最新森林生态系统的恢复4课件.ppt

1、v森林是生物种类最多，生物生产量最高的一个陆地生态森林是生物种类最多，生物生产量最高的一个陆地生态系统，它以巨大的生产力维持着各种类型的消费者。系统，它以巨大的生产力维持着各种类型的消费者。因因降雨和温度（纬度和高度）不同，而形成了不同的森林降雨和温度（纬度和高度）不同，而形成了不同的森林群落和沿着南北梯度方向上的不同森林类型等级。群落和沿着南北梯度方向上的不同森林类型等级。v但随着但随着工业化工业化的兴起，大片的森林被破坏，这是导致森的兴起，大片的森林被破坏，这是导致森林生态系统退化的主要原因。林生态系统退化的主要原因。病虫害、干旱、洪涝、地病虫害、干旱、洪涝、地震震等自然灾害也会导致森林的

2、退化。退化后的森林生态等自然灾害也会导致森林的退化。退化后的森林生态系统生产力下降，生物多样性减少，调节气候的能力减系统生产力下降，生物多样性减少，调节气候的能力减弱，涵养水分、防风固沙的作用减弱，贮存生态系统营弱，涵养水分、防风固沙的作用减弱，贮存生态系统营养元素的能力降低，野生动物的栖息地减少。引起水土养元素的能力降低，野生动物的栖息地减少。引起水土流失，沙漠化等严重的生态问题。森林生态系统的恢复流失，沙漠化等严重的生态问题。森林生态系统的恢复具有特殊的意义。具有特殊的意义。v一些物种需要大面积的森林区域作为其领地，尤一些物种需要大面积的森林区域作为其领地，尤其是哺乳动物如其是哺乳动物如狼

3、狼和一些大型食草动物。和一些大型食草动物。v最典型的例子是最典型的例子是美洲狮美洲狮（Felis concolorFelis concolor），需），需要最少要最少12900hm212900hm2的森林面积；的森林面积；美洲驯鹿美洲驯鹿，最少是，最少是几千平方公里的森林面积。几千平方公里的森林面积。v森林的破碎化使这些物种变得很脆弱，在较小的森林的破碎化使这些物种变得很脆弱，在较小的森林斑块内很可能会灭绝。森林斑块内很可能会灭绝。v一些物种利用森林的封闭型条件抵御外敌。一些物种利用森林的封闭型条件抵御外敌。北方斑点猫头鹰北方斑点猫头鹰，是美国西北部成熟针叶，是美国西北部成熟针叶林中主要的物种

4、。林中主要的物种。v同样，许多植物由于其较强的耐阴性和不同样，许多植物由于其较强的耐阴性和不良环境适应能力如良环境适应能力如地衣、真菌、甲虫和软地衣、真菌、甲虫和软体动物体动物等一起作为成熟林的指示生物。等一起作为成熟林的指示生物。v这些生物可以作为森林生态系统恢复的这些生物可以作为森林生态系统恢复的指指示生物示生物，也是恢复性管理的天然目标。，也是恢复性管理的天然目标。v在多种形式自然的干扰下，局地气候和土壤条件的相互在多种形式自然的干扰下，局地气候和土壤条件的相互作用决定了天然林的形态。风、火、干旱或洪水周期性作用决定了天然林的形态。风、火、干旱或洪水周期性的破坏导致了森林结构的异质性，大

5、大影响了森林更新的破坏导致了森林结构的异质性，大大影响了森林更新和演替的进程。和演替的进程。v这些影响在短时间内是看不到的，这就增加了实现恢复这些影响在短时间内是看不到的，这就增加了实现恢复目标的难度。因此，管理者应该抓住自然干扰的根本特目标的难度。因此，管理者应该抓住自然干扰的根本特征，了解这些自然干扰的规模、频率和强度是如何相互征，了解这些自然干扰的规模、频率和强度是如何相互作用，促生不同类型特征的森林的作用，促生不同类型特征的森林的 。v干扰的物理强度影响森林的恢复速率。自然灾害不仅会干扰的物理强度影响森林的恢复速率。自然灾害不仅会毁坏树木，如山体滑坡、火山爆发、洪涝灾害、严重的毁坏树木

6、，如山体滑坡、火山爆发、洪涝灾害、严重的火烧等甚至会破坏土壤；火烧等甚至会破坏土壤；v次严重的干扰如风暴、低强度的火烧、干旱等只对树冠次严重的干扰如风暴、低强度的火烧、干旱等只对树冠层有影响，而使乔木、灌木、埋藏的种子等保持原样，层有影响，而使乔木、灌木、埋藏的种子等保持原样，这些都有利于林地的恢复。这些都有利于林地的恢复。自然干扰自然干扰对植被变化的影响对植被变化的影响物种特征物种特征干扰事件干扰事件山体滑坡山体滑坡 火烧火烧洪水洪水 干旱干旱 火山爆发火山爆发生物因素生物因素破坏的物理强度：破坏的物理强度：新物种的存活新物种的存活距种子源的距离距种子源的距离生境的变化：生境的变化：光、土壤

