环境生态学论文.doc

湖南城市学院课程论文课程名称：环境生态学课程代码：0804109课程论文题目：恢复生态学语可持续发展姓 名：洪张波专 业：环境工程班 级： 1108301学 号：07任课教师：李燕子老师2013 年 12 月 21 日 环境生态学课程论文结果评定评定内容评定指标评分比例评定成绩1选题符合课程内容范围要求202论文内容撰写思路清晰，条理清楚，层次分明，基本概念和基本原理正确；503独立完成，内容上无明显抄袭现象204论文格式符合要求10成绩：指导教师签字：评定日期：2013年 月 日恢复生态学语可持续发展摘要:恢复生态学是当前科学界乃至各国政府关注的前沿学科。本文阐述了国内外恢复生态学的研究概况、基本概念、内涵及今后需要解决的问题,针对恢复生态学与人类可持续发展的关系,探讨了国内外生态恢复重建研究存在的问题与发展趋势。关键词:恢复生态学;恢复;重建;可持续发展引言当今,全球范围内的生态退化及由此而引发的生态危机、环境问题和生物多样性散失,如水土流失、森林消减、土地荒漠化、水体和空气污染严重、淡水资源短缺等,使人类陷于了自身导演的生态困境之中,并严重威胁到人类社会的可持续发展。即使能够加强对生态环境的管理,避免对自然资源的滥用,人类同样又面临着重新恢复和发展已退化生态系统的迫切任务。为此世界范围内兴起了不同规模、不同形式的生态恢复活动,旨在为保护现有的自然生态系统,综合整治与恢复已退化的生态系统,改善生态环境,提高区域生产力,实现可持续发展。恢复生态学从理论与实践两方面研究生态系统退化、恢复、开发和保护机理,为解决人类生态问题和实现可持续发展提供机遇12。现实的迫切要求使恢复生态学研究成为当前国内外生态学研究的热点和国际前沿学科之一。1恢复生态学的内涵和研究内容恢复生态学(Restoration Ecology)是发展于70和80年代,以一门现代应用生态学分支出现的,它致力于研究那些在自然灾变和人类活动压力条件下受到破坏的自然生态景观的恢复和重建问题,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其持续发展,并为人类持续利用78。因这种恢复和重建在相当程度上是以人工参与的方式进行的,所以一些生态学家曾根据其方法学和工艺特点赋予它另一个名称“Syn-theticEcology34。我国植被恢复实践工作者余作岳等给恢复生态学定义为“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学科”5。赵晓瑛等认为,可以把恢复生态学简单定义为有关生态恢复的科学,即:通过对生态系统演替规律的认识,研究如何恢复和重建具有生产性和生态系统服务功能的,在一定时间和空间尺度内具有稳定性的,并且有可持续利用性能的自然、人工以及人工自然复合生态系统的科学。这门科学很大程度上更注重对生产实践中出现的新问题在生态学理论上的提升6。这些观点的产生标志着有关生态恢复的工作正不断开展和日益活跃。生态恢复是生态退化的逆转过程,在这个过程中除了自然恢复外还需加入一定的人为手段,因而恢复的不仅仅是自然生态系统,还有许多人工建立的新的生态系统(过程见图1)9。生态恢复作为人类社会持续发展所必须的工作,应具备阶段性,每个阶段的恢复目的必须符合自然和社会协同进步的要求,因而生态恢复的涵义必将随时间的推移而逐步得到完善。恢复生态学是门应用学科,但也有其应用基础理论。恢复生态学研究的内容主要有以下几点:生物生境重建,主要是乡土植物生境恢复的程序与方法;土壤恢复、地表固定、表土贮藏、重金属污染土地生物修复;植物自然重新定植过程(Recolonization)及其调控技术,包括种子库动态及种子库自然条件下的萌发机理,杂草的生物控制,生物侵入控制,植物对环境的适应,植物存活、生长与竞争;微生物在恢复生态中的作用;植被动态,重建生态系统植被动态,外来植物与乡土植物竞争关系;生态系统功能(生产力、养分循环)恢复理论与技术;干扰生态系统恢复的生态原理;各类生态系统恢复技术,如干漠、沙漠、湿地、水生、矿区生态系统的重建;恢复区管理与建立技术10。2国内外恢复生态学研究状况2.1国外恢复生态学研究进展国外生态恢复工作自1935年以来,已逐渐由社区性恢复向国家性乃至世界性生态恢复方向发展。从土壤、种群、群落、生态系统、景观层面对恢复生态学做了大量研究11。