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复原生态学第一章绪论
1.生态复原国际复原生态学会Society forEcological Restoration先后提出三个定义生态复原是修复被人类损害的原生生态系统的多样性与动态的过程1994;生态复原是维持生态系统健康与更新的过程1995;生态复原是帮助探讨生态整合性的复原和管理过程的科学,生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域与历史状况、可持续的社会实践等广泛的范围1995o
2.1985年,国际复原生态学会成立
3.近几届复原生态学大会所关注的热点和趋势强调生态复原的实践性复原生态学应以解决社会实践为目的,应当通过理论创新推动生态复原的实践.强调以跨越边界的生态复原跨越行政边界,是跨学科的综合交叉性领域强调以生态系统为基点,在景观尺度上表达认为生态复原具有工程设计的属性,强调景观设计强调全球变更中的生态复原第二章恢生态学的理论基础和原理
1.群落的性质争辩1有机体观点organism viewpoint强调组成群落的各个种是高度结合的、相互依存的,一个群落从其先锋阶段pioneer stage到稳定的顶极阶段climax stage和有机体一样有其诞生、生长、成熟、繁殖和死亡在其特征方面群落这个生活史和植物个体生活史一样(建立了群落单元顶极理论monoclimax theory)(接力植物区系演替机制)(群落是间断性的)2)个体性观点(individualistic viewpoint)成群落的种群具有“独立”性,即各个种都是单独地对外界因素起反应,并作为独立的一员进入群落,它们在不同的群落之间往往相互交织,而以不同的比例出现在不同的群落中梯度分析理论认为种是依据环境梯度分布的,每一个种都有各自的分布范围,没有两个种的分布范围是完全一样的,由于生态因素的多样性和种群分布的非匀称性,种并不组成明显的集群,因此,群落不行能是整齐的、匀称的、而是连续存在的(建立了梯度分析的理论和方法)(初始植物区系演替机制)(群落是连续的)(事实上)群落是连续的又是间断的大量的样地调查发觉环境条件相像的地段会有种类组成相像的一群植物出现但是即使两个相邻的群落地段其种类组成也不会百分之百完全相同3)拟有机体观点(Quasi-organism viewpoint)有机体观点过于强调组成群落的有机体的亲密相互关系,虽然有些种确有剧烈的附依性,但是,某些种群确是独立的,它们可以在其他群落中很好地发育所以群落结构不能和有机体严密结构相比拟,把它当作拟有机体比较合适这种观点后来发展成“生态系统”的观点(多元顶极学说polyclimax theory)
2.演替机制与其五个学说演替机制是一个困难的问题,存在不同的观点,并没有那种观点占有肯定支配地位生态学探讨的重点挑战之一接力植物区系说演替是由若干不连续的系列群落所组成,构成每一种系列群落的种类在一起经验若干阶段后,变更了他们的生境,使得组成下一个系列群落的新种以较强的竞争力代替前一个系列群落,这个过程依次重复,直至形成稳定的顶极群落演替的动力是生境对生长在其中的植物的反应;演替中植物种是成批的出现或消逝初始植物区系组成说演替进程是由该立地初期所拥有的植物种类确定演替早期阶段不但存在先锋植物,而且也存在演替系列群落种和顶极植物种在演替过程中个体较小、生长较快、寿命较短的种渐渐被个体较大、生长较慢、寿命较长的种所替代种间替代是渐渐的、演替系列是连续的,而不是离散的竞争和资源比例说:一个特殊的种在某一特殊的环境资源比例范围内竞争最为胜利环境资源的比例存在着时间的变更,那么组成群落的种类也将随着资源比例的变更而变更,这就导致了群落演替(例如耐荫植物在群落演替中的作用)种间三重相互作用机制说:演替是一些种对另外一些种干脆或间接通过变更环境条件作用的结果种间关系可以归纳为一一促进,抑制和忍耐促进是由于变更了环境条件而有利于其他种(与接力区系说一样);抑制是已经定居的植物阻挡其他植物生长或成熟,特殊是阻挡其他植物的定居忍耐是既不促进也不抑制其他植物种的存在在大多数演替中同时存在这三个过程生活史对策说把生活史对策划分为l对策(R-strategy)、k-对策(k-strategy);依据植物种对干扰、竞争、胁迫的适应特征,植物可分为三种基本生活史对策R-对策(ruderal strategy杂草型对策一先锋种)、C-对策(competitive strategy竞争对策--------------------------------------------中期竞争种)、S-对策(stress-tolerantstrategy胁迫对策-顶极种)
3.干扰理论干扰是使生态系统、群落或种群的结构遭到破坏,是资源、基质的有效性或是物理环境发生变更的任何相对离散的事务按干扰起因自然(不行抗拒的自然力)干扰;人为干扰按干扰来源内部干扰在森林生态系统中常常有一些易被人们忽视的内在包括树倒、机械摩擦、种间竞争和生物相克作用等;外部干扰由森林外部因素引起,如剧烈的火灾、风暴、沙暴、冰雹、霜冻、洪水、雪压、干旱和人为砍伐与放牧等
