我国流域生态系统退化研究进展_李春艳

我国流域生态系统退化研究进展

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李春艳,

　邓玉林

＊＊

(四川农业大学林学园艺学院,四川雅安;成都格林普洛环境生态研究所,成都)

摘要流域生态系统是尺度较大且更为综合的生态系统类型,具有由自然、社会与经济

多组分耦合的复杂性,同时又因其特殊的发育条件与演化进程,受到人为强烈而长期的干扰。因此,近年来,基于流域生态系统功能评估的研究倍受我国学者的关注,尤其是从不同时间和空间尺度对不同类型流域生态系统的退化进行了广泛探索,为流域生态系统的综合管理奠定了有力的理论基础。本文从流域生态系统退化的基本理论和研究方法入手,总结了我国近年来有关流域生态系统退化发生演化机制、退化诊断与分类体系、退化综合评价、监测和预警等方面的研究成果,并藉此提出了该领域今后研究的重点和方向,以期完善流域生态系统退化研究的理论体系和流域综合管理的技术体系。关键词流域生态系统;生态退化;演化机制;综合评价;监测预警

中图分类号X .　文献标识码A 文章编号-()--D e g r a d a t i o no f w a t e r s h e d e c o s y s t e m s i nC h i n a :A r e v i e w .L I C h u n -y a n ,,D E N GY u -l i n (C o l l e g e o f F o r e s t r y a n d H o r t i c u l t u r e ,S i c h u a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,Y a 'a n ,S i c h u a n ,C h i n a ;C h e n g d u I n s t i t u t e o f G r e e n P r o E c o -H i g h t e c h ,C h e n g d u ,C h i n a ).C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ,,():-.A b s t r a c t :W a t e r s h e d e c o s y s t e m i s a m a c r o -s c a l e a n d i n t e g r a t e d u n i t w i t h t h e c o m p l e x i t y i n c o u -p l i n g o f n a t u r a l ,s o c i a l ,a n de c o n o m i c f a c t o r s .O w i n g t o i t s s p e c i a l d e v e l o p m e n t c o n d i t i o n a n d e v o l u t i o n p r o c e s s ,w a t e r s h e d e c o s y s t e mi s i n t e n s i v e l y a n d c h r o n i c a l l y i n t e r f e r e d b y h u m a n a c t i v i -t i e s .I n r e c e n t y e a r s ,t h e f u n c t i o n a l a s s e s s m e n t o f w a t e r s h e d e c o s y s t e mh a s b e e n p a i d m o r e a t t e n -t i o n s b y r e s e a r c h e r s ,a n d e s p e c i a l l y ,t h e d e g r a d a t i o n o f d i f f e r e n t t y p e w a t e r s h e de c o s y s t e m s h a s b e e n w i d e l y s t u d i e d a t v a r i o u s t e m p o r a l a n d s p a t i a l s c a l e s ,g i v i n g a s o u n d b a s i s f o r t h e i n t e g r a t e d m a n a g e m e n t o f w a t e r s h e d e c o s y s t e m s i n C h i n a .T h i s p a p e r s u m m a r i z e d t h e r e s e a r c h p r o g r e s s o n t h e d e g r a d a t i o no f w a t e r s h e de c o s y s t e m s i nC h i n a ,i n c l u d i n ge v o l u t i o nm e c h a n i s m ,d i a g n o s i s ,c l a s s i f i c a t i o n ,i n t e g r a t e d a s s e s s m e n t ,a n d m o n i t o r i n g a n d e a r l y -w a r n i n g ,a n d a n a l y z e d t h e f o c u s e s a n d d i r e c t i o n s o f f u r t h e r s t u d i e s .K e yw o r d s :w a t e r s h e de c o s y s t e m ;e c o l o g i c a l d e g r a d a t i o n ;e v o l u t i o n m e c h a n i s m ;i n t e g r a t e d a s s e s s m e n t ;m o n i t o r i n g a n d e a r l y -w a r n i n g .

＊四川省科学技术厅年四川省科技计划资助项目(G H )。＊＊通讯作者E -m a i l :y u l i n d e n g @.c o m 收稿日期:--接受日期:--

流域(w a t e r s h e d )指汇集和补给一条河流及其支流的地表水和地下水全部来源区,即地表水与地下水分水脊线所包围的集水区域(中国农业百科全

书总编辑委员会水利卷编辑委员会和中国农业百科全书编辑部,

)。而流域生态系统是指流域辖

区内由社会经济系统和自然环境系统组成的具有整体功能的复合生态系统。作为一种特殊的生态系统

类型,它以丰富的水土资源养育着人类,支撑着社会

经济的发展。然而,随着流域人口的剧增和流域经济的快速发展,社会经济系统对自然资源的需求量和污染物的排放量大增,使流域自然生态系统遭到史无前例的破坏,环境污染和资源短缺的问题日益

严重,与之相随的是自然生态系统的急剧退化,如水环境恶化、水土流失、植被破坏、生物多样性丧失、旱涝灾害频发等。这些问题已严重影响到流域生态系统的可持续经营。因此,流域生态系统及其综合管理正在成为全球区域环境变化研究的热点(徐辉和张大伟,

)。本文从流域生态系统退化的基本

理论和研究方法入手,总结国内近年来有关流域生

生态学杂志C h i n e s eJ o u r n a l o f E c o l o g y ,():-

:./.-..

态系统退化发生演化机制、退化诊断与分类体系、退化综合评价、监测和预警等方面的研究成果,并籍此分析该领域今后研究的重点和方向,以期完善流域生态系统退化研究的理论体系和流域综合管理的技术体系。

研究理论与方法的探索

世纪年代后期以来,生态系统退化作为区域可持续发展的重要研究内容,得到了国际社会的广泛关注(刘国华等,)。尽管众多学者已在不同尺度流域和流域不同层次的研究上取得了重要成绩,但由于流域生态系统的综合性、区域性、社会性和复杂性,加之研究时间较短,完整的理论体系的建立至今仍处于探索和发展阶段(尚宗波和高琼, )。

.　基本理论的建立

生态系统退化的基本理论包括从问题提出到机理分析,从退化表征识别到受损系统管理多方面内容。近年来,众多学者从多层面探讨了生态系统退化的研究理论,引入了景观生态学理论及生态水文学理论,特别是针对退化机理的研究,无论从驱动力因素构成,还是从生态力学角度都取得了重要进展。

章家恩和徐琪(b)认为,生态系统退化的研究对象应以退化生态系统、脆弱生态环境为主体,以退化形成机制、受损过程及演化规律为内容,继而建立从基本理论、发生演化机制到综合诊断、评价、监测等系统的研究体系。同时,提出自然因素和人为活动干扰是生态系统退化的大驱动力。其中,区域地质地貌、气候和水文等的异常变化是生态系统不稳定性和退化的自然成因。人口增长、农业活动、工业与城市化活动、政治与战争、贫困、文化与旅游等人为因素往往叠加于自然因子之上,对生态退化起着加速和主导的作用,而且其影响是多方面的、深远的和不确定的。另外,从生态力学角度分析,认为生态系统是一个具有三维空间的物质实体,且具有一定的生态质量和生态惯性,当生态系统遭受到自然和人为干扰的合力大于生态系统的内在生态阻抗力时,生态系统势必发生运动或“位移”,提出以生态质量指数、自然干扰指数、人类活动强度指数和生态退化潜势指数等指标,定量描述区域生态系统退化的潜势。

包维楷和陈庆恒(a)根据生态系统所承受的干扰体差异以及退化程度、退化速度、退化过程的差异把退化过程归纳为突变过程、渐变过程、跃变过程、间断不连续过程及其复合退化过程种类型,并对每类退化过程的引发条件、特征以及结果进行了描述。李长安等()则对长江流域的生态环境系统演变与调控进行了研究,主张用地球系统科学的思想为指导,从流域整体演化角度着手,广泛收集各种资料,采取最先进的技术方法,强调点、线、面调查结合,定性与定量分析结合,自然演化系统与社会行为系统的结合等,开展对流域的生态环境演变过程、退化机理进行系统研究,并优化调控流域生态系统。熊小刚等()就平衡与非平衡生态学在锡林河流域典型在草原放牧系统中的应用展开了讨论。研究表明,平衡生态学原理只适用退化不太严重的典型草原放牧系统,对于严重退化的放牧系统,其演化动态遵循非平衡生态学原理。

流域生态系统是以流域的地理特征划分的,是宏观生态学(m a c r o s c o p i c e c o l o g y)研究的一个新领域,研究中需要大量借助于宏观生态学(景观生态学、区域生态学和全球生态学)的研究方法(尚宗波和高琼)。流域景观是一个等级斑块系统,河流有其自身结构,包括深槽、浅滩、支流和牛轭湖等,这种异质性的空间格局就构成了独特的河流景观,而且河流景观斑块组成随着水文情势的变化呈现动态性特征。而景观生态学可以定量地描述水域景观中结构与功能的关系,比如异质性、等级性、方向性或不同空间尺度上的过程反馈。景观生态学中的一些基本原理在流域景观生态学中同样适用,如强调空间格局对生态过程的影响(傅伯杰等,)。

生态水文学是生态学与水文学的交叉学科,它研究不同时空尺度上水文过程与生物动力过程的藕合机制与规律,以期实现水资源的持续管理。它是在水资源同题日益严峻的形势下,于年在D u b l i n国际水与环境大会上正式提出的(严登华等,

)。国际上流域生态水文学研究可归纳为个主要方向:一是流域或区域水文循环过程中生态与水文相互作用与影响问题,研究生态过程如何影响流域或区域的水文循环过程,包括河道内水生生态系统对河流水文过程的作用;二是流域水利工程措施如何作用和影响流域内的生态系统,也就是流域水文过程或水文情势变化对生态系统有何影响的问题,包括河道内和河道外相关区域;三是生态水资源问题,研究流域内各种生态系统的水资源需求和水消耗规律,包括不同水供给情况下的生态水分胁迫

