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1、第五章退化森林生态系统的恢复与森林游憩?1什么是生态恢复?生态恢复的基本模式与途径有哪些?2退化生态系统恢复的理论基础与基本原则。?3判断退化生态恢复成功的标准体系与主要指标有哪些?4次生林恢复的主要技术措施有哪些?5退化森林生态系统的恢复与森林游憩的关系怎样?第五章退化森林生态系统的恢复与森林游憩?天然林保护工程概论张佩昌，周晓峰，王风友等中国林业出版社，1999?林业生态工程学-林草植被建设的理论与实践王治国,张云龙等中国林业出版社2000?恢复生态学研究进展与我国发展战略生态安全与生态建设彭少麟气象出版社2002 第五章退化森林生态系统的恢复与森林游憩?本章主要讲述生态恢复的基本含义、理
2、论基础及目标；退化森林生态系统恢复与重建的基本原则与技术体系；?讲述退化森林生态系统恢复与重建成功的标准与措施；退化森林生态系统恢复与森林游憩发展之间的关系。第五章退化森林生态系统的恢复与森林游憩?现代生态系统的退化，很大程度上是人为不合理的利用自然资源特别是水资源、森林资源和土地资源造成的，而生态系统的退化，又给人们的生产和生活带来了诸多不便，不但影响着生态系统本身的生态安全，同时也影响到社会的稳定。全球每年进行生态恢复(ecological restoration)投入的经费多达100 亿一 224 亿美元.?在社会生产力水平不断提高的社会历史条件下，人为因素对生态系统的影响力将日益巨大。
3、生态恢复已成为人类社会共同关注的焦点。5.1 生态恢复的基本内容?联合国环境规划署的调查表明：全球有 20X108hm2 的土地已经或正在退化，占全球有植被分布土地面积的17，其中退化最为严重的地区主要在干旱、半干旱区和热带雨林地区，这些地区往往是经济不发达或贫困地区。全球荒漠化土地超过36X108hm2，占全球干旱地面积的70。全球退化的热带雨林面积有4.27X108hm2，中国处于退化状况的生态系统面积占国上面积的45以上,目前大部分仍在继续恶化.5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?退化生态系统(degenerate ecosys
4、tem)是指生态系统的结构与功能在干扰的作用下产生了位移，发生了较大变化和障碍，打破了原有生态系统的平衡状态；形成破坏性波动或恶性循坏的不稳定状态。退化生态系统物种种类组成贫乏,系统结构简单，功能衰退，生产力低下，自身恢复的速度缓慢,必须先排除持续性的干扰，才能启动恢复(赵平；彭少麟等1998)。?生态恢复的对象就是退化(受损)生态系统。5.1 生态恢复的基本内容名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 28 页 -?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?围绕生态恢复的目标、现实意义及可行性等因素,人们对生态恢复的含义产生了许多不同的表述。?(
5、1)强调受损的生态系统要恢复到理想的状态.?美国自然资源委员会认为的使一个生态系统回复到较接近其受干扰前的状态即为生态恢复，相关术语主要有restoration、reclamation 等，即恢复到原先未受损伤的、完整的状态十或意指将被干扰和破坏的生境恢复到使它原来定居的物种能够重新定居，或者使与原来物种相似的物种能够定居。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?Egan(1996)认为生态恢复是重建某区域历史上曾有的植物和动物群落，而且保持生态系统和人类传统文化功能持续性的过程。?此种观点的人们认为生态恢复就是模拟某一特定生态系统的结构
6、、功能、多样性及其动态特征，通过人为干扰建立一个原始的、过去曾经有过的生态系统。然而，受确切地掌握某一地区原始存在的生态系统的结构与功能特征很难，以及恢复时间太长；生态系统中关键种的消失、费用高等现实条件的限制；使得建立一个包括所有物种在内，与本地区原始生态系统完全一样的群落是非常困难的。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?（2）强调生态恢复是一个过程的概念?相关术语主要有remedy 意为修补、挽救，调整、优化，着重于过程，而不是要达到顶极状态。?Diamond(1987)认为生态恢复就是再造一个自然群落，或再造一个自我维持、并保持
