退化森林生态系统恢复评价研究综述

森林退化是一个世界性的问题,对退化的森林进行恢复评价是合理地进行森林生态系统管理的基础。介绍了森林退化的概念,综述了退化森林生态系统恢复评价的一般程序,主要包括恢复目标的确定、参照系的选择、评价指标体系的构建及定量评价等几个方面。目前,大多数退化森林恢复评价主要包括物种多样性、植被结构和生态学过程3个方面。其中,物种多样性包括物种丰富度和多度等;植被结构包括植被盖度、乔木密度、高度、胸高断面积、生物量和凋落物结构等;生态学过程包括养分库、土壤有机质以及生物间的相互关系等。不同的研究者或管理者由于对恢复其生态系统服务功能的需求存在差异,评价退化生态系统恢复的角度也不一样。恢复评价可以从特殊种群到整个生态系统的不同层次进行。在深刻理解森林退化定义的基础上,建立现实的目标和正确地选择参照系是恢复评价的前提。     

长江上游退化森林生态系统恢复与重建刍议

通过对国内外生态系统恢复与重建研究进展的综述,论述了我国长江上游森林生态系统退化的主要特征和森林生态系统退化的现状,分析了长江上游生态环境建设存在的主要问题,并提出相应对策。在此基础上,针对退化森林生态系统提出恢复和重建的基本思路和建议。     

区域尺度生态修复空间辨识研究进展

区域尺度辨识生态修复空间是进行生态恢复与重建的重要前提,对区域生态文明建设和可持续发展具有重要作用。如何构建科学合理、面向政策和民众需求的生态修复空间辨识指标体系,目前已成为生态学研究的热点问题之一。系统梳理生态空间评价理论,综合构建生态修复空间辨识框架,包括评价对象的选择、评价指标筛选的原则、指标体系构建的主要方法和评价指标权重设定等方面,在区域生态评价的基础上,强调政策目标、民众需求,构建了生态质量、生态系统服务、生态系统健康3个方面18个指标,能够较全面反映区域生态空间主要特征,以期为构建区域尺度生态修复空间辨识指标体系提供参考,为生态恢复和重建提供科学依据。研究还展望了区域尺度下生态修复空间辨识的重点发展方向,即加强复合生态系统理论的应用,统筹社会、经济、自然因子开展综合评价,并推动多尺度评价结果的融合与应用。     

湿地退化研究进展

受经济发展、城市扩张、气候变化的影响,湿地退化已经成为全球性现象,是当前国际湿地科学前沿领域的热点。从湿地退化标准、退化特征、退化分级、退化过程、退化机理、退化监测体系、退化评价指标与指标体系、退化监测新技术及其生态恢复理论与技术9个方面系统地介绍了当前湿地退化研究进展。结果表明湿地退化过程、退化机理、退化评价指标体系和退化湿地监测、恢复与重建研究是当前研究的重点,在未来相当长的时间内,全球气候变化、湿地退化的微观过程与机理、湿地生态系统的可持续利用将会是重要的研究方向。最后就我国当前湿地退化研究存在的问题进行了分析,并提出近期湿地退化研究亟待开展的11项研究工作,供我国湿地退化研究工作者参考。     

基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建

在分析国内外提出的众多森林生态系统健康评价指标的不足后,对评价指标进行研究和筛选。最终在森林生态系统健康评价指标体系的构建上提出了一个新的思路,即从森林火灾、林业有害生物、大气污染、人为有害干扰以及森林生态系统内部的增益干扰5个方面选取20个指标构建森林生态系统健康评价指标体系。其中森林火灾干扰包括平均降水量、平均气温、郁闭度、海拔、坡度、坡向、易燃树种的比例和林道距离8个指标,林业有害生物包括有害生物等级、危害程度和寄主树的比例3个指标,大气污染干扰通过叶片、土壤和污染物的分析测定,人为有害干扰包括森林经营措施、采伐措施和林下植被管理3个方面,而森林生态系统内部的增益干扰由物种多样性、群落结构和近自然度3个指标构成。同时对关键评价指标的意义进行了具体分析。此指标体系摒弃传统的评价观念,结合了近年来影响全国森林健康的几个重要原因,更能准确的反应目前森林生态系统的健康状况。研究思路和方法的提出在一定程度上可以丰富森林生态系统健康评价研究理论与方法体系。     