生态学杂志第卷第期

的响应机理(王根绪等,)。

.　研究方法的应用

关于生态系统退化的方法论研究主要集中在遥感、地理信息系统、C s、土壤磁测等方面。杨雪飞等()以印度北部山地小流域为例,利用遥感技术和地理信息系统对资源利用热点地区的退化特征识别进行了初步应用。通过研究,将该流域划分为种区域,即高度敏感区、中度敏感区和低敏感区,分别体现了不同的资源退化在空间上的分布。濮励杰和包浩生()综合运用C s、土壤磁测等新技术手段,结合土壤结构水稳定性、C E C等部分土壤理化指标,对闽西沙县东溪流域坡地不同部位的土地退化特征进行初步的定量研究。

退化发生、演化机制

目前,关于流域生态系统退化发生、演化机制的研究主要集中于流域退化现状的评价、退化原因和演化趋势分析诸方面,并以植被退化和土壤退化作为研究的重点。总体而论,有关生态退化原因、演化趋势的研究还十分不足,主要成果体现于对某些流域开展的小尺度时间段的研究,缺乏长期定位观测及系统分析的成果报道。

.　退化演化趋势

王根绪等()对比分析了黑河流域生态环境状况的演化趋势,认为近年来黑河流域生态环境总体上趋于恶化,其中流域内天然森林分布面积减少.%,中游取代下游成为流域沙漠化发展的主导区域,上游山区土地沙漠化发展最为迅速;下游草地生态退化十分强烈。齐善忠等()根据野外调查数据,结合已有的研究文献资料对黑河流域的生态环境退化现状和主要特征进行描述。认为退化特征具体表现在土地沙漠化、水资源变化、土壤盐渍化和植被退化等方面。赵振勇等()通过对塔里木河流域下游退化荒漠生态系统的脆弱性和不稳定性以及干扰体驱动力的分析,阐述了该系统退化的机制,并提出退化荒漠生态系统的恢复对策。冯起等()对塔里木河流域世纪年代至世纪末的水土环境变化趋势进行了分析,认为水土环境的退化是导致植被严重退化的直接原因,而水资源无序的开发利用则是其直接驱动力。

.　退化原因

包维楷和刘照光(b)针对岷江上游严重的生态退化现状,以大沟流域为例,研究了流域内的人为干扰体,分析了干扰的类型、强度、频率及其时空变化特征,揭示了不同干扰类型及其特性对植被退化的作用、干扰体与人口增长、植被退化等的关系。结果表明,大沟流域人为干扰类型多达种,但优势的干扰类型是砍伐薪材和牲畜放牧。从近年的干扰强度变化来看,以年代初的干扰强度最大,并在近年内保持很高的干扰强度水平;人为干扰的空间差异十分明显,反映出人为干扰的现状及其对植被的破坏强度差异;不同性质的干扰对植被的影响作用具有协同性,同一干扰体长期连续对植被的影响具累加和放大的作用。同时认为,大沟流域植被的严重退化是所有人为干扰长期共同驱动的结果,与该区人口及其需求迅速增长密切相关。周家维()在对珠江上游南、北盘江流域(贵州部分)调查的基础上,分析了该流域土地退化成因,认为人为活动是土地退化的主要因素。常兆丰等()分析了影响石羊河流域下游生态环境退化的因素。其特殊的自然地理环境造成了系统本身的脆弱性,但诸如农业开发、战争等人为因素对生态系统退化的影响不断增强。特别是年红崖山水库建成以来,沙漠化过程中的人为因素占据了主导地位。.　植被退化

贺金生等()以三峡地区退化生态系统植物群落样地资料为基础,研究了不同退化类型、不同退化程度植物群落的物种多样性特征,分析了植物群落物种多样性与人为干扰和演替的关系。马兴华和王桑()通过对疏勒河流域下游植被的调查,认为地下水位的下降是造成植被退化的主要原因,造成地下水位下降的主要原因是由于上游用水增加。水质恶化也是造成植被退化的主要原因,由于强烈的蒸发,加上水质矿化度高,造成土壤盐渍化,使造林成活率降低。杜自强等()以黑河流域山丹县年和年T M影像资料为主要数据源,运用遥感信息解译与地理信息系统技术,分析了研究区多年来草地植被覆盖的时空变化,并初步估算退化型草地植被覆盖变化的生态损失价值,对草地植被覆盖变化给研究区生态系统宏观经济所造成的影响进行了分析研究。索安宁等()利用遥感和G I S技术对黄土高原泾河小流域植被覆盖现状进行了分析,并以各种生境条件下最好自然植被覆盖为标准建立了小流域潜在植被覆盖分布图,在此基础上对流域植被退化状况和植被生态恢复进行了探讨。俞文政等()以青海湖流域草地为研

李春艳等:我国流域生态系统退化研究进展

究对象,对草地类型数量、质量和结构演替进行分析,研究结果表明,人类对草地资源的不合理利用和气候环境的变化,致使青海湖流域草地类型结构向破坏生态平衡的退化性方向演替,导致系统功能紊乱,系统自维持力、生产力和抗干扰力等功能降低,草地生态系统正朝着不利于人类发展的方向演化。仝川等()利用T M遥感影像,结合地面植被调查,基于典型草原退化演替模式,绘制锡林河流域植被现状图,在地理信息系统支持下,研究了锡林河流域草原植被退化空间格局特征,得出全流域上、中、下游及流域内不同地貌类型上不同草原退化等级的面积。同时还计算了流域上中下游区域和流域内不同地貌类型的草原退化指数值。通过网格取样,绘制锡林河流域草原退化指数空间图,应用空间趋势面分析法绘制草原植被退化指数等值线图。柴勇等()对云南金沙江流域退化林地进行了实地调查,分析了退化类型、群落特征和物种多样性。

.　土壤退化

董建辉()以在黑河流域干旱土纲中采集

个典型土壤剖面为基础,测定了高台县西北盐池地区主要盐土类型各剖面中的盐分含量和流域内主要土类中水分含量的分布,研究该地区干旱土壤的演化。结果表明,干旱区内陆河流域土壤的退化主要表现为干旱化、盐渍化和土壤肥力的退化。在流域内干旱化随流域上中下游降水量和干燥度的变化而变化,土壤随距河流的距离及地下水位的高低而变化。流域内土壤从潜育土向雏形土、干旱雏形土和干旱土的方向变化。盐渍化与土壤水分含量和地下水位有关,并与水分的蒸发关系密切。白人海()通过利用气候要素计算土壤有机碳含量的方法分析了松嫩流域黑土地有机碳含量的分布状况和近年来气候变化可能引起碳含量的减少。得出近年的气候变化也是松嫩流域黑土退化的原因之一。陈全胜等()采用碱液吸收法对锡林河流域温带典型草原-退化群落的土壤呼吸进行了测定,并分析了温度和水分对土壤呼吸的影响。

.　水环境退化

现阶段我国流域水环境问题主要表现为水质恶化与水生态系统破坏、流域上下游间的跨界矛盾突出、水资源开发与生态用水冲突等。目前,针对流域水环境退化问题的研究主要集中于对现状以及历史对比描述、驱动力分析等定性研究阶段。如王官勇和戴仕宝()利用水环境监测资料和国家气象局的历年降水量资料对淮河流域—年的水资源与水环境变化进行了分析。王西琴和张远()以我国松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江等个流域为例,从河流生态用水的基本属性出发,提出了河道生态用水“量”与“质”的评价方法,其中量的评价方法包括水资源利用率法、实测径流法、消耗系数等种方法,质的评价是基于污径比指标进行评价,并确定了“量”与“质”的评价标准。谢红彬等()将水环境演变的人文驱动因素归纳为人口发展、经济发展、城市化、土地利用等个方面,将其与太湖流域水环境耦合。

流域生态系统退化综合评价

生态系统退化程度诊断是进行生态恢复与重建的基础和前提。然而目前的生态系统退化程度诊断大多停留在定性的水平,如章家恩和徐琪(a)将生态系统结构和功能简化、生产力和抗逆力低、生物多样性下降等基本特征作为诊断退化生态系统的基本标准。如何对退化生态系统的退化程度进行定量的诊断就成为恢复生态学与生态恢复实践所面临的一个迫切且关键的科学问题。

杜晓军等()在综述前人研究基础上,较为系统地论述了生态系统退化程度诊断的一系列问题:建立了描述生态系统退化程度的概念模型;将相应的受人类或自然干扰程度比较轻的“自然生态系统”作为实践中退化程度诊断的参照系统;归纳了生态系统退化程度诊断的生物途径、生境途径、生态过程途径、生态系统功能/服务途径、景观途径;把诊断方法分为单途径单因子诊断法、单途径多因子诊断法、多途径综合诊断法;分析了生态系统退化程度诊断的可能指标(体系);给出了生态系统退化程度诊断的策略与流程,并对生态系统退化程度诊断及生态恢复过程中应注意的事项进行了讨论。何毓蓉和黄成敏()对川江流域的土壤退化分类提出综合法分类,将与土壤生产型紧密相关的肥力因素作为土壤退化的基本类型,并根据其属性归纳为上一级分类单元,以及根据各肥力因素发展程度划分为下级分类单元。齐善忠等()则根据黑河流域自身的特点,将其土地退化分为水土流失、干旱化、植被退化、盐渍化和沙漠化种类型。

为了定量的研究退化生态系统,对其进行综合评价,章家恩和徐琪(a)分别建立了土壤、植被、大气、水体、以及农业生态系统、区域自然-人类

生态学杂志第卷第期

复合生态系统退化的评价指标体系。其中,土壤退化指标包括物理退化、化学退化、生物退化和土壤污染类指标;植被退化则从数量、结构、功能与生产力、品质个方面进行评价;大气退化从大气组分、大气污染和气象灾害分别选取指标;水资源退化从数量和质量两大方面选取定量指标;农业生态系统退化选取生产力、稳定性、持续性、多样性、均衡性、开放性和作物品质七类指标;区域生态系统退化则选取资源、生态环境、经济、社会和人口个子系统指标,每个子系统又细分为次以及度量指标。潘旭东等()以玛纳斯河流域绿洲农田为例,对绿洲内部不同开垦年限耕地土壤质量综合状况进行了主成分分析以及相关性分析。艾亮辉等()通过选取具有湖区典型特征的研究区域,应用可拓工程方法进行了鄱阳湖农地生态退化评价研究。许中旗等()采用C o s t a n z a等()的生态系统服务评价方法对锡林河流域生态系统服务功能价值变化进行研究,结果表明,在—年的年间,锡林河流域各类自然生态系统每年提供的服务总价值下降.%,而农田生态系统服务价值由.×美元上升到.×美元,增加了%。并认为该流域生态系统服务功能价值的下降与生态系统的退化和面积的减小有关。