7、后代具有持续性的群落。?这类观点认为生态恢复是一个通过各种技术措施使退化生态系统向着生态好转前进的努力过程，虽然也有比较明确的目标(比如是恢复到一个中间和比较稳定的状态)，但并不刻意追求恢复要达到系统的原始状态，因此具有较大的现实性和可操作性，得到包括中国在内的许多国家学者的认可。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?（3）强调生态整合性恢复?这类观点的相关术语主要有rehabilitation、revegetation 等，前者强调根据土地利用计划，将受干扰和破坏的土地恢复到具有生产力的状态，确保该土地保持稳定的生产状态，阻止和避免对
8、周围生态系统施加更进一步的负面影响，不再造成环境恶化，并与周围环境的景观保持一致，具有经济、美学、生态等多重价值。(龙子湖)?revegetation 强调恢复一个生态系统的任何部分和功能，或者是恢复到其原来的土地利用类型。比如将一开垦的草场从农田恢复到草地。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.1 退化生态系统与生态恢复?从上述对生态恢复含义的理解可以看出，生态恢复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系，把受损的生态系统返回到它先前的、或类似的、或者有用的状态，最终使生态名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 28 页 -系统明
9、显地融合在周围的景观中，或看上去类似，或者起的作用与可以接受的某一熟悉的环境相似。?生态恢复并不是自然的生态系统次生演替，它强调人类的主动作用，是人们有目的地对生态系统进行的改建活动。生态恢复ecological restoration?通过人工方法，按照自然规律，恢复天然的生态系统。?“生态恢复”的含义远远超出以稳定水土流失地域为目的种树，也不仅仅是种植多样的当地植物，“生态恢复”是试图重新创造、引导或加速自然演化过程。?生态恢复的目标不是要种植尽可能多的物种，而是创造良好的条件，促进一个群落发展成为由当地物种组成的完整生态系统。或者说目标是为当地的各种动物提供相应的栖息环境。?方法有以下两
10、种:框架物种方法framework species method?建立一个或一群物种，作为恢复生态系统的基本框架。?这些物种通常是植物群落中的演替早期阶段（或称先锋）物种或演替中期阶段物种。这个方法的优点是只涉及一个（或少数几个）物种的种植，生态系统的演替和维持依赖于当地的种源（或称 基因池 ）来增加物种和生命，并实现生物多样性。?因此这种方法最好是在距离现存天然生态系统不远的地方使用，例如保护区的局部退化地区恢复，或在现存天然斑块之间建立联系和通道的时候。应用物种框架方法的物种选择标准?抗逆性强：能够适应退化环境的恶劣条件。?能够吸引野生动物：叶、花或种子能够吸引多种无脊椎动物（传粉者、分解
11、者）和脊椎动物（消费者、传播者）。?再生能力强：具有 强大 的繁殖能力，能够帮助生态系统通过动物（特别是鸟类）的传播，扩展到更大的区域。?能够提供快速和稳定的野生动物食物：能够在生长早期（25 年）为野生动物提供花或果实作为食物，而且这种食物资源是比较稳定的和经常性的。最大多样性方法maximum diversity method?尽可能地按照该生态系统退化以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，先锋物种被忽略。这种方法适合于小区域高强度人工管理的地区，例如城市地区和农业区的人口聚集区。?这种方法要求高强度的人工管理和维护，因为很多演替成熟阶段的物种生长慢，
12、而且经常需要补植大量植物，因此需要的人工比较多。最大多样性方法maximum diversity method?采用最大多样性方法，一般生长快的物种会形成树冠层，生长慢的耐荫物种则会等待树冠层出现缺口，有大量光线透射时，迅速生长达到树冠层。?可以配种10%左右的先锋树种，这些树种会很快生长，为怕光直射的物种遮挡过强的阳光，等到成熟阶段的物种开始成长，需要阳光的时候，选择性地砍掉一些先锋树，砍掉的这些树需要保留在原地，为地表提供另一种覆盖。留出来的空间，下层的树木会很快补充上去，过大的空地还可以补种一些成熟阶段的物种。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.2 生态恢
