恢復(fù)生態(tài)學(xué)第一章緒論課件

恢復(fù)生態(tài)學(xué)主講：邵新慶中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院

恢復(fù)生態(tài)學(xué)是一門關(guān)于生態(tài)恢復(fù)的學(xué)科?；謴?fù)生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科，但它又是環(huán)境學(xué)、地理學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)、草地學(xué)、濕地學(xué)、海洋學(xué)等多學(xué)科的交叉學(xué)科，屬于應(yīng)用生態(tài)學(xué)的范疇，具有較強的理論性和實踐性。前言課程學(xué)習(xí)要求1.授課對象:環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、草地科學(xué)、農(nóng)林科學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生

2.課時安排:24學(xué)時，周4學(xué)時3.授課方式：課堂講授、課外作業(yè)及外出實習(xí)相結(jié)合，課堂提問與課后討論相結(jié)合，課程講授與專題討論相結(jié)合4.

考試方式：以期終筆試為主（60%），平時測驗與隨堂考試以一定比例計入成績（40%）5.

授課要求：教師授課與學(xué)生互動密切配合參考書董世魁，邵新慶等編，《恢復(fù)生態(tài)學(xué)》，北京:高等教育出版社任海，彭少麟.《恢復(fù)生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》.北京:科學(xué)出版社.戈峰.《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》.北京:科學(xué)出版社.孫儒泳，李慶芬，牛翠娟等.《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)》.北京:高等教育出版社.李洪遠(yuǎn)，鞠美庭.《生態(tài)恢復(fù)的原理與實踐》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社……

課程結(jié)構(gòu)目錄第一篇恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理與基礎(chǔ)第一章緒論第二章理論生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第三章應(yīng)用生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第二篇恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理的應(yīng)用與實踐第四章種群和群落的生態(tài)恢復(fù)實踐第五章陸域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建第六章水域與濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建課程結(jié)構(gòu)第三篇全球生態(tài)恢復(fù)的典型案例第七章北美地區(qū)的典型案例第八章歐洲地區(qū)的典型案例第九章非洲地區(qū)的典型案例第十章亞澳地區(qū)的典型案例第十一章中國生態(tài)恢復(fù)的典型案例第四篇與恢復(fù)生態(tài)學(xué)發(fā)展密切相關(guān)的前緣科學(xué)領(lǐng)域第十二章生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與健康管理第十三章全球變化與響應(yīng)對策第十四章可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)第一節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的概念與內(nèi)涵第二節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)誕生的背景與意義第三節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與目標(biāo)第四節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀第一節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的概念與內(nèi)涵11一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的定義與屬性研究生態(tài)系統(tǒng)自身的性質(zhì)、受損機理及修復(fù)過程的科學(xué)（Jordanetal.,1987）。研究生態(tài)整合性的恢復(fù)和管理過程的科學(xué)（國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會，1995）。研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的技術(shù)與方法、生態(tài)學(xué)過程與機理的科學(xué)（余作岳，1996）。研究生態(tài)系統(tǒng)退化機理、恢復(fù)機制和管理過程的科學(xué)（董世魁，2009）。（一）

定義12（二）屬性從學(xué)科屬性上講，恢復(fù)生態(tài)是一門新的學(xué)科，是涵蓋自然科學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、藝術(shù)學(xué)和哲學(xué)等領(lǐng)域的綜合學(xué)科。一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的定義與屬性13二、生態(tài)恢復(fù)的概念與內(nèi)涵（一）狹義概念再造自然群落的過程(Diamond,1987)。組裝并試驗群落如何工作的過程(Jordanetal.1987)。使受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前狀態(tài)的過程(Cairns,1992)。修復(fù)被人類損壞的原生生態(tài)系統(tǒng)的多樣性及動態(tài)的過程(國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會,1994)。14維持生態(tài)系統(tǒng)健康及更新的過程(國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會，1995)。使受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到較接近其受干擾前或歷史上的狀態(tài)的過程(美國自然資源委員會，1995;Jordan,1995)。重建某區(qū)域歷史上有的植物和動物群落，而且保持生態(tài)系統(tǒng)和人類傳統(tǒng)文化功能的持續(xù)性的過程(Hobbs&Norton,1996)。二、生態(tài)恢復(fù)的概念與內(nèi)涵（一）狹義概念15（二）廣義概念1.重建(Rehabilitation)2.改良(Reclamation)3.修補(Remedy)4.更新(Renewal)5.再植(Revegetation)