河岸带生态系统退化机制及其恢复研究进展

恢复和重建自然和人为干扰导致的退化河岸带生态系统是目前恢复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一．对河岸带生态系统的干扰表现在河流水文特征改变、河岸带直接干扰和流域尺度干扰3个方面,分别具有不同的影响机制．河流水文特征改变通过改变河岸土壤湿度、氧化还原电位、生物生存环境以及沉积物传输规律对河岸带生态系统产生影响;河岸带直接干扰通过人类活动及外来物种入侵而直接影响河岸带植被多样性;流域尺度干扰则主要表现在河道刷深、河道淤积、河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等．河岸带生态恢复评价对象包括河岸带生态系统各要素,评价指标已从单一的生态指标转向综合性指标．河岸带生态恢复应在景观或者流域尺度上进行考虑,识别对其影响的生物和物理过程以及导致其退化的干扰因子,通过植被重建与水文调控来进行．扩展研究尺度和研究对象及采用多学科的研究方法将是今后相关研究中的重要问题．     

基于“结构—过程—功能”一体化的喀斯特退化生态系统恢复和评价指标研究

对中国西南喀斯特退化生态系统的恢复和评价,是实现"人—自然—经济复合生态系统"可持续发展的重要基础。为此,首先分析了生态系统演化特点和生态系统"结构—过程—功能"的一体化,在此基础上提出人为驱动生态系统恢复的一种新途径。即通过丰富系统要素,加强各要素与多元化生态过程的耦合,驱动退化生态系统的自调控等内在机能的恢复,最终促使生态系统回复到自维持的动态平衡。其次,以喀斯特脆弱生态系统的退化特点和影响恢复的主导因子为基础,结合喀斯特退化生态系统恢复的特殊性,初步筛选出指示生态恢复的4类要素共11项指标,可用于对喀斯特退化生态系统的恢复评价和管理。     

河口生态系统健康评价研究进展

河口生态系统一方面能提供多样化的生态服务和较多的经济产出,但同时也更易受到人类活动的影响。合理评价河口生态系统健康有利于了解河口生态系统现状,为可持续利用河口生态系统提供科学依据。本文在查阅国内外大量文献的基础上,对河口生态系统的特征、健康内涵以及健康标准进行了归纳和分析,并系统论述了河口生态系统健康的评价指标、评价方法、指标筛选原则以及主流评价指标体系和评价模型,概述了RS和GIS技术在河口生态系统健康评价中的应用。针对目前研究中存在的主要问题,提出了河口生态系统健康评价研究的发展方向,认为今后开展河口生态系统健康评价研究还需要在概念、影响机理、空间尺度选取以及新技术新方法的应用等方面进一步加强。     

灾后生态恢复评价研究进展

灾后生态恢复评价是恢复生态学重要研究方向之一,从20世纪90年代开始,随着研究手段和防灾减灾意识的提高逐渐成为研究的热点。灾害生态恢复评价以森林火灾、地震及地质灾害、旱灾、采矿及地面沉降、火山喷发、飓风6大灾害为主要研究领域,以不同时间序列生态系统演替、不同条件下受灾生态系统恢复效果差异性和相关性分析以及受灾生态系统生态恢复趋势预测为研究内容,针对退化生态系统的结构、功能、过程进行评估和鉴定。当前,灾害生态恢复评价采用的指标包括遥感和地面两大类,方法分为单因子对比法、综合指数法、模拟预测法、反推法。针对灾后生态恢复评价指标缺乏系统性、参照系过于单一性以及对灾区后续恢复指导性不强等问题,未来应在技术框架流程、指标体系分类归纳、生态恢复标准阈值制定、以及生态恢复评价应用等方面加强研究,以体现灾后生态恢复评价评估结果的科学性、客观性以及对生态系统管理的作用。     

内蒙古黄土丘陵沟壑区生态系统健康评价

采用指标体系评价法,按自然指标体系,从生态系统活力、组织结构、系统服务功能和土壤健康等方面,以内蒙古黄土丘陵沟壑区为研究对象,分别选择原生植被区、人工恢复治理区、退化未治理区等3个样区,对其生态系统健康状况进行分析和评价,提出了适合于该区域的生态系统健康评价指标体系和权重体系,建立了适合于该区域的生态系统健康评价指数、评价模型和指标分级标准。最后,从自然生态学角度,结合研究区的实际情况,对该区域的生态系统健康恢复途径、生态系统管理和可持续发展策略提出了一些具有针对性的建议和措施,并对生态系统健康评价的进一步研究进行了展望。     

