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平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 摘要 我国是水土流失最严重的国家之一。水利部第二次土壤侵蚀遥感普查成果显示， 2 0 世纪9 0 年代末，全国水土流失面积达3 5 6 万平方公里，超过国土总面积的三分 之一。水土流失导致的生态恶化、土地退化和泥沙危害等问题，对国民经济和社会 发展构成了严重威胁，水土流失已成为我国的头号环境问题。为了加快水土流失治 理的进程，改善生态环境，有效保护和合理利用水土资源，2 0 0 1 年水利部提出了“充 分发挥大自然的力量，依靠生态系统的自我修复能力，促进植被的大面积恢复，加 快水土流失治理步伐”的生态修复治理新思路。2 0 0 2 年全国有1 2 8 个县( 市) 开展 了“水土保持生态修复试点工程”，平邑县是山东省3 个试点县之一。 为了了解和掌握生态修复工程及其措施对改良生态环境的效果，本研究以平邑 县水土保持生态修复试点工程为依托，在试验区选择有代表性的典型样区建立监测 站，根据水土保持监测技术标准并结合试验区的实际情况，选择一套能科学反映水 土保持生态修复在改良生态效益方面的监测内容和指标，以常规监测技术结合“3 s ” 技术，对试验区生态效益进行监测。重点探讨试验区土壤、水、生物和大气的变化， 建立一套生态效益评价指标体系，并使用“多目标决策灰色关联投影法”对其生态 效益进行评价，在此基础上，对平邑县水土保持生态修复试点工程提出完善的建议。 试验结果如下： ( 1 ) 通过对试验区内土壤、大气、水和生物等指标进行监测，得出在改善生态 环境方面，各种修复措施的修复效果从高到低依次为水保林、封禁管护的草地、经 济林、坡耕地，具体表现为：各种修复措施内土壤侵蚀模数分别为1 5 4 1 t k m - 2 a - 1 、 6 1 9 9 t k m - 2 a 1 、3 4 9 8 3 t k m - 2 a - 1 、3 3 7 0 9 2 t k m - 2 a - 1 ；土壤肥力指数( s f i ) 分别为1 2 3 3 、 1 2 2 3 、0 6 1 3 、0 5 4 3 ；各种修复措施监测小区内的物种数分别为8 、1 8 、1 0 、6 。 ( 2 ) 试验区在实施生态修复后水土保持效益显著，5 年内年土壤侵蚀量减少 8 9 3 0 0 t ，侵蚀模数从9 3 9 1 0t k m - 2 a - 1 减少到5 2 9 6 2t k m - 2 a - 1 ，侵蚀模数减少了4 0 9 4 8 t k m - 2 a - 1 ；养分流失量从3 7 6 2 0 2 t a 减少到2 6 1 8 9 1 t a ，减少了1 1 4 1 1 1 伽；植被覆 盖度从4 1 8 1 6 增加到5 6 8 6 0 ，增加了1 5 0 4 4 。 ( 3 ) 结合试验区的实际情况，提出了如下生态效益评价指标体系： 水环境指标：侵蚀模数、径流系数、年养分流失量 土壤环境指标：土壤肥力指数、容重、土壤砾石含量、微生物含量 大气环境指标：大气中c 0 2 含量 生物指标：物种丰富度、植被覆盖度 ( 4 ) 利用多目标决策灰色关联投影法对试验区的生态效益进行评价，评价投影 值( d ) 从2 0 0 0 年的0 5 9 3 1 增加到2 0 0 5 年的0 6 6 1 9 ，生态效益明显提高。 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 监测结果还表明，平邑县水土保持生态修复工作中尚存在一些问题，本文针对 这些问题提出了解决的建议。 关键词：水土保持；生态修复；生态效益；监测；评价 平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 a b s t r a c t c h i n ai so n eo ft h em o s ts e v e r ec o r n t t i e so fs o i la n dw a t e rl o s si nt h ew o r l d t h e s e c o n dr e m o t es e n s i n gi n v e s t i g a t i o no fs o i la n dw a t e rl o s si n d i c a t e dt h a tc h i n e s sa r e so f s o f ta n dw a t e rl o s sr e a c h e d3 5 6 k m 2 ，a c c o u n t e df o r1 3o ft h ec o u n t r y t h es o i la n dw a t e r l o s sr e s u l t si np r o b l e m so fe c o l o g i c a ld e p r a v a t i o n , s o f td e g e n e r a t i o n ，m u da n ds a n d i m p e d h n e n t , e t c , t h r e a t e n ss e v e r e l yd e v e l o p m e n to fc h i n e s ee c o n o m ya n