受损生态系统的修复课件.ppt
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- 受损 生态系统 修复 课件
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1、第九章受损生态系统的修复2023-2-102第一节第一节 生态系统的恢复生态系统的恢复 1、生态修复、生态修复(恢复)概念恢复)概念 2、恢复生态学发展简史、恢复生态学发展简史2023-2-1031、生态修复、生态修复(恢复)概念恢复)概念 生态修复研究标志:受损生态系统的恢复过程(Cairns主编,1980)。相关概念有生态恢复生态恢复、生态修复生态修复、生态重建生态重建、生态改建生态改建、生态改良生态改良等,都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。1)生态恢复)生态恢复(Restoration)-指对受到干扰、破坏的生态环境修复使其
2、尽可能恢复到原来的状态。恢复生态学恢复生态学-研究生态系统退化原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科。2023-2-104 2)生态复原)生态复原(Ecological Rehabilitation)-指利用外界力量受损生态系统得到恢复、重建和改进,确保该生态系统的稳定,并与周围环境的景观一致。3)生态重建)生态重建(Ecological Reconstruction)-通过外界力量使完全受损的生态系统恢复到原初状态。4)生态改建)生态改建(Ecological Renewal)-通过外界力的力量使部分受损的生态系统进行改善,增加人类所期望的人工特点,减少人类不希望
3、的自然特点。5)生态改良)生态改良(Ecological Reclamation)-指将被干扰和破坏的生境恢复到使它原来定居的物种能够重新定居,或者使原来物种相似的物种能够定居。2023-2-105 目前学术上比较用多的是“生态恢复”和“生态修复”。生态恢复的称谓主要应用在欧美国家,在我国也有应用,而生态修复的叫法主要应用在日本和我国。生态修复生态修复-指停止对生态系统人为干扰,依靠生态系统自我恢复能力(生态系统的自我调节能力与自组织能力),辅以人工措施(物理化学与工程技术),使遭到破坏的生态系统逐步恢复或向良性循环方向发展,向有序方向演化。有目的地采取摹写措施,使受到损害的生态系统结构和功能
4、得以恢复和完善,实现生产力高、生物多样性丰富、系统趋于稳定的目标。生态修复任务:2023-2-106 1)两大任务:(1)消除污染;(2)生态重建。修复修复奠基奠基恢复恢复生态生态消除消除污染污染暂时暂时固定固定不利生态不利生态生态系统生态系统生态环境生态环境2、生态修复与其他修复、生态修复与其他修复2023-2-107污染修复污染修复物理物理修复修复化学化学修复修复微生物微生物修复修复植物植物修复修复消除污染物生态修复生态修复恢复生恢复生态系统态系统系统各组分间要有适当的比例关系,才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并实现总体功能大于各部分之和的效果,“1+12”。C)执空气浸提以异
5、位热解技术:堆土+热提+燃烧。3)生态重建(Ecological Reconstruction)-通过外界力量使完全受损的生态系统恢复到原初状态。(3)生物通气法(bioventing)。2、生态修复与其他修复此法主要适应污染程度较高时,单纯采用原位生物修复往往达不到预定的要求采用。1)蒸汽浸提修复技术-在污染介质中引入清洁空气产生驱动力,将污染物转化为气态形式排出污染介质中。为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?无废(或少废)工艺系统,主要用于内环境治理;目前学术上比较用多的是“生态恢复”和“生态修复”。应用领域:石化产品污染地和贮藏地、武器弹药废弃物、燃料溢出物、污水自净与
6、利用生态系统;垂直结构两层、多层的群落,其生态功能是否相同?工程可研论证、工程设计、工程施工、工程运行与维护。我国环境环保生态工程类型有:增益环-增加或扩大生产环效益。直接原因:1998年度的罕见降雨。二、微生物生态修复技术辅助:压裂技术-压裂土壤或岩石,为有机污染物提供通道,有助它们浸提去除。第一节 生态系统的恢复2023-2-108微生物微生物修复修复微生物微生物修复修复化学化学修复修复物理物理修复修复微生物微生物修复修复微生物微生物修复修复生态生态修复修复生态修复方法生态修复方法2023-2-1093、恢复生态学发展简史、恢复生态学发展简史1)国际恢复生态学研究概况国际恢复生态学研究概况
