第五章-陆域生态系统的恢复重建课件

第五章陆域生态系统的恢复重建7/28/20231环境科学与工程学院主要内容第一节农业生态系统的恢复重建第二节草地生态系统的恢复重建第三节森林生态系统的恢复重建第四节工矿废弃地生态系统的恢复重建7/28/20232环境科学与工程学院第一节农业生态系统的恢复重建一、概念农业生态系统（agro-ecosystem）是在自然生态系统的基础上，经人类有计划、有目的地将自然生态系统逐步改造而成的，是带有自然生态系统某些调整的半人工生态系统7/28/20233环境科学与工程学院二、功能

7/28/20234环境科学与工程学院7/28/20235环境科学与工程学院7/28/20236环境科学与工程学院三、全球农业生态系统的概况1.全球农业生态系统的现状7/28/20237环境科学与工程学院2.农业生态系统的退化耕地面积锐减土壤肥力下降土壤次生盐渍化易涝地面积增加土地沙漠化土地污染7/28/20238环境科学与工程学院四、农业生态系统的可持续发展解决农业生态系统退化，促进农业生态系统可持续发展的主要途径：可持续农业（一）世界的可持续农业1.发达国家可持续农业发展的技术理念有机农业持久农业精准农业2.发展中国家可持续农业的技术理念发展为主要目标，兼顾环境保护的策略7/28/20239环境科学与工程学院（二）中国的生态农业1.技术理念7/28/202310环境科学与工程学院（二）中国的生态农业2.类型立体复合型生态农业物质循环型生态农业生态环境综合治理型生态农业病虫害防治型生态农业7/28/202311环境科学与工程学院7/28/202312环境科学与工程学院（二）中国的生态农业3.技术支撑体系高效免耕栽培技术体系土壤管理技术体系水资源管理技术体系………………7/28/202313环境科学与工程学院第二节草地生态系统的恢复重建一、概念在一定草地空间范围内共同生存于其中的所有生物与其环境之间不断进行着物质循环、能量流动和信息传递的综合自然整体包括：天然草地生态系统、人工草地生态系统及两者的复合生态系统7/28/202314环境科学与工程学院二、草地生态系统的功能7/28/202315环境科学与工程学院二、草地生态系统的功能1.产品生产2.水土保持3.土壤形成4.净化空气5.调节气候7/28/202316环境科学与工程学院三、全球草地生态系统概况全球草地面积约为4.1~5.6×107km2，覆盖地球陆地表面积的31％~43％，承载了近8亿人口；非洲草原面积最大，亚洲次之，中美洲和加勒比海地区最少；7/28/202317环境科学与工程学院7/28/202318环境科学与工程学院四、草地退化与恢复1.草地生态平衡指草地生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间的相互关系与物理、化学的环境条件，通过能量流动、物质循环及信息传递等过程联系起来的一个整体任何一个草地生态系统都具有一定的自我调节能力，以保持系统的稳定性和生态平衡“生态阈值”7/28/202319环境科学与工程学院2.草地退化是指草地生态系统在其演化过程中，其结构特征和能量与物质循环等功能过程的恶化，即草地生态系统的生产与生态功能衰退的现象。包括：“草”的退化和“地”的退化原因：自然原因，如干旱、沙尘暴等人为因素，如过牧、开矿等7/28/202320环境科学与工程学院7/28/202321环境科学与工程学院2.草地退化按草地退化所在区域、成因及表现等可大致分为：荒漠型退化----非洲撒哈拉、中亚、蒙古和我国西北干旱、半干旱地区；生境破坏型退化----欧洲石灰质草地上（城市发展等）；杂草入侵型退化----欧洲、蒙古和中国北方的温带典型草原地区。7/28/202322环境科学与工程学院3.退化草地的恢复生态恢复是促进草地生态系统可持续发展的重要途径；恢复方式的选择取决于草地退化的程度尚未退化的草地—合理的生态管理轻度退化的草地—排除干扰严重退化的草地—人工促进恢复7/28/202323环境科学与工程学院3.退化草地的恢复草地类型不同，恢复方式也不同石灰质草地：改良立地条件，控制灌木入侵；加强草地封育管理，恢复草地生物多样性；建植人工种群，重建草地植被。热带稀树草地：消除干扰，等待自然恢复（被动）；人工建植草地，利用外来物种阻止侵饬，改善土壤结构（主动）温带草地：改善土壤结构，提高土壤肥力；使用除草剂，控制杂草和外来生物；补播牧草，更新土壤种子库；火烧管理，促进植被恢复演替；调控畜群结构，控制合理放牧7/28/202324环境科学与工程学院4.草地恢复重建后的持续管理草地恢复重建后的持续管理是草地生态系统健康发展的基础。草地恢复重建后，必须加强草地生态系统的可持续管理第一，要合理规划，科学利用草地资源，制止滥垦、滥伐、滥采、过牧等非持续利用形式；第二，在保护价值较高的地区，建立国家公园或天然草地保护区，以保护草地生物多样性；第三，加强对草地旅游等非农业开发的科学管理等措施7/28/202325环境科学与工程学院我国最早草地自然保护区——锡林郭勒大草原