13、复的理论基础?生态恢复的理论基础是恢复生态学。内容主要包括 限制性因子原理、热力学定律、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性原理、生态位原理、演替理论、植物入侵理论、生物多样性原名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 28 页 -理、缀块 廊道 基底理论 等。?从这些理论出发，人们总结出了指导生态恢复的具体理论，即自我设计理论：self design theory)与人为设计理论(artificial design theory)。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.2 生态恢复的理论基础?自我设计理论认为只要有足够的时间，退化生态系统将
14、根据环境条件合理地组织自己并最终改变其组分。?人为设计理论认为，通过工程方法和植被重建可直接恢复退化生态系统复的类型可能是多样的。这一理论把物种的生活史作为植被恢复的重要因子，认为通过调整物种生活史的方法就可加快植被的恢复。?自我设计理论把恢复放在生态系统层次考虑，较少考虑种子库缺乏的情况，其恢复的只能是环境决定的群落，是生境和繁殖材料条件较好地区生态恢复措施（如封山育林等)的主要理论依据。人为设计理论把恢复放在个体或种群层次上考虑，恢复的途径和结果可能多样化。对于严重退化生态系统的恢复主要依据这种理论进行。生态恢复的理论基础的介绍?问题：什么是群落？生态位（niche）?问题：什么是生态位？
15、?指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系.如上层植物,下层植物等.?物种的生态位不仅决定于它们在哪里生活，而且亦决定于它们如何生活以及如何受到其他生物的约束。?生态位的概念不仅包括生物占有的物理空间，还包括它在群落中的功能作用以及它们在温度、湿度、土壤和其他生存条件的环境变化梯度中的位置。生态系统的组分?建群种 constructive species：生态系统结构特征的建造者。一般为优势层的优势种植物，如云杉林?优势种 dominant species:生态系统中个体数目多、盖度大、生活能力强的植物种?关键种 keystone species:生态系统中对
16、于生物多样性和生态系统稳定性起重要作用的种类。如果它们消失或者削弱，整个生态系统就可能发生根本性的变化物种扩散?被动扩散风力：3000 米太平洋高空有蜘蛛、螨、昆虫及多种植物的孢子和种子水：动物活动：有些植物繁殖体具钩、刺、芒、黏液等依附在动物体上传播；有的则种皮坚硬或是浆果，靠动物吞食后到处扩散?主动扩散飞行、洄游果干裂后其种子向四周弹出名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 28 页 -根茎蔓延定居?包括发芽、生长和繁殖三个阶段最迅速定居成功的是扩散力强、对环境条件耐受幅度大（生态位宽）的物种。先锋物种：生态群落中具有开拓新区能力的物种，随先锋物种进入新区的是昆虫、螨
17、类等开拓性动物，生态位相对狭窄的物种往往在群落形成的后期出现。必须要有一定数量的个体同时扩散到一个新区，使其具有交配和繁殖后代的机会，能够建立一个新的种群竞争?定居者的命运，部分地由抵达同一新区的其他竞争种的能力决定对空间、营养或食物资源的竞争会不断加剧，竞争成功者在群落中立足、发展，失败者则遭受抑制。这种竞争随时间的推移会逐渐达到平衡，保留在生态系统中的物种各自占据其独特的生态位，使资源的利用更加有效。群落演替succession?定义：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。?按演替发生的起始条件原生演替primary succession 开始于原生裸地上的群落演替次生演替s
18、econdary succession 开始于次生裸地上的群落演替?按演替起始的基质性质水生演替hydrorarch succession 开始于水体的演替，一般都发展到陆地群落旱生演替xerarch succession 从干旱基质上开始的演替，一般能够发展成水分适中的群落类型群落演替succession?按控制演替的主导因素内因性演替 群落中的生命活动结果使其生境得到改造，然后促进演替不断向前发展外因性演替 由于外界环境因素作用引起的演替。如气候、地貌、土壤、火或人为一切源于外因的演替最终都是通过内因演替来实现的，因此，内因演替是群落演替的最基本和最普遍的形式群落演替succession?
