生态恢复实践课件.ppt
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- 生态 恢复 实践 课件
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1、5 生态恢复实践v5.1 退化草地生态系统的恢复退化草地生态系统的恢复v5.2 退化湿地生态系统的恢复退化湿地生态系统的恢复v5.3 退化水生生态系统的恢复退化水生生态系统的恢复v5.4 退化森林生态系统的恢复退化森林生态系统的恢复v5.6 退化农田生态系统的恢复退化农田生态系统的恢复v5.7 矿业废弃地的生态恢复矿业废弃地的生态恢复v5.8 城市生态系统的恢复城市生态系统的恢复5.1 5.1 退化草地生态系统的恢复退化草地生态系统的恢复 一、草地退化的原因一、草地退化的原因与机理与机理n原因:原因:不合理放牧是导致大尺度范围内草地退化的首要原因。不合理放牧是导致大尺度范围内草地退化的首要原因
2、。盲目垦荒是导致部分草地退化和沙化的主要原因。盲目垦荒是导致部分草地退化和沙化的主要原因。樵采、狩猎、开矿和旅游等也是导致局部草地退化的主要樵采、狩猎、开矿和旅游等也是导致局部草地退化的主要原因。原因。草地雪灾(白灾)、沙尘暴(黑灾)、火灾、鼠虫害等自草地雪灾(白灾)、沙尘暴(黑灾)、火灾、鼠虫害等自然灾害与人工因素的结合极易造成草地生态系统的退化。然灾害与人工因素的结合极易造成草地生态系统的退化。n n 草原退化原因草原退化原因:定居和过度放牧定居和过度放牧n n 草地的退化草地的退化:没有防护措施的农田开垦没有防护措施的农田开垦n n 草地的退化草地的退化:春季过度放牧春季过度放牧n n
3、草地的退化草地的退化:春季过度放牧春季过度放牧n n 草地的退化草地的退化:冬季啃食地上枝条冬季啃食地上枝条n n 草地的退化草地的退化:沙层裸露、沙丘活化沙层裸露、沙丘活化图图1 草地生态系统的退化机理草地生态系统的退化机理草地资源不合理的经营管理草地资源不合理的经营管理草地沙漠化草地沙漠化草地自然灾害草地自然灾害植被衰退植被衰退草地盐碱化草地盐碱化草地退化草地退化系统生物量减少系统生物量减少食物链缩短食物链缩短营养级降低营养级降低土壤肥力下降土壤肥力下降生态系统退化生态系统退化野生动物减少野生动物减少能量利用率下降能量利用率下降有毒有害动有毒有害动植物增加植物增加系统自我调系统自我调节能力
4、下降节能力下降高寒草甸退化演替高寒草甸退化演替过度放牧过度放牧 +鼠害鼠害未退化未退化轻度轻度中度中度重度重度极度极度3700m2800-3700m毒草毒草15 45 45 年年杂草杂草鼠害鼠害高寒草原退化演替高寒草原退化演替过度放牧过度放牧轻度轻度中度中度重度重度极度极度12 年年沙化沙化v轻度退化草地:草地改良轻度退化草地:草地改良,即在认识草地发生与发即在认识草地发生与发展的基础上,控制草地的发展方向和速度,防止草展的基础上,控制草地的发展方向和速度,防止草地退化、改良已退化的草地,保持其良好的生产力。地退化、改良已退化的草地,保持其良好的生产力。v中度退化草地:草地封育,即将退化植被及
5、其生境中度退化草地:草地封育,即将退化植被及其生境保护起来,禁止人为开垦、樵采、放牧等活动,并保护起来,禁止人为开垦、樵采、放牧等活动,并采取不同的人工辅助措施(植被培育、生物危害防采取不同的人工辅助措施(植被培育、生物危害防止等措施),促进退化植被及生境土壤的恢复和发止等措施),促进退化植被及生境土壤的恢复和发展。展。v重度退化草地:人工草地建植,即以牧草(尤其是重度退化草地:人工草地建植,即以牧草(尤其是多年生牧草)为先锋植被,建植集约化人工草地,多年生牧草)为先锋植被,建植集约化人工草地,通过高效管理、利用,促进草地的恢复演替,同时通过高效管理、利用,促进草地的恢复演替,同时缓解天然草地