如英、美、澳大利亚等发达国家有着悠久的工业史(开矿史),他们最初在恢复生态学方面的工作主要集中在开矿后废弃地植被的恢复,“恢复生态学一词最初缘于此。80年代以来,随着各类生态系统的日益退化以及相继引起的环境问题的加剧,他们开始注重不同退化生态系统恢复重建的研究和实践,实施了一系列大的生态恢复工程(包括不同采矿废弃地、湿地、草地森林的生态恢复),在生态恢复的实践中,开展了不同受害生态系统恢复与重建的研究12。这方面的著作有:受害生态系统的恢复过程(The recovery Process in Damaged Ecosys-tem)13、土地的恢复,退化土地和废弃地的改造与生态学(The Restoration of Land,The EcologyandReclamaton of Derelictand Degraded Land)14和恢复生态学生态学研究的一种综合方法(Restora-tion Ecology, A Synthetic Approach to Ecological Research)等15。有关恢复生态学的主要学术刊物有:Restoration &Management Notes、Restoration Ecology、Land Degradation & Development(原名Land Degradation & Rehabilitation)及Conservation Biology等。国际上较有影响的文摘刊物CABS Current Advances in Ecology & Environmental Sciences设有“reclamation and restoration”专栏。Ecological Abstract设有“restoration ecology”专栏,另外Biologi-cal Abstract、Forest Abstract等文摘刊物的相关栏目下也都收录了大量有关恢复生态学的文献。根据对CABS Current Advances in Ecological & Environmental Science19951997年的统计来看,三年共收录论文590多篇。其中有关土地利用及土壤恢复的文章最多,约占总数的近1/3,其次是有关森林恢复的,另外有关草地、河流、湖泊和湿地恢复的论文,采矿废弃地和特殊污染环境的生态恢复也占较大比例。2.2我国恢复生态学研究进展本世纪50年代末,我国有关专家开始注意到资源不合理利用及由此而产生的生态环境问题,但直到80年代初,只进行了摸清资源家底,评价资源质和量方面的工作,提出一些有关退化生态系统恢复方面的问题,并进行了零散的小规模的恢复试验。自80年代以来,特别是近些年来,生态退化、环境污染等问题日益成为困扰我国农业持续发展的重要因素,我国才对退化生态系统的类型、退化的原因、程度、机理、诊断以及退化生态系统恢复重建的机理、模式和技术上做了大量探讨。我国的恢复生态学研究,最初主要是以土地退化,尤其是土壤退化为主,而且二者往往交织在一起。主要针对水土流失、风蚀沙化、草场退化及盐渍化对农林牧业的危害进行,也包括岩化、裸土化、砾化、土地污染及肥力贫瘠化等。近期,有关生态系统退化的研究,重点逐渐转移到区域退化生态系统的形成机理、评价指标及恢复重建的研究上。目前,己在生态系统退化的原因、程度、机理、诊断以及退化生态系统恢复重建的机理、模式和技术方面做了大量的研究。同时,对退化生态系统的定义、内容及恢复理论也有了一定的完善和提高。从生态层次上,对森林、草地、农田、水域等方面;从地带性生态系统退化及恢复方面,对如干旱、半干旱、荒漠化及水土流失地区生态恢复的工程、技术、机理方面进行了研究。但与国外恢复生态学研究相比,我国的研究偏重于退化土地或退化生态系统生产(即开放)功能恢复的研究,注重于土地生产力的恢复和提高,而不强调生态系统结构、功能的复原或恢复到原始的、固有的生态系统状态。我国恢复生态学的研究,就范围和广度而言是其它国家所不能比拟的,在某些领域己达到了国际同类研究水平,在国际学术界产生了一定的影响。但是,目前对恢复生态学的有些概念还没有形成明确的统一的认识,对恢复实践中出现的新方法、新技术以及新问题还没有从理论上加以总结和提高。另外,有关恢复生态学的研究多以短期的单学科的定性和半定量研究为主,缺少系统的、连续的、动态的定量研究,因而不能很好揭示系统退化的本质规律,并影响到系统恢复的程度和速度的确定,以及恢复效果的评价和管理技术的选择。