森林生态系统损害评估体系与管理制度研究

生态环境损害事件会破坏或者损害动植物生境与生态系统平衡,乃至对我国生态安全造成威胁。然而目前针对森林生态系统损害鉴定评估工作存在评估体系不完善、定量化评估方法不足、损害赔偿管理制度不健全等问题,且缺乏对人类活动与森林生态系统相互作用的整体受损情况进行剖析。基于此,综合考量人类活动与森林生态系统状况的受损范畴与界限,剔除其中交叉重复的内容,遵循科学性、系统性、可比性、可操作性等4项原则,构建了森林生态系统损害评估指标体系。该体系基于受损对象,涉及了人身安全损害、人类活动损害、森林生态系统功能损害和其他损害共计4项一级指标,包括身体损害、精神损害、经济林果品损失、林副产品损失、加工制造业损失、森林旅游损失、科研文史损失、土壤保持损失、水源涵养损失、防风固沙损失、固碳释氧损失、大气净化损失、应急处理费、调查评估费共14项二级指标,以及22项三级指标,并运用市场价值法、替代成本法、影子工程法、恢复成本法等方法明确了各项指标的价值量化方法。文章还从林业技术部门和司法行政部门两个方面,对森林生态系统损害管理制度进行了探讨。林业技术部门管理制度主要分为事前预防、事中响应和事后评估,包括安全规划、风险控制、损害溯源、应急救援措施、技术方案与修复标准制定等;司法行政部门管理制度主要分为监督管理、立法管理和社会机制,包括名册记录（编制）、违法违规追责、赔偿制度完善、森林损害基金和公众参与办法的建立等。旨在为森林生态系统损害评估技术的定量化、标准化,以及管理制度的健全化提供参考依据。     

Deploying microbes as drivers and indicators in ecological restoration

Ecosystem degradation is a major environmental threat. Beyond conservation, restoration of degraded ecosystems is a prerequisite to reinstate their ability to provide essential services and benefits. Most of the restoration efforts focus on aboveground restoration, that is, plants, under the assumption that establishment of plant species will reestablish the faunal and microbial species. While this may be true for some cases, it is not a general rule. Reestablishment of microbial communities by dedicated efforts is also necessary for successful restoration, as cycling of essential nutrients for plant growth and decomposition of organic matter is dependent on them. The role of microbial fertilizers and efficient organisms used in agriculture needs to be explored in restoration. Testing of symbiotic interactions between potential plant growth-promoting Rhizobacteria and plants native to a degraded ecosystem can be conducted and utilized for successful establishment of plant species. However, utmost care must be taken while introducing new microbial species or non-native plant species to an area, as they can adversely affect the resident microbial community. Techniques like phospholipid fatty-acid analysis can be used for taxonomic identification of large microbial groups in non-degraded reference ecosystems before introducing microbial species into a degraded ecosystem. For use of microbes in restoration, more studies on microbe-plant interactions need to be conducted. For use of Soil Microbial Community (SMC) as indicators of restoration, their role and function in the ecology of the area need to be elucidated by employing all the available techniques.     

Restoration and Rehabilitation of Degraded Ecosystems in Arid and Semi-Arid Lands. I. A View from the South

A general model is presented describing ecosystem degradation to help decide when restoration, rehabilitation, or reallocation should be the preferred response. The latter two pathways are suggested when one or more “thresholds of irreversibility” have been crossed in the course of ecosystem degradation, and when “passive” restoration to a presumed predisturbance condition is deemed impossible. The young but burgeoning field of ecological restoration, and the older field of rehabilitation and sustainable range management of arid and semiarid lands (ASAL), are found to have much in common, especially compared with the reallocation of lands, which is often carried out without reference to pre-existing ecosystems. After clarifying some basic terminology, we present 18 vital ecosystem attributes for evaluating stages of degradation and planning experiments in the restoration or rehabilitation of degraded ecosystems. Finally, we offer 10 hypotheses concerning ecological restoration and rehabilitation as they apply to ASAL and perhaps to all terrestrial ecosystems.     

热带亚热带退化生态系统的恢复与复合农林业

我国热带亚热带是人口和环境压力最大的区域之一。原有自然生态系统遭到很大的破坏,退化生态系统大面积增加,这是严重制约农业生产发展的重要因素。长期的恢复生态学定点研究表明,通过综合整治,使退化生态系统得以恢复与重建,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。在丘陵山区进行退化生态系统的恢复与重建实践中所构建的“林果草(牧)鱼”复合生态系统,是高产、高质、高效的复合农林业模式,是促进地方农业经济发展的有效途径。     

The potential of paleoecology for functional forest restoration planning: lessons from Late Holocene Italian pollen records

We describe forest landscape transformations during the last two millennia in the Italian peninsula by analyzing local (Rieti basin – Lago Lungo) and regional (RF93-30 Adriatic Sea) sediment cores. We identify a dynamic forest ecosystem through paleoecologic reconstruction and consider potential interventions for effective restoration of the most ancient, least disturbed forest ecosystem. The most degraded ecosystems in consequence of human activities were hygrophilous (wet) and mesic forests. In the Rieti Basin, degraded forest ecosystems on mountain slopes are undergoing some degree of forest succession and have less need of restoration. However, management plans for biodiversity, ecosystem services and resources conservation are needed to achieve more sustainable development. In Rieti, the paleoecological investigation revealed a dramatic decrease of deciduous wet and mesic tree taxa through time due to human landscape transformation. The starting point for restoration of a Mediterranean forest ecosystem that preserves natural biodiversity and associated ecosystem services requires recreating some portion of the floodplain wetland ecological niche. Once floodplain forest ecological niche has been recreated, the original ecosystem composed of Alnus, Fraxinus excelsior, Tilia spp., Carpinus betulus and Acer spp., all species which today are rare, should be planted on the basis of microsite characteristics and tree autoecology.     

