生態(tài)系統(tǒng)恢復目標課件

第四章退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復恢復生態(tài)學的研究對象是退化生態(tài)系統(tǒng)，退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復涉及到許多方面，有恢復的目標、原則、方法、過程、機理等等。生態(tài)恢復的最本質問題是恢復生態(tài)系統(tǒng)的必要功能并使之具有系統(tǒng)自我維持能力。第四章退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復恢復生態(tài)學的研究對象是退化生態(tài)系統(tǒng)1生態(tài)恢復的主要目標是恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能生態(tài)恢復重點強調生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的恢復，也同時強調生態(tài)系統(tǒng)組分的所有生物因素。在生態(tài)系統(tǒng)中，生物有機體的配置既能從物種組成的格局和結構上加以確認，也能從生態(tài)系統(tǒng)的功能特征上加以識別，如：初級生產者、食草動物、食肉動物、分解者、固氮者、傳粉者等。生物組分往往指食物網(wǎng)或營養(yǎng)級結構，食物網(wǎng)結構與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系是決定生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定和平衡的基礎，是生態(tài)系統(tǒng)研究中最核心的問題，也是恢復生態(tài)學需要了解的基本問題。生態(tài)恢復的主要目標是恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能生態(tài)恢復重點強調2這是一只在黃河口地區(qū)極為少見的國家二級保護動物，學名為白腹山雕，雙翼展開后約1米。該鳥在黃河口出現(xiàn)，說明濕地生態(tài)的恢復和猛禽食物鏈的形成已呈良好狀態(tài)。這是一只在黃河口地區(qū)極為少見的國家二級保護動物，學名為白腹山3內蒙古野生動物生態(tài)鏈逐漸恢復近年來，內蒙古實施圍封轉移、封山育林、禁牧還草等多項大型生態(tài)工程，隨著生態(tài)狀況日益好轉，大批狼、鹿、狐貍、鷹等野生動物又出現(xiàn)在草原山地，野生動物自然形態(tài)的生態(tài)鏈逐漸開始恢復。在內蒙古西部阿拉善盟草原上生活的的野生跳鼠

內蒙古呼倫貝爾草原上翩翩起舞的野鶴內蒙古野生動物生態(tài)鏈逐漸恢復近年來，內蒙古實施圍封轉移、封山4蒙古錫林郭勒草原上的野鷹在捕捉老鼠(2004)內蒙古錫林郭勒草原上的野生狐貍蒙古錫林郭勒草原上的野鷹在捕捉老鼠(2004)內蒙古錫林郭勒5內蒙古錫林郭勒草原上的野生蜥蜴（2004年9月）內蒙古西部阿拉善盟賀蘭山下的野生馬鹿內蒙古呼倫貝爾草原上生活的野狼內蒙古錫林郭勒草原上的野生內蒙古西部阿拉善盟賀蘭山下的野生馬6杭州濕地保護顯效“一曲溪流一曲煙”重現(xiàn)杭州濕地保護顯效“一曲溪流一曲煙”重現(xiàn)74.1生態(tài)恢復的目標與模式廣義的恢復目標是通過修復生態(tài)系統(tǒng)功能并補充生物組分，而使受損生態(tài)系統(tǒng)回到一個更自然的條件下，理想的恢復應同時滿足區(qū)域和地方的目標。Hobbs和Norton(1996)認為恢復退化生態(tài)系統(tǒng)的目標包括：建立合理的內容組成(種類豐富度及多度)、結構(植被和土壤的垂直結構)、格局(生態(tài)系統(tǒng)成分的水平安排)、異質性(各組分由多個變量組成)、功能(諸如水、能量、物質流動等基本生態(tài)過程的表現(xiàn))。4.1.1生態(tài)恢復的目標4.1生態(tài)恢復的目標與模式廣義的恢復目標是通過修復生態(tài)系統(tǒng)8開展生態(tài)恢復工程的目標（章家恩和徐琪，1999）：★恢復諸如廢棄礦地等極度退化的生境；★提高退化土地的生產力；★在被保護的景觀內去除干擾以加強保護；★對現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)進行合理利用和保護，維護其服務功能。4.1.1生態(tài)恢復的目標開展生態(tài)恢復工程的目標（章家恩和徐琪，1999）：4.1.19由于生態(tài)系統(tǒng)具有復雜性和動態(tài)性，雖然恢復生態(tài)學強調對受損生態(tài)系統(tǒng)進行恢復，但恢復生態(tài)學：首要目標：保護自然生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮其在生態(tài)恢復中具有重要的參考價值；2.恢復現(xiàn)有的退化生態(tài)系統(tǒng)，尤其是與人類關系密切的生態(tài)系統(tǒng)；3.對現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)進行合理管理，避免退化；保持區(qū)域文化的可持續(xù)發(fā)展；4.實現(xiàn)景觀層次的整合性，保持生物多樣性及良好的生態(tài)環(huán)境?？傊鶕?jù)不同的社會、經濟、文化與生活需要，人們往往會對不同的退化生態(tài)系統(tǒng)制定不同水平的恢復目標。由于生態(tài)系統(tǒng)具有復雜性和動態(tài)性，雖然恢復生態(tài)學強調對受損生態(tài)10無論對什么類型的退化生態(tài)系統(tǒng)，都存在一些基本的恢復目標或要求：實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的地表基底穩(wěn)定性，保證生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)演替與發(fā)展；恢復植被和土壤，保證一定的植被覆蓋率和土壤肥力；增加種類組成和生物多樣性；實現(xiàn)生物群落的恢復，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力和自我維持力；減少或控制環(huán)境污染；增加視覺和美學效果。無論對什么類型的退化生態(tài)系統(tǒng)，都存在一些基本的恢復目標或要求11一般情況下，對于一個特殊的生態(tài)恢復項目來說，其目標包含兩層含義，一是將其恢復到接近于受損前的結構和功能，另外，也可以重建一個在相應恢復地點以前沒有存在過的生態(tài)系統(tǒng)。顯然，由于人類干擾的極度破壞，目前的絕大多數(shù)恢復項目在制定目標時，要恢復當?shù)卦纳鷳B(tài)系統(tǒng)已經難上加難，且不現(xiàn)實，而重建接近于或類似于地帶性的生態(tài)系統(tǒng)則更具有可操作性。

例如：對于廢棄的耕作地，在漫長的人類開發(fā)歷史中，大量的施肥措施已經導致土壤養(yǎng)分含量大大升高，而如果要將其恢復為野生自然條件下的原生生態(tài)系統(tǒng)幾乎是難以完成的。在目前的地球上，由于農業(yè)活動導致的土壤養(yǎng)分含量增加，大氣中不斷增加的氮沉降等影響，即使由于水土流失等原因而使地表土壤大量流失，但仍然導致了越來越多的高生產力生態(tài)系統(tǒng)，如富營養(yǎng)化的水體、氮沉降（氮施肥）的森林等。一般情況下，對于一個特殊的生態(tài)恢復項目來說，其目標包含兩層含12因此，恢復生態(tài)學在考慮生態(tài)恢復的概念、方法和恢復目標時，必須考慮當代的時代和環(huán)境背景。Higgs(1997)強調，好的生態(tài)恢復應該擴大視野，要將歷史、社會、文化、政治、美學和道德等因素都納入生態(tài)恢復的考慮范圍內。實際上，在確定生態(tài)恢復目標時，我們往往會利用歷史資料來判斷生態(tài)系統(tǒng)以前的狀態(tài)(例如：歷史記錄、書籍、圖片甚至古地質資料等)，但這種代價一般都非常大，體現(xiàn)在兩個方面，第一，我們的祖先也和我們大多數(shù)一樣，沒有給我們留下比較完整的自然歷史檔案，我們要么只能從零散的文獻片斷中尋找到蛛絲馬跡，要么只能借用先進的科學技術通過考古來獲取信息；第二，即使我們找到了資料，確定了當?shù)卦鷳B(tài)系統(tǒng)的類型和特征，但歷史的長河早已將其面貌蕩滌的無影無蹤，雖然恢復其本來面目價值極高，但代價是巨大的。由此可見，生態(tài)恢復科學家在研究生態(tài)恢復過程中，應該盡可能收集所研究景觀內的歷史、社會和人類的發(fā)展過程資料，這些資料對制定恰當合理的恢復目標，以及制定合理有效的恢復路徑，以及相應的技術措施等均是必要的。因此，恢復生態(tài)學在考慮生態(tài)恢復的概念、方法和恢復目標時，必須13Ehrenfeld(2000)從物種、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務三個方面對生態(tài)恢復目標的相對優(yōu)缺點進行了歸納整理，這三個方面的主要內容如下：（1）物種當利用物種水平作為恢復目標來設計恢復方案時，通常會運用以下幾個指標：關鍵種(keystonespecies)：這些種類往往與生態(tài)系統(tǒng)的特殊功能有關，如光合能力，提供土壤動物和相關植物的棲息地；瀕危種(endangeredspecies)：雖然對這些種類的功能有些泛化，但最為恢復目標仍然是必要的；功能團(assemblages)：與生態(tài)系統(tǒng)的總體功能相聯(lián)系。

