1-恢復(fù)生態(tài)學(xué)定義與歷史

1、第1章 恢復(fù)生態(tài)學(xué)定義和歷史,鄭杰 貴州大學(xué)喀斯特生態(tài)恢復(fù)研究中心郵箱：jzheng92@163.com,1 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)大事記及其發(fā)展,,,從20 世紀(jì)40 年代至今,恢復(fù)生態(tài)學(xué)走過了從生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐、恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論誕生到學(xué)科方興未艾的發(fā)展歷程。其間發(fā)生了許多重要的事情,從中可以窺視恢復(fù)生態(tài)學(xué)的不斷發(fā)展和成熟。,1. 1 　20 世紀(jì)80 年代以前的恢復(fù)生態(tài)學(xué),1935 ,Alpo Leppold 對(duì)美國(guó)威斯康星州草原的恢復(fù)重建進(jìn)行了

2、研究[1 ] 。1975 年3 月,在美國(guó)弗吉尼亞工學(xué)院召開了“受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)”國(guó)際會(huì)議。會(huì)議討論了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的許多重要的生態(tài)學(xué)問題和生態(tài)恢復(fù)過程中的原理、概念與特征,提出了對(duì)加速生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的初步設(shè)想、規(guī)劃和展望[2 ] 。1980 年, Cairns 主編了“The Recovery Process in Damaged Ecosystem”。書中從不同角度探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中的重要生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用問題

3、。 同年,Bradshaw 和Chadwick 出版了“The restoration of land , the ecology and reclamation of derelict and damaged land”一書[3 ] 。,,1983 年,“干擾與生態(tài)系統(tǒng)”學(xué)術(shù)會(huì)議在美國(guó)斯坦福大學(xué)舉行。翌年10 月,美國(guó)麥迪遜召開了恢復(fù)生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì),將恢復(fù)生態(tài)學(xué)定位為群落和生態(tài)系統(tǒng)水平上的恢復(fù)科學(xué)和技術(shù),并反映在題為“恢復(fù)生態(tài)學(xué)”

4、的論文集中[1 ] 。經(jīng)過近20 年的生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐和多次國(guó)際會(huì)議的討論,恢復(fù)生態(tài)學(xué)的內(nèi)涵逐漸清晰、明確,為恢復(fù)生態(tài)學(xué)概念的正式提出奠定了基礎(chǔ)。,1. 2 　20 世紀(jì)90 年代恢復(fù)生態(tài)學(xué)的誕生,1985 年,美國(guó)學(xué)者Aber 和Jordan 首次提出了恢復(fù)生態(tài)學(xué)的科學(xué)術(shù)語(yǔ)。在1987 年出版的Restoration Ecology , A Synthetic Approach to Ecological Research” (Jord

5、an 等主編) 中,恢復(fù)生態(tài)學(xué)被初步確定為生態(tài)學(xué)的一門新的應(yīng)用性分支[3 ,4 ] 。同年,國(guó)際生態(tài)學(xué)會(huì)成立,并開始定期組織恢復(fù)生態(tài)學(xué)大會(huì)。從此,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)常常是許多大型生態(tài)學(xué)國(guó)際會(huì)議的主題之一,例如1989 年9 月意大利Siena 第五次歐洲生態(tài)學(xué)研討會(huì)。,1. 3 　20 世紀(jì)90 年代以來(lái)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的發(fā)展,20 世紀(jì)90 年代以來(lái)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面:其一是英國(guó)學(xué)者Bradshaw1993 年撰

6、文“Restoration Ecology as Science”,真正確立了恢復(fù)生態(tài)學(xué)的學(xué)科地位及其在退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的理論意義[5 ] 。其二是擁有了自己的刊物。1993 年, 直接以“Restoration Ecology”命名的雜志在美國(guó)創(chuàng)刊。此外,與恢復(fù)生態(tài)學(xué)有關(guān)的主要學(xué)術(shù)刊物還有EcologicalRestoration/ North American”(原為Restoration &Management Not

7、es) 、“Land Degradation & Development”、“Conservation Biology”[3 ,5 ] 。,,其三是除了“恢復(fù)生態(tài)”在國(guó)際生態(tài)學(xué)大會(huì)上繼續(xù)作為大會(huì)議題外,如1994 年8 月英國(guó)曼徹斯特第六屆國(guó)際生態(tài)學(xué)大會(huì)、1998 年美國(guó)生態(tài)學(xué)年會(huì)和2000 年日本長(zhǎng)野市(Nagano) 國(guó)際植被學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)等,從1996 年瑞士第一屆國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)大會(huì)至2001年加拿大尼亞加拉瀑布城第十三屆恢