7、湿度、营养光、土壤湿度、营养物质物质次生干扰：次生干扰：表层土壤的稳定性表层土壤的稳定性边界树木的稳定性边界树木的稳定性种子扩散类型种子扩散类型耐阴性耐阴性水和营养物质需求量水和营养物质需求量植被植被/种子的繁殖种子的繁殖耐水性耐水性不同的森林结构不同的森林结构强强 度度频频 率率规规 模模图4.1 干扰方式对森林结构的影响仿Peter Buckley,Satoshiito，2002v在湿度适中的温带森林中，风干扰会导致较小的在湿度适中的温带森林中，风干扰会导致较小的林间空地。林间空地。vRunkle Runkle 对北美洲东部落叶林研究表明，林间空对北美洲东部落叶林研究表明，林间空地的面积一

8、般小于地的面积一般小于0.1hm20.1hm2，面积较大的只占总面，面积较大的只占总面积的不到积的不到10%10%。v美国和加拿大东部海岸的历史记载和植被研究表美国和加拿大东部海岸的历史记载和植被研究表明：小规模风暴每隔明：小规模风暴每隔20204040年发生一次，灾难性年发生一次，灾难性风暴每隔风暴每隔100100150150年出现一次。年出现一次。v风暴的风险分析可以为林地恢复管理者确定最小风暴的风险分析可以为林地恢复管理者确定最小的天然林结构奠定基础。的天然林结构奠定基础。风干扰风干扰（Windthrow）v火烧是森林生态系统中一个不可忽视的因素，它一方火烧是森林生态系统中一个不可忽视的

9、因素，它一方面对森林造成严重危害，因为大面积的森林火烧后森面对森林造成严重危害，因为大面积的森林火烧后森林环境发生急剧变化，主要是大气、水域和土壤等领林环境发生急剧变化，主要是大气、水域和土壤等领域内的森林生态因子之间的生态平衡受到干扰，各种域内的森林生态因子之间的生态平衡受到干扰，各种物质循环、能量流动和信息传递遭到破坏，导致森林物质循环、能量流动和信息传递遭到破坏，导致森林生态平衡的破坏；生态平衡的破坏；v另一方面，它又是自然界不可缺少的生态因素，一定另一方面，它又是自然界不可缺少的生态因素，一定频率、一定强度的火烧能维护森林生态平衡，在维持频率、一定强度的火烧能维护森林生态平衡，在维持生

10、物多样性方面起着重要作用。生物多样性方面起着重要作用。v但不管林火对森林生态环境产生的是正面还是负面的但不管林火对森林生态环境产生的是正面还是负面的作用，火烧之后林火迹地的植被恢复，是火烧后人们作用，火烧之后林火迹地的植被恢复，是火烧后人们面临的一个重要问题。面临的一个重要问题。火烧火烧（Burning）v在设计一个森林恢复方案时要充分考虑目标的可行性，如目前天然林的状态，实现目标的技术难度等。v一些管理措施的直接效果是可以看到的，如种植经济林、原地造林、疏伐、种植观赏性树木等。v但一些间接影响是无法预测的，包括林地分割（导致孤立和边缘效应）、物种灭绝、外来种入侵、大气污染和气候变化等（图4.

11、2）。高水平高水平低水低水平平1.重新引进优势物种重新引进优势物种2.林地的自然恢复林地的自然恢复降低人类影响，控制非本地物种，控制过度降低人类影响，控制非本地物种，控制过度放牧放牧考虑重新引进丢失的物种考虑重新引进丢失的物种估计最小的动力学估计最小的动力学区域和核心物种的区域和核心物种的活动范围活动范围恢复区域是否足够大以支持恢复区域是否足够大以支持“核心核心”物种或保持天然林地动力学变化物种或保持天然林地动力学变化充分考虑干扰的方充分考虑干扰的方式、规模和频率式、规模和频率是否有目前潜在的干扰因子：是否有目前潜在的干扰因子：人类影响，非本地物种，过度人类影响，非本地物种，过度放牧？放牧？考

12、虑：考虑：1.控制干扰方式控制干扰方式2.扩大森林面积扩大森林面积选择恢复目标：森林类型或要恢复的环境条件选择恢复目标：森林类型或要恢复的环境条件是否是天然的成熟林碎片和与之有关的是否是天然的成熟林碎片和与之有关的“指示物种指示物种”以半天然林地（传统管理）以半天然林地（传统管理）或创新为基础选择恢复目标或创新为基础选择恢复目标进一步确定起源：古生态进一步确定起源：古生态的，考古的，历史的证据的，考古的，历史的证据是是否否是是否否图图 4.2 林地恢复路线林地恢复路线仿仿：Parviainen et al.v恢复计划的实施首先需要了解恢复以前的生境状况。缺乏基础数据会妨碍具体恢复目标的确定，但