区域生态恢复规划及其关键问题

生态恢复是一项长期的根本性生态建设措施,需要有区域性整体规划与长期维持的具体安排。目前,区域生态恢复规划却未受到足够的关注。重点讨论了区域生态恢复规划的内涵、理论基础、规划原则及关键问题,这些问题的探讨对于提升生态恢复效率,增强生态恢复的科学性具有重要意义。区域生态恢复规划从宏观整体性的角度对区域内所实施的生态恢复工程进行统筹规划,对区域内实施的具体恢复规划具有指导意义。区域生态恢复以不同生态功能区的主导生态功能为恢复目标。在退化生态系统诊断的基础上,确定在哪里恢复。通过局地恢复治理与区域调控相结合的恢复策略,实现生态链与产业链的结合,其本质则是实现生态建设与社会经济的协调发展。     

国土空间生态修复与保护空间识别——以北京市为例

构建国土空间修复与保护识别体系可以有效实现区域生态系统修复与保护,然而,当前国土空间生态修复与保护研究和规划缺乏从系统性和完整性的角度识别关键生态修复与保护区。因此构建了系统的生态修复与保护空间识别方法,以实现区域协调发展、保障区域生态安全。基于该方法,以北京市为例,通过评估生态系统服务、生态系统质量和生态问题,构建生态修复与保护空间格局。研究结果表明：(1) 2000—2015年生态系统服务和质量退化区主要集中在平原区和密云水库北部,面积为760.4 km~2;生态系统质量低下区主要分布在西南部山区和东北部山区,面积为4925 km~2;水土流失问题区零星分布在山区,面积为130.1 km~2;基于以上三者的北京生态修复建议区总面积5606 km~2。(2)建议北京生态保护区6391 km~2,主要分布在北部山区和西南部山区,保护了79.63%的水源涵养功能,74.97%的土壤保持功能,58.79%的洪水调蓄功能和60.3%的自然栖息地。本研究构建的生态修复与保护空间识别方法体系,为北京生态修复和保护规划与生态安全格局构建提供科学依据,还可以为其他地区的生态修复与保护规划提供参考。     

不同生态恢复方式下生态系统服务与生物多样性恢复效果的整合分析

全球范围内关键生态系统服务的减少使人类社会面临巨大的威胁,生物多样性是生态系统提供各种产品和服务的基础。生态恢复工程对退化的生态系统服务和生物多样性进行修复,对于缓解人类环境压力具有非常重要的意义。长期的理论和实践工作形成了多种生态恢复措施:(1)单纯基于生态系统自我设计的自然恢复方式,(2)人为设计对环境条件进行干预,反馈影响生态系统的自我设计,(3)人为设计对目标种群和生态系统进行直接干预和重建。这3类恢复方式可以在不同程度上定向的影响生态系统的恢复进程,反映了人类对生态系统的低度、中度和高度介入。哪种恢复方式和介入程度能够实现更好的恢复效果,是生态恢复学中的一个关键问题,但到目前为止,虽广有争议,却无定量的分析和结论。针对这个空白,通过对ISI Web of Knowledge数据库中生态恢复相关文献的整合分析,基于数学统计的方法定量比较在不同条件下低度介入(自然恢复)、中度介入(环境干预)和高度介入(直接干预)3种恢复方式对生态系统服务与生物多样性的恢复效果。论文从4个方面展开研究:(1)低度、中度、高度介入生态恢复方式的划分,(2)比较3大类介入方式对生态系统服务和生物多样性恢复效果的差异,(3)不同气候条件、生态系统类型和恢复时间等背景因素的影响,(4)生物多样性恢复和生态系统服务恢复之间的关系。研究结果揭示了不同生态恢复方式的适用条件,以及对生物多样性和生态系统恢复相互关系的作用,对生态恢复实践中恢复方式的选择有指导作用。对未来的研究也有启示意义,如针对特定生态系统服务或具体研究问题进一步探索低度、中度和高度介入生态恢复方式的作用规律和机制;将地区的社会经济水平、生态系统的受损程度等因素纳入生态恢复方式的考察,以最优化生态恢复成本-效率等。