生態(tài)系統(tǒng)退化下植被恢復研究全解課件

生態(tài)系統(tǒng)退化下植被恢復研究阿留申2023/6/71恢復生態(tài)學與植被恢復1國內外植被恢復研究2文獻舉例3目錄2023/6/721.生態(tài)恢復下的植被恢復研究

恢復生態(tài)學是20世紀80年代迅速發(fā)展起來的一個現(xiàn)代應用生態(tài)學的分支學科，是一門關于生態(tài)恢復的學科，主要致力于研究受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復與重建。其研究內容主要包括基礎理論和應用技術兩大部分?；謴蜕鷳B(tài)學研究源于山地、草原、森林和野生生物等自然資源管理的實踐，美國學者Leopold于1935年在威斯康星大學對一個24hm2的草場進行的恢復被認為是最早開展的恢復生態(tài)學實驗。

中國最早進行生態(tài)恢復實踐的是中國科學院華南植物研究所的余作岳等人，他們自1959年起即在廣東熱帶沿海侵蝕臺地上開展了退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復技術與機制研究，并建立了中國最早的兩個恢復生態(tài)學研究基地———小良熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站和鶴山丘陵綜合試驗站。

2023/6/73

植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)與能量流動的中樞。近幾十年來,由于人類活動的影響,植被大規(guī)模的破壞和消失,導致了一系列的環(huán)境失調問題。全球生物多樣性在不斷喪失,生態(tài)系統(tǒng)在逐漸退化,局部退化已相當嚴重,人類生存和發(fā)展的自然基礎受到了極大威脅。人類活動對環(huán)境的影響以及退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復和重建已成為現(xiàn)代生態(tài)學研究最引人注目的趨勢之一。其中植被恢復是退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復和重建的首要工作,因為幾乎所有的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復,總是以植被恢復為前提的。1.生態(tài)恢復下的植被恢復研究2023/6/74

植被恢復（vegetation

restoration）是指運用生態(tài)學原理，通過保護現(xiàn)有植被、封山育林或營造人工林、灌、草植被，修復或重建被毀壞或被破壞的森林和其他自然生態(tài)系統(tǒng)，恢復其生物多樣性及其生態(tài)系統(tǒng)功能。其內涵包括三個方面：(1)從生態(tài)和社會需求出發(fā)，確定植被恢復希望達到的生態(tài)、社會、經濟效益；（2）確定能夠達到上述效益的植物群落的組成和結構；（3）通過對植物群落的物理、化學、生物乃至社會文化要素的控制，帶動植被的恢復，達到生態(tài)系統(tǒng)的自我維持。因此，植被恢復可概括為恢復植被的合理的結構、高效的功能和和諧的關系。根據(jù)植被系統(tǒng)退化的程度和類型，植被恢復的途徑包括自然恢復、人工促進的自然恢復和生態(tài)工程恢復

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種模式。1.生態(tài)恢復下的植被恢復研究2023/6/75

(1)植被退化的基本特征及其生態(tài)后果

具體研究退化植被種類組成變化，群落時空結構變化，生物生產力下降，生物間關系的改變。陳佐忠等認為,草原退化實質上是生態(tài)系統(tǒng)的退化，退化體現(xiàn)在非生物因素，亦體現(xiàn)在生產者、消費者和分解者三個生物功能組分以及草地生態(tài)系統(tǒng)的結構特征和功能過程，退化階段不同其表征指標不同。

(2)植被恢復目標及其生態(tài)學原理主要包括生境組合脅迫原理、生態(tài)適應性原理、種群密度制約和分布格局原理、群落內種間關系協(xié)同進化依賴原理、生態(tài)位原理、群落演替原理、生物入侵理論、生物多樣性原理、斑塊-廊道-本底景觀結構模式原理等。