13、即使有综合数据，也不一定满足恢复计划的要求。vPeterken（1996）列出了5种天然状态以便于规划森林的保护目标（表4.1）。恢复的最高目标是恢复到原始状态，这就需要引进丢失的本地物种，需要在维护上大量投资。v但是，这种“真正”的野生林地的观点忽略了森林状态的不可逆变化，包括分化、气候变化、外来种入侵等。恢复的控制点恢复的控制点表表4.1 森林恢复中的天然状态森林恢复中的天然状态v如果附近地区有残留林地存在并且有准确的历史记录时，就可以比较容易地确定将要恢复的森林类型。v优先需要恢复的林地可以通过自然保护政策确定，再结合范围大小、天然性、代表性和历史记载等准则来选择优先恢复区域。v但是，对

14、于非指定地点的选择除了考虑恢复的潜力外，还有以下的几个标准：林地的选择林地的选择和适合性和适合性 v具有成熟林特征，如有成熟的大树，有枯木积累等。v多样的树冠层组成，可能的话用以前的花粉资料确定。v存在入侵能力较差的“指示物种”。v大的密集区，能满足核心物种的最小动态平衡面积的需求并保持自然干扰的动态变化。v具有良好历史记录的地方，人类影响的范围能够确定。v远离人类居住的地方。v很少或没有外来种。v与周围林地联系密切并且具有很好的整体性。v在欧洲，许多森林保护措施是在严格的没有人类的干预下操作的，Parviainen等（1991）称之为“没有人类影响下的自由发展的森林”，不同的国家解释差别很大

15、，各国的恢复林地面积大小差异也很大（表4.2）。适度的适度的人类干预人类干预 表表4.2 一些欧洲国家林地恢复大小（一些欧洲国家林地恢复大小（hm2）v如果保护区仍具有非天然特征，就需要积极的管理，进行适度的如果保护区仍具有非天然特征，就需要积极的管理，进行适度的干预。主要是通过移除非本地物种，重新引进消失的物种，以恢干预。主要是通过移除非本地物种，重新引进消失的物种，以恢复生态系统的自然活力（表复生态系统的自然活力（表4.3）。如加拿大）。如加拿大Point Pelee国家公国家公园的恢复措施不仅包括居民的阶段性迁出，还包括人工造林等。园的恢复措施不仅包括居民的阶段性迁出，还包括人工造林等。

16、适度的适度的人类干预人类干预 表表4.3林地恢复中最小的和有限的干预策略（林地恢复中最小的和有限的干预策略（Peter Buckley et al.，2000）v 理想的恢复区域面积应该足以承受干扰，如在湿润的落叶林中每年1%的干扰率意味着每年干扰1hm2的森林，需要提供100hm2的同类森林。vPickett&Thompson（1978）将岛屿理论应用于自然保护中，指出一个有效的保护区必须具有足够的面积保持物种生存与灭绝之间的平衡。v森林恢复方案中，最小动态平衡面积（MDA）因森林类型的不同而有差异：易发生火烧的森林需要较大的面积，以适应火烧袭击并能够在较短的时间内恢复；而湿润的温性林需要较

17、小的面积即可达到同样的平衡。v为保证足够安全，理论上需要增大MDA以抵御周期性干扰。这个原则在保护大的，不受或少受干扰的区域中是很重要的，如美国的黄石公园。v气候变化和污染已经严重影响了森林的结构。v通过对犹他刺柏（Juniperus osteosperma）的分布研究表明，在过去4500年中刺柏的分布发生了很大变化：大约2500年前的气候变冷破坏了许多刺柏林，随后的气候变暖又使该物种得到恢复。最近气候进一步变暖，再加上放牧、火烧等综合作用加速了刺柏的迁移。v英国南部橡树250年来的记录表明自从1736年有记载以来，其落叶时间提前了一周左右。v污染研究同样表明即使偏远的森林地带也不能躲过环境变

18、化的影响。对欧洲森林健康追踪调查的结果显示，大气中CO2、O3、氮氧化物、硫氧化物含量的增加对森林产生了明显的影响。气候变化气候变化和污染和污染 v随着森林日益破碎化，岛屿生物地理学理论预测，现存的碎块会更加孤立。v破碎化增加森林内部的物种的脆弱性，限制了它们的扩散和迁移，也限制了营养物质的循环。v破碎化还提高了边缘与内部的相对比例，一些经验认为边缘效应会渗透到森林内部50150m，但在热带森林中边缘效应对距离林地边缘15km的物种也会产生影响。v具有广泛栖息地的物种，尤其是大型食肉动物和食草动物，对这种破碎化过程更为敏感，这些物种对生态系统的完整性具有重要的意义。v不仅需要保护森林核心区，还

19、需要提供一定的缓冲区域。破碎化破碎化和商业砍伐和商业砍伐v地域性原则地域性原则v不同区域具有不同的生态环境背景，如气候条件、地貌和水文条件等，这种地域的差异性和特殊性就要求我们在恢复与重建退化生态系统的时候，要因地制宜，具体问题具体分析，不能照搬照抄，而应在长期定位试验的基础上，总结经验，获取优化与成功模式，然后方可示范推广。生态学与系统学原则生态学与系统学原则生态学原则包括生态演替原则、食物链网、生态位原则等，生态学原则要求我们根据生态系统自身的演替规律分步骤、分阶段进行，循序渐进，不能急于求成。另一方面，在恢复与重建时，要从生态系统的层次上展开，要有整体系统思想。根据生物间及其与环境间的共