8、復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)際大會(huì),在短短的6 年當(dāng)中,國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會(huì)議頻頻召開[5 ] 。這反映了作為現(xiàn)代生物領(lǐng)域三大熱點(diǎn)的恢復(fù)生態(tài)學(xué)愈來(lái)愈受到全球的關(guān)注和重視以及這門新生邊緣交叉學(xué)科的旺盛生命力。,,20屆，于2011 年8 月21 日 25 日在墨西哥尤卡坦半島召開，會(huì)議的主題是恢復(fù)與重建自然與文化的和諧。19屆，2009年 8月在澳大利亞珀斯召開, 主題是 在“變化的世界中創(chuàng)造變化”；18屆，2007年 8月 在美國(guó)的加州舉行 ，大會(huì)的主題

9、是 變化世界中基于生態(tài)學(xué)的恢復(fù)。17屆，于 2005 年 9 月 13～18日在西班牙的旅游城市薩拉戈薩召開。科學(xué)主題是“ 生態(tài)恢復(fù)的全球性挑戰(zhàn)” 。16屆，2004 年 8月 24～26日在加拿大的花園城市維多利亞召開，科學(xué)主題是“ 邊緣的生態(tài)恢復(fù)( Resto ra tion on the edge )。15屆，2003年 11月 19～23日在美國(guó)得克薩斯州的州府奧斯汀，強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)層次研究的重要性,認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)是開展生

10、態(tài)學(xué)以及其它分支學(xué)科研究工作的最基本和完整的單元,生態(tài)恢復(fù)的實(shí)踐是以生態(tài)系統(tǒng)作為研究的對(duì)象。14屆，2002，美國(guó)Tucson，主題是“了解和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)”。12屆，2000年，在英國(guó)利物浦，大會(huì)的主題是通過對(duì)恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論和實(shí)踐的研討,促進(jìn)對(duì)生境所有方面和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)更深入的了解和更完善的實(shí)踐,近年的恢復(fù)生態(tài)學(xué)會(huì)議,14屆國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)大會(huì),,,,,,,會(huì)議的主題是恢復(fù)與重建自然與文化的和諧 由于環(huán)境的不斷惡化迫使人們不得不弄清

11、楚當(dāng)前自然反饋機(jī)制的軌跡， 人類只有形成與自然和諧的文化， 才有可能不過度地破壞地球， 并恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能， 尤其是恢復(fù)平衡性 完整性和彈性 生態(tài)恢復(fù)也許是人類處理氣候變化的不利影響 棲息地喪失 物種滅絕的最重要的工具之一 James Aronson 教授代表國(guó)際生態(tài)恢復(fù)學(xué)會(huì)理事會(huì)重申生態(tài)恢復(fù)的四個(gè)方面: 社會(huì)文化 生態(tài) 經(jīng)濟(jì)， 還特別指出政治 －經(jīng)濟(jì)與生態(tài)恢復(fù)的相互作用， 強(qiáng)調(diào)了生態(tài)恢復(fù)中科學(xué) 文化 政治與實(shí)踐的融合; 國(guó)際恢

12、復(fù)生態(tài)學(xué)會(huì)前主席 Eric Higgs 明確指出: 理解自然與文化的關(guān)系對(duì)生態(tài)恢復(fù)至關(guān)重要， 它不僅會(huì)恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)， 更重要的是會(huì)改變?nèi)藗兊男袨椋?以及人們對(duì)自然的認(rèn)識(shí)， 從而創(chuàng)造新的價(jià)值觀,,第一屆生態(tài)恢復(fù)學(xué)會(huì)國(guó)際會(huì)議( 年會(huì)) ( The Society for Ecological Restoration ( SER) International) 于1989年在美國(guó)召開 。2005 年第一屆世界生態(tài)恢復(fù)大會(huì)在西班牙薩拉戈薩召開，

13、 每?jī)赡暾匍_一次 。2007 年第二屆世界生態(tài)恢復(fù)大會(huì)在美國(guó)加利福尼亞的圣何塞舉行 。2009 年第三屆世界生態(tài)恢復(fù)大會(huì)在澳大利亞的珀斯舉行 本次會(huì)議是第四屆世界生態(tài)恢復(fù)大會(huì)與第二十屆年會(huì),2 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)定義,,,恢復(fù)生態(tài)學(xué), restoration ecology ,是20 世紀(jì)80 年代迅速發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代生態(tài)科學(xué)的分支學(xué)科?；謴?fù)生態(tài)學(xué)最早是以麥迪遜植物園55 周年(1984) 學(xué)術(shù)會(huì)議論文集名出現(xiàn)的,并沒有給出確切定義[1 ]

14、。作為科學(xué)術(shù)語(yǔ)提出恢復(fù)生態(tài)學(xué)一詞的是美國(guó)學(xué)者Aber 和Jordan(1985) ,但把生態(tài)恢復(fù)作為一種新思想并進(jìn)行試驗(yàn)的卻是美國(guó)人Leppold (1935) 。他在麥迪遜的一塊廢棄礦地上種植高桿草,同時(shí)在威斯康星河沙灘海岸附近廢棄礦地上進(jìn)行恢復(fù)工作,使人們認(rèn)識(shí)到把受損的廢棄礦地恢復(fù)到原來(lái)的草原、森林在理論和技上是可能的。,1935,2000,Aldo Leopold 1935,Critical moment in conserva