流域生态系统退化监测预警

仝川等()以内蒙古锡林河流域中游为研究区,应用L a n d s a t T M资料,结合地面生物量定位测定,建立草原地上生物量估产模型,应用V i s u a l C++编程,估算了年月中下旬锡林河流域中部草原地上生物量。在锡林河流域中部两大草原植被类型[羊草+大针茅和(大针茅)克氏针茅+冰草]不同生物量的基础上,以像元为诊断单元,判别了各像元所代表地块草原植被的退化等级,绘制锡林河流域中部草原植被退化分布图。仝川等()以我国北方典型草原模式地段之一的锡林河流域草原为研究对象,根据研究区个时期遥感影像解译的植被类型图衍生出草原植被退化图,在对草原退化图统一网格化后,计算各网格草原退化指数,并加以分级,确定不同草原退化等级之间转移概率,并应用马尔柯夫模型预测锡林河流域草原退化格局的演变趋势。

生态系统预警是对人类活动引起的生态系统退化与环境质量恶化进行预测,并提出及时的警告。生态系统预警研究在我国尚处于起步阶段,现主要侧重于基础理论和方法论的研究。傅伯杰()提出了以区域持续发展的能力作为区域生态环境预警的综合指标,进一步用承载力、稳定性、缓冲力、生产力和调控力作为衡量区域可持续发展的能力,选取生态、环境和社会经济指标,以层次分析法确定权重,对区域生态环境质量采用单因子评分和综合评价进行评估,同时对经济发展的协调性和适应性进行分析,做出判断和预警。陈国阶和何锦峰()对环境强度影响、环境影响累积量、环境质量现状、环境标准、环境容量、环境影响响应、环境影响后果的概念作了较为准确和规范的阐述,对不同生态环境预警类型进行分析,并给出定量评价的数学表达式。而文传甲()通过对三峡库区农业生态系统的研究,主张设立主要环境因子的警戒线,对生态系统的单因子进行监测以对生态系统整体进行预警。其提出的主要环境因子包括:土壤的区均侵蚀模数与退化面积比;森林覆盖率与林地平均侵蚀模数;入江泥沙的输沙模数;旱灾频率和抗旱能力等。刘邵权等()选择三峡库区中低山石灰岩山地典型聚落———万州区茨竹乡茨竹五组作为实例研究,运用平均加权模型对该聚落自然演替状态和必要调控状态的生态环境质量进行评价,并对其演化趋势进行预测和预警分析。

讨论与展望

综上所述,我国关于流域生态系统退化的研究始于世纪年代,仅在近年才真正开始以不同角度、不同层次,从基本理论到实际生态系统进行研究。其中,基础理论和方法论的研究报道仍然十分缺乏,仅有章家恩和徐琪(a,a,b, )从大尺度上对生态系统退化的研究内容、动力学解释、评价指标体系等进行了阐述,但并未针对生态系统退化的自身特点建立相应的研究方法体系。对于生态系统退化的发生条件、演化机制的研究,多数学者侧重于对退化生态系统现状和特征的描述以及表层原因的分析,而针对某一具体生态系统的退化过程的研究则相对较少;在研究区域尺度上,以黑河流域、塔里木河流域、锡林河流域、岷江上游、金沙江流域为重点,森林、草地、土壤、水环境是研究的热点对象,特别是关于草地退化的研究,成果较为集中。然而,目前关于生态系统退化的诊断、分类、综合评价、监测、预测、预警等方面的研究报道甚

李春艳等:我国流域生态系统退化研究进展

少,且无统一的诊断、分类标准,综合评价缺乏具体的、可操作的、科学的指标体系及评价方法,退化监测更是空白,预测、预警研究也起步伊始,现有成果无法因地制宜地指导我国众多流域存在的普遍而严重的退化治理实践。

为此,我国流域生态系统退化的研究亟待加强,并应从以下诸方面全面而系统地展开工作:

)深化生态系统退化的理论基础研究,形成系统而完善的学科体系。这具体涉及到生态系统退化的基础原理、研究内容、研究手段及方法等的建立;同时应当借鉴国外的研究经验,结合我国流域生态系统退化的现状和特点及流域管理要求,建立相应的研究理论和方法体系。

)针对不同类型、不同区域生态系统开展退化发生、演化机制的研究。特别是关于我国大河流域大尺度、长时期、跨区域的联合攻关;找寻退化的控制性影响因素及其演化规律,建立综合治理模型,为生态恢复与重建实践提供理论参考。

)积极探索退化生态系统的诊断特征、过程、途径以及技术手段,建立科学的诊断分类标准。这需要对不同类型、不同退化阶段生态系统的结构、功能进行定性分析与定量研究,提取共性参数,并进行量化管理与信息集成;同时根据其自身的环境背景以及退化特征进行分类分区,建立流域生态系统退化特征数据库,构建数据研究与管理的共享平台。

)建立规范、科学、灵活、可操作的综合评价指标体系以及方法体系。该体系应涵盖不同流域生态系统类型以及自然地理背景,同时根据退化分区,构建不同的分区指标体系框架,实现综合评价,分类指导,分区管理。

)构建全流域的退化动态监测网络,建立流域退化预警机制。根据监测数据分析退化演化趋势,预测不同时段的退化表征,并进行预警。其中监测网络的构建包括监测点的选址,监测指标的筛选,监测技术的开发等;而预警则需要首先正确分析系统的演化趋势及速度,综合考虑自然因素和人为因素的共同作用,确定科学合理的预警方法,并针对区域生态系统特点与需求,确定合理的警戒阈,进行退化预警,为流域综合管理提供决策基础。

)进行以生态水文学理论为基础的综合流域生态管理研究。生态系统管理(e c o s y s t e m m a n a g e-m e n t)是在对生态系统组成、结构和功能过程加以充分理解的基础上,来恢复或维持生态系统整体性和可持续性(G r u m b i n e,;赵士洞和汪业勖, ),是国内外在流域管理中的研究热点(陈利顶等,)。因此,需要以流域生态系统管理的概念、目标和原则为基础,通过生态系统综合评价和管理模型研究,提出适应性的管理对策和管理机制(刘永等,)。

参考文献

艾亮辉,吴次芳,陈美球,等..基于可拓工程方法的鄱阳湖区农地生态退化评价.自然资源学报,(): -.

白人海..气候变化与松嫩流域黑土退化.黑龙江气象,():-.

包维楷,陈庆恒.a.生态系统退化的过程及其特点.生态学杂志,():-.

包维楷,刘照光.b.岷江上游大沟流域驱动植被退化的人为干扰体研究.应用与环境生物学报,(): -.

柴勇,孟广涛,方向京,等..云南金沙江流域退化林地群落特征研究.西北林学院学报,(): -.

常兆丰,韩福贵,仲年生,等..石羊河下游沙漠化的自然因素和人为因素及其位移.干旱区地理,(): -.

陈国阶,何锦峰..生态环境预警的理论和方法探讨.

重庆环境科学,():-.

陈利顶,李俊然,张淑荣,等..流域生态系统管理与生态补偿//中国地理学会自然地理专业委员会.土地

覆被变化及其环境效应学术会议论文集.

陈全胜,李凌浩,韩兴国,等..水热条件对锡林河流域典型草原退化群落土壤呼吸的影响.植物生态学报, ():-.

董建辉..黑河流域土壤退化研究.干旱区地理, ():-.

杜晓军,高贤明,马克平..生态系统退化程度诊断:生态恢复的基础与前提.植物生态学报,(): -.

杜自强,王建,陈正华,等..黑河中上游典型地区草地植被变化及其生态功能损失分析———以山丹县为

例.西北植物学报,():-.

冯起,刘蔚,司建华,等..塔里木河流域水资源开发利用及其环境效应.冰川冻土,():-.傅伯杰,吕一河,陈利顶,等..国际景观生态学研究新进展.生态学报,():-.

傅伯杰..区域生态环境预警的原理与方法.资源开发与保护,():-.

何毓蓉,黄成敏..川江流域的土壤退化与防治.长江流域资源与环境,():-.

贺金生,陈伟烈,江明喜,等..长江三峡地区退化生态系统植物群落物种多样性特征.生态学报,(): -.

李长安,殷鸿福,俞立中,等..关于长江流域生态环

生态学杂志第卷第期

境系统演变与调控研究的思考.长江流域资源与环境, ():-.

刘永,郭怀成,黄凯,等..湖泊-流域生态系统管理的内容与方法.生态学报,():-.

刘国华,傅伯杰,陈利顶,等..中国生态退化的主要类型、特征及分布.生态学报,():-.

刘邵权,陈国阶,陈治谏..农村聚落生态环境预警———以万州区茨竹乡茨竹五组为例.生态学报,

():-.

马兴华,王桑..甘肃疏勒河流域植被退化与地下水位及矿化度的关系.甘肃林业科技,():-.

潘旭东,王苗锋,何鑫,等..玛纳斯河流域绿洲农田开垦后土壤质量状况演变趋势,中国农学通报,

():-.

濮励杰,包浩生..土地退化方法应用初步研究———以闽西沙县东溪流域为例.自然资源学报,(): -.

齐善忠,王涛,封建民..黑河流域土地退化分类研究.生态环境,():-.

齐善忠,王涛,罗芳,等..黑河流域环境退化特征分析及其防治研究.地理科学进展,():-.尚宗波,高琼..流域生态学———生态学研究的一个新领域.生态学报,():-.

索安宁,周睿,洪军,等..基于遥感和G I S的黄土高原小流域植被退化研究.北京师范大学学报(自然科学版),():-.

仝川,郝敦元,高霞,等..利用马尔柯夫过程预测锡林河流域草原退化格局的变化.自然资源学报,

():-.

仝川,郗风江,杨景荣,等..锡林河流域中游草原植被退化遥感监测及合理放牧强度的确定.草业学报, ():-.

仝川,雍伟义,乌云娜,等..锡林河流域近年植被空间结构变化遥感分析.内蒙古大学学报(自然科学版),():-.

王根绪,刘桂民,常娟..流域尺度生态水文研究评述.生态学报,():-.