以物種作為恢復目標的優(yōu)點在于，能夠在當?shù)鼗蛉虺叨壬贤炀饶切┨厥獾臑l臨滅絕的物種，但其缺點也顯而易見，即：由于忽視了景觀和生態(tài)系統(tǒng)總體，因此會產生長期的不利后果，如過分強調某一個物種或某一組物種，從而對其他物種產生不可逆轉的環(huán)境壓力，并最終導致那些物種種群的消退（引入外來種，桉樹）。Ehrenfeld(2000)從物種、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系14（2）生態(tài)系統(tǒng)功能利用生態(tài)系統(tǒng)功能作為恢復目標來設計恢復方案，可以具體設計生態(tài)系統(tǒng)的不同結構組分，并將其有效聯(lián)系起來而更有效的運轉。在設計時，主要考慮以下組分和過程：物質和能量流動：例如系統(tǒng)內各組分內和各組分間，以及系統(tǒng)間的物質能量轉化率和庫動態(tài)等；生物組分：生物量，物種組成，營養(yǎng)級，養(yǎng)分庫等；非生物因素：例如養(yǎng)分庫和養(yǎng)分循環(huán)中的活性等；生態(tài)系統(tǒng)架構：如物質要素的發(fā)展和系統(tǒng)各組分的分布格局等。這個方法在制定生態(tài)系統(tǒng)恢復目標是被鼓勵的。其缺點主要有：第一，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性的關系仍然不明確；第二，生態(tài)系統(tǒng)邊界通常難以界定，但通?？梢酝ㄟ^小流域的方法解決此問題。（2）生態(tài)系統(tǒng)功能15（3）生態(tài)系統(tǒng)服務生態(tài)系統(tǒng)服務其實與上面所列舉的四項生態(tài)系統(tǒng)功能，以及物種水平的恢復目標是密切聯(lián)系的。由于生物多樣性在評價生態(tài)恢復方面的局限性，因此，隨之產生了生態(tài)系統(tǒng)服務評價方法。生態(tài)系統(tǒng)評價是社會（政府、公眾和研究者）需要對生態(tài)恢復的效果進行評估的背景下產生的，最重要的目的是對全球的生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行評估，主要包括經濟評價和生態(tài)評價兩方面。（3）生態(tài)系統(tǒng)服務生態(tài)系統(tǒng)服務其實與上面16（3）生態(tài)系統(tǒng)服務評價A.經濟評價經濟評價的前提是能夠用貨幣衡量生態(tài)系統(tǒng)功能、提供商品和服務的價值，從而能夠用成本-效益理論分析生態(tài)系統(tǒng)的收支狀況。因而，Dabbertetal.(1998)提出了以下四種生態(tài)系統(tǒng)所能提供的價值：a.直接價值：例如提供地下飲用水等；b.間接價值：如凈化空氣，降解污染物等；c.選擇價值：如提供娛樂等；d.非使用價值：是指生態(tài)系統(tǒng)的固有的存在價值，如物種的生存，種群的維持等。在利用經典經濟術語評價以上四種價值時，其困難程度從上到下依次增大，直接價值比較容易能夠通過經濟價值進行衡量，而非使用價值則很難用貨幣來度量。為了解決這一問題，經濟學家們一般采取所謂的“支付意愿”(willingness-to-pay)的方法來度量這些難以直接用貨幣定量的這些指標，如：環(huán)境條件優(yōu)越地點的房價高于環(huán)境差的地方。（3）生態(tài)系統(tǒng)服務評價A.經濟評價17（3）生態(tài)系統(tǒng)評價B.生態(tài)評價近年來，對生態(tài)系統(tǒng)性質和功能的生態(tài)評價有多種形式，最典型的有生態(tài)足跡(ecologicalfootprint)和生態(tài)系統(tǒng)健康等。生態(tài)足跡產生于上世紀末，或稱生態(tài)空間占用，最早是由加拿大生態(tài)經濟學家WilliamRees等在1992年提出，并在1996年完善的一種衡量人類對自然資源利用程度以及自然界為人類提供的生命支持服務功能的方法。該方法通過估算維持人類的自然資源消費量和同化人類產生的廢棄物所需要的生態(tài)生產性空間面積大小，并與給定人口區(qū)域的生態(tài)承載力進行比較，來衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展狀況。該方法自提出以來在世界各國引起了強烈反響，并在短時期內就不同的地域空間尺度、不同的社會領域進行了模型方法的運用和實踐，其理論方法和計算模型在迅速地發(fā)展和完善。生態(tài)足跡是一種可以將人口、收入、資源應用和資源有效性匯總為一個簡單、通用的進行比較的便利手段。生態(tài)足跡是指能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產力的地域空間，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價B.生態(tài)評價18（3）生態(tài)系統(tǒng)評價生態(tài)系統(tǒng)健康是指生態(tài)系統(tǒng)沒有病痛反應、穩(wěn)定且可持續(xù)發(fā)展，即生態(tài)系統(tǒng)隨著時間的進程有活力并且能維持其組織及自主性，在外界脅迫下容易恢復(Rapport，1998,1999)。其目標是保護和增強區(qū)域環(huán)境容量的恢復力，維持生產力并保持自然界為人類服務的功能。生態(tài)系統(tǒng)健康只是一種隱喻，它是評價生態(tài)系統(tǒng)最佳狀態(tài)的一種方式?？赏ㄟ^全面研究生態(tài)系統(tǒng)在脅迫下的特征，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)條件進行系統(tǒng)診斷，找出生態(tài)系統(tǒng)退化或不健康的預警指標，進而防止其退化(Rapport，1998)。生態(tài)系統(tǒng)健康的標準有活力、恢復力、組織、生態(tài)系統(tǒng)服務功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統(tǒng)的影響及人類健康影響等8個方面，它們分屬于生物物理范疇、社會經濟范疇、人類健康范疇以及一定的時間、空間范疇。這8個標準中最重要的是前3個方面(Rapport，1998)。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價生態(tài)系統(tǒng)健康19（3）生態(tài)系統(tǒng)評價活力(vigour)：即生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入和營養(yǎng)循環(huán)容量，具體指標為生態(tài)系統(tǒng)的初級生產力和物質循環(huán)。在一定范圍內生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入越多，物質循環(huán)越快，活力就越高，但這并不意味著能量輸入高和物質循環(huán)快生態(tài)系統(tǒng)就更健康?；謴土?resilience)：即脅迫消失時，系統(tǒng)克服壓力及反彈回復的能力。具體指標為自然干擾的恢復速率和生態(tài)系統(tǒng)對自然干擾的抵抗力。一般認為受脅迫生態(tài)系統(tǒng)比不受脅迫生態(tài)系統(tǒng)的恢復力更小。組織(organization)：即系統(tǒng)的復雜性，這一特征會隨生態(tài)系統(tǒng)的次生演替而發(fā)生變化。具體指標為生態(tài)系統(tǒng)中r-對策種與k-對策種的比率，短命種與長命種的比率，外來種與鄉(xiāng)土種的比率，共生程度，鄉(xiāng)土種的消亡等。一般認為，生態(tài)系統(tǒng)的組織越復雜就越健康。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價活力(vigour)：即生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入20在我們設計生態(tài)恢復目標時，理想情況是應涉及到以上三種目標，使得公眾和管理者也能參與，并能被公眾和管理者所能接受，這樣才能恢復一個能夠自我維持的生態(tài)系統(tǒng)。就像Cairns(2000)所言：“大型的生態(tài)恢復項目是無法展開的，除非公眾社會認可其目的和目標；另外，生態(tài)恢復項目是無法持久的，除非公眾社會對其具有足夠的尊重從而保護其完整性”。但是，在一個生態(tài)恢復項目中要包含如此眾多的目標通常是難以做到的，因為資源以及經費通常是有限的。