人類干擾與生態(tài)恢復

關于人類干擾與生態(tài)恢復第一節(jié)干擾與干擾生態(tài)學第二節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)的類型及其成因第三節(jié)恢復生態(tài)學及其基本理論第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)干擾與干擾生態(tài)學1、干擾的定義干擾是自然界一個重要而又廣泛存在的現(xiàn)象。指群落外部不連續(xù)存在、間斷發(fā)生的因子的突然作用或連續(xù)存在因子超“正常”范圍的波動，這種作用或波動能引起有機體、種群或群落發(fā)生全部或部分明顯變化，使其結構和功能受到損害或發(fā)生改變。第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、干擾的類型按干擾動因分為：自然干擾和人為干擾按干擾產生的來源分為：內部干擾和外部干擾按干擾性質分為：破壞性和增益性干擾第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天自然干擾的作用總是使生態(tài)系統(tǒng)返回到演替的早期階段。人為干擾可以使演替加速、減緩、改變方向以致向相反的方向進行。人為干擾的特點：從傷害強度、作用范圍、持續(xù)時間、發(fā)生頻率、潛在危害、誘發(fā)性等方面，常高于自然干擾。第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天人為干擾的主要形式1.對森林和對草原植被的砍伐與開墾2.污染3.采集4.采樵5.狩獵和捕撈新的形式——旅游、探險等第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天內源干擾是指由內源因子對系統(tǒng)發(fā)生的作用。如森林生態(tài)系統(tǒng)中，樹木的傾倒、種間競爭等。外源干擾的動因源于系統(tǒng)外部。第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天干擾具有破壞性和增益性兩重性。關鍵取決于干擾的強度和時間。（1）干擾并不總是對生態(tài)系統(tǒng)的一種破壞。如合理的人為采伐、修枝等能促進森林的發(fā)育和繁殖，提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能的效率。（2）從生物意義上講，有些干擾是積極的甚至是必要的。如根據(jù)中等干擾理論，適度干擾可以增加生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

(結論）第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天因此，許多干擾都具有破壞作用和增益作用兩重性，關鍵取決于干擾的強度。第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、干擾生態(tài)學及學科任務是研究各類干擾對生命系統(tǒng)作用規(guī)律的科學。任務一：通過對干擾類型、方式、強度、頻率、時間等特性的研究，揭示不同干擾對生物個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)方式、機制及其退化的影響原因。任務二：對干擾的性質及發(fā)展趨勢做出科學的預測，為受損生態(tài)系統(tǒng)修復、重建和科學管理提供理論依據(jù)。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、干擾生態(tài)學的基本研究內容（1）研究特定生態(tài)系統(tǒng)的干擾因子類型、干擾狀況和干擾體系，即干擾因子及其存在規(guī)律和發(fā)生行為；（2）研究生物個體對干擾的適應行為及其機制；（3）研究生態(tài)系統(tǒng)各組分對干擾的反應；（4）研究干擾與生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展進化；（5）研究干擾的生態(tài)學意義在生態(tài)管理中的應用。第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)的

類型及其成因

1、定義：相對于健康生態(tài)系統(tǒng)而言，它是一類“病態(tài)”生態(tài)系統(tǒng)，是指在一定的時空背景下，生態(tài)系統(tǒng)受自然因素、人為因素或二者的共同干擾下，使生態(tài)系統(tǒng)的某些要素或系統(tǒng)整體發(fā)生不利于生物和人類生存要求的量變和質變，系統(tǒng)的結構和功能發(fā)生與其原有的平衡狀態(tài)或進化方向相反的位移。又稱為“受損或受害”生態(tài)系統(tǒng)。原因：多方面，自然和人為干擾是兩大觸發(fā)因子第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、退化生態(tài)系統(tǒng)的類型1.裸地(barren)：分為原生和次生兩種2.森林采伐跡地(loggingslash)3.棄耕地(abandonedtill,sidcardcultivated)4.沙漠及荒漠化(desert)5.采礦廢棄地(minederelict)1）由剝離表土、開采的廢石及低品位礦石堆積所形成的廢石堆廢棄地

2）隨著礦物的開采而形成的大量采空區(qū)域，即開采坑形式的廢棄地

3）由各種分選方法選出精礦后的剩余物的排放而形成的尾礦渣廢棄地

4）開采石料而形成的采石礦廢棄地6.垃圾堆放場(wastesstackbank)7.污染的水域第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、中國的脆弱生態(tài)系統(tǒng)脆弱生態(tài)系統(tǒng)是指自身穩(wěn)定性差、對外界干擾抵抗能力低的生態(tài)系統(tǒng)。內涵：1.這類系統(tǒng)的正常功能一旦被打亂，系統(tǒng)常發(fā)生不可逆變化而失去恢復的能力

