第八章欧洲地区的典型案例-恢复生态学课件.ppt
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1、第八章第八章 欧洲地区的典型案例欧洲地区的典型案例n第一节第一节 中欧退化林地的生态恢复中欧退化林地的生态恢复n第二节第二节 西欧大型河流与洪积平原生态西欧大型河流与洪积平原生态恢复工程恢复工程n第三节第三节 欧洲西北部湿地与淡水湖泊生欧洲西北部湿地与淡水湖泊生态系统恢复工程态系统恢复工程n第四节第四节 阿尔卑斯山高寒生态系统恢复阿尔卑斯山高寒生态系统恢复工程工程第一节第一节 中欧退化林地的中欧退化林地的生态恢复生态恢复u(一)酸化和超营养作用(一)酸化和超营养作用有证据表明欧洲大部分地区酸雨带来了严重的有证据表明欧洲大部分地区酸雨带来了严重的土壤酸化,土壤的酸化通常是由其他生态因子土壤酸化,
2、土壤的酸化通常是由其他生态因子如如N N投入过度所造成的。投入过度所造成的。通过定位试验的反复研究,或同时比较同一区通过定位试验的反复研究,或同时比较同一区域同一植被类型植物社会谱系表,都可以检测域同一植被类型植物社会谱系表,都可以检测植物物种组分的变化。植物物种组分的变化。n二、森林破坏的原因二、森林破坏的原因 在过去四十年中,欧洲森林植被发在过去四十年中,欧洲森林植被发生类似的变化,即氮指示物种(其生类似的变化,即氮指示物种(其表征指标包括物种数量、频率、覆表征指标包括物种数量、频率、覆盖度盖度/丰富度和平均生态指示值)丰富度和平均生态指示值)不断增加,这是植物物种对含氮化不断增加,这是植
3、物物种对含氮化合物(如合物(如NOx,NHx)分解的强烈)分解的强烈反应。反应。u(二)全球气候变化(二)全球气候变化CO2等温室气体的排放导致全球升温;等温室气体的排放导致全球升温;整个欧洲从北部斯堪的纳维亚到西班牙、希整个欧洲从北部斯堪的纳维亚到西班牙、希腊,自腊,自20世纪世纪60年代以来,生长季节已经延年代以来,生长季节已经延长了大约长了大约11天。天。u(三)森林管理(三)森林管理在中欧,人为管理导致森林群落物种组成明在中欧,人为管理导致森林群落物种组成明显变化;显变化;收获管理也会影响森林结构。收获管理也会影响森林结构。n二、森林破坏的原因二、森林破坏的原因n三、森林植被恢复的技术
4、与方法三、森林植被恢复的技术与方法u(一)近自然森林的管理(一)近自然森林的管理 主要措施包括:选择当地、乡土适宜物种;在特主要措施包括:选择当地、乡土适宜物种;在特定砍伐系统内收获木材;利用天然树木自我生长定砍伐系统内收获木材;利用天然树木自我生长代替补种树木;在森林中保留死亡的树木作为物代替补种树木;在森林中保留死亡的树木作为物种多样性(真菌、昆虫和脊椎动物、鸟类)的重种多样性(真菌、昆虫和脊椎动物、鸟类)的重要载体。要载体。u(二)森林改造(二)森林改造 中欧森林受土地利用的影响很大。其中,中欧森林受土地利用的影响很大。其中,19世纪世纪开始的松树(开始的松树(Pinus sylvest
5、ris)和挪威云杉()和挪威云杉(Picea abies)林的人工造林活动对森林植被的恢复影响)林的人工造林活动对森林植被的恢复影响最为深刻。最为深刻。结构不良的森林立地的改善方法结构不良的森林立地的改善方法(引自(引自Spieker 和和 Hansen,2002)德国东北部四个研究点森林地表和土壤表层中腐殖质累积与土壤有机质的德国东北部四个研究点森林地表和土壤表层中腐殖质累积与土壤有机质的相对分布(引自相对分布(引自FischerFischer等,等,20022002):森林立地由松林转化为松属森林立地由松林转化为松属/山毛榉山毛榉属混合林的过程中腐殖质覆盖层发生了明显变化属混合林的过程中腐
