退化草地生态系统的恢复与重建.pptx

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1、需要考虑的问题1.植被更替的必要性2.土壤耕作性能3.自然条件:降水4.原生植被的竞争5.适宜的播种品种6.种床准备，除草剂7.混播8.种子处理 根瘤菌接种等，提高种子的活力9.播量10.播种深度第1页/共60页 植被恢复的方法 种子来源？引进物种 本地种第2页/共60页韦氏字典（1991）:“自然起源于一个特定的地域或地区的物种”；1993：在当地上进化的物种，或“在石器时代前就到达这些地方或在没有人类干扰前就出现于这些地方的物种”。简明牛津生态词典：“自然出现于一地的物种，既非随意也非有意引入”。提倡使用本地物种（Indigenous species)第4页/共60页“本地”不是一个行政区

2、划的概念,而是一个生态学概念,指该区域的物种经过了数千年的进化,适应了该区域的各种条件、经受了自然界严酷的自然选择之后，具有特殊适应性的物种。第5页/共60页外来种狭义的外来种是指被人类有意或无意地被带到 其自然演化区域以外的物种。强调物种被人为移动或引进，不包括自然入侵的物种和基因工程得到的物种或变种。广义的外来种：进入一个生态系统的新物种 第6页/共60页外来物种盲目引入 不考虑生态适宜性（海拔、降水）桉树、落叶松 草坪草种 引进观赏植物第7页/共60页假韭 (Nothoscordum gracile）薇甘菊(Mikania micrantha)猫爪藤(Macfadyena unguis-

3、cati）银胶菊(Parthenium hysterophorus)心叶落葵薯(Anredera cordifolia）五爪金龙(Ipomoea cairica)第8页/共60页排挤本地植物物种：直接效应减少依赖于当地种的物种数量 改变当地生态系统和景观；杂草、火灾和虫害的控制和抵抗能力降低；土壤肥力降低，土壤保持和营养改善能力降低水资源调节能力下降；水土保持能力降低；生物多样性保护能力降低；危害危害第9页/共60页人类因素助长外来入侵种的扩展，生态系统原有的平衡破坏大量使用外来物种，形成“绿色坟墓”第10页/共60页大米草，互花米草(Spartina anglicaSpartina angl

4、ica ）1980年10月在福建沿海自美国引进试种，1982年到江苏、广东、浙江和山东等地。目的：改良土壤，保滩护岸，绿化海滩。已经遍布80多个县，成为外来入侵种，1990年，东吾洋一带由此造成的水产业损失达1000万元以上。第11页/共60页水花生 Alternantheraphiloxeroides水葫芦(Eichhorniacrassipes)水葫芦水葫芦20世纪初,做为饲料引入国内，观赏和净化水质。1999年福建莆田、浙江温州用于打捞水葫芦需1000万元和500万元，全国 1亿元。还不包括农业灌溉、粮食运输、水产养殖、旅游业方面的经济损失。云南滇池的污染紫茎泽兰紫茎泽兰（Eupator

5、ium adenophorum）第12页/共60页 庐山大规模泥石流 人工杉树种单一 第14页/共60页1.土地退化 由于物理、化学和生物特性的改变使植被和土壤支持生命的能力下降,造成生态系统不可持续。l风蚀，水蚀l土壤生物、物理、化学和经济特性退化l植物组成改变l天然植被消失l生物多样性丧失第15页/共60页第16页/共60页2.草地退化由于人为活动或不利自然因素所引起的草地（植被、土壤）质量衰退，生产力、经济潜力及服务功能降低，环境变劣以及生物多样性或复杂程度降低，恢复功能减弱或失去恢复功能（李博，1997）。第17页/共60页全国可利用草地退化总面积超过90。未受破坏的草原只有所谓的“不