15、tion movement: “The time has come for science to busy itself with the earth itself. The first step is to reconstruct a sample of what we had to begin with”Critical moment in ecological science: novel combination of agri

16、culture and ecology which sewed the seed that has grown into the science and art of ecological restoration,1935: Aldo Leopold and the CCC replanted tallgrass prairie on warn out farmland near the Univ. of Wisconsin,Leopo

17、ld and family also replanted native flora on his farm.,,就“恢復(fù)”一詞,西方人使用了多個(gè)詞匯,常見的有restoration , reclamation , revegetation , rehabilitation ,ecosystem reconstruction , enhancement , remedy , renewal ,ecodevelopment 等, 其含義既相

18、互重疊又略有差異[4 ,6 ] 。,,Restoration 指對(duì)受到干擾、破壞的東西修復(fù),使其盡可能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。被譯為“恢復(fù)”。Reclamation 指將被干擾和破壞的生境恢復(fù)到使原來(lái)定居的物種能夠重新定居或者使與原來(lái)物種相似的物種能夠定居。被譯為“改造或改良”。Rehabilitation 指根據(jù)土地利用計(jì)劃將受干擾和破壞的土地恢復(fù)到具有生產(chǎn)力的狀態(tài),確保該土地保持穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài),不再造成環(huán)境惡化,并與周圍環(huán)境的景觀保持

19、一致。被譯為“修復(fù)”。Revegetation 指盡可能恢復(fù)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的任何部分和功能,或者恢復(fù)其原來(lái)的土地利用類型。被譯為“再植”。,,從不同用詞的角度來(lái)看,對(duì)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理解是仁者見仁,智者見智,主要有:(1) 恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)到接近于它受干擾前的自然狀況的管理與操作過程,即重建該系統(tǒng)干擾前的結(jié)構(gòu)與功能及有關(guān)的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征(Cairns ,1991) ;(2) 有意識(shí)地改造一個(gè)地點(diǎn),建成一個(gè)確定的、本土的、歷史的生

20、態(tài)系統(tǒng)的過程,這個(gè)過程的目的是竭力仿效生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、多樣性和動(dòng)態(tài)(Aron2son ,1993) ;(3) 研究如何修復(fù)由于人類活動(dòng)引起的原生生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和動(dòng)態(tài)損害的一門學(xué)科(美國(guó)生態(tài)恢復(fù)學(xué)會(huì)) ;(4) 幫助研究生態(tài)整合性的恢復(fù)和管理過程的科學(xué),生態(tài)整合性包括生物多樣性、生態(tài)過程和結(jié)構(gòu)、區(qū)域及歷史情況、可持續(xù)的社會(huì)實(shí)踐等廣泛的范圍(國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會(huì),1995) ;(5) 對(duì)退化生態(tài)系統(tǒng)或破壞的生態(tài)系統(tǒng)或廢地進(jìn)行人工

21、恢復(fù)途徑研究的科學(xué)(蔣高明,1995) ;(6) 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)和方法、生態(tài)學(xué)過程與機(jī)理的學(xué)科(余作岳,1996) 。,,上述定義包含幾層意思:恢復(fù)生態(tài)學(xué)是一門應(yīng)用與理論研究結(jié)合的科學(xué);恢復(fù)生態(tài)需要人工干預(yù);恢復(fù)過程可能是自然恢復(fù)、逼近原生生態(tài)系統(tǒng)或根據(jù)人類自己的需要對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行重建以達(dá)到人類的目的。,3 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ),,,恢復(fù)生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的應(yīng)用性分支,是從生態(tài)系統(tǒng)層次考慮和解決問題的

22、,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)導(dǎo)致的退化生態(tài)系統(tǒng)、各類廢棄地和廢棄水域進(jìn)行生態(tài)治理的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。因此,恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論可以通過引用和借鑒與物質(zhì)、能量、時(shí)間和空間有關(guān)的基礎(chǔ)性與應(yīng)用性知識(shí)對(duì)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建過程中物質(zhì)能量的變化、時(shí)空轉(zhuǎn)換等進(jìn)行準(zhǔn)確表述[7～10 ] 。,3. 1 　生態(tài)因子間的不可替代性和可調(diào)劑性規(guī)律,植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中,所需要的光、熱、水分、空氣、無(wú)機(jī)鹽類等對(duì)植物的作用是不可缺少和由另一個(gè)因子來(lái)替代的,但某一因子量的不足在一定情況

23、下可以通過其它因子的增加或加強(qiáng)而得到調(diào)劑,并且仍然可能獲得相似或相等的生態(tài)效益。,,3. 2 　最小因子定律每種植物都需要一定種類和一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),只有在所有元素都達(dá)到足夠量時(shí)才能正常生長(zhǎng),其生長(zhǎng)速度、生長(zhǎng)量受濃度最低的關(guān)鍵元素的限制。,,3. 3 　耐性定律任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上和質(zhì)量上存在一個(gè)使有關(guān)的生理活動(dòng)正常發(fā)生的范圍。,,3. 4 　能量定律生態(tài)系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換的可能性、方向和范圍等遵循熱力學(xué)三大定律。,,3. 5 　

