新疆大学：《恢复生态学》课程授课教案（讲义，共十章）.doc_大学文库

《恢复生态学》授课教案一一绪论章节 1绪论教学内容问题切入：。人卷对白状生态系统的王状与被坏导致捕站成少。水十流失荒漠化、环境污染等问题日益严重，自然生态系统全面退化， ·能否恢复(restoration)与重建(rehabilitation)己退化的生态系统，是社会能否可持续发展的关键问题。 ·恢复生态学学科理论体系。生态恢复技术与方法 1.1恢复生态学的定义 (1)强调恢复到干扰前的理想状态 ·美国自然资源委员会：使一个生态系统恢复到较接近其受干扰前的状态即为生态恢复。（很难达到） (2)强调其应用生态学过程 ·彭少麟研究生态系统退化的过程与原因、退化生态系多恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。 (3)强调生态整合性恢复 ·国际恢复生态学学会：生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程是维持升天系统健康及更新的过程：是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学最终定义)。定义比 ·相同点：研究退化或受损生态系统的恢复或重建，是关于生态梅复的一门科受，干应用生态学的一个分古 ·不同点：具有主观特征，在研究中的过程和目标有恢复生态学：研究生态系统退化的过程原因、退化生态系统复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。 1.2恢复生态学的形成与发展 1.2.1恢复生态学早期阶段(19世纪末20世纪70年代) ·100年前：自然资源管理 ·20世纪30年代：草场恢复 ·20世纪50-70年代：矿山、水土流失、水体恢复 ·20世纪70年代：热带雨林。195年：“受损生态系统的恢复国际研讨会（美国），首次探讨了受损生态系统恢复的机与方法 12.2恢复生态学建立阶段(20世纪80年代) ·1980年：著作《受损生态系统的恢复过程》 ·1984年：召开了恢复生态学研讨会（美国威斯康星大学）强调了恢复生态学中理论与实践的统一1985年：Abr和 ordan提出了恢复生态学的术语：国际恢复生态学会成立

《恢复生态学》授课教案——绪论 1 章节 1 绪论教学内容问题切入：  人类对自然生态系统的干扰与破坏导致植被减少、水土流失、荒漠化、环境污染等问题日益严重，自然生态系统全面退化。  能否恢复（restoration）与重建（rehabilitation）已退化的生态系统，是社会能否可持续发展的关键问题。  恢复生态学学科理论体系  生态恢复技术与方法 1.1 恢复生态学的定义（1）强调恢复到干扰前的理想状态  美国自然资源委员会：使一个生态系统恢复到较接近其受干扰前的状态即为生态恢复。（很难达到）（2）强调其应用生态学过程  彭少麟：研究生态系统退化的过程与原因、退化生态系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。（3）强调生态整合性恢复  国际恢复生态学学会：生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程；是维持升天系统健康及更新的过程；是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学（最终定义）。定义比较  相同点：研究退化或受损生态系统的恢复或重建，是关于生态恢复的一门科学，属于应用生态学的一个分支。  不同点：具有主观特征，在研究中的过程和目标有差异。恢复生态学：研究生态系统退化的过程与原因、退化生态系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。 1.2 恢复生态学的形成与发展 1.2.1 恢复生态学早期阶段（19 世纪末 20 世纪 70 年代）  100 年前：自然资源管理  20 世纪 30 年代：草场恢复  20 世纪 50-70 年代：矿山、水土流失、水体恢复  20 世纪 70 年代：热带雨林  1975 年：“受损生态系统的恢复”国际研讨会（美国），首次探讨了受损生态系统恢复的机理与方法 1.2.2 恢复生态学建立阶段（20 世纪 80 年代）  1980 年：著作《受损生态系统的恢复过程》  1984 年：召开了恢复生态学研讨会（美国威斯康星大学），强调了恢复生态学中理论与实践的统一 1985 年：Aber 和 Jordan 提出了恢复生态学的术语；国际恢复生态学会成立

