1、5 生态恢复实践v5.1 退化草地生态系统的恢复退化草地生态系统的恢复v5.2 退化湿地生态系统的恢复退化湿地生态系统的恢复v5.3 退化水生生态系统的恢复退化水生生态系统的恢复v5.4 退化森林生态系统的恢复退化森林生态系统的恢复v5.6 退化农田生态系统的恢复退化农田生态系统的恢复v5.7 矿业废弃地的生态恢复矿业废弃地的生态恢复v5.8 城市生态系统的恢复城市生态系统的恢复5.1 5.1 退化草地生态系统的恢复退化草地生态系统的恢复 一、草地退化的原因一、草地退化的原因与机理与机理n原因：原因：不合理放牧是导致大尺度范围内草地退化的首要原因。不合理放牧是导致大尺度范围内草地退化的首要原因
2、。盲目垦荒是导致部分草地退化和沙化的主要原因。盲目垦荒是导致部分草地退化和沙化的主要原因。樵采、狩猎、开矿和旅游等也是导致局部草地退化的主要樵采、狩猎、开矿和旅游等也是导致局部草地退化的主要原因。原因。草地雪灾（白灾）、沙尘暴（黑灾）、火灾、鼠虫害等自草地雪灾（白灾）、沙尘暴（黑灾）、火灾、鼠虫害等自然灾害与人工因素的结合极易造成草地生态系统的退化。然灾害与人工因素的结合极易造成草地生态系统的退化。n n 草原退化原因草原退化原因：定居和过度放牧定居和过度放牧n n 草地的退化草地的退化:没有防护措施的农田开垦没有防护措施的农田开垦n n 草地的退化草地的退化:春季过度放牧春季过度放牧n n
3、草地的退化草地的退化:春季过度放牧春季过度放牧n n 草地的退化草地的退化:冬季啃食地上枝条冬季啃食地上枝条n n 草地的退化草地的退化:沙层裸露、沙丘活化沙层裸露、沙丘活化图图1 草地生态系统的退化机理草地生态系统的退化机理草地资源不合理的经营管理草地资源不合理的经营管理草地沙漠化草地沙漠化草地自然灾害草地自然灾害植被衰退植被衰退草地盐碱化草地盐碱化草地退化草地退化系统生物量减少系统生物量减少食物链缩短食物链缩短营养级降低营养级降低土壤肥力下降土壤肥力下降生态系统退化生态系统退化野生动物减少野生动物减少能量利用率下降能量利用率下降有毒有害动有毒有害动植物增加植物增加系统自我调系统自我调节能力
4、下降节能力下降高寒草甸退化演替高寒草甸退化演替过度放牧过度放牧 +鼠害鼠害未退化未退化轻度轻度中度中度重度重度极度极度3700m2800-3700m毒草毒草15 45 45 年年杂草杂草鼠害鼠害高寒草原退化演替高寒草原退化演替过度放牧过度放牧轻度轻度中度中度重度重度极度极度12 年年沙化沙化v轻度退化草地：草地改良轻度退化草地：草地改良,即在认识草地发生与发即在认识草地发生与发展的基础上，控制草地的发展方向和速度，防止草展的基础上，控制草地的发展方向和速度，防止草地退化、改良已退化的草地，保持其良好的生产力。地退化、改良已退化的草地，保持其良好的生产力。v中度退化草地：草地封育，即将退化植被及
5、其生境中度退化草地：草地封育，即将退化植被及其生境保护起来，禁止人为开垦、樵采、放牧等活动，并保护起来，禁止人为开垦、樵采、放牧等活动，并采取不同的人工辅助措施（植被培育、生物危害防采取不同的人工辅助措施（植被培育、生物危害防止等措施），促进退化植被及生境土壤的恢复和发止等措施），促进退化植被及生境土壤的恢复和发展。展。v重度退化草地：人工草地建植，即以牧草（尤其是重度退化草地：人工草地建植，即以牧草（尤其是多年生牧草）为先锋植被，建植集约化人工草地，多年生牧草）为先锋植被，建植集约化人工草地，通过高效管理、利用，促进草地的恢复演替，同时通过高效管理、利用，促进草地的恢复演替，同时缓解天然草地
6、的载畜压力，提高天然草地的生态保缓解天然草地的载畜压力，提高天然草地的生态保育功能。育功能。二、退化草地的恢复方法二、退化草地的恢复方法v 恢复草原要求了解草原退化的原因是生物因素、非生物因素还是生物与非生物因素联合作用。v 恢复进程要求最少或不灌溉截留雨水，使用乡土种，配置多样性，不用化肥和杀虫剂，健康土地管理，由于草原面积大，可利用遥感监侧管理，关注草原的社会经济发展，控制污染。v 草地恢复中应考虑的主要问题包括：代表性的草种、外来草种、灌木的入侵、新草地上的动物、草地的长期动态。考虑到草种对气候等胁迫反应不一，最好引进遗传多样性高的草种，综合考虑野火在维持草原动态平衡中具重要作用。在热带