二、生態(tài)恢復(fù)的概念與內(nèi)涵結(jié)構(gòu)與功能16退化修復(fù)恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)未退化生態(tài)系統(tǒng)改良（更替）自然過程（初級演替）緩解：任何一種減緩或抑制退化的生態(tài)恢復(fù)，即重建、改良甚至改造為其他生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)功能（生物量、養(yǎng)分）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（物種組成、復(fù)雜度等）從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特征說明退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的方式，其中生態(tài)恢復(fù)是指將生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)最初或原來的狀態(tài)（改自Urbanska等，1997）17表1-1

不同導(dǎo)向（尺度）的生態(tài)恢復(fù)定義（孫書存和包維楷，2005）強調(diào)重點定義舉例優(yōu)點目標(biāo)導(dǎo)向（狹義生態(tài)恢復(fù)）一個生態(tài)系統(tǒng)向接近于干擾前狀態(tài)的回歸提出了尋找接近干擾前狀態(tài)的參照系統(tǒng)問題強調(diào)對生態(tài)比較的參數(shù)選擇確定生態(tài)演替中的問題過程導(dǎo)向（廣義生態(tài)恢復(fù)）修復(fù)人類對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)多樣性和動態(tài)損害的過程包括了生態(tài)損害的社會要素強調(diào)社區(qū)行動在恢復(fù)中的作用認(rèn)識到恢復(fù)在干擾和社會狀況中的限制（三）生態(tài)恢復(fù)定義的分類二、生態(tài)恢復(fù)的概念與內(nèi)涵第二節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)誕生的背景與意義一、全球生態(tài)退化問題（一）全球生態(tài)退化現(xiàn)狀目前，全球43%的陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)能力下降，為人類社會提供的生態(tài)服務(wù)減少?？萍歼M(jìn)步？干擾?。ǘ┲袊鷳B(tài)退化現(xiàn)狀表1-2中國主要生態(tài)系統(tǒng)及其退化生態(tài)系統(tǒng)面積（任海和彭少麟,2001）生態(tài)系統(tǒng)類型總面積（百萬hm2）退化總面積（百萬

hm2）比例（%）農(nóng)田1402820草地40013233林地165.231.225荒漠0.130--淡水水面0.7430.24532廢棄礦地2--一、全球生態(tài)退化問題2024/1/721森林退化森林資源數(shù)量型增長，質(zhì)量型下降；結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性低；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能降低我國林分的每公頃蓄集量僅為78.06m3,人工林每公頃蓄集量只有35m3，遠(yuǎn)低于114m3/hm2的世界平均水平2024/1/722草地退化目前，我國90％的草地存在不同程度的退化，其中中度退化以上的草地面積將近一半全國“三化”草地面積已達(dá)1.35億hm2，并且每年還在以200萬hm2的速度增加2024/1/723荒漠化嚴(yán)重我國干旱、半干旱地區(qū)，即可能發(fā)生沙漠化的地區(qū)的總面積是256.6萬km2，占國土總面積的26.7％90年代后期，我國沙漠化的擴展速度已達(dá)每年3436km2不僅沙漠化面積急劇增加，沙化的強度也在增強2024/1/724水土流失一方治理多方破壞，點上治理面上破壞，部分地區(qū)破壞大于治理90年代末全國水土流失面積165萬km22024/1/725濕地退化不合理的開發(fā)利用導(dǎo)致濕地面積銳減濕地生態(tài)環(huán)境惡化，生物多樣性減少，污染日益嚴(yán)重濕地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)蓄洪水、生物多樣性維持、凈化污染以及物質(zhì)產(chǎn)出等各項生態(tài)服務(wù)功能日益下降2024/1/726冰川退縮冰川和冰蓋進(jìn)一步退縮海平面升高0.09-0.88米2024/1/727生物多樣性銳減有害物種入侵，約有200余種，全國大多數(shù)自然保護(hù)區(qū)都有外來物種入侵聯(lián)合國《國際瀕危物種貿(mào)易公約》列出的740中世界性瀕危物種中，我國占189種我國野生水稻、大豆等遺傳資源保護(hù)不力，70％以上的野生稻已被破壞28(一)生態(tài)退化的定義及類型二、生態(tài)退化的類型與成因1、定義生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的破壞和喪失、生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和能力下降，稱之為生態(tài)系統(tǒng)退化(李洪遠(yuǎn)和鞠美庭,2005);從景觀或區(qū)域尺度看，生態(tài)系統(tǒng)退化還包括景觀生態(tài)系統(tǒng)、人類-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的破壞(章家恩,1999).2、類型依據(jù)成因類型，分為裸地(包括原生裸地或次生裸地)、森林采伐地、棄耕地、沙化地、采礦廢棄地和垃圾堆放場等6種類型(彭少麟,2000);根據(jù)尺度大小，分為局部生態(tài)系統(tǒng)退化、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化和全球生態(tài)系統(tǒng)退化(章家恩,1999)；根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)類型，分為陸地系統(tǒng)退化、水生系統(tǒng)退化、大氣系統(tǒng)退化和人類-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)退化等4個方面。二、生態(tài)退化的類型與成因(一)生態(tài)退化的定義及類型30人類活動生態(tài)系統(tǒng)氣候變化直接影響間接影響圖1-2人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾：通過全球變化產(chǎn)生的間接影響和生境破壞產(chǎn)生的直接影響（Urbanska

