第4章_生态恢复技术2016年
《生态修复理论与技术》课程教学大纲
《生态修复理论与技术》课程教学大纲课程名称：生态修复理论与技术课程类别：必修课适用专业：环境生态工程考核方式：考试总学时、学分：32 学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的《生态修复理论与技术》以国内外生态修复基础理论为依据，以河流生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统、海洋和海岸带生态系统、草原生态系统、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补为基本内容。
通过教学旨在让学生了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识，掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法。
二、课程教学要求了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识，掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法，具备生态修复工程设计的基本能力。
三、先修课程生态学基础恢复生态学四、课程教学重、难点教学重点：河流生态系统修复、湿地生态系统修复、森林生态系统修复；土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本原理。
教学难点：河流生态系统修复、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本技术方法。
五、课程教学方法与教学手段课堂讲授和讨论相结合。
通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题分析讨论。
六、课程教学内容第一章绪论（2学时）1．教学内容（1）生态修复的定义与特点；（2）生态修复的基本原理；（4）生态修复的主要技术方法；2．重、难点提示（1）生态修复的基本原理。
第二章河流生态系统修复（4学时）1．教学内容（1）河流生态系统评价；（2）河流生态系统修复原理及目标；（3）河流生态系统修复技术与方法；（4）小流域治理与生态修复技术与方法；（5）河流生态系统修复工程实例。
2．重、难点提示（1）河流生态系统修复原理及目标；（2）河流生态系统修复技术与方法。
第三章湿地生态系统修复（4学时）1．教学内容（1）湿地的概念与类型；（2）湿地的结构与功能；（3）湿地生态修复原理及目标；（4）湿地生态系统修复技术与方法；（5）湿地生态系统修复检测与评价；（6）湿地生态系统修复工程实例。
《恢复生态学习题集》-公选课分析
第一章绪论一选择题1、下面哪一个选项是2007年召开的第18届国际恢复生态学大会主题（ C ）A边缘的生态恢复B生态恢复的全球性挑战C变化世界中的生态恢复2、哪个是国际生态学学会提出的定义（）A 维持生态系统健康及更新的过程B 强调恢复到干扰前的理想状态C 研究生态系统退化的过程及原因D 生态学恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学 3、国内外学者对恢复生态学及生态恢复定义不包括那个观点（）A 强调恢复到干扰前的理想状态B 强调其应用生态学过程C 生态整合性恢复D 生态学恢复设计二、判断题1、恢复生态学是研究生态学退化的结果与原因、退化生态学系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。
（）2、中国恢复生态学学会成立，标志着恢复生态学学科已经形成。
（）三、填空题1、恢复生态学属于________的一个分支。
2、1985年，________成立，标志着恢复生态学学科已经形成。
1996年，第一届世界恢复生态学大会在________召开。
3、恢复生态学学科是以社会现实的________为研究对象，并以________为主要目的。
4、生态恢复的过程和机理研究，必须从不同的________上来进行，从宏观的________到微观的________,生态恢复的技术也从宏观的________到微观的________。
5、如何进行综合整治、防止土壤退化、恢复和重建退化资源、保证资源的可持续利用和保护生态环境，是________、________、________、________的关键。
6、恢复生态学学科的主要应用特征是________。
