第六講受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)課件

1、第二節(jié) 恢復(fù)生態(tài)學(xué)與生態(tài)修復(fù)一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)及其學(xué)科任務(wù)二、生態(tài)修復(fù)及其理論基礎(chǔ)三、生態(tài)修復(fù)的常用技術(shù)和方法一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)及其學(xué)科任務(wù)（一）恢復(fù)生態(tài)學(xué)的定義恢復(fù)生態(tài)學(xué)誕生于20世紀(jì)70年代。學(xué)科任務(wù)是致力于研究自然災(zāi)變和人類活動(dòng)壓力條件下，受到破壞的自然生態(tài)景觀的恢復(fù)和重建問題?；谶@種恢復(fù)和重建在相當(dāng)程度上離不開人的參與，所以一些生態(tài)學(xué)家曾根據(jù)其方法學(xué)和工藝特點(diǎn)又將其稱為合成生態(tài)學(xué)?；謴?fù)生態(tài)學(xué)理論的產(chǎn)生與發(fā)展為生態(tài)修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。生態(tài)修復(fù)的技術(shù)與方法已成為應(yīng)對全球環(huán)境變化的重要手段。理論研究主要包括：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（包括生物空間組成結(jié)構(gòu)、不同地理單元與要素的空間組成結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等）、功能（

2、包括生物功能，地理單元與要素的組成結(jié)構(gòu)對生態(tài)系統(tǒng)的影響與作用，能流、物流與信息流的動(dòng)態(tài)過程及平衡機(jī)制等），以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過程與相互作用機(jī)制。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆力、生產(chǎn)力、恢復(fù)力與可持續(xù)性研究。先鋒群落與頂極群落的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制與演替規(guī)律研究。不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應(yīng)機(jī)制研究。生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評價(jià)指標(biāo)體系研究。生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、模擬、預(yù)警及預(yù)測研究。應(yīng)用技術(shù)主要包括：退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的關(guān)鍵技術(shù)體系研究。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置及其調(diào)控技術(shù)研究。物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)。生態(tài)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)。環(huán)境規(guī)劃與景觀生態(tài)規(guī)劃技術(shù)。典型

3、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模式試驗(yàn)示范與推廣研究（馬世駿，1990；章家恩，等，1999）?；謴?fù)生態(tài)學(xué)又可概括為生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)（restoration）與重建（reconstruction）?；謴?fù)是指原貌或原先功能的再現(xiàn)。重建則可以包括在不可能或不需要再現(xiàn)原貌的情況下，重新營造一個(gè)不完全雷同于過去的甚至是全新的自然生態(tài)系統(tǒng)。將一個(gè)受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到原貌，在實(shí)踐中往往是困難甚至是不可能的，所以有的學(xué)者認(rèn)為，應(yīng)把“restoration”譯為“修復(fù)” 更確切。（二）恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展包含恢復(fù)生態(tài)學(xué)內(nèi)容的國際大型計(jì)劃聯(lián)合國教科文組織人與生物圈計(jì)劃（MAB）；國際地球生物圈計(jì)劃（IGBP）；全球變化的

4、人類因素研究計(jì)劃（IHDP）；全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（GEMS）。國家層面開展生態(tài)恢復(fù)研究 英國、德國、荷蘭、澳大利亞、中國等。中國開展生態(tài)恢復(fù)研究 農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)、風(fēng)蝕水蝕交錯(cuò)帶、干旱荒漠地區(qū)、丘陵山地、干熱河谷、濕地、城市等退化或脆弱生態(tài)環(huán)境。（三）制約學(xué)科發(fā)展的理論和實(shí)踐問題（1）生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的不可確定性生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)要求綜合考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會因素，但對時(shí)間、空間上存在異質(zhì)性的生態(tài)系統(tǒng)而言，很難恢復(fù)到理想狀態(tài)，在有持續(xù)干擾情況下尤其如此由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，對生態(tài)系統(tǒng)退化程度和干擾因子很難概括出一些易測定、又能反映實(shí)質(zhì)的具體指標(biāo)制約學(xué)科發(fā)展的理論和實(shí)踐問題（二）生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和群落的自然演替是一個(gè)動(dòng)

5、態(tài)的過程，在研究實(shí)踐中，對兩者的區(qū)分常常很困難生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間到底要持續(xù)多長，這需要進(jìn)行可重復(fù)和長期的試驗(yàn)及觀測，短時(shí)間尺度的研究不能準(zhǔn)確回答這個(gè)問題生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的機(jī)理還不清楚，尤其是重新引進(jìn)當(dāng)?shù)叵У奈锓N在恢復(fù)中的作用與角色還難以正確判斷生態(tài)學(xué)內(nèi)的分支： 生態(tài)遺傳學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等。生態(tài)學(xué)相關(guān)學(xué)科： 地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)、環(huán)境化學(xué)、 工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)。（四）相關(guān)學(xué)科（五）恢復(fù)生態(tài)學(xué)中涉及的幾個(gè)重要概念 生態(tài)修復(fù)：應(yīng)包括生態(tài)恢復(fù)、重建和改建，其內(nèi)涵可以理解為通過外界力量使受損生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)、重建或改建，即應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)自組織和自調(diào)節(jié)能力對環(huán)境或生態(tài)完整性

6、進(jìn)行修復(fù)，最終恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。重建重建（rehabilitation），即去除干擾并使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原有的利用方式；改良（reclamation），即改善環(huán)境條件以便使原有的生物生存，一般指原有景觀徹底破壞后的恢復(fù)改進(jìn)（enhancemen），即對原有的受損系統(tǒng)進(jìn)行重新修復(fù)，以使系統(tǒng)某些結(jié)構(gòu)與功能得以提高改良改進(jìn)修補(bǔ)更新再植修補(bǔ)（remedy），即修復(fù)部分受損的結(jié)構(gòu)更新（renewal），指生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育即向新的水平或?qū)哟蔚难萏嬖僦玻╮evegtation），即恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)和功能，或恢復(fù)當(dāng)?shù)叵惹巴恋乩梅绞?。二、生態(tài)修復(fù)及其理論基礎(chǔ)（一） 概念 生態(tài)修復(fù)的概念應(yīng)包括生態(tài)恢復(fù)、重建

7、和改建，其內(nèi)涵可以理解為通過外界力量使受損生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)、重建或改建，即應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)自組織和自調(diào)節(jié)能力對環(huán)境或生態(tài)完整性進(jìn)行修復(fù)，最終恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能?？蓮乃膫€(gè)方面理解：第一是污染環(huán)境的修復(fù)，即傳統(tǒng)環(huán)境問題的生態(tài)修復(fù)工程；第二是大規(guī)模人為擾動(dòng)和被破壞生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，即開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)恢復(fù)；第三是大規(guī)模農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)破壞的森林和草地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，即人口密集農(nóng)牧業(yè)區(qū)的生態(tài)修復(fù)或生態(tài)建設(shè)，相當(dāng)于生態(tài)建設(shè)工程或區(qū)域生態(tài)工程；第四是小規(guī)模人類活動(dòng)或自然原因（森林火災(zāi)、雪線下降等）退化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，即人口分布稀少地區(qū)的生態(tài)自我修復(fù)。（二）生態(tài)修復(fù)機(jī)理依據(jù)生態(tài)學(xué)原理，通過生物、生態(tài)以及工程的

8、技術(shù)和方法，人為地改變和消除生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過程，調(diào)整、配置和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部及其與外界的物質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)過程及其時(shí)空秩序，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力成功地恢復(fù)乃至得以提高。Hobbs and Mooney指出，退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的可能發(fā)展方向一般要包括：退化前狀態(tài)、持續(xù)退化、保持原狀、恢復(fù)到一定狀態(tài)后退化、恢復(fù)到介于退化與人們可接受狀態(tài)間的替代的狀態(tài)或恢復(fù)到理想狀態(tài)等幾個(gè)階段和過程。 Hobbst and Norton 的臨界閾值理論，該理論假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)有4種可選擇的穩(wěn)定狀態(tài)，狀態(tài)1是未退化的，狀態(tài)2和3是部分退化的，狀態(tài)4是高度退化的在不同干擾或同種干擾不同強(qiáng)度壓力下