19、按时间进程还可按照演替发生的时间进程千年演替 如：北美密执安湖边从裸露的沙丘到稳定的森林群落的演替世纪演替 几十年到百年，如云杉林被砍伐后的恢复演替快速演替 几年到十几年，如草原上面积不大的弃耕地从干旱环境开始的原生演替系列?裸岩表现的生态环境异常恶劣：没有土壤，光照强，温差大，十分干燥?地衣植物阶段：壳状地衣 叶状地衣 枝状地衣 苔藓微生物 微小动物（螨）?苔藓植物阶段：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 28 页 -苔藓积累土壤螨等腐食性或植食性无脊椎动物 极少的大型动物（驯鹿）从干旱环境开始的原生演替系列?草本植物阶段：苔藓 蕨类植物 一年或二年生草本植物多年生
20、草本植物土壤微生物 小型土壤动物植食性昆虫 肉食性昆虫、蜘蛛大型食草动物?灌木阶段喜光阳性灌木 吃浆果、栖灌木的鸟类中小型哺乳动物数量增多?乔木阶段阳性乔木 耐荫种类 阳性灌木和草本植物消失大型动物定居从水体开始的原生演替系列?淡水湖泊只有在水深少于5-7 米的湖底才开始有较大型的水生植物生长。?自由漂浮植物阶段：漂浮植物残体及矿质颗粒沉积?沉水植物阶段：5-7 米水深处先锋植物群落轮藻属植物进一步抬升湖底，2-4 米时，金鱼藻、狐尾藻、眼子菜、黑藻、茨藻等出现，湖底抬升速度加快?浮叶根生植物阶段：睡莲科和水鳖科出现，将沉水植物向水深处排挤，湖底抬升速度更快从水体开始的原生演替系列?直立水生植
21、物阶段：芦苇、香蒲等。茂密的根茎使湖底迅速抬升出水面，开始表现陆生环境特点?湿生草本植物阶段：在有机质丰富的潮湿环境中沼泽植物莎草科和禾本科中湿生种类开始生长。但水位的降低和地面蒸发，土壤很快干燥，湿生的草类亦很快地为旱生草类所代替?木本植物阶段：喜湿的灌木树木 森林。由于树木的“水泵”作用，地下水位进一步降低。森林地被物（枯枝落叶、地表植被等改变土壤条件）群落演替的特征?方向性：不可逆低等生物 高等生物小型生物 大型生物生活史短 生活史长群落空间结构从少到多生态系统营养级从低到高种类竞争从无到有，到激烈，最后趋向于动态中的稳定群落演替的特征?演替速度初级群落的形成时间常常是漫长的竞争开始之后
22、，物种更换变得十分频繁，数年和数十年就更换一系列物种最适合当地环境的种获得主导地位，从而使演替速度缓慢下来?演替中的“利他效应”自身的发展创造不利于自己生存的因素推进演替的发展演替顶级climax?任何一类演替系列，虽然发展速度不同，最终结果是达到一个相对稳定的状态，这个终点被称名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 28 页 -为演替顶级或顶级群落。即生态系统在气候条件不变的情况下（排除季节性波动）趋向于达到的长期保持恒定的成熟状态。?恒定状态有两种群落恒定性演替周期性演替周期性演替?石楠群落 石蕊（一种地衣）熊果 石楠?斯匹次俾尔根群岛的驯鹿波动周期为50-100 年
23、。驯鹿种群密度过高（15-20 头平方公里）冬季食物地衣被全部吃光驯鹿种群下降 地衣恢复 驯鹿种群恢复?北美旅鼠数量顶峰植被破坏 永冻层土壤融化土壤矿物质增加（磷）植物生长火生态学火生态学fire ecology?火是自然界的一部分，就像风、雨和其他自然力量。野火 wildfire 是生态系统的特征之一，植物和动物都很好地适应和得宜于火。?火生态学是生态学的一个分枝，主要研究野火的产生、周期和发展。它探究火与活体生物及其环境之间的关系。火生态学fire ecology?经过过去几十年的研究，生态学家总结了关于火的三个结论：?森林和其他天火对于许多生态系统是常规的事件?火对这些生态系统基本上不会
24、或不会长期造成破坏?火是必然的 它们可以被延迟，但不会被消灭一些相关概念?火依赖 fire dependence：一些植物种依赖于火来创造更适合其更新和生长的环境Jack Pine：球果并不释放成熟的种子，火发生时，球果保护种子不被破坏。当大部分植被被烧掉，使地面适于幼苗生长后，热量使球果暴开，种子被释放到地面。南非的特有植被Fynbos 南非的Fynbos特有植被中的Protea 属植物一些相关概念?火历史 fire history：一个地理环境中火发生的频率。火伤疤fire scar 可以作为火发生频率的证据?火特征 fire regime：火强度、严重程度、频率、类型和植被群落?火适应
25、fire adaptation：植物种类进化产生的在其生活史的各种阶段成功度过火期生存下来的能力。如抗火的树皮，球果晚熟，抗火的树叶，或快速生长，以及在易产生火的环境中发育出能够生存或兴旺的各种植物。火的影响?改变土壤营养和土壤温度?植物再生几乎在火发生后立即就开始名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 28 页 -?北方森林（加拿大）火发生后的土地：fireweed,cottongrass,bluejoint grass 几年后：灌木，小树如蓝梅blueberry,白杨、柳树10-30 年后：树木，白桦、白杨、柳树、云杉70-100 年：云杉顶级群落积累枯枝落叶，干燥，
