《恢复生态学》授课教案一一生态系统的退化及其机制 章节 2生态系统的退化及其机制 教学内容2.1生态系统退化的现状 211陆地生态系统退化的现状 全球森林道破坏以及不能种植农作物的土地面形 的生活受到影响。 (1)裸地：又称光板地，环境条件极端，分为原生裸地（自 然干扰形成)和次生裸地（认为干扰形成） (2)森林采伐迹地：人为干扰造成，其退化状态因采伐的 强度和频度而异。 (3)弃耕地：人为干扰形成，退化状态因弃耕时间而定。 (4)荒漠化地：自然或人为干扰形成。 (5)矿山废弃地：指被采矿活动破坏的、 未经治理而无 使用的土地，包括四类 ,废石堆废弃地 :②开采坑废弃地 ③尾矿废弃地：④采石矿废弃地。 (6)垃圾堆放场：又称垃圾填埋场，是人为干扰形成的堆 积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。 2.12水生、湿地生态系统退化的现状 举例：越南湄公河：世界最大湿地巴西潘塔纳尔保护区；云 南滇池： 填海 田：海南红树林 2.2生态系统退化的原因 2.2.1植被的破坏与减少：由于人们大量使用木材，特别是用于造 纸和饲养牲畜，以及森林大火等原因，世界原始森林有23已消 失。 (自然植被在维持生态系统平衡中有极为重要意义) 222侵蚀 侵蚀是指士壤及其母质在水力、风力、冻融、重 力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。它是导 致生态环境恶化的最严重问题，联合国粮农组织将其列为世界土 地退化的首要问题。 2.2.3荒漠化：荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因 可由自然于扮 要原因。 2.2.4石漠化：石质化（石漠化）退化是指自然干扰或人为干扰 或二者同时干扰下，使原来土壤连续覆盖的土地上，植被遭破坏 土壤严重流失造成大片基岩裸露的一种土地退化过程，是该区域 土壤退化的最后阶段。 2.2.5土壤贫瘠化：土壤贫瘠化退化是土壤肥力减退的退化方式 主要原因是水土流失（主要原因）、土地过度利用和不合理利用。 2.2.6污染：污染物质主要来源于工业和城市的废物（废水、固体 废弃物、废气)、农药和化肥，以及放射性物质等。未经处理的“ 废”不但恶化了环境，也造成了严重的土地污染、水域的污染和
《恢复生态学》授课教案——生态系统的退化及其机制 4 章节 2 生态系统的退化及其机制 教学内容 2.1 生态系统退化的现状 2.1.1 陆地生态系统退化的现状 联合国粮农组织（FAO）日前公布的一份调查结果显示，1981 年 到 2003 年间，全球森林遭破坏以及不能种植农作物的土地面积 达到约 3506km2，相当于地表面积的 24%，全球有超过 15 亿人 的生活受到影响。 （1）裸地：又称光板地，环境条件极端，分为原生裸地（自 然干扰形成）和次生裸地（认为干扰形成）。 （2）森林采伐迹地：人为干扰造成，其退化状态因采伐的 强度和频度而异。 （3）弃耕地：人为干扰形成，退化状态因弃耕时间而定。 （4）荒漠化地：自然或人为干扰形成。 （5）矿山废弃地：指被采矿活动破坏的、未经治理而无法 使用的土地，包括四类：①废石堆废弃地；②开采坑废弃地； ③尾矿废弃地；④采石矿废弃地。 （6）垃圾堆放场：又称垃圾填埋场，是人为干扰形成的堆 积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。 2.1.2 水生、湿地生态系统退化的现状 举例：越南湄公河；世界最大湿地巴西潘塔纳尔保护区；云 南滇池；填海造田；海南红树林。 2.2 生态系统退化的原因 2.2.1 植被的破坏与减少：由于人们大量使用木材，特别是用于造 纸和饲养牲畜，以及森林大火等原因，世界原始森林有 2/3 已消 失。