7/28/202326环境科学与工程学院7/28/202327环境科学与工程学院第三节森林生态系统的恢复重建一、概念森林生态系统主要以乔木为建群种或优势种的生物群落与其所在生态系统相互作用，形成一个相对稳定的生态系统该系统是发育的最高阶段、结构最为复杂的植被类型7/28/202328环境科学与工程学院7/28/202329环境科学与工程学院二、森林生态系统的功能第一，森林生态系统的能量转化具有很高的效率；第二，森林生态系统对全球生物地球化学循环具有重要作用；第三，森林生态系统具有信息传递的功能；第四，森林生态系统为人类提供了多种生态服务功能7/28/202330环境科学与工程学院二、森林生态系统的功能7/28/202331环境科学与工程学院为人类提供了多种生态服务功能1.森林生态系统具有产品生产的有益性能；2.森林生态系统具有涵养水源的有益性能；3.森林生态系统具有调节气候的有益性能；4.森林生态系统可以净化空气；5.森林生态系统是农作物稳产、高产的重要保障；6.森林生态系统具有保护生物多样性的作用。7/28/202332环境科学与工程学院三、全球森林生态系统概况森林生态系统覆盖了地球陆地表面积的1/4根据地带性特征，世界森林生态系统可以分为：寒带针叶林、温带落叶阔叶林、温带阔叶林和针阔混交林、热带亚热带季风阔叶林、热带亚热带湿润阔叶林等生态系统7/28/202333环境科学与工程学院7/28/202334环境科学与工程学院四、森林生态系统的退化与恢复1.森林生态系统退化的原因与现状全球森林生态系统退化的主要表现：森林面积减少林分结构单一林地土壤质量变差初级生产力降低生物多样性减少生态服务功能下降等7/28/202335环境科学与工程学院森林面积减少

7/28/202336环境科学与工程学院7/28/202337环境科学与工程学院2.退化森林生态系统的恢复管理（1）次生林的恢复：受自然或人为因素干扰破坏后在次生裸地上自然演替形成的森林。

封山育林人工造林抚育间伐（2）天然林的恢复保护生态系统的多样性保护生态系统的结构和功能保护森林生态系统的健康和生命力（3）森林恢复重建后的持续管理7/28/202338环境科学与工程学院怀柔区2010年封山育林工程

