干扰与恢复精品课件

1、干扰与恢复第1页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三大纲：人类干扰生态系统的退化生态系统的恢复定义成因类型特征干扰生态学恢复生态学第2页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三第一部分 人类干扰干扰及其定义人为干扰的主要形式干扰的生态学意义干扰生态学及学科任务第3页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三一、干扰及其定义 1、干扰的定义 在经典生态学中，干扰被认为是影响群落结构和演替的重要因素。 干扰较普遍和典型的定义是：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 或波动能引起有机体、种群或群落发生全部

2、或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或发生改变。第4页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三2、干扰的特性：（1）干扰范围（2）频率和周期干扰频率是指同一空间范围或同一组织水平内，单位时间某一干扰发生的次数。（3）干扰强度（4）时间尺度时间尺度是指干扰发生的具体时刻及其持续的时间跨度。第5页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三3、干扰的类型（1）按干扰动因划分为自然干扰和人为干扰（2）按干扰来源划分为内源干扰和外源干扰。（3）按干扰性质划分为破坏性干扰和增益性干扰。第6页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三二、人为干扰的主要形式 人类对生态

3、系统的干扰主要有以下5种方式：1、对森林和对草原植被的砍伐与开垦如森林大量被砍伐后，不仅导致森林植被的退化，加剧水土流失，区域环境的变化，而且还会因造成许多生物生境的破坏，生物多样性的丧失等。第7页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三2、污染 人类向自然环境排放了大量的生活垃圾、工业垃圾、农药以及各种对环境有毒害性的污染物。3、采集 全球80%的人口口于传统医药，传统医药的85%与野生动植物有关。一些经济、药用及珍稀野生物资源自古以来就被人们大量的采集，甚至造成一些物种的灭绝。4、采樵如对林下枯落物的利用，不单单意味着生态系统能量和养分的减少，而且还破坏了地被层及其土壤动物的

4、生存环境。 第8页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三5、狩猎和捕捞 狩猎是一种特殊的干扰方式。人类以经济和食用为目的的非计划性狩猎，尤其是对种群数量很少的濒危动物的捕杀，将会严重破坏动物种群的生殖和繁衍，甚至造成物种的灭绝；第9页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三.目前，世界上还有1/4的哺乳动物、1200多种鸟类以及3万多种植物面临灭绝的危险。而如果没有人类的干扰，在过去的2亿年中，平均大约每100年才有90种脊椎动物灭绝，平均每27年有一种高等植物灭绝。正是因为人类的干扰，使鸟类和哺乳类动物灭绝的速度提高了100倍到1000倍。据预测，如果按现在每小

5、时3个物种灭绝的速度，40多年后的2050年，地球上1/4到一半的物种将会灭绝或濒临灭绝。第10页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三，从积极的角度看，干扰的生态学意义主要有以下三点：1、干扰有利于促进生态系统的演化。2、干扰是维持生态系统平衡和稳定的因子。一般来说，经常处于变化环境中物种要比稳定环境中生存的物种更可能忍受环境压力。3、干扰能调节生态关系。从积极的角度来看，干扰的生态学有何意义呢？第11页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三四、干扰生态学及学科任务干扰生态学是研究各类干扰对生命系统作用规律的科学。干扰生态学的基本研究内容可概括为：1、研究特定

6、生态系统的干扰因子类型、干扰状况和干扰体系，即干扰因子及其存在规律和发生行为。2、研究生物个体对干扰的适应行为及其机制。3、研究生态系统各组分对干扰的反应。4、研究干扰与生态系统的发展进化。5、研究干扰的生态学意义在生态管理中的应用。第12页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三第二部分 退化生态系统的类型及其成因退化生态系统的定义及成因退化生态系统的类型退化生态系统的特征中国退化生态系统的现状第13页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三一、退化生态系统的定义及成因 退化生态系统是一类“病态”生态系统，它是指在一定的时空背景下，生态系统受自然因素、人为因素或二

7、者的共同干扰下，使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变，系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移。具体表现为生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失、生物多样性下降、稳定性和抗逆能力减弱及生产力下降，故又称为“受害或受损”生态系统。第14页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三 生态系统退化的原因是多方面的，自然干扰和人为干扰是生态系统退化的两大触发因子。 自然干扰总是使生态系统返回到生态演替的早期状态。在某些地区，人为干扰对生态退化起着主要作用，并常造成生态系统的逆向演替，以及不可逆变化和不可预料的生态后果，如土地荒漠化、生物

8、多样性丧失和全球气候变化等。第15页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三二、退化生态系统的类型常见的退化生态系统类型有以下七种：1、裸地2、森林采伐迹地 七个森林大国中，巴西、中国、印尼和刚果（金）的森林面积每年以0.1%1%的速度递减。俄罗斯、加拿大和美国以每年0.1%0.3%递增。中国现有林用地2.6亿hm2，森林覆盖率仅为13.92%，在十大自然资源中，森林资源最为短缺，人均占有森林面积仅相当于世界平均水平的11.7%。20世纪50年代初期，海南岛森林面积为25.7%，现在只有7.25%；西双版纳为55.5%，现在只有28%。50年来，长江上游的森林已损毁过半。 第16

9、页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三3、弃耕地弃耕地是人类原始农耕方式而造成的一种退化类型。4、沙漠及荒漠化我国已成为世界荒漠化面积最大、分布最广、受害最严重的国家之一。荒漠化土地面积超过10亿hm2，占国土地总面积近1/3。 5、采矿废弃地采矿废弃地是指因采矿活动被破坏、不经治理而无法使用的土地。第17页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三6、垃圾堆放场 垃圾堆放场或堆埋场，主要是家庭、城市、工业等垃圾或遗弃废物堆积的地方，对生态环境的影响不仅仅是对耕地的占用，更为严重的是对生活环境的污染，包括对大气、地下水等的污染。7、污染的水域 主要是来自未经处理的