《恢复生态学》授课教案一—绪论 1.2.3恢复生态学的发展阶段(20世纪90年代至今) ·1996年：第一届世界恢复生态学大会（瑞士），强调恢复生态学在生态学中的地位，恢复技术与生态学的连结，恢复过程中经济与社会内容的重要性，随后每年召开一次国际研讨会。 ·世界各发表大量的论文。 124恢复生态学的发据挡势 (3)强调以生态系统为基点，在景观尺度上来表达。 (4)强调生态恢复的设计。 (5)强调生态系统边缘在生态恢复过程中的作用。 (6)强调生态恢复在全球变化中的意义。 1.2.5我国恢复生态学的发展概况 ·1959年：余作岳等人在广东开展热带沿海台地退化生态系统的植被恢复技术与机理研究。 ·20世纪60年代：仲崇信等人开展沿海滩涂种植大米草摇制河岸带得中研究 20世纪80年代：中科院兰州沙漠所开展沙漠治理与固研究：中科院水保所开展黄土高原水土流失区的治理与综利用：中科院水生所开展湖泊生态系统恢复研究：中科院西北高生所开展高寒退化草甸生态系统的恢复与重建研究：中科院成都生物所开展岷江上游植被恢复研究：中科院南京士壤所开展红壤恢复与综合利用研究：广西科学院和中山大学开展红树林恢复重建研究：中科院植物所（内蒙古草原站开展不同退化程度羊草草原恢复研究。 ·20世纪90年代：东北林业大学开展黑龙江退化森林生态系统的恢复与重建研究：中国林业科学院开展海南热带林地的植被恢复研究：中国环科院、中山大学、中国矿业大学开展废弃矿地和垃圾场的恢复对策研究 ·20世纪90年代中期以来：多部专著出版 ·近年来，国家自然科学基金季员会在生命科学、地理学等学科中筛选了若干优先资助方向，将“退化生态系统恢复与重建确立为生态学科学长期项目盗助领域.启动了重大科学研究计划中国西部不境和生态科学研究计划其中优先资助对“多重胁迫下典型生态系统（特别是西南地区）稳定性和恢复能力”进行探索。 1.3恢复生态学的综合性与应用特征 1.3.1恢复生态学的的综合性 ·多学科的综合 ·学科的自然属性（没有政治边界》 1.3.2恢复生态学的社会实践性 ①需要提高生态系统的功能以增加作物产量满足人类自身

《恢复生态学》授课教案——绪论 2 1.2.3 恢复生态学的发展阶段（20 世纪 90 年代至今）  1996 年：第一届世界恢复生态学大会（瑞士），强调恢复生态学在生态学中的地位，恢复技术与生态学的连结，恢复过程中经济与社会内容的重要性，随后每年召开一次国际研讨会。  世界各发表大量的论文。 1.2.4 恢复生态学的发展趋势（1）强调自然恢复与社会、人文的耦合。（2）强调无论是在地域上还是在理论上都要跨越边界。（3）强调以生态系统为基点，在景观尺度上来表达。（4）强调生态恢复的设计。（5）强调生态系统边缘在生态恢复过程中的作用。（6）强调生态恢复在全球变化中的意义。 1.2.5 我国恢复生态学的发展概况  1959 年：余作岳等人在广东开展热带沿海台地退化生态系统的植被恢复技术与机理研究。  20 世纪 60 年代：仲崇信等人开展沿海滩涂种植大米草控制河岸带侵蚀研究。  20 世纪 80 年代：中科院兰州沙漠所开展沙漠治理与固沙研究；中科院水保所开展黄土高原水土流失区的治理与综合利用；中科院水生所开展湖泊生态系统恢复研究；中科院西北高生所开展高寒退化草甸生态系统的恢复与重建研究；中科院成都生物所开展岷江上游植被恢复研究；中科院南京土壤所开展红壤恢复与综合利用研究；广西科学院和中山大学开展红树林恢复重建研究；中科院植物所（内蒙古草原站）开展不同退化程度羊草草原恢复研究。  20 世纪 90 年代：东北林业大学开展黑龙江退化森林生态系统的恢复与重建研究；中国林业科学院开展海南热带林地的植被恢复研究；中国环科院、中山大学、中国矿业大学开展废弃矿地和垃圾场的恢复对策研究。  20 世纪 90 年代中期以来：多部专著出版。  近年来，国家自然科学基金委员会在生命科学、地理学等学科中筛选了若干优先资助方向，将“退化生态系统恢复与重建”确立为生态学科学长期项目资助领域；启动了重大科学研究计划“中国西部环境和生态科学研究计划”，其中优先资助对“多重胁迫下典型生态系统（特别是西南地区）稳定性和恢复能力”进行探索。 1.3 恢复生态学的综合性与应用特征 1.3.1 恢复生态学的的综合性  多学科交叉与综合  学科的自然属性（没有政治边界） 1.3.2 恢复生态学的社会实践性 ①需要提高生态系统的功能以增加作物产量满足人类自身