9、，生態(tài)系統(tǒng)可從狀態(tài)1退化到2或3；當(dāng)去除脅迫時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)又可從狀態(tài)2和3恢復(fù)到狀態(tài)1；狀態(tài)2或狀態(tài)3退化到狀態(tài)4要越過一個(gè)臨界閾值；狀態(tài)4恢復(fù)到狀態(tài)2或3時(shí)非難，通常需要大量的投入。生態(tài)閾值 處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾與自我調(diào)節(jié)能力的限度稱為生態(tài)閾值。只有確定生態(tài)閾值，才能確定修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的類型、區(qū)域、難易程度、時(shí)間周期，以及合理的修復(fù)指標(biāo)。生態(tài)閾值有兩種類型：閾值點(diǎn)：在閾值點(diǎn)前后，生態(tài)系統(tǒng)的特性、功能或過程發(fā)生迅速的改變；閾值帶：生態(tài)閾值帶暗含生態(tài)系統(tǒng)從一種穩(wěn)定狀態(tài)到另一穩(wěn)定狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)換的過程，在自然界中更為普遍。生態(tài)系統(tǒng)功能變化的閾值帶（Muradian，2001）（三）生態(tài)修復(fù)的理

10、論基礎(chǔ)1. 自我設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)理論自我設(shè)計(jì)理論認(rèn)為，只要有足夠的時(shí)間，隨著時(shí)間的推移，退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地實(shí)現(xiàn)自我組織，并會最終改變其組分；設(shè)計(jì)理論則認(rèn)為，通過工程方法和植物重建，可直接恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)，但恢復(fù)的類型可能是多樣的。這一理論把物種的生活史作為植被恢復(fù)的重要因子，并認(rèn)為通過調(diào)整物種生活史的方法可加快植被的恢復(fù)。 自我設(shè)計(jì)理論是在生態(tài)系統(tǒng)層次上考慮的，未考慮到缺乏種子庫的情況，其恢復(fù)的只能是靠環(huán)境條件來決定的生物群落；而設(shè)計(jì)理論是在個(gè)體或種群層次上考慮，修復(fù)后結(jié)果和方向可能是多種的。 2. 生態(tài)學(xué)理論限制性因子原理（確定生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵因子）；熱力學(xué)定律（確定生態(tài)系統(tǒng)能量流

11、動(dòng)特征）；種群密度制約及分布格局原理（確定物種的空間配置）；生態(tài)適應(yīng)性理論（盡量采用土著種進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)）；生態(tài)位原理（合理安排生態(tài)系統(tǒng)中物種組成及其功能）；演替理論（縮短恢復(fù)時(shí)間，極度退化的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，演替理論可能不適用，但仍具指導(dǎo)作用）；植物入侵理論；生物多樣性理論（引進(jìn)物種時(shí)注重生物的多樣性，而生物多樣性有利于恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定）以及綴塊廊道基底理論（從景觀層次考慮生境破碎化和整體土地利用方式）；（四） 生態(tài)修復(fù)的原則（五）生態(tài)修復(fù)的判定準(zhǔn)則Bradsaw（1987）提出了五項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來判斷生態(tài)修復(fù)的成功與否。三、生態(tài)修復(fù)的常用技術(shù)和方法 （一）針對污染環(huán)境的植物修復(fù)技術(shù) 植物修復(fù)技術(shù)是以

12、植物能忍耐和超量積累某種或某些污染物為理論基礎(chǔ)，利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)（唐世榮，等，1999）。植物修復(fù)技術(shù)包括：利用植物固定或修復(fù)重金屬污染土壤；凈化水體和空氣；清除放射性元素；利用植物及其根際微生物共存體系凈化環(huán)境中有機(jī)污染物；1.植物萃取植物萃取法是指植物將土壤中的金屬“萃取”出來，富集并運(yùn)送到植物根部可收割部分或植物地上枝條等部位，然后再對富集部分進(jìn)行處理。植物萃取技術(shù)的關(guān)鍵是篩選超積累植物。適合于植物“萃取”的理想植物應(yīng)該具有如下特點(diǎn)：植物可收割部位必須能忍耐和積累高濃度的污染物。植物在野外條件下生長速度快、生長周期短、生物量高、個(gè)體高大、向

13、上垂直生長以利于機(jī)械化作業(yè)等。植物對農(nóng)業(yè)措施如施肥等能產(chǎn)生積極的反應(yīng)，這種特性有利于反復(fù)種植和多次收割。蜈蚣草-砷東南景天-鋅龍葵-鎘商陸-錳半卡馬菊、多花鼠鞭草、布氏香芥、塞貝山欖(俗稱藍(lán)汁)、楊樹、苧麻、月季、油菜、印度芥菜、遏藍(lán)菜、酸模、海州香薷、鴨跖草、密毛蕨、蜈蚣草、大葉井口邊草、粉葉蕨、牡蒿、劍葉鳳尾蕨、羽葉鬼針草、紫花苜蓿、銀合歡、空心蓮子草、東南景天、北美車前、北美鬼針草、北美獨(dú)行菜、一年蓬、裸柱菊、細(xì)葉芹、芥子草白麻、普通豚草、顛茄等。這些植物大多在當(dāng)?shù)赝辽灵L，可富集鎳、鎘、銅、鈷、錳、鉛、硒、砷、鋅等元素，凈化被這些金屬污染的土壤。遏藍(lán)菜-多種重金屬2.根際過濾根際過濾法

14、是利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬。適用于根系過濾技術(shù)的植物，必須有較大的根系生物量，最好是須根植物。目前，常用的植物有各種耐鹽的野草如弗吉尼亞鹽角草、牙買加克拉莎草、鹽地鼠尾粟、雜交楊樹、印度芥菜、向日葵，以及各種水生植物，如寬葉香蒲等。根際過濾技術(shù)主要用來處理石油天然氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、含放射性污染物質(zhì)的廢水、含重金屬的各種廢水以及富含其他污染物（如氮、磷、鉀）的廢水。 3.植物固化植物固化法是利用超積累植物或耐重金屬植物降低金屬的活性，從而減少或防止重金屬被淋洗到地下或通過空氣載體擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境。適用于固化污染土壤的理想植物，應(yīng)是一種能忍耐高含量污染物

15、、根系發(fā)達(dá)的多年生綠葉植物。這些植物通過根系吸收、沉淀或還原作用可使污染物（如金屬）惰性化。植物固化技術(shù)對廢棄場地重金屬污染物和放射性核素污染物固定尤為重要，原地固定這兩類污染物可顯著降低其風(fēng)險(xiǎn)性。反枝莧-放射性核素4.植物輔助植物輔助生物修復(fù)是通過根系范圍內(nèi)植物的活動(dòng)刺激微生物，促進(jìn)污染物的生物降解。根圈的植物修復(fù)可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌數(shù)量和菌根真菌數(shù)量。反過來，這些因素又有利于土壤中有機(jī)化合物的降解。有的植物還能夠向土壤環(huán)境釋放出一種有助于刺激有機(jī)物降解的根際分泌物。Fletcher等（1995）報(bào)導(dǎo)，桑樹等植物的根際產(chǎn)物含有黃酮類化合物和氧雜萘鄰?fù)?，可被用來刺激能降解多氯?lián)苯（PCB

16、）和多環(huán)芳烴（PAH）的微生物的生長。5. 植物轉(zhuǎn)化植物轉(zhuǎn)化是指通過植物新陳代謝作用降解環(huán)境污染物的過程。植物轉(zhuǎn)化取決于污染物從土壤或水體中的直接吸收和植物器官中新陳代謝物的積累。有機(jī)化合物進(jìn)入植物體內(nèi)，植物便會將這些化學(xué)物及分解的中間產(chǎn)物，通過木質(zhì)化作用貯藏在新的植物組織中，或者使化合物完全蒸發(fā)、代謝或礦質(zhì)化為二氧化碳和水。 （二） 針對非污染環(huán)境的生態(tài)修復(fù)技術(shù)1. 潛力評價(jià)法潛力評價(jià)法就是利用遙感信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)的技術(shù)手段，對某一修復(fù)區(qū)域進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測和評估。主要是對當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源、土壤侵蝕模數(shù)、植物演替變化情況等進(jìn)行調(diào)查評價(jià)。潛力評價(jià)法就是利用各種技術(shù)找出對當(dāng)?shù)厣?/p>