20、生、互惠和竞争关系，以及生态位和生物多样性原理，构建生态系统结构和生物群落。v最小风险与最大效益原则最小风险与最大效益原则v由于生态系统的复杂性以及某些环境要素的突变性，加由于生态系统的复杂性以及某些环境要素的突变性，加之人们对生态过程及其内在运行机制认识的局限性，往之人们对生态过程及其内在运行机制认识的局限性，往往不可能对恢复与重建的后果以及生态最终演替方向进往不可能对恢复与重建的后果以及生态最终演替方向进v行准确地估计和把握，某种意义上，退化生态系统的恢行准确地估计和把握，某种意义上，退化生态系统的恢复与重建具有一定的风险性。复与重建具有一定的风险性。v生态恢复又是一个高成本投入工程，在考

21、虑当前经济的生态恢复又是一个高成本投入工程，在考虑当前经济的承受能力的同时，又要考虑生态恢复的经济效益和收益承受能力的同时，又要考虑生态恢复的经济效益和收益周期，这是生态恢复与重建工作中十分现实而又为人们周期，这是生态恢复与重建工作中十分现实而又为人们所关心的问题。所关心的问题。v保持最小风险并获得最大效益是生态系统恢复的重要目保持最小风险并获得最大效益是生态系统恢复的重要目标之一，这是实现生态效益、经济效益和社会效益完美标之一，这是实现生态效益、经济效益和社会效益完美统一的必然要求。统一的必然要求。（1 1）封山育林）封山育林这是简便易行、经济省事的措施。中国南方封山育林可这是简便易行、经济

22、省事的措施。中国南方封山育林可为阔叶树种创造适宜的生态条促使被破坏的林地的林木为阔叶树种创造适宜的生态条促使被破坏的林地的林木生长，或针叶林逐渐顺行演替为保持土地能力较高的针生长，或针叶林逐渐顺行演替为保持土地能力较高的针阔叶混交林，进而顺行演替为地带性的季风常绿阔叶林。阔叶混交林，进而顺行演替为地带性的季风常绿阔叶林。（2 2）透光抚育）透光抚育即在先锋林中，对已生长着的一些建群树种进行透光即在先锋林中，对已生长着的一些建群树种进行透光抚育，或择伐一些先锋树种的个体以促进建群种的生长，抚育，或择伐一些先锋树种的个体以促进建群种的生长，尽早形成地带性植被，顺行演替为生态效益最高的地带尽早形成地

23、带性植被，顺行演替为生态效益最高的地带性顶极群落性顶极群落.（3 3）森林管理）森林管理合理的管理是林地恢复中必不可少的措施，如禁止乱砍合理的管理是林地恢复中必不可少的措施，如禁止乱砍滥伐林木，将所有风倒木、枯朽木都留在原地，让其腐滥伐林木，将所有风倒木、枯朽木都留在原地，让其腐烂在林地增加林地有机质等。应该把森林的生态作用和烂在林地增加林地有机质等。应该把森林的生态作用和采伐利用结合起来，在充分发挥森林防护作用的同时对采伐利用结合起来，在充分发挥森林防护作用的同时对实现对森林的利用。实现对森林的利用。（4 4）火烧迹地）火烧迹地火烧迹地是通过火烧的手段把地表厚厚的植被烧掉，使火烧迹地是通过火

24、烧的手段把地表厚厚的植被烧掉，使其裸露出土壤。火烧后不但使土壤裸露出来，而且草木其裸露出土壤。火烧后不但使土壤裸露出来，而且草木灰又是天然的肥料，有利于林木生长。但火烧必须选择灰又是天然的肥料，有利于林木生长。但火烧必须选择好季节、时间，做好安全工作，否则会酿成大事故。好季节、时间，做好安全工作，否则会酿成大事故。（5 5）效应带、效应岛造林方法）效应带、效应岛造林方法采用效应带和效应岛的方式营造人工针叶林，与天然阔采用效应带和效应岛的方式营造人工针叶林，与天然阔叶树形成针阔混交，这样可以充分发挥边缘效应作用，叶树形成针阔混交，这样可以充分发挥边缘效应作用，提高林分生长量加快森林的恢复速度。如