7、、亚热带区域可大量种植香根草，技术简单、易活、具长期作用。v草地恢复有两种方法，一种是改进现存的退化草地，另一种是建立新的草地。建立人工草地，减轻天然草地压力。例如青海省果洛州草原站在达日县旦塘区对40多公顷严重退化的草地进行翻耕，播种披碱草后，鲜草产量高达21000kg/hm2计，极大地提高了畜牧生产力，同时植被覆盖率的提高起到了防止水土流失的作用。在这一过程中，种草的选择和合理的栽培措施是建植成功的关键(马玉寿，1999)。利用多年生人工草地进行动畜放牧青肥。这种方法实行季节畜牧在青草期利用牧草，冬季来临前出售家畜，可改变以精料为主的高成本育肥方式，还可以解决长期困扰草地畜牧业高速发展的畜
8、群结构的调整。建立半人工草地，恢复天然草地植被。主要是通过对草地施肥和毒杂草防除，提高产草量。此外，还应防止和减少自然灾害。v退化草地生态系统生态恢复管理措施退化草地生态系统生态恢复管理措施v 自然恢复自然恢复自愈能力自愈能力v 人工促进生态恢复人工促进生态恢复 松土、翻耕松土、翻耕 施加肥料施加肥料 补播本土优良牧草补播本土优良牧草 合理调控牧群密度合理调控牧群密度三、恢复实践v高寒地区退化草地恢复（青藏高原地区）高寒地区退化草地恢复（青藏高原地区）v干旱、半干旱区退化草地恢复（以内蒙古锡干旱、半干旱区退化草地恢复（以内蒙古锡林郭勒盟为例）林郭勒盟为例）v南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复南
9、亚热带退化草坡生态系统的自然恢复1.高寒地区退化草地恢复（青藏高原）高寒地区退化草地恢复（青藏高原）v导致草地退化主要有三个方面的原因：随着全球气候的变化，藏西北高寒牧区的气候也发生了显著变化。在气候呈暖干化的变化趋势下，风蚀、水蚀和冻蚀、鼠害虫害等自然灾害频繁发生，是草地沙化的直接原因。v2004年，藏西北高寒牧区超载率达到59.18，牲畜的大量增加对局部草场的压力越来越大，过度放牧引起的草地退化和沙化现象也越来越严重。随着区域内人口的增加和人类活动的频繁，挖沙采石、不合理地开发矿产资源等问题给草原生态带来严重的破坏，造成草地退化。v为了缓解目前草地退化的现状，相关部门应大力推进畜牧业结构调
10、整、解决牧民能源问题、继续建设围栏并实施草场承包责任制。同时，应建立草原生态环境监测系统等。v高寒地区退化草地恢复高寒地区退化草地恢复 表表1 草地改良措施对高寒草地产草量的影响草地改良措施对高寒草地产草量的影响(单位：单位：g/m2)年份年份产量产量松耙松耙灌溉灌溉松耙松耙+灌溉灌溉松耙松耙+灌溉灌溉+施肥施肥松耙松耙+灌溉灌溉+施肥施肥+补播补播封育封育对照对照1962干重干重170.35-155.25218.99216.53149.67100.20为对照为对照的的%170.01-154.96218.55216.09149.37100.001963干重干重125.37135.52163.6
11、5139.77166.1984.8346.60为对照为对照的的%270.11290.81351.18299.94356.63181.18100.00高寒地区退化草地高寒地区退化草地恢复措施的作用效果恢复措施的作用效果表表2 高寒地区多年生禾草人工草地与天然草地植被状况比较高寒地区多年生禾草人工草地与天然草地植被状况比较草地类草地类别别草群草群盖度盖度(%)(%)草群草群高度高度(cm)(cm)草群产草群产量量(t/hm(t/hm2 2)可食牧可食牧草比例草比例粗蛋白产量粗蛋白产量(kg/hm(kg/hm2 2)混播草混播草地地95 95 以以上上87.687.69.149.1499%99%11
12、84.51184.5封育天然封育天然草地草地969627.727.73.933.9376.776.7462.6462.6放牧草地放牧草地696914.414.42.912.9174.174.1342.5342.5恢复措施的作用效果恢复措施的作用效果2.干旱、半干旱区退化草地恢复（以内蒙干旱、半干旱区退化草地恢复（以内蒙古锡林郭勒盟为例）古锡林郭勒盟为例）v种树和飞播？种树和飞播？v为什么在草原上种树有问题为什么在草原上种树有问题v第一，这是自然的规律。在年均降水量不足第一，这是自然的规律。在年均降水量不足300毫米的地区，毫米的地区，天然分布的是草原或灌丛天然分布的是草原或灌丛v第二，加重土壤
13、的干旱。干旱半干旱地区强烈的蒸发量第二，加重土壤的干旱。干旱半干旱地区强烈的蒸发量(是是降水量的降水量的7-10倍倍)，如没有草本层有效的覆盖，会造成更严，如没有草本层有效的覆盖，会造成更严重的干旱重的干旱v第三，干旱、半干旱区人工造林实际上是失败的。以内蒙古第三，干旱、半干旱区人工造林实际上是失败的。以内蒙古锡林郭勒盟为例，建国以来，整个地区的森林覆盖率不足锡林郭勒盟为例，建国以来，整个地区的森林覆盖率不足1%，还包括了近一半的天然林在内，还包括了近一半的天然林在内(如浑善达克沙地的榆树如浑善达克沙地的榆树不是人种的不是人种的)v第四，树木不能阻挡沙尘暴。在沙尘暴发生最严重的早春，第四，树木