4.如何理解群落演替和干扰理论是是生态复原的基础理论植物群落演替是一个群落代替另一个群落的过程,变动是在群落之间进行的,持续的时间可长可短生态退化其本质就是导致群落逆演替胜利的人工植被或生态系统都是在深化相识生态原则和动态原则的基础上,模拟自然生态系统的产物因此,退化生态系统的复原与重建,最有效的是顺应生态系统演替发展规律来进行演替理论能够供应发展复原安排的依据;依据演替理论,通过人为手段对复原过程加以调控,可以变更演替速率或演替方向群落演替主导因子包括内因演替(植物性演替)由植物群落本身生命活动造成的环境变更所制约的外因演替(生态演替)由群落以外的环境条件变更所引起的(外部干扰),把干扰结合到演替过程中相识是当代演替理论的重大进展按干扰性质有破坏性干扰和增益性干扰,干扰可以从物理环境和生物环境变更生态系统生态复原的对象是受损生态系统,而干扰是生态系统受损的主要缘由,也是爱护和促进生态复原的主要手段生态复原的机理就是通过解除干扰,加强生物组分的变更和启动演替过程是退化生态系统复原到某种志向状态所以封育爱护生态系统,人工促进生态复原或植被重建都要运用干扰理论一)核心原理
1.整体性(hoiism)原理整体论和还原论是探究自然过程的两种不同途径.还原论自然是一个机械系统,最终还原为一个确定性的力的限制下的个别微粒行为探讨就把一个整体划分成若个成分分开探讨,进行各成分分析、定量表述,从而简化了探讨整体论客观现实是由一系列处于不同等级系列的整体组成,每个整体都是一个系统,处于一个相对稳定状态中的相互关系集合.一些从整体中分开来的成分的探讨不能揭示困难系统或有机整体的性质和功能因此,对于一个生态系统的探讨要以整体观为指导,当然这并不意味着对其组成成分了解是多余的
2.协调与平衡原理生态复原必定是建立一个结构、功能协调的生态系统,才能在肯定时期内相对稳定和自我维持这种稳定态就是一种生态平衡,生态平衡就整体而言可分为结构平衡、功能平衡和收支平衡
3.自生原理生态系统的自生原理包括自我组织、自我优化、自我调整、自我再生、自我繁殖和自我设计等一系列机制来维护系统相对稳定的结构、功能与动态,在自我稳定中达到可持续发展二)生物学原理
1.边缘效应原理
2.物种共生原理
3.生态位原理
4.物种多样性原理指生物与其环境形成的生态复合体以与与此相关的各种生态过程的综合,它包括动物、植物、微生物和他们所拥有的基因,以与它们与其生态环境形成的困难生态系统基因多样性(遗传多样性)、物种多样性、景观多样性等功能团多样性与系统的某种功能干脆相关的物种群,功能群内的物种对系统的作用有更大的相像性功能团数目比物种数目的多少更能说明多样性对系统的影响较高的物种多样性并不总是意味着较稳定的生态系统功能三生物一生境原理
1.主导生态因子原理
2.物种耐性原理
6.自我设计理论与人为设计理论自我设计理论认为,只要有足够的时间,随着时间的进程,退化生态系统将依据环境条件合理地组织自己并会最终变更其组分自生原理一一自组织、自优化、自维持、自调整作用人为设计理论认为,通过工程方法和植物重建可干脆复原退化生态系统,但复原的类型可能是多样的这两种理论不同点在于自我设计理论把复原放在群落、生态系统层次考虑,未考虑到缺乏种子库的状况,其复原的只能是环境确定的群落;而人为设计理论把复原放在个体或种群层次上考虑,复原的可能是多种结果
7.物种多样性与生态系统功能之间的假说关键种假说keystone specieshypothesis E物种丰富度有一个阈值,当多样性低于阈值时,生态系统功能随多样性较低而降低;高于阈值时,多样性大小变更对生态系统同功能影响变更不大钾钉假说rivet hypothesisB生态系统中每一个物种对生态系统功能的贡献都是独特的,任何物种的丢失都会使生态系统的功能受到肯定的影响无效零假说null hypothesisC生态系统中物种的去除和增加对生态系统功能没有影响;或者说生态系统功能对物种数目的变更不敏感不确定假说idiosyncratic hypothesisD生态系统功能随物种多样性的变更而变更,但是变更的大小和方向却是不行预料的冗余假说redundant specieshypothesis A生态系统存在可以维持正常功能的最小物种数肯定数目的关键种,生态系统物种数目达肯定程度后,其他物种对生态系统功能而言是冗余的
8.多样性和稳定性之间的关系多样性与稳定性之间的关系还没有形成更一样的看法但越来越多的学者认为,生物多样性对生态系统稳定性是至关重要的,生物多样性是生态系统经验破坏性环境干扰时维持系统功能的生物保险多样性可提高系统反抗力和降低时间尺度上的变异性尽管如此,尚未找到普适的理论揭示多样性和稳定性之间的模式或作用机制,而且在很多问题上存在对立的见解但这方面探讨取得成果和存在的问题,无疑对今后的工作积累了丰富的指导和借鉴意义第三章生态退化
1.生态退化概念以与详细表现生态退化是与生态进化相反的生态演替过程是指在肯定的时空背景下,在自然因素、人为因素或二者共同作用下,导致的生态要素和生态系统发生的不利于人类和生物生存的量变和质变的过程或结果详细表现为生态因子或生态系统的基本结构和功能的破坏或丢失;稳定性和抗逆实力减弱,系统生产力下降(章家恩等,1997)
2.绿洲的发生、迁移和衰败过程绿洲形成条件1)地质地貌条件群山崛起,山区降雨量大,山前洪积扇前缘与冲积平原,以便使水下渗、流淌与储蓄2)高山冰雪条件3)气候条件光热资源丰富,利于冰雪溶化4)防沙阻砂“绿色屏障”条件5)人文条件合理利用水资源和适度经济活动,促进绿洲化冰雪带高山草甸12山地森林带山地草原带34山地干草原带荒漠带56JI戈壁军即要于\:综合因素作用以水为主导因素,气候变异导致河流水量绿洲的发展O人类开发确定着绿洲的发展自然绿洲发生因素剧变是绿洲兴哀的关键绿洲的影响因素绿洲依靠水而存在,河流是确定绿洲发展变迁的根本条件绿洲迁移规律。
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