恢复生态学第一章绪论课件

恢复生态学

恢复生态学是一门关于生态恢复的学科。恢复生态学是生态学的分支学科，但它又是环境学、地理学、林学、农学、草地学、湿地学、海洋学等多学科的交叉学科，属于应用生态学的范畴，具有较强的理论性和实践性。前言课程学习要求1.授课对象:环境科学、生态学、地理学、草地科学、农林科学相关专业的本科生、研究生

2.课时安排:24学时，周4学时3.授课方式：课堂讲授、课外作业及外出实习相结合，课堂提问与课后讨论相结合，课程讲授与专题讨论相结合4.

考试方式：以期终笔试为主（60%），平时测验与随堂考试以一定比例计入成绩（40%）5.

授课要求：教师授课与学生互动密切配合

课程结构目录第一篇恢复生态学原理与基础第一章绪论第二章理论生态学基础第三章应用生态学基础第二篇恢复生态学原理的应用与实践第四章种群和群落的生态恢复实践第五章陆域生态系统的恢复重建第六章水域与湿地生态系统的恢复重建课程结构第三篇全球生态恢复的典型案例第七章北美地区的典型案例第八章欧洲地区的典型案例第九章非洲地区的典型案例第十章亚澳地区的典型案例第十一章中国生态恢复的典型案例第四篇与恢复生态学发展密切相关的前缘科学领域第十二章生态系统服务与健康管理第十三章全球变化与响应对策第十四章可持续发展与生态环境保护第一篇恢复生态学原理与基础第一节恢复生态学的概念与内涵第二节恢复生态学诞生的背景与意义第三节恢复生态学的内容与目标第四节恢复生态学的发展历史与现状第一节恢复生态学的概念与内涵11一、恢复生态学的定义与属性研究生态系统自身的性质、受损机理及修复过程的科学（Jordanetal.,1987）。研究生态整合性的恢复和管理过程的科学（国际恢复生态学会，1995）。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、生态学过程与机理的科学（余作岳，1996）。研究生态系统退化机理、恢复机制和管理过程的科学（董世魁，2009）。（一）

定义13二、生态恢复的概念与内涵（一）狭义概念再造自然群落的过程(Diamond,1987)。组装并试验群落如何工作的过程(Jordanetal.1987)。使受损生态系统恢复到受干扰前状态的过程(Cairns,1992)。修复被人类损坏的原生生态系统的多样性及动态的过程(国际恢复生态学会,1994)。14维持生态系统健康及更新的过程(国际恢复生态学会，1995)。使受损生态系统恢复到较接近其受干扰前或历史上的状态的过程(美国自然资源委员会，1995;Jordan,1995)。重建某区域历史上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的持续性的过程(Hobbs&Norton,1996)。二、生态恢复的概念与内涵（一）狭义概念15（二）广义概念1.重建(Rehabilitation)2.改良(Reclamation)3.修补(Remedy)4.更新(Renewal)5.再植(Revegetation)