17、態(tài)自我修復(fù)影響的主要因素，以便采取相應(yīng)的改良措施和保護(hù)措施。2.自然恢復(fù)法水土流失主要是因?yàn)槿祟愊虼笞匀贿^度索取所造成的，導(dǎo)致植被逆向演替，其退化過程是由喬木林地變成灌木林地，再由灌木林地變成荒草地，乃至荒地；草地的退化則是由高草地退化成低草地，再由低草地退化成裸地。要達(dá)到恢復(fù)植被，控制水土流失的目的，應(yīng)有相應(yīng)的措施，但最主要的是停止人為干擾，為生態(tài)系統(tǒng)提供一個(gè)休養(yǎng)生息的機(jī)會。自然恢復(fù)法的關(guān)鍵是抵制外界干擾，利用生態(tài)系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的修復(fù)。3.限量控制法限量控制法是一種不改變原有經(jīng)營目的，采取人為控制的方法，促使部分逐漸惡化的區(qū)域恢復(fù)生態(tài)的良性循環(huán)。林區(qū)采取采伐量的限制，以實(shí)現(xiàn)生長量

18、大于采伐量，使蓄積量大于采伐量；草地采取載畜量的限制，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)草量大于畜禽消耗量，使植被得到適度保護(hù)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)精耕細(xì)作，提高農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保證糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，在保證國家糧食安全的基礎(chǔ)上維護(hù)現(xiàn)有耕地與林地、草場的合理比例等做法。4.協(xié)調(diào)促進(jìn)法協(xié)調(diào)促進(jìn)法即采取其他輔助措施，減緩人、畜對天然植被的破壞，促進(jìn)生態(tài)條件的自然修復(fù)。在山區(qū)或草原區(qū)，通過以生物質(zhì)能的利用來減少對木材和自然植被的利用，并以此促進(jìn)受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。大力推廣可更新能源的利用和積極開發(fā)各類新型能源，是解決環(huán)境問題的重要途徑。一、受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)（一）森林生態(tài)系統(tǒng)受損的原因及特點(diǎn)自然原因 病蟲害干旱洪澇風(fēng)災(zāi)地震人為原因刀

19、耕火種采伐木材礦山開采森林生態(tài)系統(tǒng)受損的特點(diǎn)生產(chǎn)力降低、生物多樣性減少、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水分、保育土壤等功能明顯降低。（二） 受損森林生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方法1.物種框架法 物種框架法就是建立一個(gè)或一群物種，作為恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的基本框架。這些物種通常是植物群落演替階段早期（或稱先鋒）物種或演替中期階段的物種。優(yōu)點(diǎn) 只涉及一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）物種的種植，生態(tài)系統(tǒng)演替或維持依賴于當(dāng)?shù)胤N源（或稱“基因池”）增加物種，實(shí)現(xiàn)生物多樣性。標(biāo)準(zhǔn) 抗逆性強(qiáng)； 能夠吸引野生動(dòng)物； 再生能力強(qiáng)； 能夠提供快速和穩(wěn)定的野生動(dòng)物食物。這些物種能夠在生長早期（2-5年）為野生動(dòng)物提供花或果實(shí)作為食物，而且這種食物資源是比較穩(wěn)定的和

20、經(jīng)常性的。 這種方法最好是在距離現(xiàn)存天然生態(tài)系統(tǒng)不遠(yuǎn)的地方使用，例如保護(hù)區(qū)的局部退化地區(qū)恢復(fù)，或在現(xiàn)存天然斑塊之間建立聯(lián)系和通道時(shí)采用。物種框架法的關(guān)鍵是演替初期物種的選擇。2.最大多樣性法盡可能地按照生態(tài)系統(tǒng)受損前的物種組成及多樣性水平種植物種，需要種植大量演替成熟階段的物種而不必考慮先鋒物種。適用于距人們居住比較近的地段。（三） 受損森林生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題綜合考慮群落發(fā)育過程中的主要因子種子傳播競爭捕食隨機(jī)事件環(huán)境變化脅迫遺傳資源退化外來種入侵充分利用現(xiàn)有資源分發(fā)揮土壤種子庫的作用；充分利用殘存的次生林、風(fēng)水林、自然保護(hù)區(qū)或未被采伐的斑塊，在它們之間營造物種流動(dòng)的廊道，利用動(dòng)物

21、傳播現(xiàn)存土著種種源，以促進(jìn)整個(gè)區(qū)域內(nèi)生物群落的恢復(fù)。修復(fù)參考指標(biāo)有具備一定的面積要求，達(dá)到當(dāng)?shù)卦兄参锶郝湮锓N數(shù)80以上，并能夠維持其自我更新和演替的森林才是符合標(biāo)準(zhǔn)的恢復(fù)?；セ莨采锓N間是否存在互惠共生的生態(tài)關(guān)系，這是生態(tài)修復(fù)中需要特別關(guān)注的問題。斑塊-廊道-基底原理在森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的應(yīng)用。修復(fù)流程恢復(fù)地點(diǎn)的準(zhǔn)備工作種子采集和種苗培育種植和撫育 加強(qiáng)利用自然力 控制雜草A.恢復(fù)地點(diǎn)的準(zhǔn)備工作 在進(jìn)行恢復(fù)以前，需要對恢復(fù)地點(diǎn)進(jìn)行考察，首先是要確定那些限制植被恢復(fù)的因素。這可能是土壤條件，植物或動(dòng)物群，或物種之間互相限制的關(guān)系。 有些情況，改善退化生態(tài)系統(tǒng)土壤的理化性質(zhì)對于生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)是非

22、常重要的。如：土壤的pH值太高可以用有機(jī)物質(zhì)或硫化廢物進(jìn)行改善；pH值太低就可用石灰進(jìn)行改善；土壤的重金屬含量太高，可以用有機(jī)肥通過吸附作用加以改良；土壤鹽分太高，可以采取灌溉的方法對土壤進(jìn)行改善。各種生態(tài)系統(tǒng)需要不同的營養(yǎng)元素。在營養(yǎng)缺乏的情況下，恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)非常困難。最有效和最實(shí)際的方法是種植當(dāng)?shù)氐亩诡愔参?，通過它們的固氮作用來增加營養(yǎng)。另一種方法是使用有機(jī)肥料，增加土壤微生物的活性，逐漸恢復(fù)退化土壤的含磷量。不得已的情況下可使用化肥來增加肥力，但這可能花費(fèi)過高，而且依靠化學(xué)肥料也很難恢復(fù)健康的土壤。 可以施用有機(jī)肥料和種植一些當(dāng)?shù)囟箍浦参锔纳仆寥婪柿?B.種子采集和種苗培育 最大多樣

23、性方法需要種植盡可能多的物種，但種植并不意味著我們需要培育所有這些物種的種子或種苗。最經(jīng)濟(jì)和有效的辦法是發(fā)動(dòng)大家到當(dāng)?shù)匕l(fā)育良好的植被中，采集野生種子。種子的采集工作需要了解當(dāng)?shù)匚锓N的種子成熟的時(shí)節(jié)，例如青岡櫟只能周期性結(jié)出飽滿的“堅(jiān)果”，如果錯(cuò)過這種機(jī)會，可能需要再等很長的時(shí)間才能獲得種子。除了采集大型樹木的種子外，采集各種當(dāng)?shù)氐牟莘N和灌木種子也十分重要。有時(shí)可以發(fā)動(dòng)志愿者，甚至學(xué)校的孩子也可以組織起來參加這樣的種子采集工作。在天然植被已經(jīng)不存在的地方，需要建立當(dāng)?shù)刂参锓N源基地，為周圍地區(qū)植被恢復(fù)的需要提供多樣性的當(dāng)?shù)刂参锓N源。應(yīng)該注意的是，這樣的種源基地和我們過去常常建立的提供外來樹種或經(jīng)濟(jì)