2.系統(tǒng)發(fā)生的變化不僅能影響當前或近期人類的社會生產、生活和對自然資源的利用，甚至能長期改變一個地區(qū)的生產結構、生產和生活方式；

3.系統(tǒng)退化后的恢復是比較困難的。脆弱生態(tài)系統(tǒng)受到干擾后極易成為退化的生態(tài)系統(tǒng)。但二者不是一個概念。第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天脆弱生態(tài)系統(tǒng)的形成原因自然因素——如地質脆弱因子、地貌脆弱因子、生物群體結構、氣候脆弱因子人為因素——如過度墾殖土地、過度放牧、長期不合理灌溉、工農業(yè)污染等第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)恢復生態(tài)學及其基本理論1、恢復生態(tài)學（restorationecology）誕生于20世紀70年代。是研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復與重建的技術與方法、生態(tài)學過程與機理的科學。學科任務是：致力于研究自然災變和人類活動壓力條件下，受到破壞的自然生態(tài)景觀的恢復和重建問題。第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、理論研究內容生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能以及生態(tài)系統(tǒng)內在的生態(tài)學過程與相互作用機制生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆力、生產力、恢復力與可持續(xù)性研究先鋒群落與頂極群落的發(fā)生、發(fā)展機理與演替規(guī)律研究不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應機制研究生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評價指標體系研究生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動態(tài)監(jiān)測、模擬、預警及預測研究第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、應用技術研究內容1.退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建的關鍵技術體系研究2.生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的優(yōu)化配置及其調控技術研究3.物種與生物多樣性的恢復與維持技術4.生態(tài)工程設計與實施技術5.環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術6.典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復的優(yōu)化模式試驗示范與推廣研究第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、制約學科發(fā)展的理論和實踐問題生態(tài)系統(tǒng)恢復的不可確定性生態(tài)系統(tǒng)恢復要求綜合考慮生態(tài)、經濟和社會因素，但對時間、空間上存在異質性的生態(tài)系統(tǒng)而言，很難恢復到理想狀態(tài)，在有持續(xù)干擾情況下尤其如此由于生態(tài)系統(tǒng)的復雜性，對生態(tài)系統(tǒng)退化程度和干擾因子很難概括出一些易測定、又能反映實質的具體指標（續(xù)）第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天生態(tài)系統(tǒng)恢復和群落的自然演替是一個動態(tài)的過程，在研究實踐中，對兩者的區(qū)分常常很困難生態(tài)系統(tǒng)恢復的時間到底要持續(xù)多長，這需要進行可重復和長期的試驗及觀測，短時間尺度的研究不能準確回答這個問題生態(tài)系統(tǒng)恢復的機理還不清楚，尤其是重新引進當?shù)叵У奈锓N在恢復中的作用與角色還難以正確判斷第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5、恢復生態(tài)學的基本理論

自我與人為設計理論生態(tài)學理論生態(tài)恢復理論第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天自我與人為設計理論是恢復生態(tài)學自身產生的理論自我設計理論認為，只要有足夠的時間，退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地實現(xiàn)自我組織并會最終改變其組分。人為設計理論認為，通過工程方法和植物重建，可直接恢復退化生態(tài)系統(tǒng)，但恢復的類型可能是多樣的。第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天生態(tài)學理論恢復生態(tài)學應用的最主要的理論是生態(tài)學理論。主要有:

限制性因子理論（尋找恢復的關鍵因子）種群密度制約及分布格局原理（確定物種空間配置）生態(tài)適應性理論（采用土著種進行恢復）生態(tài)位理論（合理配置物種及其位置）演替理論（縮短恢復時間）植物入侵理論（物種配置越合理，不可入侵性越強）生物多樣性理論（物種配置的多樣性，提高穩(wěn)定性）第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天生態(tài)恢復理論

（1）生態(tài)恢復原則自然法則社會經濟技術原則美學原則第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天退化生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建主要原則地域性原則不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境不同，物種的引進、生物群落的設計都要因地制宜。生態(tài)學與系統(tǒng)學原則恢復和重建過程中要遵循生態(tài)學原理，分階段分步驟循序漸進；要從生態(tài)系統(tǒng)層次構建群落。使系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。最小風險原則與效益最大原則。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（2）生態(tài)恢復機理退化生態(tài)系統(tǒng)恢復重建的順序：首先是建立和完善生產者亞系統(tǒng)（主要指植被），這是恢復的必要條件和基礎。同時或稍后，設計和建立消費者亞系統(tǒng)、分解者亞系統(tǒng)，再考慮生境的多樣性。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天恢復和重建的不確定性：

HobbsandMooney指出，退化生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建的可能發(fā)展方向一般要包括：退化前狀態(tài)、持續(xù)退化、保持原狀、恢復到一定狀態(tài)后退化、恢復到介于退化與人們可接受狀態(tài)間的替代的狀態(tài)或恢復到理想狀態(tài)等幾個階段和過程。第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天HobbstandNorton的臨界閾值理論，該理論假設生態(tài)系統(tǒng)有4種可選擇的穩(wěn)定狀態(tài)，狀態(tài)1是未退化的，狀態(tài)2和3是部分退化的，狀態(tài)4是高度退化的。第31頁,共34頁，20