26、引发火灾火的影响?火对动物栖息地的影响要比对动物本身的影响大。?森林不同阶段养育着不同种类的野生动物不同类型的鸟类和哺乳类需要不同类型的森林来提供食物和藏身处，这些地方通常可以在两种或更多种植物群落交接处找到，如云杉林/白桦林交界处这些边缘可以通过火或其他的干扰来创造小火比大火创造更多的这种边缘地带大部分物种会在有多种栖息类型的森林中生存最好火的影响?许多野生动物在火发生后开始兴旺在火发生地重新生长的植被为许多小型食种子类的鸟类和哺乳类（如鼠和麻雀等）这些动物的增加吸引捕食性的动物如狐狸、鹰和鼬类被烧过的树为洞穴繁殖鸟类如隼、山雀提供繁殖地，啄木鸟以死树上生活的昆虫为生?自然生态系统从矮小的植
27、物和灌木变成小或大一点的灌木时，森林中的野生动物也发生相应改变鸟类有更多的繁殖地点地面繁殖鸟和小型哺乳动物增多有更多的捕食动物浆果类植物兴旺为野生动物提供更多的食物火的影响?森林成熟为白桦、杨树和云杉时草、小树和灌木消失，依赖这些物种的动物也转移到其他地方出现一些新的动物类型?到完全成熟为云杉林时针叶树能够养育动物的数量大大减少?自然火创造的各种森林类型的镶嵌植被，提供了植被多样性，因而也产生野生动物种类的多样性有控制的人工火prescribed fire?精心规划的人工火，可以达到同样的效果增加植被多样性增加动物物种多样性控制虫灾促进营养循环控制外来入侵种?但是违背生态规律的人工火，会导致许
28、多负面效果北方森林中人工火应该符合Jack Pine 的生命周期，选择适当的季节，如Jack Pine是秋季植物生活型名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 28 页 -?大小、形状、分枝以及生命周期等分乔木、灌木、半灌木、多年生草本、一年生草本、木质藤本、垫状植物等?温度、湿度、水分等为基本因素，以植物体渡过生活不利时期（如冬季严寒、夏季干旱等的适应方式为基础，分为5 大类：高位芽植物地上芽植物地面芽植物地下芽植物一年生植物5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.3 生态恢复的步骤?对于确定的退化生态系统，在恢复前首先应确定生态系统发生退化的
29、原因；即找出干扰来源与致损因子。如我国西部内陆河流域的干旱生态系统，由于对地下水资源的过度开发利用，造成胡杨林的大面积枯死、绿洲生态系统的严重退化。内蒙古草原大面积挖掘发菜，祁连山林区大范围挖掘冬虫夏草，都是对生物资源的不合理开发利用，导致了生态系统的严重退化。这里致损因子分别是水分和生物资源。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.3 生态恢复的步骤?其次要分析生态系统的受损机理和受损过程，即通过 深入研究生物个体、种群、群落及环境在不同致损因子及不同受损等级下的行为特征及变化过程，找出可逆损害与不可逆损害的临界点，为生态系统恢复提供理论依据和技术支持。最后要科学
30、选择生态恢复的途径与措施，包括恢复、重建和改建等.5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?受损生态系统恢复的基本模式有两种，当生态系统受损在不超负荷并且是可逆情况下，压力和干扰被移去后，自然恢复行为可在漫长的自然过程中发生并达到目标。如果受损是超负荷的，并且发生了不可逆转的变化，只靠自然过程已经不能恢复到初始状态，必须依靠人工恢复和保护措施，实现生态系统的重建，或至少使受损状态得到控制。根据系统受损或退化的程度和性质，生态系统的恢复可通过保护和恢复两种途径实现。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态
31、恢复的基本模式和途径?(1)保护保护(conservation；protection，preservation)是对某广生态系统进行人为管理，使其避免进一步破坏和继续退化。?需要采取保护措施的对象主要是那些完全没有受到破坏或者破坏较轻，原始植被没有发生根本改变的生态系统，也包括受到干扰，但所形成的群落相对稳定,自然演替速率很慢的生态系统，还包括对极度退化生态系统现状的维持。保护的方法和途径主要有封山育林和建立自然保护区。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 28 页 -5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?(2