ds o c i e t y , a n d h a sb e c o m et h em o s ts e v e r ee n v i r o n m e n t a lp r o b l e mo fc h i n a f o rt h es a k eo fs p e e d i n gu p t h ep r o g r e s so fs o f ta n dw a t e rl o s st r e a t m e n t , i m p r o v i n ge c o l o g i c a le n v i r o m e n ta n d e f f e c t i v ea n dr e a s o n a b l eu t i l i z i n gs o f tr e s o u r c e ，w a t e rc o n s e r v a n c yd e p a r t m e n tb r o u g h t f o r w a r dan e w p l a no fs o i la n dw a t e r l o s st r e a t m e n ti n2 0 0 1 ：t h en a t u r a ls e l f - r e h a b i l i t a t i o n f o r c e sp r o m o t ev e g e t a t i o n a lr e s t o r a t i o n ，a c c e l e r a t e st h es o i la n dw a t e rl o s st r e a t m e n ta n d i m p r o v et h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t , n a m e l ye c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o n t h e r ew e r e1 2 8 c o u n t i e s ( t o w n s ) p u t t i n gi np r a c t i c et h ee c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o ne x p e r i m e n t a lu n i tp m j e c t o fs o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o ni nt h ew h o l ec o u n t r yi n2 0 0 2 p i n g y ic o u n t yw a so n eo f t h e3c o u n t i e so ft h ee x p e r i m e n t a lu n i to fs h a n d o n gp r o v i n c e f o ru n d e r s t a n d i n ga n dg r a s p i n gt h em l e sa n de f f e c t so fp r o j e c ta n dm e a s u r e so f p i n g y ie c o l o g i c a l r e h a b i l i t a t i o ni m p r o v i n gt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t , m o n i t o r i n g s t a t i o n sw e r ee s t a b i l i s h e di nt h er e p r e s e n t a t i v et y p i c a lp a l c eo ft h ee x p e r i m e n t a la r e aa n d m o n i t o r i n gc o n t e n t sa n di n d i c a t o r st h a tc 姐s c i e n t i f i c a l l yr e f l e c tt h ec h a n g i n gt r e n d so f t h ee f f e c to fi m p r o v i n gt h ee c o l o g i c a lb e n e f i t sw e r ea l s od o n ei nt e r m so ft h em o n i t o r i n g t e c h n o l o g i c a ls t a n d a r d so fs o f ta n dw a t e rc o n s e r v a t i o na n da c t u a lc i r c u m s t a n c e so ft h e e x p e r i m e n t a la r e a w eh a dm o n i t o r e dt h ee c o l o g i c a lb e n e f i to ft h ee x p e r i m e n t a la r e a , d i s c u s s e dt h ec h a n g eo fs o i l 、w a t e