《环境生态学》第七章：人类对自然生态系统的干扰与生态恢复
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人类对自然生态系统的干扰与生态恢复
恢复生态学中涉及的几个重要概念
生态恢复：研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢 复与重建的技术与方法、生态学过程与机理的科学。 重建（rehabilitation），即去除干扰并使生态系统恢复原 有的利用方式； 改良（reclamation），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（enhancemen），即对原有的受损系统进行重新修 复，以使系统某些结构与功能得以提高 修补（remedy），即修复部分受损的结构 更新（renewal），指生态系统发育即向新的水平或层次 的演替 再植（revegtation），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。
Hobbst and Norton 的临界阈值理论，该理论假设生 态系统有4种可选择的稳定状态，状态1是未退化的， 状态2和3是部分退化的，状态4是高度退化的
（3）生态恢复的标准
1. 可持续性（可自然更新） 2. 不可入侵性（象自然群落一样能抵制入 侵） 3. 生产力（与自然群落一样高） 4. 营养保持力 5. 具有生物间的相互作用
采用最大多样性方法，一般生长快的物种会形成树冠 层，生长慢的耐荫物种则会等待树冠层出现缺口，有 大量光线透射时，迅速生长达到树冠层。 因此可以配种10%左右的先锋树种，这些树种会 很快生长，为怕光直射的物种遮挡过强的阳光，等到 成熟阶段的物种开始成长，需要阳光的时候，选择性 地砍掉一些先锋树，砍掉的这些树需要保留在原地， 为地表提供另一种覆盖。留出来的空间，下层的树木 会很快补充上去，过大的空地还可以补种一些成熟阶 段的物种。
应用物种框架方法的物种选择 标准：
抗逆性强：这些物种能够适应退化环境的恶劣条 件。 能够吸引野生动物：这些物种的叶、花或种子能 够吸引多种无脊椎动物（传粉者、分解者）和脊椎动 物（消费者、传播者）。 再生能力强：这些物种具有“强大”的繁殖能力， 能够帮助生态系统通过动物（特别是鸟类）的传播， 扩展到更大的区域。 能够提供快速和稳定的野生动物食物：这些物种 能够在生长早期（2-5年）为野生动物提供花或果实 作为食物，而且这种食物资源是比较稳定的和经常性 的。
自然科学知识：生态侵略和生态修复
自然科学知识：生态侵略和生态修复在过去的几十年里，人类对自然环境的破坏和侵略已经到了令人担忧的地步。
不断增长的人口、工业化和城市化的推进、大规模的生产和消费等都导致了资源的过度开采和环境的污染。
这些活动对自然生态系统造成了破坏，导致了生态系统的崩溃和物种的灭绝。
为了解决这些问题，不仅需要采取措施来减少破坏，还需要进一步实施生态修复。
生态侵略是指人类活动对自然环境造成的破坏和扰动。
包括森林砍伐、草原过度放牧、土地过度开发、水源污染等行为。
这些活动会导致水源和土壤的质量下降，影响到生态系统的稳定性和可持续性。
当受到长期的破坏时，生态系统会失去其原有的平衡和健康状态，导致物种的灭绝、气候变化等一系列问题。
生态修复是指重新建立一种自然生态系统，以恢复被人为破坏的环境或生态系统。
生态修复是通过采用多种手段来促进自然环境的恢复和修复破坏的生态系统。
它的目的是在熟悉并遵循自然规律的情况下，为人类提供可持续的自然资源。
生态修复可以通过计划和控制等方式实现，例如栽植植被、植树造林、水土保持、水资源保护、土地改良等。
因此，生态修复是重要的解决手段之一。