25、在生有山杨、提高林分生长量加快森林的恢复速度。如在生有山杨、白桦等阔叶树的火烧迹地上，每栽植白桦等阔叶树的火烧迹地上，每栽植2 24 4行针叶树，中行针叶树，中间设一个间设一个4 46m6m宽的阔叶树保留带，为诱导和培育天然宽的阔叶树保留带，为诱导和培育天然阔叶树创造适宜生境条件，针叶树和阔叶树镶嵌分布，阔叶树创造适宜生境条件，针叶树和阔叶树镶嵌分布，形成有序的针阔混交林。形成有序的针阔混交林。v（6 6）林分改造）林分改造v任何单独的造林系统都不能准确模拟自然干扰的规模和任何单独的造林系统都不能准确模拟自然干扰的规模和性质。不过，有些系统和自然状态的系统在结构和年龄性质。不过，有些系统和自然

26、状态的系统在结构和年龄组成上比较相近。从表面上看大面积伐木就与火烧使天组成上比较相近。从表面上看大面积伐木就与火烧使天然林受到的破坏来很相似。简单地说，小面积伐木然林受到的破坏来很相似。简单地说，小面积伐木（0.010.010.05hm0.05hm2 2）去掉一些树木形成）去掉一些树木形成“补丁补丁”，这样可，这样可以有效地保持一个封闭性和连续性的树冠层。一定时间以有效地保持一个封闭性和连续性的树冠层。一定时间内砍伐较大一片（如内砍伐较大一片（如0.25hm0.25hm2 2或更多），对喜光树木有好或更多），对喜光树木有好处。处。v许多森林都种植非本地物种，这种恢复方法只能达到有许多森林都种植

27、非本地物种，这种恢复方法只能达到有限的目的。但是，如果恢复林地和天然林之间有过渡林限的目的。但是，如果恢复林地和天然林之间有过渡林存在，并进行一些商业性操作以保持合适的物种多样性存在，并进行一些商业性操作以保持合适的物种多样性就能使系统达到一个平衡。就能使系统达到一个平衡。v日本横滨国立大学教授、著名植被生态学和环境保护学日本横滨国立大学教授、著名植被生态学和环境保护学家家宮脇昭宮脇昭（Akira MiyawakiAkira Miyawaki）先生提出了）先生提出了宮脇宮脇造林法，造林法，v宮脇宮脇造林法与传统的造林方法，以及根据自然演替恢复造林法与传统的造林方法，以及根据自然演替恢复森林相比

28、，有以下不同：森林相比，有以下不同：v一是用该方法营造的森林是环境保护林，而不是用材林一是用该方法营造的森林是环境保护林，而不是用材林和风景林。和风景林。v二是造林用的种类是乡土种类，主要是建群种类和优势二是造林用的种类是乡土种类，主要是建群种类和优势种类。并且强调多种类、多层次、密植、混合。种类。并且强调多种类、多层次、密植、混合。v三是成林时间短。根据演替理论和自然条件，一般的森三是成林时间短。根据演替理论和自然条件，一般的森林演替从荒山或没有树木的土地开始，到最终森林形成林演替从荒山或没有树木的土地开始，到最终森林形成v，至少要，至少要200200500500年，或上千年，而年，或上千年

29、，而宮脇宮脇法通常只要法通常只要20205050年，时间缩短了。年，时间缩短了。v四是管理简单，用宫胁法造林，一般在开始四是管理简单，用宫胁法造林，一般在开始1 13 3年进行年进行除草、浇水等管理，以后就任其自然，优胜劣汰，适者除草、浇水等管理，以后就任其自然，优胜劣汰，适者生存。生存。宮脇宮脇教授认为，不管理就是最好的管理。教授认为，不管理就是最好的管理。v（7 7）扩大现存林地面积）扩大现存林地面积v除了长期处理小的恢复区域策略外，扩大现存林地面除了长期处理小的恢复区域策略外，扩大现存林地面积也是一种可选择的方法。积也是一种可选择的方法。v通常的方法是通过建立缓冲区将小的几块林地连接起通

30、常的方法是通过建立缓冲区将小的几块林地连接起来，以避免在孤立区域内生物多样性减少。该方法包来，以避免在孤立区域内生物多样性减少。该方法包括在周围农田或草地中种植人工林地以保护核心区域，括在周围农田或草地中种植人工林地以保护核心区域，但需满足以下条件：但需满足以下条件：v有可种植区有可种植区;v新建林地应该能迅速发展其自身的动态结构，同时能新建林地应该能迅速发展其自身的动态结构，同时能够为关键种的生长提供完整的生境够为关键种的生长提供完整的生境;v新建林地能被目标物种很快定居新建林地能被目标物种很快定居;v新林地的组成与原始林地相似。新林地的组成与原始林地相似。v由于农田和草地的土壤条件与原来林

31、地的土壤条件有由于农田和草地的土壤条件与原来林地的土壤条件有很大差别，需要很长时间才能把农田和草地生态系统很大差别，需要很长时间才能把农田和草地生态系统转变为森林生态系统。转变为森林生态系统。v扩大林地有很多方法，两个关键的变量就是扩大后森扩大林地有很多方法，两个关键的变量就是扩大后森林面积林面积增加量增加量和林地的和林地的分布模式分布模式。小的林地可以单个。小的林地可以单个扩大，也可连在一起形成一个大林地，具体方法见图扩大，也可连在一起形成一个大林地，具体方法见图4.34.3。新林区（阴影部分）可以与现有的林地相邻，以（新林区（阴影部分）可以与现有的林地相邻，以（a a）缓冲或（）缓冲或（b