7、 恢复生态学研究可追溯到20世纪20年代;1973.3,召开题为“受损生态系统的恢复”国际会议,第一次专门系统地讨论生态系统恢复重建等生态学问题;1985年,Aber和Jordan首次提出恢复生态学科学术语;1996年美国召开恢复生态学国际会议-研究、实践新时期。2)我国恢复生态学研究进展我国恢复生态学研究进展 20世纪世纪50年代末年代末,注意资源不合理利用产生生态环境问题;80年代后年代后,生态退化、环境污染等问题困扰我国农业持续发展,最初最初是以土地退化问题为主,土地退化问题为主,主要针对水土流失、风蚀沙化、草场退化及盐渍化对农林牧业的危害而进行。2023-2-1010第二节、生态修复技
8、术第二节、生态修复技术 一、生态工程技术一、生态工程技术-资源利用、减少排放资源利用、减少排放 二、微生物生态修复技术二、微生物生态修复技术 三、植物生态修复修复技术三、植物生态修复修复技术 四、物理生态修复修复技术四、物理生态修复修复技术 五、化学生态修复修复技术五、化学生态修复修复技术污染消除污染消除重建生态重建生态2023-2-1011一、生态工程技术一、生态工程技术 1、生态工程定义、生态工程定义 生态工程生态工程:(马世骏先生1979年首先倡导):是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结合系统工程的最优化方法,设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。目标:目标:在促进自然界良性循
9、环的前提下,充分发挥物质的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益与生态效益同步发展。2、生态工程设计生态学理论依据、生态工程设计生态学理论依据 物种共生原理:生态位原理 食物链原理:物种多样性原理 物种耐性原理:景观生态学原理 限制因子原理 生态因子综合性原理2023-2-10122023-2-1013二)生态工程所遵循的基本原理二)生态工程所遵循的基本原理1 1、物质循环再生原理物质循环再生原理 没有物质循环的系统,就会产生废弃物,生成环境污染,并最终影响到系统的稳定与发展。无废弃物农业无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一,是我国古代传统农业的辉煌成就之一,也是生态工程最早和最生动的一
10、种模式。也是生态工程最早和最生动的一种模式。2 2、物种多样性原理、物种多样性原理 物种越丰富,生态系统的抵抗力稳定性越高,物种越丰富,生态系统的抵抗力稳定性越高,为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?毁于一旦?纯林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天敌。2023-2-10142023-2-10153 3、协调与平衡原理、协调与平衡原理-需要考虑环境承载力即环境容纳量需要考虑环境承载力即环境容纳量4、整体性原理、整体性原理整体指社会整体指社会-经济经济-自然复合成的巨大系统自然复合成的巨大系统2023-2-10165
11、5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理(1 1)系统的结构决定功能原理)系统的结构决定功能原理垂直结构两层、多层的群落,其生态功能是否相同?(2 2)系统整体性原理)系统整体性原理 系统各组分间要有适当的比例关系,才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并实现总体功能大于各部分之和的效果,“1+12”1+12”。(3 3)工程学原理)工程学原理 工程可研论证、工程设计、工程施工、工程运行与维护。2023-2-10172023-2-1018相关概念有生态恢复、生态修复、生态重建、生态改建、生态改良等,都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类
12、持续利用。1)生态恢复(Restoration)-指对受到干扰、破坏的生态环境修复使其尽可能恢复到原来的状态。1、生态修复(恢复)概念此法主要适应污染程度较高时,单纯采用原位生物修复往往达不到预定的要求采用。二、微生物生态修复技术图12-1 生物注气法修复工作原理示意图已开发出的亲油肥料,含有N、P营养与易降解的碳源,即使在寒冷气候下,烃降解菌数量也大增。工程可研论证、工程设计、工程施工、工程运行与维护。如有机废水进行无土栽培,种植花卉。5)生态改良(Ecological Reclamation)-指将被干扰和破坏的生境恢复到使它原来定居的物种能够重新定居,或者使原来物种相似的物种能够定居。目
