恢复与重建自然与文化的和谐——2011生态恢复学会国际会议简介

2011生态恢复学会国际会议( SER2011)是第4届世界生态恢复大会、第20届生态恢复学会年会与伊比利亚美洲和加勒比海生态恢复网络第2次会议的联合大会,于2011年8月21日-25日在墨西哥尤卡坦半岛召开.在人类过度干扰和全球变化加剧的双重胁迫的背景下,生态恢复成为应对全球自然生态系统退化和减缓全球变化的主要对策之一.本次会议引起了广泛地关注.注册报名的有64个国家865人,而实际与会的有70多个国家超过1000人.各国生态学者集聚梅里达,共同探讨生态恢复的理论与实践.5106     

河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建

河岸带是指水陆交界处的两边,直至河水影响消失为止的地带。河岸带是湿地的重要组成部分,在流域生态系统中发挥着重要的作用,具有较大的生态、社会、经济和旅游价值。河岸带研究以生态学、水文学和地貌学炎基础,涉及多种学科和技术方法。由于自然和人为因素的影响,退化河岸带的生态恢复与重建较为复杂,通过安徽潜山县潜水退化河岸带滩地近6a的生态恢复与重建试验,研究结果表明：恢复与重建后的河岸带滩地生态系统的生物多样性和稳定性增加;土训结构和养分条件得到改善,其中,小于0.002mm的粘粒含量的平均值由恢复前的4.53％,上升到恢复后的11.71％,土壤容重由恢复前的1.455g/cm^2下降到恢复后的1.2g/cm^2,土壤有机质的平均值由恢复前的1.25g/kg上升到恢复后的9.44g/kg;河滩地泥沙淤积量增加;植物抗风浪作用增强,有效地保护了河岸,改善了河岸带地区的小气候。河岸带研究在我国起步较晚,因此,今后应加强河岸带的管理和对退化河岸带生态系统的恢复与重建工作,使河岸带生态系统可持续地为人类提供丰富多样的生产、生活和观光旅游产品。     

荒漠草原生态恢复与重建：人工植被推动下水分介导的系统响应、生态阈值与互馈作用

荒漠草原(生态区)横贯我国西北地区东部,生态地位十分重要。近二十年来,通过封育禁牧、退耕还林(草),植被覆盖显著改善,但是生态系统质量和稳定性依然不高。由于长期将荒漠草原单纯视作草原的一部分,对其生态系统过渡性、脆弱性和复杂性本质特征认识不足,造成了荒漠草原生态学研究与区域生态建设实践之间不同程度的脱节。在分析荒漠草原生态区未来在我国生态安全格局中突出的但是被一定程度上忽视的地位的基础上,进一步归纳了荒漠草原生态系统的一般特征,指出了生态恢复与重建研究中存在的主要问题。进而以人工植被引入荒漠草原生态工程为案例,分析了人工植被驱动荒漠草原生态恢复与重建的过程与机制,归纳了“植被-水文-土壤”互馈作用驱动生态系统层级响应模式,并展望了今后的发展趋势与研究方向。     

采石场废弃地的生态重建研究进展

采石场的开采严重破坏了植被和土壤,形成了大量的裸露岩石斜坡,造成宏观景观支离破碎和极端的环境条件,限制了植物的生长。由于自然恢复所需时间长久,人工恢复被广泛应用于采石场废弃地的生态重建。自然演替过程是采石场生态重建的理论基础,自然演替理论可以为人工恢复措施提供指导。植物群落演替的早期阶段,非生物因素起主要作用,随着演替的推移,生物因素的重要性增强。邻近自然植被的土壤和繁殖体通过外力的扩散,对恢复起重要作用。除了非生物和其他的限制,先到达恢复地的物种竞争能力的变化能决定了演替过程。演替过程中的干扰因素往往成为演替重要的驱动力。裸露岩石斜坡的物理稳定性对植被恢复有重要影响,有机废物的使用和施肥可以影响恢复演替的方向和生物多样性。播种一定的植物能够改变恢复演替方向,加速演替过程。乡土物种适应了当地气候,能够促进演替。随着修复时间的延长,土壤有机质含量,植被覆盖度和物种丰富度不断增加,土壤微生物生物量随之增加。开展不同地区采石场植物种类的选育、研究乡土物种的功能特性、土壤微生物群落和酶的变化、植被演替过程的定位研究、植物种间的竞争关系、自然演替和人工恢复的比较研究、探索经济高效的采石场生态重建方法是未来的研究方向。     