生态修复可以通过绿化荒地、复垦退耕地、重建湿地、提升水质等方式帮助生态系统恢复。
它不仅可以帮助提高生态系统的稳定性和可持续性，还可以具有经济利益和社会利益。
例如，通过植树造林可以帮助提高空气质量、保持水源、控制沙漠化等，同时也可以创造就业机会和经济利益。
因此，生态修复是未来的一项重要任务。
我们需要更加关注生态侵略和破坏，并积极采取措施来防止环境的进一步破坏。
在修复和保护生态系统方面，我们可以共同努力，采取行动来实现这一目标。
只有这样，我们才能确保人类能够在可持续的基础上生存下去，而不对自然环境造成严重的破坏。
人类对自然环境的干扰与生态系统的退化优秀课件
影响度 协和作用
对生物体、群落或生态系统的影响程度 对其他干扰的影响，如干旱和火、害虫和风暴等
❖ 2）离散性和周期性 洪涝灾害（频率高、危害小） 地震（周期长、危害大）
❖ 3）干扰的相对性：不仅取决于干扰本身，还取决 于客体，即干扰对象（如暴风）
❖4）异源性和相关性 干扰源多样，但往往具有相 关性 如干旱和火灾
人类对自然环境 的干扰与生态系 统的退化优秀课 件
第一节 干扰与干扰生态学
1.1 干扰及其特性 1.2 人为干扰的主要形式 1.3 干扰的生态学意义 1.4 干扰生态学及学科任务
1.1 干扰及其特性
影响群落结构和演替的重要因素。生态系统发 展变化的速度和方向，在很大程度上由干扰决定的。 干扰在大多数情况下阻碍植物群落演替的进展，甚 至使植物群落逆反到早期的演替阶段，只是在少数 的情况下，干扰有助于生态系统的进展。
多数因子为突发的，作用的效应具有滞后性，导致难以区分内源和外援 干扰。可看作是一个连续谱的两个端点。
❖ 3）破坏性干扰和增益性干扰 破坏性干扰：多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常结构的破 坏、生态平衡的失调和生态功能的退化，有时候甚至是毁灭性的影响， 如各种地质、气候灾害、森林采伐和长期的过度放牧等掠夺性经营。
从生态因子角度的定义
❖ 群落外部不连续存在、间断发生的因子的突 然作用或连续存在因子的超正常范围的波动，这 种作用或波动能引起有机体、种群或群落发生全 部或部分明显变化，使其结构和功能受到损害或 发生改变。
❖ 扰动：偏重于过程 ❖ 胁迫：倾向于结果
二、干扰的特性
干扰体：干扰强度、作用频率、干扰范围和作用时间等干扰 特性在某一时间过程的综合称作干扰体。
害的过程，这种作用能直接或间接的为新的有机体定居提供机会。干 扰是一种突发事件，对个体或者群体产生破坏或毁灭性作用。 （Sousa，1984） 4）一种与其种群本身性质和原因无关，能够立即引起种群反应的敏感变 化，并且在景观水平上突然改变资源量的因素。（Bazzaz，1983） 5）干扰是一个偶然发生的不可预知的事件，是在不同空间和时间尺度上 发生的自然现象。（Rykiel，1985） 6）干扰是生命系统（包括个体、种群、群落和生态系统等各个水平）的 结构、动态和景观格局的基本塑造力，它不但影响生命系统本身，也 改变了生命系统所处的环境系统。（彭少麟，1996）
第六章 人类对自然生态系统的干扰与生态恢复
6、垃圾堆放场 垃圾堆放场或堆埋场，主要是家庭、城市、工业 等垃圾或遗弃废物堆积的地方，对生态环境的影响 不仅仅是对耕地的占用，更为严重的是对生活环境 的污染，包括对大气、地下水等的污染。 7、污染的水域 主要是来自未经处理的生活和工业污水，直接排 放到自然水域的人为干扰。其结果是使水源的质量 下降，水域的功能降低，包括对水中生物生长、发 育和繁殖的危害，甚至使水域丧失饮用水的功能。