24、種苗的苗圃是有根本區(qū)別的。沒有人工協(xié)助不會建立或發(fā)芽的樹種，尤其那些具有重要作用的物種，是主要栽培對象。然而苗圃培育必須要掌握好時(shí)機(jī)，需要培育一定數(shù)量的當(dāng)年能采集到的樹種幼苗。有些種類最好采集森林地面上的野生苗，而不是人工從種子培育幼苗。樹苗應(yīng)該栽培在混合有少量來自種子采集地的森林土壤中，確?？梢缘玫胶线m的菌根。培育越多種類的原始森林組成物種越好。根據(jù)不同的土壤條件，實(shí)際工作中采取的播種措施也要改變。有時(shí)種子可以直接播種，有時(shí)需要首先改善土壤。改善種源條件也包括動(dòng)物方面。一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該包括各種動(dòng)物區(qū)系。大部分動(dòng)物可以移動(dòng)，因此不需要人工幫助，但是有些動(dòng)物種類，如蚯蚓，移動(dòng)距離有限，引

25、殖它們具有重要的生態(tài)學(xué)意義。 C.種植和撫育 森林恢復(fù)過程中常常需要進(jìn)行常規(guī)種植。在退化生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)初期，人工培育可以促進(jìn)再生和恢復(fù)。特別是在植物種類單一的地方，可以適當(dāng)?shù)姆トヒ恍淠?，間種一些當(dāng)?shù)仄渌麡浞N。如天然應(yīng)該是針闊混交林地區(qū)的單一闊葉林中間種當(dāng)?shù)蒯樔~樹，單一的針葉林中間種當(dāng)?shù)亻熑~樹。種樹的時(shí)候應(yīng)該間隔1.51.8米的距離，隨機(jī)地種植，不要種成直線和等間距。一些樹種需要在開闊地面，且陽光充足，樹苗才能存活。另外一些樹種在樹苗存活以前需要一定的遮光層?？梢韵确N植一些喜光的植物遮擋陽光，但耐蔭植物的種植或撫育同樣重要。為了促進(jìn)一些種類的健康生長、發(fā)育和繁殖，可能需要抑制其他一些種類的

26、生長和發(fā)育。抑制措施在實(shí)踐中可以時(shí)常使用。例如在溫帶竹林十分茂密的地區(qū)，有必要人工割除一些竹子，形成條帶或空洞，間種幼樹。在樹木沒有周圍竹子高以前，要求人工清除樹木周圍的竹子，防止樹木被窒息。密植樹木可以控制雜草的發(fā)育。這意味著在把樹苗栽植到野外以前，需要更長的培育時(shí)間。在熱帶地區(qū)，可以在雨季開始的時(shí)候，在土壤中扦插或栽植1-2米高的生長快速的樹種樹苗。在溫帶地區(qū)，封山必須結(jié)合撫育，特別是對喬木萌生叢，如各種櫟樹萌生叢，通過封山，最易恢復(fù)成萌生林。但是由于喬木萌生叢常從樹椿上生出多條萌芽，若把萌生莖全部留下，勢必使養(yǎng)分分散，各莖干均生長不良，不易發(fā)育成良好的森林。同時(shí)萌生叢是喬木與多種灌木混生

27、，灌木之間以及灌木與喬木萌生叢之間發(fā)生劇烈競爭，致使封山后的萌生叢生長茂密，如果任其自然競爭，將需很長的時(shí)間才能恢復(fù)。因此對萌生叢的封山，必須結(jié)合撫育，有意識地每叢保留2-3株生長健壯的萌生莖，疏伐過密的喬木，使之逐漸恢復(fù)成林。這種方法在北京山區(qū)已取得良好的經(jīng)驗(yàn)。 最好是在森林中建立母樹管理區(qū)域，保留足夠的母樹作為植被恢復(fù)的種子來源。同樣，在谷地口和沿山脊首先建立樹木覆蓋也是一種有用的方法，因?yàn)樵谘厣降貛ё匀伙L(fēng)力和地心引力將使其下面的土地得到自然播種。這樣自然傳播的植被覆蓋會更符合自然規(guī)律，最后實(shí)現(xiàn)更多樣化和健康的植被覆蓋。 D.加強(qiáng)利用自然力 風(fēng)是自然界傳播先鋒植物和一些高大樹種（例如針葉樹

28、）種子的重要力量。風(fēng)也是在裸露地區(qū)恢復(fù)森林的強(qiáng)大力量。在缺乏風(fēng)力傳播的樹種的地區(qū)，可以有目的地沿風(fēng)向上方種植這些物種來提高恢復(fù)能力。一些草和灌木種類能借助風(fēng)力將其種子散播到1公里以外。大多數(shù)針葉樹種僅能將其種子散播到大約100米遠(yuǎn)。在后一種情況下，通過條形種植，只需花整體種植費(fèi)用的一小部分就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)森林覆蓋。E.控制雜草 雜草通常有以下特點(diǎn)：雜草出現(xiàn)在幾乎所有植物群落中雜草常常在人類干擾后入侵人類干擾越厲害，雜草入侵越厲害天然系統(tǒng)中的多樣性越高，雜草入侵的可能性越低大多數(shù)雜草不會在樹冠層郁閉良好的森林中茂盛生長天然系統(tǒng)的恢復(fù)會降低雜草過度生長進(jìn)行植被恢復(fù)的初期，外來或土著雜草因?yàn)檫m應(yīng)能力強(qiáng)，

29、往往過度生長。周期性地進(jìn)行雜草控制對加速天然植被的恢復(fù)是必要的。在開始種植樹種進(jìn)行恢復(fù)以前，可以深犁土表層，這樣可以把雜草的種子埋到深層，阻止其種子發(fā)芽。但深犁方法不適合在高寒草原或干旱風(fēng)沙地方使用，以免造成更嚴(yán)重的退化。種樹常常是控制雜草的好方法，因?yàn)闃淠镜恼诒螌⒗谙聦酉彩a植物生長，可以起到一定程度的阻止雜草滋生的作用?？刂齐s草的最常用方法是覆蓋地表。地面上覆蓋一層有機(jī)物質(zhì)可以大大減少雜草生長，保持土壤濕潤，并調(diào)節(jié)土壤溫度，而且增加土壤肥力。覆蓋物質(zhì)可以是樹葉、麥稈、干草、樹皮、樹枝、鋸木屑、木片、各種種子殼等。在必要時(shí)候，可以使用黑色塑料膜，但使用后，需要想辦法清除這些不能降解的制品。有

30、時(shí)需要人工除草，嚴(yán)重時(shí)可以有限制地使用除草劑，但必須注意除草劑的使用不要影響所種植的植物的生長，而且只能使用不會殘留的除草劑。加強(qiáng)利用當(dāng)?shù)匚锓N進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的教育和研究 國外的草種常被錯(cuò)誤地用于我國的植被恢復(fù) 我國的草種研究所從事的主要是試驗(yàn)外國公司提供的草種是否在中國能夠良好生長，因?yàn)橛袊夤咎峁┙?jīng)費(fèi)開展這些研究，目的就是為將來能夠向中國這個(gè)巨大市場銷售他們的草種。美國俄勒岡州種子學(xué)會，目前正在我國推廣其草種種子。他們在我國建立了許多草種試驗(yàn)基地，遍布我國的主要省份。美國俄勒岡州種子學(xué)會在中國的草種實(shí)驗(yàn)基地分布圖下面的這張圖是該學(xué)會畫出的兩個(gè)草種（黑麥草和葦狀羊茅）適合在我國生長的地區(qū)，幾乎