《恢复生态学》授课教案一一生态系统的退化及其机制章节 2生态系统的退化及其机制教学内容2.1生态系统退化的现状 211陆地生态系统退化的现状全球森林道破坏以及不能种植农作物的土地面形的生活受到影响。 (1)裸地：又称光板地，环境条件极端，分为原生裸地（自然干扰形成)和次生裸地（认为干扰形成） (2)森林采伐迹地：人为干扰造成，其退化状态因采伐的强度和频度而异。 (3)弃耕地：人为干扰形成，退化状态因弃耕时间而定。 (4)荒漠化地：自然或人为干扰形成。 (5)矿山废弃地：指被采矿活动破坏的、未经治理而无使用的土地，包括四类 ,废石堆废弃地 :②开采坑废弃地 ③尾矿废弃地：④采石矿废弃地。 (6)垃圾堆放场：又称垃圾填埋场，是人为干扰形成的堆积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。 2.12水生、湿地生态系统退化的现状举例：越南湄公河：世界最大湿地巴西潘塔纳尔保护区；云南滇池：填海田：海南红树林 2.2生态系统退化的原因 2.2.1植被的破坏与减少：由于人们大量使用木材，特别是用于造纸和饲养牲畜，以及森林大火等原因，世界原始森林有23已消失。 (自然植被在维持生态系统平衡中有极为重要意义) 222侵蚀侵蚀是指士壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。它是导致生态环境恶化的最严重问题，联合国粮农组织将其列为世界土地退化的首要问题。 2.2.3荒漠化：荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因可由自然于扮要原因。 2.2.4石漠化：石质化（石漠化）退化是指自然干扰或人为干扰或二者同时干扰下，使原来土壤连续覆盖的土地上，植被遭破坏土壤严重流失造成大片基岩裸露的一种土地退化过程，是该区域土壤退化的最后阶段。 2.2.5土壤贫瘠化：土壤贫瘠化退化是土壤肥力减退的退化方式主要原因是水土流失（主要原因）、土地过度利用和不合理利用。 2.2.6污染：污染物质主要来源于工业和城市的废物（废水、固体废弃物、废气)、农药和化肥，以及放射性物质等。未经处理的“ 废”不但恶化了环境，也造成了严重的土地污染、水域的污染和