二、生态恢复的概念与内涵结构与功能17表1-1

不同导向（尺度）的生态恢复定义（孙书存和包维楷，2005）强调重点定义举例优点目标导向（狭义生态恢复）一个生态系统向接近于干扰前状态的回归提出了寻找接近干扰前状态的参照系统问题强调对生态比较的参数选择确定生态演替中的问题过程导向（广义生态恢复）修复人类对当地生态系统多样性和动态损害的过程包括了生态损害的社会要素强调社区行动在恢复中的作用认识到恢复在干扰和社会状况中的限制（三）生态恢复定义的分类二、生态恢复的概念与内涵第二节恢复生态学诞生的背景与意义一、全球生态退化问题（一）全球生态退化现状目前，全球43%的陆地生态系统生产能力下降，为人类社会提供的生态服务减少。科技进步？干扰！2023/2/621森林退化森林资源数量型增长，质量型下降；结构简单，生物多样性低；生态系统服务功能降低我国林分的每公顷蓄集量仅为78.06m3,人工林每公顷蓄集量只有35m3，远低于114m3/hm2的世界平均水平2023/2/622草地退化目前，我国90％的草地存在不同程度的退化，其中中度退化以上的草地面积将近一半全国“三化”草地面积已达1.35亿hm2，并且每年还在以200万hm2的速度增加2023/2/623荒漠化严重我国干旱、半干旱地区，即可能发生沙漠化的地区的总面积是256.6万km2，占国土总面积的26.7％90年代后期，我国沙漠化的扩展速度已达每年3436km2不仅沙漠化面积急剧增加，沙化的强度也在增强2023/2/625湿地退化不合理的开发利用导致湿地面积锐减湿地生态环境恶化，生物多样性减少，污染日益严重湿地生态系统调蓄洪水、生物多样性维持、净化污染以及物质产出等各项生态服务功能日益下降2023/2/626冰川退缩冰川和冰盖进一步退缩海平面升高0.09-0.88米2、类型依据成因类型，分为裸地(包括原生裸地或次生裸地)、森林采伐地、弃耕地、沙化地、采矿废弃地和垃圾堆放场等6种类型(彭少麟,2000);根据尺度大小，分为局部生态系统退化、区域生态系统退化和全球生态系统退化(章家恩,1999)；根据生态系统类型，分为陆地系统退化、水生系统退化、大气系统退化和人类-自然复合生态系统退化等4个方面。二、生态退化的类型与成因(一)生态退化的定义及类型30人类活动生态系统气候变化直接影响间接影响图1-2人类活动对生态系统的干扰：通过全球变化产生的间接影响和生境破坏产生的直接影响（Urbanska

etal.1997）（二）生态退化的原因与过程二、生态退化的类型与成因2023/2/631表1-3

人类对生态系统的干扰方式及效应（李洪远和鞠美庭,2005）人为干扰方式效应传统劳作方式对森林和草原植被的砍伐与开垦植被退化，水土流失加剧，区域环境恶化，生物生境遭破坏，生物多样性丧失采集生物资源被破坏，一些物种灭绝采樵生态系统能量和养分减少，生物生存活动受阻，草原遭破坏狩猎和捕捞种群生殖和繁衍遭破坏，一些物种灭绝，生物性状和数量发生变化工业污染水质污染，空气污染，酸雨新干扰形式（旅游、探险活动）污染，旅游资源退化（二）生态退化的原因与过程二、生态退化的类型与成因32森林破坏草地超载土地滥垦工程干扰环境污染37三、生态退化的诊断与控制退化生态系统参照系统的确定生物途径生境途径生态系统功能/服务功能景观途径生态过程途径诊断途径诊断指标（体系）的确定诊断方法确定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图1-3生态系统退化程度诊断图示（杜晓军等,2003）(一)生态退化的诊断(二)生态退化的控制理论基础:恢复生态学的基础理论科学保障:恢复生态学的方法实践

三、生态退化的诊断与控制第三节恢复生态学的内容与目标环境恢复恢复管理维持管理

内容激活生态系统的非生物作用过程，为生物群落恢复提供适宜的条件调节生物学作用过程，促进生态恢复，如重建新的生物群落或恢复严重受损的生物群落通过管理措施维持生物群落的结构和功能或者促进轻度受损生物群落的恢复过程尺度主要是短期人工恢复，也包括人工调控下的长期自然恢复主要是长期自然恢复，但具体方法取决于生物群落类型及其恢复目标长期人工管理，主要维持生物群落的结构和功能对象主要为非生物因子主要为生物因子主要为生物因子