31、半個(gè)中國都適合它們生長。如果我國真的大面積種植這少數(shù)幾個(gè)草種，將給我國帶來極大的生態(tài)災(zāi)難。一方面這些草種很可能引起入侵；即使不造成入侵，也會大面積占領(lǐng)空間，導(dǎo)致我國特有生物多樣性的喪失。 粉紅色斜線代表適宜種植葦狀羊茅的地區(qū)，黑線包圍的范圍代表適宜種植多年生黑麥草的地區(qū)。大面積種植這些外來物種，必將導(dǎo)致我國特有生物多樣性的喪失。 天安門是中國的象征，可是天安門前草坪上的草種卻是俄勒岡提供的。這不得不引起我們的深思和憂慮。 福建地區(qū)有許多山頭幾乎全部被馬櫻丹所覆蓋。馬櫻丹現(xiàn)在被列為世界外來入侵危害最嚴(yán)重的100個(gè)物種之一。它開的花很好看，覆蓋也很茂密，常作為觀賞植物種植。當(dāng)?shù)厝苏`把它當(dāng)成良好植被

32、，還準(zhǔn)備建立一個(gè)自然保護(hù)小區(qū)加以保護(hù)。 缺乏研究的結(jié)果是我們對于我們所生活的環(huán)境中的生態(tài)組成及其功能的了解極其匱乏。 多了解我們自己周圍的生物，了解它們對生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)和作用，我們才能夠做到真正意義上的生態(tài)恢復(fù)，恢復(fù)中國天然植被的夢想也才不再遙遠(yuǎn)。 二、受損草地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)（一） 草地生態(tài)系統(tǒng)受損原因及特點(diǎn)自然因素春季干旱，夏季少雨，冬季嚴(yán)寒自然災(zāi)害頻繁人為因素過度放牧墾殖污染地下水位變化農(nóng)牧民的割刈、摟草人類活動(dòng)、濫墾、濫伐、資源不合理經(jīng)營植被衰退系統(tǒng)生物量減少食物鏈縮短營養(yǎng)級降低土壤肥力下降生態(tài)系統(tǒng)退化干旱鹽堿化沙漠化草原退化有害動(dòng)物、植物增加野生動(dòng)物減少系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力下降能量利用率下

33、降草原荒漠化過程（李述剛等，1995）主要特征：植被退化指草地被破壞后，植被的密度和生物多樣性的下降，這種結(jié)構(gòu)的改變還導(dǎo)致了群落的矮化。土壤退化由于風(fēng)蝕、水蝕、土壤板結(jié)和鹽堿化等造成的土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的變化，使其不能再支持生態(tài)系統(tǒng)的高生產(chǎn)力，干旱氣候會加劇這些過程。受損草地生態(tài)系統(tǒng)的評估指標(biāo)主要評價(jià)指標(biāo)草原植被種類僅有26%-50%是頂級群落的種類、草原表土開始損失和植被生產(chǎn)力下降10%-50% ，可視為草原達(dá)到了退化的閾值。生態(tài)指標(biāo)：地表反射率、土壤侵蝕率、鹽堿化率、群落種類、關(guān)鍵種數(shù)量、生物量、營養(yǎng)質(zhì)量、人類干擾、土壤有機(jī)質(zhì)含量和地下水位變化以及家畜產(chǎn)量等。草地受損程度診斷（VOR法）活

34、力(Vigor,V)指生態(tài)系統(tǒng)從太陽能綠色植物動(dòng)物社會產(chǎn)品(或其它服務(wù))的物質(zhì)生產(chǎn)與能量的流通速率，用生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)生產(chǎn)和能量固定的總量或效率度量,如光合效率或光合產(chǎn)物、初級生產(chǎn)力、產(chǎn)草量等。組織力(Organization,O)體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化能力,用生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的組合特征度量,如生產(chǎn)力的種間分布格局?；謴?fù)力(Resilience,R)是生態(tài)系統(tǒng)對脅迫的抗御能力或反彈能力,草地健康的恢復(fù)包括生產(chǎn)力和結(jié)構(gòu)(物種組成)的恢復(fù)。1.改進(jìn)現(xiàn)存草地，實(shí)施圍欄養(yǎng)護(hù)或輪牧消除或減輕外來干擾，讓系統(tǒng)休養(yǎng)生息，依靠生態(tài)系統(tǒng)具有的自我恢復(fù)能力，適當(dāng)輔之以人工措施來加快恢復(fù)。松土、淺耕翻或適時(shí)火燒

35、;播種群落優(yōu)勢牧草草種，人工增施肥料和合理放牧。2重建人工草地由經(jīng)過選擇的優(yōu)良牧草為優(yōu)勢種的單一物種所構(gòu)成的群落。常用于已完全荒棄的退化草。使荒廢的草地很快產(chǎn)出大量牧草，獲得經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)又能夠使生態(tài)環(huán)境得到改善。還應(yīng)考慮其他問題，如代表性的草種、外來草種、灌木的入侵、動(dòng)物的出入、草地的長期動(dòng)態(tài)變化等。三、受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)：具縱向成帶現(xiàn)象，但物種的縱向替換并不是均勻的連續(xù)變化，特殊種群可以在整個(gè)河流中再現(xiàn)。大多數(shù)生物都具有適應(yīng)急流生境的特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)。與其他生態(tài)系統(tǒng)相互制約、關(guān)系復(fù)雜。自凈能力強(qiáng)，受干擾后恢復(fù)速度較快。（一） 河流生態(tài)系統(tǒng)受損的原因 1.水利工程建設(shè)對河流

36、生態(tài)系統(tǒng)的影響攔河筑壩影響河岸侵蝕，導(dǎo)致岸邊生境的喪失；阻礙或減緩了水生生物遷移過程，影響河流生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈結(jié)構(gòu)；水的流速、溫度發(fā)生改變，影響某些依靠流速、溫度變化來繁殖和成熟的生物物種的生存和繁衍；導(dǎo)致泥沙在水庫中的沉積和滯留，泥沙顆粒常常為下游生物輸送所需的營養(yǎng)物質(zhì)；泥沙沉積后，會導(dǎo)致河床、河岸帶和河心島生活的物種因生境的改變而消失。分水工程截彎取直1. 河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化改變了生態(tài)環(huán)境多樣性 自然河流的渠道化或人工河網(wǎng)化。具體表現(xiàn)為：平面布置上，河流形態(tài)直線化。采用這種規(guī)劃設(shè)計(jì)方法的理由是：直線型的渠道工程量小，同時(shí)節(jié)省耕地，減少移民搬遷。渠道橫斷面幾何規(guī)則化。把自然河流的復(fù)雜

37、形狀變成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面。規(guī)則的渠道斷面輸水能力強(qiáng)，也可減少占地。設(shè)計(jì)時(shí)易于計(jì)算，建設(shè)時(shí)易于施工。河床材料的硬質(zhì)化。渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。防洪工程的河流堤防和邊坡護(hù)岸的迎水面也采用這些硬質(zhì)材料。原因是渠道工程中可減少渠水的滲漏，以利節(jié)水。光滑的渠坡減少表面糙率，提高輸水效率。在岸坡防護(hù)方面，采用硬質(zhì)材料的原因是其抗沖、抗侵蝕性及耐久性好。水利工程建設(shè)對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響河流形態(tài)的不連續(xù)化是指在河流筑壩形成水庫，造成水流的不連續(xù)性。有的河流進(jìn)行梯級開發(fā)，更形成多座水庫串連的格局。水庫淹沒原有的河流兩岸的植被，又將搬遷的城鎮(zhèn)及廢棄的農(nóng)田沉入庫底，未清除的垃圾、工

38、業(yè)廢料及農(nóng)藥殘留統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)入水庫。水體在水庫中形成相對靜水，其流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變化。水庫的生態(tài)系統(tǒng)比河流生態(tài)系統(tǒng)相對要脆弱。 2 河流形態(tài)多樣性降低對生物群落多樣性的影響具體表現(xiàn)為河濱植被、河流植物的面積減少，微生態(tài)環(huán)境的生物多樣性降低，魚類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，鳥類、兩棲動(dòng)物和昆蟲的棲息地改變或避難所消失，這造成物種的數(shù)量減少和某些物種的消亡。河床材料的硬質(zhì)化，切斷或減少了地表水與地下水的有機(jī)聯(lián)系通道，本來在沙土、礫石或粘土中辛勤工作的數(shù)目巨大的微生物再也找不到生存環(huán)境，水生植物和濕生植物無法生長，使得植食兩棲動(dòng)物、鳥類及昆蟲失去生存條件。本來復(fù)雜的食物鏈（網(wǎng)）在某些關(guān)鍵