32、)b)将林地连在一起相成连续或不连续的单位，两者均可用于指定的造林区或（将林地连在一起相成连续或不连续的单位，两者均可用于指定的造林区或（c)“c)“封闭封闭”，与半天然林密度相，与半天然林密度相关。仿关。仿Peter Buckley,Satoshiito实例实例1 1加拿大安大略湖西南部加拿大安大略湖西南部Point PeleePoint Pelee国家公园森林的恢复国家公园森林的恢复实例实例2 2 英国苏格兰本地松林的恢复英国苏格兰本地松林的恢复实例实例3 3 德国的森林恢复与管理德国的森林恢复与管理实例实例1 1加拿大安大略湖西南部加拿大安大略湖西南部Point PeleePoint P

33、elee国家公园森林的恢复国家公园森林的恢复（1 1）背景）背景Point PeleePoint Pelee国家公园是加拿大最重要的保护区之一，是国际著名国家公园是加拿大最重要的保护区之一，是国际著名的观鸟胜地。该区域在的观鸟胜地。该区域在19181918年被指定为国家公园之前，其中的北美年被指定为国家公园之前，其中的北美乔松（乔松（Pinus strobusPinus strobus）已经消失了。成为国家公园之后，土地利）已经消失了。成为国家公园之后，土地利用倾向于生产水果、蔬菜以及娱乐和居住。到用倾向于生产水果、蔬菜以及娱乐和居住。到19601960年，公园内建造年，公园内建造了了6006

34、00所别墅和数不清的道路，每年有七十万人来参观。所别墅和数不清的道路，每年有七十万人来参观。（2 2）恢复策略）恢复策略19631963年，国家公园的员工启动了一项恢复管理措施以减缓人们利用年，国家公园的员工启动了一项恢复管理措施以减缓人们利用公园带来的负面影响。在过去的公园带来的负面影响。在过去的3535年中，大部分别墅和道路都被拆年中，大部分别墅和道路都被拆除。并采取如下措施：种植灌木，改善地形与水文条件，控制非本除。并采取如下措施：种植灌木，改善地形与水文条件，控制非本地植被。过度放牧会对恢复进程产生不利影响，在地植被。过度放牧会对恢复进程产生不利影响，在2020世纪世纪9090年代初，

35、年代初，赶走了一些牧群使其密度由赶走了一些牧群使其密度由4040头头/km2/km2降至降至1111头头/km2/km2，促进了草本植，促进了草本植物和灌木丛的更新。物和灌木丛的更新。（3 3）结果）结果结果表明该地区的植物群落经过长时间恢复后其组成与参比结果表明该地区的植物群落经过长时间恢复后其组成与参比地点的植被组成越来越相似。恢复的程度与土壤湿度、树冠地点的植被组成越来越相似。恢复的程度与土壤湿度、树冠层盖度有确定的联系。随着恢复的进行，非本地物种数目下层盖度有确定的联系。随着恢复的进行，非本地物种数目下降，非本地杂草也有很大程度的减少，主要是由于干扰停止，降，非本地杂草也有很大程度的减

36、少，主要是由于干扰停止，森林覆盖增加。森林覆盖增加。（1 1）背景）背景苏格兰高地的松林是欧洲西部的非本地树种，孢粉学研究表明松树花粉苏格兰高地的松林是欧洲西部的非本地树种，孢粉学研究表明松树花粉一直减少，这反映了气候的变化，尤其是在西部高地形成了泥炭沼泽，一直减少，这反映了气候的变化，尤其是在西部高地形成了泥炭沼泽，就将森林限制在低纬度或者可以得到灌溉的地方（就将森林限制在低纬度或者可以得到灌溉的地方（oSullivan,1977oSullivan,1977）。）。自从中石器时代起，由火烧、放牧牛羊等人为原因对森林产生的影响越自从中石器时代起，由火烧、放牧牛羊等人为原因对森林产生的影响越来越

37、大。到中世纪仅剩下来越大。到中世纪仅剩下4%4%。而放牧和后来鹿的践踏阻止了森林的恢复，。而放牧和后来鹿的践踏阻止了森林的恢复，仅保留了一些天然次生林（仅保留了一些天然次生林（Forestry Authority,1994Forestry Authority,1994）。）。（2 2）恢复策略）恢复策略a.a.通过自然恢复扩大林地面积通过自然恢复扩大林地面积 将鹿的数量到最初水平以促进其自将鹿的数量到最初水平以促进其自然恢复是一个解决办法，另一个办法是重新引进狼（然恢复是一个解决办法，另一个办法是重新引进狼（Canis lupusCanis lupus）。）。b.b.植树造林植树造林 在那些本

