生態恢復

生態恢復

生態恢復指通過人工方法,按照自然規律,恢復天然的生態系統。它是試圖重新創造、引導或加速自然演化過程。人類沒有能力去恢復出真的天然系統,但是可以幫助自然,把一個地區需要的基本植物和動物放到一起,提供基本的條件,然後讓它自然演化,最後實現恢復。

提出背景

生態恢復生態環境退化
人生活在一定的生態環境之中,生態環境是人類社會經濟可持續發展的基礎,良好的生態是人類生存和生活的必要條件之一。工業革命以來,隨著人口的增加和工業化的發展,資源環境的開發利用達到空前的強度,在推動全球社會經濟進步的同時,也導致生態系統遭受不同程度的破壞,帶來了諸如森林減少、濕地萎縮、生物多樣性喪失等一系列嚴重的生態系統退化問題,對生物圈的演化產生了重大影響,嚴重製約了人類社會經濟的可持續發展,甚至危及人類自身的安全,生態問題從未像現在這樣突出地呈現在人們面前,考驗著人類的智慧。

生態環境退化問題已經成為維持人類生存和社會經濟可持續發展的嚴重威脅,如何整治日趨惡化的生態環境,防止自然生態環境的退化,有效處理和解決全球生態系統退化問題,恢復和重建已經受損的生態系統原有結構和功能,是改善生態環境、提高區域生產力、實現可持續發展的關鍵,已經成為全球全人類面臨的共同課題。加強生態恢復理論研究,在適當的地區進行生態恢復的實踐實驗,對探索適合區域生態恢復的途徑,走區域生態可持續發展道路具有重大意義。在此背景下,生態恢復研究得到關注,成為當前生態學研究的熱點和前沿問題之一。

概念說明

生態恢復生態恢復
生態恢復是恢復生態學研究的基本內容,其概念源於生態工程或生物技術,但由於研究的著眼點、研究角度以及退化生態系統的不同,對生態恢復的理解也有一定的差異,以至出現了多種關於生態恢復的定義和說法。

生態恢復主要研究生態系統退化的原因、退化生態恢復與重建的技術與方法、生態學過程與機理,主要目的是通過改良和重建退化自然生態系統,恢復其生物學潛力。它主要致力於那些在自然災變和人類活動壓力下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建,是最終檢驗生態學理論的判決性試驗。其研究內容主要涉及兩個方面:一是對生態系統退化與恢復的生態學過程,包括各類退化生態系統的成因和驅動力、退化過程、特點等的研究;二是通過生態工程技術對各種退化生態系統恢復與重建模式的試驗示範研究,恢復受損生態系統到接近於它受干擾前的自然狀態,也即,重建該系統干擾前的結構與功能有關的物理、化學和生物學特徵。

生態恢復研究的目標是通過人工設計和恢復措施,在受干擾破壞的生態系統的基礎上,恢復和重新建立一個具有自我恢復能力的健康的生態系統(包括自然生態系統、人工生態系統和半自然半人工生態系統);同時,重建和恢復的生態系統在合理的人為調控下,既能為自然服務,長期維持在良性狀態,又能為人類社會、經濟服務,長期提供資源的可持續利用,即服務於包括人在內的整個自然界和人類社會。

實施方法

生態恢復生態恢復
大自然具有很強的恢復能力,大多數情況下,人類需要的是減少對生態系統的干擾,採取適當的措施控制火災、蟲災和雜草,自然界所具有的頑強能力,將逐漸恢復並實現生態系統的各種功能。不過除了自然恢復以外,還可以採用生態恢復的方法。

“生態恢復”指通過人工方法,按照自然規律,恢復天然的生態系統。“生態恢復”的含義遠遠超出以穩定水土流失地域為目的種樹,也不僅僅是種植多樣的當地植物,“生態恢復”是試圖重新創造、引導或加速自然演化過程。人類沒有能力去恢復出真的天然系統,但是可以幫助自然,把一個地區需要的基本植物和動物放到一起,提供基本的條件,然後讓它自然演化,最後實現恢復。因此生態恢復的目標不是要種植儘可能多的物種,而是創造良好的條件,促進一個群落髮展成為由當地物種組成的完整生態系統。或者說目標是為當地的各種動物提供相應的棲息環境。

