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生态系统恢复与重建的一般方法研究

现代生态学课程论文题目生态系统恢复与重建的一般方法研究姓名胡节学号*************专业水土保持与荒漠化防治中国·武汉2016年12月生态系统恢复与重建的一般方法研究——以休斯顿植物园与自然中心修复规划为例胡节摘要:随着经济的飞速发展,伴随而来越来越严重的生态问题,环境污染、景观破坏、土地退化、生物多样性丧失等问题增加了对生态系统的胁迫。

人类面临着合理恢复、保护和开发自然资源的挑战,因此对破坏的生态系统的恢复和重建成为现代研究中最引人注目的趋势之一。

本文从生态恢复性的概念及其发展历程着手,探讨出了生态恢复性设计的一般方法,并以休斯顿植物园与自然中心规划为例详细分析了其从诊断分析生态破坏的原因,到制定方案、评估检测,再到实施实践后期的管理与监测整个恢复过程。

以此推广到更多的恢复性设计中。

关键词:破坏;恢复;生态;恢复性设计The Study of Common Approach for The Restoration of Ecosystems --Taking The Rehabilitation Plan of Houston Plantation & Natural Center As An ExampleHujieAbstract:Along with the rapid development of economy, environmental pollution, landscape destruction, land degradation and loss of biodiversity are the challenges of ecological system, which is facing the challenge of reasonable recovery, protection and exploitation of natural resources. This article discusses the general method of ecological restoration and the causes of ecological destruction of Houston's botanical garden and Nature Center. Detection, and then to the implementation of the late management and monitoring of the entire recovery process.Key words:Destruction; Restoration; ecological;restoration design1.绪论近年来,因经济全球化的快速发展,科学与技术的不断进步,人类对环境大规模的开发利用,使得植被受大规模的破坏,甚至全球生态系统在逐渐退化,生物多样性在不断丧失,人类生存和发展的环境遭受到极大威胁。

环境污染、植被破坏、土地退化、水资源短缺、气候变化、生物多样性丧失等增加了对自然生态系统的胁迫。

合理恢复、保护和开发自然资源已变成人类亟待解决的重要问题,破坏了的生态系统的恢复和重建以成为现代研究中最引人注目的趋势之一。

1.1相关概念辨析1.1.1恢复恢复有狭义和广义之分,狭义指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为,既包括回到起始状态,又包括完美和健康的含义;广义则包含将一个目标或对象带回到相似于先前(并非原有)的状态;但目前所说的恢复是仅作为一个概括性词语存在,它包含改造(reclamation)、修复(rehabilitation)、挽救(redemption)、更新(renewal)以及再植(replantation)等术语[1]。

1.1.2景观生态学理论自六十年代以来,西方国家兴起了对景观生态学的研究,景观生态学是地理学与生态学交叉形成的学科[2]。

景观生态学中景观是由景观元素组成的,其定义是一个空间异质性的区域,由相互作用的拼块或生态系统组成,以相似形式重复出现[3]。

景观生态学把新兴的生态学引进环境设计的领域,它以生态学理论框架为依托,吸收现代系统科学和地理学之所长,研究某一地段上生物群落与环境间主要的综合的因果关系,这些研究可以通过明确的分布组合景观镶嵌、景观组合和各种大小不同等级的自然区划表示出来,研究景观和区域尺度的资源、环境的经营与管理问题,具有综合整体性和宏观区域性特色,更擅长中尺度的景观结构和生态过程关系研究[4],使城市规划和环境景观设计更具生态意识。

景观生态学主要的原理有:一是景观系统整体性原理;二是景观研究尺度性原理;三是景观生态流与空间再分配原理;四是景观结构镶嵌性原理;五是景观的文化性原理;六是景观演化的人类主导性原理;七是景观多重价值原理[5]。

1.1.3恢复生态学理论生态恢复与景观重建一般应遵守自然规律,因为只有遵循自然规律的恢复重建才是真正有意义的恢复重建同时应考虑社会经济技术的支持,作为生态恢复与重建的后盾和支柱,在一定程度上对恢复重建的可能性、水平与深度产生制约另外应遵守文化和传统法则,因为考虑人们经营习惯和精神上的某些要求,才能真正带给人们以美的享受。

生态恢复以恢复退化生态系统的结构、功能、动态和服务功能为基本目标,其长期目标包括通过恢复与保护相结合,来实现生态系统的可持续发展[6]。

恢复生态学的目标:第一是保护自然的生态系统;第二个目标是恢复现有的退化生态系统,尤其是与人类关系密切的生态系统;三是对现有的生态系统进行合理管理,避免其退化;四是保持区域文化的可持续发展。

其他的目标包括实现景观层次的整合性,保持生物多样性及保持良好的生态环境[7]。

1.1.4恢复性设计恢复性设计最初被称为生态设计,后来指通过人工设计和恢复措施,在受干扰的生态系统的基础上,恢复或者重新建立一个具有自我维持能力的健康的生态系统,在合理的人为调控下实现资源的可持续利用[8]。