r 、b i o l o g ya n da t m o s p h e r ew i t ht h et r a d i t i o n a lm o n i t o r t e c h o n o l o g ya n dt h e “3 s ”m o n i t o rt e c h o n o l o g y w eh a de s t a b l i s h e das e to fe v a l u a t i o n i n d i c a t o rs y s t e ma b o u te c o l o g i c a lb e n e f i t sa n de v a l u a t e dt h ee c o l o g i c a lb e n e f i t so ft h e e x p e r i m e n t a la r e aw i t h “m u l t i - c r i t e r i ad e c i s i o ng r e yr e l a t i o np r o j e c t i o nm e t h o d b a s e d o nt h e s ee v a l u a t i o n s ，w eh a db r o u g h tf o r w a r dp e r f e c ta d v i c et ot h ee x p e r i m e n t a lu n i t p r o j e c to fp i n g y ie c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o n t h em a i nr e s u l t sw e r ea sf o l l o w sf r o mo u r e x p e r i m e n t a t i o n ( 1 ) t h ee f f e c t so fe c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o no fe a c hm e a s u r ei ni m p r o v i n gt h e e c o l o g i c a le n v i r o n m e n tf r o mh i g ht ol o wi no r d e rw e r es o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o nf o r e s t e n c l o s u r el a n di ns t e e ps l o p e ，e c o n o m i cf o r e s ta n df a r m l a n do ns l o p e i td i s p l a y e da s - t h e m o d u l u so fs o f te r o s i o no fe a c hm e a s u r ew e r e1 5 4 1 t k m - 2 a 1 。6 1 9 9 t k m - 2 a - 1 。 m 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 3 4 9 8 3 t k m - 2 a - 1a n d3 3 7 0 9 2t k m - 2 a - 1 ；s f io fe a c hm e a s u r ew e r e1 2 3 3 ，1 2 2 3 ，0 6 1 3 a n d0 5 4 3 ；t h en u m b e ro fs p e c i e so fe a c hm o n i t o r i n gp l o tw e r e8 ，1 8 ，1 0 ，6 ( 2 ) t h eb e n e f i t so fe c u l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o nw e r es i g n i f i c a n ta f t e r5 - y e a rt r e a t m e n t s , t h eq u a n t i t i e so fs o i le r o s i o ni ne x p e r i m e n t a la r e aw e r er e d u c e d8 9 3 0 0 t a , a n dt h e m o d u l u so fs o i le r o s i o nw e d e c l i n e df r o m9 3 9 1 0t k m - 2 a _ 1t o5 2 9 6 2t k m - 2 a - 1 ，t h e m o d u l u so fs o f te r o s i o nw e r er e d u c e d4 0 9 4 8t k m - z a 1 ：t h eq u a n t i t i e so fs o f tn u t r i e n t s l o s sw e r ed e c l i n e df r o m3 7 6 2 0 2 妇t o2 6 1 8 9 1 t ，a t h eq u a n t i t i e so fs o i ln u t r i e n t sl o s sw e r