（自然植被在维持生态系统平衡中有极为重要意义） 2.2.2 侵蚀：土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重 力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。它是导 致生态环境恶化的最严重问题，联合国粮农组织将其列为世界土 地退化的首要问题。 2.2.3 荒漠化：荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因 素造成的干旱、半干旱和亚湿润地区的土地退化。可由自然干扰 或人为干扰而形成。植被破坏后严重的水土流失是引起沙化的重 要原因。 2.2.4 石漠化：石质化（石漠化）退化是指自然干扰或人为干扰， 或二者同时干扰下，使原来土壤连续覆盖的土地上，植被遭破坏、 土壤严重流失造成大片基岩裸露的一种土地退化过程，是该区域 土壤退化的最后阶段。 2.2.5 土壤贫瘠化：土壤贫瘠化退化是土壤肥力减退的退化方式。 主要原因是水土流失（主要原因）、土地过度利用和不合理利用。 2.2.6 污染：污染物质主要来源于工业和城市的废物（废水、固体 废弃物、废气）、农药和化肥，以及放射性物质等。未经处理的 “三 废”不但恶化了环境，也造成了严重的土地污染、水域的污染和
《恢复生态学》授课教案—一生态系统的退化及其机制 大气污染。 2.3生态系统退化的驱动力 2.3.1干扰对生态系统退化的驱动力作用及其特征 (1）不连续性与规律性 (2)多源性与相关性 (3)干扰量与效应的不一致性 (4)干扰因子的协和作用与主导干扰因子 2.3.2自然干扰 (3)土壤干扰 (4)地因性干扰 (5)动物干扰 (6)植物 2.3.3人类干扰 (1)人类干扰和人类破坏 (2)无效干扰和有效干扰 (3)正干扰、 负干扰和维持性干扰 (4)作用 1 (5)规模等级 ①规模等级I:引起无效干扰。 ②规模等级Ⅱ：引起难以直接观测到的有效干扰。 ③规模等级Ⅲ：引起一般的有效干扰 引起显著的有效干扰 2.3.4干扰的综合驱动力 2.4退化生态系统的特征 2.4.1退化生态系统的结构与动态特征 2.4.4生态退化与生态安全 补充：不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响：短 期极端干旱事件干扰后退化沙质草地群落恢复力稳定性的测度 与比较 教学重占 重点：生态系统退化的现状和原因 与难点 难点：生态系统退化的驱动力 课堂讨论 1干早区退化生态系统类型 2开展生态恢复的重要意义 作业 思考题2.1、2.2 2.4、 自选《恢复生态学习题集》习题
《恢复生态学》授课教案——生态系统的退化及其机制 5 大气污染。 2.3 生态系统退化的驱动力 2.3.1 干扰对生态系统退化的驱动力作用及其特征 （1）不连续性与规律性 （2）多源性与相关性 （3）干扰量与效应的不一致性 （4）干扰因子的协和作用与主导干扰因子 2.3.2 自然干扰 （1）火干扰 （2）气候干扰 （3）土壤干扰 （4）地因性干扰 （5）动物干扰 （6）植物干扰 （7）污染干扰 2.3.3 人类干扰 （1）人类干扰和人类破坏 （2）无效干扰和有效干扰 （3）正干扰、负干扰和维持性干扰 （4）作用规模 （5）规模等级 ①规模等级Ⅰ：引起无效干扰。 ②规模等级Ⅱ：引起难以直接观测到的有效干扰。 ③规模等级Ⅲ：引起一般的有效干扰。 ④规模等级Ⅳ：引起显著的有效干扰。 ⑤规模等级Ⅴ：引起人类破坏。 2.3.4 干扰的综合驱动力 2.4 退化生态系统的特征 2.4.1 退化生态系统的结构与动态特征 2.4.2 退化生态系统的服务功能特征 2.4.3 退化生态系统的生物多样性特征 2.4.4 生态退化与生态安全 补充：不同干扰对典型草原群落物种多样性和生物量的影响；短 期极端干旱事件干扰后退化沙质草地群落恢复力稳定性的测度 与比较 教学重点 与难点 重点：生态系统退化的现状和原因 难点：生态系统退化的驱动力 课堂讨论 1.干旱区退化生态系统类型 2.开展生态恢复的重要意义 作业 思考题 2.1、2.2、2.4、2.5 自选《恢复生态学习题集》习题