39、種和重要環(huán)節(jié)上斷裂，這對于生物群落多樣性的影響將不是局部的，而是全局性的。水庫的影響自然河流的非連續(xù)化，造成的影響是將動(dòng)水生態(tài)環(huán)境改變成了靜水生態(tài)環(huán)境，二者分別對應(yīng)著動(dòng)水生物群落和靜水生物群落。由于水庫水深遠(yuǎn)大于河流水深，太陽光輻射作用隨水深加大而減弱，在深水條件下，光合作用較為微弱，所以水庫生態(tài)環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力較低，物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都不如河流生態(tài)系統(tǒng)那樣通暢。水庫的淡水生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對封閉的系統(tǒng)，與河流生態(tài)系統(tǒng)相比較為脆弱，表現(xiàn)為抗逆性較弱，自我恢復(fù)能力也弱。水庫形成以后，原來河流上中下游蜿蜒曲折的形態(tài)在庫區(qū)消失了，主流、支流、河灣、沼澤、急流和淺灘等豐富多樣的生態(tài)環(huán)境代之以較為單一

40、的水庫生態(tài)環(huán)境，生物群落多樣性在不同程度上受到影響。另外，筑壩以后給洄游魚類造成了不可逾越的障礙。如果沒有建設(shè)適合魚類習(xí)性的過魚設(shè)施，將對某些洄游魚類造成致命的打擊。 3 下泄流量的減少對水生生物的影響下泄水量的減少，將導(dǎo)致下游河道水面寬度縮窄，水位下降，河道中流量減少，水生生物棲息環(huán)境隨之顯著改變，從而導(dǎo)致該河段內(nèi)水生生物棲息環(huán)境明顯縮小。浮游生物、底棲生物、水生植物的種群結(jié)構(gòu)及生物量都會發(fā)生改變，種群縮小、生物生產(chǎn)力降低，由于棲息環(huán)境惡化，魚類區(qū)系組成、種群結(jié)構(gòu)等皆有可能受到影響。 此外，發(fā)電低溫尾水排入壩址下游河段后，將改變原河流的水溫條件，這將對魚類的繁殖產(chǎn)生影響，對魚類的繁殖影響表現(xiàn)

41、為造成一些魚類的繁殖時(shí)間延后。 2.農(nóng)業(yè)活動(dòng)對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響一是對河岸帶和河流階地上天然植被的開采，將其變?yōu)榭筛?；整個(gè)流域?qū)λ值暮B(yǎng)能力下降，枯水位期延長；一些水生生物失去了棲息和繁衍場所；上游區(qū)域會加重土壤侵蝕，導(dǎo)致水土流失等。二是使用的化肥和農(nóng)藥等有毒有害物質(zhì)對河流水質(zhì)的面源污染。對水域中生命系統(tǒng)的損害；通過生態(tài)關(guān)系而波及河流以外的其他生態(tài)系統(tǒng)，包括對人的健康造成的直接危害。 3.城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的損害水資源需求量的劇增與河流供給能力的矛盾；城市污水排放與河流自凈能力的矛盾；流經(jīng)城市內(nèi)河段水環(huán)境的徹底改變等。硬質(zhì)護(hù)岸河道直線化（二） 受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)水文條件的改善包括

42、：通過水資源的合理配置維持最小生態(tài)需水量；通過污水處理，控制污水排放以及提倡清潔生產(chǎn)改善河流水質(zhì)；水庫的調(diào)度除了滿足社會需求外，盡可能接近自然河流的脈沖式的水文周期等。河流地貌學(xué)特征的改善包括：盡可能恢復(fù)河流的縱向連續(xù)性和橫向連通性；盡可能保持河流縱向和橫向形態(tài)的多樣性；防止河床材料的硬質(zhì)化。近自然修復(fù)在受損河流生態(tài)系統(tǒng)的治理中得到了廣泛的認(rèn)可和運(yùn)用。這種理念的核心思想有三點(diǎn)：尊重自然環(huán)境原有的多樣性。依照現(xiàn)存的自然條件，構(gòu)建良好的水循環(huán)及安全的溪流環(huán)境。積極地使自然環(huán)境再生，創(chuàng)造出水與綠化相關(guān)聯(lián)的生態(tài)網(wǎng)。近自然修復(fù)強(qiáng)調(diào)尊重人與自然的和諧，重視恢復(fù)自然環(huán)境原有的多樣性，著力構(gòu)建正常的水循環(huán)過程

43、等理念。1.改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)河流斷面設(shè)計(jì)法標(biāo)準(zhǔn)化混凝土河道設(shè)計(jì)斷面自然河流斷面理想的河道設(shè)計(jì)2.淺灘和深潭河流結(jié)構(gòu)的構(gòu)建淺灘深潭結(jié)構(gòu)的恢復(fù)是河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的重要內(nèi)容。采用人工措施使單調(diào)的水流發(fā)生變化，創(chuàng)造有利于底棲動(dòng)物生存的泥沙堆積層，適于城市中小河流的修復(fù)治理。主要方法為深挖河床3040cm，將挖出的土方平均分填在枯水河床兩側(cè)，同時(shí)不采用混凝土硬化河床，而在河邊設(shè)置木樁、鋪設(shè)塊石等，形成多孔隙河岸空間。淺灘深潭的構(gòu)建（林山惠一，1992） 3.構(gòu)建有利于生物生存的多孔隙河岸在滿足工程安全的前提下，采用多種材料組合的護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)建適于生物棲息與繁衍的環(huán)境。將生態(tài)學(xué)原理融入工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可將護(hù)

44、岸工程設(shè)計(jì)為多孔隙結(jié)構(gòu)，以保證生物的生育環(huán)境。植物護(hù)岸法目前應(yīng)用最廣泛植物木料和石料組合護(hù)岸法植物袋和混凝土塊體組合護(hù)岸法石籠植物組合護(hù)岸法 河流生態(tài)修復(fù)的措施與途徑 盡可能地保護(hù)河流形態(tài)的多樣性。保持河流的蜿蜒性是保護(hù)河流形態(tài)多樣性的重點(diǎn)。在河道整治工程中，尊重天然河道形態(tài)，避免直線和折線型的河道設(shè)計(jì)。灌溉渠道設(shè)計(jì)也要注意模仿河流自然形態(tài)的特點(diǎn)。對于河流的裁彎取直工程要充分論證，持慎重態(tài)度。 保持河流斷面形狀的多樣性，尊重河流原有的自然斷面形態(tài)。河道整治工程中應(yīng)盡可能避免采用幾何規(guī)則斷面，疏浚工程施工中避免河道斷面的均一化。 河道防護(hù)工程的岸坡采用有利于植物生長的透水材料，特別注意采用當(dāng)?shù)靥?/p>

45、然材料，也要注意整理、發(fā)掘和發(fā)展傳統(tǒng)治河工法和材料。開發(fā)和推廣供輸水渠道使用的利于植物生長同時(shí)具有一定防滲性能的襯砌材料和施工工藝。 水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)為植物生長和動(dòng)物棲息創(chuàng)造條件。提供魚類產(chǎn)卵條件以及鳥類和水禽棲息地和避難所。建設(shè)符合生態(tài)學(xué)原理的過壩魚道。開發(fā)新型丁壩、人工浮島及生態(tài)型城市雨洪利用系統(tǒng)技術(shù)。 新建大壩樞紐工程要充分論證由于水庫建設(shè)改變河流生態(tài)系統(tǒng)為靜水生態(tài)系統(tǒng)的利弊得失，采取必要的補(bǔ)償工程措施和生物措施。 開展已建水庫的生態(tài)系統(tǒng)健康評估與預(yù)測。注重水庫生態(tài)系統(tǒng)退化的恢復(fù)及富營養(yǎng)化控制問題。通過水庫庫區(qū)生態(tài)建設(shè)及水生生物的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高水庫水體自凈能力和自我修復(fù)能力。充分利用鄉(xiāng)