6、的载畜压力,提高天然草地的生态保缓解天然草地的载畜压力,提高天然草地的生态保育功能。育功能。二、退化草地的恢复方法二、退化草地的恢复方法v 恢复草原要求了解草原退化的原因是生物因素、非生物因素还是生物与非生物因素联合作用。v 恢复进程要求最少或不灌溉截留雨水,使用乡土种,配置多样性,不用化肥和杀虫剂,健康土地管理,由于草原面积大,可利用遥感监侧管理,关注草原的社会经济发展,控制污染。v 草地恢复中应考虑的主要问题包括:代表性的草种、外来草种、灌木的入侵、新草地上的动物、草地的长期动态。考虑到草种对气候等胁迫反应不一,最好引进遗传多样性高的草种,综合考虑野火在维持草原动态平衡中具重要作用。在热带
7、、亚热带区域可大量种植香根草,技术简单、易活、具长期作用。v草地恢复有两种方法,一种是改进现存的退化草地,另一种是建立新的草地。建立人工草地,减轻天然草地压力。例如青海省果洛州草原站在达日县旦塘区对40多公顷严重退化的草地进行翻耕,播种披碱草后,鲜草产量高达21000kg/hm2计,极大地提高了畜牧生产力,同时植被覆盖率的提高起到了防止水土流失的作用。在这一过程中,种草的选择和合理的栽培措施是建植成功的关键(马玉寿,1999)。利用多年生人工草地进行动畜放牧青肥。这种方法实行季节畜牧在青草期利用牧草,冬季来临前出售家畜,可改变以精料为主的高成本育肥方式,还可以解决长期困扰草地畜牧业高速发展的畜
8、群结构的调整。建立半人工草地,恢复天然草地植被。主要是通过对草地施肥和毒杂草防除,提高产草量。此外,还应防止和减少自然灾害。v退化草地生态系统生态恢复管理措施退化草地生态系统生态恢复管理措施v 自然恢复自然恢复自愈能力自愈能力v 人工促进生态恢复人工促进生态恢复 松土、翻耕松土、翻耕 施加肥料施加肥料 补播本土优良牧草补播本土优良牧草 合理调控牧群密度合理调控牧群密度三、恢复实践v高寒地区退化草地恢复(青藏高原地区)高寒地区退化草地恢复(青藏高原地区)v干旱、半干旱区退化草地恢复(以内蒙古锡干旱、半干旱区退化草地恢复(以内蒙古锡林郭勒盟为例)林郭勒盟为例)v南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复南
9、亚热带退化草坡生态系统的自然恢复1.高寒地区退化草地恢复(青藏高原)高寒地区退化草地恢复(青藏高原)v导致草地退化主要有三个方面的原因:随着全球气候的变化,藏西北高寒牧区的气候也发生了显著变化。在气候呈暖干化的变化趋势下,风蚀、水蚀和冻蚀、鼠害虫害等自然灾害频繁发生,是草地沙化的直接原因。v2004年,藏西北高寒牧区超载率达到59.18,牲畜的大量增加对局部草场的压力越来越大,过度放牧引起的草地退化和沙化现象也越来越严重。随着区域内人口的增加和人类活动的频繁,挖沙采石、不合理地开发矿产资源等问题给草原生态带来严重的破坏,造成草地退化。v为了缓解目前草地退化的现状,相关部门应大力推进畜牧业结构调
10、整、解决牧民能源问题、继续建设围栏并实施草场承包责任制。同时,应建立草原生态环境监测系统等。v高寒地区退化草地恢复高寒地区退化草地恢复 表表1 草地改良措施对高寒草地产草量的影响草地改良措施对高寒草地产草量的影响(单位:单位:g/m2)年份年份产量产量松耙松耙灌溉灌溉松耙松耙+灌溉灌溉松耙松耙+灌溉灌溉+施肥施肥松耙松耙+灌溉灌溉+施肥施肥+补播补播封育封育对照对照1962干重干重170.35-155.25218.99216.53149.67100.20为对照为对照的的%170.01-154.96218.55216.09149.37100.001963干重干重125.37135.52163.6