3、采集 全球80%的人口口于传统医药，传统医药的 85%与野生动植物有关。一些经济、药用及珍稀 野生物资源自古以来就被人们大肆掠夺式的采集， 甚至造成一些物种的灭绝。 4、采樵 在这种干扰中，人们的重要目的是为满足对能 源的需求，对生态系统造成的影响则是破坏了物 质循环的正常进行。如对林下枯落物的利用，不 单单意味着生态系统能量和养分的减少，而且还 破坏了地被层及其土壤动物的生存环境。
第六章 人类对自然生态系统的 干扰与生态恢复
第一节 干扰与干扰生态学
一、干扰及其定义
1、干扰的定义 在经典生态学中，干扰被认为是影响群落 结构和演替的重要因素。 干扰较普遍和典型的定义是：群落外部不 连续存在、间断发生的因子的突然作用或连 续存在因子超“正常”范围的波动，这种作 用 或波动能引起有机体、种群或群落发生全 部或部分明显变化，使其结构和功能受到损 害或发生改变。
三、干扰的生态学意义
从积极的角度看，干扰的生态学意义主要有 以下三点： 1、干扰有利于促进系统的演化。 2、干扰是维持生态系统平衡和稳定的因子。 一般来说，经常处于变化环境中物种要比稳 定环境中生存的物种更可能忍受环境压力。 3、干扰能调节生态关系。
四、干扰生态学及学科任务
干扰生态学是研究各类干扰对生命系统作用规律的 科学，干扰生态学的基本研究内容可概括为： 1、研究特定生态系统的干扰因子类型、干扰状况 和干扰体系，即干扰因子及其存在规律和发生行为。 2、研究生物个体对干扰的适应行为及其机制。 3、研究生态系统各组分对干扰的反应。 4、研究干扰与生态系统的发展进化。 5、研究干扰的生态学意义在生态管理中的应用。
人类对自然系统的干扰
▪ 2、污染
▪ 人类向自然环境排放了大量的生活垃圾、工业 垃圾、农药以及各种对环境有毒害性的污染物。 工业废水直接排放使许多水域被污染，水质下降 甚至丧失饮用水的价值；大量化石燃料的使用以 及向大气排放的各种污染物，不仅使空气受到污 染，而且进入大气的硫氧化物、氮氧化物，与水 蒸气结合后形成极易电离的硫酸和硝酸，导致大 气酸度增加，许多地区甚至酸雨成灾，对生态系 统和土壤等带来了灾难性的影响。
第一节 干扰与干扰生态学
一、干扰及其定义
▪ 1、干扰的定义 ▪ 在经典生态学中，干扰被认为是影响群落
结构和演替的重要因素。
▪ 干扰较普遍和典型的定义是：群落外部不 连续存在、间断发生的因子的突然作用或连 续存在因子超“正常”范围的波动，这种作 用 或波动能引起有机体、种群或群落发生全 部或部分明显变化，使其结构和功能受到损 害或发生改变。
二、人为干扰的主要形式
▪ 人类对生态系统的干扰主要有以下几种方式： ▪ 1、对森林和对草原植被的砍伐与开垦 ▪ 人类的这种干扰并对自然环境构成危害，始于大
约10000多年前的早期农业并持续到现在。这种干 扰导致一系列生态环境问题的发生，如森林大量被 砍伐后，不仅导致森林植被的退化，加剧水土流失， 区域环境的变化，而且还会因造成许多生物生境的 破坏，生物多样性的丧失等。
▪ （4）时间尺度
▪ 时间尺度是指干扰发生的具体时刻及其持 续的时间跨度
▪ 描述干扰特征的一个重要概念是干扰状况
表6-1 干扰状况常用的概念及其含义
主要项目
定义
1、分布
空间分布，包括与地理的、地形的、环境的以及群落梯度的关系
2、频度
在一个时间段内事件发生的平均次数
3、重发间隔 频度的倒数，两次扰动之间的平均时间
第六章 人类对自然生态系统的干扰和生态恢复
2、干扰的特征 干扰体(disturbance regime)： 干扰体 (disturbance regime)：每一种干扰都有其 特性，如干扰强度、 作用频率、 特性 ， 如干扰强度 、 作用频率 、 干扰范围和作用时 间等。干扰的这些特性（类型、频率和强度等） 间等。干扰的这些特性（类型、频率和强度等） 在 某一时间过程的总合。 某一时间过程的总合。 不同的自然景观各自的自然特性和干扰体不同。 不同的自然景观各自的自然特性和干扰体不同。
1.