46、土種生物，慎重引進(jìn)外來種，注意防止生物入侵。 采用植被進(jìn)行岸坡侵蝕防護(hù)。通過引入植被，應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù)措施進(jìn)行岸坡侵蝕防護(hù)是江塘河道整治的中心環(huán)節(jié)之一。河岸帶植被雖對行洪具有一定影響，但它有很多其他功能，這些功能源自于河岸帶生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境過程，如正常發(fā)育的河岸帶植被對河道岸坡有一定的加固作用，可以提供遮陰從而降低河流水溫，在營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和水質(zhì)改善方面也具有重大作用，為野生動(dòng)物提供多種棲息地環(huán)境，并可以增加河道兩岸的美學(xué)價(jià)值。 選擇適宜的植物物種。河道植物的選擇以鄰近河道自然植被的植物種類為主體，它們經(jīng)過了自然界適者生存、劣者消亡的過程，最能適應(yīng)河道邊生態(tài)環(huán)境、且病蟲害較少。根據(jù)水位變動(dòng)情況，

47、進(jìn)行植物分區(qū)。在河道常水位線以下種植水生植物，它的功能主要是凈化水質(zhì)和為水生動(dòng)物提供食物和棲息場所。沉水植物、浮水植物、挺水植物按其生態(tài)習(xí)性混合種植和塊狀種植相結(jié)合。高桿、蔓延快的植物（如蘆葦?shù)龋┛刂品N植。在常水位至洪水位的區(qū)域下部以種植濕生植物為主，上部以中生但能短時(shí)間耐水淹植物為主。植物配置種植應(yīng)群落化，物種間生態(tài)位互補(bǔ),上下有層次，左右相連接。種植多年生草本、灌木和喬木樹種（如水杉、垂柳、落羽杉、楓楊等）。洪水位線以上配有占總量50%60%的常綠樹種，以增加河道觀賞性。 河流的水力資源開發(fā)上，開發(fā)目標(biāo)應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益并重，選址設(shè)計(jì)要考慮庫與庫之間水體的自然恢復(fù)，區(qū)域水資源利用的布

48、局合理，庫區(qū)水域功能多樣等。新的梯級開發(fā)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，首先應(yīng)改變傳統(tǒng)的一級接一級建設(shè)的不間斷水庫布局模式。根據(jù)其開發(fā)目標(biāo)，充分地考慮河流成庫后的自然凈化條件，為泄流的庫水充分自凈留予足夠長的恢復(fù)河段，以克服河流成庫后因水庫物理場的改變而導(dǎo)致地球化學(xué)場和生物場改變所帶來的弊端，減輕污染物的累積程度，延緩水庫衰老過程。 充分考慮河流生態(tài)需水。生態(tài)需水：是指在一定的生態(tài)目標(biāo)下，維持特定時(shí)空范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境正常功能或者恢復(fù)到某個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)所需求的水量。在“三生（生活、生產(chǎn)、生態(tài)）”共享水資源的條件下，其需水量是實(shí)現(xiàn)一定生態(tài)系統(tǒng)功能目標(biāo)客觀需要的水資源量。生態(tài)需水的大小受三方面的因素制約，即生態(tài)目標(biāo)

49、、生態(tài)特性和生態(tài)條件。生態(tài)目標(biāo)是指人們所期望維護(hù)一定水平的生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能。一定程度上可以認(rèn)為，生態(tài)需水的大小受限于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耗水狀況以及人們對生態(tài)保護(hù)和建設(shè)重要性的認(rèn)識程度，并隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)生相應(yīng)的變化。生態(tài)系統(tǒng)本身的組成和結(jié)構(gòu)特征，如植被類型、空間結(jié)構(gòu)、格局等。另一類則是包括水分條件在內(nèi)的外界環(huán)境因子，如土壤、日照、氣溫、風(fēng)速、大氣組成等。因此，受生態(tài)系統(tǒng)本身物質(zhì)、能量循環(huán)周期特征以及外界環(huán)境因子變化的綜合作用，生態(tài)需水在不同的時(shí)段和空間范圍內(nèi)是不同的。浙江省海寧市辛江塘河道生態(tài)整治示范（1）基本情況辛江塘（河）是海寧境內(nèi)主干河流之一。西起萬興橋，東至袁花大虹橋，全長

50、32.4 km，是境內(nèi)西引東泄的主干河道，亦是橫貫東西的一條水上運(yùn)輸通道。在辛江塘河道生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)中，盡量做到水土保持措施與“國家級生態(tài)示范市”建設(shè)相結(jié)合、與安全帶植物綠化相結(jié)合、與環(huán)境整治相結(jié)合；淤泥堆放與肥田相結(jié)合；主干河道與交叉河道定位相結(jié)合；河道用地和借地相結(jié)合。（2）工程規(guī)劃設(shè)計(jì)根據(jù)辛江塘不同河段的功能要求，分為基本功能河段、兼顧城鎮(zhèn)建設(shè)功能河段、兼顧通航功能河段、具有飲用水源保護(hù)區(qū)功能河段，進(jìn)行治理方案的統(tǒng)一規(guī)劃和實(shí)施。河流形態(tài)的規(guī)劃設(shè)計(jì)基本保持現(xiàn)有河道平面形態(tài)，特殊地段局部調(diào)整河線。拆除阻水建筑物，以滿足河道排澇泄洪過水和抗旱引水要求。河道隨彎則彎，宜寬則寬，并增設(shè)河灘和岸邊

51、濕地等。在滿足河道功能的前提下，盡可能保持辛江塘天然斷面。在保持天然河道斷面有困難時(shí)，按復(fù)式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序選擇。辛江塘大部分河段可用天然河道斷面，在通過主要集鎮(zhèn)時(shí)采用梯形、矩形斷面。原有老護(hù)岸通過頂部種植植物進(jìn)行覆蓋，為水域提供遮蔭，調(diào)節(jié)河流局部水溫。在治理規(guī)劃中，還保留了一些河邊靜水區(qū)和濕地，營造多樣性水域棲息地環(huán)境，使之具有不同的水深、流場和流速，適于不同生物發(fā)育和生長需求。（3）治理效果防洪和護(hù)堤能力，緩解邊坡水土流失；水質(zhì)得到改善，水生動(dòng)物生長良好；大大節(jié)約工程投資，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，工程投資降低約1/3。治理后辛江塘水葫蘆減少。青蛙、魚類等水生動(dòng)物數(shù)量明顯豐富。野兔、鳥

52、類等進(jìn)出頻繁，河道邊的林帶更是成了諸多白鷺的棲息地。另外，水生植物基本沿河道兩側(cè)均衡生長，野草、灌木、樹根等降低了暴雨對土層的沖蝕，對坡面徑流也有過濾作用，提高了排入河道內(nèi)水的質(zhì)量。四、受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù) （一） 湖泊生態(tài)系統(tǒng)的受損原因 1.環(huán)境污染污染主要是大量的生產(chǎn)或生活污水排入湖泊水體，且超過了湖泊的自凈能力，使水體和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)等發(fā)生變化，既降低了水體的使用價(jià)值，又危及水生生物的生存，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能改變。如酸雨造成的湖泊酸化，工業(yè)污染物排放，農(nóng)藥中有機(jī)或無機(jī)（如重金屬、DDT）等面源污染物的進(jìn)入等。 2.水利建設(shè)水利工程建設(shè)常造成江湖的阻隔，這不僅使湖泊失去了與河流

53、干流、支流、淺水湖泊相互連通的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，而且阻礙了一些魚類和水生生物的生態(tài)“通道”，使湖泊魚類無法從江河中得到補(bǔ)充和更新。這種阻隔使湖泊的水文條件和物理狀況發(fā)生了變化，如水位的改變會直接影響湖泊中許多魚類的性成熟和生殖。 3.過度放養(yǎng)人工養(yǎng)殖因過度追求高產(chǎn)而造成的人工放養(yǎng)密度過大，引發(fā)了大型植物特別是沉水植物群落衰退、水質(zhì)惡化等問題。沉水植物的生態(tài)功能是吸收大量的營養(yǎng)物質(zhì)，抑制浮游藻類大量繁殖和生長，保持水質(zhì)清澈，被稱之為“水草凈化功能”。沉水植物生物量的下降，常使浮游藻類的繁殖加快，從而降低了湖水的透明度，而這又將進(jìn)一步減少沉水植物的生存范圍。 4.湖泊的富營養(yǎng)化許多城郊湖泊，由于周圍人口密