在我們設計生態(tài)恢復目標時，理想情況是應涉及到以上三種目標，使214.1.2生態(tài)恢復的參照系統(tǒng)和恢復途徑在制定生態(tài)恢復方案的過程中，選擇哪種目標首先依賴于對生態(tài)恢復等級的選擇，即：真正的生態(tài)恢復、修復和改良。如果選擇真正的生態(tài)恢復作為目標等級，那么選擇一個參考生態(tài)系統(tǒng)(referenceecosystem)作為模板，從而根據(jù)模板的結構和功能來制定恢復方案是必要的。對參考生態(tài)系統(tǒng)的研究能提供眾多有用信息，幫助理解生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中的關鍵過程和環(huán)節(jié)，而這些過程和環(huán)節(jié)則關系到生態(tài)恢復路徑和方向的選擇。對這些要素的掌握可以幫助解決生態(tài)恢復過程中的主要問題，比如估計被干擾生態(tài)系統(tǒng)的退化程度，估計退化生態(tài)系統(tǒng)與需要達到的目標生態(tài)系統(tǒng)的差距，以及測量關鍵有機體在脅迫環(huán)境與非脅迫環(huán)境下的耐受性等。4.1.2生態(tài)恢復的參照系統(tǒng)和恢復途徑22如果僅選擇生態(tài)修復和改良作為目標等級，要求就相對不那么嚴格，甚至可以不選擇參考生態(tài)系統(tǒng)，或僅選擇參考生態(tài)系統(tǒng)中的某幾個組分作為參照。一般這種情況下，生態(tài)恢復的意義就會喪失很多，變?yōu)榱藛渭兊木坝^設計，因此，從生態(tài)學理念來講，我們不但不提倡這種做法，反而更要強調利用參考生態(tài)系統(tǒng)，目的是為了恢復那些由于人類干擾而造成消失的重要物種和生態(tài)系統(tǒng)功能。到底要選擇什么樣的生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài)恢復的參考生態(tài)系統(tǒng)呢？一般情況下，有以下兩種生態(tài)系統(tǒng)可以作為參考。（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)

如果僅選擇生態(tài)修復和改良作為目標等級，要求就相對不那么嚴格，23（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）歷史上該地區(qū)本來的生態(tài)系統(tǒng)可以為生態(tài)恢復項目提供重要的參考價值。最有吸引力的生態(tài)恢復項目是重建生態(tài)系統(tǒng)退化之前的狀態(tài)。獲得資料的途徑有包括：歷史圖片、殘存植被（潛在植被）、歷史紀錄（書籍等）、博物館資料，以及考古證據(jù)（花粉等）。一般情況下，地帶性生態(tài)系統(tǒng)是從大尺度上確定生態(tài)恢復目標的依據(jù)，具體地點生態(tài)恢復模式確定的依據(jù)是該地點的潛在生態(tài)系統(tǒng)類型；生態(tài)恢復的生態(tài)系統(tǒng)結構模式（主要包括種類組成和配比）主要參考天然生物群落的特征而制定。（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）24生態(tài)恢復是在現(xiàn)有的人工、半自然或其它退化生態(tài)系統(tǒng)的基礎上，通過適當?shù)娜藶榇龠M措施，結合自然演替的“天然力量”，使這些退化類型盡快恢復為頂極的地帶性生態(tài)系統(tǒng)，以建立穩(wěn)定的、具有最大生態(tài)功能的自然生態(tài)系統(tǒng)。地帶性生態(tài)系統(tǒng)是區(qū)域尺度上的自然類型，在自然界中，生態(tài)系統(tǒng)的組成、結構和分布都受環(huán)境條件的制約，如土壤、地形等，從而形成了小生境條件下的不同生態(tài)系統(tǒng)類型，而要落實具體地點的天然生態(tài)系統(tǒng)類型，則必須依靠當?shù)氐臐撛谏鷳B(tài)系統(tǒng)類型來判定。潛在生態(tài)系統(tǒng)主要是指在沒有人類干擾的情況下一個具體地點應該存在的生態(tài)系統(tǒng)類型，即該點天然穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的類型。潛在生態(tài)系統(tǒng)是經過長期進化和自然選擇保留下來的適應具體地點環(huán)境條件，并具有最大生態(tài)功能和環(huán)境效益的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)恢復目標課件25（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)和恢復途徑雖然歷史的自然系統(tǒng)作為生態(tài)恢復的目標參照系統(tǒng)是最理想的，但是，生態(tài)系統(tǒng)也是隨時間變化而變化，地球上沒有一成不變的生態(tài)系統(tǒng)，即使在不受人類干擾狀況下，生態(tài)系統(tǒng)結構也會隨著自然環(huán)境的變化，歷史的發(fā)展等而變化，會產生自然的新的現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)。因此，除了選擇歷史自然生態(tài)系統(tǒng)外，更為現(xiàn)實和科學的考慮是，參照現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)的結構特征來規(guī)劃和設計生態(tài)恢復的目標參照系統(tǒng)。（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)和恢復途徑26三者間的關系和發(fā)展軌道既可選擇歷史自然生態(tài)系統(tǒng)，也可以選擇現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)作為目標系統(tǒng)。在歷史自然生態(tài)系統(tǒng)和現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)中間，還有很多過渡類型，即：不同的演替階段，這些不同的演替階段也可以作為生態(tài)恢復的目標生態(tài)系統(tǒng)。對一個地區(qū)不同演替階段生態(tài)系統(tǒng)的結構特征，既可以借助該研究地區(qū)研究者長期的研究成果作為依據(jù)，也可以通過歷史資料等加以判斷，另外，在的確沒有資料可以借鑒時，研究者的經驗判斷也是可行的。退化生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)歷史生態(tài)系統(tǒng)恢復？恢復？時間干擾非干擾軌道三者間的關系和發(fā)展軌道退化現(xiàn)代歷史恢復？恢復？時間干擾274.1.3恢復模式恢復模式是一個包括了預期的物理、化學和生物特征的的生態(tài)恢復框架。發(fā)展一個恢復模式不僅要加強在地方和區(qū)域尺度上的生物多樣性和功能，也要了解兩個尺度上的限制和機遇?；謴湍Ｊ降闹朴喰枰斍靶畔⒑蜌v史信息。4.1.3恢復模式284.2退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的基本原則退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建要求在遵循自然規(guī)律的基礎上，通過人類的作用，根據(jù)技術上適當、經濟上可行、社會能夠接受的原則，使受害或退化生態(tài)系統(tǒng)重新獲得健康并有益于人類生存與生活的生態(tài)系統(tǒng)重構或再生過程。生態(tài)恢復與重建的原則一般包括自然法則、社會經濟技術原則、美學原則3個方面(圖4.1)。自然法則是生態(tài)恢復與重建的基本原則，也就是說，只有遵循自然規(guī)律的恢復重建才是真正意義上的恢復與重建，否則只能是背道而馳，事倍功半。社會經濟技術條件是生態(tài)恢復重建的后盾和支柱，在一定尺度上制約著恢復重建的可能性、水平與深度。美學原則是指退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建應給人以美的享受。4.2退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的基本原則退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建要29地理學原則區(qū)域性原則差異性原則地帶性原則自然法則生態(tài)學原則主導生態(tài)因子原則限制性與耐性定律能量流動與物質循環(huán)原則種群密度制約與物種相互作用原則生態(tài)位與生物互補原則邊緣效應與干擾原則生態(tài)演替原則生物多樣性原則食物鏈與食物網(wǎng)原則綴塊-廊道-基底的景觀格局原則空間異質性原則時空尺度與等級理論原則圖4.1恢復生態(tài)學的基本原則地理學原則區(qū)域性原則差異性原則地帶性原則自然法則生態(tài)學原則主30自然法則系統(tǒng)學原則整體原則協(xié)同恢復重建原則耗散結構與開放性原則可控性原則社會經濟技術原則經濟可行性與可承受性原則技術可操作性原則社會可接受性原則無害化原則最小風險原則生物、生態(tài)與工程技術相結合原則效益原則可持續(xù)發(fā)展原則美學原則景觀美學原則健康原則精神文化娛悅原則續(xù)圖4.1恢復生態(tài)學的基本原則自然法則系統(tǒng)學原則整體原則協(xié)同恢復重建原則耗散結構與開放性原314.3恢復成功的標準Bradsaw（1987）提出的五個判斷標準：可持續(xù)性（可自然更新）、不可侵入性（象自然群落一樣能抵御入侵）、生產力（與自然群落一樣高）、營養(yǎng)保持力（與自然群落相近）、生物間具有相互作用。