24、種群空間分布格局原理種群的空間分布格局在總體上有隨機(jī)、均勻和集群分布格局的方式,由種的生物學(xué)特性、種內(nèi)與種間關(guān)系和環(huán)境因素的綜合影響決定。包括生態(tài)位原理和邊緣效應(yīng)原理。,,3. 6 　種群密度制約原理種群不是簡(jiǎn)單的個(gè)體集合體,而是一個(gè)具有一定的自我調(diào)節(jié)機(jī)制的系統(tǒng)。種群能按自身的性質(zhì)及環(huán)境的狀況調(diào)節(jié)它們的數(shù)量,在一定的空間和時(shí)間里,常有一定的相對(duì)穩(wěn)定性。,,3. 7 　生物群落演替原理植物群落隨時(shí)間依次替代最后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。依次替代

25、的順序是先鋒物種侵入、定居和繁殖,改善退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境,使適宜物種生存并不斷取代低級(jí)的物種,直至群落恢復(fù)到原來(lái)的外貌和物種成分。,,3. 8 　生態(tài)適宜性原理生物與環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化,使得生物對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了生態(tài)上的依賴,因此種植植物應(yīng)讓最適宜的植物生長(zhǎng)在最適宜的環(huán)境中。,,3. 9 　生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理論生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)、時(shí)空結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)指的是系統(tǒng)中的生物種群組成及其量比關(guān)系。生物種群在時(shí)間和空間上的分布構(gòu)成

26、了系統(tǒng)的時(shí)空結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者通過食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系組成系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。,,3. 10 　生物多樣性原理植物多樣性因其為消費(fèi)者和分解者提供食物、生境和多樣性的異質(zhì)空間而構(gòu)成生物多樣性的基礎(chǔ)。生物多樣性增加使網(wǎng)狀食物鏈結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,使平衡的群落容量增加,從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。,,3. 11 自我設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)理論( Self design versus design theory)這是唯一起源于恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論。自我設(shè)計(jì)理論指只要

27、有足夠的時(shí)間,隨著事件的進(jìn)程,退化生態(tài)系統(tǒng)將根據(jù)環(huán)境條件合理地組織自己并會(huì)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)退化生態(tài)系統(tǒng),但恢復(fù)的類型可能是多樣的。,4 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容,,,恢復(fù)生態(tài)學(xué)以退化生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,主要研究[4～6 ] :(1) 生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力、生產(chǎn)力、穩(wěn)定性、多樣性和抗逆性;(2) 從先鋒到頂級(jí)不同級(jí)次生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展機(jī)理與演替規(guī)律研究;(3) 生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、響

28、應(yīng)機(jī)制及其模擬、預(yù)警與預(yù)測(cè);(4) 生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;(5) 植物自然重新定植過程及其調(diào)控技術(shù):包括種子庫(kù)動(dòng)態(tài)及種子庫(kù)自然條件下萌發(fā)機(jī)理,雜草的生物控制,生物侵入控制,植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng),植物存活、生長(zhǎng)與競(jìng)爭(zhēng)。,,(6) 土著物種生境恢復(fù)的程序和方法及其與外來(lái)植物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;(7) 土壤恢復(fù)、地表固定、表土儲(chǔ)藏、重金屬污染土地生物修補(bǔ)等;(8) 微生物在恢復(fù)生態(tài)中的作用。(9) 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能優(yōu)化配置重構(gòu)理論

29、以及生態(tài)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)及實(shí)施技術(shù);(10) 典型退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的優(yōu)化模式、試驗(yàn)示范與推廣;(11) 恢復(fù)區(qū)管理與建立技術(shù);(12) 裸露巖石的生態(tài)恢復(fù)。,5 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,,5. 1 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)外研究現(xiàn)狀,恢復(fù)生態(tài)學(xué)與生物多樣性和全球氣候變化并列為生物領(lǐng)域的三大研究熱點(diǎn),被美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)列為生態(tài)學(xué)十大重要課題之一。國(guó)際上許多大型科學(xué)計(jì)劃的研究?jī)?nèi)容都與之相關(guān)。UNESCO“人與生物圈計(jì)劃(MAB) ”的中心議題就是

30、用生態(tài)學(xué)的方法,研究人與環(huán)境的關(guān)系,特別是人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響,以及人類參與下的資源管理、利用與恢復(fù)。,美國(guó)的“生物圈持續(xù)發(fā)展計(jì)劃”將恢復(fù)生態(tài)學(xué)列為主要研究?jī)?nèi)容?！皣?guó)際地圈生物圈計(jì)劃( IGBP) ”、“全球變化的人類因素研究計(jì)劃( IHDP) ”、“全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(GEMS) ”等也都包含恢復(fù)生態(tài)學(xué)的內(nèi)容[3 ] 。,近十多年來(lái),國(guó)外在恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論與技術(shù)方面都進(jìn)行了大量的研究工作。美國(guó)早在20 世紀(jì)30年代就成功恢復(fù)了一片溫