32、)恢复广义上的恢复(restoration)是指通过生物措施和工程措施等人工措施，利用植被天然恢复的能力，建立良好生态系统的过程。?根据退化系统的状况，恢复又可分为恢复(restoration)、重建(restablish)和改建(rebuild)三种途径。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?恢复是主动地改变某一立地，建立起具有地带性的原生生态系统的途径。?其目的在于模拟这些原生的特定生态系统的结构、功能、多样性和动态，采取措施修复破坏的或功能受阻的生态系统，提高生产力，重新创造一个自我维持的生态系统。这个生态系统以进展演替为主要特
33、征，并且具有在自然或中度人为干扰作用下，达到自我修复的能力，使生态系统重新返回到其曾经拥有过的物质循环和能量流动的轨道上。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?重建是在生态系统经历了各种退化阶段，或者超越了一个或多个不可逆阈值时所采取的一种恢复途径。?重建要求持久的人为经营管理与连续不断地供给能量士物质和水分、养分.?对于退化较严重的生态系统,尤其是自然植被已不复存在或林下土壤条件也发生较大改变的地区，需要采取重建的途径。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?应当指出，重建仍
34、然是朝着该地顶极生态系统的方向努力的过程,只是最终形成的系统可能是介于退化与顶极系统之间。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?改建的生态系统可以与原来的自然植被有较大差别，并可追求一定经济效益，发展生长快、效益高、集约强度大的生态系统。?如在我国西北黄土高原，有资料记载历史上曾广泛分布有原始森林，由于历代战乱和大量的采伐，很多地区已无林，但是经过许多代人的开垦，如今已成为良田，植被、土壤条件、土壤用途等发生了根本性的改变。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 28 页 -5.1 生态恢复的基本内容?5.1.
35、1 生态恢复的含义?5.1.1.4 生态恢复的基本模式和途径?生态系统的恢复可能有以下四种发展的方向：恢复到理想状态；通过重建，获得一个既包括原来特性，又包括对人类有益的新的特性的状态；通过改建，形成一个改进的、与原来不同的状态，是介于退化与人们可接受状态间的替代的状态；仍处于受损状态，包括由于频繁的干扰，处于恢复后一定阶段与恢复前状态间的反复波动。退化生态系统并不总是沿着一个方向恢复，也可能是在几个方向间进行转换并达到复合稳定状态。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.1 生态恢复的含义?5.1.1.5 生态恢复的时间?退化生态系统恢复的时间主要取决于三个方面。?一是被干扰的尺度和强度。生态系
36、统恢复所用的时间与受干扰的尺度大致呈幂函数的关系。?二是被干扰对象本身对干扰抵抗和复原的本能特性，如抵抗力(resistance)和恢复力(resilience)等。在通常情况下，两者之间是矛盾的，即抵抗力强的自然生命体恢复力差。?三是生态恢复的目标。在中国干旱、半干旱生态环境条件较差地区，在生态恢复实践中强调更多的是绿化效果，即植被覆盖率的提高，所以生态恢复多具有恢复土地生产力的性质。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.2 生态恢复的目标?生态恢复的目标主要是恢复被损害的生态系统到接近于它受干扰前的自然状况，即重建与该系统受干扰前结构与功能有关的物理、化学和生物学特征，包括建立合理的内容组成
37、、结构、格局、异质性和功能等。?退化生态系统恢复的最终目标是恢复并维持生态系统的服务功能，即生态产品的提供，生物多样性的维持，以及为人们的森林游憩活动提供丰富的有形和无形消费产品。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3 退化生态系统恢复与重建的基本原则?5.1.3.1 退化生态系统的特征?退化生态系统 表现出生物要素与非生物要素不相匹配，物质循环、能量转换及信息传递过程受阻，系统对外界干扰敏感性增强，稳定性降低，生态系统的生产力、恢复能力及调节能力受到不同程度的限制等特征.?通过植被退化(多样性减少、生活力降低、生物量衰退)、土壤质量降低(结构破坏、盐渍化严重、肥力不足)、灾害频繁(风沙日数增