实例土壤肥力调控、地表（下）水环境调控、侵蚀（水、风蚀）控制等草地禁牧、杂草控制、补播、刈割等草地放牧管理、刈割管理、改良管理等时间序列短期

长期景观类型人工、半人工

半自然、自然表1-4生态恢复学的对象、尺度及内容（引自Bakker和Londo,1998）(一)恢复生态学的研究范围一、恢复生态学的主要内容(二)恢复生态学的研究内容学科属性主要研究内容基础理论研究生态系统结构以及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、抗逆性、生产力、恢复力与可持续性；先锋与顶级生态系统发生、发展机理与演替规律；不同干扰条件下生态系统的受损过程及其影响机制；生态系统退化的景观诊断及其评价指标体系；生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测；生态系统健康的维育机理、保护对策及持续管理应用技术研究退化生态系统的恢复与重建的关键技术体系；生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技术；物种、生态系统与景观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；典型退化生态系统恢复的优化模式试验示范与推广表1-5生态恢复学的主要研究内容（引自Bakker和Londo,1998）一、恢复生态学的主要内容二、恢复生态学的基本目标(一)恢复生态学的主要目标1.领会恢复生态学的基本原理，掌握恢复生态学的技术与方法；2.发挥恢复生态学基本原理在保护自然生态系统保护中的重要价值；3.利用恢复生态学方法体系、基本原理恢复退化生态系统，实现自然经济社会的可持续发展。(二)生态恢复的基本目标1.增加地表基底稳定性，保证生态系统的持续发展；2.恢复植被和土壤，保证植被覆盖和土壤肥力；3.增加物种种类和组成，保护生物多样性；4.实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产力；5.减少或控制环境污染，降低生态环境风险；6.保护和恢复生态景观，增加视觉和美学效果。二、恢复生态学的基本目标1.受损前的生态描述、物种名录及历史地图；2.最近的和历史上的空中和地面照片；3.恢复地的遗迹资料；4.相似的、未受干扰的对照区的生态描述,标本馆和博物馆的标本记录；5.熟悉研究地历史状况的文字或口述记录；6.古生态证据如花粉、树木年轮等。(三)生态恢复目标的参照系统二、恢复生态学的基本目标第四节恢复生态学的发展历史与现状一、恢复生态学的发展过程(一)国际生态恢复研究的发展历程100年前：山地、森林、草原等自然资源保护利用和管理；20世纪初：水土保持、森林砍伐后的恢复（西欧、北欧）；

20世纪30年代：“黑风暴”，“大平原”干旱农业生态系统的恢复；研究方面

20世纪50、60年代：矿山、水土流失治理；

20世纪70年代：随着人口增加和经济发展－水体恢复研究；

20世纪80年代：全球人口、资源、环境问题日趋严重－资源保护、可持续发展与生态恢复；

20世纪90年代：全球变化与生态恢复；近几年：生态恢复与生态系统管理。48(二)国际恢复生态学的发展历程1975年：在美国召开了“受损生态系统的恢复”国际研讨会，首次探讨了受损生态系统恢复的机理与方法；1980年：Cairns主编了《受损生态系统的恢复过程》一书，8位科学家共同探讨了受损生态系统恢复过程中重要生态学理论和应用问题；1984年：美国威斯康星大学召开了恢复生态学研讨会，强调了恢复生态学理论与实践的统一；一、恢复生态学的发展过程1985年：Aber和Jordan提出了恢复生态学的术语，并出版“恢复生态学”研究专集；1985年：国际恢复生态学会成立；1996年：在瑞士召开了第一届世界恢复生态学大会，强调了恢复生态学在生态学中的地位；目前：美国、欧洲相继在高等院校和研究所设立了“恢复生态学”学科或研究方向，出版了“恢复生态学”教材或专著，创办了“恢复生态学”杂志，登载恢复生态学方面的文章。一、恢复生态学的发展过程(二)国际恢复生态学的发展历程(三)我国生态恢复研究的发展历程20世纪50年代：退化生态系统的定位观测试验和综合整治研究；1959年：热带沿海台地的植被恢复研究；20世纪50-60年代：退化草原的恢复工作；20世纪60年代：沿海滩涂河岸带侵蚀控制；一、恢复生态学的发展过程研究方面20世纪70年代末：“三北”防护林工程建设；20世纪80年代，长江、沿海防护林工程建设；20世纪90年代：开展了退化森林、山地、荒漠d等生态系统恢复重建；20世纪末至21世纪初：天然林保护、退耕还林（草）工程、退牧还草、基本农田建设等生态工程。一、恢复生态学的发展过程(三)我国生态恢复研究的发展历程2023/2/652黄土高原自然恢复生长的草被黄土高原人工恢复林草植被人工种植的柠条护坡灌木林黄土高原水平沟隔坡造林2023/2/6532023/2/653岷江上游水源涵养林的生态恢复(四)我国恢复生态学的发展历程20世纪80年代：大量有关生态恢复与重建的论文发表，奠定了我国恢复生态学学科发展的基础；20世纪