6、殖质覆盖层发生了明显变化,随着山毛榉属所占比例随着山毛榉属所占比例增多,由于生态干扰过程,腐殖质形成层中土壤有机物质含量降低;至于增多,由于生态干扰过程,腐殖质形成层中土壤有机物质含量降低;至于土壤碳储存和分布,可以增强两个发展过程:在森林转化的初始阶段,较土壤碳储存和分布,可以增强两个发展过程:在森林转化的初始阶段,较早的混合立地中总的腐殖质储存量增加,反之后期土壤有机储量持续下降早的混合立地中总的腐殖质储存量增加,反之后期土壤有机储量持续下降u(三)受灾森林立地的更新(三)受灾森林立地的更新在中欧地区,暴风雨(雪)是影响森林结构的在中欧地区,暴风雨(雪)是影响森林结构的重要自然灾害。重要自
7、然灾害。土壤的机械扰动促进了具有持久稳固种子库的土壤的机械扰动促进了具有持久稳固种子库的植物种的生长。植物种的生长。n三、森林植被恢复的技术与方法三、森林植被恢复的技术与方法u(四)退耕还林(四)退耕还林自从自从20世纪世纪80-90年代欧洲大部分地区开展退耕年代欧洲大部分地区开展退耕还林(耕地弃荒)活动以来,人工造林(以前还林(耕地弃荒)活动以来,人工造林(以前是森林而最近被占用的非林地的森林恢复)在是森林而最近被占用的非林地的森林恢复)在景观规划中发挥了重要作用;景观规划中发挥了重要作用;从从Baden-Wrttemberg废荒试验和废荒试验和Gttingen新新植物园试验可以得出森林恢复
8、有两个重要的方植物园试验可以得出森林恢复有两个重要的方式。式。n三、森林植被恢复的技术与方法三、森林植被恢复的技术与方法德国德国Gottingen新植物园的演替试验:新植物园的演替试验:19681999年苔藓、草本、年苔藓、草本、灌丛和乔木层的覆盖度。首先木本植物高度小于灌丛和乔木层的覆盖度。首先木本植物高度小于5m(灌层);(灌层);1989年部分树木高度超过年部分树木高度超过5m,灌木层下降,乔木层开始增长。,灌木层下降,乔木层开始增长。1968-1999年不同生活型植物覆盖度的相对重要性(自由发展)。年不同生活型植物覆盖度的相对重要性(自由发展)。T:一年生植物;:一年生植物;G:地下芽
9、植物;:地下芽植物;H:地面芽植物;:地面芽植物;C:地上芽:地上芽植物;植物;N:矮高位芽小灌木(灌丛);:矮高位芽小灌木(灌丛);P:高位芽植物(乔木):高位芽植物(乔木)u(五)废弃矿地的绿化造林(五)废弃矿地的绿化造林 在欧洲大部分地区,通常采用的是绿化造林恢在欧洲大部分地区,通常采用的是绿化造林恢 复,即在以前没有森林覆盖的底土层和表土层上复,即在以前没有森林覆盖的底土层和表土层上造林造林。未加工矿山土壤上绿化造林的早期试验研究在德未加工矿山土壤上绿化造林的早期试验研究在德国由国由Heuson(1929)和)和Copien(1942)实施。在)实施。在当时的研究中,他们建造了混合立地
10、,利用多种当时的研究中,他们建造了混合立地,利用多种物种进行长期试验,包括松树、橡树、酸澄和落物种进行长期试验,包括松树、橡树、酸澄和落叶松属植物以及先锋乔木种如桤木、白杨、桦树叶松属植物以及先锋乔木种如桤木、白杨、桦树和黑槐,适当改良土壤后,机械式种植建立起的和黑槐,适当改良土壤后,机械式种植建立起的森林群落取得了较好的效果。森林群落取得了较好的效果。n三、森林植被恢复的技术与方法三、森林植被恢复的技术与方法第二节第二节 西欧大型河流与洪积平西欧大型河流与洪积平原生态恢复工程原生态恢复工程n一、欧洲河流破坏的原因一、欧洲河流破坏的原因u(一)自然影响(一)自然影响主要指气候变化的影响。主要指