2.國內外植被恢復研究概況2023/6/76

(3)干擾體系對退化植被或生態(tài)系統(tǒng)的影響主要干擾方式有森林采伐、開墾、過度放牧、開采礦產資源、采摘、不合理的種植和養(yǎng)殖、在人為有意或無意幫助下外來種的侵入和偶見種取代群落建群種與優(yōu)勢種的生態(tài)現(xiàn)象以及病蟲害的大發(fā)生等。(4)植被恢復途徑日本學者宮脅昭的“宮脅法”；三北防護林和長江上游防護林建設、沙漠治理、草場改良、荒山綠化、次生林改造也都是植被恢復和重建的工作。(5)植被恢復對環(huán)境影響及效益

栽種野生豆科灌木種恢復半干旱地中海地區(qū)植被；碳固定具有很強的防治土壤退化和荒漠化的潛力；耐鹽堿草,可以顯著改善鹽堿土的物理性狀；2.國內外植被恢復研究概況2023/6/773.植被恢復相關研究實例

針對大興安嶺北坡林區(qū)森林植被在不同火燒強度、火燒時間的火燒跡地上的恢復狀況進行了調查研究。結果表明,輕度火燒區(qū)的植被自然更新恢復良好;中度火燒區(qū)的森林植被依靠人工促進更新要比自然更新更早達到預期目標;重度火燒區(qū)的森林植被如果完全依靠自然更新,恢復到預期目標會非常緩慢,而通過人工更新則可跨越幾個演替階段,較快接近本地的頂極群落。

大興安嶺北坡火燒跡地自然與人工干預下的植被恢復模式初探2023/6/78.

大興安嶺北坡林區(qū)地處我國的最北部，地形多為中山、低山和丘陵，海拔大多400~800m，相對高差100~300m。大興安嶺北坡林區(qū)屬于達烏里植物區(qū)系，主要樹種為興安落葉松，蓄積量占總蓄積量的69%，還有樟子松、白樺等樹種。林下灌木以興安杜鵑、越桔、杜香等為主。大興安嶺北坡火燒跡地林型主要有：興安杜鵑-落葉松林，是大興安嶺北坡地區(qū)分布最廣和面積最大的林型。草類-興安落葉松林，分布于陽坡和半陽坡。植物種較多，并且除了喬木層以外，有一個充分發(fā)達的草本層。杜香-興安落葉松林部分分布于陰坡和半陰坡的下部,坡度5°~10°。土層較淺薄,永凍層的融解層很淺。?興安杜鵑-樟子松林是樟子松最普遍的林型,主要分布在陽坡,坡度10°~20°,土層薄,多石礫。另外還有白樺、山楊等闊葉林混生于以上各林型中。3.植被恢復實例研究3.1研究區(qū)自然概況2023/6/793.2研究方法：

采取點面結合,以標準樣地為主進行野外調查的方式進行，先后在大興安嶺北坡呼中、圖強林業(yè)局1987年火災以及呼中林業(yè)局2000年火災形成的不同強度的，采取不同更新方式的火燒跡地上選設樣帶,樣帶所處的立地條件基本相同。從火燒跡地的中心,按不同方向設多條樣帶。面積大的火燒跡地,在同一方向上多設幾條樣帶。每條樣帶面積為2m×50m，樣帶上每2m做一個樣方,每條樣帶有25個樣方。對立地條件、火燒程度以及更新方式,及其所含的植物種類、多度(或株數(shù))等進行調查。各喬木樹種按每條樣帶的平均株數(shù)統(tǒng)計,并將其它植物分為陽性植物和陰性植物兩類,同時大致估算一下樣帶周圍植被的豐富度。林型以興安落葉松林為主,并選擇了部分白樺、樟子松林等。3.植被恢復實例研究2023/6/7103.3.1.輕度火燒跡地的植被恢復輕度火燒區(qū)的林區(qū)呈斑塊狀與未火燒的林區(qū)鑲嵌分布,林冠存活,針葉猶綠,土壤有機質基本未受干擾?；盍⒛炯s占總株數(shù)的70%以上,中小徑木和幼樹大半活著,只是林下地被層,主要是草本層有所改變。同時由于火燒使地被層覆蓋率降低,增加了針葉樹種種子與土壤接觸的機會,有利于針葉林的更新。從總體來講,輕度火燒后針葉林中植物物種尤其是主要物種不僅在種類、多度等方面變化不太大,而且輕度過火后林內環(huán)境變得更好,經過一段時間后基本都能恢復到以前。經實驗調查針葉林輕度火燒后植被恢復需要的時間低于5年。3.植被恢復研究實例3.3結果分析2023/6/711