14、不能阻挡沙尘暴。在沙尘暴发生最严重的早春，现场观察到的情况是，杨树林里的沙子照样在流动。林子外现场观察到的情况是，杨树林里的沙子照样在流动。林子外面的能见度在面的能见度在5米以下，而灌木地和草本层覆盖较好的地段，米以下，而灌木地和草本层覆盖较好的地段，能见度在能见度在200米之上。米之上。n n 树木不能在草原上成活树木不能在草原上成活n n “小老头树小老头树”(15年的杨树年的杨树“林林”)n n 大面积死亡的人工林大面积死亡的人工林n n 敢问林在何方？敢问林在何方？n n 树木不能阻挡沙尘暴树木不能阻挡沙尘暴4 治理中该不该在草原上种树和飞播治理中该不该在草原上种树和飞播(2)n n
15、飞播问题飞播问题 (1)(1)-为什么飞播也不合理？为什么飞播也不合理？第一，草原地区土壤库中含有大量的种子以及各类繁殖体第一，草原地区土壤库中含有大量的种子以及各类繁殖体，只是没有萌发或即使萌发没有生长的机会。因此，飞播，只是没有萌发或即使萌发没有生长的机会。因此，飞播只是解决了草地恢复中的一个很小的次要矛盾。主要矛盾只是解决了草地恢复中的一个很小的次要矛盾。主要矛盾是牲口压力，其次是干旱是牲口压力，其次是干旱第二，飞播带来了大量外来种，一些有毒的物种如醉马草第二，飞播带来了大量外来种，一些有毒的物种如醉马草就很容易混到羊柴的种子中飞到优质的草原中。大部分物就很容易混到羊柴的种子中飞到优质的
16、草原中。大部分物种不是这个地区生长的，却因借助人的力量扩大了分布的种不是这个地区生长的，却因借助人的力量扩大了分布的地盘。这在短期内可能我们看不到它的危害，但从生态平地盘。这在短期内可能我们看不到它的危害，但从生态平衡和生物多样性保护的角度看，飞播是有害的。衡和生物多样性保护的角度看，飞播是有害的。4 治理中该不该在草原上种树和飞播治理中该不该在草原上种树和飞播(2)n n-为什么飞播也不合理？为什么飞播也不合理？第三，经济上不合算。根据我们的调查，某旗县飞播了第三，经济上不合算。根据我们的调查，某旗县飞播了50005000亩沙地，使覆盖率提高了约亩沙地，使覆盖率提高了约30%30%，成本，成
17、本8181万元，每提万元，每提高高10%10%的覆盖率合的覆盖率合5454元元/亩，这还不包括飞播不成功造成的亩，这还不包括飞播不成功造成的各种浪费。而我们的围栏实验证明，在各种浪费。而我们的围栏实验证明，在4 4万亩沙地草地里万亩沙地草地里的实际投入只有的实际投入只有1616万元围栏费，滩地的草本覆盖率达到万元围栏费，滩地的草本覆盖率达到100%100%，流动沙丘的自然恢复率达到，流动沙丘的自然恢复率达到30%30%，平均起来，每提，平均起来，每提高高10%10%的覆盖率的费用为的覆盖率的费用为1.731.73元元/亩。且自然恢复的植被没亩。且自然恢复的植被没有外来种，为优质的禾本科牧草有外
18、来种，为优质的禾本科牧草 n n 飞播与自然恢复的效果比较飞播与自然恢复的效果比较3万亩30万元自然恢复v种树和飞播在干旱、半干旱区域取不到良好的效果，怎么办？自然恢复n n 2000年年n n 2001年年n n 2002年年n n 2003年年 2004年年n n 牧民喜获牧草牧民喜获牧草n n 实验进行实验进行2年后年后-野生动物回来了野生动物回来了n n 其它干旱区例子：其它干旱区例子：恢复恢复1年后的赛罕乌拉生物圈保护区核心区年后的赛罕乌拉生物圈保护区核心区 恢复前恢复后三、南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复三、南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复v广东鹤山退化草坡v中国科学院鹤山丘陵
19、综合试验站由华南植物研究所和鹤山市林科所于1984年共同建立，并在广东昆虫所、广州地理所等单位协作下，与中科院小良站和鼎湖山站等点联网，开展热带亚热带退化生态系统植被恢复及生态农业优化模式的研究。鹤山站位于广东省鹤山市中部，11254E，2241N，属南亚热带丘陵地区。鹤山站占地面积133hm2,建筑面积1500m2。野外观测系统有针叶混交林、针阔混交林、桉树混交林、豆科混交林、乡土林等5个人工林类型，1个草坡对照区以及林果草鱼和林果苗等2个复合农林生态系统。四、草地四、草地恢复效果评估恢复效果评估n效果评估：草地生态系统的恢复程度，可以从效果评估：草地生态系统的恢复程度，可以从植被、土壤和环