Davis等認為：系統(tǒng)的結構與功能恢復到接近受干擾前的水平；結構恢復指標是鄉(xiāng)土種的豐富度，功能恢復的指標包括初級和次級生產力、食物網(wǎng)結構、及其在物種組成與生態(tài)系統(tǒng)過程中的反饋。即能夠獲得所期望的物種豐富度，確認群落結構與功能間的聯(lián)結已形成。4.3恢復成功的標準32Careher和Knapp（1995）采用記分卡方法評價恢復度：選擇生態(tài)系統(tǒng)中具有一定波動幅度的重要參數(shù)（如種類、空間層次、生產力等），分析生態(tài)恢復過程中各參數(shù)是否已達到正常波動范圍。Constanza（1998）等認為：生態(tài)恢復的終極目標是恢復并維持生態(tài)系統(tǒng)的服務價值（Ecosystemservice）。包括產品生產，生物多樣性，景觀功能，花粉、種子傳播，殺蟲，凈化水、空氣，緩解旱澇災害，土壤形成、保護與更新，廢物的去毒和分解，營養(yǎng)循環(huán)和轉移，保護海岸帶，防止紫外線，調節(jié)氣候等。Careher和Knapp（1995）采用記分卡方法評價恢復33國際恢復生態(tài)學會(SER)提出了生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的多項指標可以作為評價生態(tài)恢復是否成功的標準(SERPrimer,2000)。但是，在實踐操作中，不可能采用所有的指標來評價，因為有些指標的測定難度較大或代價太大，如測定養(yǎng)分循環(huán)速率等。盡管如此，但是對于一個生態(tài)恢復項目來說，在進行生態(tài)恢復相關過程中，同時采用一個監(jiān)測體系來跟蹤生態(tài)恢復中一些重要指標的變化情況是非常必要的。國際恢復生態(tài)學會(SER)提出了生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的多項指標34對于選擇那些指標作為監(jiān)測對象，Dale和Beyeler(2001)提出了以下幾個原則來選擇生態(tài)恢復指標，那就是：易測定、對干擾的敏感性（高）、在恢復過程中發(fā)生重大問題時可預先產生不良信號、可納入信息資料的管理、完整性、能對脅迫產生響應、干擾和時間和響應幅度較小。從中可以看出，挑選的監(jiān)測指標一般是生態(tài)系統(tǒng)的關鍵組分，這些組分狀態(tài)的變化要能確保監(jiān)測到生態(tài)系統(tǒng)在任何時空上的變化。以下是vanAndel(2006)建議的一個評價指標體系，可以被用來反映生態(tài)恢復不同等級上的成功性。對于選擇那些指標作為監(jiān)測對象，Dale和Beyeler(2035不同恢復等級上測量生態(tài)恢復成功程度的生態(tài)系統(tǒng)特性的適用性+表示適于選擇；-表示不適于選擇生態(tài)系統(tǒng)特性恢復等級改良修復恢復物種的組成特征--+本地鄉(xiāng)土種--+不同營養(yǎng)級的功能群--+正常的循環(huán)功能-++合適的物理環(huán)境+++在景觀尺度上的完整性++-外界的威脅是否消除或降低++-相對于干擾的彈性大小++-自我調節(jié)能力+--從這些指標的選擇可以看出，對恢復生態(tài)學家來說，一定要具備社會的視角，不要僅僅專注于生態(tài)學理論，而應將生態(tài)恢復中技術層面的問題放在恰當?shù)奈恢?，必須清楚每一項技術的優(yōu)缺點，然后將其融入整個社會的大型建設項目中，才能確保生態(tài)恢復的最終成功。不同恢復等級上測量生態(tài)恢復成功程度的生態(tài)系統(tǒng)特性的適用性+36非生物或環(huán)境要素的恢復技術：包括土壤恢復技術、水體恢復技術和空氣恢復技術。生物因素的恢復技術：包括物種、種群和群落的恢復技術。生態(tài)系統(tǒng)的恢復技術：包括生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的總體規(guī)劃、設計與組裝技術。生態(tài)景觀的恢復技術：包括生態(tài)系統(tǒng)鏈接與集成技術。4.4生態(tài)恢復的方法4.4.1技術體系分類非生物或環(huán)境要素的恢復技術：包括土壤恢復技術、水體恢復技術和37恢復類型恢復對象技術體系技術類型非生物環(huán)境因素土壤土壤肥力恢復技術少耕免耕、綠肥有機肥施用、生物培肥、化學改良、聚土改土、土壤結構熟化等技術水土流失控制與保持技術坡面水土保持林、草技術、生物籬笆、土石工程（小水庫、谷坊、魚鱗坑）、等高耕作、復合農林牧等技術土壤污染控制與恢復技術土壤生物自凈、施加抑制劑、移土客土、深翻埋藏、廢氣場的資源化利用等技術大氣大氣污染控制與恢復技術新興能源替代、生物吸附、煙塵控制等技術全球變化控制技術可再生能源、溫室氣體的固定轉換、無公害產品生產開發(fā)、土地優(yōu)化利用與覆蓋等技術水體水體污染控制技術物理處理（如過濾、沉淀）、化學處理、生物處理、氧化塘、水體富營養(yǎng)化控制等技術節(jié)水技術地膜覆蓋技術；集水技術；節(jié)水灌溉（滴灌）4.4.2技術體系類型簡介表1生態(tài)恢復的技術體系恢復類型恢復對象技術體系技術類型非生物環(huán)境因素土壤土壤肥力恢38恢復類型恢復對象技術體系技術類型生物因素物種物種選育與繁殖技術基因工程、種子庫、野生物種的馴化等技術物種引入與恢復技術先鋒種引入、土壤種子庫引入、鄉(xiāng)土種種苗庫重建、天敵引入、林草植被再生等技術種群物種保護技術就地保護、遷地保護、自然保護區(qū)分類管理等技術種群動態(tài)調控技術種群規(guī)模、年齡結構、密度、性比等調控技術種群行為控制技術種群競爭、他感、捕食、寄生、共生、遷移等行為調控技術群落群落結構優(yōu)化配置組建技術林灌草搭配、群落組建、生態(tài)位優(yōu)化配置、林分改造、擇伐、透光撫育等技術群落演替控制與恢復技術原生與次生快速演替、封山育林、水生與旱生演替、內生與外生演替等技術恢復類型恢復對象技術體系技術類型生物因素物種物種選育與繁殖技39恢復類型恢復對象技術體系技術類型生態(tài)系統(tǒng)結構功能生態(tài)評價與規(guī)劃技術土地資源評價與規(guī)劃、環(huán)境評價與規(guī)劃、景觀生態(tài)評價與規(guī)劃、4S輔助技術(RS、GIS、GPS、ES)生態(tài)系統(tǒng)組裝與集成技術生態(tài)工程設計、景觀設計、生態(tài)系統(tǒng)構建與集成等技術景觀結構功能生態(tài)系統(tǒng)鏈接技術生物保護區(qū)網(wǎng)絡、城市農村規(guī)劃、流域綜合治理等技術附生態(tài)工程修復技術恢復類型恢復對象技術體系技術類型生態(tài)系統(tǒng)結構功能生態(tài)評價與規(guī)40不同類型(如森林、草地、農田、濕地、湖泊、河流、海洋)、不同程度的退化生態(tài)系統(tǒng)，其恢復方法亦不同。從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分角度看，主要包括非生物和生物系統(tǒng)的恢復。無機環(huán)境的恢復技術包括水體恢復技術(如控制污染、去除富營養(yǎng)化、換水、積木、排澇和灌溉技術)、土壤恢復技術(如耕作制度和方式的改變、施肥、土壤改良、表土穩(wěn)定、控制水土侵蝕、換土及分解污染物等)、空氣恢復技術(如煙塵吸附、生物和化學吸附等)。生物系統(tǒng)的恢復技術包括植被(物種的引入、品種改良、植物快速繁殖、植物的搭配、植物的種植、林分改造等)、消費者(捕食者的引進、病蟲害的控制)和分解者(微生物的引種及控制)的重建技術和生態(tài)規(guī)劃技術(RS、GIS、GPS)的應用。不同類型(如森林、草地、農田、濕地、湖泊、河流、海洋)、不41在生態(tài)恢復實踐中，同一項目可能會應用上述多種技術。例如，余作岳等在極度退化的土地上恢復熱帶季鬧林過程中，采用生物與丁程措施相結合的方法，通過重建先鋒群落、配置多層次多物種鄉(xiāng)土樹的闊葉林和重建復合農林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等三個步驟取得了成功?？傊鷳B(tài)恢復中最重要的還是綜合考慮實際情況，充分利用各種技術，通過研究與實踐，盡快地恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構，進而恢復其功能，實現(xiàn)生態(tài)、經濟、社會和美學效益的統(tǒng)一。在生態(tài)恢復實踐中，同一項目可能會應用上述多種技術。例如，余424.4.3生態(tài)恢復技術的選擇原則（1）因地因類制宜原則根據(jù)恢復類型即非生物因素（如大氣、土壤、水體）、生物因素（物種、種群、群落）、生態(tài)系統(tǒng)、景觀等選擇相應的生態(tài)恢復技術。