综合来说恢复性设计是综合生态恢复设计和园林景观设计的一种设计方法,在从生态角度出发的恢复过程中,兼顾园林景观的美学和植物配置角度的长远植物景观效果,本着生态性、效益型和可持续性的原则,使得最终景观在生态功能恢复的前提下,园林景观和植物配置也达到好的效果,并且可持续观赏[9]。

1.2国内外相关理论研究发展概况20世纪80年代,恢复生态学应运而生。

恢复生态学从理论与实践两方面研究生态系统退化、恢复、开发和保护机理,从而为解决人类生态问题和实现可持续发展提供了机遇[10]。

恢复生态学研究起源于山地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研究,之后生态学的应用逐渐包括土地在内的广泛领域,如与生物措施相结合的矿山、水体和水土流失等环境恢复和治理工程等[11]:1975年,在美国召开了“受损生态系统的恢复”国际研讨会,会议就受损生态系统的恢复和重建及其他一些重要生态学问题进行了深入探讨,并在讨论生态恢复过程原理、概念和特征的基础上,提出了加速生态恢复和重建的初步设想、规划与展望。

恢复生态学作为一门学科创立于20世纪80年代,1980年Cairns主编了《受损生态系统的恢复过程》一书,阐述受损生态恢复过程中的主要生态学理论和应用问题,之后美国、意大利等国有陆续开相关的国际研讨会年的恢复生态学会国际大会上,将创新理论深入推进恢复生态学的自然与社会实践作为主题,次年国际恢复生态学大会的主题是“跨越边界的生态恢复”[12]。

20从50年代末,我国一些学者在华南地区退化坡地上开展恢复生态学研究和长期的定位观测试验[13],对发展我国热带亚热带地区的植被恢复生态学起了重要的推动作用。

自80年代末,我国在农牧交错区、风蚀水蚀交错带、干旱荒漠地区、丘陵山地、干热河谷、湿地、城市等退化或脆弱生态环境及其恢复重建方面进行了大量的工作[14],将该方面的研究推向了一个新阶段。

1990年召开了“全国土地退化防止学术讨论会”,这次会议系统总结了中国在土地退化方面的研究动态与进展,提出了许多切实可行的生态恢复与重建的技术与模式[15。

16]。

目前,我国在退化生态系统的恢复与重建理论、应用技术和研究手段方面已取得了初步的成果。

1.3小结在全球化的今天,随着环境的破坏,人们迫切的寻求生态性景观,生态恢复与重建变得愈来愈重要。

对于生态恢复的理论与技术探索是我们首要的研究内容之一。

2.生态恢复与重建的一般操作程序生态系统的恢复与重建一般分为下列几个步骤:(1)首先要明确被恢复对象,并确定系统边界;(2)退化生态系统的诊断分析,包括生态系统的物质与能量流动与转化分析,退化主导因子、退化过程、退化类型、退化阶段与强度的诊断与辨识;(3)生态退化的综合评判,确定恢复目标;(4)退化生态系统的恢复与重建的自然-经济-社会-技术可行性分析;(5)恢复与重建的生态规划与风险评价,建立优化模型,提出决策与具体的实施方案;(6)进行实地恢复与重建的优化模式试验与模拟研究,通过长期定位观测试验,获取在理论和实践中具可操作性的恢复重建模式;(7)对一些成功的恢复与重建模式进行示范与推广,同时要加强后续的动态监测与评价(如图)[17]。

生态系统恢复与重建的一般操作程序与内容3.以休斯顿植物园与自然中心规划为例[18]规划充分运用各种技术与理论知识相结合,将该林区固有的生态与文化历史与相应的现代需求相融合,进而营造出一处灵活有效且能够迎合社会需求的恢复性林区环境。

有力地促进了植物园生态环境的未来健康发展,同时也为其它地区的同类环境恢复项目提供相应参照。

3.1相关理论3.1.1植被恢复与保护植被是陆地生态系统的重要组成部分,物质循环与能量流动的中枢。

植被破坏对环境产生的负面影响是巨大的,植被破坏规模的大小与环境恶化成正相关。

生态系统的各种退化原因,如侵烛化退化、荒漠化退化、石质化退化、土壤贫瘠化退化和污染退化等,均直接或间接地与植被的破坏与减少有关,自然植被的减少与破坏是陆地生态系统退化的主因[19]。

查阅相关文献发现,运用植被恢复相关技术对退化生态系统进行恢复与重建的实例很多,但对其概念作出明确定义的却很少。

温继文,李道亮认为植被恢复是基于恢复生态学,植物生态学以及景观生态学的理论,运用一系列物理,化学,生物的方法,使得受损的植被系统重新回归到一个有着合理内容,结构,格局,功能的自然状态下[20]。

彭少麟认为植被恢复是重建任何生态系统的第一步,它是以人工手段促进植被在短时期内得以延续[21]。

尽管没有明确定义,多数学者普遍倾向于将其定义为基于恢复生态学的原理,通过保护现有植被、采取如封山育林,营造人工林、灌、草多层结构等措施,修复或重建被干扰甚至破坏的自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能,使其得到可持续发展[22-24]。

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