20、境等方面的特征进行评判。植被、土壤和环境等方面的特征进行评判。种群特征种群特征分布格局分布格局 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种生态位宽度生态位宽度 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种数量动态数量动态 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种群落特征群落特征数量特征数量特征 多度多度盖度盖度密度密度生物量生物量组织结构组织结构 生态优势度生态优势度物种多样性物种多样性群落均匀度群落均匀度组织结构稳态组织结构稳态土壤特征土壤特征土壤动物土壤动物 发展趋势发展趋势生物量生物量 物种多样性物种多样性 土壤微生物土壤微生物 类群
21、数类群数生物量生物量物种多样性（细菌、放线菌、真菌）物种多样性（细菌、放线菌、真菌）呼吸强度、酶活性呼吸强度、酶活性 土壤理化性状土壤理化性状 物理性状物理性状养分状况养分状况含水量含水量pHpH环境特征环境特征小气候小气候 年均气温年均气温年均土温年均土温土壤湿度土壤湿度地表反射率地表反射率环境效应环境效应 地表径流量地表径流量侵蚀临界雨量侵蚀临界雨量水土流失量水土流失量地下水位地下水位土壤侵蚀量土壤侵蚀量土壤盐碱化率土壤盐碱化率图图2 草地生态系统恢复的评估指标草地生态系统恢复的评估指标五、退化草地恢复总结v“以地养地以地养地”，进行生产与生活，腾出大量的退化，进行生产与生活，腾出大量的退
22、化土地进行封育实现自然恢复土地进行封育实现自然恢复,并逐步实现生态系统并逐步实现生态系统的的“食物链食物链”与社区生存发展的与社区生存发展的“产业链产业链”的藕合的藕合v 我国大部分的生产力较低的沙漠、沙地、草地地区，我国大部分的生产力较低的沙漠、沙地、草地地区，它们的生态价值可能远大于它们的直接利用价值。它们的生态价值可能远大于它们的直接利用价值。v干旱半干旱区土地使用功能改变（生态屏障，低环干旱半干旱区土地使用功能改变（生态屏障，低环境破坏的生产活动如境破坏的生产活动如“畜南下、禽北上畜南下、禽北上”）草原：牧畜还是放禽？草原：牧畜还是放禽？鸡鸡50只只/亩，亩，500元元/亩，对草原无破
23、坏亩，对草原无破坏牛牛1头头/75亩，亩，40元元/亩，对草原严重破坏亩，对草原严重破坏v退化草地恢复重建模式：v北方温带典型草原：1/10草地转型（水土适宜的低洼地、生产力中等的天然草地、严重退化草地）v北方农牧交错区：农牧耦合、北繁南育（退耕还草）v三分治理模式：退化沙化严重的沙地进行人为干预（1/3治理）。中等退化有一定植被覆盖，有种子库，（2/3自然恢复）5.2 5.2 退化湿地生态系统的恢复退化湿地生态系统的恢复什么叫湿地？什么叫湿地？湿地的定义有多种，目前国际上公认的湿地定义是湿地的定义有多种，目前国际上公认的湿地定义是湿地湿地公约公约作出的。湿地是指，不论其为天然或人工、长久或暂
24、作出的。湿地是指，不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6米的水域。米的水域。湿地包括多种类型，珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、湿地包括多种类型，珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。湿地广泛分布于世界各地，是
25、地球地和水体之间的过渡带。湿地广泛分布于世界各地，是地球上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。v美洲红树林沼泽地美洲红树林沼泽地是典型的热带湿地。部分没入水中的红树树根在水下不断扩张，以截留水中沉积物并使其不被潮水冲入大海。人们有意地将红树种植在陆海交界处以稳固海岸，保护沿岸人民免受强风大浪的袭击。种植红树可以形成一片平静的水域，鱼儿在此产卵，野生生物在此藏身，本地人也可籍此种植红树生产木炭、养蜂等谋得各种生计。v泛滥平原泛滥平原是指因河湖季节性泛滥而形成的湿地，它们在世界上广为分布，赞比亚的卡夫平原就是一个最典型的泛滥平原。卡夫河环抱着广柔的草地、温