3恢复成功的标准及生态恢复实例什么是成功的生态系统恢复,目前这方面几乎没有一个原则,只限于在恢复自然生态系统的嵌体全部的描述,无庸置疑,自然生态系统的完全恢复是极不现实的。有人在这方面提出了一些包括类似的恢复系统和参照系统的测定指标,采用指示植物,有关系统对恢复力响应的估测25,利用一系列结构,功能组成成分的测定,即评估生态系统健康,以及生态系统退化的范围2627。恢复的关键过程包括:1确定引起退化的各种内、外在因子的作用机制和退化过程;2提出扭转、改善退化的方法;3确定重建物种和生态系统功能的理想目标,认识恢复的生态学局限及实施恢复的社会、经济和其他障碍因素;4建立观测生态演替的简单易行的方法;5提出响应尺度上实施恢复目标的可行技术;6在更广泛的土地利用规划和管理策略中提取并交流这些技术;7监测关键的系统变量,评价恢复的进程,必要时对恢复方案进行调整。黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重的地区,区域可持续发展面临环境不断恶化的压力,面对生态环境不断恶化,我国已积极地进行了退耕还林还草和生态环境整治。但由于过高的成本、较低的经济和社会经济条件限制,人们对退化生态系统的恢复目标、途径与方法有很大的争议,退化生态系统的重建已经成为当前生态学研究热点之一。黄土高原水土流失的生态恢复是以水土资源合理利用为前通过强化入渗、拦蓄等工程措施,控制土壤侵蚀,以植被恢复、土壤恢复和生态农业建设为主导措施,实态恢复与经济发展相结合的生态经济型生态农业。4生态恢复与可持续发展“可持续发展”一词自1987年世界环境与发展委员会Our Common Future提出以来,已被广泛应用于各行业。关于该词的定义最初是出现在布伦特兰报告中(1987),即“可持续发展既满足当代需要,又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展”。它包含了可持续发展的公平性原则(Fairness)、持续性原则(Sustainable)、共同性原则(Common)。北京大学杨开忠教授认为,可持续发展是既满足当代人需要,又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展,既符合局部人口利益,又符合全球人口利益的发展。该定义同时强调了可持续发展的时间和空间维度28。放眼21世纪,持续发展模式无疑将是人类社会发展所能选择的唯一模式,在这个模式下,人类社会所赖以生存的生态环境发展模式也就显而易见,满足人类社会所要求的最大限度发挥生态一社会一经济效益的生态系统就是恢复生态学所要“恢复”的最高境界,这是从人类的功利上来说的,是一种基于实际的需要。对于一个发展中国家,生态退化就是影响发展的可持续性的因子;对于一个贫穷国家,生态退化就是越来越难解决温饱问题;对于发达国家,就是生存环境的不适宜或缺乏美感。因此,如何恢复与重建退化生态系统,已成为各国可持续发展的问题。一些国际或国家计划都涉及到恢复生态学的内容,如,人与生物圈计划(MAB)、美国的持续生物圈计划(SBl)、21世纪议程、里约环境与发展宣言等都将退化生态系统的恢复与重建列为主要研究内容,充分体现了当今人类社会可持续发展的新思想,反映了关于环境与发展领域合作的全球共识和最高级别的政治承诺。Daily指出,基于以下4个原因人类进行生态恢复是非常必要和重要的:需要增加作物产量满足人类需求;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;生物多样性依赖于人类保护和恢复生境;土地退化限制了国民经济的发展29。恢复生态学必然与持续发展紧密地结合在一起,它应该坚定不移地为人类的生存、人类社会的可持续发展服务,其理论是对生物圈持续利用的关键,是可持续发展模式的重要内容。生态系统通过它的结构、功能、多样性及其内部动力为人们提供各种各样的基础服务,这种服务在短时间内是没有多大显示度的,但却为可持续发展模式提供保证。5国内外生态恢复重建研究存在的主要问题及发展趋势5.1生态恢复重建研究中存在的问题综观国内外近40年来的生态恢复重建研究,下面几个问题是明显的:虽然对生态系统退化的总体框架已有所认识,但是进一步对生态系统退化的深刻阐述和研究还是相当肤浅的。如退化生态系统的成因和干扰体及其驱动机制、退化的生态过程及其机理等,这是当前退化生态系统急待深入研究的关键和核心问题,是进行退化生态系统恢复与重建的必要条件30,31。