《恢复生态学》授课教案——生态系统的退化及其机制 4 章节 2 生态系统的退化及其机制教学内容 2.1 生态系统退化的现状 2.1.1 陆地生态系统退化的现状联合国粮农组织（FAO）日前公布的一份调查结果显示，1981 年到 2003 年间，全球森林遭破坏以及不能种植农作物的土地面积达到约 3506km2，相当于地表面积的 24%，全球有超过 15 亿人的生活受到影响。（1）裸地：又称光板地，环境条件极端，分为原生裸地（自然干扰形成）和次生裸地（认为干扰形成）。（2）森林采伐迹地：人为干扰造成，其退化状态因采伐的强度和频度而异。（3）弃耕地：人为干扰形成，退化状态因弃耕时间而定。（4）荒漠化地：自然或人为干扰形成。（5）矿山废弃地：指被采矿活动破坏的、未经治理而无法使用的土地，包括四类：①废石堆废弃地；②开采坑废弃地； ③尾矿废弃地；④采石矿废弃地。（6）垃圾堆放场：又称垃圾填埋场，是人为干扰形成的堆积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。 2.1.2 水生、湿地生态系统退化的现状举例：越南湄公河；世界最大湿地巴西潘塔纳尔保护区；云南滇池；填海造田；海南红树林。 2.2 生态系统退化的原因 2.2.1 植被的破坏与减少：由于人们大量使用木材，特别是用于造纸和饲养牲畜，以及森林大火等原因，世界原始森林有 2/3 已消失。（自然植被在维持生态系统平衡中有极为重要意义） 2.2.2 侵蚀：土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。它是导致生态环境恶化的最严重问题，联合国粮农组织将其列为世界土地退化的首要问题。 2.2.3 荒漠化：荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化。可由自然干扰或人为干扰而形成。植被破坏后严重的水土流失是引起沙化的重要原因。 2.2.4 石漠化：石质化（石漠化）退化是指自然干扰或人为干扰，或二者同时干扰下，使原来土壤连续覆盖的土地上，植被遭破坏、土壤严重流失造成大片基岩裸露的一种土地退化过程，是该区域土壤退化的最后阶段。 2.2.5 土壤贫瘠化：土壤贫瘠化退化是土壤肥力减退的退化方式。主要原因是水土流失（主要原因）、土地过度利用和不合理利用。 2.2.6 污染：污染物质主要来源于工业和城市的废物（废水、固体废弃物、废气）、农药和化肥，以及放射性物质等。未经处理的 “三废”不但恶化了环境，也造成了严重的土地污染、水域的污染和

《恢复生态学》授课教案一一3生态恢复的基础理论章节 3生态恢复的基础理论教学内容3.1生态恢复的的基本要素 3.1.1与物质相关的生态学原理的应用 (1)主导生态因子：影响退化生态系统恢复和重建进程的首先是主导生态因土壤 (2)元素的生理生态原理：耐受定律和最小量定律。（先锋种的选择) 3.1,2与能量有关的生态学原理的应用 1)食物网原理对退化生态系统的重建和综合利用非常有效 2)食物网构建技术（植物配置，食物链（网）构建) 举例：广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统 3.1.3与空间有关的生态学原理的应用 (1)种群密度制约：有助于确定在退化生态系统重建时采用的种植密度及林分改造时怎样合理间（2 种群的空间分布格局：大部分为均匀分布格局，集群分布格局也会有利于种群的发展。 (3)生态位原理 ①利用牛态位原理物建地上多层次结检 ②利用生态位原理构建地下多层次结构 ③利用生态位原理构建群落多物种结构 3.1.4与时间有关的生态学原理的应用生态系统演替理论：是指导退化生态系统重建的重要基础理 3.1.5与生物多样性有关的生态学原理的应用 (1)多样性导致稳定性：网状植物链结构的增加，使生态系统更趋向稳定。 (2)植物多样性是生态系统生物多样性的基础 ①为生物多样性提供多样的食物 ②为生物多样性提供多样的微生境 (3)生物多样性结构调控： ①恢复乡种的生物多样性遗传：适应当地的温度、土壤类型以及具有抗干扰品质的品种物种：选择阳性、中性或耐阴种类并合理搭配，考虑物种与生态的复杂关系（环境变化、种群遗传、影响因素、生态生物特性生境生态系统：恢复生态系统的结构和功能 ②恢复项目的管理和评估管理：生物控制：建立共生关系以及生态系统演替过程中的物种替代问题评估：与自然生态系统相对照，从各组织水平评估