7、生态恢复实践必须遵循________，必须应用________来指导生态恢复实践，而________将是成功进行生态恢复的基础。
8、2000年召开的第12届国际恢复生态学大会，主题是________。
四、名词解释 1、恢复生态学第二章生态系统的退化及其机制一、选择题1、以下哪项不属于陆地生态系统的退化类型（）A 裸地B 荒漠化地C 盐碱地D 垃圾堆放场2、俗称的工业三废不包括（） A 废油 B 废水 C 废气 D 废渣二、判断题1、破坏是干扰的极端类型。
恢复生态学第四章种群和群落生态恢复实践
恢复生态学第四章种群和群落生态 恢复实践
一、群落结构和功能恢复的基本原理
（三） 人工促进的自然恢复 ✓ 改善退化生态系统的物理因素 ✓ 改善退化生态系统的营养因素 ✓ 改善退化生态系统的种源条件 ✓ 改善退化生态系统物种间的关系
恢复生态学第四章种群和群落生态 恢复实践
二、物种多样性保护的方法
（三） 生物保护的景观规划
一个典型的安全格局包含以下几个景观组分： 源：现存乡土物种栖息地--物种扩散和维持的原点 缓冲区：环绕源周边的地区--物种扩散的低阻力区 源间联接：相邻两源之间最易联系的低阻力通道--
生态流之间的高效通道和联系途径 辐射道：由源向外围景观辐射的低阻力通道 战略点：沟通相邻源之间联系有关键意义的“跳板
演替中的物种更替，如森林中的 优势树种和杂草
关键的共生种依赖的植物资源传 粉者、传播者
兔子、地鼠、白蚁、河狸 固氮菌、菌根真菌分解者
恢复生态学第四章种群和群落生态 恢复实践
功能群：具有相似的结构或功能的物种的集合， 这些物种对生物群落具有相似的作用，其成员相 互取代后对生物群落过程具有较小的影响。
森林群落的自恢复然实演践 替过程
✓ 恢复潜力度（RP）:退化群落更新库组成结构与更 高演替阶段群落组成结构间的相似度。
✓ 恢复度（RD）：低相似度向高相似度的发展过程 ，其自然恢复终极是与原群落相同的植被型。将 群落恢复度(RD)定义为退化群落通过自然恢复在 组成、结构、功能上与顶极群落阶段的最佳群落 的相似程度。
（一）物种及生物多样性保护
物种为核心的景观规划途径 景观元素为核心和出发点的规划途径 物种保护始终是生物多样性保护的基础。
生态修复技术PPT课件
2011年
2、资源严重短缺
全国600多个城市一半缺水，在108个重要城 市，每年缺少损失工业产值600亿，过度采用地 下水造成大量的生态环境问题，诸如地面沉降， 海水倒灌等。同时由于水资源利用不合理导致地 方地区河流断流日趋严重，目前中国已处于高度 缺水国家之列。
• 2.生态修复实施区域划分及指针体系研究。 • 3.生态修复工程验收标准及规范研究。 • 4.生态修复规划设计技术规范研究。 • 5.生态修复过程及其效果的监控与评估研究。
2011年
第二节 生态修复与生态恢复的关系
我国目前的生态环境问题引起广泛的关注 和讨论，继而有许多的专业术语相继现，生态 修复和生态修复就是其中两个，在许多的文献 中，这两个术语是混淆使用的针对这一问题， 我们进行深入的讨论。
但任何一个原始的生态系统若被过度干扰甚至是破坏完全失去了内外原有的平衡之后是无法恢复到原貌的即使通过人工努力或长时间的再次自然选择使原系统的生态功能实现甚至超过原有水平但系统的结构与形成是不可能完全重复的
生态修复技术PPT
选修课程 学时：42 学分：3
授课教师： 教授
2011年
目录
0、前言 1、绪论 2、生态修复技术的原理和方法 3、土壤污染后的生态修复 4、水体污染的生态修复 5、大气污染的生态修复 6、多氯联苯污染土壤的生物修复 7、核污染问题
2011年
生态修复的目的：
主要使那些在自然突变和人类活动影 响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重 建工作。重建一个物种组成和群落结构完 整、生态功能健康能够抵抗外部干扰自我 持续的生态系统。
2011年
生态系统：
水体富营养化及其生物_生态修复技术
。
生物—生态修复技术包括：以微生物为处理功能核心的 生物膜、 活性污泥处理技术； 具有复合生态系统的生物操纵技 术； 以植物和微生物为主要处理功能体的生态浮床、 湿地处理 技术； 土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。 ,- ,- " 生物膜、 活性污泥技术 该技术包括好氧处理、 厌氧处理、 厌氧—好氧组合处理。 其主要原理是人工驯化、培养适合于降解某种污染物的微生 物，通过控制室和微生物生长的环境稳定和加速污染物的降 解。 比如生物廊道、 生物滤池、 生物接触氧化池、 氧化沟等。