2.
3.
Forman 和 Godron （ 1986 ） 定义 ： 显著地 改 Godron（1986）定义：显著地改 系统正常格局的事件。 变系统正常格局的事件。 Sousa认为 Sousa 认为 “ 干扰是一个对个体或个体群产 认为“ 斩杀、 生的不连续的、 简短的斩杀 位移或损害, 生的不连续的 、 简短的 斩杀 、 位移或损害 , 这种作用能直接或间接为新的有机体的定居 创造机会。他认为（1984） 创造机会。他认为（1984），干扰是一种突 发性事件，对个体或群体产生破坏或毁灭性 发性事件，对个体或群体产生破坏或毁灭性 作用。 作用。 Bazzaz定义 景观基本表现单元的突然变化， Bazzaz定义：景观基本表现单元的突然变化， 定义： 这种变化通过种群反映的明显改变 明显改变而表述出 这种变化通过种群反映的明显改变而表述出 来。
一、干扰及其定义
干扰（ disturbance） 干扰 （ disturbance ） 是自然界一个重要 而广泛存在的现象(west al,1981; white,1979) 而广泛存在的现象(west et al,1981; white,1979)。 Clements(1916) Clements(1916) 把干扰看作演替向平衡发展的 重要调节机制。 重要调节机制。 20世纪70年代开始作为一个有生态学意义 20世纪 年代 世纪70年代开始作为一个有生态学意义 的现象进行研究（ Egler， 1977； Heinselman， 的现象进行研究 （ Egler ， 1977 ； Heinselman ， 197因
环境生态学_受损生态系统的修复
三、受损河流生态系统的修复
1、河流生态系统受损的主要原因及特点
原因： ①水利工程建设对河流生态系统的影响 ②农业活动对河流生态系统的影响 ③城市化对河流生态系统的影响
特点：
① 纵向成带现象； ② 大多说生物都具有适应急流生境的特殊形态结构； ③ 与其他生态系统相互制约、关系复杂； ④ 自净能力强，受干扰后恢复速度较快。
三、受损生态系统的基本特征
1. 物种多样性的变化 2. 系统结构简单化 3. 食物网破裂 4. 能量流动效率降低 5. 物质循环不畅或受阻 6. 生产力下降 7. 弱系统稳定性降低 8. 其他服务功能减弱
受损生态系统功能衰退的变化机制
1. 结构损伤是导致功能衰退的基本原因 2. 胁迫方式是影响生态过程变化的决定因素 3. 干扰强度和频率是制约系统恢复能力的重要因
恢复生态学的应用技术研究内容
1. 退化生态系统的恢复与重建的关键技术体系研究 2. 2. 生态系统结构与功能的优化配置及其调控技术研究 3. 3. 物种与生物多样性的恢复与维持技术 4. 4. 生态工程设计与实施技术 5. 5. 环境规划与景观生态规划技术 6. 6. 典型退化生态系统恢复的优化模式试验示范与推广研究
2、跃变式受损 生态系统受到持续干扰，最初不表现明显损伤， 破坏性积累到一定程度后突然剧烈变化的一种形式。
3、渐变式受损 在强度均衡的干扰下，缓慢的、不断加重的受损。例如： 使用化肥引起的土壤退化。
4、间断式受损 生态系统因周期性的干扰而受到损害的一种形式。
5、复合式受损 生态系统在受损过程中，经历了两种以上的受损形式。
恢复生态学中涉及的几个重要概念
生态修复：研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢 复与重建（或改建）的技术与方法、生态学 过程与机 理的科学。
（完整版）环境生态学课后题答案
（完整版）环境生态学课后题答案第一章绪论1.生态学的分支学科怎样划分的？2.什么是环境生态学及其研究内容对象？定义：环境生态学是研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。
研究内容：人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究；生态系统受损程度及危害性的判断研究；各类生态系统的功能和保护措施的研究；解决环境问题的生态学对策研究3.环境生态学产生与发展过程。
