生态恢复的基本原理.pptx
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1、恢复生态学恢复生态学Restoration ecology第二章第二章 生态恢复的基本原理生态恢复的基本原理2.1 生态恢复概述生态恢复概述恢复恢复restoration:是指受损状态恢复到未被损害前的完是指受损状态恢复到未被损害前的完是指受损状态恢复到未被损害前的完是指受损状态恢复到未被损害前的完善状态的行为,是完全意义上的恢复,包善状态的行为,是完全意义上的恢复,包善状态的行为,是完全意义上的恢复,包善状态的行为,是完全意义上的恢复,包括括括括“完美完美完美完美”和和和和“健康健康健康健康”的含义。的含义。的含义。的含义。恢复恢复restoration修复rehabilitation:把一
2、个事物恢复到先前的状态的行为,主要指退化状态的改良,包括完美状态。Replace a degraded ecosystem with another productive type using a few or many species改造reclamation:产生一种稳定的、自我持续的生态系统。没有回到原始状态的含义,而是强调达到有用状态。生态恢复的三层次物种层次的恢复恢复物种聚集地和种群,保持遗传多样性恢复物种聚集地和种群,保持遗传多样性需选取用需选取用乡土种乡土种并达到一定个体数量。并达到一定个体数量。Frankel&Soule(1981)提出了保持物种的提出了保持物种的“50/500
3、规则规则”种群层次的恢复恢复最终的产物必须是能自我维持的种群或群恢复最终的产物必须是能自我维持的种群或群落。落。栖息地的损失与破碎影响种群(斑块的数量和栖息地的损失与破碎影响种群(斑块的数量和规模)规模)小种群问题:容易失绝小种群问题:容易失绝物种对栖息地毁坏的反应物种对栖息地毁坏的反应恢复地点的确定:边缘与中心种群、地形恢复地点的确定:边缘与中心种群、地形景观层次上恢复目前绝大多数生态恢复都集中在个别区域目前绝大多数生态恢复都集中在个别区域(如采如采矿点矿点),而一些利用过度、管理不当等原因造成,而一些利用过度、管理不当等原因造成的景观功能削弱、景观结构改变需要在更广的的景观功能削弱、景观结
4、构改变需要在更广的尺度上研究,即景观层次上。尺度上研究,即景观层次上。景观层次的恢复通常要考虑多种问题,如具体景观层次的恢复通常要考虑多种问题,如具体的生物物理、社会和经济现状等,同时要平衡的生物物理、社会和经济现状等,同时要平衡保护和生产。保护和生产。生态恢复的意义资源的需要资源的需要:增加作物产量以满足人类需求环境变化的需要环境变化的需要:人类活动已对地球和大气循环和能量流动产生了严重影响。维持地球景观及物种多样性的需要维持地球景观及物种多样性的需要经济发展的需要经济发展的需要:土地退化限制了国民经济的发展。2.2 生态恢复的理论基础u自我设计与人为设计理论是惟一从恢复生态学中产生的理论,
5、也在生态是惟一从恢复生态学中产生的理论,也在生态恢复实践中得到了广泛应用。恢复实践中得到了广泛应用。自我设计理论:只要有足够时间,退化生态系自我设计理论:只要有足够时间,退化生态系统将根据环境条件、合理地组织自己并最终改统将根据环境条件、合理地组织自己并最终改变其组分。变其组分。人为设计理论:通过工程方法和植物重建可直人为设计理论:通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生态系统,但恢复的类型可能是多接恢复退化生态系统,但恢复的类型可能是多样性。样性。u限制因子原理任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围,它就会成为这种生物的限制因子。范围,它就会成为这
6、种生物的限制因子。德国利比希德国利比希1840年提出了年提出了“最小因子定律最小因子定律”,即作物产量受最小养分支配。即作物产量受最小养分支配。生态恢复时必须找出该系统的关键因子。生态恢复时必须找出该系统的关键因子。2.2 生态恢复的理论基础u生态系统的结构理论物种结构、时空结构、营养结构物种结构、时空结构、营养结构合理生态系统结构合理生态系统结构从时空结构角度,应充分利用光、热、水、土资源,从时空结构角度,应充分利用光、热、水、土资源,提高光能利用率提高光能利用率从营养结构角度,应实现生物物质和能量的多级利用从营养结构角度,应实现生物物质和能量的多级利用与转化,形成一个高效的,无与转化,形成
7、一个高效的,无“废物废物”的系统。的系统。从物种结构上,提倡物种多样性,以利于系统的稳定从物种结构上,提倡物种多样性,以利于系统的稳定和持续发展。和持续发展。2.2 生态恢复的理论基础u生态适宜性原理生物由于长期与环境的协同进化,对生态环境生物由于长期与环境的协同进化,对生态环境产生了生态上的依赖。产生了生态上的依赖。喜光植物、喜阴植物喜光植物、喜阴植物喜酸性土壤植物喜酸性土壤植物水中生长植物水中生长植物生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最生态恢复时要让最适应的植物或动物生长在最适宜的环境中。适宜的环境中。2.2 生态恢复的理论基础生态位理论Niche:指在自然生态系统中一个种群在时间空:
8、指在自然生态系统中一个种群在时间空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系间上的位置及其与相关种群之间的功能关系有竞争关系的种群的生态位是分离的。有竞争关系的种群的生态位是分离的。在生态恢复时,要避免引进生态位相同的物种,在生态恢复时,要避免引进生态位相同的物种,要尽量使各物种生态位错开。要尽量使各物种生态位错开。2.2 生态恢复的理论基础Niche metricsHow can more species be added to a community?Increase total niche spaceIncrease niche overlapDecrease niche breadthu生
9、物群落演替理论群落由一种表现形式转化为另一种表现形的过群落由一种表现形式转化为另一种表现形的过程,称为演替。程,称为演替。火烧迹地火烧迹地-杂草杂草-桦树期桦树期-山杨期山杨期-云杉期(需几十云杉期(需几十年)。年)。弃耕地弃耕地-杂草期杂草期-优势草期优势草期-灌木期灌木期-乔木期。乔木期。群落演替可通过人为手段调控,改变演替速度群落演替可通过人为手段调控,改变演替速度或演替方向。或演替方向。2.2 生态恢复的理论基础杞木云杉水杨紫苑生物多样性原理是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化(Variety)和变异性和变异性(Variabili
10、ty)。遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性生物多样性高的生态系统的优势生物多样性高的生态系统的优势具有高生产力的种类出现的机会增加具有高生产力的种类出现的机会增加营养的相互关系更加多样化,能量流动可选择的途径多,各营营养的相互关系更加多样化,能量流动可选择的途径多,各营养水平间的能量流动趋于稳定。养水平间的能量流动趋于稳定。被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力增强。被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力增强。某一个种所有个体间的距离增加,植物病体的扩散降低。某一个种所有个体间的距离增加,植物病体的扩散降低。各个种类充分占据已分化的生态位,
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