第七章人類干擾與生態(tài)恢復(fù)

1、第七章 人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾與生態(tài)恢復(fù)p253,第一節(jié) 干擾與干擾生態(tài)學(xué)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(fù)生態(tài)學(xué)及其基本理論,第一節(jié) 干擾與干擾生態(tài)學(xué),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?！狈秶牟▌樱@種作用或波動能引起有機(jī)體、種群或群落發(fā)生全部或部分明顯變化，使其結(jié)構(gòu)和功能受到損害或發(fā)生改變。,2、干擾的類型,按干擾動因分

2、為：自然干擾和人為干擾按干擾產(chǎn)生的來源分為：內(nèi)部干擾和外部干擾按干擾性質(zhì)分為：破壞性和增益性干擾,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(jìn)行。人為干擾的特點(diǎn)： 從傷害強(qiáng)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。,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

3、新的形式——旅游、探險等,內(nèi)源干擾是指由內(nèi)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。,干擾具有破壞性和增益性兩重性。關(guān)鍵取決于干擾的強(qiáng)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(jìn)森林的發(fā)育和繁殖，提高森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)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

4、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 (結(jié)論）,因此，許多干擾都具有破壞作用和增益作用兩重性，關(guān)鍵取決于干擾的強(qiáng)度。,3、干擾生態(tài)學(xué)及學(xué)科任務(wù)是研究各類干擾對生命系統(tǒng)作用規(guī)律的科學(xué)。任務(wù)一：通過對干擾類型、方式、強(qiáng)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(jī)制及其退化的影響

5、原因。任務(wù)二：對干擾的性質(zhì)及發(fā)展趨勢做出科學(xué)的預(yù)測，為受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、重建和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。,4、干擾生態(tài)學(xué)的基本研究內(nèi)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(yīng)行為及其機(jī)制；（3）研究生態(tài)系統(tǒng)各組分對干擾的反應(yīng)；（4）研究干擾與生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)化；（5）研究干擾的生態(tài)學(xué)意義在生態(tài)管理中的應(yīng)用。,第二節(jié) 退化生態(tài)系統(tǒng)的類型及其成因,1

6、、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(zhì)變，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生與其原有的平衡狀態(tài)或進(jìn)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,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(logging

7、 slash)3.棄耕地(abandoned till, sidcard cultivated)4.沙漠及荒漠化(desert)5.采礦廢棄地(mine derelict) 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

8、 4）開采石料而形成的采石礦廢棄地6. 垃圾堆放場(wastes stack bank)7. 污染的水域,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(nèi)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(fù)的能力 2. 系統(tǒng)發(fā)生的變化不僅能影響當(dāng)前或近期人類的社會生產(chǎn)、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(chǎn)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)和生活方式

9、； 3. 系統(tǒng)退化后的恢復(fù)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。,脆弱生態(tài)系統(tǒng)的形成原因自然因素——如地質(zhì)脆弱因子、地貌脆弱因子、生物群體結(jié)構(gòu)、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(nóng)業(yè)污染等,第三節(jié) 恢復(fù)生態(tài)學(xué)及其基本理論,1、恢復(fù)生態(tài)學(xué)（restoration ecology）誕生于20世紀(jì)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

10、復(fù)與重建的技術(shù)與方法、生態(tài)學(xué)過程與機(jī)理的科學(xué)。學(xué)科任務(wù)是：致力于研究自然災(zāi)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(fù)和重建問題。,2、理論研究內(nèi)容,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過程與相互作用機(jī)制生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆力、生產(chǎn)力、恢復(fù)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(jī)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(yīng)機(jī)制研究生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評價指標(biāo)體系研究生態(tài)系統(tǒng)退化

11、過程的動態(tài)監(jiān)測、模擬、預(yù)警及預(yù)測研究,3、應(yīng)用技術(shù)研究內(nèi)容,1. 退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建的關(guān)鍵技術(shù)體系研究2. 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置及其調(diào)控技術(shù)研究3. 物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)4. 生態(tài)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)5. 環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術(shù)6. 典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模式試驗(yàn)示范與推廣研究,4、制約學(xué)科發(fā)展的理論和實(shí)踐問題,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的不可確定性生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)要求綜合考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會因素，但對時間、空

12、間上存在異質(zhì)性的生態(tài)系統(tǒng)而言，很難恢復(fù)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(fù)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(shí)質(zhì)的具體指標(biāo)（續(xù)）,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和群落的自然演替是一個動態(tài)的過程，在研究實(shí)踐中，對兩者的區(qū)分常常很困難生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的時間到底要持續(xù)多長，這需要進(jìn)行可重復(fù)和長期的試驗(yàn)及觀測，短時間尺度的研究不能準(zhǔn)確回答這個問題生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理還不清楚，尤其是重新引進(jìn)當(dāng)?shù)叵У奈锓N在恢復(fù)中的作

13、用與角色還難以正確判斷,5、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本理論,自我與人為設(shè)計(jì)理論生態(tài)學(xué)理論生態(tài)恢復(fù)理論,自我與人為設(shè)計(jì)理論,是恢復(fù)生態(tài)學(xué)自身產(chǎn)生的理論自我設(shè)計(jì)理論認(rèn)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(shí)現(xiàn)自我組織并會最終改變其組分。人為設(shè)計(jì)理論認(rèn)為，通過工程方法和植物重建，可直接恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，但恢復(fù)的類型可能是多樣的。,生態(tài)學(xué)理論,恢復(fù)生態(tài)學(xué)應(yīng)用的最主要的理論是生態(tài)學(xué)理論。主要有: 限制性因子理論（尋找恢復(fù)的

14、關(guān)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(yīng)性理論（采用土著種進(jìn)行恢復(fù)） 生態(tài)位理論（合理配置物種及其位置） 演替理論（縮短恢復(fù)時間） 植物入侵理論（物種配置越合理，不可入侵性越強(qiáng)） 生物多樣性理論（物種配置的多樣性，提高穩(wěn)定性）,生態(tài)恢復(fù)理論,（1） 生態(tài)恢復(fù)原則自然法則 社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則 美學(xué)原則,退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建主要原則,地域性原則

15、 不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境不同，物種的引進(jìn)、生物群落的設(shè)計(jì)都要因地制宜。生態(tài)學(xué)與系統(tǒng)學(xué)原則 恢復(fù)和重建過程中要遵循生態(tài)學(xué)原理，分階段分步驟循序漸進(jìn)；要從生態(tài)系統(tǒng)層次構(gòu)建群落。使系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。最小風(fēng)險原則與效益最大原則。,（2）生態(tài)恢復(fù)機(jī)理,退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的順序：首先是建立和完善生產(chǎn)者亞系統(tǒng)（主要指植被），這是恢復(fù)的必要條件和基礎(chǔ)。同時或稍后，設(shè)計(jì)和建立消費(fèi)者亞系統(tǒng)、分解者亞系統(tǒng)，再考慮生境的多樣性。,恢復(fù)和重建的不確定性：

16、 Hobbs and Mooney指出，退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)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(fù)到一定狀態(tài)后退化、恢復(fù)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(fù)到理想狀態(tài)等幾個階段和過程。,Hobbst and Norton 的臨界閾值理論，該理論假設(shè)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。,6、生態(tài)恢復(fù)成功與否的標(biāo)準(zhǔn)：1）可持續(xù)性（可自然更新）