e r e d u c e d1 1 4 1 1 l t a ；v e g e t a t i o nc o v e r a g ew e r ei n c r e a s e df r o m4 1 8 1 6 t o5 6 8 6 0 ， v e g e t a t i o nc o v e r a g eh a di n c e r a s e d1 5 0 4 4 ( 3 ) r e f e r r i n gt ot h eo t h e ra c h i e v e m e n ta n dt h ep r a c t i c a le x p e r i e n c eo f t h ee v a l u a t i o n i n d i c a t o rs y s t e ma b o u te c o l o g i c a lb e n e f i t sa n dc o m b i n i n gt h ep r a c t i c a l i t yi n s t a n c eo ft h e e x p e r i m e n t a la r e a , as e to fe v a l u a t i o ni n d i c a t o rs y s t e ma b o u te c o l o g i c a lb e n e f i t sw a s e s t a b l i s h e d , s o m em a i ni n d i c a t o r sw e r ea sf o l l o w ： i n d i c a t o r so fw a t e re n v i r o n m e n t ：m o d u l u so fs o i le r o s i o n ；r u n o f fm o d u l e ；t h e q u a n t i t i e so f s o i ln u t d e n t sl o s s i n d i c a t o r so fs o i le n v i r o n m e n t ：s o i lf e r t i l i t yi n d e x ；b u l kd e n s i t y ；g r a v e lc o n t e n t ；m i c f o b o c o n t e n t i n d i c a t o r so fa t m o s p h e r ee n v i r o n m e n t ：c 0 2c o n t e n t i n d i c a t o r so fb i o l o g y ：s p e c i e sr i c h n e s s ；v e g e t a t i o nc o v e r a g e ( 4 ) “m u l t i - c r i t e r i ad e c i s i o ng r e yr e l a t i o np r o j e c t i o nm e t h o d w a su s e dt oe v a l u a t e d t h ee c o l o g i c a lb e n e f i t so ft h ee x p e r i m e n t a la r e a , t h ev a l u c ( d j ) i n c r e a s e df r o m0 5 9 3 1t o 0 6 6 1 9 硼l ce c o l o g i c a lb e n e f i t sw e r eg r e a t l yi n c r e a s e d n er e s u l to fm o n i t o r i n gr e t u r nt h ee n u n c i a t i o n , t h e r es t i l le x i s ts o m ep r o b l e m si n t h ee c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o np m j e c to fs o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o no fp i n g y ic o u n t y , t h i s t e x tg a v es o m es u g g e s t i o n sf o rt h e s ep r o b l e m s k e y w o r d s ：s o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o n ；e c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o n ；e c o l o g i c a l b e n e f i t s ；m o n i t o r ；e v a l u a t e i v 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 否 如需保密，解密时间年 月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 。 研究生签名：j 多护喀 时问： 。