etal.1997）（二）生態(tài)退化的原因與過程二、生態(tài)退化的類型與成因2024/1/731表1-3

人類對生態(tài)系統(tǒng)的干擾方式及效應(yīng)（李洪遠(yuǎn)和鞠美庭,2005）人為干擾方式效應(yīng)傳統(tǒng)勞作方式對森林和草原植被的砍伐與開墾植被退化，水土流失加劇，區(qū)域環(huán)境惡化，生物生境遭破壞，生物多樣性喪失采集生物資源被破壞，一些物種滅絕采樵生態(tài)系統(tǒng)能量和養(yǎng)分減少，生物生存活動受阻，草原遭破壞狩獵和捕撈種群生殖和繁衍遭破壞，一些物種滅絕，生物性狀和數(shù)量發(fā)生變化工業(yè)污染水質(zhì)污染，空氣污染，酸雨新干擾形式（旅游、探險活動）污染，旅游資源退化（二）生態(tài)退化的原因與過程二、生態(tài)退化的類型與成因32森林破壞草地超載土地濫墾工程干擾環(huán)境污染37三、生態(tài)退化的診斷與控制退化生態(tài)系統(tǒng)參照系統(tǒng)的確定生物途徑生境途徑生態(tài)系統(tǒng)功能/服務(wù)功能景觀途徑生態(tài)過程途徑診斷途徑診斷指標(biāo)（體系）的確定診斷方法確定單途徑單因子診斷法單途徑多因子診斷法多途徑綜合診斷法圖1-3生態(tài)系統(tǒng)退化程度診斷圖示（杜曉軍等,2003）(一)生態(tài)退化的診斷(二)生態(tài)退化的控制理論基礎(chǔ):恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)理論科學(xué)保障:恢復(fù)生態(tài)學(xué)的方法實踐

三、生態(tài)退化的診斷與控制第三節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的內(nèi)容與目標(biāo)環(huán)境恢復(fù)恢復(fù)管理維持管理

內(nèi)容激活生態(tài)系統(tǒng)的非生物作用過程，為生物群落恢復(fù)提供適宜的條件調(diào)節(jié)生物學(xué)作用過程，促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)，如重建新的生物群落或恢復(fù)嚴(yán)重受損的生物群落通過管理措施維持生物群落的結(jié)構(gòu)和功能或者促進(jìn)輕度受損生物群落的恢復(fù)過程尺度主要是短期人工恢復(fù)，也包括人工調(diào)控下的長期自然恢復(fù)主要是長期自然恢復(fù)，但具體方法取決于生物群落類型及其恢復(fù)目標(biāo)長期人工管理，主要維持生物群落的結(jié)構(gòu)和功能對象主要為非生物因子主要為生物因子主要為生物因子

實例土壤肥力調(diào)控、地表（下）水環(huán)境調(diào)控、侵蝕（水、風(fēng)蝕）控制等草地禁牧、雜草控制、補播、刈割等草地放牧管理、刈割管理、改良管理等時間序列短期