10、生活和工业污水，直接排放到自然水域的人为干扰。其结果是使水源的质量下降，水域的功能降低，包括对水中生物生长、发育和繁殖的危害，甚至使水域丧失饮用水的功能。 第18页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三三、退化生态系统的特征1、种类组成变化2、结构变化3、生物生产力的变化。受损生态系统物种组成和群落结构的变化，必然会导致能流与物流的改变。4、土壤和小环境的变化。5、生物之间生态关系的变化。如退化的草地，常出现大量的蒿类植物，与优良牧草的生长形成竞争。第19页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三四、中国退化生态系统的现状 中国从农业生产和资源的角度看，表现为东部

11、适农西部宜牧，南方水丰北方干旱，山地平川农林互补。据1995年统计，在全国960万km2土地中，农用占14.6%，果园占0.5%，草地占41.6%，林地占17.2%，工业交通和城镇用地占2.6%，水体占3.5%，荒漠和永久雪地占27.2%。中国各类资源的人均值都低于世界平均水平，如人均土地面积为世界的1/3，森林资源为1/6，草地资源为1/3，特别是耕地资源中有世界人均的1/3。第20页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三 如我国水土流失面积约主180万km2，占国土总面积的18.8%，其中黄土高原地区约有80%地区有水土流失问题；北方沙漠、戈壁、沙漠化土地面积为149万km

12、2，占国土总面积的15.5%。1987年我国已沙漠化的土地面积为20.12万km2，潜在沙漠化土地13.28万km2。目前，尚有393万hm2农田和493万hm2草场受到沙漠化威胁。草原退化面积0.87亿hm2。每年还以133万hm2的速度在增加。每年使用农药防治面积为1.53亿hm2次，劣质化肥污染农田167万hm2。 第21页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三 我国脆弱生态系统的面积为194万km2，超过国土总面积的1/5。它们又可分为北方半干旱半湿润区、西北干旱脆弱区、华北平原区、南方丘陵区、西南石灰岩山地、西南山地和青藏高原区。 脆弱生态系统形成的原因：自然因素如地

13、质脆弱因子、地貌脆弱因子、生物群体结构和气候脆弱因子等。人为因素如过度垦殖土地、过度放牧、过度樵采、过度采集、长期不合理的灌溉、矿山开发和工农业污染等。第22页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三第三部分 恢复生态学1、恢复生态学的学科任务及与其他学科的关系 恢复生态学是一门实践性很强的学科。理论研究的内容包括：生态系统结构、功能，以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制。生态系统的稳定性、多样性、抗逆力、生产力、恢复力与可持续性研究。先锋群落的发生、发展机理与演替规律研究；不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制研究；生态系统退化的诊断及其评价指标体系研究；生态系统退

14、化过程的动态监测、模拟、预警及预测研究。 第23页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三应用技术研究的内容主要包括：退化生态系统的恢复与重建的关键技术体系研究；生态系统结构与功能的优化配置及其调控技术研究；物种与生物多样性的恢复与维持技术；生态工程设计与实施技术；环境规划与景观生态规划技术；典型退化系统恢复的优化模式试验示范与推广研究。第24页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三2、恢复生态学的研究进展1985年，Aber和Jordan首次提出了“恢复生态学”这个科学概念。 防治农田生态系统的退化与恢复，我国是全世界工作最早和最好的国家之一。农田生态系统的退化

15、实质是土壤退化的问题，这个领域的许多研究主要就是集中在退化土壤及恢复措施上，如栽培技术的革新，土壤培肥、中低产田改造、生态农业和确定农业保护地等。在北方干旱、半干旱区及沙漠地区，主要是以水分的科学利用为主，如地膜栽培技术、沙地衬膜栽培水稻等技术的研究和推广。第25页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三二、恢复生态学的基本理论1、自我与人为设计理论2、生态学理论3、生态恢复理论 （1）生态恢复的原则第26页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三生态恢复与重建的原则 自然法则 地理学原则区域性、差异性、地带性原则生态学原则主导生态因子原理限制性与耐性定律能量流动与

16、物质循环原则种群密度制约与物种相互作用原则生态位与生物互补原则边缘效应与干扰原理生态演替原则生物多样性原则食物链与食物网原则斑块廊道基底的景观格局原则空间异质性原理时空尺度与等级理论系统学原则整体原则协同恢复重建原则耗散结构与开放性原则可控性原则第27页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三生态恢复与重建的原则社会技术经济原则经济可行性与可承受性原则技术可操作性原则社会可接受性原则无害化原则最小风险原则生物、生态与工程技术相结合原则效益原则可持续发展原则美学原则景观美学原则健康原则精神文化愉悦原则第28页，共32页，2022年，5月20日，6点48分，星期三（2）生态恢复的原理 退化生态系统恢复和重建，实际上是依据生态学原理，通过一定的生物、生态以及工程的技术和方法，人为地改变和消除生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系统的结构、功能和生态学潜力成功地恢复乃至得以提高。 在退化生态系统的恢复和重建过程中，首先是建立和完善生产者亚系统（主要指植被）。在恢复和重建生产亚系统同时或稍后，就应设计和建立消费者亚系统、分解者亚系统，进而要考虑小