景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径

生态恢复与重建是跨尺度、多等级的问题,其主要表现层次应是生态系统（生物群落）、景观,甚至区域,而不能仅仅局限于生态系统。景观的恢复与重建是针对景观退化而言,景观退化从表现形式上可分为景观结构退化与景观功能退化。景观结构退化即景观破碎化,是指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度(connectivity)减少的现象;而鲜受重视的景观聚集（aggregation）在很多情况下同样具有造成景观退化的负面效应。景观功能退化是指与前一状态相比,由于景观异质性的改变导致景观的稳定性与服务功能等的衰退现象。景观恢复是指恢复原生生态系统间被人类活动终止或破坏的相互联系;景观生态建设应以景观单元空间结构的调整和重新构建为基本手段,包括调整原有的景观格局,引进新的景观组分等,以改善受胁或受损生态系统的功能,提高其基本生产力和稳定性,将人类活动对于景观演化的影响导入良性循环。二者的综合,统称为景观生态恢复与重建,是构建安全的区域生态格局的关键途径。其目标是建立一种由结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统（model ecosystem）组成的模式景观（model landscape）,以实现生态系统健康、生态格局安全和景观服务功能持续,以3S(RS,GPS,GIS)技术为支撑的GAP(ageographic approach to protect biological diversity)分析将为大尺度景观恢复的诊断、评价、规划提供重要的手段。景观中某些关键性点、位置或关系的破坏对整个生态安全具有毁灭性的后果,研究景观层次上的生态恢复模式及恢复技术、选择恢复的关键位置、构筑生态安全格局已成为景观生态学家关注的焦点。     

湖滨带退化生态系统的恢复与重建

湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,在湖泊流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.湖滨带的功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及生境保护功能、护岸功能和经济美学价值.湖滨带退化的原因主要是人为因素引起的生物群落结构的逆向演替及生态功能下降,退化湖滨带生态恢复与重建的理论基础是恢复生态学,其生态恢复技术可划分为三大类:湖滨带生境恢复与重建技术、湖滨带生物恢复与重建技术、湖滨带生态系统结构与功能恢复技术.云南洱海湖滨带近3年的生态恢复与重建试验的生态调查结果表明,试验区水生植被得到恢复,水质净化作用明显,藻类得到抑制,浮游动物的构成和数量发生变化,湖滨带湿地生态系统的生物多样性和稳定性增加.     

生态重建是生态文明建设的核心

<正>"文明"是人类在社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和,特指精神财富,如文艺、教育、科学、法律、经济等."生态文明"即指生态理念在上述人类社会文明事业中的体现和实践.生态重建(ecological restoration)就是生态文明建设的核心.党的十七大报告以较大篇幅,多次强调生态文明和加强生态建设:"加强水利、林业、草原建设,加强荒漠化石漠化治理,促进生态修复.加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候做出新贡献".党的十八大更明确提出,生态文明建设是十大国策之一.这是从科学发展观出发,     

基于生态恢复和文化回归的梯田景观格局重建--以菲律宾科迪勒拉高山水稻梯田景观复兴为例

基于菲律宾科迪勒拉梯田景观遭到严重破坏、世界文化遗产受到威胁的现状,通过分析先人建立的"水源涵养林-木涌-聚落-梯田-水系"结构体系以及传统文化对梯田景观格局稳定性的保护和控制,剖析隐含在高山水稻梯田景观背后的生态技术和文化格局,了解和借鉴先人智慧,结合现状生态、社会问题和地区特征,分析梯田景观恢复的需求和挑战,运用景观生态学技术手段和对传统文化的唤醒,进行采伐迹地恢复、梯田景观恢复、灌溉体系修复、对抗外来物种入侵,借鉴传统管理模式建立适应新形势的社区管理和合理的旅游规划体系,重建"森林-木涌-聚落-梯田-水系"的景观生态格局,促进传统文化回归,实现高山梯田景观复兴与世界文化遗产保护。     

晋陕蒙交界地区生态退化与恢复的研究现状和展望

晋陕蒙交界地区是我国生态环境破坏最严重的地区之一,当地所存在的植被退化、水土流失和土地沙化等一系列生态问题,不但威胁该地区居民的生存与发展,而且也影响我国东部地区的生态环境质量与经济发展。因此,开展针对该地区的生态恢复理论和恢复技术研究就显得非常重要。本文对该地区数十年来在生态恢复方面的理论研究和治理实践工作的历史和现状进行了分析,提出了今后应该加强对植被退化机理、植被恢复目标群落的确定和如何在大尺度地域上开展生态恢复等问题进行研究的建议,以便为更好地开展该地区的生态恢复工作提供帮助。     