31、帶高桿草草原;在上世紀(jì)的60～70 年代又開始了北方闊葉林、混交林等生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)試驗(yàn)研究,探討采伐破壞及干擾后系統(tǒng)生態(tài)學(xué)過程的動(dòng)態(tài)變化及其機(jī)制研究,取得了重要發(fā)現(xiàn);在20 世紀(jì)90 年代開始了世界著名的佛羅里達(dá)大沼澤Everglades National Park的生態(tài)修復(fù)研究與實(shí)驗(yàn),至今仍在進(jìn)行。,,歐洲共同體國(guó)家,特別是中北歐各國(guó)如德國(guó),對(duì)酸雨等大氣污染脅迫下的生態(tài)系統(tǒng)退化研究較早,從森林營(yíng)養(yǎng)健康和物質(zhì)循環(huán)角度已開展了近20 的恢

32、復(fù)實(shí)驗(yàn)研究,形成了獨(dú)具特色的歐洲共同體森林退化和研究分享網(wǎng)絡(luò);英國(guó)對(duì)工業(yè)革命以來(lái)留下的大片采礦地以及歐石楠灌叢地進(jìn)行了生態(tài)恢復(fù)研究。,,北歐國(guó)家對(duì)寒溫帶針葉林采伐跡地植被恢復(fù)開展了卓有成效的研究與試驗(yàn)。在澳大利亞、非洲大陸和地中海沿岸的歐洲各國(guó),研究的重點(diǎn)是干旱土地退化及其人工重建。此外,澳大利亞對(duì)采礦地的生態(tài)恢復(fù)也是一個(gè)研究歷史長(zhǎng)、研究深入的重點(diǎn)方向;美國(guó)、德國(guó)等國(guó)學(xué)者對(duì)南美洲熱帶雨林、英國(guó)和日本學(xué)者對(duì)東南亞的熱帶雨林采伐后的

33、生態(tài)恢復(fù)也有過較好的研究[5 ] 。,,計(jì)劃燒除(prescribed burning) 被用于植被管理與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。美國(guó)火生態(tài)學(xué)家Harold Biswell 畢生支持、教育通過用火進(jìn)行植被和土地管理,并開展實(shí)驗(yàn)工作。其成果反映在專著“Prescribed Burning in California Wildlands Vegetation Management”(1989 ,1999)中,該書討論了火生態(tài)學(xué),用火的管理計(jì)劃與燃燒技

34、術(shù)、以及計(jì)劃燒除對(duì)土壤、水、空氣、植被、野生動(dòng)物、木材、區(qū)域資源、文化資源等的影響。通過放火抑制生長(zhǎng)過快的樹種以及間疏聚集了枯木、病木的森林,把病態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到歐洲后裔定居前的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了通過燒除管理國(guó)家公園和自然保護(hù)區(qū)的目的;,,受自然火災(zāi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的啟示,發(fā)現(xiàn)氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的改變大大超過火災(zāi),不僅改變植被類型,而且影響火災(zāi)的頻率與嚴(yán)重程度,并用計(jì)算機(jī)模型預(yù)測(cè)未來(lái)變暖在幾十年內(nèi)即可使生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)如同火災(zāi)影響的效果,揭示出生

35、態(tài)恢復(fù)與全球變化的密切聯(lián)系[11 ,12 ] 。,,在重金屬和有機(jī)化合物污染的土壤植物修補(bǔ)技術(shù)研究方面,已辨別出400 余種超積累植物,可以富集Zn、Ni 、Cd、Pb、Cu、Co 等重金屬,其地上干生物量中重金屬濃度達(dá)百分之幾[13 ] 。,建立國(guó)家長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。到目前為止,由國(guó)家、區(qū)域、國(guó)際組織或重大的國(guó)際合作項(xiàng)目支持的,監(jiān)測(cè)或監(jiān)測(cè)和研究環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)狀況的網(wǎng)絡(luò)共有90 多個(gè),其中已經(jīng)參加IL

36、TER 的國(guó)家長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)有21個(gè)。目前有10 個(gè)國(guó)家正在建立國(guó)家長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò),表示有興趣建立長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家有14個(gè),可見,建立國(guó)家長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)的重要性已經(jīng)被廣泛接受[14 ] 。,24 個(gè)試驗(yàn)站組成的美國(guó)長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)(LTER) 代表了森林、草地、農(nóng)田、湖泊、海岸、荒漠、極地凍原和城市等生態(tài)系統(tǒng),20 年中在生態(tài)學(xué)研究及生態(tài)系統(tǒng)管理方面都取得了一系列重要成就。美國(guó)NSF 最近決定在不同地區(qū)建立10 個(gè)國(guó)家生態(tài)觀