《恢复生态学》授课教案一一3生态恢复的基础理论 章节 3生态恢复的基础理论 教学内容3.1生态恢复的的基本要素 3.1.1与物质相关的生态学原理的应用 (1)主导生态因子：影响退化生态系统恢复和重建进程的 首先是主导生态因 土壤 (2)元素的生理生态原理：耐受定律和最小量定律。（先锋 种的选择) 3.1,2与能量有关的生态学原理的应用 1)食物网原理对退化生态系统的重建和综合利用非常有 效 2)食物网构建技术（植物配置，食物链（网）构建) 举例：广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统 3.1.3与空间有关的生态学原理的应用 (1)种群密度制约：有助于确定在退化生态系统重建时采 用的种植密度 及林分改造时怎样合 理间 （2 种群的空间分布格局：大部分为均匀分布格局，集群 分布格局也会有利于种群的发展。 (3)生态位原理 ①利用牛态位原理物建地上多层次结检 ②利用生态位原理构建地下多层次结构 ③利用生态位原理构建群落多物种结构 3.1.4与时间有关的生态学原理的应用 生态系统演替理论：是指导退化生态系统重建的重要基础理 3.1.5与生物多样性有关的生态学原理的应用 (1)多样性导致稳定性：网状植物链结构的增加，使生态 系统更趋向稳定。 (2)植物多样性是生态系统生物多样性的基础 ①为生物多样性提供多样的食物 ②为生物多样性提供多样的微生境 (3)生物多样性结构调控： ①恢复乡 种的生物多样性 遗传：适应当地的温度、土壤类型以及具有抗干扰 品质的品种 物种：选择阳性、中性或耐阴种类并合理搭配，考 虑物种与生态的复杂关系（环境变化、种群遗传、 影响因素、生态生物特性 生境 生态系统：恢复生态系统的结构和功能 ②恢复项目的管理和评估 管理：生物控制：建立共生关系以及生态系统演替 过程中的物种替代问题 评估：与自然生态系统相对照，从各组织水平评估
《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 6 章节 3 生态恢复的基础理论 教学内容 3.1 生态恢复的的基本要素 3.1.1 与物质相关的生态学原理的应用 （1）主导生态因子：影响退化生态系统恢复和重建进程的 首先是主导生态因子。（水、土壤） （2）元素的生理生态原理：耐受定律和最小量定律。（先锋 种的选择） 3.1.2 与能量有关的生态学原理的应用 （1）食物网原理对退化生态系统的重建和综合利用非常有 效。 （2）食物网构建技术（植物配置，食物链（网）构建） 举例：广东鹤山林-果-草-鱼复合生态系统 3.1.3 与空间有关的生态学原理的应用 （1）种群密度制约：有助于确定在退化生态系统重建时采 用的种植密度，以及林分改造时怎样合理间伐。 （2）种群的空间分布格局：大部分为均匀分布格局，集群 分布格局也会有利于种群的发展。 （3）生态位原理 ①利用生态位原理构建地上多层次结构 ②利用生态位原理构建地下多层次结构 ③利用生态位原理构建群落多物种结构 3.1.4 与时间有关的生态学原理的应用 生态系统演替理论：是指导退化生态系统重建的重要基础理 论。 3.1.5 与生物多样性有关的生态学原理的应用 （1）多样性导致稳定性：网状植物链结构的增加，使生态 系统更趋向稳定。 （2）植物多样性是生态系统生物多样性的基础 ①为生物多样性提供多样的食物 ②为生物多样性提供多样的微生境 （3）生物多样性结构调控： ①恢复乡土种的生物多样性 遗传：适应当地的温度、土壤类型以及具有抗干扰 品质的品种 物种：选择阳性、中性或耐阴种类并合理搭配，考 虑物种与生态的复杂关系（环境变化、种群遗传、 影响因素、生态生物特性、足够生境） 生态系统：恢复生态系统的结构和功能 ②恢复项目的管理和评估 管理：生物控制；建立共生关系以及生态系统演替 过程中的物种替代问题 评估：与自然生态系统相对照，从各组织水平评估