黄土高原北部草地的恢复与重建对土壤有机碳的影响

草地的恢复与重建是黄土高原生态建设的重要内容,探讨草地恢复过程中土壤有机碳密度（SOCD）的变化规律对于合理评价北方水蚀风蚀交错带地区生态恢复的环境效应及其对土壤碳固存潜力的影响具有重要的理论价值。以黄土高原北部水蚀风蚀交错带地区不同生长年限的紫花苜蓿（Medicago sativa）人工草地及其退化后形成的次生草地为主要研究对象,探讨了SOCD的动态变化特征。结果表明,研究区0-100cm土体的SOCD普遍较低,变化范围为1.18-2.81kgCm^-2,略高于地球上荒漠带的水平（1.4kgCm^-2）,显著低于黄土高原中部（4.46-9.95kgCm^-2）与全国（11.52-12.04kgCm^-2）的平均水平。但是当土地利用方式由农田转变为人工草地以后,以及随着人工草地向长芒草（Stipabungeana）次生天然草地的自然演替,SOCD均有不同程度的增加,增加幅度最大可达72%,土壤表现为明显的碳汇。不同土地利用方式0-100cmSOCD的变化顺序为：灌木林地（2.11kgCm^-2）〉次生天然草地（1.95kgCm^-2）〉人工草地（1.91kgCm^-2）〉弃耕地（1.69kgCm^-2）〉农田（1.68kgCm^-2）,但统计差异不显著,意味着植被恢复对土壤碳固存的影响相对较小,该地区土壤固存CO2的潜力并不大,发育较好的次生天然草地0-100cm土体SOCD平均仅为2.20kgCm^-2。对SOCD垂直变化的分析结果表明表层SOC主要固存于表层0-20cm土壤,而且与0-100cm土体的SOCD具有显著的线性相关性,由表层观测值可以有效估计0-100cm土体的SOCD,估计误差为9.9%（0.18kgCm^-2）。     

Choosing appropriate temporal and spatial scales for ecological restoration

Classic ecological restoration seems tacitly to have taken the Clementsian “balance of nature” paradigm for granted: plant succession terminates in a climax community which remains at equilibrium until exogenously disturbed after which the process of succession is restarted until the climax is reached. Human disturbance is regarded as unnatural and to have commenced in the Western Hemisphere at the time of European incursion. Classic ecological restoration thus has a clear and unambiguous target and may be conceived as aiming to foreshorten the natural processes that would eventually lead to the climax of a given site, which may be determined by its state at “settlement”. According to the new “flux of nature” paradigm in ecology a given site has notelos and is constantly changing. Human disturbance is ubiquitous and long-standing, and at certain spatial and temporal scales is “incorporated”. Any moment in the past 10,000 years that may be selected as a benchmark for restoration efforts thus appears to be arbitrary. Two prominent conservationists have therefore suggested that the ecological conditions in North America at the Pleistocene—Holocene boundary, prior to the anthropogenic extinction of the Pleistocene megafauna, be the target for ecological restoration. That suggestion explicitly assumes evolutionary temporal scales and continental spatial scales as the appropriate frame of reference for ecological restoration. However, ecological restoration should be framed in ecological spatio-temporal scales, which may be defined temporally in reference to ecological processes such as disturbance regimes and spatially in reference to ecological units such as landscapes, ecosystems, and biological provinces. Ecological spatio-temporal scales are also useful in achieving a scientifically defensible distinction between native and exotic species, which plays so central a role in the practice of ecological restoration and the conservation of biodiversity. Because post-settlement human disturbances have exceeded the limits of such scales, settlement conditions can be justified scientifically as appropriate targets of restoration efforts without recourse to obsolete teleological concepts of equilibria and without ignoring the presence and ecological influence of indigenous peoples.     