王根绪,王建,仵彦卿..近年来黑河流域生态环境变化特征分析.地理科学,():-.

王官勇,戴仕宝..近年来淮河流域水资源与水环境变化.安徽师范大学学报(自然科学版),(): -,.

王西琴,张远..我国七大流域河道生态用水现状评价.自然资源学报,():-.

文传甲..三峡库区农业生态经济系统的预警分析.山地研究,():-.

谢红彬,虞孝感,张运林..太湖流域水环境演变与人类

活动耦合关系.长江流域资源与环境,():-.熊小刚,韩兴国,陈全胜,等..平衡与非平衡生态学在锡林河流域典型草原放牧系统中的应用.生态学报, ():-.

徐辉,张大伟..中国实施流域生态系统管理面临的机遇和挑战.中国人口·资源与环境,():-.

许中旗,李文华,闵庆文,等..锡林河流域生态系统服务价值变化研究.自然资源学报,():-.

严登华,何岩,邓伟,等..生态水文学研究进展.

地理科学,():-.

杨雪飞,许建初,J o s h i P K.等..遥感与地理信息系统对资源利用热点地区的初步应用———以印度北部山地

小流域为例.自然资源学报,():-.

俞文政,常庆瑞,岳庆玲,等..青海湖流域草地类型变化及其结构演替研究.中国农学通报,():-.

章家恩,徐琪.a.生态退化研究的基本内容与框架.

水土保持通报,():-.

章家恩,徐琪.b.现代生态学研究的几大热点问题透视.地理科学进展,():-.

章家恩,徐琪.a.退化生态系统的诊断特征及其评价指标体系.长江流域资源与环境,():-.

章家恩,徐琪.b.生态退化的形成原因探讨.生态科学,():-.

章家恩,徐琪..生态系统退化的动力学解释及其定量表达探讨.地理科学进展,():-.

赵士洞,汪业勖..生态系统管理的基本问题.生态学杂志,():-.

赵振勇,王让会,张慧芝,等..塔里木河荒漠生态系统退化机制分析.中国沙漠,():-.

中国农业百科全书总编辑委员会水利卷编辑委员会,中国农业百科全书编辑部..中国农业百科全书·水利

卷(上).北京:农业出版社.

周家维..南北盘江流域(贵州部分)土地退化类型及机理.贵州林业科技,():-.

C o s t a n z a R,d'A r g eR,d eG r o o t R,e t a l..T h e v a l u e o f

t h e w o r l de c o s y s t e m s e r v i c e sa n dn a t u r a l c a p i t a l.N a t u r e, :-.

G r u m b i n e R E..Wh a t i s e c o s y s t e mm a n a g e m e n t?C o s e r v a-

t i o n B i o l o g y,:-.

作者简介李春艳,女,年生,助理研究员。主要从事林业生态和生态规划方面的研究。E-m a i l:l c y@.c o m

责任编辑王伟

李春艳等:我国流域生态系统退化研究进展

退化生态系统土壤动物研究概况_樊云龙

中国生态农业学报 2010年5月 第18卷 第3期 Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2010, 18(3): 668?673 * 国家“十一五”科技支撑计划重大课题(2006BAC01A09)、贵州省社会发展科技攻关计划项目(黔科合SZ 字[2009]3013)、贵州师范大 学研究生专项创新基金(研[2009]14)和贵州师范大学学生科研课题资助 ** 通讯作者: 陈浒(1965~), 男, 硕士, 副教授, 主要研究方向为动物生态与环境科学研究。E-mail: gy_chenhu@https://www.wendangku.net/doc/8a8264434.html, 樊云龙(1983~), 男, 硕士, 研究方向为喀斯特地貌与洞穴。E-mail: fanyunlongpeng@https://www.wendangku.net/doc/8a8264434.html, DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00668 退化生态系统土壤动物研究概况* 樊云龙 陈 浒** 苏孝良 张芳挺 (贵州师范大学中国南方喀斯特研究院 贵阳 550001) 摘 要 土壤动物在揭示生态系统退化程度和生态恢复中具有重要作用, 退化生态系统土壤动物研究已成为生态学研究的热点之一。生态退化导致土壤动物数量减少、物种多样性降低, 而土壤动物丧失使得生态系统的物质循环和能量流动受阻。通过利用土壤动物群落结构特征的改变来指示生态退化进程和凭借土壤动物强大的修复能力对退化土壤进行治理将是有益的探索。退化生态系统中土壤动物的研究还有待进一步扩展和深入。 关键词 土壤动物 退化生态系统 群落特征 生物多样性 生态恢复 中图分类号: S154.5 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)03-0668-06 Review of the research on soil animals in degraded ecosystem FAN Yun-Long, CHEN Hu, SU Xiao-Liang, ZHANG Fang-Ting (Institute of South China Karst, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China) Abstract Soil animal is a primary indicator of degradation degree of ecosystem and plays and important role on the ecological restoration. The research on soil animals in degraded ecosystem has become a hot spot in ecology study. The decrease in amount and diversity of soil animals caused by ecological degradation has hindered the material recycle and energy flow of ecosystem. It is ex-pected to indicate the ecology’s degradation degree by changes in soil animal community structure, and to reconstruct the degraded soil with the powerful restoration ability of soil animals. The research on soil animals in degraded ecosystem should be further ex-panded. Key words Soil animals, Degraded ecosystem, Community characteristics, Biodiversity, Ecological restoration (Received Aug. 19, 2009; accepted Nov. 26, 2009) 退化生态系统是结构与功能在干扰作用下, 原有平衡状态被打破, 系统结构和功能发生变化和障碍, 形成破坏性波动或恶性循环的系统[1]。退化生态系统结构简单, 功能衰退, 生产力低下, 生物多样性减少, 土壤和微环境恶化, 生物间相互关系改变, 严重影响生态系统的安全稳定, 近年来已成为生态学家关注的焦点[2?3]。 土壤作为陆地生态系统中生物种类最丰富、数量最多的亚系统[4], 居于营养元素循环与能量转化的核心。土壤动物是土壤生态系统中不可分割的组成部分, 它们在分解残体、改变土壤理化性质、土壤形成与发育、物质迁移与能量转化等方面具有重要作用[5]。生态系统退化必然导致土壤系统结构、 功能的破坏, 进而对生态系统的重要组分——土壤动物产生显著影响, 土壤动物作为驱动因子又会反过来对生态系统的演化进程发挥重要作用。因此土壤动物研究已成为环境与生态领域中的研究热点, 尤其以退化生态系统中土壤动物群落的结构、功能和恢复生态学意义为研究前沿[6-8]。 土壤动物研究在最近三十多年得到迅速发展, 许多学者对退化生态系统中的土壤动物开展了广泛的研究, 几乎包括了所有的退化生态系统类型。20世纪80年代, 土壤动物研究主要集中在重金属等导致的农田污染对土壤动物的影响[9]。90年代开始关注人为压力下脆弱生态系统的退化与土壤动物的关系, 主要研究了不同退化阶段[10-11]和不同恢复阶段

草地退化治理措施

草地退化治理措施 草原畜牧业主要是以天然牧草和采取放牧方式经营的畜牧业。因此，天然草地的优劣和丰欠程度决定着草原畜牧业的兴衰。近年来，迭部县90%的天然草地有不同程度的退化，其中40%的严重退化，导致牧草产量、品质下降，草地载畜能力降低。如何解决日益尖锐的草畜矛盾，保护生态环境，直接关系到草地资源的永续利用，直接关系到迭部县的经济社会发展。因此，草地资源的保护与建设不仅仅是一个经济问题，更重要的是一个生态问题和社会问题。 1基本概况 迭部县是甘肃省南部一个半农半牧县，地处青藏高原东部边缘，山高谷深，平均海拔在2700m以上，交通十分不便，总人口5．78万人。全年平均气温在3℃～11℃，年降水量400mm～730mm。全县草地总面积15．69×104hm2，占土地总面积的34%。耕地面积0．91×104hm2，占总面积的1．9%。据统计，2009年天然草地产草量为3300kg/hm2，比1986年的每公顷6450kg下降了3150kg，草地产草量比上世纪80年代平均下降了50%以上;草地植物群落结构也发生了明显的变化，导致优良牧草所占的比例由65%下降至40%，毒杂草由30%上升到68%;草层平均高度由46cm下降到25cm，植被平均盖度由88%左右下降46%左右;草地鼠虫危害面积达4．6×104hm2，

仅鼠虫危害减少的鲜草折合人民币损失300多万元;全县还有干旱缺水草场2．4×104hm2，全县理论载畜量只有29万羊单位，草地综合生产能力急剧下降，草畜矛盾十分突出。如此进一步发展下去，以至形成恶性循环，从而引发一系列生态问题，必将严重影响经济社会正常发展。 2草地退化原因 草地退化是一个缓慢的过程，是由多种因素造成的。但是，近代人类对草地生态系统长期的严重干扰是最主要的原因。其中，最为常见的有如下几种。 2．1超载过牧 超载过牧，是不顾草地第一性生产能力，盲目加大畜群规模和放牧频率，使牲畜的采食量长期超过牧草再生量，实行掠夺式经营的产物。在草地过度利用的情况下继续增加牲畜数量，形成了牲畜增加→草地退化→牲畜继续增加→草地加剧退化的恶性循环。据调查迭部县的牲畜数量由上世纪80年代的10．40万头(只)发展到目前的19．8万头(只)，增长了53%，与天然草地承载能力来讲，草地超载达40%。从而，导致草地植被遭到破坏，草地生态环境逐渐恶化，最终失去平衡。