7/28/202339环境科学与工程学院中国人工林世界首位7/28/202340环境科学与工程学院抚育间伐！7/28/202341环境科学与工程学院第四节工矿废弃地生态系统的恢复重建一、废弃地生态系统的定义与类型废弃地生态系统是由人类干扰和自然灾害导致的一种极度退化的生态系统7/28/202342环境科学与工程学院铜陵冬瓜山铜矿废弃地！7/28/202343环境科学与工程学院工矿废弃地7/28/202344环境科学与工程学院重庆黑石子垃圾填埋场！7/28/202345环境科学与工程学院2010年8月15日10时，舟曲特大山洪泥石流遇难者悼念活动在受灾核心区甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城关镇东街村的废墟上举行。升国旗、降国旗、鸣笛，仪式现场约5000人集体默哀。7/28/202346环境科学与工程学院火烧迹地！7/28/202347环境科学与工程学院砍伐迹地！7/28/202348环境科学与工程学院农民弃种拉响粮食安全警钟，撂荒耕地或近3000万亩！7/28/202349环境科学与工程学院二、工矿废弃地对生态环境的危害1.破坏植被2.水土流失3.环境污染4.微生物破坏5.野生动物群落的破坏6.地表景观的破坏7/28/202350环境科学与工程学院深圳石皮山开山建厂遭质疑被指破坏植被

7/28/202351环境科学与工程学院矿山开采造成水土流失！7/28/202352环境科学与工程学院广西宜州被非法盗采的山体污流纵横，只剩下光秃秃的一片

7/28/202353环境科学与工程学院三、工矿废弃地生态恢复（一）工矿废弃地土壤整治矿区废弃地生态恢复最重要的环节之一废弃地土壤的整治方法：1.物理措施排土--向排土场排卸剥离物的作业

换土去表土取客土7/28/202354环境科学与工程学院1.物理措施（1）工程建设区和露天采矿废弃地物理复垦技术露天取土场：排土回填，覆盖新土；露天弃土场：排弃物料的分采，分堆和土场的整治；废弃的矿坑：充填复垦技术（粉煤灰）堆放的尾渣：覆土；7/28/202355环境科学与工程学院内蒙古最大的露天煤矿——准格尔煤田黑岱沟露天矿回填复垦区绿意环绕

7/28/202356环境科学与工程学院1.物理措施（2）井下采矿废弃地物理复垦技术——即塌陷地复垦技术疏干法挖深垫浅法充填复垦法（3）废弃地的动电修复方法动电修复技术——原位修复技术7/28/202357环境科学与工程学院7/28/202358环境科学与工程学院江苏徐州大屯煤电集团徐庄煤矿利用湖泥吹填复垦塌陷地现场7/28/202359环境科学与工程学院2.化学措施（1）施用易溶性磷酸盐（2）施用含Ca化合物（3）添加营养物质提高土壤肥力7/28/202360环境科学与工程学院3.生物措施（1）植物修复主要利用超积累植物对重金属的吸收作用，改善土壤理化性质，把重金属由地下部分（含根茎），随后收割地上部分进行集中处理，以降低土壤中重金属含量，是一种有效和廉价处理某些有害废物的新方法；7/28/202361环境科学与工程学院7/28/202362环境科学与工程学院7/28/202363环境科学与工程学院3.生物措施（2）微生物修复主要是利用微生物的生命代谢活动减少土壤中有毒有害物的浓度使其完全无害化，从而使受污染的土壤能够部分或完全地恢复到原始状态目前的修复技术包括：添加营养、接种外源降解菌、生物通气、土地处理和堆肥式处理等7/28/202364环境科学与工程学院南京土壤所主持的国家科技部“863”计划重点项目“多环芳烃污染农田土壤的微生物修复技术与示范”（2007AA061101）在南京召开项目年度进展汇报暨学术交流会7/28/202365环境科学与工程学院7/28/202366环境科学与工程学院（二）植被恢复植被恢复是工矿区废弃地生态恢复的关键植物种类选择应遵循以下原则：抗逆能力强的植物；生长迅速的植物；落叶丰富，易于保水保肥的植物；优先乡土树种，引进外来速生树种；具有经济效益的植物；7/28/202367环境科