典型红壤区自然生态修复的适用性

自然修复主要通过封山育林、禁止农作、禁牧禁伐措施,减少人类对环境的扰动,利用自然生态环境的自我演替能力,恢复生态环境,实现生态平衡。自然修复作为一种成本低、无污染的生态修复手段很早就受到人们重视,但关于自然修复适用范围的研究较少。为了正确认识自然修复的适用性,选择了我国南方红壤地区长期遭受严重土壤侵蚀危害的福建省长汀县为研究对象,通过对长期自然修复样地的监测资料分析,发现在坡度条件为20%—30%下,当植被覆盖度低于20%的退化阈值时,严重的土壤侵蚀引发的土壤肥力损失将导致生态系统自我退化,自然修复不仅无法改善当地的生态系统,反而会引起生态系统的进一步恶化。由此可见,自然修复并不适合所有的生态系统,当生态系统退化到一定程度时,退化生态系统必须通过人工干预来修复。因此,必须探索适合当地的生态修复模式,在生态系统退化突破阈值时,红壤丘陵区应通过恢复土壤肥力、促进自然植被覆盖度增加、综合提高生态系统健康水平。     

道法自然的增强设计:大面积快速水生态修复途径的探索

农民利用千百年积累的生态智慧,通过简单而有效的方法,用最少的投入,实现大面积的改变,营造可持续的、源于自然而又高于自然的地球表面景观。文章探讨了如何重新发掘农民道法自然的生态智慧,进行大面积水生态修复的理念、方法和案例。基于作者及其团队20多年的研究和实践,提出了“传统生态智慧-模式提炼-增强设计-运行检测（POE）-模块技术-现代生态修复工程”的研究和实践路径,将传统农耕生态智慧进行了增强设计,形成了模块化的当代生态工程技术,用于大面积国土生态修复,尤其是以水为核心的生态过程与景观的生态修复,在全国200多个城市的山水林田湖草生态修复工程中进行实践并得到检验。     

Natural regeneration and ecological recovery in Bwindi Impenetrable National Park, Uganda

This study tests the justification for displacement and compensation of persons in a previously settled land for natural ecological recovery, and helps in the understanding of patch dynamics in a semi‐mountain tropical rain forest environment. The study area comprised parts of the Mbwa River Tract in Bwindi Impenetrable National Park in Uganda that had been settled and cultivated for at least 20 years prior to park reclassification. The extent, state and speed of regeneration of the cleared forest (CF) after resettlement were not known. There was therefore need for a baseline study as prerequisite for future ecological monitoring of forest recovery. Strip‐plots at 200 m intervals running across the tract were therefore established for this study. 1.17 km² of forest had been cleared for cultivation in the tract and regeneration in adjacent forest (MF) was better than in the CF, based on the abundance of seedlings. The CF was more diverse in species composition than the MF, and with predominantly pioneer tree species growing. The CF was ecologically important as a water catchment area and a habitat for several animal species, and there were indications that it was heading for ecological recovery.     

中国天然林保护、生态恢复与可持续经营的理论与技术

全面总结了近年来中国在天然林保护与生态恢复的理论与技术实践方面所取得的研究进展。高度凝练出了天然林动态干扰与保育技术、典型退化天然林的生态恢复技术和天然林景观恢复与空间经营技术等三方面的创新成果,形成了天然林保护与生态恢复的理论与技术创新体系,对今后天然林保护、生态恢复与可持续经营进行了展望。     

退化草地生态恢复研究案例综合分析:年限、效果和方法

草地生态系统退化严重影响着全球生态安全、草原区域居民生计和草原文化多样性的发展。退化草地恢复工作依赖于对有效研究案例的借鉴,不同研究年限的案例对生态恢复实践的目标、恢复方案的制定有不同借鉴和参考作用,而获得有指导价值的研究案例通常是长期开展的研究工作。在调查国内外149个退化草地生态恢复案例基础上,该文综合分析了退化草地生态恢复的研究年限分布、恢复目标、恢复方法,效果及长期研究数据获取方法等,主要有以下几方面总结。(1)年限小于10a的案例数量较多,且更侧重于连续性研究;较长时间研究更多依赖于以前研究案例重访性研究。(2)相对而言,较长期的研究结果可靠性更高,其恢复技术的说服性更强,对于生产力的研究一般比生态功能研究的案例年限短些。(3)在退化草地生态恢复中,恢复目标排在前三位的分别是生物多样性,植被覆盖度和土壤碳库。(4)在调查的研究案例中关于动物群落的研究非常少。(5)退化草地恢复方法中应用最多是人工播种,围栏封育,放牧应用。(6)跨度时间较长的研究工作大多采用案例重访的方式,获取和以前可对比的数据资料。最后,建议特别应该重视案例重访方法的应用,尽可能更多的开展实地性数据获取再进行大数据综合,这样更可靠。     

