土壤生态恢复的方法.pptVIP

生态恢复的方法,吴旭东 西部生态中心,荒漠草原土壤碳的研究意义,成功经验总结,生态系统恢复的案例分析,退化生态系统恢复方法,退化生态系统的基本恢复技术体系,一 退化生态系统的基本恢复技术体系,一般退化生态系统的恢复大致需要或涉及以下几类基本的恢复技术体系： 非生物或环境要素：土壤、水体、大气； 生物因素：物种、种群、群落； 生态系统（结构、功能）的总体规划、设计与组装,退化生态系统恢复方法-非生物要素,退化生态系统的基本恢复技术体系 -生物因素及生态系统,生态恢复的实例,Bradsaw提出可以用五个标准来判断： 可持续性：可自然更新； 不可入侵性：像自然群落一样能抵制有害生物入侵； 生产力：与自然群落一样高； 营养保持力； 具生物间相互作用。,三 生态系统恢复的案例分析 美国,1935-1975年的40年间，美国大平原地区被沙尘暴破坏的面积高达4 000-6 000 km2 a-1,为控制土地荒漠化和沙尘暴，美国进行了一场旷日持久的生态保卫战。其主要的做法是，推行“农场法案”，鼓励弃耕，政府采取补偿制度，建立自然保护区，恢复天然草原，休牧返林还草。在不到年的时间内，返林返草面积达150 000 km2，约占全国耕地总数的10%，在此基础上建立自然保护区144个。由此看来，美国主要是利用了人退的办法成功遏制了困惑该国几十年的“黑风暴”问题。,前苏联,自1954年起在哈萨克、西伯利亚、等地区大量开垦草地，至1963年累计垦荒60万km2。由于缺乏防护措施，加之气候干旱，造成新垦荒地风蚀严重，春季疏松的表土被大风刮起，形成沙尘暴。1963年沙尘暴受灾面积高达20万 km2，新垦区农耕系统几乎瘫痪。沙尘暴同时殃及罗马尼亚、匈牙利和南斯拉夫等国。比黑风暴危害更大、持续更长的是，同时发生并绵延至今的白风暴：阿姆河被截断使下游咸海水位急剧下降，30年间湖岸线后退了10-20 km，咸海湖底盐碱裸露, “白风暴”(含盐尘的风暴)接踵而至，毁灭了60%的新垦区，并使其成为生命禁区。当年斯大林提出了规模超过美国“罗斯福工程的”的“斯大林改造大自然计划”，倡导在草原区植树，同时继续发展灌溉农业。1949-1953年，该工程营建防护林近30 000 km2，但到60年代末，保存下来的防护林面积只有2%而已。,阿尔及利亚,为防止撒哈拉沙漠的不断北侵，北非的阿尔及利亚从1975年起沿撒哈拉沙漠北缘大规模种植松树, 号称世界级造林工程(绿色坝项目)。该工程延伸到邻国摩洛哥和突尼斯，绵延1500 km。按照理论计算，该工程能使阿尔及利亚林地面积每年扩展10%。但由于没有弄清当地的水资源状况和环境承载力，盲目用集约化的方式和外来物种搞高强度的生态建设，结果使生态建设变成生态灾难，沙漠依然在向北扩展，现在该国每年损失的林地超过造林面积。,荷兰,举世闻名的围海造田工程对荷兰农业发展、市镇建设和自然保护起了巨大的促进作用。过去20年来，围垦区依靠生态系统自然演替规律，采取少量的人工措施或完全没有人为干预，使荒芜的围垦土地出现生机，形成了总面积达1650 km2的健康生态系统(董哲仁, 2003)。这一成功做法引起了国际生态学界的高度关注，经常被作为生态重建的成功案例反复引用。实际上，该国围垦区的生态建设经历了几个阶段，反映了荷兰人对生态建设规律认识的不断深化。第一阶段是上世纪50年代开发的围垦区，根据居民休闲的多种需要，进行景观设计；第二阶段是60年代以后，专门进行生态设计，为特定的生物群落形成创造条件，主要人工种植多种植物，为珍禽鸟类栖息创造条件，提高生物群落多样性。