26、泉、沼泽和林地。每年的十二月卡夫河开始涨水，五月达到高潮，然后洪水慢慢回落，在十一月出现低水位。卡夫地区可谓是一处天造地设的鸟类乐园，400多种鸟在那里生活。典型湿地：典型湿地：v印度尼西亚的阿斯马特红森林印度尼西亚的阿斯马特红森林 与变换无常的泛滥平原相反，泥炭沼泽既稳定又湿润。受和风细雨的润泽，富含有机质，它们历经多年沉积，形成大量的泥炭资源。低泽地虽然也可形成泥炭，但不象泥炭沼泽，它们的水分靠溪水和河流来补给。沼泽地减缓降水产流速度，并将径流导入河流、湖泊和溪水中。v贯穿荷兰、德国和丹麦海岸线的瓦登赛海滩瓦登赛海滩，潮湿、含盐且带有沙性，是北海的一部分。这里的水很浅，退潮时海滩会暴露无遗
27、。瓦登赛海岸的泥滩、沙洲、咸水沼泽以及岸外沙岛不仅吸引了几百只海豹以及数以百万计的候鸟，而且也是北欧最重要的动物觅食地。这片湿地还养育着北海中80%的鲽鱼群、半数的舌鳎以及几乎所有的鲱鱼。一、湿地的功能及其退化原因一、湿地的功能及其退化原因n湿地生态系统的功能：湿地生态系统的功能：调节区域内的水分循环及洪水、暴雨的影响；调节区域内的水分循环及洪水、暴雨的影响；调节区域乃至全球调节区域乃至全球C C、N N等元素的生物化学地球等元素的生物化学地球循环；循环；过滤和分解污染物，改善水质；过滤和分解污染物，改善水质；防止土壤侵蚀；防止土壤侵蚀；提供食物、商品和旅游点；提供食物、商品和旅游点；生物的栖
28、息地及生物多样性的生境。生物的栖息地及生物多样性的生境。湿地退化的原因：湿地退化的原因：湿地围垦；湿地围垦；切断或改变湿地的水分循环过程；切断或改变湿地的水分循环过程；淹没湿地；淹没湿地；过度砍伐、燃烧或啃食湿地植物；过度砍伐、燃烧或啃食湿地植物；过度开发水生生物资源；过度开发水生生物资源；废弃物的堆放；废弃物的堆放；排放污染物。排放污染物。二、湿地恢复概念及理论二、湿地恢复概念及理论n湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和
29、生物学特性，使其发挥应有的作用。相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。n它包括提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地；增它包括提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增加鱼的产量，增强加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增加鱼的产量，增强调蓄功能；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒调蓄功能；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质；恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄物质以净化水质；恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时也有助于水质恢复有助于水质恢复(崔保山
30、，崔保山，1999)。n目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河目前的湿地恢复实践主要集中在沼泽、湖泊、河流及河练湿地的恢复上。练湿地的恢复上。湿地恢复的理论：湿地恢复的理论：n自我设计和设计理论；自我设计和设计理论；n演替理论；演替理论；n入侵理论；入侵理论；n河流理论；河流理论；n洪水脉冲理论；洪水脉冲理论；n边缘效应理论和中度干扰理论。边缘效应理论和中度干扰理论。种子种子幼苗幼苗成年植株成年植株种子散布种子散布演替演替生长生长f(E)f(E)f(G)f(G)f(A),f(D),f(A),f(D),f(H),f(P)f(H),f(P)凋落凋落f(C),f(D),f(C),f(D),
31、f(H),f(P)f(H),f(P)f(A),f(C),ff(A),f(C),f(D),f(H),f(P)(D),f(H),f(P)种子种子幼苗幼苗成年植株成年植株 播种播种演替演替生长生长f(E)f(E)f(G)f(G)f(A),f(D),f(A),f(D),f(H),f(P)f(H),f(P)凋落凋落f(C),f(D),f(C),f(D),f(H),f(P)f(H),f(P)f(A),f(C),ff(A),f(C),f(D),f(H),f(P)(D),f(H),f(P)种植幼苗种植幼苗种子散布种子散布A A年龄年龄 C C竞争竞争 D D干扰干扰 E E环境条件环境条件 G G生长生长 H
