生境复杂性下降,相应的对鱼类等生物产生潜
42、在影响;河岸带生境消失代之以城市建筑,改变了自然状况下的河流流量、影响了河内动物群落并使河岸带植被萎缩。9、根据你所熟悉的一条河流或一块湿地的现状,提出一个生态恢复的方案(包括目标、原则、方法与步骤等)。南淝河生态修复工程方案:1)工程目标与原则:使南淝河恢复健康状态,具体是河流自身的结构相对稳定和完善,包括充足的水量、良好的水质、稳定的河道形态等;河流的自然功能和社会服务功能正常发挥。根据实际调查研究, 南淝河服务功能定位为区域排水、生态景观河道。2)恢复方法:水体生态功能修复。南淝河的污染类型为有机污染, 经清淤后仍会有部分污染物质由河底释放出来造成水体的再次污染。因此,应采用不同于一般的
43、方法修复水体。南淝河作为排水通道不能采用以大量植物为主体的植物修复技术,以避免阻碍排水;作为重要景观河道必须在考虑修复效果的同时还需考虑视觉美观的功效,少量的植物绿化效果较好。微生物在有机污染物分解中发挥的作用很大,水流因受闸、坝控制流速不会很大,亦不会影响植物生长。综合考虑南淝河的服务功能定位及水流特征,确定采用植物与微生物栽培技术相结合的处理技术修复独河水体,此技术也是整治景观河道较理想的方法。3)工程恢复步骤:清楚河道淤泥,防止二次污染建设生态护坡,避免河岸冲刷、绿化美化环境建设滨水景观,集休闲、观赏、文化、防护等功能于一体2. 红树林生态系统恢复的技术和方法有哪些?举例说明。红树林的自
44、我恢复:红树林具有较高的生产力,但对人为干扰很敏感。当水文条件不受破坏,且附近红树林的繁殖体传递不受阻,可实现自我恢复。否则恢复过程非常缓慢。广东省最大的红树林保护区是湛江红树林国家级自然保护区。“广东沿海红树林生态系统恢复与重建技术研究”项目就是以湛江红树林国家级自然保护区为基地展开的。红树林的人工恢复:对红树林进行生态恢复,必须事先进行可行性研究,根据红树林种类的适应性,进行物种特性、宜林地勘测,潮汐、海流和土壤性质,海水盐度的综合调查和试验,才能实现红树林生态修复,其中有:胚轴造林:将红树林树种胚轴直接栽入土壤基质,插入深度约为胚轴的1/3-1/2。适用于大型繁殖造林。容器苗造林:用聚乙
45、烯薄膜袋在海上苗圃种育苗培育相应规格容器苗栽植。天然林造苗:直接从红树林群落挖来天然苗进行移植造林,但由于移植技术所限,成活率不高。生态修复学是一门关于生态恢复(Ecological restoration)的学科。是生态学的分支应用,但它又与环境学、地理学、林学、农学、草地学、湿地学、海洋学等多学科交叉。具有较强的理论性和实践性。生物群落与自然环境取得平衡的自我维持系统,各组分达到动态平衡正常生态系统生态系统在自然干扰或人为干扰或二者共同作用下发生位移,导致生态要素或生态系统整体发生不利于生物和人类生存的量变和质变,生态系统原有平衡状态被打破,系统结构功能发生变化并形成障碍,造成破坏性波动或
46、恶性循环退化的生态系统生态修复:在生态学原理指导下,以生物修复为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合、使之达到最佳效果和最低耗费的一种修复污染环境的方法。生物修复:利用天然存在的或认为培养的转型为生物对污染物的吸收降解等功能,将环境中有毒污染物质转化为无毒物质甚至于彻底去除的环境污染修复技术。植物修复:利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发和转化降解的作用机制来清除环境中污染物质的环境治理技术。物理修复:根据物理学原理采用一定的工程技术使环境中污染物部分或彻底去除或转化为无害形式的一种环境治理方法。化学修复:利用加入到环境中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应,使
47、污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术。在众多的生态(环境)因子中,任何接近或超过某种生物的耐受极限,而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子,叫做限制因子。生态修复的成功标准:有关生态恢复成功与否的指标和标准尚未建立,但以下问题应重点考虑:新系统是否稳定,并具有可持续性;系统是否具有较高的生产力;土壤水分和养分条件是否得到改善;组分之间相互关系是否协调;所建造的群落是否能够抵抗新种的侵入(因为侵入是系统中光照、水分和养分条件不完全利用的表现)全球变化:地球生态系统在自然和人为变化影响下导致的所有全球问题及相互其作用。湿地:不论是天然或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水水体,包括低潮时水深不超过6米的水域。红树植物是指生长在热带沿海潮间带泥泞及松软土地上所有植物的总称赤潮是由