4.当今世界上的主要环境问题是什么全球气候变化；臭氧层破坏和损耗；酸雨污染；土地荒漠化；森林植被被破坏；生物多样性锐减；海洋资源破坏和污染；有机物的污染5.当代环境问题的主要特点全球化；综合化；社会化；高科技化；累积化；政治化。
6.名词及术语环境问题，生态破坏，环境污染，环境生态学，环境危机，地球温暖化，臭氧层空洞，酸雨环境问题：是指人类为其生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏或污染所产生的危害人类生存的各种不利反馈。
生态破坏：不合理地开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应。
环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染。
环境生态学：研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。
环境危机：由人类生产与生活活动导致地区性、区域性，甚至全球性的环境功能的衰退或破坏，从而严重影响和威胁人类自身的生存和发展的现象。
地球温暖化：臭气层空洞：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。
酸雨：PH值小于5.65的降水。
第二章生物与环境1、什么是生物的协同进化？举例说明。
生物的协同进化主要是由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的，而环境不公包括非生物因素，也包括其他生物。
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二、人为干扰的主要形式
1．对森林和对草原植被的砍伐与开垦
人为干扰具有广泛性、多变性、潜在性、协 同性、累积和放大性等特征和性质
• 人类的这种干扰并对自然环境构成危害， 始于大约10000多年前的早期农业并持续到 现在。这种干扰导致一系列生态环境问题 的发生，如森林大量被砍伐后，不仅导致 森林植被的退化，加剧水土流失，区域环 境的变化，而且还会因造成许多生物生境 的破坏，生物多样性的丧失等。
干扰发生时，干扰因素所表达出的 能力值。由于干扰因素的差异，这 一特性的定量分析要视具体干扰类 型来确定强度衡量的具体单位。
如草原火烧强度是指单位时间每增大1m火烧所释放出的能 量。在实际研究工作中，常把干扰强度分为轻度干扰、中度 干扰和重度干扰。
（4）时间尺度
指干扰发生的具体时刻及其时间跨 度，不同时间的干扰作用，会产生 不同的干扰效果。
• 从某种角度看，人类对生态系统干扰的作用力 和影响范围，远远超过了自然干扰。如农业生产 为主的区域，主要人为干扰是对森林植被的开垦 和对土壤微生物区系的影响；草原区则是超载放 牧和由此造成的“三化”使生态环境出现恶性循 环；林区是过量采伐及对生物多样性的破坏；水 域是过度捕捞及对水生生物资源的危害；环境污 染如农药、杀虫剂和各种大气污染的区域差异更 大。
描述干扰特征的一个重要概念是干扰状况
干扰状况常用的概念及其含义（一）
分布 频度 重发间隔 周转期限 预测性
空间分布，包括与地理的、地形的、 环境的以及群落梯度的关系。 一个时间段内事件发生的平均次数。
频度的倒数，两次扰动间的平均值。
将整个研究区域扰动一遍所需的平 均时间。 重发间隔方差的反函数。
干扰体 干扰的强度、作用频率、范围等特性在 某一时间过程的总和被称为干扰体。
(1)干扰范围
指干扰体作用的空间范围的分布 特点，它常与地理、地形和环境 梯度有关系。
(2)频率和周期
指同一空间范围或同一组织水平 内，单位时间某一干扰发生的次 数。其倒数称为干扰周期，即某 一干扰两次发生的时间间隔。
(3)干扰强度
（2）“一个对个体或个体群产生的不连续的、间 断的斩杀、位移或损害” Sousa (1984)