32、 H啃食啃食 P P疾病疾病图图14 湿地恢复的自我设计理论和设计理论湿地恢复的自我设计理论和设计理论v入侵理论：入侵理论：在恢复过程中植物入浸是非常明显的。一般来说，退化后的湿地恢复依赖于植物的定居能力(散布及生长)和安全岛(safe site，适于植物萌发、生长和避免危险的位点)。Johnstone(1986)提出了入侵窗理论，该理论认为，植物入侵的安全岛由障碍和选择性决定，当移开一个非选择性的障碍时，就产生了一个安全岛。例如在湿地中移走某一种植物，就为另一种植物入侵提供了一个临时安全岛，如果这个新入侵种适于在此生存，它随后会入侵其他的位点。入侵窗理论能够解释各种入侵方式，在恢复湿地时可人
33、为加以利用。v河流理论：河流理论：位于河流或溪流边的湿地与河流理论(river theory)紧密相关。河流理论有河流连续体概念(river continuum concept)、系列不连续体概念(serial discontinuity concept，有坝阻断河流时)两种。这两种理论基本上部认为沿着河流不同宽度或长度其结构与功能会发生变化。根据这一理论：在源头或近岸边，生物多样性较高；在河中间或中游因生境异质性高生物多样性最高，在下游因生境缺少变化而生物多样性最低(vannote，1980；ward，1998)。在进行湿地恢复时，应考虑湿地所处的位置，选择最佳位置恢复湿地生物。v洪水脉冲理
34、论(flood pusling theory)认为洪水冲积湿地的生物和物理功能依赖于江河进入湿地的水的动态。被洪水冲过的湿地上植物种子的传播和萌发，幼苗定居，营养物质的循环，分解过程及沉积过程均受到影响(Middleton，1999)。在湿地恢复时，一方面应考虑洪水的影响，另一方面可利用洪水的作用，加速恢复退化湿地或维持湿地的动态。v边缘效应理论和中度干扰假说三、湿地恢复的原则和目标v基本原则：可行性原则 稀缺性和优先性原则 美学原则v目标：湿地先前特性 恢复过程中的机遇四、湿地四、湿地恢复的过程与方法恢复的过程与方法自然动态的湿地自然动态的湿地改变前的生态改变前的生态系统与结构系统与结构退化
35、的湿地退化的湿地乡土种减少、生产乡土种减少、生产力降低、功能改变力降低、功能改变潜在的天然湿地潜在的天然湿地生态系统类似于生态系统类似于改变前的类型改变前的类型部分恢复部分恢复持续表现出生态持续表现出生态系统功能限制系统功能限制新的生态系统平衡新的生态系统平衡生态系统的组成、结生态系统的组成、结构、功能被持续的干扰构、功能被持续的干扰人类干扰生态系统过程人类干扰生态系统过程失败失败自然干扰自然干扰（洪水、（洪水、啃食、火、啃食、火、暴风）暴风）改变水文过程（洪水、水位、通道、改变水文过程（洪水、水位、通道、筑坝、城市化、农业、火灾、放牧）筑坝、城市化、农业、火灾、放牧）积极恢复（通积极恢复（通
36、过调整设计）过调整设计）失败失败停止人停止人类干扰类干扰重建成非原始湿地重建成非原始湿地失败失败失败失败积极恢复积极恢复通过再次工程恢复生态系统过程通过再次工程恢复生态系统过程消极的恢复消极的恢复消极的恢复消极的恢复图图5.4 退化湿地生态系统的恢复机理退化湿地生态系统的恢复机理n湿地恢复技术：湿地恢复技术：n废水处理技术，包括物理处理技术、化学处理技术、氧化糖技术；废水处理技术，包括物理处理技术、化学处理技术、氧化糖技术；n点源、非点源控制技术；点源、非点源控制技术；n土地处理（包括湿地处理）技术；土地处理（包括湿地处理）技术；n沉淀物抽取技术；沉淀物抽取技术；n先锋种引入技术；先锋种引入技
37、术；n土壤种子库引入技术；土壤种子库引入技术；n生物技术，包括生物操纵、生物控制和生物收获等技术；生物技术，包括生物操纵、生物控制和生物收获等技术；n种群动态调控与行为控制技术；种群动态调控与行为控制技术；n物种保护技术等。物种保护技术等。脱氮除磷城市污水处理厂脱氮除磷城市污水处理厂脱氮除脱氮除磷工艺磷工艺湿地系统控制面源氮磷污染湿地系统控制面源氮磷污染 系统系统 下行池下行池(I)上行池上行池(II)P1 芦苇芦苇 Phragmites communis 水葱水葱 Schoenoplectus lacustris P2 茭白茭白 Zizania latifolia 菖蒲菖蒲 Acorus c