《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 6 章节 3 生态恢复的基础理论教学内容 3.1 生态恢复的的基本要素 3.1.1 与物质相关的生态学原理的应用（1）主导生态因子：影响退化生态系统恢复和重建进程的首先是主导生态因子。（水、土壤）（2）元素的生理生态原理：耐受定律和最小量定律。（先锋种的选择） 3.1.2 与能量有关的生态学原理的应用（1）食物网原理对退化生态系统的重建和综合利用非常有效。（2）食物网构建技术（植物配置，食物链（网）构建）举例：广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统 3.1.3 与空间有关的生态学原理的应用（1）种群密度制约：有助于确定在退化生态系统重建时采用的种植密度，以及林分改造时怎样合理间伐。（2）种群的空间分布格局：大部分为均匀分布格局，集群分布格局也会有利于种群的发展。（3）生态位原理 ①利用生态位原理构建地上多层次结构 ②利用生态位原理构建地下多层次结构 ③利用生态位原理构建群落多物种结构 3.1.4 与时间有关的生态学原理的应用生态系统演替理论：是指导退化生态系统重建的重要基础理论。 3.1.5 与生物多样性有关的生态学原理的应用（1）多样性导致稳定性：网状植物链结构的增加，使生态系统更趋向稳定。（2）植物多样性是生态系统生物多样性的基础 ①为生物多样性提供多样的食物 ②为生物多样性提供多样的微生境（3）生物多样性结构调控： ①恢复乡土种的生物多样性遗传：适应当地的温度、土壤类型以及具有抗干扰品质的品种物种：选择阳性、中性或耐阴种类并合理搭配，考虑物种与生态的复杂关系（环境变化、种群遗传、影响因素、生态生物特性、足够生境）生态系统：恢复生态系统的结构和功能 ②恢复项目的管理和评估管理：生物控制；建立共生关系以及生态系统演替过程中的物种替代问题评估：与自然生态系统相对照，从各组织水平评估

《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 7 兼顾生境损失、破碎化和退化对生态系统的影响 ③外来种 3.2 生态系统演替理论 3.2.1 演替过程与演替阶段演替：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所依次取代的过程。先锋群落→顶级群落 3.2.2 顺行演替与逆行演替（1）顺行演替：群落的演替是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落，沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程。（2）逆行演替：由顶级群落向先锋群落的退化演变。 3.2.3 原生演替与次生演替（1）原生演替：从原生裸地开始的群落演替。（水生演替；旱生演替）次生演替：发生在次生裸地上的群落演替。（2）次生演替 3.2.4 演替的主要学说（1）单元顶级学说 ①植物群落演替可以分为原生演替和次生演替两类，每类又可分为旱生与水生以及更细的类型。 ②演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、发展、稳定 6 个阶段，最后达到和该地区气候条件最协调、最平衡状态的植被，即演替的顶级群落。 ③顶级群落如遭破坏，演替又会按上述 6 个阶段重新发展再次恢复。 ④在同一气候区内，无论演替初期条件是如何的不同，植被的响应总是趋向于向减轻极端情况的方向发展，从而使得生境适合于更多的植物生长。 ⑤同一气候区内，也会出现因地形、土壤或人为等因素决定的稳定群落，有前顶级、亚顶级、后顶级或歧顶级等。 ⑥演替的方向是由植物改变生境的影响而决定的，只可能前进，不可能后退。（2）多元顶级群落理论 ①虽然演替的会聚是一个重要现象，但这种会聚是部分的和不完全的。 ②由于演替的不完全会聚，在某一地区不同生境中产生一些不同的稳定群落或顶级群落。 ③在这些群落中，有一种群落分布得最广，并且最直接地表征气候特征，这即为气候顶级，但是，这并不需要假设该地区的其他稳定群落都一定要发展成气候顶级。 ④稳定性以及区域优势或气候代表性是分别考虑的