37、測(cè)站,組建國(guó)家生態(tài)觀測(cè)站網(wǎng)絡(luò)(National Ecological Observatory Network ,NEON) 。NEON 的每一個(gè)觀測(cè)站實(shí)際上是一個(gè)區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)綜合研究中心,其核心任務(wù)是針對(duì)所在地區(qū)的重要生態(tài)問題,從細(xì)胞、器官、個(gè)體、種群和群落等生物學(xué)層次,以及生態(tài)系統(tǒng)和景觀等生態(tài)學(xué)層次進(jìn)行包括了自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)在內(nèi)的跨學(xué)科綜合研究。,,英國(guó)環(huán)境變化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(ECN, Environmental Change

38、 Network (ECN)) 10 年中對(duì)環(huán)境和生物群落進(jìn)行長(zhǎng)期綜合觀測(cè),54 個(gè)監(jiān)測(cè)站中包括陸地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)站12 個(gè)、河流和湖泊觀測(cè)站42 個(gè)。觀測(cè)的指標(biāo)達(dá)260 多個(gè),涉及陸地生態(tài)系統(tǒng)的氣象、大氣化學(xué)、降水化學(xué)、地表徑流化學(xué)、土壤溶液化學(xué)、土壤質(zhì)地、植被、脊椎動(dòng)物、非脊椎動(dòng)物與土壤動(dòng)物等因子以及淡水生態(tài)系統(tǒng)的水特征、非脊椎動(dòng)物、水生植物、浮游動(dòng)物和浮游植物等。它的主要任務(wù)是(1) 在英國(guó)本土內(nèi)選定若干個(gè)有代表性的觀測(cè)站組成網(wǎng)絡(luò),

39、按標(biāo)準(zhǔn)化的方法對(duì)影響環(huán)境變化的一些重要因子進(jìn)行定期觀測(cè); (2) 對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合與分析,了解并確定造成環(huán)境變化的原因; (3) 建立一個(gè)學(xué)者們可以獲取的用于研究和預(yù)測(cè)環(huán)境變化的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫(kù)[14 ] 。,,美國(guó)生態(tài)恢復(fù)學(xué)會(huì)提出了被恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)的9 大特征,用于監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)是否恢復(fù)[15 ] 。這些特征既有無(wú)機(jī)環(huán)境方面的,也有生物方面的,有的可以實(shí)際測(cè)量,有的必須進(jìn)行間接評(píng)價(jià)。,,西方恢復(fù)生態(tài)學(xué)近年來(lái)研究進(jìn)展包括三個(gè)方面[5

40、 ] : (1) 退化生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累和動(dòng)態(tài),提出資源比率的變化最終可導(dǎo)致群落物種組成成分的變化,即資源比率決定生態(tài)系統(tǒng)的演替過程; (2) 外來(lái)物種對(duì)退化生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)對(duì)策; (3) 生態(tài)環(huán)境的非穩(wěn)定性機(jī)制。研究對(duì)象涉及森林、草地、灌叢、水體、公路建設(shè)環(huán)境、機(jī)場(chǎng)、采礦地、山地災(zāi)害地段等在大氣污染、重金屬污染、放牧等干擾體影響下的退化與自然恢復(fù),注重在理論與實(shí)踐研究相結(jié)合的基礎(chǔ)上對(duì)受損后的自然生態(tài)學(xué)過程及其恢復(fù)機(jī)制的研究。,,

41、自20 世紀(jì)90 年代初國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)會(huì)成立以來(lái),已舉行過20 屆恢復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)際大會(huì)。如第十二屆大會(huì)上設(shè)立了6 個(gè)專題,其中“方法與技術(shù)”專題集中在生態(tài)恢復(fù)的計(jì)劃與設(shè)計(jì)、生境重建、礦區(qū)恢復(fù)、土壤與營(yíng)養(yǎng)提高、管理與監(jiān)測(cè)、遙感、數(shù)據(jù)分析等方面;“生境與種類恢復(fù)”專題關(guān)心的是在何種情況、何種條件下生境和種的恢復(fù)可以成功,如何避免過去的失敗? 日本學(xué)者宮脅昭利用鄉(xiāng)土樹種進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)缽育苗,在短時(shí)間內(nèi)建立起適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻捻敿?jí)群落類型得到世界公認(rèn)。,,

42、國(guó)際上有影響的文摘刊物《CABS Current Advances inEcological & Environmental Sciences》1995 - 1997 年的統(tǒng)計(jì),有關(guān)土地利用與土壤恢復(fù)的文章最多,其次是有關(guān)森林恢復(fù)的,另外是有關(guān)草地、河流、湖泊和濕地恢復(fù)的論文,采礦廢棄地和特殊污染環(huán)境的生態(tài)恢復(fù)也占較大比例,其它還有關(guān)于石楠灌叢、荒漠、海岸以及城市等生態(tài)恢復(fù)方面的論文[3 ] 。,5. 2 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)

43、狀,“七五”、“八五”、“九五”期間,有關(guān)部門支持和資助了恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究。開展了“生態(tài)環(huán)境綜合整治”、“我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及提高生產(chǎn)力途徑的研究”、“熱帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)研究”、“建立北方草原草地退化原因、過程、防治途徑及優(yōu)化模式的研究”[ 1 ] 。,,建立了南方熱帶亞熱帶地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的理論體系,退化生態(tài)系統(tǒng)的承受力必須大于干擾強(qiáng)度是恢復(fù)的必要條件。從種的水平上證實(shí)植物多樣性的恢復(fù)與發(fā)展是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的關(guān)鍵