根據(jù)當?shù)刈匀画h(huán)境條件（溫度、營養(yǎng)、土壤、光照、水分等）和社會經濟條件（如管理水平、社會需求、資金狀況、風險承受能力、經濟效益等）選用合適的生態(tài)恢復技術。4.4.3生態(tài)恢復技術的選擇原則（1）因地因類制宜原則根據(jù)43（2）、生態(tài)學原則適當輸入輔助能的原則：適當輸入輔助能，可以改變生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構，提高生態(tài)系統(tǒng)能流途徑的效率，加快生態(tài)恢復的進程。再生循環(huán)與商品生產原則：生態(tài)恢復的目標是同步取得生態(tài)、經濟和社會三方面效益，通過再生循環(huán)，高效、低耗、高產地生產優(yōu)質產品。生物多樣性原則：生態(tài)恢復技術要求充分利用各生態(tài)位和多層次分級利用物質，因此在選擇過程中要注重生物多樣性的增加與保護。時間節(jié)律原則：生態(tài)技術的選擇必須遵循環(huán)境因子和生物機能的周期性節(jié)律。（2）、生態(tài)學原則適當輸入輔助能的原則：適當輸入輔助能，可以44生物種群選擇原則：根據(jù)生態(tài)恢復的目的和自然環(huán)境條件選擇適生種群。種群匹配原則：根據(jù)生物互生共生、生態(tài)位等原理，選擇匹配次要種群，建造復合群體。人工壓縮演替周期原則：生態(tài)恢復技術的選擇應盡量模擬自然生態(tài)系統(tǒng)形成演替規(guī)律，人工壓縮更替周期，縮短生態(tài)系統(tǒng)恢復演替的時間。種群置換原則：采用人工種群代替自然種群的生態(tài)恢復技術時，應遵循環(huán)種群置換原則，選擇習性相近的種群。經濟效益原則：生態(tài)恢復技術的選擇應盡量使其經濟效益最大化。生物種群選擇原則：根據(jù)生態(tài)恢復的目的和自然環(huán)境條件選擇適生種454.5生態(tài)恢復的時間退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復時間與生態(tài)系統(tǒng)類型、退化程度、恢復方向、人為促進程度等因素密切相關。一般來說，退化程度輕的系統(tǒng)恢復時間要短些；濕熱地帶的生態(tài)恢復要快于干冷地帶；不同生態(tài)系統(tǒng)恢復時間也不一樣：土壤恢復比生物群落恢復慢，農田和草地比森林恢復的快。4.5生態(tài)恢復的時間退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復時間與生態(tài)系統(tǒng)類型、46內容包括：引言、概念規(guī)劃、準備工作、設計實施、工作實施、實施后的工作、評價和宣傳。共51項指導方針。4.6生態(tài)恢復工程管理指南內容包括：引言、概念規(guī)劃、準備工作、設計實施、工作實施、實施474.7生態(tài)恢復的監(jiān)測和評估用于評估恢復成果的生態(tài)系統(tǒng)變量很多，在有限的時間內不能全部測定，需要評估人員有選擇的進行篩選。生態(tài)評估的方法有3種：直接比較、特征分析、軌跡分析4.7生態(tài)恢復的監(jiān)測和評估用于評估恢復成果的生態(tài)系統(tǒng)變量很484.8生態(tài)系統(tǒng)恢復后的特征生物特征·植被覆蓋度提高·生物多樣性增加·群落組成發(fā)生變化·群落結構分層明顯·小型動物數(shù)量和種類增加·生產力提高·食物鏈變長非生物特征·土壤理化性質改善·水土流失減少·小氣候發(fā)生變化·景觀斑塊穩(wěn)定性增加·生態(tài)服務功能增強4.8生態(tài)系統(tǒng)恢復后的特征生物特征495、種群的局部適應在生態(tài)恢復中的應用Thankyou!5、種群的局部適應在生態(tài)恢復中的應用Thankyou!50第四章退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復恢復生態(tài)學的研究對象是退化生態(tài)系統(tǒng)，退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復涉及到許多方面，有恢復的目標、原則、方法、過程、機理等等。生態(tài)恢復的最本質問題是恢復生態(tài)系統(tǒng)的必要功能并使之具有系統(tǒng)自我維持能力。第四章退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復恢復生態(tài)學的研究對象是退化生態(tài)系統(tǒng)51生態(tài)恢復的主要目標是恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能生態(tài)恢復重點強調生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的恢復，也同時強調生態(tài)系統(tǒng)組分的所有生物因素。在生態(tài)系統(tǒng)中，生物有機體的配置既能從物種組成的格局和結構上加以確認，也能從生態(tài)系統(tǒng)的功能特征上加以識別，如：初級生產者、食草動物、食肉動物、分解者、固氮者、傳粉者等。生物組分往往指食物網(wǎng)或營養(yǎng)級結構，食物網(wǎng)結構與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系是決定生態(tài)系統(tǒng)是否穩(wěn)定和平衡的基礎，是生態(tài)系統(tǒng)研究中最核心的問題，也是恢復生態(tài)學需要了解的基本問題。生態(tài)恢復的主要目標是恢復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能生態(tài)恢復重點強調52這是一只在黃河口地區(qū)極為少見的國家二級保護動物，學名為白腹山雕，雙翼展開后約1米。該鳥在黃河口出現(xiàn)，說明濕地生態(tài)的恢復和猛禽食物鏈的形成已呈良好狀態(tài)。這是一只在黃河口地區(qū)極為少見的國家二級保護動物，學名為白腹山53內蒙古野生動物生態(tài)鏈逐漸恢復近年來，內蒙古實施圍封轉移、封山育林、禁牧還草等多項大型生態(tài)工程，隨著生態(tài)狀況日益好轉，大批狼、鹿、狐貍、鷹等野生動物又出現(xiàn)在草原山地，野生動物自然形態(tài)的生態(tài)鏈逐漸開始恢復。在內蒙古西部阿拉善盟草原上生活的的野生跳鼠

內蒙古呼倫貝爾草原上翩翩起舞的野鶴內蒙古野生動物生態(tài)鏈逐漸恢復近年來，內蒙古實施圍封轉移、封山54蒙古錫林郭勒草原上的野鷹在捕捉老鼠(2004)內蒙古錫林郭勒草原上的野生狐貍蒙古錫林郭勒草原上的野鷹在捕捉老鼠(2004)內蒙古錫林郭勒55內蒙古錫林郭勒草原上的野生蜥蜴（2004年9月）內蒙古西部阿拉善盟賀蘭山下的野生馬鹿內蒙古呼倫貝爾草原上生活的野狼內蒙古錫林郭勒草原上的野生內蒙古西部阿拉善盟賀蘭山下的野生馬56杭州濕地保護顯效“一曲溪流一曲煙”重現(xiàn)杭州濕地保護顯效“一曲溪流一曲煙”重現(xiàn)574.1生態(tài)恢復的目標與模式廣義的恢復目標是通過修復生態(tài)系統(tǒng)功能并補充生物組分，而使受損生態(tài)系統(tǒng)回到一個更自然的條件下，理想的恢復應同時滿足區(qū)域和地方的目標。Hobbs和Norton(1996)認為恢復退化生態(tài)系統(tǒng)的目標包括：建立合理的內容組成(種類豐富度及多度)、結構(植被和土壤的垂直結構)、格局(生態(tài)系統(tǒng)成分的水平安排)、異質性(各組分由多個變量組成)、功能(諸如水、能量、物質流動等基本生態(tài)過程的表現(xiàn))。4.1.1生態(tài)恢復的目標4.1生態(tài)恢復的目標與模式廣義的恢復目標是通過修復生態(tài)系統(tǒng)58開展生態(tài)恢復工程的目標（章家恩和徐琪，1999）：★恢復諸如廢棄礦地等極度退化的生境；★提高退化土地的生產力；★在被保護的景觀內去除干擾以加強保護；★對現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)進行合理利用和保護，維護其服務功能。4.1.1生態(tài)恢復的目標開展生態(tài)恢復工程的目標（章家恩和徐琪，1999）：4.1.159由于生態(tài)系統(tǒng)具有復雜性和動態(tài)性，雖然恢復生態(tài)學強調對受損生態(tài)系統(tǒng)進行恢復，但恢復生態(tài)學：首要目標：保護自然生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮其在生態(tài)恢復中具有重要的參考價值；2.恢復現(xiàn)有的退化生態(tài)系統(tǒng)，尤其是與人類關系密切的生態(tài)系統(tǒng)；3.對現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)進行合理管理，避免退化；保持區(qū)域文化的可持續(xù)發(fā)展；4.實現(xiàn)景觀層次的整合性，保持生物多樣性及良好的生態(tài)環(huán)境?？傊?