《恢复生态学》授课教案一一3生态恢复的基础理论稳定性规定了顶级群落，但在一个地区的几个稳定群落中，气候顶级群落同时也是区域占优势的一种群落 ⑤由于承认个地区存在着些或多或少同样稳定的群落，因此，这种解释可以称为多元顶级学说。 (3)项级配置假说 ①一个景观中的环境构成一个环境梯度的复杂配置或者环境变化方向的复合梯度，它包括许多单个因素的梯度 ②在景观配置的每点，群落都向个顶级群落发展因为群落和环境在生态系统中的功能联系非常密切，因此，演替群落和顶级群落的特征都取决于那一点的实际环境因子，而不取决于抽象的区域气候。顶级群落被解释为适应自己特殊环境或生境特征的稳定状态群落。环境的差异（地形位置的不同或母质的显著异等)通常意味着顶级群落的组成不同。 ③沿着连续的环境梯度，环境的差异常常意味着不同的位置交织着连续变化的顶级群落。顶级群落配置将与景观环境梯度的复合配置相一致。植物种在顶级群落配置中有个独特的种群散步中心，这也可以解为复杂的种群连续。 ④在顶级群落类型中，通常有一个种群类型是景观中分布最广的，这种区域类型可以叫做景观的优势顶级群落忍耐、促进和抑制机理 (6)适应对策演替理论 ①对策种，适应于临时性资源丰富的环境。 ②C对策种，生存于资源一直处于丰富状态下的生境中，竞争力强，称为竞争种。 ③S对策种 ,适用于资源贫瘠的生境，忍耐恶劣环境的能力强，也叫做耐胁迫种。 (7)资源比率理论 (8)等级演替理论第一个层次是演替的一般性原因，即裸地的可利用性物种对裸地利用能力的差异，物种对不同裸地的适应能力二个层次是以上的基本原因分解为不同的生态过程，比如裸地可利用性决定于干扰的频率和程度，种对裸地的利用能力决定于种繁殖体的生产力，传播能力，萌发和生长能力等第三个层次是最详细的机制水平，包括立地种的因着和行为及其相互作用，这些相互作用是演替的本质。 3.3生态系统的脆弱性理论 3.3.1脆弱性的概念

《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 8 稳定性规定了顶级群落，但在一个地区的几个稳定群落中，气候顶级群落同时也是区域占优势的一种群落。 ⑤由于承认一个地区存在着一些或多或少同样稳定的群落，因此，这种解释可以称为多元顶级学说。（3）顶级配置假说 ①一个景观中的环境构成一个环境梯度的复杂配置或者环境变化方向的复合梯度，它包括许多单个因素的梯度。 ②在景观配置的每一点，群落都向一个顶级群落发展。因为群落和环境在生态系统中的功能联系非常密切，因此，演替群落和顶级群落的特征都取决于那一点的实际环境因子，而不取决于抽象的区域气候。顶级群落被解释为适应自己特殊环境或生境特征的稳定状态群落。环境的差异（地形位置的不同或母质的显著差异等）通常意味着顶级群落的组成不同。 ③沿着连续的环境梯度，环境的差异常常意味着不同的位置交织着连续变化的顶级群落。顶级群落配置将与景观环境梯度的复合配置相一致。植物种在顶级群落配置中有一个独特的种群散步中心，这也可以解释为复杂的种群连续。 ④在顶级群落类型中，通常有一个种群类型是景观中分布最广的，这种区域类型可以叫做景观的优势顶级群落。（4）初始植物区系学说（5）忍耐、促进和抑制机理（6）适应对策演替理论 ①R 对策种，适应于临时性资源丰富的环境。 ②C 对策种，生存于资源一直处于丰富状态下的生境中，竞争力强，称为竞争种。 ③S 对策种，适用于资源贫瘠的生境，忍耐恶劣环境的能力强，也叫做耐胁迫种。（7）资源比率理论（8）等级演替理论第一个层次是演替的一般性原因，即裸地的可利用性，物种对裸地利用能力的差异，物种对不同裸地的适应能力。第二个层次是以上的基本原因分解为不同的生态过程，比如裸地可利用性决定于干扰的频率和程度，种对裸地的利用能力决定于种繁殖体的生产力，传播能力，萌发和生长能力等。第三个层次是最详细的机制水平，包括立地种的因素和行为及其相互作用，这些相互作用是演替的本质。 3.3 生态系统的脆弱性理论 3.3.1 脆弱性的概念