7 年月，j 、日 学位论文作者签名：知p 癌 导师签名：昌喜 签名日期： 门年石月i 歹1 目 签名日期： 哆年歹月学日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 1 前言 水土资源是立国之本，是人类赖以生存和发展的最基本的物质基础。水土流失 破坏地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬化、沙化，影响农业生产，威胁城镇安 全，加剧干旱等自然灾害的发生，导致人民群众生活窘迫、生产条件恶化，阻碍经 济、社会的可持续发展，因此研究水土流失机理，探索水土保持模式，始终是国际 社会和学术界广泛关注和研究的热点。 水土流失是人类的一大公害。全世界每年约有2 5 0 亿吨泥沙被冲入江河湖海， 3 1 亿平方公里土地遭受沙漠化威胁。我国是水土流失最严重的国家之一，根据水利 部第二次土壤侵蚀遥感普查成果，2 0 世纪9 0 年代末，全国水土流失面积达3 5 6 万 平方公里，超过国土总面积的三分之一，需要治理的水土流失面积有2 0 0 多万平方 公里( 刘震，2 0 0 3 ；何长高，2 0 0 4 ) 。 建国以来，我国实施了水土保持重点工程、退耕还林工程、防沙治沙工程等一 系列旨在控制土壤侵蚀的重大生态建设工程，并取得了一定的成就，但是，由于所 需治理面积大，资金缺乏，治理进度缓慢，因而不能满足经济社会发展需求。为了 解决这些问题，水利部在2 0 0 1 年提出实施水土保持生态修复治理水土流失的新路 子，即充分发挥大自然的力量，依靠生态系统的自我修复能力，促进植被的大面积 恢复，加快水土流失治理步伐的新思路( 刘震，2 0 0 3 ) 。到2 0 0 6 年，全国已有2 9 个省( 区、市) 的1 9 6 个整县实施了水土保持生态修复试点工程，所有国家水土保 持重点工程区全面实现了封育保护，封育保护面积达到1 2 6 万平方公里，封禁范围 已达6 0 多万平方公里，其中有3 0 万平方公里面积的生态已得到初步的恢复( 焦居 仁，2 0 0 3 a ) 。 山东省是全国水土流失比较严重的省份之一。全省共有水土流失面积6 3 5 万平方公里，占土地总面积的4 0 5 ；省内淮河流域及胶东半岛区面积1 1 1 6 万平方公里，其中水土流失面积5 2 2 万平方公里，占区域总面积的4 6 8 。平 邑县地处沂蒙山区西南部，属淮河流域，境内山高坡陡，土薄石厚，以前由于植被 稀疏、风雨剥蚀等因素，水土流失严重。然而，境内气候湿润，雨量充沛，具有生 态自我修复的有利条件。该县2 0 0 2 年被列为山东省3 个“国家水土保持生态修复试 点县”之一。为了了解和掌握平邑县水土保持生态修复试点工程改良土壤、控制侵 蚀的效果，同时也为整个淮河流域开展水土保持生态修复工程积累经验，开展平邑 县水土保持生态修复试点工程效益的监测及评价研究是非常必要的。 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 1 1 水土保持生态修复 1 1 1 生态修复的概念及理论基础 生态修复：为了加速已被破坏生态系统的恢复，还可以辅助人工措施为生态系 统健康运转服务，而加快恢复则被称为生态修复( 焦居仁，2 0 0 3 b ) 。近年来有学者 认为生态修复的概念应包括生态恢复、生态重建和生态改建，其内涵大体上可以理 解为通过外界力量使受损( 开挖、占压、污染、全球气候变化、自然灾害等) 生态 系统得到恢复、重建或改建。按照这一内涵，生态修复可以理解为“生态的修复”， 即应用生态系统自组织和自调节能力对环境或生态本身进行修复( 王治国，2 0 0 3 a ) 。 因此，我国生态修复在外延上可以从四个层面理解。第一个层面是污染环境的修复， 即传统的环境生态修复工程概念。第二个层面是大规模人为扰动和破坏生态系统d 污染生态系统1 的修复，即开发建设项目的生态修复。第三个层面是大规模农林牧业 生产活动破坏的森林和草地生态系统的修复，即人口密集农牧业区的生态修复，相 当于生态建设工程或生态工程。第四个层面是小规模人类活动或完全由于自然原因 造成的退化生态系统的修复，即人口分布稀少地区的生态自我修复。正在实施的水 土保持生态修复工程及重要水源保护地、生态保护区的封禁管护均属于这一范畴( 王 治国，2 0 0 3 a ) 。 ( 1 ) 恢复生态学理论 恢复生态学是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、过程与机理的科学，是指在人为控制下，利用生态系统演替和自我恢复能力， 使被扰动和损害的生态系统( 土壤、植物和野生动物等) 恢复到接近于受干扰前的自 然状态，即重建该生态系统干扰前的结构、功能及其有关的物理、化学和生物特性 ( 彭少鳞和陆宏芳，2 0 0 3 ) 。2 0 世纪9 0 年代，美国、德国等国家提出通过生态系统 自组织和自我调节能力来修复环境污染的概念，即通过选择特殊植物和微生物，人 工辅助建造生态系统来降解污染物，这一技术被称为环境生态修复技术，这也是生 态修复的原始思想( 赵文智等，2 0 0 4 ) 。生态修复必须在恢复生态学理论指导下，遵 循自然规律，才能取得较好的效果。 ( 2 ) 生态系统的自组织功能原理 生态系统的自组织反馈机制使它具有自我调节的功能，即生态系统在受到不超 过生态阈值( 骆有庆等，1 9 9 9 1 鲁少波，2 0 0 3 ) 的外界干扰后，仍然能在一定时间 内保持其结构与功能的相对稳定状态，或偏离生态平衡后能在很短时间内恢复到原 始状态。