38、多，水土流失严重)等形式表现出来.5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3 退化生态系统恢复与重建的基本原则?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 28 页 -?(1)科学选择树种?明确被恢复地区退化生态系统的类型与主要功能，有针对性地选择树种是构建群落组成种类的首要原则。?如对于水土保持林的恢复，应考虑选用耐瘠耐旱、根系发达、固沙护土以及萌蘖更新能力强的灌木组建先锋群落，进而考虑枝叶繁茂，保土能力强的乔木树种。而对于农田防护林则应考虑生长快、机械纤维丰富、抗物理压力强、胁地小的树种。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3
39、 退化生态系统恢复与重建的基本原则?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?(1)科学选择树种?一个 生态位分化程度高的生态系统，物种种类丰富，脆弱性低，抗干扰能力强。利用植物种的生态位分化的原理构建多层多种的群落结构，可实现林冠对雨水的有效截留和凋落物的有效积累,减缓雨滴对地表的冲刷，减少地表径流量，控制水土流失。同时生态位的多样性能促进生态系统生物多样性的形成，通过植物有机残体和根系的穿透作用以及根系分泌物的理化作用，促进土壤的发育和熟化。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3 退化生态系统恢复与重建的基本原则?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?(1)科学选择树种
40、?不善于利用生态系统的脆弱性与生态位的关系，往往会出现事与愿违的结果。如中国西部大部分地区营造的 杨树人工林、落叶松林、油松纯林以及华南地区的桉树林等人工林群落，林下光板现象相当普遍。由于群落结构简单，缺乏下层结构，若长期经营常常导致土壤的衰退，土壤微生物量减少，雨水对地面的冲蚀严重，更新种的种子和幼苗无法生存，土壤的理化性质得不到有效的改善，群落的下层几乎是一个空置的、末被占领的生态位，林分生产力低，群落的演替速度缓慢，脆弱性高而且易受干扰。四川植树造林的得失?四川西南地区森林的主要树种是枥Quercus、青冈 Fagus、云南松 Pinus yunnanensis以及铁杉Tsuga。?20
41、 世纪 40 年代末，生境严重退化。50 年代后期，飞播云南松种子和封山育林取得成功。绿色沙漠的表现?种植的树种密度过高，遮挡了阳光，抑制了其他植物物种的生长?灌木、草本和枯枝落叶层是水土保持的关键。地表植被覆盖差，保持水土和过滤水的能力差?旱季干燥，火灾危险大?由于植物种类缺乏，环境恶劣，其他动物也很难生存，因此生物多样性水平极低?营养循环过程被阻断，土壤营养日益匮乏。针叶树的普遍问题是落叶较难腐烂，营养难以回归土壤，加上对改善土壤质量和促进营养循环十分重要的土壤无脊椎动物，以及其他动植物均难以生存。西部地区森林病虫害面积变化由于天然林下降，人工林增加，森林树种趋于单一化，森林生态系统调节能
42、力下降，森林病虫害加剧。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3 退化生态系统恢复与重建的基本原则?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 28 页 -?(1)科学选择树种?根据生态适宜性原理，根据生态环境因子来选择适当的树种，做到适地适树。?根据生态位理论，要避免引进生态位相同的物种，尽可能使各物种的生态位错开，使各种群在群落中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竞争，保证群落的稳定。?组建由多个种群组成的生物群落，充分利用时间、空间和资源,更有效地利用环境资源，维持生态系统长期的生产力和稳定性。5.1 生态恢复的基本内容
43、?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?(2)建立合理的生态系统结构?所谓生态系统的结构是指生态系统中的组成咸分及其在时间、空间上的分布和各组分间能量、物质、信息流的方式与特点。具体来说，生态系统的结构包括三个方面，即物种结构、时空结构和营养结构。?生态恢复应使植被具有水平空间上的镶嵌性，垂直空间上的层次性和时间分布上的发展演替的形态结构特征。?建立合理的生态系统结构有利于提高系统的功能。?生态结构是否合理体现在树种与环境资源组合之间的相互适应性，充分利用光、热、水、土资源，提高光能利用率，并保护资源的持续利用。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基
