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自然地理学
1.9.6 第六节 生态修复

第六节 生态修复

生态修复是当今生态学研究的热点问题之一,其原因在于,随着人口的增长和经济的发展,自然资源的掠夺性开发频频发生,环境恶化和生态退化不断加剧,促进退化生态系统功能恢复的研究和实践事关人类的生存和发展。

生态修复是针对受损而言的。受损就是生态系统结构、功能和关系的破坏,因而,生态恢复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能和协调关系。生态修复的目标是把受损的生态系统返回到它先前的、或类似的、或者有用的状态,最终使受损的生态系统明显地融合在周围的景观中,或看上去类似或起的作用像某一熟悉且可接受的环境。由此可见,修复不等于复原,修复包含着创造与重建。

生态工程修复(Restoration)是指有意识地改造一个地点,建成一个确定的、本土的、历史的生态系统的过程。在此过程中尽力模仿自然生态系统的结构、功能与动态。早期,生态工程修复措施被用于修复湿地、改造矿区、恢复牧场和森林。近年来,这种思想引起保护生物学家的兴趣,并被用于受损生态系统生物多样性的修复。

在正常情况下,生态系统在遭受自然力损害(如火灾、火山爆发、飓风等)之后,通过自然演替过程可能恢复到原来的生物量、群落结构,甚至类似的种类组成。但是,一些被人类活动破坏的生态系统的自然恢复能力非常有限。尤其当生态系统中胁迫力量仍然存在时,自然恢复的可能性更低。在极端情况下(例如,物理环境已经变得使原有物种不能在原处生存),自然恢复几乎是不可能的。为此,人为胁迫生态系统引起的生物多样性下降,必须由人为干预予以恢复。

生态修复中的人为干预措施可以分为三种基本途径,即复原、重建和替换。

复原是指通过重新引入方法(如栽培和播种原有植物,引进原有动物等)恢复受损地点原来的种类组成和群落结构。例如,在恢复美国伊利诺斯州因垦植而受到严重损害的草原生态系统时,生物学家仔细搜寻当地铁路路基、公墓及其他未受耕作影响的残留地以获得构成原先草原生物区系植物种群,并将采集到的种子和昆虫引进到重建地点。严格来说,将一个受损生态系统的生物多样性完全恢复到原先的状况是相当困难的。生态系统受损的性质和程度常比肉眼所见更为复杂和严重。例如,由草原变为农田的过程不但改变动植物区系,也改变了草原土壤结构,从而使土壤微生物区系也发生极大改变。而复原由草原植被动物区系及土壤微生物的组成复合系统需要相当长的时间。

重建是指受损生态系统的部分功能和部分原有物种得到恢复。由于受到众多因素的影响,复原受损生态系统常常是不可能的,因而重建便成为一种现实的替代途径。在现实条件限制下,重建虽不如复原理想,但比完全不恢复好。

替换是指用另一种有生产力的生态系统代替严重受损或退化的生态系统。例如,可用牧场替换已退化的森林,用一处生态系统的种类重建另一处受损或退化的生态系统等等。

在生态修复中,重建植物群落常常是关键,对于陆生生态系统的修复尤其如此。其主要原因在于植物是初级生产者并为整个生物群落的形成提供了一个基本框架。但是,这并不意味着可以忽视群落中的其他成分。真菌和细菌在营养循环中有决定性作用。土壤动物对改造土壤结构有重要作用。植食性动物在减少植物竞争和维持物种多样性上是重要的。昆虫是重要的传粉媒介。脊椎动物作为种子传播者、捕食者对维持生态系统功能有重要作用。因此,在修复和重建受损生态系统的过程中,必须重视各种干扰对生态系统的作用及生态演替规律的研究,在这些基础上对科学研究成果、技术对策及社会经济学等问题进行综合评判,从而对受损生态系统作出合乎自然规律并有益于人类的治理措施,使受损害的生态系统在自然及人类的共同作用下真正得到修复、改建和重建(见图13-17)。

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图13-17 受损生态系统修复和重建对策、途径示意图