13、标:在促进自然界良性循环的前提下,充分发挥物质的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益与生态效益同步发展。2、生态修复与其他修复(3)生物通气法(bioventing)。第一节 生态系统的恢复如:向日葵及各种水生植物如宽叶香蒲等。第一节 生态系统的恢复相关概念有生态恢复、生态修复、生态重建、生态改建、生态改良等,都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。目前学术上比较用多的是“生态恢复”和“生态修复”。1、生态修复(恢复)概念1)生态恢复(Restoration)-指对受到干扰、破坏的生态环境修复使其尽可能恢复到原来的状态。1)两大任务:(
14、1)消除污染;2023-2-1019三)生态工程的应用三)生态工程的应用 目前10项最活跃的生态工程:生物多样性保护和持续利用工程生物物质循环利用生态工程;废弃水分散治理、系统回用生态工程;废弃地生态恢复工程;清洁能源系统开发组合利用工程;生态复合肥料工程;绿色化学工程;绿色食品工程;生态交通工程;生态住宅及生态城镇建设工程;2023-2-1020生态工程技术在环境保护中应用 我国环境环保生态工程类型有:无废(或少废)工艺系统,主要用于内环境治理;分层多级利用废料生态工程,使生态系统中的每一级生产废物变为另一级生产过程原料,使废料被充分利用;复合生态系统内废物循环,如桑基鱼塘生态工程;污水自净
15、与利用生态系统;城乡(或工、农、牧、渔、副)结合生态工程都是在一定区域内,应用生态工程理论与技术来分层、多级利用废料实现生态、经济效益的良好协调统一。2023-2-1021四)关注生态工程建设四)关注生态工程建设资料分析一:资料分析一:1.导致导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么?年长江洪水泛滥的主要原因是什么?根本原因根本原因:长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和:长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。湖泊面
16、积急剧减少。直接原因直接原因:1998年度的罕见降雨。但这也与全年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。候异常有关。2023-2-1022解决长江洪水泛滥的措施有:解决长江洪水泛滥的措施有:以生物措施为主,结以生物措施为主,结合工程措施,提高森林覆盖率;合工程措施,提高森林覆盖率;“退耕还湖退耕还湖”和改革不合和改革不合理耕作方式等。理耕作方式等。2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题?洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题?传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的发展以巨大的生态环境
17、破坏为代价。在进行生态工程建设时,要考虑到怎样解决农村(尤其是湖区或山区的迁出人员)的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。2023-2-10232023-2-1024 2、技术路线 建立互利共生网络建立互利共生网络-控制系统内部结构与功能,优化组合,充分利用原料、副产品、时间与空间,发挥物质生产的潜能,提高生态系统的综合效益。稻田养鱼。延长食物链延长食物链 生产环生产环-将非经济产品或废物转变成经济产品。如有机废水进行无土栽培,种植花卉。增益环增益环-增加或扩大生产环效益。有机废水养殖浮萍,作为农田肥料,增加产量。减耗环减耗环-减少食物网中的对人无用反而会过度消耗上一级营养的环节。如农田害
18、虫、老鼠等。复合环复合环-上面三种的组合。如:鱼塘养鸭。2023-2-1025生态工程特点生态工程特点 主要涉及行业:矿山开发(露天和井工开采):铁路、公路、管线项目:水利设施建设(水库、水电站):农牧业开发:其它:固废处置、生物能源转化等:主要特点:非污染型:动用土地面积大:对生态因子有直接影响:2023-2-1026生态治理工程的主要内容生态治理工程的主要内容 景观修复:土地复垦:植被恢复:植被恢复:生态系统平衡:生物多样性维持:生态系统安全:2023-2-1027二、微生物生态修复技术二、微生物生态修复技术污染物去污染物去除方法除方法转移介质 环境中(污染物)积累转移降解固定转化污染源无
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