6、可利用草原”。生境严酷的可可西里，猎杀藏羚羊、淘金等。第18页/共60页空间尺度植物种群退化；土壤干旱化、沙化与贫 瘠化；生物多样性降低，逆向演替；景观荒漠化与沙漠化；产量下降群落结构简单功能丧失表征草地退化表征草地退化表征第19页/共60页植被植被水（灌溉)放牧放牧制度制度过牧过牧盐渍化森林破坏森林破坏水渍退化过程各组分的表现退化过程各组分的表现植被退化植被退化土壤土壤耕作耕作土壤有机质土壤有机质损失损失土壤质量土壤质量土壤肥力土壤肥力易侵蚀易侵蚀紧实紧实水土流失水土流失土地退化土地退化VWS草地草地开垦开垦第20页/共60页 “草”的退化 “地”的退化草地生态系统结构特征、能流与物质循环等

7、功能过程的恶化，生物群落（植物、动物、微生物群落）及其赖以生存的环境恶化。第21页/共60页草地动物 食草动物和食肉动物：野马、野驴、野骆驼、黄羊、狼、狐、鼬、鹰、鹗等数量减少或消失。内蒙古田鼠、青海鼠兔、蝗虫种群明显上升。生物链破坏。第22页/共60页老虎吃人老虎的生存空间和食物（野猪、山牛、野兔）找不着食物-目标对准了人类第23页/共60页鸟类 散播种子 控制病虫害 分解枯枝落叶，加速土壤营养循环的动物 建立和恢复吸引野生动植物的植物 单一针叶松、万年青，鸟类很难栖息。土壤小动物 蚯蚓、蚂蚁等对于植物群落的形成非常重要，通过少部分的土壤带入，改善土壤环境，促进土壤地球物理循环。第24页/共

8、60页 土壤微生物 微生物多样性，数量和功能多样性 放牧压增加,嫌气性细菌和芽孢型细菌增加，适当放牧对某些真菌(如丝状真菌)和放线菌有刺激作用,多样性增加。细菌含氮量高(CN=3.33),放线菌(CN=4.55)和真菌(CN=12.9)含氮量相对较低 中牧和过牧下土壤微生物N含量高。AMF，固氮菌都与土壤微生物有关第25页/共60页生物多样性生物之间的多样变化和变异性及物种生境的生态复杂性活有机体的种类和变异及其生态系统的复杂性。物种多样性遗传多样性生态系统多样性第26页/共60页 3.草地退化的原因 放牧制度 草地开垦 人类活动 全球变化第27页/共60页3.1 放牧制度 游牧到定居后，退化

9、半径随着定居点的距离远近而变化 1.5 km 重度退化 2.5 km 中度退化 5.0 km 轻度退化 人口增长导致的放牧增长而扩展。第28页/共60页草原开垦 20世纪50年代末至60年代初，粮食短缺，传统农耕文化双重作用下，南方围湖造田，北方毁草种粮。呼伦贝尔盟耕地 1960年，44万公顷，1949年 15万公顷 增加191%。第29页/共60页 耕地面积 （万公顷）-呼伦贝尔盟 鄂温克旗 陈巴尔虎旗-1985年 55 0.198 2.2681997年 133 5.69 8.3562000年 138 27.7 2.680-第30页/共60页挖药材：内蒙黄芪、甘草、麻黄、柴胡、防风、知母可做

10、草药，以根入药。挖1 kg甘草，破坏5 m2以上的草地人类活动第31页/共60页采集经济植物 发菜（Nostoc Flageuiforme）搂草根做饭取暖开矿：开采煤、石油、矿石等。交通：草原硬化的等级路面很 少，汽车、摩托车在草原上行驶。第32页/共60页 浑善达克沙地三个旗县气温、降水量变化情况 年平均气温()年降水(mm)-锡林浩特 正蓝旗 镶黄旗 锡林浩特 正蓝旗 镶黄旗-19701979年 2.08 1.62 3.13 313 363 256 19801989年 2.29 1.69 3.09 246 334 26819901999年 3.25 2.65 4.16 311 399 28

11、1 30年平均值 2.54 1.99 3.46 290 365 268-全球变化对草地退化的影响第33页/共60页气候变化是一个漫长和复杂的过程,温度和降水量的变化在植物正常生长范围之内,不足以引起明显的草地退化。80年代中期以来,青海南部牧区气温逐年上升,降水量大体呈逐年减少的趋势。气温升高的边际倾向为0.3/10 年,降水量减少的边际倾向为-28.6 mm/10年。返青期提前,枯黄期推迟。第34页/共60页 CO2温室效应 大气中CO2增加对植物的生长有明显的促进作用;植物气候带以每年0.25-2公里的速度向极地推进;水热重新分配,CH4、N2O、O3其它微量气体的变化。第35页/共60页