3.植被恢復實例研究3.3結果分析3.3.2中度火燒跡地的植被恢復1.自然更新下火燒跡地的植被恢復中度火燒區(qū)各林型林冠層大部分被破壞，林冠稀疏，尚有30%~40%的母樹存活，在地表層中會有少量種子存活，草本層基本上被燒盡。據(jù)調查,中度火燒區(qū)的植被在自然更新15年后，除原有的落葉松母樹外，又出現(xiàn)了一些落葉松的幼樹，另外還有大量的闊葉樹，如白樺和赤楊等，林下植被也逐漸增多，陽性草本雖然還很多，但是比例已經有所下降，陰性草本則開始逐漸增多。2023/6/7123.3.2中度火燒跡地的植被恢復

2.人工促進天然更新下火燒跡地的植被恢復

人工促進天然更新指采取人工輔助更新措施，使幼苗根系扎到土壤中，戰(zhàn)勝草類、灌木，為森林的自身繁育創(chuàng)造良好環(huán)境條件的更新方式?；鸷?5年人工更新的植被與自然恢復下的植被區(qū)別不大,只是在開始形成的楊樺林中,人工促進天然更新林地中針葉林所占的比例明顯提高,這就意味著人工促進天然更新下火燒跡地的植被恢復要比完全靠天然更新提前10~30年達到預期目標。3.植被恢復實例研究3.3結果分析2023/6/7133.3.3重度火燒跡地的植被恢復1.自然更新下重度火燒跡地的植被恢復在重度火燒區(qū),喬木、灌木和草本基本死亡,土壤有機質幾乎全部燒掉。在缺乏種源的條件下,依靠自然更新,其自然恢復的過程將是非常漫長的,需要上百年的時間,有的甚至將不會恢復到以前。重火燒區(qū)一般進行人工更新,但是在交通不便的地方將依靠自然更新。3.植被恢復實例研究3.3結果分析2023/6/7143.3.3重度火燒跡地的植被恢復2.人工更新下重度火燒跡地的植被恢復人工更新主要是根據(jù)火燒前的林型,通過人工直播和人工造林的方法加快森林更新,或者對大面積的火燒跡地在有大量種源的條件下,通過有目的的調查,選擇最佳時期,采取飛機播種也有利于短期內森林更新。

3.植被恢復實例研究3.3結果分析2023/6/7153.3.3重度火燒跡地的植被恢復

人工更新目前以人工植苗造林為主,而人工更新后按有沒有定期的人為撫育又采取了人工撫育更新和未撫育更新,由于在火燒跡地上會有大量的灌木和陽性草本植物,它們將壓抑幼樹的生長,為確保人工幼樹正常生長,宜在造林后第2年最遲第3年清除有礙幼樹生長的灌木和草本,減輕對落葉松或樟子松的競爭壓力。2023/6/716大興安嶺火后森林植被恢復是一個長期的過程,雖然植被恢復并不一定要恢復到以前,但是通常所期望達到的目的就是恢復到本地的以針葉林為建群樹種的頂級群落。然而要達到這一目標,并非朝夕之間,幾年、幾十年就能夠完成的,甚至需要幾百年才能夠完成。針葉林遭輕度火燒后,林內環(huán)境變化不大,恢復到以前只需要幾年的時間;遭中度火燒后,由于植被破壞嚴重,在