生態恢復的方法有物種框架方法和最大多樣性方法。

物種框架方法

生態恢復生態恢復

是指建立一個或一群物種,作為恢復生態系統的基本框架。這些物種通常是植物群落中的演替早期階段(或稱先鋒)物種或演替中期階段物種。這個方法的優點是只涉及一個(或少數幾個)物種的種植,生態系統的演替和維持依賴於當地的種源(或稱“基因池”)來增加物種和生命,並實現生物多樣性。因此這種方法最好是在距離現存天然生態系統不遠的地方使用,例如保護區的局部退化地區恢復,或在現存天然斑塊之間建立聯繫和通道時採用。

套用物種框架方法的物種選擇標準:

抗逆性強:這些物種能夠適應退化環境的惡劣條件。

能夠吸引野生動物:這些物種的葉、花或種子能夠吸引多種無脊椎動物(傳粉者、分解者)和脊椎動物(消費者、傳播者)。

再生能力強:這些物種具有“強大”的繁殖能力,能夠幫助生態系統通過動物(特別是鳥類)的傳播,擴展到更大的區域。

能夠提供快速和穩定的野生動物食物:這些物種能夠在生長早期(2-5年)為野生動物提供花或果實作為食物,而且這種食物資源是比較穩定的和經常性的。

最大多樣性方法

是儘可能地按照該生態系統退化以前的物種組成及多樣性水平種植物種進行恢復,需要大量種植演替成熟階段的物種,先鋒物種被忽略。這種方法適合於小區域高強度人工管理的地區,例如城市地區和農業區的人口聚集區。這種方法要求高強度的人工管理和維護,因為很多演替成熟階段的物種生長慢,而且經常需要補植大量植物,因此需要的人工比較多。

採用最大多樣性方法,一般生長快的物種會形成樹冠層,生長慢的耐蔭物種則會等待樹冠層出現缺口,有大量光線透射時,迅速生長達到樹冠層。

因此可以配種10%左右的先鋒樹種,這些樹種會很快生長,為怕光直射的物種遮擋過強的陽光,等到成熟階段的物種開始成長,需要陽光的時候,選擇性地砍掉一些先鋒樹,砍掉的這些樹需要保留在原地,為地表提供另一種覆蓋。留出來的空間,下層的樹木會很快補充上去,過大的空地還可以補種一些成熟階段的物種。

最大多樣性方法是儘可能地按照該生態系統退化以前的物種組成及多樣性水平種植多樣物種進行恢復。

相關案例

生態恢復渾善達克沙地
2000~2005年,為尋找渾善達克沙地退化生態系統恢復的途徑,控制沙塵源頭,中國科學院植物研究所在正藍旗巴音胡舒嘎查(村莊),進行退化生態恢複試驗與示範工作,取得了明顯的生態、社會和經濟效益。該嘎查位於內蒙古正藍旗內,這個村有72戶,人口310人,土地12.6萬畝,屬典型的渾善達克沙地。渾善達克沙地是離北京最大的沙塵源,既有裸露的沙丘,又有嚴重退化的草地。針對這種生態現狀,科學家的主要做法是:

第一,減少牲畜壓力,釋放自然力。研究人員用圍網將4萬畝嚴重退化的草場封育起來,並組織專人每天騎馬巡邏,防止牲口進入破壞。2001年,恢復好的草長到80~140厘米;最高產草量每畝為5300斤(鮮重);2002年,植被總蓋度達60%,與當地未封育的草場相比,固定沙丘提高了近3.8倍,沙丘低地的群落生物量分別提高9倍。2003年,灘地草叢最高達1.85米,生物量超過6500斤/畝(鮮重)。牧民由每戶每年買2萬斤乾草,到每戶分到7萬斤乾草,從此牧草出現了富裕。野生動物方面,野兔、狐狸大雁、灰鶴甚至狼又回到了這片久違的土地。而在沒有封育的退化土地上,草的收穫量最低只有50斤/畝(鮮重)。

對於榆樹疏林種群,圍封保護同樣也取得了顯著效果。在圍封保護兩年後,調查圍封保護區與未圍封區藍旗榆種群的種齡結構,發現兩個地區種群中1~10年生齡級種群數量呈現出顯著差別。試驗區沙地榆幼樹豐富,平均達到1.8株/平方米,其中固定沙丘的陰坡的坡基處,聚集著的當年幼苗,可以高達158株/平方米。只要保護,都可以發育成稀樹疏林,因為渾善達克的榆樹沒有一棵是人栽的。