，根據(jù)不同的社會、經濟、文化與生活需要，人們往往會對不同的退化生態(tài)系統(tǒng)制定不同水平的恢復目標。由于生態(tài)系統(tǒng)具有復雜性和動態(tài)性，雖然恢復生態(tài)學強調對受損生態(tài)60無論對什么類型的退化生態(tài)系統(tǒng)，都存在一些基本的恢復目標或要求：實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的地表基底穩(wěn)定性，保證生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)演替與發(fā)展；恢復植被和土壤，保證一定的植被覆蓋率和土壤肥力；增加種類組成和生物多樣性；實現(xiàn)生物群落的恢復，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力和自我維持力；減少或控制環(huán)境污染；增加視覺和美學效果。無論對什么類型的退化生態(tài)系統(tǒng)，都存在一些基本的恢復目標或要求61一般情況下，對于一個特殊的生態(tài)恢復項目來說，其目標包含兩層含義，一是將其恢復到接近于受損前的結構和功能，另外，也可以重建一個在相應恢復地點以前沒有存在過的生態(tài)系統(tǒng)。顯然，由于人類干擾的極度破壞，目前的絕大多數(shù)恢復項目在制定目標時，要恢復當?shù)卦纳鷳B(tài)系統(tǒng)已經難上加難，且不現(xiàn)實，而重建接近于或類似于地帶性的生態(tài)系統(tǒng)則更具有可操作性。

例如：對于廢棄的耕作地，在漫長的人類開發(fā)歷史中，大量的施肥措施已經導致土壤養(yǎng)分含量大大升高，而如果要將其恢復為野生自然條件下的原生生態(tài)系統(tǒng)幾乎是難以完成的。在目前的地球上，由于農業(yè)活動導致的土壤養(yǎng)分含量增加，大氣中不斷增加的氮沉降等影響，即使由于水土流失等原因而使地表土壤大量流失，但仍然導致了越來越多的高生產力生態(tài)系統(tǒng)，如富營養(yǎng)化的水體、氮沉降（氮施肥）的森林等。一般情況下，對于一個特殊的生態(tài)恢復項目來說，其目標包含兩層含62因此，恢復生態(tài)學在考慮生態(tài)恢復的概念、方法和恢復目標時，必須考慮當代的時代和環(huán)境背景。Higgs(1997)強調，好的生態(tài)恢復應該擴大視野，要將歷史、社會、文化、政治、美學和道德等因素都納入生態(tài)恢復的考慮范圍內。實際上，在確定生態(tài)恢復目標時，我們往往會利用歷史資料來判斷生態(tài)系統(tǒng)以前的狀態(tài)(例如：歷史記錄、書籍、圖片甚至古地質資料等)，但這種代價一般都非常大，體現(xiàn)在兩個方面，第一，我們的祖先也和我們大多數(shù)一樣，沒有給我們留下比較完整的自然歷史檔案，我們要么只能從零散的文獻片斷中尋找到蛛絲馬跡，要么只能借用先進的科學技術通過考古來獲取信息；第二，即使我們找到了資料，確定了當?shù)卦鷳B(tài)系統(tǒng)的類型和特征，但歷史的長河早已將其面貌蕩滌的無影無蹤，雖然恢復其本來面目價值極高，但代價是巨大的。由此可見，生態(tài)恢復科學家在研究生態(tài)恢復過程中，應該盡可能收集所研究景觀內的歷史、社會和人類的發(fā)展過程資料，這些資料對制定恰當合理的恢復目標，以及制定合理有效的恢復路徑，以及相應的技術措施等均是必要的。因此，恢復生態(tài)學在考慮生態(tài)恢復的概念、方法和恢復目標時，必須63Ehrenfeld(2000)從物種、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系統(tǒng)服務三個方面對生態(tài)恢復目標的相對優(yōu)缺點進行了歸納整理，這三個方面的主要內容如下：（1）物種當利用物種水平作為恢復目標來設計恢復方案時，通常會運用以下幾個指標：關鍵種(keystonespecies)：這些種類往往與生態(tài)系統(tǒng)的特殊功能有關，如光合能力，提供土壤動物和相關植物的棲息地；瀕危種(endangeredspecies)：雖然對這些種類的功能有些泛化，但最為恢復目標仍然是必要的；功能團(assemblages)：與生態(tài)系統(tǒng)的總體功能相聯(lián)系。

以物種作為恢復目標的優(yōu)點在于，能夠在當?shù)鼗蛉虺叨壬贤炀饶切┨厥獾臑l臨滅絕的物種，但其缺點也顯而易見，即：由于忽視了景觀和生態(tài)系統(tǒng)總體，因此會產生長期的不利后果，如過分強調某一個物種或某一組物種，從而對其他物種產生不可逆轉的環(huán)境壓力，并最終導致那些物種種群的消退（引入外來種，桉樹）。Ehrenfeld(2000)從物種、生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)系64（2）生態(tài)系統(tǒng)功能利用生態(tài)系統(tǒng)功能作為恢復目標來設計恢復方案，可以具體設計生態(tài)系統(tǒng)的不同結構組分，并將其有效聯(lián)系起來而更有效的運轉。在設計時，主要考慮以下組分和過程：物質和能量流動：例如系統(tǒng)內各組分內和各組分間，以及系統(tǒng)間的物質能量轉化率和庫動態(tài)等；生物組分：生物量，物種組成，營養(yǎng)級，養(yǎng)分庫等；非生物因素：例如養(yǎng)分庫和養(yǎng)分循環(huán)中的活性等；生態(tài)系統(tǒng)架構：如物質要素的發(fā)展和系統(tǒng)各組分的分布格局等。這個方法在制定生態(tài)系統(tǒng)恢復目標是被鼓勵的。其缺點主要有：第一，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性的關系仍然不明確；第二，生態(tài)系統(tǒng)邊界通常難以界定，但通?？梢酝ㄟ^小流域的方法解決此問題。（2）生態(tài)系統(tǒng)功能65（3）生態(tài)系統(tǒng)服務生態(tài)系統(tǒng)服務其實與上面所列舉的四項生態(tài)系統(tǒng)功能，以及物種水平的恢復目標是密切聯(lián)系的。由于生物多樣性在評價生態(tài)恢復方面的局限性，因此，隨之產生了生態(tài)系統(tǒng)服務評價方法。生態(tài)系統(tǒng)評價是社會（政府、公眾和研究者）需要對生態(tài)恢復的效果進行評估的背景下產生的，最重要的目的是對全球的生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行評估，主要包括經濟評價和生態(tài)評價兩方面。（3）生態(tài)系統(tǒng)服務生態(tài)系統(tǒng)服務其實與上面66（3）生態(tài)系統(tǒng)服務評價A.經濟評價經濟評價的前提是能夠用貨幣衡量生態(tài)系統(tǒng)功能、提供商品和服務的價值，從而能夠用成本-效益理論分析生態(tài)系統(tǒng)的收支狀況。因而，Dabbertetal.(1998)提出了以下四種生態(tài)系統(tǒng)所能提供的價值：a.直接價值：例如提供地下飲用水等；b.間接價值：如凈化空氣，降解污染物等；c.選擇價值：如提供娛樂等；d.非使用價值：是指生態(tài)系統(tǒng)的固有的存在價值，如物種的生存，種群的維持等。在利用經典經濟術語評價以上四種價值時，其困難程度從上到下依次增大，直接價值比較容易能夠通過經濟價值進行衡量，而非使用價值則很難用貨幣來度量。為了解決這一問題，經濟學家們一般采取所謂的“支付意愿”(willingness-to-pay)的方法來度量這些難以直接用貨幣定量的這些指標，如：環(huán)境條件優(yōu)越地點的房價高于環(huán)境差的地方。（3）生態(tài)系統(tǒng)服務評價A.經濟評價67（3）生態(tài)系統(tǒng)評價B.生態(tài)評價近年來，對生態(tài)系統(tǒng)性質和功能的生態(tài)評價有多種形式，最典型的有生態(tài)足跡(ecologicalfootprint)和生態(tài)系統(tǒng)健康等。生態(tài)足跡產生于上世紀末，或稱生態(tài)空間占用，最早是由加拿大生態(tài)經濟學家WilliamRees等在1992年提出，并在1996年完善的一種衡量人類對自然資源利用程度以及自然界為人類提供的生命支持服務功能的方法。該方法通過估算維持人類的自然資源消費量和同化人類產生的廢棄物所需要的生態(tài)生產性空間面積大小，并與給定人口區(qū)域的生態(tài)承載力進行比較，來衡量區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展狀況。該方法自提出以來在世界各國引起了強烈反響，并在短時期內就不同的地域空間尺度、不同的社會領域進行了模型方法的運用和實踐，其理論方法和計算模型在迅速地發(fā)展和完善。生態(tài)足跡是一種可以將人口、收入、資源應用和資源有效性匯總為一個簡單、通用的進行比較的便利手段。生態(tài)足跡是指能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產力的地域空間，它從具體的生物物理量角度研究自然資本消費的空間。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價B.