李正魁 在贵阳红枫湖物理生态 研究的固定化氮循环细菌技术 （ ./01） 工程 （ 实验区得到有效应用， 日本、 韩国等也都有对江河 233/） 水体修复的成功实例 * $ + 。 ,- ,- , 生物操纵技术 生物操纵技术是以太阳能为初始能源，在塘中种植水生 作物， 进行水产和水禽养殖， 形成人工生态系统。然后， 通过调 控水体中多条食物链的物质迁移、 转化和能量的逐级传递、 转 化， 将进 入塘 内污 水中 的有 机污 染物 进行 降解 和 转化 的方 法。 如 4567589:、 ;<=>?9@、 2=A=B 湖中成功采用通过放养食鱼性鱼 类， 使滤食性鱼类显著减少， 叶绿素含量和初级生产力显著降 低， 从而使浮游植物丰度降低， 藻类的生长减少 * $ + 。 ,- ,- & 生态浮床技术
水体富营养化是指水体中由于过量营养物质 , 主要是氮、 %1 # 磷 - 的排入， 引起各种水生物、 植物异常繁殖和生长的现象。导 致水体富营养化的过量营养物质主要来自于农田施肥、农业 废弃物、 城市生活污水和某些工业废水。这些过量的营养物质 大量进入湖泊、 河流、 水库、 河口、 海湾等缓流水体， 引起藻类 及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解、 氧量下降、 水质恶化， 造 成藻类、 浮游生物、 植物、 水生物和鱼类大量死亡 。水体出现
边坡生态修复课程设计
边坡生态修复课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解边坡生态修复的基本概念，掌握相关的生态学、地理学原理；2. 学习不同类型的边坡特点及其对生态环境的影响；3. 掌握边坡生态修复的主要技术和方法，了解其适用范围及效果评估。
技能目标：1. 能够分析边坡生态环境问题，提出合理的生态修复方案；2. 学会运用边坡生态修复技术，进行实际案例分析；3. 培养对生态修复工程进行观察、监测和评估的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对生态环境保护的责任感和使命感；2. 增强学生对我国生态环境建设重要性的认识，激发爱国情怀；3. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为地理与生态环境学科相结合的实践性课程，旨在通过理论教学与实践操作，使学生掌握边坡生态修复的基本知识和技能。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的生态环境知识基础，对实际问题具有一定的分析能力，但尚需加强实践操作和综合运用能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，强调学生在教学活动中的主体地位，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
同时，关注学生情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成良好的生态环境保护意识。
二、教学内容1. 边坡生态修复概述- 介绍边坡生态修复的定义、意义及发展历程；- 阐述生态修复的基本原则和方法。
2. 边坡类型与生态环境问题- 分析不同类型边坡的特点及其生态环境问题；- 介绍边坡生态环境影响评价方法。
3. 边坡生态修复技术- 植被恢复技术：植被种植、喷播、植生毯等；- 土壤改良技术：土壤侵蚀控制、有机质改良等；- 生物工程措施：挡土墙、生态护坡等。
4. 边坡生态修复案例及效果评估- 分析国内外典型边坡生态修复案例；- 介绍边坡生态修复效果评估方法。
5. 实践教学环节- 安排学生进行实地考察，了解边坡生态环境现状；- 组织学生开展边坡生态修复设计及实施操作；- 进行修复后效果监测与评估。
水污染生态修复技术-地下水 (ln)
术
原位生物技术有较多的应用
污染
进行地下水生物修复处理时，应注意调查 该地的水力地质学参数是否允许向地上抽 取地下水并将处理后的地下水返注；
地下水层的深度和范围；
地下水流的渗透能力和方向，同时也要确 定地下水的水质参数如pH、溶解氧、营养 物、碱度、以及水温是否适合于运用生物 修复技术。
具体选择哪种修复技术，要考虑以下一些因素： 污染源的条件 工程完成后有可能造成的影响 成本 工程量 工程投资、工程运转与维护、监测…
（一）好氧生物氧化 7.5O2＋C6H6→6CO2＋3H2O
质量比:
O2: C6H6 =3.1:1 每消耗1mg/L的DO就可以降解0.32 mg/L
的苯。
如果背景DO是4.0 mg/L ，好氧降解的容 量是0.32×4／1=1.28 mg/L。