38、alamus P3 荻荻 Miscanthus sacchariflorus 凤眼莲凤眼莲 Eichhornia crassipes P4 藨草藨草 Scirpus triqueter 苔草苔草 Carex Linn.P5 菰菰 Zizania caduciflora 慈菇慈菇 Sagittaria trifolia P6(对照对照)P7 宽叶香蒲宽叶香蒲 Typha latifolia 鸢尾鸢尾 Iris pseudacorus P8 水烛香蒲水烛香蒲 Typha angustifolia 灯心草灯心草 Juncus effusus P9 风车草风车草 Cyperus alternifoli
39、us 雍菜雍菜 Ipomoea aquatica P10 薏苡薏苡 Coix lacryma-jobi 水花生水花生 Alternanthera philoxeroides P11 光头稗光头稗 Echinochloa colonum 水芹水芹 Oenabthe javanica P12 稗稗 Echinochloa crusgalli 水蓼水蓼 Polygonum hydropiper 湿地植物湿地植物n湿地恢复方法：湿地恢复方法：n工程与生物措施相结合；恢复湿地供水；停工程与生物措施相结合；恢复湿地供水；停止洪水干扰；利用水文过程加快恢复速率；止洪水干扰；利用水文过程加快恢复速率；停止从湿
40、地抽水；控制污染物的流入；修饰停止从湿地抽水；控制污染物的流入；修饰湿地的地形或景观；改良湿地土壤；重建湿湿地的地形或景观；改良湿地土壤；重建湿地生物群落；减少人类干扰；建立缓冲带以地生物群落；减少人类干扰；建立缓冲带以保护自然或恢复的湿地。保护自然或恢复的湿地。五、实践红树林（mangrove）红树林红树林典型的湿地生态系统：典型的湿地生态系统：红树林是一种稀有的木本胎生植物，因砍伐时遇铁变成红色而得名。它生长于陆地与海洋交界带陆地与海洋交界带的滩涂浅滩，是陆地向海洋过度过度的特殊生态系统。v红树林红树林是一种稀有的木本胎生植物。所谓的红树林是指由红树科的植物组成，组成的物种包括草本、藤本红
41、树。它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩，是陆地向海洋过度的特殊生态系。v 所谓红树林：是因这类树种的皮，含有丰富的单宁素，当它曝露在空气中，就会变成红色，故因此而得名。v目前全球红树林面积约为1810.77万hm2其中东南亚国家为751.73万hm2，占世界红树林面积的41.5%（Mark et al.,1997）尽管红树林面积仅占全球陆地森林面积的0.6%。但她在热带亚热带海岸生态系统中发挥着极其重要的作用（Peter et al.1985）。红树林的生态适应性胎生现象红树林最奇妙的特征是所谓的“胎生现象”，红树林中的很多植物的种子还没有离开母体的时候就已经在果实中开始萌发，长成棒状的胚轴。
42、胚轴发育到一定程度后脱离母树，掉落到海滩的淤泥中，几小时后就能在淤泥中扎根生长而成为新的植株，未能及时扎根在淤泥中的胚轴则可随着海流在大海上漂流数个月，在几千里外的海岸扎根生长。特殊根系红树林最引人注目的特征是密集而发达的支柱根，很多支柱根自树干的基部长出，牢牢扎入淤泥中形成稳固的支架，使红树林可以在海浪的冲击下屹立不动。红树林的支柱根不仅支持着植物本身，也保护了海岸免受风浪的侵蚀，因此红树林又被称为“海岸卫士”。红树林经常处于被潮水淹没的状态，空气非常缺乏，因此许多红树林植物都具有呼吸根，呼吸根外表有粗大的皮孔，内有海绵状的通气组织，满足了红树林植物对空气的需求。每到落潮的时候，各种各样的支
43、柱根和呼吸根露出地面，纵横交错，使人难以通行。泌盐现象热带海滩阳光强烈，土壤富含盐分，红树林植物多具有盐生和适应生理干旱的形态结构，植物具有可排出多余盐分的分泌腺体，叶片则为光亮的革质，利于反射阳光，减少水分蒸发。海南保护红树林海南保护红树林 各类水禽自由飞翔各类水禽自由飞翔红树林的作用红树林的作用:1、红树林的生物资源生物资源量非常丰富，主要由红树科的植物组成，包括草本、藤本红树。另外还有丰富的动物资源，如广西山口红树林区就有111种大型底栖动物，104种鸟类、133种昆虫。2、红树林还具有防风防风消浪消浪、促淤保滩促淤保滩、固岸固岸护堤护堤、净化海水和空气净化海水和空气的功能。v调查研究表
44、明，红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一，生物资源量非常丰富，如广西山口红树林区就有111种大型底栖动物，104种鸟类、133种昆虫。广西红树林区还有159种和变种的藻类，其中4种为我国新记录。这是因为红树以凋落物的方式，通过食物链转换，为海洋动物提供良好的生长发育环境，同时，由于红树林区内潮沟发达，吸引深水区的动物来到红树林区内觅食栖息，生产繁殖。由于红树林生长于亚热带和温带，并拥有丰富的鸟类食物资源，所以红树林区是候鸟的越越冬场冬场和迁徙中转站迁徙中转站，更是各种海鸟的觅食栖息，生产繁殖的场所。近几十年来，我国东南沿海的红树林遭受了严重的人为破坏，我国从一个本来红树林就不多的