（3） “景观基本表现单元的突然变化，并通过 种群反映的明显改变而表述出来”。 Bazzaz
（4）“相对来说非连续的事件，它破坏生态系统、 群落或种群的结构，改变资源、养分的有效 性或者改变物理环境。” Pickett和White（1985）
如火灾、冰雹、洪水冲积、雪压、异常的霜冻、酸雨、 地震、泥石流、滑坡、病虫害侵袭和干旱等等。
人为干扰
区别于自然干扰的另一种主要干扰方 式，是由于人类生产、生活和其他社
会活动形成的干扰体对自然环境和生
态系统施加的各种影响。
人为干扰从伤害强度、作用范围、持续时间、发
生频率、潜在危害、诱发性等都高于自然干扰。
• 在这两种类型的干扰中，人为干扰无论从伤害 强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在 危害、诱发性等方面，都常常高于自然干扰。因 此，研究人类对生态系统干扰作用的方式、机理 和变化规律等，意义重大，且具有很强的现实性 和紧迫性。
（2）按干扰来源划分为内源干扰和外源干扰
内源干扰
指由内源因子对系统发生的作用。如 森林生态系统中，内源干扰主要包括 树木的倾倒、机械摩擦、种间竞争和 生物相克作用等。
2．污染
• 人类向自然环境排放了大量的生活垃圾、 工业垃圾、农药以及各种对环境有毒害性 的污染物。工业废水直接排放使许多水域 被污染，水质下降甚至丧失饮用水的价值； 大量化石燃料的使用以及向大气排放的各 种污染物，不仅使空气受到污染，而且进 入大气的硫氧化物、氮氧化物，与水蒸气 结合后形成极易电离的硫酸和硝酸，导致 大气酸度增加，许多地区甚至酸雨成灾， 对生态系统和土壤等带来了灾难性的影响。
增益性干扰 适度干扰可增加生态系统的生物多 样性，而生物多样性的增加往往又 有益于生态系统稳定性的提高。
• 多数自然干扰和人为干扰会导致生态系统正常 结构的破坏、生态平衡的失调和生态功能的退化， 有时候甚至是毁灭性的，如各种地质、气候灾害、 森林的采伐和长期的过度放牧等掠夺式经营。
• 干扰并不总是对生态系统的一种破坏行为。例 如对森林生态系统来说，人类经营利用森林，如 合理采伐、修枝、人工更新和低产、低效林份改 造等一些人为干扰，就可以促进森林的发育和繁 衍、提高森林生态系统服务功能的效率。适度的 干扰可以增加生态系统的生物多样性，而生物多 样性的增加往往又有益于生态系统稳定性的提高。
外源干扰
外源干扰的动因源于系统外部，它的 影响与生态系统自身特点有关，干扰 作用的利害也是多方面的。强烈的火 灾、风暴、沙暴、霜冰、洪水、雪压、 干旱和人为砍伐、放牧等等都属于生 态系统的外源干扰。
（3）按干扰性质划分为破坏性干扰和增益性 干扰
破坏性干扰
多数自然干扰和人为干扰会导致生 态系统正常结构的破坏、生态平衡 的失调和生态功能的退化，有时侯 甚至是毁灭的，如各种地质、气候 灾害、森林的砍伐和长期的过度放 牧等掠夺式经营。
第六章 人类对自然生态系统 的干扰与生态恢复
第六章 人类对自然生态系统 的干扰与生态恢复
第一节 干扰与干扰生态学 第二节 退化生态系统的类型及其成因 第三节 恢复生态学及其基本理论
第一节
干扰与干扰生态学
一、干扰及其定局的事件” Forman 和Godron（1986）
干扰状况常用的概念及其含义（二）
面积或大小 被扰动的面积。通常以有效面积的 百分数给出。
强度值 每次每单位面积上该事件的物理力。 严重程度 对有机体、群落或生态系统的影响。 协同效应 其他扰动对该事件的效应。
3．干扰的类型
（1）按干扰动因划分为自然干扰和人为干扰
自然干扰
不可抗拒的自然力的干扰作用，包括 大气干扰、地质干扰和生物干扰等。
干扰的定义
从生态因子角度考虑，干扰的定义是：
群落外部不连续存在、间断发生的因子的 突然作用或连续存在因子超“正常”范围的波 动，这种作用或波动能引起有机体、种群或群 落发生全部或部分明显变化，使其结构和功能 受到损害或发生改变。
在经典生态学中，干扰被认为是影响群落结构和演 替的重要因素。
2．干扰的特性及干扰体