11、5139.77166.1984.8346.60为对照为对照的的%270.11290.81351.18299.94356.63181.18100.00高寒地区退化草地高寒地区退化草地恢复措施的作用效果恢复措施的作用效果表表2 高寒地区多年生禾草人工草地与天然草地植被状况比较高寒地区多年生禾草人工草地与天然草地植被状况比较草地类草地类别别草群草群盖度盖度(%)(%)草群草群高度高度(cm)(cm)草群产草群产量量(t/hm(t/hm2 2)可食牧可食牧草比例草比例粗蛋白产量粗蛋白产量(kg/hm(kg/hm2 2)混播草混播草地地95 95 以以上上87.687.69.149.1499%99%11
12、84.51184.5封育天然封育天然草地草地969627.727.73.933.9376.776.7462.6462.6放牧草地放牧草地696914.414.42.912.9174.174.1342.5342.5恢复措施的作用效果恢复措施的作用效果2.干旱、半干旱区退化草地恢复(以内蒙干旱、半干旱区退化草地恢复(以内蒙古锡林郭勒盟为例)古锡林郭勒盟为例)v种树和飞播?种树和飞播?v为什么在草原上种树有问题为什么在草原上种树有问题v第一,这是自然的规律。在年均降水量不足第一,这是自然的规律。在年均降水量不足300毫米的地区,毫米的地区,天然分布的是草原或灌丛天然分布的是草原或灌丛v第二,加重土壤
13、的干旱。干旱半干旱地区强烈的蒸发量第二,加重土壤的干旱。干旱半干旱地区强烈的蒸发量(是是降水量的降水量的7-10倍倍),如没有草本层有效的覆盖,会造成更严,如没有草本层有效的覆盖,会造成更严重的干旱重的干旱v第三,干旱、半干旱区人工造林实际上是失败的。以内蒙古第三,干旱、半干旱区人工造林实际上是失败的。以内蒙古锡林郭勒盟为例,建国以来,整个地区的森林覆盖率不足锡林郭勒盟为例,建国以来,整个地区的森林覆盖率不足1%,还包括了近一半的天然林在内,还包括了近一半的天然林在内(如浑善达克沙地的榆树如浑善达克沙地的榆树不是人种的不是人种的)v第四,树木不能阻挡沙尘暴。在沙尘暴发生最严重的早春,第四,树木
14、不能阻挡沙尘暴。在沙尘暴发生最严重的早春,现场观察到的情况是,杨树林里的沙子照样在流动。林子外现场观察到的情况是,杨树林里的沙子照样在流动。林子外面的能见度在面的能见度在5米以下,而灌木地和草本层覆盖较好的地段,米以下,而灌木地和草本层覆盖较好的地段,能见度在能见度在200米之上。米之上。n n 树木不能在草原上成活树木不能在草原上成活n n “小老头树小老头树”(15年的杨树年的杨树“林林”)n n 大面积死亡的人工林大面积死亡的人工林n n 敢问林在何方?敢问林在何方?n n 树木不能阻挡沙尘暴树木不能阻挡沙尘暴4 治理中该不该在草原上种树和飞播治理中该不该在草原上种树和飞播(2)n n
15、飞播问题飞播问题 (1)(1)-为什么飞播也不合理?为什么飞播也不合理?第一,草原地区土壤库中含有大量的种子以及各类繁殖体第一,草原地区土壤库中含有大量的种子以及各类繁殖体,只是没有萌发或即使萌发没有生长的机会。因此,飞播,只是没有萌发或即使萌发没有生长的机会。因此,飞播只是解决了草地恢复中的一个很小的次要矛盾。主要矛盾只是解决了草地恢复中的一个很小的次要矛盾。主要矛盾是牲口压力,其次是干旱是牲口压力,其次是干旱第二,飞播带来了大量外来种,一些有毒的物种如醉马草第二,飞播带来了大量外来种,一些有毒的物种如醉马草就很容易混到羊柴的种子中飞到优质的草原中。大部分物就很容易混到羊柴的种子中飞到优质的