12、 自我设计理论(self-design theory)，只要有足够的时间，随着时间的进程，退化生态系统将根据环境条件合理地组织自己并会最终改变其组分。减少人类对生态系统的干扰;大自然具有很强的逐渐恢复，实现生态系统各种功能的能力。4、退化草地生态系统恢复的途径 第36页/共60页 著名恢复生态学家、英国资深皇家学会会员布莱德什（Bradshaw）提倡借助自然力进行生态恢复。英国是世界上最早工业化的国家,采矿废弃地，最早尝到生态破坏苦果。通过规划成为著名的乡村景观,恢复成自然生态系统,生态旅游成为每年的主要收入。第37页/共60页围封：保证土壤不损失的前提下,保证自然分布的各类繁殖体,种子、孢子

13、、果实可以萌生根、苗)，“安家落户”，自然繁衍。第38页/共60页 人为设计理论 “生态恢复”的方法：通过人工方法，在尊重自然规律基础上，重新创造、引导或加速自然演化过程；通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生态系统，恢复类型可能是多样的。第39页/共60页植物种类的迁移种源的自然扩散过程适宜种类分布的限制人工措施为一定的介质，扩散目标种。把物种的生活史作为植被恢复的重要因子，调整物种生活史可加快植被的恢复。第40页/共60页天然草地补播方法天然草地补播方法种子混入家畜补饲中，随粪便到处散播种子混入家畜补饲中，随粪便到处散播第41页/共60页第42页/共60页第43页/共60页第44页/共60

14、页新种定居 采取措施辅助植物种子或繁殖体定居：表土耕作、局部土壤改良、使用覆盖物、利用庇护种等。机械耕翻等。第45页/共60页恢复与重建的基本原则 自然法则 社会经济技术原则 美学原则第46页/共60页改良 Reclamation 稳定某一地区的美观和土地恢复利用，使景观受益。3R 理论第47页/共60页恢复 Rehabilitation 生态系统的过程、生产力、服务功能和生态系统的介入功能得到修复；景观趋于自然,生物多样性无显著的恢复。第48页/共60页重建 Restoration 让生态系统回到原来的状态，功能、结构、特征、物种,第三个层次。第49页/共60页生态重建 Ecological

15、 restoration概念发展 SER（2001）帮助一个生态系统的完整性恢复和管理的过程。SERI（2002年）国际生态恢复学会：帮助一个退化或被破坏、或受损生态系统恢复的过程。第50页/共60页生态重建生态保育濒危种湿地管理 生态系统功能-服务 地学景观生态系统管理恢复植被恢复天然植被 生态重建的内容生态重建的内容第51页/共60页生态恢复 破坏或消失的生态系统重新再现的过程，不是机械地、原封不动地恢复以前的生态系统，重建一个有生态学特色的或具有完整生态功能的生态系统。第52页/共60页农业或自然保育生物多样性增加控制水土流失 植被盖度和密度增加草地载畜量增加生物量增加可食牧草和多年生植

16、物增加 景观欣赏性增加食物安全，量和质 经济发展生态恢复的目标第53页/共60页 自然法则 社会经济技术原则 美学原则第54页/共60页并非种植尽可能多的物种，创造良好的条件，促进一个群落发展成为由当地物种为主的完整生态系统。为当地各种动物提供相应的栖息环境。第55页/共60页 被誉为中国的“绿色长城”的三北防护林，杨树为主的纯林。天牛将宁夏20年建设的几十亿株杨树毁于一旦。草与耐旱和风沙的灌木更适应，乔木需要度过“寒、旱、风”。第56页/共60页第57页/共60页绿洲沙漠 天然林、乔木、灌木、草、地衣共同发挥生态功能。第58页/共60页 课程小结 草地退化 成因 生态恢复 含义 内容 目标 第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页