44、。利用人為的生態(tài)工程加速退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù),應(yīng)考慮外來(lái)種對(duì)群落的效應(yīng)。在南亞熱帶丘陵地區(qū),豆科混交林有利于土壤肥力的發(fā)育,可加速人工林向生態(tài)穩(wěn)定型的天然林過渡。但水熱季節(jié)分配失衡、產(chǎn)流降水量和地表徑流量大是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的限制因素。,利用群落演替和邊緣效應(yīng)原理研究森林片斷化的恢復(fù),邊緣群落隨時(shí)間發(fā)展為混交林群落,表現(xiàn)出正效應(yīng)。亞熱帶地區(qū)植被恢復(fù)的常用先鋒樹種馬尾松遺傳分化的主導(dǎo)選擇壓力構(gòu)成因子是溫度[13 ] 。金沙江干熱河谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)

45、退化序列表現(xiàn)為硬葉櫟類林- 稀樹灌木草叢- 灌木草叢- 草叢- 稀草菜坡- 光板地或裸巖,分別對(duì)應(yīng)于輕度、中度、重度、強(qiáng)度和極強(qiáng)度退化,恢復(fù)重建的關(guān)鍵在于土壤水分的改善,但每一類退化類型的恢復(fù)重建的途徑各有差異,如極強(qiáng)度退化的裸巖或光板地,應(yīng)采取徹底封禁的自然恢復(fù)途徑使禾草類植物自然生長(zhǎng)以形成草被覆蓋層[19 ] 。,近五年來(lái),國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在生命科學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科中篩選了若干優(yōu)先資助方向[20 ,21 ] ,如生態(tài)學(xué)與林學(xué)學(xué)

46、科中的“森林資源恢復(fù)與保護(hù)”,將“退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建”確立為生態(tài)學(xué)科學(xué)長(zhǎng)期項(xiàng)目資助領(lǐng)域。生命科學(xué)部計(jì)劃在生態(tài)學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)等3 個(gè)學(xué)科的“退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的生態(tài)學(xué)問題”和“森林恢復(fù)與天然林保護(hù)的基礎(chǔ)研究”等幾個(gè)領(lǐng)域試行長(zhǎng)期資助。,,對(duì)于這類項(xiàng)目,要求申請(qǐng)者提出6～9 年的整體設(shè)想,3 年研究的具體計(jì)劃。這在基金委的歷史上是前所未有的。同時(shí),還啟動(dòng)了重大科學(xué)研究計(jì)劃“中國(guó)西部環(huán)境和生態(tài)科學(xué)研究計(jì)劃”,其中優(yōu)先資助對(duì)“多重脅迫下典

47、型生態(tài)系統(tǒng)(特別是西南地區(qū)) 的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力”進(jìn)行探索[22 ] 。資助項(xiàng)目17 項(xiàng)[23 ] ,詳見表1。,,研究的生態(tài)系統(tǒng)更全面。從干旱、半干旱區(qū)到熱帶亞熱帶地區(qū)轉(zhuǎn)移,并開始注意西南巖溶地區(qū)。研究的重點(diǎn)發(fā)生了轉(zhuǎn)移。早期的工作主要是針對(duì)水土流失、風(fēng)蝕沙化、草場(chǎng)退化及鹽漬化對(duì)農(nóng)林牧業(yè)的危害,近期的研究工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到區(qū)域退化生態(tài)系統(tǒng)的形成機(jī)理、評(píng)價(jià)指標(biāo)及恢復(fù)重建上來(lái)。,,實(shí)行定點(diǎn)觀測(cè)。中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN)已運(yùn)行了包括16

48、個(gè)農(nóng)業(yè)站、7 個(gè)森林站、2 個(gè)草地站、2 個(gè)湖泊站、2 個(gè)海灣站在內(nèi)的29 個(gè)試驗(yàn)臺(tái)站,開展多年的連續(xù)定點(diǎn)觀測(cè),系統(tǒng)地研究退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中水、土、氣、生等因子的變化和機(jī)理。其長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是以地面網(wǎng)絡(luò)式觀測(cè)、試驗(yàn)為主,結(jié)合遙感、地理信息系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型等手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境狀況長(zhǎng)期、全面的監(jiān)測(cè)和研究,為改善我國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)管理狀況和生存環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)和示范樣板,進(jìn)而為我國(guó)的食物安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,并為發(fā)展生態(tài)學(xué)做出積極