生態(tài)評價68（3）生態(tài)系統(tǒng)評價生態(tài)系統(tǒng)健康是指生態(tài)系統(tǒng)沒有病痛反應、穩(wěn)定且可持續(xù)發(fā)展，即生態(tài)系統(tǒng)隨著時間的進程有活力并且能維持其組織及自主性，在外界脅迫下容易恢復(Rapport，1998,1999)。其目標是保護和增強區(qū)域環(huán)境容量的恢復力，維持生產力并保持自然界為人類服務的功能。生態(tài)系統(tǒng)健康只是一種隱喻，它是評價生態(tài)系統(tǒng)最佳狀態(tài)的一種方式?？赏ㄟ^全面研究生態(tài)系統(tǒng)在脅迫下的特征，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)條件進行系統(tǒng)診斷，找出生態(tài)系統(tǒng)退化或不健康的預警指標，進而防止其退化(Rapport，1998)。生態(tài)系統(tǒng)健康的標準有活力、恢復力、組織、生態(tài)系統(tǒng)服務功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統(tǒng)的影響及人類健康影響等8個方面，它們分屬于生物物理范疇、社會經濟范疇、人類健康范疇以及一定的時間、空間范疇。這8個標準中最重要的是前3個方面(Rapport，1998)。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價生態(tài)系統(tǒng)健康69（3）生態(tài)系統(tǒng)評價活力(vigour)：即生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入和營養(yǎng)循環(huán)容量，具體指標為生態(tài)系統(tǒng)的初級生產力和物質循環(huán)。在一定范圍內生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入越多，物質循環(huán)越快，活力就越高，但這并不意味著能量輸入高和物質循環(huán)快生態(tài)系統(tǒng)就更健康。恢復力(resilience)：即脅迫消失時，系統(tǒng)克服壓力及反彈回復的能力。具體指標為自然干擾的恢復速率和生態(tài)系統(tǒng)對自然干擾的抵抗力。一般認為受脅迫生態(tài)系統(tǒng)比不受脅迫生態(tài)系統(tǒng)的恢復力更小。組織(organization)：即系統(tǒng)的復雜性，這一特征會隨生態(tài)系統(tǒng)的次生演替而發(fā)生變化。具體指標為生態(tài)系統(tǒng)中r-對策種與k-對策種的比率，短命種與長命種的比率，外來種與鄉(xiāng)土種的比率，共生程度，鄉(xiāng)土種的消亡等。一般認為，生態(tài)系統(tǒng)的組織越復雜就越健康。（3）生態(tài)系統(tǒng)評價活力(vigour)：即生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入70在我們設計生態(tài)恢復目標時，理想情況是應涉及到以上三種目標，使得公眾和管理者也能參與，并能被公眾和管理者所能接受，這樣才能恢復一個能夠自我維持的生態(tài)系統(tǒng)。就像Cairns(2000)所言：“大型的生態(tài)恢復項目是無法展開的，除非公眾社會認可其目的和目標；另外，生態(tài)恢復項目是無法持久的，除非公眾社會對其具有足夠的尊重從而保護其完整性”。但是，在一個生態(tài)恢復項目中要包含如此眾多的目標通常是難以做到的，因為資源以及經費通常是有限的。在我們設計生態(tài)恢復目標時，理想情況是應涉及到以上三種目標，使714.1.2生態(tài)恢復的參照系統(tǒng)和恢復途徑在制定生態(tài)恢復方案的過程中，選擇哪種目標首先依賴于對生態(tài)恢復等級的選擇，即：真正的生態(tài)恢復、修復和改良。如果選擇真正的生態(tài)恢復作為目標等級，那么選擇一個參考生態(tài)系統(tǒng)(referenceecosystem)作為模板，從而根據(jù)模板的結構和功能來制定恢復方案是必要的。對參考生態(tài)系統(tǒng)的研究能提供眾多有用信息，幫助理解生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中的關鍵過程和環(huán)節(jié)，而這些過程和環(huán)節(jié)則關系到生態(tài)恢復路徑和方向的選擇。對這些要素的掌握可以幫助解決生態(tài)恢復過程中的主要問題，比如估計被干擾生態(tài)系統(tǒng)的退化程度，估計退化生態(tài)系統(tǒng)與需要達到的目標生態(tài)系統(tǒng)的差距，以及測量關鍵有機體在脅迫環(huán)境與非脅迫環(huán)境下的耐受性等。4.1.2生態(tài)恢復的參照系統(tǒng)和恢復途徑72如果僅選擇生態(tài)修復和改良作為目標等級，要求就相對不那么嚴格，甚至可以不選擇參考生態(tài)系統(tǒng)，或僅選擇參考生態(tài)系統(tǒng)中的某幾個組分作為參照。一般這種情況下，生態(tài)恢復的意義就會喪失很多，變?yōu)榱藛渭兊木坝^設計，因此，從生態(tài)學理念來講，我們不但不提倡這種做法，反而更要強調利用參考生態(tài)系統(tǒng)，目的是為了恢復那些由于人類干擾而造成消失的重要物種和生態(tài)系統(tǒng)功能。到底要選擇什么樣的生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài)恢復的參考生態(tài)系統(tǒng)呢？一般情況下，有以下兩種生態(tài)系統(tǒng)可以作為參考。（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)

如果僅選擇生態(tài)修復和改良作為目標等級，要求就相對不那么嚴格，73（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）歷史上該地區(qū)本來的生態(tài)系統(tǒng)可以為生態(tài)恢復項目提供重要的參考價值。最有吸引力的生態(tài)恢復項目是重建生態(tài)系統(tǒng)退化之前的狀態(tài)。獲得資料的途徑有包括：歷史圖片、殘存植被（潛在植被）、歷史紀錄（書籍等）、博物館資料，以及考古證據(jù)（花粉等）。一般情況下，地帶性生態(tài)系統(tǒng)是從大尺度上確定生態(tài)恢復目標的依據(jù)，具體地點生態(tài)恢復模式確定的依據(jù)是該地點的潛在生態(tài)系統(tǒng)類型；生態(tài)恢復的生態(tài)系統(tǒng)結構模式（主要包括種類組成和配比）主要參考天然生物群落的特征而制定。（1）歷史上的生態(tài)系統(tǒng)（地帶性生態(tài)系統(tǒng)）74生態(tài)恢復是在現(xiàn)有的人工、半自然或其它退化生態(tài)系統(tǒng)的基礎上，通過適當?shù)娜藶榇龠M措施，結合自然演替的“天然力量”，使這些退化類型盡快恢復為頂極的地帶性生態(tài)系統(tǒng)，以建立穩(wěn)定的、具有最大生態(tài)功能的自然生態(tài)系統(tǒng)。地帶性生態(tài)系統(tǒng)是區(qū)域尺度上的自然類型，在自然界中，生態(tài)系統(tǒng)的組成、結構和分布都受環(huán)境條件的制約，如土壤、地形等，從而形成了小生境條件下的不同生態(tài)系統(tǒng)類型，而要落實具體地點的天然生態(tài)系統(tǒng)類型，則必須依靠當?shù)氐臐撛谏鷳B(tài)系統(tǒng)類型來判定。潛在生態(tài)系統(tǒng)主要是指在沒有人類干擾的情況下一個具體地點應該存在的生態(tài)系統(tǒng)類型，即該點天然穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的類型。潛在生態(tài)系統(tǒng)是經過長期進化和自然選擇保留下來的適應具體地點環(huán)境條件，并具有最大生態(tài)功能和環(huán)境效益的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)恢復目標課件75（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)和恢復途徑雖然歷史的自然系統(tǒng)作為生態(tài)恢復的目標參照系統(tǒng)是最理想的，但是，生態(tài)系統(tǒng)也是隨時間變化而變化，地球上沒有一成不變的生態(tài)系統(tǒng)，即使在不受人類干擾狀況下，生態(tài)系統(tǒng)結構也會隨著自然環(huán)境的變化，歷史的發(fā)展等而變化，會產生自然的新的現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)。因此，除了選擇歷史自然生態(tài)系統(tǒng)外，更為現(xiàn)實和科學的考慮是，參照現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)的結構特征來規(guī)劃和設計生態(tài)恢復的目標參照系統(tǒng)。