54、度大，加之工業(yè)廢水和生活污水以及農(nóng)田化肥等營養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入，常使湖泊生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能受損。湖泊富營養(yǎng)化的嚴(yán)重后果是導(dǎo)致水體資源功能和價(jià)值的喪失。開墾農(nóng)田，開采礦產(chǎn)，采伐水源林等所導(dǎo)致的水土流失，也是造成湖泊富營養(yǎng)化的原因。 5.外來種的侵入湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的外來種，會引起生物群落結(jié)構(gòu)的重大變化。 例如，原產(chǎn)南美的鳳眼蓮。（二） 受損湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù) 嚴(yán)禁圍湖造田，有效實(shí)施退田還湖政策。營造林地，提高湖泊周圍及整個(gè)流域的植被覆蓋率，減少面源污染的危害，增強(qiáng)涵養(yǎng)水分的能力。加大人為調(diào)控湖泊水位的力度，盡量防止水位頻繁和劇烈變化，維持湖泊的最低水位，防止湖泊的干枯。對于已有大量淤積的湖泊，采取清淤的

55、措施，實(shí)現(xiàn)既可恢復(fù)水體空間，又能使水質(zhì)得以更換的目的。富營養(yǎng)化湖泊的修復(fù)工程措施用工程技術(shù)分流或切斷進(jìn)入湖泊的點(diǎn)源污染，以減少向湖泊中輸入污染物和過多營養(yǎng)物質(zhì)；改進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作方式，減少化肥和農(nóng)藥施用量的面源量，減少湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入。生物學(xué)和生態(tài)學(xué)措施生物操縱: 通過調(diào)整生物群落結(jié)構(gòu)（主要是魚類種群組成）的方法，來調(diào)節(jié)浮游植物群落結(jié)構(gòu)，以改善水質(zhì)。1由下而上的方法是指從食物鏈的最底層即營養(yǎng)物的輸入開始控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)；由上而下的方法是指從水生生物層次開始控制，進(jìn)而凈化整個(gè)系統(tǒng)，這種方法適于清除水體中的外來種。五、受損海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)（一） 湖泊生態(tài)系統(tǒng)的受損原因 1.海岸侵蝕

56、外流河的三角洲不斷向海岸推進(jìn);海岸帶的陸源物質(zhì)供應(yīng)不斷減少，海岸不斷受到侵蝕。 2.海岸濕地被圍墾及占用大片沿海灘涂、濕地被圍墾作為城市建設(shè)用地、養(yǎng)殖區(qū)或工業(yè)開發(fā)區(qū)，部分城市的海岸線被用于房地產(chǎn)開發(fā)、旅游事業(yè)等。 3.過度捕撈過度的捕撈使沿岸的生物種類減少，生產(chǎn)力下降，經(jīng)濟(jì)魚類資源已全面衰退。 4.污染大量工業(yè)和生活污水的注入；不合理的海水養(yǎng)殖促進(jìn)沿海區(qū)的富營養(yǎng)化程度；海上油田漏油。（二）受損海岸帶生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)與策略 1.防治水體污染確保陸源污染物達(dá)標(biāo)排放，并實(shí)行總量控制；對水體進(jìn)行承載力分析，控制養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖量；要嚴(yán)格控制含油污染源（港口、船舶、石油平臺）；減少化肥使用量，積極推廣有

57、機(jī)復(fù)合肥的使用；積極推廣高效、低毒、低殘留農(nóng)藥尤其是生物制劑的使用；采用無公害環(huán)保型漁用藥物，研發(fā)經(jīng)濟(jì)魚類免疫疫苗。 2.控制生態(tài)破壞嚴(yán)格控制海岸線的使用，保護(hù)原生海岸生態(tài)系統(tǒng)。不得開發(fā)利用不可再生海岸帶資源，不得破壞不可恢復(fù)的海岸帶原生生境；禁止破壞沿海灘涂濕地，建立濕地保護(hù)區(qū)；依法嚴(yán)格保護(hù)自然岸線，禁止在自然岸線填海造地、開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目；禁止破壞紅樹林以及海洋生物種苗場、產(chǎn)卵場和洄游通道，清理不符合規(guī)劃的圍墾工程，嚴(yán)格控制島嶼采沙活動(dòng)等。 3.建立海岸帶自然保護(hù)區(qū)海岸帶保護(hù)區(qū)的建設(shè)，不僅能在維護(hù)生物多樣性安全方面起重要的作用，而且可以為社會提供豐富的自然產(chǎn)品和生態(tài)效益。 4.海岸帶生物多樣性

58、的修復(fù)采取中度干擾技術(shù)措施，投放毛蚶（Scapharca troscheli Dunker）、沙蠶（Perinereis Kinberg）及雜色蛤（Ruditapes philippinarum）等濾食性雙殼類和多毛類水生生物，使之建立起穩(wěn)定的種群，不但能修復(fù)和改善浮游生物群落和底質(zhì)生物群落受損狀況，同時(shí)具備浮游生物-底棲生物耦合功能，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)循環(huán)的渠道，改變底質(zhì)生物化學(xué)特性，從而起到修復(fù)海水水質(zhì)，提高生物多樣性的功能。六、工業(yè)廢棄地的修復(fù) （一） 工業(yè)廢棄地及危害工業(yè)廢棄地是指曾為工業(yè)生產(chǎn)用地和與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的交通、運(yùn)輸、倉儲用地而后來被廢置不用的地段，如廢棄的礦山、采石場、工廠、鐵

59、路站場、碼頭、工業(yè)廢料傾倒場等。（二） 工業(yè)廢棄地修復(fù)方法 1.景觀再利用法整體保留;部分保留;構(gòu)件保留。 2.廢棄物再利用法對環(huán)境沒有污染，可以就地使用或加工，如磚、石等；在廢料和污染處理過程中，原則是就地取材、就地消化，污染嚴(yán)重的要對污染源進(jìn)行清理。 3.生態(tài)技術(shù)法在污染得到控制的情況下，可采用生態(tài)技術(shù)，進(jìn)行河流的自然再生，提高抗洪能力和補(bǔ)充地下水源，為野生生物創(chuàng)造棲息地和活動(dòng)廊道；采用生物修復(fù)技術(shù)處理污染土壤，種植能吸收有毒物質(zhì)的植被。紫云公園天津堿廠采用的氨堿法制造純堿工藝，以食鹽、石灰石為原料，每生產(chǎn)1噸純堿需要排放0.3噸的廢渣，其主要成分為氯化鈣和碳酸鈣。 按一定的比例將堿渣和電

60、廠的粉煤灰拌合均勻，制成工程土，填墊低洼坑塘。既可移山還地，又填墊出大量可供使用的寶貴土地資源，興利除害，一舉多得。 公園建設(shè)共利用堿渣400萬立方米、拆房土3萬立方米、石硝10萬立方米、種植土41萬立方米，種植喬、灌木樹種百余種、4萬余株。山體主峰高度為31.9米，并由7個(gè)景觀區(qū)形成連續(xù)的景觀變化，把休閑、紀(jì)念、環(huán)保、生態(tài)與文化有機(jī)地結(jié)合在一起。從用堿渣堆建山體到綠化全部是環(huán)保型工程。 例：煤礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)地形地貌恢復(fù)技術(shù)，主要包括填充恢復(fù)技術(shù)、廢棄物利用技術(shù)等工程；土壤系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，主要包括 一些物理、化學(xué)及生物的治理恢復(fù)技術(shù)；利用生物恢復(fù)技術(shù)，主要包括選種、栽種等一些植物系統(tǒng)恢復(fù)的技術(shù)