并且退化生态系统恢复与重建模式的试验示范研究还只停留在一些小的、局部的区域范围内或单一的群落或植被类型,缺乏从流域整体或系统水平的区域尺度的综合研究与示范30,也缺乏对已有的模式随着时间推移和经济发展的需求而变化的优化调控模式。生态环境恢复与重建的最终目标之一还在于保护恢复后的自我持续性状态,这就要求建立一系列的生态可持续性指标,然后对恢复前后的变化进行长期监测、对比和判断,并对恢复结果进行合理有效的评价。因此,恢复生态学的研究的一个重要方面,就是要建立生态系统可持续发展的指标体系,这也是恢复生态学研究的趋势之一。目前,这方面借鉴的范例还非常缺乏。生态恢复重建是一项复杂的系统工程,虽然在恢复重建的理论和方法已经有过一些研究和探索,但恢复重建的理论体系和技术体系尚未形成。缺乏从理论上深入研究恢复重建的理论问题如生态系统稳定性及其变化、物种对系统退化环境的响应与适应、生态系统退化和恢复重建机理等等,从而导致在恢复重建技术方法的应用上的盲目性和不确定性,在生态环境退化极为普遍与严重的今天,积极开展这方面的工作对促进我国自然、社会和经济的可持续发展是极为有益的。5.2恢复生态学发展趋势5.2.1强调自然恢复与社会、人文的耦合恢复生态是全球性的,不只是自然的过程,应有全社会的支持,包括政治、经济和人文的介入。2000年在英国召开恢复生态学会国际大会,其主题是以创新理论深入推进恢复生态学的自然与社会实践。恢复生态学的实践依赖于其理论的创新,而理论的创新需要形成学科的交叉才能有效地进行恢复生态学研究。会议特别提出恢复生态学的生态哲学观,强调恢复生态学研究的自然与社会人文交叉,强调科学工作者、政府、民众的充分合作。生态恢复在实施前应进行目标设计,过去的模式不一定是未来所需要的;应该在充分考虑未来生态系统发展的基础上,对恢复量化,再付之实践。生态恢复的价值不仅是局部生态系统结构和功能的恢复,更有全球意义,应进行联网研究,在不同的尺度上研究。生态恢复的有效实施,依赖于政治上的支持、立法的和相关的机构的保证。2l世纪是城市的世纪,城市的未来亦是人类的未来。城市的生态恢复不仅为自然景观问题,还包括人文景观、历史景观、文化与美感等,应特别强调社区艺术。必须开展生态恢复教育,为人类与自然的和谐发展提供机会。5.2.2恢复生态学研究在地域和理论上都要跨越边界2001年召开的国际恢复生态学大会,其科学主题是“跨越边界的生态恢复”,会议的焦点集中在跨越美国和加拿大的世界著名的“大湖”(GreatLake)”区域的生态恢复。就研究地域而言,生态系统的结构和功能是只有自然边界而没有政治边界的,自然地理区域的统一性决定了生态系统恢复行动跨越政治边界的必要性,有效的区域或流域的生态恢复往往需要多个行政区以至多个国家的共同参与。“跨越边界的生态恢复”在学术上包括了更为深刻的内涵。在理论支撑方面,恢复生态学的许多理论、方法来源于生物学、地学、经济学、社会学、数学等自然学科,以及工程学、林学、农学、环境学等应用性科学。生态恢复的过程和机理研究,必须从不同的空间组织层次上来进行。恢复生态学涉及众多学科,需要多学科的理论集成。5.2.3恢复生态学研究以生态系统为基点在景观尺度上表达生态系统的研究理论和概念,是支撑生态系统经营和管理的理论核心,也是生态恢复实践的理论基础,对生态系统的完整了解才是生态实践的重要条件。2002年在美国召开的第14届国际恢复生态学大会以“了解和恢复生态系统”为主题,强调生态系统是开展生态学以及其它分支学科研究工作的最基本和完整的单元,只有认识生态系统的结构和功能,才能了解生态系统在各种环境,尤其是在当今全球关心的气候变化条件下的发展趋势。而生态恢复的实践也是以具体的生态系统作为研究的对象。随着环境问题与社会经济发展的全球化,生态系统乃至景观等大尺度的研究日益成为恢复生态学新的研究热点。2004年第15届国际恢复生态学大会的会议主题已定为:恢复、景观与设计。参考文献1彭少麟.退化生态系统恢复与恢复生态学J.中国基础科学研究进展,2001,(3)18-242林勇,张万军,吴洪娇等.恢复生态原理与退化生态系统生态工程J.中国生态农业学报,2001,9(2):35-373徐嵩林.恢复生态学的理论性质J.科技导报,1995(5):12-134Jordan 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