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：,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(guò)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)行了研究1 。 1975 年3 月,在美國(guó)弗吉尼亞工學(xué)院召開(kāi)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(wèn)題和生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中的原理、概念與特征,提出了對(duì)加速生態(tài)系統(tǒng)恢

2、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(shū)中從不同角度探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中的重要生態(tài)學(xué)理論和應(yīng)用問(wèn)題。 同年,Bradshaw 和Chadwick 出版了“The restoration of land , the ecology and reclamation of derelict and damaged land”一書(shū)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(kāi)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

3、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)”的論文集中1 。 經(jīng)過(guò)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” (Jordan 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(mén)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(kāi)

4、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

5、學(xué)術(shù)刊物還有EcologicalRestoration/ North American”(原為Restoration 國(guó)際恢復(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(kāi) 。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(kāi)， 每?jī)赡暾匍_(kāi)一次 。2007 年第二屆

6、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(méi)有給出確切定義1 。 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

7、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 conservation 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

8、 science: novel combination of agriculture 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,Leopold and family also replanted native flora on

9、his farm.,就“恢復(fù)”一詞,西方人使用了多個(gè)詞匯,常見(jiàn)的有restoration , reclamation , revegetation , rehabilitation ,ecosystem reconstruction , enhancement , remedy , renewal ,ecodevelopment 等, 其含義既相互重疊又略有差異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

10、“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(jiàn)仁,智者見(jiàn)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(guò)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

11、、本土的、歷史的生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程,這個(gè)過(guò)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(mén)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(guò)程的科學(xué),生態(tài)整合性包括生物多樣性、生態(tài)過(guò)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(guò)程與機(jī)理的學(xué)科(余作岳

12、,1996) 。,上述定義包含幾層意思:恢復(fù)生態(tài)學(xué)是一門(mén)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(guò)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(wèn)題的,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(guò)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(guò)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710 。,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

13、過(guò)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下可以通過(guò)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 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)、

14、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

15、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(guò)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

16、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(guò)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46 : (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(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、響應(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(guò)程及其調(diào)控技術(shù):包括種子庫(kù)動(dòng)態(tài)及

17、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

18、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。“國(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)了一片溫帶高桿草草原;在上世紀(jì)的6

19、070 年代又開(kāi)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(guò)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(kāi)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(kāi)展了近20 的恢復(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(kāi)展了卓有成效的

20、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生態(tài)恢復(fù)也有過(guò)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(guò)用火進(jìn)行植被和土地管理,并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作。其成果反映在專著“Prescribed Burning in California Wildlands Vegetation Manage

21、ment”(1989 ,1999)中,該書(shū)討論了火生態(tài)學(xué),用火的管理計(jì)劃與燃燒技術(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(guò)放火抑制生長(zhǎng)過(guò)快的樹(shù)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(guò)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(guò)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)

22、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ILTER 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(jiàn),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

23、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(wèn)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, Environmenta

24、l Change 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),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)

25、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 : (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(guò)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

26、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(guò)程及其恢復(fù)機(jī)制的研究。,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(guò)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(guò)去的失敗? 日本學(xué)者宮脅昭利用鄉(xiāng)土樹(shù)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)。,國(guó)際上有影響的文摘刊物CABS Current Advan

27、ces inEcological (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) 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(wèn)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(guò)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)

28、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)我國(guó)主要類型生態(tài),6 恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的一些問(wèn)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(guò)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(wèn)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)與周圍環(huán)境相洽的問(wèn)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(wèn)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