16、草原中。大部分物种不是这个地区生长的,却因借助人的力量扩大了分布的种不是这个地区生长的,却因借助人的力量扩大了分布的地盘。这在短期内可能我们看不到它的危害,但从生态平地盘。这在短期内可能我们看不到它的危害,但从生态平衡和生物多样性保护的角度看,飞播是有害的。衡和生物多样性保护的角度看,飞播是有害的。4 治理中该不该在草原上种树和飞播治理中该不该在草原上种树和飞播(2)n n-为什么飞播也不合理?为什么飞播也不合理?第三,经济上不合算。根据我们的调查,某旗县飞播了第三,经济上不合算。根据我们的调查,某旗县飞播了50005000亩沙地,使覆盖率提高了约亩沙地,使覆盖率提高了约30%30%,成本,成
17、本8181万元,每提万元,每提高高10%10%的覆盖率合的覆盖率合5454元元/亩,这还不包括飞播不成功造成的亩,这还不包括飞播不成功造成的各种浪费。而我们的围栏实验证明,在各种浪费。而我们的围栏实验证明,在4 4万亩沙地草地里万亩沙地草地里的实际投入只有的实际投入只有1616万元围栏费,滩地的草本覆盖率达到万元围栏费,滩地的草本覆盖率达到100%100%,流动沙丘的自然恢复率达到,流动沙丘的自然恢复率达到30%30%,平均起来,每提,平均起来,每提高高10%10%的覆盖率的费用为的覆盖率的费用为1.731.73元元/亩。且自然恢复的植被没亩。且自然恢复的植被没有外来种,为优质的禾本科牧草有外
18、来种,为优质的禾本科牧草 n n 飞播与自然恢复的效果比较飞播与自然恢复的效果比较3万亩30万元自然恢复v种树和飞播在干旱、半干旱区域取不到良好的效果,怎么办?自然恢复n n 2000年年n n 2001年年n n 2002年年n n 2003年年 2004年年n n 牧民喜获牧草牧民喜获牧草n n 实验进行实验进行2年后年后-野生动物回来了野生动物回来了n n 其它干旱区例子:其它干旱区例子:恢复恢复1年后的赛罕乌拉生物圈保护区核心区年后的赛罕乌拉生物圈保护区核心区 恢复前恢复后三、南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复三、南亚热带退化草坡生态系统的自然恢复v广东鹤山退化草坡v中国科学院鹤山丘陵
19、综合试验站由华南植物研究所和鹤山市林科所于1984年共同建立,并在广东昆虫所、广州地理所等单位协作下,与中科院小良站和鼎湖山站等点联网,开展热带亚热带退化生态系统植被恢复及生态农业优化模式的研究。鹤山站位于广东省鹤山市中部,11254E,2241N,属南亚热带丘陵地区。鹤山站占地面积133hm2,建筑面积1500m2。野外观测系统有针叶混交林、针阔混交林、桉树混交林、豆科混交林、乡土林等5个人工林类型,1个草坡对照区以及林果草鱼和林果苗等2个复合农林生态系统。四、草地四、草地恢复效果评估恢复效果评估n效果评估:草地生态系统的恢复程度,可以从效果评估:草地生态系统的恢复程度,可以从植被、土壤和环
20、境等方面的特征进行评判。植被、土壤和环境等方面的特征进行评判。种群特征种群特征分布格局分布格局 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种生态位宽度生态位宽度 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种数量动态数量动态 群落发生种群落发生种顶极先锋种顶极先锋种顶极一般种顶极一般种群落特征群落特征数量特征数量特征 多度多度盖度盖度密度密度生物量生物量组织结构组织结构 生态优势度生态优势度物种多样性物种多样性群落均匀度群落均匀度组织结构稳态组织结构稳态土壤特征土壤特征土壤动物土壤动物 发展趋势发展趋势生物量生物量 物种多样性物种多样性 土壤微生物土壤微生物 类群