值得注意的是,研究人員也採取了人工造林阻擋沙塵暴的做法,實踐證明這種措施是失敗的,投資10萬元種植的防護林都死了,變成了牧民的柴火;飛機播種的許多種子最終也沒有競爭過本地的植物,造成了很大的浪費。

第二,人工種植高效飼料,保證牲畜的“口糧”。天然草原保護後,牲口的飼料遂成問題。為解決這個矛盾,研究人員在村子裡種下了1000多畝(約占該村總土地面積的1%)高產英紅玉米(畝產3000~5000公斤鮮重),解決牲口春季的餵養問題。產出的玉米秸稈不僅滿足了村里7000多頭牲畜的越冬“口糧”,牲口吃不完的還可以製作成青儲飼料,解決春季餵養問題。結合恢復生態學的理論和牧民遊牧的實踐,他們提出,在已經嚴重退化的土地上實行禁耕、禁牧,讓其自然恢復,而牧民飼養牲畜所需要的飼料則在少量的小範圍的人工高效地上進行生產,從而使大面積的天然草地獲得喘息,自然修復。他們把這稱為“以地養地”模式,又稱“十分之一遞減”模式,具體含義是:種植1畝人工飼草料地,可使50~100畝退化沙地草地得到恢復。

生態恢復生態恢復
第三,改變牧民的生產方式,運用高效的公司機制使土地升值。在科學家的幫助和參與下,當地成立了“正藍旗渾善達克生態科技開發有限責任公司”,即按照內蒙古相關政策建立的一個生態特色產業基地。嘎查以土地、草場等折價入股,股權占75%,中國科學院植物研究所的3名項目執行專家以技術、科技等無形資產入股,股權占20%,正藍旗科技中介機構以管理和技術等無形資產作價入股,股權占5%。公司主要經營草產業乳產業肉毛產業、蔬菜種植、草原養禽、生態旅遊、交通運輸等。每年生態恢復淨賺的700多萬斤草料可以持續地使牧民受益,逐步使牧民的生產形成專業化分工,逐步實現“夏天看草、秋天打草、冬春天防止沙塵暴”的生態與生產良性循環。該公司運轉兩年後,該嘎查的人均收入由2400元提高到3500元。

第四,提高牧民後代的教育水平,逐步實現教育或就業“移民”。在牧區,由於人口稀少,居住分散,一般每個旗縣只有1~2個國小,這樣牧民的孩子從小就在外地住校讀書,花費是很大的,約占牧民收入的30%~50%。即使如此,這個投入風險也是很大的,孩子們往往上到國中就輟學不念了,造成了青年一代牧民不能離土,回鄉後依然沿用父輩的傳統放牧方式,不能從根本上解決土地壓力。針對這種情況,科學家們鼓勵中學生堅持考上大學,在科學家們尤其是來牧民家工作的博士後、博士生、碩士生以及來實習的各重點高校(如北京大學等)學生和重點中學(如北京四中等教師和學生)的影響和幫助下,巴音胡舒嘎查考上大學的人數逐年增加,2005年全嘎查5人考上大學,是當地嘎查中最多的。在周圍的相同規模的嘎查,這個數量很少,從沒有人考上大學,到考上一兩個人不等。那森烏日圖家的三個孩子中,老大滿達拉圖是嘎查有史以來第一位大學生,現在是內蒙古農業大學四年級學生;18歲的二兒子呼和圖格在錫林浩特市(盟政府所在地)讀高中;15歲的小女兒呼和牧其爾今年考上了錫林郭勒盟重點高中。這樣,該牧戶幾年後將變成牧區文化素質很高的家庭,這些孩子將來就業主要在城市裡,其物質與文化水平將隨著“教育移民”帶來根本性的變化,困擾國家的生態治理問題將由牧民後代自身素質的提高迎刃而解。

中國科學院的試驗有許多值得借鑑和推廣的地方,其中非常重要的一條是,只要在實際操作中減少人為壓力、釋放自然力,就可以起到事半功倍的效果。

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生態環境

生態(Eco-)一詞源於古希臘字,意思是指家(house)或者我們的環境。簡單的說,生態就是指一切生物的生存狀態,以及它們之間和它與環境之間環環相扣的關係。生態學(Ecology)的產生最早也是從研究生物個體而開始。如今,生態學已經滲透到各個領域,“生態”一詞涉及的範疇也越來越廣,人們常常用“生態”來定義許多美好的事物,如健康的、美的、和諧的等事物均可冠以“生態”修飾。

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