38、地松林已不存在，但是植被、土壤和位置的历史在那些本地松林已不存在，但是植被、土壤和位置的历史纪录表明条件适合的地方，种植本地树是可行的。在过去是松林的地方，纪录表明条件适合的地方，种植本地树是可行的。在过去是松林的地方，通过控制放牧重新引进本地树种。通过控制放牧重新引进本地树种。c.c.移除非本地人工林移除非本地人工林 许多本地松林都被非本地物种包围，包括非本地许多本地松林都被非本地物种包围，包括非本地松树，产生了外来种入侵和基因流等问题。森林委员会在一些地区内实松树，产生了外来种入侵和基因流等问题。森林委员会在一些地区内实施了方案以去除非本地种，降低放牧压力。施了方案以去除非本地种，降低放牧

39、压力。（3 3）结果）结果从从19881988年以来，许多计划已投入实施：恢复了年以来，许多计划已投入实施：恢复了30003000多公顷的现存林多公顷的现存林地，种植了地，种植了11000hm211000hm2的本地林。与苏格兰合作的项目包括的本地林。与苏格兰合作的项目包括7070多个子多个子项目，对全苏格兰近项目，对全苏格兰近400400个林地采取措施（不是所有的松林），到个林地采取措施（不是所有的松林），到20012001年止，总共投资年止，总共投资27002700万英镑。该合作对松林的前景很重要。万英镑。该合作对松林的前景很重要。政府不同部门之间政策上的合作、志愿者、私人对于使保护行动在

40、政府不同部门之间政策上的合作、志愿者、私人对于使保护行动在将来的利益最大化起了很大作用。将来的利益最大化起了很大作用。实例实例2 2 英国苏格兰本地松林的恢复英国苏格兰本地松林的恢复实例实例3 3 德国的森林恢复与管理德国的森林恢复与管理温带森林的恢复温带森林的恢复热带雨林的恢复热带雨林的恢复热带干旱林的恢复热带干旱林的恢复v热带雨林是地球上生物多样性最多的生态系统，尽管占地不到热带雨林是地球上生物多样性最多的生态系统，尽管占地不到地球面积的地球面积的7%7%，却为一半以上的植物和动物提供了栖息地。，却为一半以上的植物和动物提供了栖息地。v随着工业化的发展，大片的热带雨林遭到破坏，除了伐木所造

41、随着工业化的发展，大片的热带雨林遭到破坏，除了伐木所造成的破坏以外，数百万公顷的低地热带雨林已经或正在转为他成的破坏以外，数百万公顷的低地热带雨林已经或正在转为他用。在亚马逊河流域和中美洲，大面积的热带雨林已被砍光、用。在亚马逊河流域和中美洲，大面积的热带雨林已被砍光、烧光，转化成为草场或不毛之地。烧光，转化成为草场或不毛之地。v导致森林破坏的因素很复杂，如过度放牧、伐木出口、农业、导致森林破坏的因素很复杂，如过度放牧、伐木出口、农业、人口增长、居住和火烧等；各因素之间又相互作用，导致森林人口增长、居住和火烧等；各因素之间又相互作用，导致森林破坏加剧。破坏加剧。v破坏热带雨林所带来的最大灾难是

42、生物多样性的丧失。随着热破坏热带雨林所带来的最大灾难是生物多样性的丧失。随着热带雨林的减少和破碎化，很多物种都失去了它们的栖息地，生带雨林的减少和破碎化，很多物种都失去了它们的栖息地，生物生存和家畜品种所需要的野生基因型和医药资源也严重流失。物生存和家畜品种所需要的野生基因型和医药资源也严重流失。热带雨林的破坏对碳循环、土壤稳定性、水循环和生物多样性热带雨林的破坏对碳循环、土壤稳定性、水循环和生物多样性都有深刻影响。森林退化导致大量都有深刻影响。森林退化导致大量CO2CO2和其他气体释放到大气中，和其他气体释放到大气中，影响全球气候，估计人为排放影响全球气候，估计人为排放CO2CO2中有中有2

43、3%23%是由于热带森林被毁是由于热带森林被毁引起的。引起的。恢复的限制因素恢复的限制因素加强恢复的策略加强恢复的策略热带雨林恢复的实例热带雨林恢复的实例小结小结种子雨种子雨种子被食种子被食发芽发芽树苗存活与生树苗存活与生长长现存植被现存植被微气候、水和火微气候、水和火烧烧土壤物理和化学土壤物理和化学性质性质菌根菌根食草动物食草动物图4.4 限制草地恢复的因素。实线框中是得到树苗的整个过程，虚线框中是影响该过程的因素。（仿Holl et al.2000）v1 1 种子的可获性（种子的可获性（Seed AvailabilitySeed Availability）v缺乏种子是限制恢复的主要因素，主