而如果外来干扰超过生态系统的自我调节能力，受损生态系统就不能自然 恢复到其原初稳定状态，需要人为的调节诱导和修复，否则，将长期保持受损状态。 2 平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 ( 3 ) 干扰景观恢复与重建的景观生态学原理 景观是处在生态系统之上，大地理区域之下的中间尺度，由不同类型的生态系 统组成( 焦居仁，2 0 0 3 a ) 。自然和人为对生态系统的干扰直接影响景观的稳定。一 般来说，景观受n # f 界干扰时变化越小，能够保持其相对稳定状态的时间越长，干 扰后恢复到原来状态的时间越短，景观就越稳定。由于景观生态系统在一定范围内 有一定的恢复力、抵抗力和持久性，所以干扰景观具有自然的恢复能力和在人为控 制下的重建可能( 金以圣，1 9 8 8 ) 。 ( 4 ) 生态系统的自然演替规律 任何生态系统时刻都处在变化、发展和自然演替的过程当中。在以前没有生长 过植被的原生裸地上首先出现先锋植物，以后相继产生一系列植物群落替代过程的 原生自然演替序列，一般是裸岩一地衣一苔鲜一草被一灌木一乔木( 陈奇伯等，2 0 0 4 b ) 。 而原来有过植被覆盖，由于某种原因原有植被消失了，自然演替就要在这种裸地上 进行次生演替。当发生于裸露地面的植被群落经过一系列发展变化，总趋势朝向逐 渐符合于当地主要生态环境条件方向进行的进展演替，是退化生态系统修复的目标。 进展演替的结果，植被特征一般表现为植被种类由少到多，结构由简单到复杂，由 不稳定变得逐渐稳定，同时植被群落越来越能够充分利用环境资源。退化生态系统 的修复，就是要利用生态系统的自然演替规律，人为创造利于进展演替的生态环境， 构建植被种类繁多、立体垂直结构复杂、水平斑块结构多样的相对稳定生态系统( 陈 奇伯等，2 0 0 4 b ；金以圣，1 9 8 8 ) 。 ( 5 ) 生态控制系统工程学原理 生态控制系统是指人类控制人类以外的生物及其生态环境整体( 金以圣，1 9 8 8 ) 。 即人类在生态系统中，控制它向有利于人类的方向发展。 ( 6 ) 干扰与生态演替理论 在没有严重干扰的情况下，自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展 到另一个阶段，这称为生态内因演替。干扰常使生态系统受损并改变，称为外因演 替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展，而干扰使演替进程发生变化，严重 时，如人类大规模活动，则使生态系统向相反方向演替，这称为逆行演替。生态修 复就是使被干扰生态系统的逆行演替转向正常演替( 蒲勇平，2 0 0 2 ) 。 1 1 2 生态修复的研究进展 1 1 2 1 国外生态修复的研究进展 生态修复研究和实践的历史可以追溯到1 9 世纪3 0 年代，但将生态修复作为生 态学的一个分支进行系统研究，则是从1 9 8 0 年c a i n l s 主编的受损生态系统的恢 复过程一书出版以后才开始的在生态修复的研究和实践中，涉及的概念有生态修 3 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 复、生态恢复、生态重建、生态改建等。生态恢复的称谓主要应用在欧美国家，在 我国也有应用。生态修复的叫法主要应用在我国和日本( 杨爱民等，2 0 0 5 ) 。日本学 者多数认为，生态修复是指通过外界力量使受损生态系统得到恢复重建或改进，这 与欧美学者“生态恢复”概念的内涵类似( 王治国，2 0 0 3 b ) 。 生态恢复作为一种思想，最早是由i _ e o p o l d 于1 9 3 5 年倡导的( 朱桂林等，2 0 0 5 ： 傅丽君，杨文金，2 0 0 5 ；任海等，2 0 0 4 ) 。2 0 世纪2 0 年代开始，德、美、英、澳等 国家对矿山开采扰动受损土地进行恢复和利用，逐渐形成土地复星技术，包括农业、 林业、建筑、自然复垦等，实际仍是土壤环境修复的范畴。2 0 世纪6 0 年代，美国 生态学家h 工o d u m 提出生态工程概念( g r i t f i t h sbse ta 1 ，2 0 0 0 ) ，受此启发，欧 洲一些国家尝试应用研究，并形成所谓“生态工程工艺技术”，实际属于清洁生产的 范畴。7 0 年代后，受生态工程学术思想的影响，从土壤环境修复和生产力恢复上升 到了生态系统恢复层面，基本内涵就是在人为辅助控制下，利用生态系统演替和自 我恢复能力，使被动和损害的生态系统( 土壤、植物和野生动物等) 恢复到接近于 它受干扰前的自然状态，即重建该系统干扰前的结构与功能有关的物理、化学和生 物学特征。1 9 7 5 年，“受损生态系统的恢复”国际会议在美国弗吉尼亚工学院召开 ( 朱德华等，2 0 0 5 ) ，此后英美等国创刊恢复生态学杂志，生态恢复被列为当时最受 重视的生态学概念之一。1 9 8 0 年c a i r n s 主编了受损生态系统的恢复过程一书， 阐述受损生态恢复过程中主要生态学理论和应用问题( c a i r n sjj r , 1 9 9 1 ；c a l m sjj r , 1 9 9 5 ；c a i r n sjj r , 1 9 9 7 ) 。