(二)反硝化反应 6NO3-＋H+＋C6H6→6CO2＋6H2O＋3N2
第四章 水污染生态修复技术 ——地下水
按地下水的贮存埋藏条件分类 1.包气带水 结合水（分吸湿水、薄膜水） 毛管水（分毛管悬着水与毛管上升水） 重力水（分上层滞水与渗透重力水） 2.饱水带水 潜水 承压水（分自流溢水与非自流溢水）
主要内容：地下水污染修复
第一节 地下水环境生态修复技术 第二节 地下水常见污染及修复技术 第三节 污染地下水的空气吹脱修复技术
其毒性,控制使用的场合很多。 地下水中的硝酸性氮的去除时,从安全性和
成本方面考虑使用乙醇和醋酸较多。
三、地下水的硝酸类氮污染及修复
自养型脱氮法： 脱氮菌中也有能用氢气、还原态硫化合物
和二氧化碳等无机物作为氢供体的自养型 细菌,这些都可应用于地下水硝酸氮去除。 一般情况下自养型细菌增长率低,增长速度 慢,菌的增长量少,剩余污泥的产生量低。
生态恢复复习材料
生态恢复复习材料第一章绪论1.概念生态恢复：国际恢复生态学会（SER）将其定义为：生态恢复是协助一个遭到退化、损伤或破坏的生态系统恢复的过程。
恢复生态学：恢复生态学是研究生态恢复的生态学原理与过程的学科（另一种定义为：研究生态系统退化的原因、退化生态恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理，是一门理论性与实践性都很强的学科）。
生态重建：重建或回复到原先的状况，或为在一次干扰后重建一个替代的生态系统，虽不同于原来的，但具有实用价值而不是保育价值；改良、复垦：即改善环境条件以便使原有的生物生存，一般指原有景观彻底破坏后的恢复。
改进：即对原有的受损系统进行重新的修复，以使系统某些结构与功能得以提高。
修补、修复：即修复部分受损的结构。
更新：指生态系统发育即向新的水平或层次的演替。
再植：即恢复生态系统的部分结构和功能，或恢复当地先前土地利用方式。
2.生态恢复概念的发展(1) 强调应用生态学过程。
1987年，Bradshaw定义生态恢复是生态学有关理论的一种“酸性检验”或严格检验，研究生态系统自身的性质、受损机理及修复过程。
Diamond将生态恢复定义为再造一个自然群落，或再造一个自我维持并保持后代具持续性的群落生态恢复。
Harper认为生态恢复是关于组装并实验群落和生态系统如何工作的过程。
(2) 强调受损的生态系统要回复到理想的状态。
①1995年，Cairns认为生态恢复是恢复被损害生态系统到接近于它受损前的自然状况的管理与操作过程，即重建该系统干扰前的结构及有关的物理、化学和生物学特征；Jordan认为使生态系统回复到先前或历史上（自然或非自然的）的状态即为生态恢复。
②1996 年，Egan认为生态恢复是重建某区域历史上曾有的植物和动物群落，并保持生态系统和人类的传统文化功能的持续性过程。
以上定义都强调受损的生态系统要回复到理想的状态才为生态恢复。
但理想状态很难实现，原因：缺乏对生态系统历史的了解，恢复时间长，成本高，关键种的缺失等。
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生态恢复的目标
① 实现生态系统的地表基底稳定性; ② 恢复植被和土壤，保证一定的植被覆盖率和
土壤肥力； ③ 增加种类组成和生物多样性； ④ 实现生物群落的恢复，提高生态系统的生产
力和自我维持能力； ⑤ 减少或控制环境污染； ⑥ 增加视觉和美学享受。
生态恢复的基本原则
生退态化恢生复态与系重统建的的恢原复则与一重般建包要括求自在然遵法循则自、然社 规律会的经基济础原上则，和通美过学人原类则的等作3个用方，面根。据技术上适
生态演替原则
生物多样性原则
食物链与食物网原则
缀块-廊道-基底的景观格局原则
空间异质性原则
时空尺度与等级理论原则
自然法则
系统学原则
经济技术原则
美学原则
整体原则 协同恢复重建原则 耗散结构与开放性原则 可控性原则
经济可行性与可承受性原则 技术可操作性原则 社会可接受性原则 无害化原则 最小风险原则 生物、生态与工程技术相结合原则 效益原则 可持续发展原则持续退化 Nhomakorabea时间
也有学者认为：退化生态系统并不总是沿着一 定的方向恢复→也可能在几个方向之间→进行 转 化 → 达 到 复 合 稳 定 状 态 （ meta-stable states）。
Hobbs & Norton（1996）提出了临界阈值理论 →假设生态系统有4种可选择的状态：
生态恢复的临界阈值理论
景观美学原则 健康原则 精神文化娱悦原则
生态恢复的基本原则
二、生态恢复的临界阈值理论
生态恢复——通过排除干扰、加速生物组分变 化和启动演替进程→退化生态系统→恢复到某 种理想的状态。