退化生态系统恢复与重建的研究进展_白降丽

浙江林学院学报　2005,22(4):464～468 Journal of Zhe jiang Forestry C ollege 文章编号:1000-5692(2005)04-464-05 退化生态系统恢复与重建的研究进展 白降丽1,彭道黎1,庾晓红2 (1.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;2.四川农业大学林学园艺学院,四川雅安625014) 摘要:如何保护好现有的健康生态系统,并恢复和重建退化的生态系统,已成为生态系统研 究的热点问题之一。在介绍退化生态系统及其恢复与重建等概念的基础上,讨论了退化生态 系统恢复与重建的目标、基本原则、方法以及程序,并进一步阐述了退化森林生态系统、退 化草地生态系统、退化湿地生态系统、废矿地、退化海岛生态系统、退化水生生态系统等恢 复与重建的研究进展。指出了退化生态系统恢复与重建的研究趋势,主要包括生态系统退化 的预测预报机制的研究,退化生态系统恢复过程和机理的研究,退化生态系统恢复与重建的 关键技术体系研究,退化生态系统恢复与重建的评价标准、评价方法、评价技术和评价指标 体系研究以及退化生态系统恢复与区域经济可持续发展关系研究。参47 关键词:恢复生态学;退化生态系统;恢复与重建;研究进展 中图分类号:S718.5 文献标识码:A 人类在改造利用自然的过程中,伴随着对自然环境产生的负面影响。长期的工业污染,大规模的森林砍伐以及将大范围的自然生境逐渐转变成农业和工业景观,形成了以生物多样性低、功能下降为特征的各式各样的退化生态系统(degraded ec osystem)。这些变化都严重威胁到人类社会的可持续发展。因此,如何保护现有的自然生态系统,综合整治与恢复已退化的生态系统,以及重建可持续的人工生态系统,已成为摆在人类面前亟待解决的重要课题。 1　几个相关概念 1.1　退化生态系统 陈灵芝等[1]认为退化生态系统是指生态系统在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的系统。章家恩等[2]认为退化生态系统是一类病态的生态系统,是指生态系统在一定的时空背景下,在自然因素和人为因素,或者在二者的共同干扰下,生态要素和生态系统整体发生的不利于生物和人类生存的量变和质变,其结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移(displacement),具体表现为生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失,生物多样性下降,稳定性和抗逆能力减弱,系统生产力下降。这类系统也被称之为“受害或受损生态系统(damaged ecosystem)”。 不同的学者对退化生态系统类型的划分是不同的。余作岳等[3]将退化生态系统分为裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠化地、采矿废弃地和垃圾堆放场等类型。章家恩等[2]认为退化生态系统应分为 收稿日期:2004-09-09;修回日期:2005-03-28 基金项目:“十五”国家科技攻关项目(2001BA510B) 作者简介:白降丽,博士研究生,从事森林生态学研究。E-mail:bjl wtx@s https://www.wendangku.net/doc/8a8264434.html,

草原退化的治理

草地退化的治理 我国有60亿亩不同类型的草地，其中90%以上处于不同程度退化之中。草地退化已是影响我国草地生态功能发挥，生产力提高的重要限制因素。什么是草地退化？科学家们认为，草地退化是草地生态系统在其演化过程中，其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化，即生物群落（植物、动物、微生物群落）及其赖以生存环境的恶化。它既包括“草”的退化，也包括“地”的退化。它不仅反映在构成草地生态系统的非生物因素上，也反映在生产者、消费者、分解者三个生物组成上，因而草地退化是整个草地生态系统的退化，需要进行全面的分析和研究。 超载放牧不可取 草原退化的主要原因是过牧，即过度放牧，过度放牧又叫草原超载。在一定自然条件下，单位面积的草场，只能供应一定数量牲畜的活动，如果无限制过分频繁地放牧，牲畜的过度啃食，使牧草来不及生长，来不及积累有机质，势必使草丛变得越来越矮，产量越来越低。不仅如此，那些优良的牧草，即牲畜爱采食的牧草受害最重，影响最大，而那些有毒的或者牲畜不喜采食的植物就得以保存下来。这就是为什么退化的草地一方面表现为植物小型化，生物量低的特点，另一方面表现有毒植物相对增多的特点，在内蒙古典型草原，退化严重的草原上，狼毒大量保存下来，就是这个道理。过牧不仅对牧草会产生上述影响，而且长期的大量的过度的牲畜践踏，也会使土壤变得紧实，导致透气透水能力降低，土壤性状恶化。 春季羊群啃食过牧严重 夏季羊群啃食过牧严重 草原开垦几时休？ 草地为什么会退化呢？分析起来，有自然原因，也有人为原因。自然原因，主要是气候变化，即温暖化与干旱化，这是整个地球表面共同的变化，人类不能够左右，只能认识这一规律，利用这一规律。而人为原因，特别是近几十年，人为的长期的不合理活动，加剧了我国天然草原退化的过程。在这些长期的活动中，开垦种粮是重要原因之一。

退化土壤生态系统的恢复与重建研究综述

土壤生态学作业 退化土壤生态系统的恢复与重建硏究综述 学院: 班级: 姓名：

学号： 土壤退化是上壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称，因此可分为上壤物理退化、土壤化学退化、上壤生物退化，上壤荒漠化是上壤退化的终极形式。丄壤退化的原因非常复杂，有些完全是由于人类不合理利用所引起的，大部分是人类活动与自然条件综合作用的结果，主要以土壤侵蚀的形式致使土壤退化。 ①土壤物理退化：上壤物理退化主要有上层变薄、上壤沙化或砾石化、上壤 板结紧实等，前三者主要是由上壤侵蚀引起的，而土壤板结紧实主要是耕作栽培措施不当所致，特别是随着农业机械化的提高，机械作业导致上壤压板也越来越严重。 土壤侵蚀也称水上流失，是指表层上壤或成上母质在水、风、重力等力量的作用下，发生务种形式的剥蚀、搬运和再堆积的现彖。可见土壤侵蚀包括水力、风力、重力和冻融等类型。 水力侵蚀是指由于地表水的径流，导致上壊随水流走的现象，是最普遍、最广泛、最严重的一种土壤侵蚀，所以一般将土壤侵蚀视为水上流失。 风力侵蚀是指风将表层上壤吹走的现象，一般当风速＞4~5米/秒时，就会产生风力侵蚀的现象，当风速达8米/秒时，风力侵蚀就很严重。风力侵蚀的结果往往导致表层土壤沙化或砾石化，最终成为沙漠。 ②土壤化学退化：上壤化学退化包括土壤有效养分含疑降低、养分不平衡、可溶性盐份含量过高、上壤酸化碱化等。长期单一的耕作种植制度，不仅过度消耗某些养分, 造成上壤养分不平衡：而且有害有毒的物质增加，直接影响作物的生长。 主要是由于上壤氮磷不平衡，因此，九十年代前后施用磷肥的效果格外显著，但不久又出现大面积缺钾，钾肥效果越来越好，特别是髙产农田，钾肥已经成为不可缺少的肥料，微量元素肥料也有很好的效果。

西北农林科技大学土壤生态系统

西北农林科技大学研究生课程考试试题 （2012 ----2013 学年第 1 学期） 考核对象博士□硕士√农业推广硕士专业学位□兽医硕士专业学位□中职教师□高校教师□ 工程硕士专业学位□同等学力在职申请硕士学位□风景园林硕士专业学位□课程名称土壤生态系统考试方式开卷 命题教师教研组（研究室）主任签字 考释时间2012年12月15日 一、名词解释（每题2分，共20分） 土壤生态系统： 土壤生态学：研究土壤环境与生物间相互关系，以及生态系统内部结构、功能、平衡与演变规律的学科。 土壤的净化功能： 化感作用：植物分泌某些化学物质对其他植物的生长产生的抑制或促进作用。 土壤污染： 湿地：指暂时或长期覆盖水深不超过2米的低地、土壤充水较多的草甸、以及低潮时水深不过6米的沿海地区。 土壤退化： 土壤质量评价 土壤酶活性：土壤酶催化物质转化的能力。常以单位时间内单位土壤的催化反应产物量或底物剩余量表示。 二、简述题（8选5，每题10分，共50分） 1. 简述土壤生态系统的结构与特点。 3. 简述土壤生物类型与生物多样性。 答：土壤生物由土壤微生物、土壤动物和土壤低等植物三大部分组成；广义的土壤生物还包括土壤中的一些具有活性有机体，包括植物根系、块茎、种子、卵、蛹及越冬态动物。 土壤生物多样性主要包括： （1）土壤微生物多样性：土壤是微生物天然的培养基，几乎全部细菌与真菌的种类都生活在土壤中； （2）土壤动物与土壤昆虫多样性：土壤动物有土壤原生动物和土壤后生动物群落组成。一般平均每克干土中原生动物的数量可达1万-10万个以上；每平方米土壤中，小的无脊椎动物可达几万到十几万个；陆地表面的生物圈内，大约生活着150万种昆虫。

退化生态系统的恢复与管理

退化生态系统的恢复与管理 ——兼论自然力在北京西部生态恢复中的作用 *蒋高明陈圣宾李永庚刘美珍于顺利 （中国科学院植物研究所, 北京香山南辛村20号, 100093） 摘要：目前，中国各种生态系统的退化现象非常严重，已经很难满足人类的生存需要。这种情况在很大程度上是由于人口的快速增加造成的，因为人口的增加必然导致对自然资源的过度开发，进而引起生态系统的严重退化。要解决这个问题，最好的办法就是帮助当地居民摆脱贫困。因此，资金应该用在人的身上，而不仅仅是栽树种草。因为栽树种草要花费大量的资金，但在稳定土壤方面的收效却很小。如果人口和动物的压力减轻了，自然恢复的力量就会加强，已经退化的土地会逐步恢复，从而建立真正的保护区。我们应该鼓励新型土地使用模式，比如生态旅游等，因为这种使用方式会将对自然生态系统的破坏减少到最低。为此，我们提出了用一小块土地支持一大片退化土地的恢复，并用自然的方法修复已经退化的生态系统。中国古代哲学认为人与自然应该是和谐相处而不是对立的，这种理念对于目前中国的生态系统修复仍然有指导意义。然而，如果我们要使所谓的生态工程达到预期目的的话，首先就要通过建立既符合生态标准又有经济效益的生态城镇来实现对人口的管理。 京西的生态修复已经成为北京市政府的一项重要任务。根据新的城市建设规划，门头沟区和其他几个区已经被列为京西生态涵养发展区，将成为北京的生态屏障。北京市政府最近决定为实现这个目标投入大量资金。本篇论文讨论了如何在京西地区，特别是门头沟区，对已经退化的生态系统进行修复。 关键词：生态系统退化，修复，自然过程，生态城镇，京西地区 生态系统退化是由于人为或者自然因素，而造成的生态系统生物生产力的下降、结构的简单化以及功能的丧失。由于人口和技术能力增加而导致生态系统退化的现象在全世界范围内有增无减，尤其在经济发展中国家更为严重。退化生态系统包括热带雨林、萨王那群落、亚热带森林、温带森林、温带草原、水生生态系统，以至于高寒荒漠。在我国的大部分经济欠发达地区，尤其是西部地区，普遍存在着低效益、高破坏性的社区发展模式如陡坡开垦、过度放牧、围湖围海造田、竭泽而渔等，加重了生态系统的退化。生态系统退化不仅带来了本身的生态问题，还诱发了其它严重的环境问题，如大河断流、洪水泛滥、荒漠化扩大、沙尘暴频次加大、水土流失、病虫害爆发、山体滑坡、泥石流、干旱化加重等等。为此，国家被迫在很多地区实施天然林保护工程、退耕还林还草工程、自然保护区工程等。为了使工程 *蒋高明，男，中国科学院植物研究所首席研究员，长期从事恢复生态学、城市生态学与生理生态学研究。EMAIL: jgm@https://www.wendangku.net/doc/8a8264434.html,。

