6退化生态系统的恢复与重建

退化生态系统的恢复与重建 Contents 生态系统的退化 生态系用恢复与重建的展望 生态系统的概念 主要内容 退化生态系用的恢复与重建 一 生态系统的概念 概念 生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用 互相依存构成的一个具有自动调节机制的生态学功能单位 地球上的生态系统可以分为陆地生态系统和水域生态系统 在陆地生态系统中 又可以分为森林生态系统 草原生态系统 农田生态系统等在水域生态系统中 又可以分为海洋生态系统 淡水生态系统等 生态平衡是生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态 其物质和能量的输入输出接近相等 在外来干扰下能通过自我调节恢复到原初的稳定状态 当外来干扰超越生态系统的自我控制能力而不能恢复到原初状态时谓之生态失调或生态平衡的破坏 生态平衡是动态的 维护生态平衡不只是保持其原初稳定状态 生态系统可以在人为有益的影响下建立新的平衡 达到更合理的结构 更高效的功能和更好的生态效益 二 生态系统的退化 定义 指在一定的时空背景下 生态系统受自然因素 人为因素或两者的共同干扰下 使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变 系统的结构和功能发生与原有的平衡状态或进化方向相反的位移 表现 生态系统基本结构和功能的破坏或丧失 生物多样性下降 稳定性和抗逆能力下降 生产力下降 生态系统退化的特征生物多样性降低乱捕滥猎 使珍稀动物的生存受到威胁 过度采挖珍贵草药 将稀有植物推向绝灭的边缘 森林的砍伐 草原的过度放牧 野生动物失去了生活的空间 所以说 生态系统的退化 使生物种类大大地减少 部分物种将有灭绝的危险 生产力下降生态系统退化 其结构的破坏是重要的因素 而动物 植物是生态系统结构的主体 植被的破坏 动物的捕杀 会使系统内生物成分降低 随之 植被的减少 对太阳能的利用减弱 对营养物质的吸收降低 植物为正常生长消耗在克服环境和不良影响上的能量增多 净初级生产力下降 生产者结构和数量的不良变化也导致次级生产降低 即食草动物 食肉动物的数量大大减少 因而退化的生态系统中 动植物的生物量会显著降低 这是生态系统退化最鲜明的特点 食物链 食物网简单化由于某个物种的减少或缺失 会使食物链缩短 部分链断裂和解环 单链营养关系增多 种间共生 附生关系减弱 甚至消失 这样有利于系统稳定的食物网变得简单化 破碎化 系统会越来越不稳定 生物利用和改造环境能力弱化 功能衰退植被的减少 会直接导致植物固定 保护 改良土壤及养分能力弱化 调节气候能力削弱 水分维持能力减弱 地表径流增加 引起上壤退化 防风 固沙能力弱化 净化空气 降低噪音能力弱化 美化环境等文化环境价值降低或丧失 这种表现在退化的生态系统中是最为常见的 带来的后果也是最惨重的 物质循环 能量流动出现危机和障碍由于系统退化 食物链 食物网简单化 使得生物循环的周转时间变短 周转率降低 因而系统的物质循环减弱 能量流动受阻 大量的营养元素滞留在环境中 系统能量损失增多 最明显的莫过于系统中的碳循环 氮循环和磷循环 水体富营养化发生时 氮 磷的增多 致使藻类大量增殖 浮游动物成倍增加 这些幼植物死亡后 消耗大量氧分解尸体及残体 使水中严重缺氧 鱼 贝等死亡 这样 动植物残体又释放大量营养元素于水中 造成水体物质的恶性循环 能量流动中断或阻塞 系统崩溃 瓦解 三 退化生态系用的恢复与重建 国外学者对生态恢复的解释主要有3种观点 一是强调受损的生态系统要恢复到理想的状态 美国自然资源委员会认为使一个生态系统回复到较接近其受干扰前的状态即为生态恢复 二是强调其应用生态学过程 它研究生态系统自身的性质 受损机理及修复过程 三是生态整合性恢复 国际恢复生态学会提出 生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学 生态整合性包括生物多样性以及生态过程 结构 区域及其历史情况 可持续的社会实践等广泛的范围 国内学者也有不同的观点 所谓生态恢复与重建是指根据生态学原理 通过一定的生物 生态以及工程的技术与方法 人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程 调整 配置和优化系统内部及其与外界的物质 能量和信息的流动过程及其时空秩序 使生态系统的结构 功能和生态学潜力尽快地成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平 退化生态系统恢复与重建的基本目标 1 实现生态系统的地表基底稳定性 因为地表基底 地质地貌 是生态系统发育与存在的载休 基底不稳定 如滑坡 就不可能保证生态系统的持续演替与发展 2 恢复植被和土壤 保证一定的植被覆盖率和土壤肥力 3 增加种类组成和生物多样性 4 实现生物群落的恢复 提高生态系统的生产力和自我维持能力 5 减少或控制环境污染 6 增加视觉和美学享受 退化生态系统的恢复与重建一般步骤 1 首先要明确被恢复对象 并确定系统边界 2 退化生态系统的诊断分析 包括生态系统的物质与能量流动与转化分析 退化主导因子 退化过程 退化类型 退化阶段与强度的诊断与辨识 3 生态退化的综合评判 确定恢复目标 4 退化生态系统恢复与重建的自然 经济 社会 技术可行性分析 5 恢复与重建的生态规划与风险评价 建立优化模型 提出决策与具体的实施方案 6 进行实地恢复与重建的优化模式试验与模拟研究 通过长期定位观测试验 获取在理论和实践中具可操作性的恢复重建模式 7 对一些成功的恢复与重建模式进行示范与推广 同时要加强后续的动态监测与评价 四 生态系用恢复与重建的展望 随着社会经济的发展 遭到破坏的生态系统越来越多 退化的程度日益严重 目前 许多国家对退化生态系统的恢复与重建已经开展了大量的研究 获得了许多研究成果 但还没有形成系统的理论体系和技术体系 因此 退化生态系统的恢复与重建的研究仍需要进一步深入 如生态系统退化过程 驱动机制 动态监测 预警及预测研究 退化生态系统恢复与重建的过程及其机理研究 退化生态系统恢复与重建的关键技术体系研究 典型退化生态系统恢复与重建的优化模式及调控技术研究 退