44、要是缺少种子传播缺乏种子是限制恢复的主要因素，主要是缺少种子传播途径。因此，如果要使农田恢复到森林，需要将热带雨途径。因此，如果要使农田恢复到森林，需要将热带雨林树种的种子播种到农田中。林树种的种子播种到农田中。v2 2 种子萌发率（种子萌发率（Seed GerminationSeed Germination）v草地中的种子必须能发芽才能长成树苗。草地中的种子必须能发芽才能长成树苗。v比较草地和原始林的发芽率得到有些物种在草地中发芽比较草地和原始林的发芽率得到有些物种在草地中发芽率相当低，但是不能认为发芽率是限制恢复的主要因素。率相当低，但是不能认为发芽率是限制恢复的主要因素。v3 3 竞争（

45、竞争（CompetitionCompetition）v在已经获得树苗后，限制树苗生长的因素包括与入侵性在已经获得树苗后，限制树苗生长的因素包括与入侵性植被竞争、微气候条件、火烧、缺乏土壤营养物和食草植被竞争、微气候条件、火烧、缺乏土壤营养物和食草动物等，这些因素均会阻碍树苗的存活与生长。动物等，这些因素均会阻碍树苗的存活与生长。v限制树苗生长最主要的因素是限制树苗生长最主要的因素是入侵性物种入侵性物种，它们是人工，它们是人工植入或者是土地废弃后迅速侵入的。这些竞争性物种以植入或者是土地废弃后迅速侵入的。这些竞争性物种以多种方式限制恢复，包括遮荫、竞争土壤水分、营养物多种方式限制恢复，包括遮荫、

46、竞争土壤水分、营养物质和阳光，释放化学物质等。质和阳光，释放化学物质等。v4 4 微气候和火烧（微气候和火烧（Microclimate And FireMicroclimate And Fire）v微气候条件也会影响树苗的存活和生长。农田的光照、微气候条件也会影响树苗的存活和生长。农田的光照、空气质量和土壤温度比森林高，但土壤湿度比森林低，空气质量和土壤温度比森林高，但土壤湿度比森林低，外来牧草能够适应强光和低的土壤湿度，这样微气候条外来牧草能够适应强光和低的土壤湿度，这样微气候条件对种子发芽、树苗生长有负影响。件对种子发芽、树苗生长有负影响。v在有明显干季的区域，火烧会严重阻碍树苗的生长，由

47、在有明显干季的区域，火烧会严重阻碍树苗的生长，由于滥伐，引起降雨量减少，火烧越来越普遍，次生生长于滥伐，引起降雨量减少，火烧越来越普遍，次生生长区太阳辐射增强导致植被含水量下降。区太阳辐射增强导致植被含水量下降。v大多数热带雨林树苗不适应火烧，火烧引起的损失使其大多数热带雨林树苗不适应火烧，火烧引起的损失使其退回到好几年前，这时牧草会很快重新生长。退回到好几年前，这时牧草会很快重新生长。v5、土壤营养物和微生物群落（、土壤营养物和微生物群落（Soil nutrients and Soil nutrients and microbial communitiesmicrobial communit

48、ies）v热带废弃林中营养物质的缺乏限制了树苗的生长，而磷热带废弃林中营养物质的缺乏限制了树苗的生长，而磷是最常见的限制因素。有限的营养物质是否限制恢复是是最常见的限制因素。有限的营养物质是否限制恢复是不确定的。不确定的。v6 6 食草动物（食草动物（herbivoresherbivores）v食草动物是阻碍树苗存活和生长的一个因素，有些地方食草动物是阻碍树苗存活和生长的一个因素，有些地方食草动物是限制恢复的主要因素。食草动物是限制恢复的主要因素。Nepstad Nepstad（19901990）报报道，种植在废弃农场中的道，种植在废弃农场中的4 4种树的树苗种树的树苗1616天后有天后有30

49、308080都被切叶蚁（都被切叶蚁（Atta sexdensAtta sexdens）破坏了。）破坏了。Holl&Quiros-Holl&Quiros-NietzenNietzen（19991999）用本地树种作实验发现，）用本地树种作实验发现，6464的树苗的树苗（0.10.10.5m0.5m高）在高）在2 2年内被兔子破坏。热带雨林中食草年内被兔子破坏。热带雨林中食草动物的影响不容忽视。动物的影响不容忽视。v7 7 社会因素（社会因素（social factorssocial factors）v社会因素往往是恢复的首要限制。例如大多数恢复方案社会因素往往是恢复的首要限制。例如大多数恢复方案

50、实施主要的障碍就是实施主要的障碍就是资金资金和和土地用途土地用途。尽管进行恢复的。尽管进行恢复的林地通过伐木和其它活动可以提供长期收入，但农业、林地通过伐木和其它活动可以提供长期收入，但农业、畜牧等得到的短期收入会失去。所以应该尽量使多种土畜牧等得到的短期收入会失去。所以应该尽量使多种土地用途与人们的短暂需求相平衡，保持生态系统的服务地用途与人们的短暂需求相平衡，保持生态系统的服务性。性。v森林覆盖率变化反映了一系列复杂的因素不仅仅指人口森林覆盖率变化反映了一系列复杂的因素不仅仅指人口数量，还有消费水平、消费模式和技术水平。热带雨林数量，还有消费水平、消费模式和技术水平。热带雨林中提取的许多资