我国草原生态系统退化

我国草原生态系统退化 姓名：袁斌学号:1130080120 摘要： 草原生态系统是主要的陆地生态系统之一。近年来，过度放牧、滥垦、无计划的乱开矿，使我国广袤的草原生态系统出现了严重的退化问题。 关键词：草原生态系统退化 草原生态系统是以各种草本植物为主体的生物群落与其环境构 成的功能统一体。草原生态系统是草原地区生物〔植物、动物、微生物〕和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环与能量交换的基本机能单位。草原生态系统在其结构、功能过程等方面与森林生态系统，农田生态系统具有完全不同的特点，它不仅是重要的畜牧业生产基地，而且是重要的生态屏障。 一我国的草原生态系统 我国的草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北-内蒙古的温带草原。根据自然条件和生态学区系的差异，大致可将我国的草原生态系统分为三个类型：草甸草原、典型草原、荒漠草原。草原生态系统分布在干旱地区，这里年降雨量很少。与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多，群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群和群落的结构也常常发生剧烈变化。 草原是我国主要的自然生态系统类型之一。据《中国统计年鉴》(1988)提供资料，我国可利用的草原面积为3.365亿公顷，占世界草原总面积的7.1%左右。我国草原的类型较多，从整体上看，内蒙古草原以多年生、旱生低温草本植物占优势，建群植物主要是禾本科草类，其中以针茅和羊草最有代表性。前者为丛生禾草，后者为根茎禾草，根茎发达，对防风固沙起着重要作用；我国中部为稀疏草原，以大针茅为主；西部为荒漠草原，以丛生戈壁针茅为主。草原对大自然保护有很大作用，它不仅是重要的地理屏障，而且也是阻止沙漠蔓延

环境保护与可持续发展---生态系统退化

环境保护与可持续发展 第二章生态系统退化 生态系统：一定空间内生物成分（生物群体）和非生物成分（物理环境）， 通过能量流动和物质循环的相互作用和相互依存，所形成的一个功能单位。具有保持系统各组分成分稳定，能量和物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定，在受到外来干扰时能自我调节并恢复到稳定状态的能力。 生态平衡是相对的动态平衡。当生态系统与外界发生直接或间接的联系时，都会受到来自外界的干扰。外界干扰在系统的耐受范围内时，由于生态系统自我调节并恢复的能力，既有可能恢复到原来的状态，也有可能达到新的平衡。当外界干扰强度过大或干扰时间过长时，生态系统内部的生物种类及数量将发生明显下降，使得生态系统的演替处于退化状态，简称生态退化。 自然因素造成的生态破坏称为第一环境问题，人为因素造成的破坏称为第二环境问题。 引起生态系统改变的重要因素： （1）间接驱动力： 1、人口的急剧增长，增加资源和环境的总消耗量； 2、人均收入的增加和生活水平的总体提高，增加了对自然资源的人均索取量； 3、妇女地位的提高、民主决策的加强、多方环境协议的制定等，使社会政治驱 动力作为影响决策的力量，向着有利于生态保护的方向发展； 4、人们的价值观、信仰和准则，影响人们的消费行为和环境认知价值，间接驱 动着生态系统的变化； 5、科学的进步与技术的发展在推动经济发展的同时，对生态系统产生正反两方 面的效应。技术进步，使大部分农产品的单位产量得到提高，也使砍伐森林的能力提高，海洋捕鱼的广度与深度加大，导致森林系统与海洋系统的破坏比以往更为广泛与迅速。 （2）直接驱动力：1、栖息地的被改变；2、过度开发；3、全球气候变暖。 第一节生态系统的基本概念 系统共性：1、具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能；2、具有自我调节的功能；3、生态系统是一种动态系统。 生态系统的非生物成分：1、太阳辐射（直射和散射）；2、无机物质；3、有机物质；4、土壤。 生态系统的生物成分：1、生产者；2、消费者；3、分解者（又叫还原者）。 食物链：生物之间存在的捕食和被捕食的关系。 食物网：食物链相互交叉形成的复杂的捕食关系。某个环节（物种）缺失时，其他相应环节能起补偿作用

退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用_何正盛[1]

第16卷第3期重庆教育学院学报V ol.16N o.3 2003年5月Journal of Chongqing C ollege of Education May.2003 文章编号:1008-6390(2003)03-0059-04 退化森林生态系统 恢复与重建的基本理论及其应用 何正盛 (西南师范大学生命科学学院,重庆　400715) 摘　要:退化森林生态系统的恢复和重建工作需要接受科学理论的指导.本文论述了在恢 复与重建退化森林生态系统过程中应遵循的八条基本生态学和生态经济学原理,即生态演替 理论、地域性原理、生态位原理、生物多样性原理、物种共生原理、密度效应原理、限制因子理论 以及三效益相统一的原理,并举例说明了它们在实践中的应用. 关键词:退化森林生态系统;恢复与重建;原理;效益 中图分类号:X171.4文献标识码:A 近代以来,由于人口的持续增长、工业化和城市化的加速发展、人类对森林资源非持续地开发利用,导致了森林生态系统大面积消失和退化,并引发了日益严重的生态环境危机,已成为社会、经济可持续发展的严重障碍.保护和重建森林生态系统被看作是缓解环境危机,实现经济、社会、环境协调持续发展的根本措施.我国的森林生态系统退化现象十分严重,而且还在进一步加剧[1].保护我国现有的天然林生态系统以及恢复和重建我国退化森林生态系统,提高其生态服务功能,是改善我国生态环境状况的关键所在.退化生态系统的恢复和重建是一项复杂的系统生态工程,其目的在于建立具有人类和生态价值的新型持久生态系统[2].在进行退化森林生态系统恢复和重建工作时,我们需要把握和认识退化森林生态系统恢复与重建的基本理论,研究应遵循的基本原则.本文试论退化森林生态系统恢复与重建的生态学基本理论与生态经济学原理,并举例说明它们在实践工作中的应用,为我们的重建工作提供理论指导和实例借鉴. 1　生态演替理论 生态演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础[3],生态演替按演替方向可分为顺向演替和逆向演替.生态系统的退化实质上是一个系统在超载干扰下逆向演替的动态过程[4],主要表现为生物多样性下降,生物生产力降低,系统结构和功能退化,稳定性下降以及生态效益降低.Clements F.E.的群落演替理论认为,生态演替是生物群落与环境相互作用导致生境变化的结果.生态系统的演替是渐进有序进行的,这就要求我们在进行退化森林生态系统恢复和重建过程中也要循序渐进,依据退化阶段,按照生态演替规律分步骤、分阶段地促进顺行演替,而不能急于求成,“拔苗助长”.例如,要恢复某一极端退化的裸荒地,首先应重在先锋植物的引入,在先锋植物改善土壤肥力条件并达到一定覆盖度以后,才可考虑草 收稿日期:2002-09-19 基金项目:重庆市科委攻关项目(2000-6505) 作者简介:何正盛(1975—),男,江西彭泽人,西南师范大学生命科学学院,硕士研究生,主要从事植物生态学和恢复生态学研究.