《恢复生态学》授课教案一—3生态恢复的基础理论 兼顾生境损失、破碎化和退化对生态系统的影响 ③外来种 3.2生态系统演替理论 3.2.1演替过程与演替阶段 演替：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所依次取 代的过程。 先锋群落→顶级群落 3.2.2顺行演替与逆行演替 的演替是从先锋群落经过一系列的吲 替过程。 (2)逆行演替：由顶级群落向先锋群落的退化演变。 3.2.3原生演替与次生演替 从原生裸地开始的群落演替。（水生演替 次生演替：发生在次生裸地上的群落演替。 (2)次生演替 3.2.4演替的主要学说 (1)单元项级学说 ①植物群落演替可以分为原生演替和次生演替两类， 每类又可分为早生与水生以及更细的类型。 ②演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、发展、稳定日 个阶段，最后达到和该地区气候条件最协调、最平衡 状态的植被，即演替的顶级群落， ④在同一气候区内，无论演替初期条件是如何的不同 植被的响应总是趋向于向减轻极端情况的方向发展， 从而使得生培活合干再名的植物生长 同一气候风内 ,也会出现因地形、土壤或人为等因 素决定的稳定群落，有前顶级、亚顶级、后项级或歧 顶级等。 ⑥演替的方向是由植物改变生境的影响而决定的，只 可能前讲，不可能后退」 (2)多元顶级群落理论 ①虽然演替 的会聚是 一个重要现象，但这种会聚是高 分的和不完全的。 ②由于演替的不完全会聚，在某一地区不同生境中产 生一些不同的稳定群落或顶级群落。 ③在这些群落中，有一种群落分布得最广，并且最直 接地表征气候特征 这即为气候顶级，但是， 需要假设该地区的其他稳定群落都一定要发展成气候 顶级。 ④稳定性以及区域优势或气候代表性是分别考虑的。 >
《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 7 兼顾生境损失、破碎化和退化对生态系统的影响 ③外来种 3.2 生态系统演替理论 3.2.1 演替过程与演替阶段 演替：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所依次取 代的过程。 先锋群落→顶级群落 3.2.2 顺行演替与逆行演替 （1）顺行演替：群落的演替是从先锋群落经过一系列的阶 段，到达中生性顶极群落，沿着顺序阶段向着顶极群落的演 替过程。 （2）逆行演替：由顶级群落向先锋群落的退化演变。 3.2.3 原生演替与次生演替 （1）原生演替：从原生裸地开始的群落演替。（水生演替； 旱生演替） 次生演替：发生在次生裸地上的群落演替。 （2）次生演替 3.2.4 演替的主要学说 （1）单元顶级学说 ①植物群落演替可以分为原生演替和次生演替两类， 每类又可分为旱生与水生以及更细的类型。 ②演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、发展、稳定 6 个阶段，最后达到和该地区气候条件最协调、最平衡 状态的植被，即演替的顶级群落。 ③顶级群落如遭破坏，演替又会按上述 6 个阶段重新 发展再次恢复。 ④在同一气候区内，无论演替初期条件是如何的不同， 植被的响应总是趋向于向减轻极端情况的方向发展， 从而使得生境适合于更多的植物生长。 ⑤同一气候区内，也会出现因地形、土壤或人为等因 素决定的稳定群落，有前顶级、亚顶级、后顶级或歧 顶级等。 ⑥演替的方向是由植物改变生境的影响而决定的，只 可能前进，不可能后退。 （2）多元顶级群落理论 ①虽然演替的会聚是一个重要现象，但这种会聚是部 分的和不完全的。 ②由于演替的不完全会聚，在某一地区不同生境中产 生一些不同的稳定群落或顶级群落。 ③在这些群落中，有一种群落分布得最广，并且最直 接地表征气候特征，这即为气候顶级，但是，这并不 需要假设该地区的其他稳定群落都一定要发展成气候 顶级。 ④稳定性以及区域优势或气候代表性是分别考虑的