21、数类群数生物量生物量物种多样性(细菌、放线菌、真菌)物种多样性(细菌、放线菌、真菌)呼吸强度、酶活性呼吸强度、酶活性 土壤理化性状土壤理化性状 物理性状物理性状养分状况养分状况含水量含水量pHpH环境特征环境特征小气候小气候 年均气温年均气温年均土温年均土温土壤湿度土壤湿度地表反射率地表反射率环境效应环境效应 地表径流量地表径流量侵蚀临界雨量侵蚀临界雨量水土流失量水土流失量地下水位地下水位土壤侵蚀量土壤侵蚀量土壤盐碱化率土壤盐碱化率图图2 草地生态系统恢复的评估指标草地生态系统恢复的评估指标五、退化草地恢复总结v“以地养地以地养地”,进行生产与生活,腾出大量的退化,进行生产与生活,腾出大量的退
22、化土地进行封育实现自然恢复土地进行封育实现自然恢复,并逐步实现生态系统并逐步实现生态系统的的“食物链食物链”与社区生存发展的与社区生存发展的“产业链产业链”的藕合的藕合v 我国大部分的生产力较低的沙漠、沙地、草地地区,我国大部分的生产力较低的沙漠、沙地、草地地区,它们的生态价值可能远大于它们的直接利用价值。它们的生态价值可能远大于它们的直接利用价值。v干旱半干旱区土地使用功能改变(生态屏障,低环干旱半干旱区土地使用功能改变(生态屏障,低环境破坏的生产活动如境破坏的生产活动如“畜南下、禽北上畜南下、禽北上”)草原:牧畜还是放禽?草原:牧畜还是放禽?鸡鸡50只只/亩,亩,500元元/亩,对草原无破
23、坏亩,对草原无破坏牛牛1头头/75亩,亩,40元元/亩,对草原严重破坏亩,对草原严重破坏v退化草地恢复重建模式:v北方温带典型草原:1/10草地转型(水土适宜的低洼地、生产力中等的天然草地、严重退化草地)v北方农牧交错区:农牧耦合、北繁南育(退耕还草)v三分治理模式:退化沙化严重的沙地进行人为干预(1/3治理)。中等退化有一定植被覆盖,有种子库,(2/3自然恢复)5.2 5.2 退化湿地生态系统的恢复退化湿地生态系统的恢复什么叫湿地?什么叫湿地?湿地的定义有多种,目前国际上公认的湿地定义是湿地的定义有多种,目前国际上公认的湿地定义是湿地湿地公约公约作出的。湿地是指,不论其为天然或人工、长久或暂
24、作出的。湿地是指,不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过6米的水域。米的水域。湿地包括多种类型,珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、湿地包括多种类型,珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水,是介于陆的特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水,是介于陆地和水体之间的过渡带。湿地广泛分布于世界各地,是
25、地球地和水体之间的过渡带。湿地广泛分布于世界各地,是地球上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。v美洲红树林沼泽地美洲红树林沼泽地是典型的热带湿地。部分没入水中的红树树根在水下不断扩张,以截留水中沉积物并使其不被潮水冲入大海。人们有意地将红树种植在陆海交界处以稳固海岸,保护沿岸人民免受强风大浪的袭击。种植红树可以形成一片平静的水域,鱼儿在此产卵,野生生物在此藏身,本地人也可籍此种植红树生产木炭、养蜂等谋得各种生计。v泛滥平原泛滥平原是指因河湖季节性泛滥而形成的湿地,它们在世界上广为分布,赞比亚的卡夫平原就是一个最典型的泛滥平原。卡夫河环抱着广柔的草地、温
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