怎样恢复我国退化的生态系统

【摘要】我国是全球陆地生态最多的国家，基本囊括了全部的陆地生态系统类型，这些生态系统是我国社会经济持续发展的重要基础。但是，目前我国的生态系统都在处于不同程度的退化之中，形势不容乐观。退化生态系统的治理必须认清造成生态系统退化的原因和存在的关键问题，其中西部是重点。生态治理应当从基础的科学问题入手，减少人为压力，释放自然恢复潜力。国外成功的经验是利用自然力，国内外一些大型的生态工程之所以不能成功，正是因为违背了自然规律与经济规律。为此，我们建议对于我国的退化生态系统治理应当“以人为本”，将退化生态系统治理与正在发展的城镇化集合起来考虑，实施人口城市化、生态自然化；先易后难，分类治理；保障经费使用的有效性，并形成生态治理产业，促进我国各类退化生态系统的全面治理。 全球共有十大陆地生态系统类型，我国占其中九类，分别是热带雨林、常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒带针叶林、红树林、草原、高寒草甸、荒漠、苔原。我国唯一缺乏典型的非洲萨王那群落(稀树疏林草地生态系统)，但是中国的四大沙地(浑善达克、科尔沁、毛乌素、呼伦贝尔)在健康状态下其结构与功能恰恰是“萨王那”类型的。这样，我国不仅是全球生态系统类型最多的国家，也是世界上唯一能够囊括全部陆地生态系统类型的国度。然后，非常不幸的是，我们这些生态系统都处在不同程度的退化过程中(刘国华等, 2000)。除了众所周知的森林锐减、荒漠化扩大外，那些过去较少受到破坏或轻度破坏的高寒草甸、温带草原也出现了严重退化。中国退化生态系统的现实异常严峻，如果控制不住，将会影响到国民经济的持续发展，甚至国家安全。由生态系统退化的诱发各种生态灾难，业已使国家蒙受了重大损失，如1998年仅长江和松嫩流域特大洪水，造成的直接经济损失就超过2000亿人民币！(温家宝, 1998)。生态破坏还加剧贫困，影响社会安定。在我国一些沙化严重的地区，当地农民被迫远走他乡，成为生态灾民。因此，我国退化生态系统的治理应当列为国家经济社会可持续能力建设的头等大事情来抓。 一、国内外的经验与教训 二、要认清生态治理存在的关键问题 针对日益严重的生态系统退化，国家相应启动了许多以改善生态环境的重大工程(国家林业局, 2002), 但是问题依然存在，一些治理效果相对于巨额投资来讲却不尽人意。造成这个问题的重要原因，我们认为，是长期以来人们忽视了下述关键问题的存在：第一，在西部经济发展方面，忽视了西部脆弱的生态环境和薄弱的社会基础这些基本事实。毛泽东(1956)在著名的《论十大关系》中有关于少数汉族与民族关系的精辟论述：“我国少数民族人数少，占的地方大。论人口，汉族占百分之九十四，是压倒优势”；“而土地谁多呢？土地是少数民族多，占百分之五十到六十。我们说中国地大物博，人口众多，实际上是汉族‘人口众多’，少数民族‘地大物博’，至少地下资源很可能是少数民族‘物博’”。确切地说，黑河-腾冲线是我国生态环境、社会经济、产业类型的综合分异线：东部以汉族为主, 占全国的94.3%，面积为42.9%；西部少数民族集中分布，人口虽只有5.7%，然其面积却达57.1% (张善余，1999)。目前，中国的东部经济发展很快，西部被迫追赶，但由于人才、交通与基础条件的限制，西部不可能赶上东部。中国1000个著名制造业的89%在东部，而西部仅占11%；仅一个江苏省(13.7%)就超过了西部十几个省的总和。因此，西部无论怎样追赶，经济的不平衡这条鸿沟是很难逾越的。而在盲目追求gdp中造成的西部生态退化所需的高额治理费用，却不得不由国家来“买单”，如2002年国家“六大林业工程”的256亿元主要用在了西部。 西部脆弱的环境容易造成水土流失、草场退化、土壤沙化、盐渍化、气候干旱化、水资源短缺等生态环境问题，因此应当成为国家生态保护与建设的重中之重。目前全国水土流失面积为3600 000 km2，其中约有80%发生在西部，全国每年新增的荒漠化土地也大都分布在西部地区。但从另一个角度看，西部孕育着巨大的生物多样性资源库，如云南是全国生物多样性最丰富的地区，野生稻、茶、香蕉的近缘种都在这里分布；新疆干旱区、青藏高原地区分布

酸雨对土壤生态系统影响的研究进展

酸雨对土壤生态系统影响的研究进展 程莉（20081799）资环08级01班 摘要:酸雨是人类当前面临的最严重的环境问题之一，日益成为土壤学和生态学研究的热点。现有的大量研究表明，酸雨对土壤生态系统的功能特性，包括土壤盐基离子及重金属与微量元素的淋溶、土壤营养、土壤酸化、土壤微生物数量及其活性、土壤缓冲性能、土壤结构、土壤矿物风化等方面均会产生一定的影响。本文就酸雨对土壤生态系统特性的影响研究进展进行了综述。 关键词:酸雨土壤生态系统研究进展 酸雨是人类当前面临的最严重的环境问题之一。酸性强、持续时间长的酸雨不仅会使鲜花凋谢，树叶脱落，农作物枯萎，建筑物和文物古迹受到腐蚀，人体健康受到威胁，而且还会导致江、河、湖泊逐渐酸化，浮游生物死亡。酸雨还会导致土壤中营养物质不断溶出，造成Al及其他金属对生物的危害[1-2]。在生产林区，酸雨降落，使土壤的酸性增强，养分下降，森林的生长缓慢，树木的树叶枯黄，甚至死亡。这些问题的出现，引起了世界上许多科学家的关注。 土壤是陆地生态系统中酸雨的最终接受处，因而酸雨对土壤影响的大小直接关系到整个生态环境的质量。因此，这方面的研究早为人们所重视[3-6]。 1978年在加拿大的多伦多市首次召开的酸雨对农作物和土壤影响的国际会议之后，这方面的研究工作逐渐在世界范围内广泛开展起来。酸雨对土壤生态系统的影响主要是因为酸性物质的输入改变了土壤的物理、化学及生物性质，从而对土壤生态系统产生危害。 1、酸雨对土壤盐基离子的淋洗 阳离子的淋洗与土壤的组成和性质有很大的关系。矿物和腐殖质含量高的土壤，因其阳离子交换量高，土壤对酸的缓冲能力亦高，但是其淋洗的进程相对较缓慢。而对于阳离子交换量低、缓冲能力弱的土壤，不仅其交换点低，交换点上的碱性阳离子也很容易进入到土壤溶液中，并被淋洗掉。 在酸雨的作用下土壤元素的迁移具有阶段性,土壤酸化的阶段性决定着元素迁移的阶段性[7]。盐基离子的淋失量随模拟酸雨PH值的降低而增加[7-10]。尤其当PH≤3.5时，增加最明显。在PH为3.0的酸雨淋溶下，红壤、赤砂土盐基淋出量占交换性盐基总量的61.4%[11]。土壤交换性K+、Na+, Ca2+, Mg2+的总量有随PH 降低而降低的趋势[7]。 土壤阳离子的淋溶强度主要取决于与酸雨有关的阴离子迁移率，淋失速度在 很大程度上受阴离子〔主要是SO 42-)被土壤吸附强度的影响，而SO 4 2-吸附量与土 壤Fe、Al氧化物含量呈正相关。在增加阳离子活动性方面，硫酸盐的作用要比硝酸盐大得多。这是因为大部分土壤都N素含量不足，所以硝酸盐能很快被植物吸收。仅在降雨量很大的情况下，N0 3 -来不及被植物和土壤吸收时才对阳离子的 活动性有明显的作用[11.15.16]。而土壤中的SO 4 2-则极易随酸雨所增加，因而其对阳离子的淋洗作用就很大。如在灰化土上，酸雨输入的硫酸可使土壤阳离子淋洗速率达到自然淋洗速率的3倍。[4] 2、酸雨对土壤重金属及微量元素的影响 不同上壤中都含有一定量的微量元素，在这些元素中有些是作物生长所必需的，如B、 Cu、 Fe、 Mo、Mn。而另一些则可能是环境毒害元素，如Cd、 A1

退化生态系统恢复的策略

退化生态系统恢复的策略 [摘要]目前，我国人为导致的生态系统退化尚未得到根本性控制，对生态环境造成持续压力。尽管生态系统退化趋势已在局部地区得到遏制，但在一些重点生态系统退化省区和经济落后地区仍在加速扩展，生态系统恢复仍然面临着严峻挑战。为化解我国退化生态系统恢复中出现的主要问题，需要采取相应的多项策略。 [关键词]生态系统运行机制恢复 1完善退化生态系统恢复政策 退化生态系统恢复政策要有连续性和稳定性，同时需要根据形势的发展，进行修订补充或制定新的政策。例如，保护土地退化治理者合法权益的政策（如允许继承等）、生态退化严重地区生态移民政策、生态退化地区扶贫开发政策、户包治理小流域优惠政策、贫困户承包“四荒”治理优惠政策等。山区农民可根据当地实际情况，将防治生态退化的内容纳入乡规村约，以规范生态退化地区的生产建设活动。要积极推动土地产权的市场配置，利用产权价格机制遏制资源的流失和资源生产力的下降。选择优化的制度变迁路径，力求成本最小，收益最大。在不改变土地产权性质的前提下，明晰土地产权，构筑适应市场经济的土地产权制度框架，体现产权的排他性和对资源的保护性。界定各产权主体的责、权、利关系，在保证农民权利平等、机会均等、分配合理基础上，最大限度提高资源利用效率。 2建立政府调控与市场经济相结合的运行机制 注重市场经济与政府宏观协调管理相结合，建立退化生态系统恢复运行机制。针对不同类型区，有所侧重地采取不同的生态恢复措施。对生态环境脆弱的地区，采取生态移民的措施，以减缓环境压力；对生态承载能力较低的地区，进行退耕还林、退牧还草；对生态条件相对较好的地区，进行自然资源的优化配置，实现适度规模经营，提高资源配置效率。政府在生态恢复中的作用不可替代，在山区退化生态系统恢复的投资过程中，要综合权衡，统筹安排。应稳定增加投入来源，完善多元化、多层次的投入机制。将生态恢复的外部效果内在化，推动其市场化进程。有条件的山区要争取利用外资和世界银行贷款，开展经济效益明显的生态恢复项目。对于列入国家计划的重点生态恢复工程建设项目，按照项目法人制、招标投标制、建设监理制执行。 3建立生态效益补偿机制 生态恢复项目必须充分考虑农户的经济效益和获益分配公平性。生态退化地区应建立一套规范的资源有偿使用与生态效益补偿机制。对大幅度改善生态环境的资源利用者进行奖励，例如奖励其一定面积的荒地，并在数年内免收缴土地使用税；使退耕户享有生态恢复成果的处置权；对破坏生态环境的资源者则实施严

第八章 生态系统退化与恢复

第八章生态管理与生态修复 课时安排：4学时 教学目的：通过讲授，让学生全面掌握以下内容，了解自然保护区 1. 环境污染物在生态环境中的迁移和转化 2. 生态环境影响评价的程序和方法 3. 生态系统管理的概念 1.生态规划和设计 教学方法： 1.理论讲解为主，结合事例剖析 2.讨论基础上了解原理 3.幻灯片的使用 重点及难点：难点是环境污染物在生态环境中的迁移和转化、生态规划和设计 重点是生态规划和设计、生态环境影响评价

第一节生态管理及自然保护区的建设 一、生物资源的保护与科学管理 （一）自然资源与生物资源 地球上的空气、水、土地、矿物、动物、植物以及其他可被人类利用的物质，都是人类赖以生存的资源，统称为自然资源，即自然资源是自然界中人类可直接获得的用于生活和生产的物质。按其产生的渊源和可用性，自然资源又可分为两大类： 1．原生性自然资源（primary natural resource）：这类资源是伴随着地球的产生及其运动而形成和存在的。例如太阳能、空气、风等，基本上是持续稳定的，其数量随地球时空变化而异。 2．后生性自然资源（secondary natural rescourees）：这是在地球的自然历史演化过程中某一阶段形成的一类资源，其数量是有限的。此类资源又可分成： （1）非再生自然资源也称非更新自然资源（non-renewable resources），例如各种矿物、煤、石油、泥炭、天然气等。这种自然资源需要经过漫长的地质年代才能形成，在现阶段生产水平条件下，这种资源是不能更新的。 （2）可再生自然资源也称可更新自然资源（renewable resources），是指通过天然作用或人工经营能为人类反复利用的各种自然资源，包括土地资源、水资源、生物资源等。这类资源的特点是，能在较短时间内再生或循环再现。它又可分为生物资源和非生物资源。但不管哪一类都可以持续再生、代谢更新。