長期景觀類型人工、半人工

半自然、自然表1-4生態(tài)恢復(fù)學(xué)的對象、尺度及內(nèi)容（引自Bakker和Londo,1998）(一)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究范圍一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的主要內(nèi)容(二)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容學(xué)科屬性主要研究內(nèi)容基礎(chǔ)理論研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過程與相互作用機制；生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆性、生產(chǎn)力、恢復(fù)力與可持續(xù)性；先鋒與頂級生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展機理與演替規(guī)律；不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其影響機制；生態(tài)系統(tǒng)退化的景觀診斷及其評價指標(biāo)體系；生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動態(tài)監(jiān)測、模擬、預(yù)警及預(yù)測；生態(tài)系統(tǒng)健康的維育機理、保護(hù)對策及持續(xù)管理應(yīng)用技術(shù)研究退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建的關(guān)鍵技術(shù)體系；生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置與重構(gòu)及其調(diào)控技術(shù)；物種、生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)；生態(tài)工程設(shè)計與實施技術(shù)；環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術(shù)；典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模式試驗示范與推廣表1-5生態(tài)恢復(fù)學(xué)的主要研究內(nèi)容（引自Bakker和Londo,1998）一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的主要內(nèi)容二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本目標(biāo)(一)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的主要目標(biāo)1.領(lǐng)會恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本原理，掌握恢復(fù)生態(tài)學(xué)的技術(shù)與方法；2.發(fā)揮恢復(fù)生態(tài)學(xué)基本原理在保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)中的重要價值；3.利用恢復(fù)生態(tài)學(xué)方法體系、基本原理恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)自然經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。(二)生態(tài)恢復(fù)的基本目標(biāo)1.增加地表基底穩(wěn)定性，保證生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展；2.恢復(fù)植被和土壤，保證植被覆蓋和土壤肥力；3.增加物種種類和組成，保護(hù)生物多樣性；4.實現(xiàn)生物群落的恢復(fù)，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力；5.減少或控制環(huán)境污染，降低生態(tài)環(huán)境風(fēng)險；6.保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)景觀，增加視覺和美學(xué)效果。二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本目標(biāo)1.受損前的生態(tài)描述、物種名錄及歷史地圖；2.最近的和歷史上的空中和地面照片；3.恢復(fù)地的遺跡資料；4.相似的、未受干擾的對照區(qū)的生態(tài)描述,標(biāo)本館和博物館的標(biāo)本記錄；5.熟悉研究地歷史狀況的文字或口述記錄；6.古生態(tài)證據(jù)如花粉、樹木年輪等。(三)生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)的參照系統(tǒng)二、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本目標(biāo)第四節(jié)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程(一)國際生態(tài)恢復(fù)研究的發(fā)展歷程100年前：山地、森林、草原等自然資源保護(hù)利用和管理；20世紀(jì)初：水土保持、森林砍伐后的恢復(fù)（西歐、北歐）；

20世紀(jì)30年代：“黑風(fēng)暴”，“大平原”干旱農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)；研究方面

20世紀(jì)50、60年代：礦山、水土流失治理；

20世紀(jì)70年代：隨著人口增加和經(jīng)濟發(fā)展－水體恢復(fù)研究；

20世紀(jì)80年代：全球人口、資源、環(huán)境問題日趨嚴(yán)重－資源保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)恢復(fù)；

20世紀(jì)90年代：全球變化與生態(tài)恢復(fù)；近幾年：生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)管理。48(二)國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷程1975年：在美國召開了“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)”國際研討會，首次探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機理與方法；1980年：Cairns主編了《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程》一書，8位科學(xué)家共同探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中重要生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用問題；1984年：美國威斯康星大學(xué)召開了恢復(fù)生態(tài)學(xué)研討會，強調(diào)了恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論與實踐的統(tǒng)一；一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程1985年：Aber和Jordan提出了恢復(fù)生態(tài)學(xué)的術(shù)語，并出版“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”研究專集；1985年：國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會成立；1996年：在瑞士召開了第一屆世界恢復(fù)生態(tài)學(xué)大會，強調(diào)了恢復(fù)生態(tài)學(xué)在生態(tài)學(xué)中的地位；目前：美國、歐洲相繼在高等院校和研究所設(shè)立了“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”學(xué)科或研究方向，出版了“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”教材或?qū)Ｖ瑒?chuàng)辦了“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”雜志，登載恢復(fù)生態(tài)學(xué)方面的文章。一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程(二)國際恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷程(三)我國生態(tài)恢復(fù)研究的發(fā)展歷程20世紀(jì)50年代：退化生態(tài)系統(tǒng)的定位觀測試驗和綜合整治研究；1959年：熱帶沿海臺地的植被恢復(fù)研究；20世紀(jì)50-60年代：退化草原的恢復(fù)工作；20世紀(jì)60年代：沿海灘涂河岸帶侵蝕控制；一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程研究方面20世紀(jì)70年代末：“三北”防護(hù)林工程建設(shè)；20世紀(jì)80年代，長江、沿海防護(hù)林工程建設(shè)；20世紀(jì)90年代：開展了退化森林、山地、荒漠d等生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建；20世紀(jì)末至21世紀(jì)初：天然林保護(hù)、退耕還林（草）工程、退牧還草、基本農(nóng)田建設(shè)等生態(tài)工程。一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程(三)我國生態(tài)恢復(fù)研究的發(fā)展歷程2024/1/752黃土高原自然恢復(fù)生長的草被黃土高原人工恢復(fù)林草植被人工種植的檸條護(hù)坡灌木林黃土高原水平溝隔坡造林2024/1/7