第三阶段是80年代以来，他们已经认识到，依靠生态系统自然演替规律，不需要种植任何植物，经过若干年时间，同样可以建设一个健康的湿地生态系统, 而其成功的主要秘诀则是大量使用本地种。,英国,世界上最早工业化的国家，大量采煤使得该国的生态环境“满目疮痍”。但到上世纪90年代，他们已经把历史上由于采矿(主要是采煤)而造成的废弃地恢复成了自然生态系统，并进一步规划成为世界上著名的乡村景观。他们成功的一个重要经验就是借助自然力进行生态恢复(Bradshaw, 2000)。他们驾驭了被毁坏生态系统最初的演替过程，而那些生态系统能够成为目前的样子，在很大程度是依靠了自然力。该模式为英国前生态学会主席、皇家学会会员、利物浦大学教授A.D. Bradshaw所提倡，他认为借助自然力进行生态恢复的好处有：其一，工作量可大大减少；其二，剩余的恢复过程可以自我维持，因为它是自然发生的。,总结英国恢复生态学研究的经验,其一,选择适宜的植物种类, 这是所有问题的关键,利用自然力，在自然能够恢复的地方决不强加人工干扰,其二,如果不遵守这些基本的规律，生态恢复就不可能达到预期的目标,澳大利亚,该国可能是全球遭受盲目引种造成生态灾难最严重的国家，1859年，一个英国人为了满足其打猎的嗜好，从英国弄来了5只兔子后，兔子繁殖速度甚快，在澳大利亚失去天敌控制后，数量不断翻番。1950年，澳大利亚的兔子的数量从最初的5只增加到了5亿只，这个国家绝大部分地区的庄稼或草地都遭到了极大损失，一些小岛甚至发生了水土流失。到19世纪90年代，当兔群抵达西澳时，人们修了一条长达1000英里的栅栏，试图将其拦住。但是，这个栅栏很快被冲破了。人们又从巴西引入了多发黏液瘤病，但是病毒战只能使不断恶化的状况得到暂时缓解，一小部分兔子对这种病毒具有天然的免疫能力，之后又快速繁殖起来。整个20世纪中期，澳大利亚的灭兔行动从未停止过。,教训,这个惨痛的例子提醒我们，我们不能因防止生态退化在引进物种时“饥不择食”，而必须警惕生物入侵。,中国,Terraced fields Optimal width: B=-4.1lnA+18.3 height: 3-4m,Grass +cash tree-Yanan,Fish-scale pits for planting trees,沙坡头治理的五带一体模式： 1. 阻沙栅栏； 2. 固定草方格沙障； 3. 人工种植无灌溉灌草植被带； 4. 灌溉条件下的乔灌草植被带； 5. 铺设卵石防沙防火隔离带,中国,“三北防护林”曾被誉为中国的“绿色长城”。20余年的时间里，中国用了恐怕上千亿资金来“筑城”，但是收效不大(苏扬, 2003；French, 2004)。绵延上千里的防护林，现在已经是坍塌的“绿色长城”。种植的树种都是“杨家将”(杨树)，不仅许多地方的杨树长成半死不活的“小老头树”，而且由于普遍种纯林，在发生虫害时，一倒一大片，仅小小天牛就将宁夏20年的建设成果几十亿株杨树毁于一旦。这些惨痛的教训足以说明，大范围植树，尤其违背自然规律的造林是得不偿失的。即使造林成功，其投资产出比也是不合算的。,科尔沁沙地的生态恢复,恢复思路：自然恢复、人工促进自然恢复与生态系统重建相结合。 恢复模式：中心区滩地绿洲高效复合农业生态系统。保护区软墚台地径流区建立人工-自然复合生态系统，自然恢复、人工促进自然恢复相结合。缓冲区硬墚-流沙区灌草防护带。 方法措施：重建沙丘人工植被；封育恢复自然植被固定、半固定沙丘上围封后建立自然-人工植被； 重建人工植被-在交错带建立人工乔灌草植