（2）現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)和恢復途徑76三者間的關系和發(fā)展軌道既可選擇歷史自然生態(tài)系統(tǒng)，也可以選擇現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)作為目標系統(tǒng)。在歷史自然生態(tài)系統(tǒng)和現(xiàn)代自然生態(tài)系統(tǒng)中間，還有很多過渡類型，即：不同的演替階段，這些不同的演替階段也可以作為生態(tài)恢復的目標生態(tài)系統(tǒng)。對一個地區(qū)不同演替階段生態(tài)系統(tǒng)的結構特征，既可以借助該研究地區(qū)研究者長期的研究成果作為依據(jù)，也可以通過歷史資料等加以判斷，另外，在的確沒有資料可以借鑒時，研究者的經驗判斷也是可行的。退化生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)歷史生態(tài)系統(tǒng)恢復？恢復？時間干擾非干擾軌道三者間的關系和發(fā)展軌道退化現(xiàn)代歷史恢復？恢復？時間干擾774.1.3恢復模式恢復模式是一個包括了預期的物理、化學和生物特征的的生態(tài)恢復框架。發(fā)展一個恢復模式不僅要加強在地方和區(qū)域尺度上的生物多樣性和功能，也要了解兩個尺度上的限制和機遇?；謴湍Ｊ降闹朴喰枰斍靶畔⒑蜌v史信息。4.1.3恢復模式784.2退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的基本原則退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建要求在遵循自然規(guī)律的基礎上，通過人類的作用，根據(jù)技術上適當、經濟上可行、社會能夠接受的原則，使受害或退化生態(tài)系統(tǒng)重新獲得健康并有益于人類生存與生活的生態(tài)系統(tǒng)重構或再生過程。生態(tài)恢復與重建的原則一般包括自然法則、社會經濟技術原則、美學原則3個方面(圖4.1)。自然法則是生態(tài)恢復與重建的基本原則，也就是說，只有遵循自然規(guī)律的恢復重建才是真正意義上的恢復與重建，否則只能是背道而馳，事倍功半。社會經濟技術條件是生態(tài)恢復重建的后盾和支柱，在一定尺度上制約著恢復重建的可能性、水平與深度。美學原則是指退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復重建應給人以美的享受。4.2退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的基本原則退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建要79地理學原則區(qū)域性原則差異性原則地帶性原則自然法則生態(tài)學原則主導生態(tài)因子原則限制性與耐性定律能量流動與物質循環(huán)原則種群密度制約與物種相互作用原則生態(tài)位與生物互補原則邊緣效應與干擾原則生態(tài)演替原則生物多樣性原則食物鏈與食物網(wǎng)原則綴塊-廊道-基底的景觀格局原則空間異質性原則時空尺度與等級理論原則圖4.1恢復生態(tài)學的基本原則地理學原則區(qū)域性原則差異性原則地帶性原則自然法則生態(tài)學原則主80自然法則系統(tǒng)學原則整體原則協(xié)同恢復重建原則耗散結構與開放性原則可控性原則社會經濟技術原則經濟可行性與可承受性原則技術可操作性原則社會可接受性原則無害化原則最小風險原則生物、生態(tài)與工程技術相結合原則效益原則可持續(xù)發(fā)展原則美學原則景觀美學原則健康原則精神文化娛悅原則續(xù)圖4.1恢復生態(tài)學的基本原則自然法則系統(tǒng)學原則整體原則協(xié)同恢復重建原則耗散結構與開放性原814.3恢復成功的標準Bradsaw（1987）提出的五個判斷標準：可持續(xù)性（可自然更新）、不可侵入性（象自然群落一樣能抵御入侵）、生產力（與自然群落一樣高）、營養(yǎng)保持力（與自然群落相近）、生物間具有相互作用。Davis等認為：系統(tǒng)的結構與功能恢復到接近受干擾前的水平；結構恢復指標是鄉(xiāng)土種的豐富度，功能恢復的指標包括初級和次級生產力、食物網(wǎng)結構、及其在物種組成與生態(tài)系統(tǒng)過程中的反饋。即能夠獲得所期望的物種豐富度，確認群落結構與功能間的聯(lián)結已形成。4.3恢復成功的標準82Careher和Knapp（1995）采用記分卡方法評價恢復度：選擇生態(tài)系統(tǒng)中具有一定波動幅度的重要參數(shù)（如種類、空間層次、生產力等），分析生態(tài)恢復過程中各參數(shù)是否已達到正常波動范圍。Constanza（1998）等認為：生態(tài)恢復的終極目標是恢復并維持生態(tài)系統(tǒng)的服務價值（Ecosystemservice）。包括產品生產，生物多樣性，景觀功能，花粉、種子傳播，殺蟲，凈化水、空氣，緩解旱澇災害，土壤形成、保護與更新，廢物的去毒和分解，營養(yǎng)循環(huán)和轉移，保護海岸帶，防止紫外線，調節(jié)氣候等。Careher和Knapp（1995）采用記分卡方法評價恢復83國際恢復生態(tài)學會(SER)提出了生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的多項指標可以作為評價生態(tài)恢復是否成功的標準(SERPrimer,2000)。但是，在實踐操作中，不可能采用所有的指標來評價，因為有些指標的測定難度較大或代價太大，如測定養(yǎng)分循環(huán)速率等。盡管如此，但是對于一個生態(tài)恢復項目來說，在進行生態(tài)恢復相關過程中，同時采用一個監(jiān)測體系來跟蹤生態(tài)恢復中一些重要指標的變化情況是非常必要的。國際恢復生態(tài)學會(SER)提出了生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的多項指標84對于選擇那些指標作為監(jiān)測對象，Dale和Beyeler(2001)提出了以下幾個原則來選擇生態(tài)恢復指標，那就是：易測定、對干擾的敏感性（高）、在恢復過程中發(fā)生重大問題時可預先產生不良信號、可納入信息資料的管理、完整性、能對脅迫產生響應、干擾和時間和響應幅度較小。從中可以看出，挑選的監(jiān)測指標一般是生態(tài)系統(tǒng)的關鍵組分，這些組分狀態(tài)的變化要能確保監(jiān)測到生態(tài)系統(tǒng)在任何時空上的變化。以下是vanAndel(2006)建議的一個評價指標體系，可以被用來反映生態(tài)恢復不同等級上的成功性。對于選擇那些指標作為監(jiān)測對象，Dale和Beyeler(2085不同恢復等級上測量生態(tài)恢復成功程度的生態(tài)系統(tǒng)特性的適用性+表示適于選擇；-表示不適于選擇生態(tài)系統(tǒng)特性恢復等級改良修復恢復物種的組成特征--+本地鄉(xiāng)土種--+不同營養(yǎng)級的功能群--+正常的循環(huán)功能-++合適的物理環(huán)境+++在景觀尺度上的完整性++-外界的威脅是否消除或降低++-相對于干擾的彈性大小++-自我調節(jié)能力+--從這些指標的選擇可以看出，對恢復生態(tài)學家來說，一定要具備社會的視角，不要僅僅專注于生態(tài)學理論，而應將生態(tài)恢復中技術層面的問題放在恰當?shù)奈恢茫仨毲宄恳豁椉夹g的優(yōu)缺點，然后將其融入整個社會的大型建設項目中，才能確保生態(tài)恢復的最終成功。不同恢復等級上測量生態(tài)恢復成功程度的生態(tài)系統(tǒng)特性的適用性+86非生物或環(huán)境要素的恢復技術：包括土壤恢復技術、水體恢復技術和空氣恢復技術。生物因素的恢復技術：包括物種、種群和群落的恢復技術。生態(tài)系統(tǒng)的恢復技術：包括生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的總體規(guī)劃、設計與組裝技術。生態(tài)景觀的恢復技術：包括生態(tài)系統(tǒng)鏈接與集成技術。4.4生態(tài)恢復的方法4.4.1技術體系分類非生物或環(huán)境要素的恢復技術：包括土壤恢復技術、水體恢復技術和87恢復類型恢復對象技術體系技術類型非生物環(huán)境因素土壤土壤肥力恢復技術少耕免耕、綠肥有機肥施用、生物培肥、化學改良、聚土改土、土壤結構熟化等技術水土流失控制與保持技術坡面水土保持林、草技術、生物籬笆、土石工程（小水庫、谷坊、魚鱗坑）、等高耕作、復合農林牧等技術土壤污染控制與恢復技術土壤生物自凈、施加抑制劑、移土客土、深翻埋藏、廢氣場的資源化利用等技術大氣大氣污染控制與恢復技術新興能源替代、生物吸附、煙塵控制等技術全球變化控制技術可再生能源、溫室氣體的固定轉換、無公害產品生產開發(fā)、土地優(yōu)化利用與覆蓋等技術水體水體污染控制技術物理處理（如過濾、沉淀）、化學處理、生物處理、氧化塘、水體富營養(yǎng)化控制等技術節(jié)水技術地膜覆蓋技術；集水技術；節(jié)水