49、貢獻(xiàn)。,,它的任務(wù)是(1)監(jiān)測(cè),即按統(tǒng)一規(guī)程對(duì)我國(guó)主要類型農(nóng)田、森林、草地、湖泊和海灣生態(tài)系統(tǒng)的重要生態(tài)過程及水分、土壤、大氣、生物等因子進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè); (2) 研究,即全面、深入地研究我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)特征及管理的途徑和方法; (3) 示范,即為各站所在的地區(qū)提供高產(chǎn)、高效和可持續(xù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化經(jīng)營(yíng)示范樣板; (4) 為政府決策提供科學(xué)依據(jù),即利用自己的研究成果,為政府在資源環(huán)境方面的決策提供科學(xué)依據(jù); (5)

50、 積極參與國(guó)際合作,為認(rèn)識(shí)并進(jìn)而解決全球性重大資源、環(huán)境問題做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)[14 ,24 ] 。,,當(dāng)前CERN 科學(xué)研究的主要目標(biāo)為: (1) 通過對(duì)我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),揭示其不同時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境要素的變化規(guī)律及其動(dòng)因; (2) 建立我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和健康診斷指標(biāo)體系; (3) 闡明我國(guó)主要類型生態(tài)系統(tǒng)的功能特征和C、N、P、H2O 等生物地球化學(xué)循環(huán)的基本規(guī)律;闡明全球變化對(duì)我

51、國(guó)主要類型生態(tài),,,6 　恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的一些問題與發(fā)展方向,,,恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)大多借鑒其它學(xué)科,缺乏真正屬于自己的學(xué)科理論體系,需要通過大量的生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐,總結(jié)、提煉出本學(xué)科的基礎(chǔ)理論。目前的生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐雖然涉及多種生態(tài)系統(tǒng),但都是建立在有土壤的基礎(chǔ)上。對(duì)于缺少土壤的裸露巖石如何恢復(fù)生態(tài),論及的極少[10 ] 。而這實(shí)際上是一個(gè)全球性的生態(tài)問題,例如石漠化治理,也是生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐的難點(diǎn)。,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建,應(yīng)解決新的生態(tài)系統(tǒng)與周

52、圍環(huán)境相洽的問題。因此“, 相洽性”是決定生態(tài)恢復(fù)重建目標(biāo)選擇的關(guān)鍵,涉及如下問題:恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)特別是大尺度生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是可天然維持的系統(tǒng),而不是人工支持系統(tǒng);恢復(fù)重建的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),其存在應(yīng)當(dāng)無(wú)礙于周圍生態(tài)系統(tǒng)的功能,且最好能補(bǔ)充、完善和強(qiáng)化之;不同空間尺度的相洽性。目前生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建主要是作為典型研究與試驗(yàn)、示范,如何進(jìn)行面上推廣?,,生態(tài)恢復(fù)面臨著“如何駕馭生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展方向,以便恢復(fù)其所有構(gòu)造與功能,使所有物

53、種找到各自的生境”的挑戰(zhàn),現(xiàn)有的知識(shí)還不足以解決“最終的生態(tài)系統(tǒng)保留多少種物種進(jìn)入自己的群落中”這樣的問題[13 ] 。對(duì)恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)是解決這些問題的有效手段和方法,但目前還缺乏具有可操作性的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)指標(biāo)[15 ] 。,,土壤凈化的植物修補(bǔ)技術(shù)(phytoremediation) 雖然已甄別出400 余種與Zn、Ni 、Cd、Pb、Cu、Co 有關(guān)的超積累植物(hyperaccumulator) ,但這些植物的生物生長(zhǎng)

54、量與生長(zhǎng)速率低,凈化的深度一般限于根圍,因此提高超富集植物的生長(zhǎng)速率、生物生長(zhǎng)量以及凈化深度是未來(lái)的研究方向[13 ] 。,,恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究以定性和半定量研究為主,缺少系統(tǒng)的、連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的定量研究,因而不能很好揭示系統(tǒng)退化的本質(zhì)規(guī)律,進(jìn)而影響系統(tǒng)恢復(fù)的程度和速度的確定,以及恢復(fù)效果的評(píng)價(jià)和管理技術(shù)的選擇。,相關(guān)網(wǎng)站：,書2007.Lawrence R. Walker, Joe Walker, Richard J. Hobbs. L

55、inking Restoration and Ecological Succession.http://www.ebookee.net/Linking-Restoration-and-Ecological-Succession-Springer-Series-on-Environmental-Management-_346220.html2006. Jelte van Andel and James Aronson. Restora

56、tion ecology :The new frontier.http://www.ebookee.net/Restoration-Ecology-The-New-Frontier_368624.html2006. Donald Falk, Margaret Palmer, Joy Zedler, Foundations of restoration .http://www.islandpress.com/bo

57、okstore/details.php?isbn=97815972601762004.Vicky M. Temperton, Richard J. Hobbs, Tim Nuttle, Stefan Halle, Assembly Rules and Restoration Ecology: Bridging the Gap Between Theory and Practice http://www.ebookee.net/Ass

58、embly-Rules-and-Restoration-Ecology-Bridging-the-Gap-Between-Theory-and-Practice_246760.html2003. David lamb and Don Gilamour. Rehibitiaon and restoraion of degraded forestshttp://data.iucn.org/dbtw-wpd/edocs/FR-IS-00