首先需要建立生产者亚系统（植被）→由生产 者进行光合作用→固定能量→驱动水分循环→ 带动营养物质循（环余。作岳等，1996）
第四章 生态恢复技术
内容
1. 生态恢复的目标与生态恢复的基本原则 2. 生态恢复的临界阈值理论 3. 生态恢复的过程 4. 生态恢复的技术问题 5. 生态恢复成功的标准 6. 生态恢复的时间 7. 生态恢复的价值
一、改善退化生态系统的不同方案
生态系统功能
（生物量、养分含量、循环等）
Restoration（恢复）
退化生态系统恢复的方向
Hobbs和Mooney（1993）指出——退化生态系统 可能的发展方向包括：
持续退化； 保持原状； 恢复到一定状态后退化； 恢复到介于退化与人们可接受状态之间
的替代状态； 恢复到理想状态。
复
杂
性
与
功
能
退化
水
状态
平
极度退 化状态
理想状态 可接受状态 替代状态 中途退化
率、高振幅的变动，并且该变动会在海洋的一些营养水平变动中得以传播，因而对生物量产生 的影响尤为显著”；Cury等提出“稳态转换是指海洋生态系统的结构和功能发生突然性改 变，这些改变影响了一些生物的生存进而导致了一个稳定状态的生成”［22］。后二者的 研究系统介绍了海洋生态系统稳态转换的现象与内涵，为揭示其驱动机制提供有价值的参 考。此外，还有研究人员大胆地提出将湖泊作为海洋的微观形式来进行研究，因此适用海 洋的研究方法可被用于湖泊的研究中，从而为浅水湖泊稳态转换的研究另辟一条蹊径［23］
区域性原则
当、经济上可行地、理社学原会则能够差异接性受原则的原则，使受害 或退化生态系统重新获得健地主带导康性生并原态则因有子原益则 于人类生存
与生活的生态系统重构或再限能制量生性流过与动耐与程性物定质。律 循环原则
种群密度制约与物种相互作用原则
生态位与生物互补原则
自然法则
生态学原则 边缘效应与干扰原则
复垦（替代）
原生生态系统
Rehabilitati恢o复n（修复）
Remedia修t复ion（整治）
Reclamation（自然复过程垦（）原生演替）
退化生态系统
生态系统结构 （物种、复杂性等）
Hobbs和Norton（1996）认为恢复退化 生态系统的目标包括：
Parker（1997）认为，恢复的长期目标应
。阈值理论初步奠定了对于稳态转换的一致认知：持续的外来胁迫会降低生态 系统
的恢复力，从而使其超过阈值的范围并发生稳态转换［11］。在稳态转换的研究中，目前 得到最广泛关注的是“多稳态”理论，分别为平滑型、突变型和不连续变化型；并由此推 测生态系统可能具有多个稳定状态，而稳态转换就是生态系统从一个特征趋势或状态转变 为另外一个不同的趋势或状态的转变过程。该理论得到广泛接受，此后的大量研究都是基 于此而开展的。尽管目前对稳态转换有了基本的共识，但在如何界定其概念和内涵上却有 不同的表述。Carpenter等定义湖泊发生稳态转换是指系统组织和结构发生迅速变化以及 因此而引发的一系列后果［20］；Collie等在海洋生态系统稳态转换的研究中，将其定义 为“海洋空间发生的低频
是建生立态合系理统的自内身容可组持成续性(种的类恢丰复富。度及多度)
结构但由于(植这被个和目土标壤的的时垂间直尺结度构太)大，加上生态 系格统局是开放(生的态，系可统能成会分导的致水恢平复安后排的)系统状态与 原异状质态性不同(各。组分由多个变量组成) 功能 (诸如水、能量、物质流动等基本生态
过程的表现)
生态恢复的每一个阶段都有一个阈值→越过 的阶段越多（包含的阈值越多）→恢复的投 入就要越大。
临界阈值理论是生态恢复的机理性问题。有 关临界阈值的精确计算问题还不完善，仍需 进一步研究。
“稳态转换”最初是在陆地群落中被确定，并随后由JohnD．Isaacs引入海洋生 态系统，用以描述影响海洋渔业产量发生的变化及其驱动因素。然而，这一概 念却并未在生态学界得到广泛接受。对生态系统稳态转换的关注首先来自研究 人员对恢复力和阈值的界定。1973年，美国学者CrawfordS．Holling发表了 Resilience and stability of ecological systems一文，阐述了生态系统对胁迫的 响应能力并引入恢复力一词帮助人们理解生态系统对外界胁迫的非线性特征。 随后，美国学者RobertM．May在1977年的Nature上发表了 Thresholds and breakpoints in ecosystems with a multiplicity of stable states， 阐述了生态系统的多稳态变化和阈值概念，并指出：生态系统的恢复力可以衡 量系统在受到外界胁迫时的承载容量，而阈值则反映生态系统可能发生状态变 化的临界点。