1 9 8 3 年在美国召开了“干扰与生态系统”国际研讨会，探 讨了干扰对生态系统不同层次的影响。1 9 8 5 年a b e r 和j o r b a n 两位英国学者提出了 恢复生态学的术语，并出版了有关恢复生态学研究的论文集，同年国际恢复生态学 会成立，标志着恢复生态学学科的形成( a b e rjda n dj o r d a nw 1 9 8 5 ) 。 1 9 8 7 年， j o r d a n 发表( 生态恢复学) 专著( j o r d a nwr e ta 1 。1 9 8 7 ) 。1 9 8 9 年在意大利召开的 第5 次欧洲生态学研讨会上把生态系统恢复作为该次会议讨论的主题之一。1 9 9 1 年 在澳大利亚召开了“热带退化林地的恢复国际研讨会”。1 9 9 3 年( r e s t o r a t i o n e c o l o g y ) ) 杂志创刊。1 9 9 4 年在英国举行“第六届国际生态学大会”上将生态恢复作为1 5 个 现代生态议题之一( z h a n gje a n dx up 1 9 9 9 ) 。1 9 9 6 年在瑞士召开了第一届世界恢 复生态学大会，强调恢复生态学在生态学中的地位，恢复技术与生态学的联系。1 9 9 7 年著名刊物s c i e n c e 连续刊载了7 篇关于生态恢复的论文。1 9 9 8 年美国生态学会年 会的主题涉及恢复生态学研究的核心内容。2 0 0 0 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；2 0 0 1 年召开的国 际恢复生态学大会，其主题是“跨越边界的生态恢复”。 国外生态恢复研究主要包括森林、草地、灌丛、水体、公路建设环境、机场、 采矿地、山地灾害地段等在大气污染、重金属污染、放牧、采用等干扰体影响下的 退化与自然恢复的机制与生态学过程，研究具有积累性好、综合性和连续性强的特 4 平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 点，且涉及生态功能群的方方面面如植被、土壤、气候、微生物、动物( 包维楷等， 2 0 0 2 ) 。目前的研究多集中在大型矿区、大型建筑场地、森林采伐迹地、受损湿地等 生态修复方面，研究的焦点领域是土壤、野生动植物及其生物多样性恢复。这与我 国开发建设项目水土保持生态修复和工矿区生态修复比较接近。 1 1 2 2 国内生态修复的研究进展 我国有关专家自5 0 年代开始研究不合理的人类活动及资源的不合理利用所带 来生态环境恶化、生态系统退化的问题，并在华南地区退化的坡耕地上开展恢复生 态学中的植被恢复技术与机理研究，进行了长期的定位观测试验。5 0 年代末，余作 岳等在广东的热带沿海侵蚀台地上开展了植被恢复研究。7 0 年代末“三北”防护林 工程建设，8 0 年代长江、沿海防护林工程建设和太行山绿化工程建设以及踟年代 末在农牧交错区、风蚀水蚀交错区、干旱荒漠区、丘陵、山地、干热河谷和湿地等 也进行了退化或脆弱生态系统恢复重建研究与试验示范。9 0 年代淮河、太湖、珠江、 辽河、黄河流域防护林工程建设以及大兴安岭火烧迹地森林恢复研究、阔叶红松林 生态系统恢复、山地生态系统的恢复与重建、毛乌素沙地恢复等提出了许多生态恢 复与重建技术与优化模式，先后发表了大量有关生态恢复与重建的论文、论著，在 实践上已形成大批的小流域生态恢复的成功案例，极大促进了我国恢复生态学的研 究与发展。1 9 9 0 年我国召开了“全国土地退化防治学术讨论会”，会议总结了我国 在土地退化方面的研究动态与进展，提出了许多切实可行的生态恢复与重建的技术 和模式。1 9 9 6 年在北京召开的生态恢复国际会议主题之一即为“退化生态系统的生 态恢复”。2 0 0 0 年水利部党组根据国民经济和社会发展的新要求，提出充分发挥大 自然的力量，依靠生态自我修复能力，加快水土流失防治步伐的工作思路，并围绕 这一思路采取一系列对策和措施。生态修复工程即通过减少或避免人类活动对生态 脆弱区、水土流失区的干扰，利用大自然的力量，发挥生态的自我繁衍和修复能力， 加快植被恢复和生态系统改善，从而达到大面积、快速防治水土流失的系统工程， 是实现人与自然和谐相处的具体措施( 蒲勇平，2 0 0 2 ) 。2 0 0 1 年水利部在黄河、长 江中上游地区选择了2 0 多个县和地区开展了生态修复试点工程，2 0 0 2 年8 月，又 在全国1 0 6 个县( 市、旗) 部署了更大范围的全国生态修复试点工程，2 0 0 3 年在全国 普遍开展了生态修复工程。 我国退化生态系统恢复与重建研究侧重于退化生态系统形成原因、解决对策、 恢复与重建技术方法、物种筛选以及恢复与重建过程中的生态效应等方面研究，形 成了以生态演替理论和生物多样性恢复为核心，注重生态过程的恢复生态学研究特 色。恢复生态学的发展对生态系统退化机理及恢复过程的揭示为我们实行生态修复 提供了理论支撑，美、日及欧洲各国的实践也表明其有效性，我国不同区域进行的 5 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 封禁也提供了证据，初步可以认为生态修复是适合我国大面积治理水土流失的新思 路和有效措施( 梁宗锁和左长清，2 0 0 3 ) 。