《恢复生态学》授课教案一一3生态恢复的基础理论 稳定性规定了顶级群落，但在一个地区的几个稳定群 落中，气候顶级群落同时也是区域占优势的一种群落 ⑤由于承认 个地区存在着 些或多或少同样稳定的 群落，因此，这种解释可以称为多元顶级学说。 (3)项级配置假说 ①一个景观中的环境构成一个环境梯度的复杂配置或 者环境变化方向的复合梯度，它包括许多单个因素的 梯度 ②在景观配置的每 点，群落都向 个顶级群落发展 因为群落和环境在生态系统中的功能联系非常密切， 因此，演替群落和顶级群落的特征都取决于那一点的 实际环境因子，而不取决于抽象的区域气候。顶级群 落被解释为适应自己特殊环境或生境特征的稳定状态 群落。环境的差异（地形位置的不同或母质的显著 异等)通常意味着顶级群落的组成不同。 ③沿着连续的环境梯度，环境的差异常常意味着不同 的位置交织着连续变化的顶级群落。顶级群落配置将 与景观环境梯度的复合配置相一致。植物种在顶级群 落配置中有 个独特的种群散步中心，这也可以解 为复杂的种群连续。 ④在顶级群落类型中，通常有一个种群类型是景观中 分布最广的，这种区域类型可以叫做景观的优势顶级 群落 忍耐、促进和抑制机理 (6)适应对策演替理论 ①对策种，适应于临时性资源丰富的环境。 ②C对策种，生存于资源一直处于丰富状态下的生境 中，竞争力强，称为竞争种。 ③S对策种 ,适用于资源贫瘠的生境，忍耐恶劣环境的 能力强，也叫做耐胁迫种。 (7)资源比率理论 (8)等级演替理论 第一个层次是演替的一般性原因，即裸地的可利用性 物种对裸地利用能力的差异，物种对不同裸地的适应 能力 二个层次是以上的基本原因分解为不同的生态过 程，比如裸地可利用性决定于干扰的频率和程度，种 对裸地的利用能力决定于种繁殖体的生产力，传播能 力，萌发和生长能力等 第三个层次是最详细的机制水平，包括立地种的因着 和行为及其相互作用，这些相互作用是演替的本质。 3.3生态系统的脆弱性理论 3.3.1脆弱性的概念
《恢复生态学》授课教案——3 生态恢复的基础理论 8 稳定性规定了顶级群落，但在一个地区的几个稳定群 落中，气候顶级群落同时也是区域占优势的一种群落。 ⑤由于承认一个地区存在着一些或多或少同样稳定的 群落，因此，这种解释可以称为多元顶级学说。 （3）顶级配置假说 ①一个景观中的环境构成一个环境梯度的复杂配置或 者环境变化方向的复合梯度，它包括许多单个因素的 梯度。 ②在景观配置的每一点，群落都向一个顶级群落发展。 因为群落和环境在生态系统中的功能联系非常密切， 因此，演替群落和顶级群落的特征都取决于那一点的 实际环境因子，而不取决于抽象的区域气候。顶级群 落被解释为适应自己特殊环境或生境特征的稳定状态 群落。环境的差异（地形位置的不同或母质的显著差 异等）通常意味着顶级群落的组成不同。 ③沿着连续的环境梯度，环境的差异常常意味着不同 的位置交织着连续变化的顶级群落。顶级群落配置将 与景观环境梯度的复合配置相一致。植物种在顶级群 落配置中有一个独特的种群散步中心，这也可以解释 为复杂的种群连续。 ④在顶级群落类型中，通常有一个种群类型是景观中 分布最广的，这种区域类型可以叫做景观的优势顶级 群落。 （4）初始植物区系学说 （5）忍耐、促进和抑制机理 （6）适应对策演替理论 ①R 对策种，适应于临时性资源丰富的环境。 ②C 对策种，生存于资源一直处于丰富状态下的生境 中，竞争力强，称为竞争种。 ③S 对策种，适用于资源贫瘠的生境，忍耐恶劣环境的 能力强，也叫做耐胁迫种。 （7）资源比率理论 （8）等级演替理论 第一个层次是演替的一般性原因，即裸地的可利用性， 物种对裸地利用能力的差异，物种对不同裸地的适应 能力。 第二个层次是以上的基本原因分解为不同的生态过 程，比如裸地可利用性决定于干扰的频率和程度，种 对裸地的利用能力决定于种繁殖体的生产力，传播能 力，萌发和生长能力等。 第三个层次是最详细的机制水平，包括立地种的因素 和行为及其相互作用，这些相互作用是演替的本质。 3.3 生态系统的脆弱性理论 3.3.1 脆弱性的概念