11、气候变化的影响。1000010000年以前结束的、距今最近的一次冰期年以前结束的、距今最近的一次冰期气候变化使泰晤士河向南移动了几千米,气候变化使泰晤士河向南移动了几千米,然后流入了当前伦敦所在地的河口。然后流入了当前伦敦所在地的河口。u(二)人为影响(二)人为影响土地利用变化:森林砍伐、植被破坏等;土地利用变化:森林砍伐、植被破坏等;工农业污染造成的影响;工农业污染造成的影响;规模化灌溉系统计划的实施;规模化灌溉系统计划的实施;大坝大坝/水库建设;水库建设;矫正和加深河流、分离河漫滩、抽干地下矫正和加深河流、分离河漫滩、抽干地下水等水等;城市扩张。城市扩张。n一、欧洲河流破坏的原因一、欧洲河
12、流破坏的原因活动原因影响土地灌溉农业河漫滩和湿地的消失;增加河流沉积物;降低河流的储存量来增加洪水的峰值。洪水防护城市/经济河漫滩的消失或者孤立;生物多样性的消失。水库/大坝水资源供给水电能下游的生态退化;污染增加;破坏沉积物的转移。堰工厂系统阻止鱼向上游的游动;减少到达产卵区的通道。开凿水渠防止侵蚀;控制洪水;灌溉周围土地;航海;基础设施建设干扰水道的物理平衡;影响岸边的植物和水流温度;增大水流速度导致栖息地和生物多样性的减少。疏浚河道抽取砂砾/砂;增加河流容量过度地加宽或者加深河流;不稳定性以及堤坝的倒塌;除去河床上的自然物质。抽取水饮用水和农业用水降低河水水位和河漫滩水的平地层。城市扩张
13、人口增加和经济增长增加了坚硬的土地表面,导致更快更多的水土流失;丧失河岸廊道和河漫滩;恶劣的水环境质量;污水;水的溢出。影响河流系统的主要人类活动影响河流系统的主要人类活动(引自(引自Mant和和Janes,2005)在莱茵河流域,森林退化率约为在莱茵河流域,森林退化率约为75%,莱,莱茵河河道两旁残存的森林面积仅有茵河河道两旁残存的森林面积仅有150km2气候变化:自气候变化:自19881988年以来,在苏格兰的许多年以来,在苏格兰的许多地方,洪水频率和数量明显增加;地方,洪水频率和数量明显增加;城市化:伴随着防洪技术的不断发展,河漫城市化:伴随着防洪技术的不断发展,河漫滩的防洪作用常被忽视
14、,工业用地和居民住滩的防洪作用常被忽视,工业用地和居民住宅侵占的河漫滩湿地常被遗忘宅侵占的河漫滩湿地常被遗忘;经济因素:目前仍没有阻止河漫滩开发和推经济因素:目前仍没有阻止河漫滩开发和推动河流修复的专项经费计划,也缺乏对退化动河流修复的专项经费计划,也缺乏对退化河流系统进行修复的经济可行性论证,导致河流系统进行修复的经济可行性论证,导致许多河流修复工作随机、分散地开展。许多河流修复工作随机、分散地开展。u(三)目前的干扰和威胁(三)目前的干扰和威胁n一、欧洲河流破坏的原因一、欧洲河流破坏的原因n二、典型河流和河漫滩的修复工程二、典型河流和河漫滩的修复工程 目前仍缺乏河流和河漫滩修复的简单、目前
15、仍缺乏河流和河漫滩修复的简单、易行的方法,每个修复工程都根据自身的易行的方法,每个修复工程都根据自身的特点,制定相应的工作方案和行动计划;特点,制定相应的工作方案和行动计划;在某些情况下,恢复措施可能是将原来在某些情况下,恢复措施可能是将原来矫正的河道恢复到一个弯曲状态,同时增矫正的河道恢复到一个弯曲状态,同时增加生物多样性。加生物多样性。英国英国Durham镇河流弯曲段图(引自镇河流弯曲段图(引自Mant和和Janes,2005)旧河岸的重塑(引自旧河岸的重塑(引自Mant和和Janes,2005):在):在有些情况下,生态修复需要重塑河岸、建造湿地有些情况下,生态修复需要重塑河岸、建造湿地
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