我国近五十年来的生态恢复重建研究主要 表现出如下特点( 包维楷等，2 0 0 2 ) ：( 1 ) 试验实践重于基础理论研究，即注重生态 恢复重建的试验与示范研究；( 2 ) 注重人工重建研究，特别注重恢复有效的植物群 落模式试验，相对忽视自然恢复过程的研究：( 3 ) 大量集中于研究砍伐破坏后的森 林和放牧干扰下的草地生态系统退化后的生物途径恢复，尤其是森林植被的人工重 建研究；( 4 ) 注重恢复重建的快速性和短期性；( 5 ) 注重恢复过程中的植物多样性 和小气候变化研究，相对忽视对动物、土壤生物的研究；( 6 ) 对恢复重建的生态效 益及评价研究较多，特别是人工林重建效益，还缺乏对生态恢复重建的生态功能和 结构的综合评价；( 7 ) 近年来开始加强恢复重建的生态学过程的研究。 1 1 2 3 生态修复的发展趋势 生态修复是治理水土流失的必要途径( 梁宗锁和左长清，2 0 0 3 ) 。生态修复的提 出，就是要调整生态重建的思路，摆正人与自然的位置，以自然演化为主，进行人 为引导加速自然演替过程，而遏制生态系统的进一步退化，快速恢复地表植被覆盖， 防止水土流失和洪涝灾害的频繁发生。国内外在生态修复方面的工作还不够系统和 完善，加之生态系统的恢复与重建研究需要长期的定位实验和观测，同时生态系统 的修复是一项系统的工程，需要国家、社会、科学工作者和广大人民的共同参与合 作。虽然许多国家对森林、草地、湿地、废矿地等退化生态系统的恢复与重建做了 大量研究工作形成了许多研究成果。但目前的研究尚未形成生态修复的理论体系和 技术体系。今后的研究工作应着重以下几个方面( 王治国，2 0 0 3 a ；王治国，2 0 0 3 b ) 。 ( 1 ) 生态自然修复机理及修复潜力的研究。包括对水土流失及生态系统退化的 人为扰动或自然成因、生态系统逆序演替和可逆性及修复潜力、解除干扰下修复生 态系统的演替进程及预期结果的研究等，这此研究是其他研究的基础。 ( 2 ) 生态自然修复实施区域划分及指标体系研究。主要是限制性指标及区域划 分研究，即回答什么地区可以实施生态自然修复工程，什么地区不可以实施，什么 条件可以实施，什么条件不可以实施的问题。 ( 3 ) 生态自然修复工程验收分区标准及规范研究。包括两方面：一是不同区域 生态修复需要的时间及应达到的指标。回答达到什么水准时，就认为生态系统已经 修复。二是在技术上确定抽检内容和方法。 ( 4 ) 生态自然修复规划设计技术规范研究。包括规划涵盖的内容、调查的方法 和规划设计技术要求等。 ( 5 ) 生态自然修复过程及其效果的监测与评估研究。包括监测内容、指标、监 测点布设、监测方法等的研究。 6 平邑县水土保持生态修复工程生态效益监测与评价 1 1 3 我国的水土保持生态修复 我国的水土保持工作起步较晚。新中国成立以来，尤其是党的十一界三中全会 以来，我国的水土保持进入了一个新阶段，经过几十年的艰苦努力，取得了很大成 就，积累了许多成功的经验。1 9 9 4 年中国二十一世纪议程将我国水土保持等与 生态建设有关的工作列入生态建设工程项目，其主要内容包括森林、水土保持、荒 漠化防治、草地资源、生物多样性等。水土保持工程建设是我国山区水土流失综合 治理开发的又一项巨大的生态环境建设工程。自8 0 年代初水利部提出以小流域为单 元进行综合治理以来，已开始治理的小流域上万个，已完成的有3 0 0 0 多个，正在治 理的7 0 0 0 多个，取得了巨大的成就：截止1 9 9 7 年底，全国累计初步治理水土流失 面积7 4 万平方公里，每年可拦蓄泥沙1 5 亿吨，蓄水1 2 0 亿立方。 水土保持生态修复一词是2 0 0 0 年以后在我国出现的( 杨爱民等，2 0 0 5 ) 。并且 逐渐被人们广泛认识。该名词是独具中国特色的概念，国外并没有这样的提法。水 土保持生态修复一词的出现标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保 持生态修复是具有普遍意义的生态修复的一种类型，但也具有其独特的特征，即水 土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、强度大，经济落后，人 口众多等国情。从2 0 0 2 年起水利部在全国开展了“水土保持生态修复试点工程”工 作，通过试点，探索在不同水土流失类型区开展水土保持生态修复的模式、技术路 线、管理机制和实际效果等，为全面开展水土保持生态修复工作积累经验，从而加 快水土流失防治步伐，适应国民经济和社会发展的新要求，改善生态环境，实现人 与自然和谐发展，因此必须在坚持成功经验、积极开展综合洽理的同时，依靠大自 然的力量。充分发挥生态环境的自我修复能力，加快植被恢复，以实现水土保持的 顺利进行。本文的研究地域平邑县，就是国家水土保持生态修复试点工程的实施 点之一。 1 2 水土保持生态修复效益评价 水土保持生态修复是水土保持生态建设实践经验的总结、深化和发展。水土保 持涉及面广，且类型多样，因而不同地区水土保持的考核目标存在一定差异。总体 而言，水土保持效益要通过经济效益、生态效益和社会效益等方面来反映，而这几 方面的效益往往是由若干个指标来体现。在我国，水土保持生态修复效益评价是一 项新的课题，根据不同类型的流域治理区域，建立适合不同区域特点的综合评价指 标体系，不但可以丰富水土保持生态修复的理论，而且可以为进一步完善生态修复 措施提供科学依据。 7 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 1 2