国土空间生态修复国际经验借鉴与广东省实施路径

开展国土空间生态修复是生态文明和美丽中国建设的要求,是关系国家生态安全和民生福祉的重大国家战略任务。梳理了近100年来以荒野、再野化、基于自然的解决方案、生态修复为核心的国际生态环境治理理念的发展语境,辨析概念之间的关系,阐明国际生态修复基本研究框架,并梳理国外生态修复的典型实践案例,总结国际经验。基于对广东省主要生态问题研判,从摸清家底、确定目标、谋划格局、布置行动、实施保障5个层面构建省域国土空间生态修复科学规划总体框架,并以实际问题和生态修复目标为导向,提出深入开展国土空间生态修复规划九项专题研究、生态修复技术研发、多元组织形式等策略。本文提出的广东省生态修复设计思路及实施路径,将为找准生态环境问题根源、实现靶向修复治理、促进生态文明建设提供决策支持。     

General attributes and practice of ecological restoration in Arizona and California,U.S.A., revealed by restoration stakeholder surveys

Ecological restoration has become increasingly important in conservation. Yet, synthesized statistics are scarce with respect to essential characteristics of restoration activities. We surveyed restoration stakeholders in the U.S. states of Arizona and California to evaluate key attributes in restoration activities including ecosystems of focus, goals, size, cost, duration, and the prevalence of recommended restoration practices. We also examined how some of the attributes varied with size of restoration, ecosystem type, and state identity. While enhancing biodiversity and increasing plant cover were common goals in the two states, restoration in California also focused more on wildlife habitat re‐establishment and weed control. Restoration in Arizona was implemented more in arid/semiarid systems, larger in size, shorter in duration, used more passive restoration, spent more on equipment, and was less likely to source plants from native plant nurseries. Labor was the most expensive restoration component regardless of state identity and ecosystem type. Per unit area cost of restoration decreased with increasing size of restoration. Yet, the decline in this cost was more strongly explained by moving from mesic to arid/semiarid ecosystems. Duration of restoration projects increased with size of restoration and in more mesic ecosystems. Overall, restoration in mesic ecosystems, compared to arid/semiarid systems, was smaller in size, higher in cost, and longer in duration. These results confirmed that ecological and socio‐political conditions impact restoration goals and practice, with implications of how research can further support practitioners to achieve restoration success under practical constraints revealed by these results.     

基于生态安全格局的上海国土空间生态修复关键区域识别与修复策略

新时期国土空间生态修复被赋予维护区域生态安全、提升区域生态系统质量和稳定性、提供优质生态产品的重任。从生态安全角度准确判定国土空间待修复关键区域,是其首要事项,也是科学开展生态修复的关键和难题。本研究基于主流生态安全格局构建理论和方法,以上海市为研究区域,集成运用形态学空间格局分析方法和InVEST模型识别生态源地,利用电路理论提取生态廊道、生态“夹点”和障碍点,综合判定待修复关键区域,并提出针对性修复策略。结果表明: 上海市生态源地主要分布在长江入海口、崇明岛、杭州湾沿岸及淀山湖区域,约占研究区面积的17.9%;源间关键廊道共计103条;待修复关键区域包括12处生态“夹点”和54处生态障碍点,主要分布在生态源地与生态廊道接壤处以及生态廊道与生态廊道的交点或拐点处;根据待修复关键区域典型问题及其土地利用状况,提出生态景观重塑、重要廊道贯通和生态岸线保护修复3类修复策略分区及其可能的工程措施建议。本研究结果可为上海市编制国土空间生态修复规划,以及全国其他地区构建相近尺度生态安全格局、开展系统性生态修复工作提供参考。     

青藏高寒区退化草地生态恢复:退化现状、恢复措施、效应与展望

青藏高寒区属于独特而典型的高原生态系统,草地生态系统作为其重要组成部分,在对高寒区生态安全以及农牧民生计的维系中,占有举足轻重的地位。目前,青藏高寒区的草地生态系统退化严重,因此该区退化草地的生态恢复工作是国家生态工作的重中之重。近年来,已有大量研究提出了各种有效的恢复手段,但缺乏因地制宜的系统性总结和论述。基于此,在已有研究的基础上,阐述了青藏高寒区退化草地现状,总结了高寒区各生态类型分区的主要生态问题,明确了不同集成技术与模式的适用区域和范围,同时对这些技术、措施和模式的恢复效果和恢复机制进行分析和讨论。并对未来高寒草地生态系统的研究进行了展望,以期为青藏高寒区退化草地的恢复治理、高寒草地生态系统结构和功能稳定性维系提供系统的理论基础与技术支撑。