45、国家沦为红树林濒临灭绝的国家。红树林资源锐减换来的是：海滨生态环境恶化、滩涂海洋经济动物产量下降6090、近海鱼苗资源明显下降、珍珠养殖出现危机、赤潮灾害日趋严重、海洋国土侵蚀、港口淤积率提高、台风暴潮经济损失急增、滨海置荒土地增多及海洋景观日趋单调。破坏红树林的后果下面是拍自同一个地方的两幅图片六年前，茂密的红树林如今的黄土v我国东南沿海尚有58,848.2hm2潮间滩涂适宜红树林繁衍与生长，现有18,841hm2红树林多为较低矮的次生林。因此实施大规模次生林改造，同时进行潮间滩涂造林是快速恢复我国红树林资源的最重要途径（范航清等1995）。潮间宜林滩涂的合理区划树种/种源，选择科学的造林和
46、管理措施是营造高质量红树人工林的根本保证。v目前红树林恢复技术的研究主要有如下几个方面：v1.红树林育苗造林技术的研究：世界上最早进行红树林造林的是孟加拉国,共营造红树林11.5万hm2，是世界上目前红树林造林面积最大的国家造林，树种80%为无瓣海桑。海桑、秋茄、桐花树、白骨壤、木榄等的最佳采种期、种实处理与贮藏发芽条件苗圃地的选择和育苗方法幼苗生长规律与环境条件造林种植方法造林密度、乔灌两层林分的树种配置。v目前种植红树林的方法分为4类:(1)胚轴插植法,(2)人工育苗法,(3)直接移植法,(4)无性繁殖法。v胚轴插植法是从野外直接采集繁殖体种植。本方法成本低、操作易,但受繁殖体成熟的时间限
47、制,通常每年只有12次。v人工育苗法大多在种植前使用容器育苗。在培育过程中,注重适当的盐度、高温高湿、光照的条件,v直接移植法是从红树林中挖取天然苗来造林。由于天然苗的根系裸露,在挖苗和植苗时容易受伤,导致成活率较低。v红树植物无性繁殖技术用于育苗在国外研究较多,而我国尚未进行该方面的研究v2.次生林改造技术的研究：采用开沟挖河的方法引进潮水改善生境恢复红树林。1999 Day等利用矿渣作为人工基质培养白骨壤效果较好矿渣可用于提高滩涂高程进行白骨壤红树林的恢复。v3.红树林宜林地的选择v在进行红树林湿地恢复之前,必须首先对造林地的气候、底质、水文等环境条件有所了解。自对红树林的天然分布开展研究
48、以来,关于其生长影响因子就有很多的总结。总体上,红树林生长必需具有一定温度范围、沉积物粒径较小、隐蔽的海岸线、潮水可以到达、具有一定潮差、有洋流影响和具有一定宽度的潮间带。v4.红树林的植后管护及监测v在种植红树林幼苗后,需要进行看护、补植和病虫害防治。深圳福田国家级红树林恢复实践v1984年，深圳福田红树林保护区正式创建，当时的总面积为304公顷。只有一条老路通到这里，当地的渔民在这里利用沿袭下来的基围鱼塘养鱼，然后就是大片大片的天然红树林、果园和其他天然林。1986年，世界野生生物（国际）基金会主席、英女王的丈夫菲利普亲王，在英女王访华时，特意南下深圳，登上红树林的观鸟亭，饱览深圳湾湿地风
49、光。丹麦野生生物基金会主席、丹麦女王的丈夫亨里克亲王也曾于1989年，兴致勃勃地到此观鸟，并将红树林称为“绿色明珠”。v深圳红树林可以说是盛名远播，现在来深圳的海内外游客，都要去海滨生态公园看看沿海岸逶迤的红树林、在此越冬的数万只水鸟翔集的壮观场面。红树林与香港米埔自然保护区一水相隔，共同构成了具有国际意义的深圳湾湿地生态系统，也成为深港边界上最具特色的风景线。六、湿地六、湿地恢复的合理性评价恢复的合理性评价n生态合理性：恢复退化的湿地到接近于受干扰前的自生态合理性：恢复退化的湿地到接近于受干扰前的自然状态，即重现系统干扰前的结构和共能及有关的物然状态，即重现系统干扰前的结构和共能及有关的物理
50、、化学和生物学特征，直到发挥其应有的功效并健理、化学和生物学特征，直到发挥其应有的功效并健康发展。康发展。n社会合理性：加强湿地保护宣传力度，尽快出台湿地社会合理性：加强湿地保护宣传力度，尽快出台湿地立法，增强公众的参与意识，是社会合理性的具体体立法，增强公众的参与意识，是社会合理性的具体体现。现。n经济合理性：一方面指恢复项目的资金保障；另一方经济合理性：一方面指恢复项目的资金保障；另一方面指恢复后的经济效益，即遵循最小风险与效益最大面指恢复后的经济效益，即遵循最小风险与效益最大原则。原则。5.3 5.3 退化水生生态统的恢复退化水生生态统的恢复 一、水生生态系统退化的原因一、水生生态系统退