44、本原则?(3)充分利用森林群落的演替规律?自然生态恢复过程中首先是先锋树种的侵入、定居和繁殖。先锋树种对微环境的改善，使得更适宜的其他树种生存、发展并逐步取代先锋树种，如此渐进直到群落恢复到它原来的外貌和树种成分。退化生态系统恢复的实质是群落演替，每一个阶段系统功能的恢复都会有利于引入构成下一阶段种类组成中的新种类.?如由喜光树种组成的乔木层形成以后，对下层空间起到遮盖作用，有利于中性和耐荫树种的入侵和定居，同时增加土壤表面的生物和其他动物种类的数量。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?演替可以通过人为手段加以调控，在生态恢复的过程中可根据构成某个演替
45、阶段的种类的功能和作用，通过人为介入，按顺序地向群落引入不同的种或功能群，以加速系统沿着自然演替路线发展，从而改变演替速度或演替方向。如果这些种、功能群的优先效应和相互作用不干扰恢复的序列，还可以人为地绕过某些阶段，促使群落向所期望的最终阶段演替。?例如在云杉林的火烧迹地上直接种植云杉，可缩短演替时间；在弃耕地上种植茶树亦能改变演替的方向。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?（4）确定生物多样性各生态恢复中的主导地位?生物多样性在生态恢复计划、实施和评估过程中都具有重要作用。?高的多样性增加了具有高生产力的种类出现的机会；营养的相互关系更加多样化；增强
46、生态系统被干扰后对来启系统外种类入侵的抵抗能力；增加系统内某一个种所有个体间的距离，降低了植物病体的扩散；各个种类充分占据已分化的生态位，从而提高系统对资源利用的效率。5.1 生态恢复的基本内容名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 28 页 -?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?在生态恢复的计划阶段就要考虑恢复乡土种的生物多样性，在遗传层次 上考虑那些温度适应型、土壤适应型和抗干扰适应型的品种；在物种层次上，根据退化程度选择喜光性、中性或耐荫性种类并合理搭配；在生态系统水平层次上，尽可能恢复和广泛建立植物、动物和微生物间的联系。?在生态恢复的管理过程中
47、要考虑生物控制、共生关系以及演替过程中树种的替代问题。?在生态恢复评估过程中，可与自然生态系统相对照，从遗传、物种和生态系统水平进行评估。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?退化生态系统植被恢复中最为关键的就是系统内物种多样性的发展。在恢复过程中，植物多样性的发展又是整个生态系统多样性增加的关键，种类单一的森林群落往往极易受到外界因素的干扰，其抗干扰能力低于种类组成较丰富、结构较复杂的森林群落。?如我国西部有大面积的人工落叶松纯林，有大面积的 杨树纯林组成的防护林，极易遭受 落叶松球蚜和天牛 的严重危害而枯死；广东地区有大面积的马尾松纯林20 世纪 8
48、0 年代末、90 年代初曾经遭受松突圆蚧的袭击，出现大面积连片松林死亡的情况。5.1 生态恢复的基本内容?5.1.3.2 退化生态系统恢复与重建的基本原则?(5)重视封山育林与设置自然保护区?封山育林是封育结合，以育为主，以封为前提，通过有计划的较长时期地封禁或加以人工辅助措施使受损生态系统自然恢复，是一种投资少，规模大、效果好的培育森林的方法。自然保护区是生态恢复过程中很重要的技术手段，自然保护区的建设对濒危物种、对生物多样性以及对景观和生态系统多样性的保护都具有十分重要的意义。封山育林和自然保护区的另一重要意义是减少或杜绝人为干扰对生态的影响。补充：生态恢复参考原则（8 条）一、尽可能提高
49、人工植被的异质性（或称多样性）?天然生态系统有多种异质性物种组成空间结构年龄结构资源利用一、尽可能提高人工植被的异质性（或称多样性）?空间异质性程度越高，意味着更加多样的小生境，能允许更多的物种共存非生物的空间异质性?土壤和地形变化频繁的地段，群落含有更多的物种，而平坦同质土壤的群落多样性低生物空间异质性?在森林中，鸟类多样性与植物种类的相关，不如与取食高度多样性的相关紧密。对于鸟类生活，植被的分层结构比物种组成更为重要?在草地和灌丛群落中，群落水平结构，即镶嵌性或斑块性对鸟类多样性起决定作用四川西南地区的云南松林二、提高和利用物种间的生态交互性，加速天然植被恢复名师资料总结-精品资料欢迎下载
50、-名师精心整理-第 14 页，共 28 页 -?物种之间的生态交互作用是生态系统自我更新和维持能力的基础授粉或传播种子的媒介动物?75%以上的世界主要农作物和80%的开花植物都依赖于动物传粉?除蜜蜂外，其他的动物如：蝙蝠、鸟类、蝴蝶、蛾子、蝇类和甲虫等控制病虫害的天敌动物分解枯枝落叶，加速土壤营养循环的动物二、提高和利用物种间的生态交互性，加速天然植被恢复?为了促进一些种类的健康生长、发育和繁殖，可能需要抑制其他一些种类的生长和发育浓密植被可以适当人工疏伐，便于其他植物的生长。?给关键物种授粉或传播种子的动物应该受到保护。必要时进行重引入。善于利用野生动植物之间的关系?种植吸引野生动物的植物倒