我国草地退化及退化草地恢复方略

我国草地退化及退化草地恢复方略我国的草原多分布于自然条件较差的地区，多干旱缺水、生产水平相对低下，加上人为因素的影响，近20年来草原退化日趋严重。据报道，我国已有13亿亩草地退化，占可利用草地的1/3，并继续以每年2000万亩的速度退化。 草地退化的最主要原因是过度放牧，那合理放牧便是遏制草地 草地退化是因为牲畜多了，而草地上的牧草产量少了，草与畜不能平衡。假如我们设法增加牧草的产量，就可以为多的牲畜提供多的牧草，从而实现新的畜草平衡，这就是建立人工草地与防治草原退化的辨证关系。 人工草地是一种高产的牧草生产系统。要高产就要有好的基础，就要有高的投入。

建立人工草地不是随便什么地方都能满足要求的。选择合适的地形部位与土壤条件十分重要。 在内蒙古草原，要选择山前的扇缘地带和相对低洼的地方。在这些地方，由于水热条件的分异而可能形成比较肥沃的土壤以及好的水分条件。 有了好的基础，人工草地可以说成功了一半。而另一半就是好的 是 有什么表现?这是我们突出关心的基本问题。世界各国草地学家从不同角度提出了退化草地等级标准以及生物环境条件在各个级别的表现。SampsonA.W.(1919)的土壤有机质诊断；HumphreyR.R．(1949)的可利用牧草产量占总产量的百分比诊断；DyketerhuisE.J.(1949)以减少种、增加种和侵入种反映植物群落的种类组成，以及它们盖度

或地上部分生物量所占比重反映植物群落的结构变化，后由美国土壤保持协会制作草地退化分级图解。任继周(1961)以草地植物经济类群和特征植物、地表状况、水土流失现象、土壤有机质和酸度为指标的综合判断法。王德利(1996)在内蒙呼伦贝尔盟羊草草地不同放牧半径的研究；运用演替度即植被演替阶段背离顶级群落的程度来指示草地退化的程度。刘钟龄等(1998)对内蒙古典型草原退化序列的监测和测 草 靠近畜群点退化越严重，随着距离的增加，退化逐渐减轻，特征由篙类半灌木占优势向一年生草本和篙类半灌木混生直至一年生草本居多逐渐过渡。 退化草地恢复方略 退化草地恢复是一个庞大复杂的系统工程，不仅涉及草地学、农

生态系统退化程度的诊断

生态系统退化程度的诊断 摘要：随着人口迅速增长和社会经济的加速发展,人们对环境资源的过度使用 和破坏,使生态系统的退化已成为普遍现象。然而在生态系统退化和恢复研究中，对于退化程度的诊断是首先遇到和必须解决的问题。本文研究了生态系统退化程度的诊断特征，研究进展；分析了生态系统退化程度诊断的途径和可能指标(体系)；同时归纳了生态系统退化程度诊断的方法。 关键词：1.退化生态系统的诊断特征 生态系统从一个稳定状态演替到脆弱的不稳定的退化状态,它在系统组成、结构、能量和物质循环总量与效率、生物多样性等方面均会发生质的变化。与成熟生态系统相比(表l),退化生态系统表现出如下特征:(l)在系统结构方面,退化生态系统的物种多样性、生化物质多样性、结构多样性和空间异质性低。(2)在能量学方面,退化生态系统的生产量低,系统储存的能量低,食物链多为直线状。(3)在物质循环方面,退化生态系统中总有机质存储少,矿质元素较为开放,无机营养物质多储存在环境库中,而较少地储于生物库中。(4)在稳定性方面,由于退化生态系统的组成和结构单一,生态联系和生态学过程简化,退化生态系统对外界干扰显得较为脆弱和敏感,系统的抗逆能力和自我恢复能力较低。 2.生态系统退化程度诊断的研究进展 生态系统退化程度诊断对于生态恢复实践的重要性,已被国内外很多学者所重视。如Whisenant(1999)认为生态系统的退化存在两个阈限，分别是由生物因子的相互作用和非生物因子的限制作用控制;Hobbs和Harris(2001)认为景观水平的退化也存在两个阑限,分别由生物联结作用(Biotic Connectivity)的丧失和物理景观功能(Physical landscape function叩)的丧失所控制;McIntyre畔和Hobbs(1999)探索了如何根据生境破坏与修复的程度来划分景观类型;杜晓军等(2001)在对辽宁西部低山丘陵区生态系统退化程度的研究中,尝试引人了数量分类方法,并通过生境退化的程度定量刻划了生态系统的退化程度等。 当前生态系统退化程度诊断的研究大多仍停留在定性阶段,这在一定程度上制约着生态恢复实践和恢复生态学的发展,故函需开展退化生态系统退化程度诊断的深入研究。如何精确地确定退化生态系统的退化程度将是巫待加强的研究方向,也是该领域今后发展的方向和趋势。 退化生态系统首先是组成和结构发生变化，导致其功能退化和生态过程弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳定。但系统成分和结构的改变是系统退化的外在表现，功能退化才是其受损本质。因而，诊断途径一般有生物途径、生境途径、生态系统功能/服务途径、景观途径、生态过程途径等。详细情况如下： 3.1生物途径 生物指标一般比较直观，因而一般被当作最主要的诊断途径。主要有：生物组成和数量：植物、动物、微生物、生物多样性（指数）、盖度、密度、分布格局、年龄结构等。生物生产能力：生物量、生产力、光合作用大小等。 3.2生境途径 主要指小气候和土壤。小气候指标包括：降水量、气温、光照、湿度等。土壤理化性质中的绝大多数可以被用来作为诊断指标，尤其对退化生态系统来说，土

青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨_武高林

青藏高原退化高寒草地生态系统恢复和可持续发展探讨* 武高林 杜国祯 博士, 教授,兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州大学生命科学学院,兰州730000 *基金项目:国家自然科学重大研究计划西部专项项目(90202009) 关键词 青藏高原 高寒草地 退化 恢复 可持续发展 近年来,青藏高原草地生态环境安全引起人们的高度重视,但是其生态环境仍处于不断恶化的状态。本文分析了青藏高原高寒草地生态系统的草地退化现状、退化因素和改良技术研究等,并针对其现状和恢复目标,为高寒草地生态系统和草地畜牧业的可持续发展提出了一些建议:加强高寒草地生态系统的基础研究,建立综合的草地改良和恢复技术体系,加强草地生态系统的管理,建立合理的草地放牧制度体系,并建立高效的饲草供应人工草地,在退化草地上建立集约化的高效社区模式草地畜牧业体系,改变退化草地生态功能,是实现退化高寒草地生态恢复、生物多样性保护和经济可持续发展的最佳措施。 1青藏高原高寒草地生态系统退化现状青藏高原高寒草地是世界上海拔最高、面积最大、类型最为独特的草地生态系统,自古以来就是我国重要的牧区之一,是广大藏族同胞赖以生存的基础。其次,青藏高原是北半球气候的启动区和调节区,高寒草地生态系统是否稳定不仅对我国的东部和西南部的气候产生巨大的影响,而且也对北半球甚至全球的气候产生明显的影响。青藏高原是我国黄河、长江等主要水系的发源地,高寒草地在涵养水源、保持水土方面发挥着重要的生态作用。从某种意义上讲,它是黄河、长江等下游地区各民族生存与发展的根基。高寒草地植被也是 世界第三极 地区重要的碳库,对该地区生态系统的碳源-碳库的平衡起着一定调节作用。随着全球CO2浓度的提高和气候变化的影响,高寒草地固定碳源、影响气候变化的作用越来越引起人们的重视。由此可见,青藏高原的环境效应不仅直接塑造了中华民族辉煌的过去,也必将继续对中华民族未来的发展和千秋万代的根本利益产生深刻的影响。另外,作为青藏高原向黄土高原和内陆盆地的过渡,青藏高原东部的高寒草地生物资源异常丰富,蕴育着众多世界上独特的土著生物和种质资源。高寒草地是世界唯一的高寒生物种质资源库,其生物种类丰富,青藏高原已记录的真菌5000种,维管束植物12000种,脊椎动物约为1300种,昆虫4100种。但随着人类活动加剧以及对生物资源开发力度的加大,生物种质资源受到破坏,生物多样性降低。因此,该地区是我国生物多样性保护的关键地区之一。由于环境条件的恶化,资源短缺,使动植物失去生存环境,造成物种减少,生物多样性降低。高寒草地生态系统资源丰富,草质柔软、营养丰富,具有高蛋白、高脂肪、高碳水化合物以及纤维素含量低、热值含量高等特点,是发展高原草地畜牧业的物质基础。但是,由于长期忽视了对草地资源的科学管理,粗放经营,超载过牧,以及对草地资源不合理的开发利用,使人类生存最关键的生物多样性受到严重威胁,濒危动植物名录不断增加,许多珍稀动植物不断消失,草地植物群落结构发生变化,优良牧草丧失竞争和更新能力而逐渐减少,同时毒杂草比例增加,整个草场植被组成以家畜不喜食或有毒、有害的杂类草为优势。可以归结为两个方面:从结构上来看,要么形成黑土滩甚至沙化,要么恶性杂草的比例增加,降低草场质量;从功能上来看,生态系统生产力降低,生物多样性和生态系统功能的严重丧失。人类在从事社会活动过程中,其目的是促进经济的发展,但是在经济发展的现阶段,较多地运用经济尺度来衡量其活动价值,而在一定程度上忽略了生态尺度。草地生态破坏的经济损失是难以估量的。以青海省为例,生态破坏经济损失的18.3966亿元总值中,以草地生态破坏损失值最大,为9.7076亿元,占总损失值的52.76%[1]。掠夺式经营、过度放牧、鼠虫危害以及人类活动的干扰,使草地严重 159