第七讲 生态恢复
生态恢复研究综述
? 生态恢复 ——根据生态学原理, 通过一定的生
物, 生态以及工程的技术与方法, 人为地改变
和切断生态系统退化的主导因子或过程, 调整,
配置和优化系统内部及其外界的物质, 能量和
信息的流动过程和时空次序, 使生态系统的结
构, 功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定
的或原有乃至更高的水平 。
? 恢复生态学 ——研究生态系统退化的原因,
退化生态恢复与重建的技术与方法, 生态学
过程与机理, 是一门理论性与实践性都很强
的学科 。
国内外生态恢复研究特点
1,注重生态恢复试验与示范研究，试验实践
重于基础理论研究
2,注重人工重建研究，相对忽视自然恢复研
究
3,集中研究森林和草地生态系统退化后的生
物途径恢复，尤其是森林植被的人工重建
研究
4,注重恢复重建的快速性和短期性
1,注重恢复过程中植物多样性和小气候变化
研究，相对忽视动物、土壤生物研究
2,生态恢复生态效益评价研究多，生态恢复
重建生态功能和结构综合评价少
3,新技术应用有待提高，定性和半定量多，
缺少系统的、连续的、动态的定量研究
未来恢复生态学研究趋势
1,恢复生态学理论构建
2,生态系统演化、退化机理研究
3,生态恢复技术和方法研究
4,生态恢复定量化和模型化研究
5,生态恢复与全球变化研究
生态恢复理论研究
认识论
方法论
生
态
演
替
理
论
生态系统管理理论
目的
生态可持续发展
三大理论基础与生态恢复
? 生态恢复要求尽量不打断自然生态演替序列，
避免逆行演替，使生态系统走正常演化道路，
即进展演替，以保持生态系统的健康和安全；
? 生态恢复是通过一定的措施与手段避免或减少
生态系统演化的不可持续性，维持生态系统的
可持续进化，最终是提高区域生态的可持续发
展能力，使生态系统为人类服务；
? 生态系统管理与生态恢复都要求对生态系
统进行程度不同的调控，目的是为了生态
系统的健康与可持续发展。
生态恢复基本理论问题
? 生态恢复目标
生态系统保护
生态系统组分和结构恢复
生态系统功能的恢复
? 生态恢复基本理论
自我设计与设计理论
生物入侵理论
? 生态恢复技术
生态恢复原理及相关理论基础
1,限制因子原理
2,生态适宜性原理和生态位理论
3,生物群落演替理论
4,生物多样性原理
5,斑块 -廊道 -基底理论
限制因子原理
1,生态因子概念 — 环境中对生物生长、发
育、生殖、行为和分布有直接或间接影
响的环境要素：温度、湿度、食物、氧
气、二氧化碳和其他相关生物等。
2,生态因子一般特征 — 彼此联系、互相促
进、互相制约。
3,生态因子限制性作用 — 生物的生存和繁殖依赖于
各种生态因子的综合作用。任何生态因子只要接
近或超过生物的耐受范围，就会成为这种生物的
限制因子。有时会出现多个因子起限制作用。
4,生物恢复工程与限制因子原理 — 生态恢复工程是
从多方面进行设计与改造生态环境和生物群落。
但必须找出该系统的关键因子，才能进行恢复工
作。
生态系统的结构理论
1,生态系统结构 — 物种结构（种群数、量）、时空
结构（空间层次、发展演替）、营养结构（生产
者、消费者、分解者）；
2,合理的生态系统结构 — 生物环境相互适应、系统
综合功能、高效物流能流；
3,结构理论在恢复生态工程中的应用 — 恢复工程应
采用多种生物物种结合，实现物种之间的能量、
物质和信息的流动。
生态适宜性原理和生态位理论
? 生态适宜性原理 — 生物由于经过长期的与环
境的协作进化，对生态环境产生了生态上的
依赖，其生长发育对环境产生了要求。 如植
物中有喜光、喜阴、喜湿植物等 。
? 生态位 — 在自然生态学中一个种群在时间、
空间上的位置及其与相关种群之间的功能关
系。 各种种群在群落中具有各自的生态位，
避免种群之间的直接竞争，保证群落稳定。
生物群落演替理论
?原生演替
?次生演替
?生态恢复工程 — 在群落演替理论指导下，
通过物理、化学、生物的技术手段，控
制待恢复生态系统的演替过程和发展方
向，恢复或重建生态系统的结构和功能，
并使系统达到自维持状态。
生物多样性原理
1,生物多样性的表现层次；
2,生物多样性演化特征；
3,生物多样性格局。
斑块 -廊道 -基底理论
1,概念 — 斑块（空间单元）、廊道（线状或
带状结构）、基底（景观中分布最广、连
续性最大的背景结构；
2,应用于恢复生态工程 — 在大中尺度上，必
须考虑土地利用的整体规划，考虑生境的
破碎化，恢复与保持景观的多样性和完整
性。
生态恢复技术
? 生态恢复工程中的规划技术（ 3S技术）
RS--植被和土地利用分类
植物的结构特征、生境特征及生物量
生态干扰的范围、严重程度及频率
生态系统中生理过程特征
土地利用在空间和时间上的变化
植被动态（包括群落演替）
人为干扰和全球气候变化
自然保护区的划分
生态恢复工程技术
? 生态恢复工程中的规划技术（ 3S技术）
GIS—运用系统工程和信息科学的理论，综合分
析具有空间内涵的地理数据。
与遥感相结合，把遥感作为 GIS的重要信息源，
及时获取大量动态空间信息，以利于对恢复生态工
程进行规划、监测和管理。
生态恢复工程技术
?生态恢复工程中的应用技术
生物技术
工程技术
1.不同类型和程度的退化生态系统，其恢复
方法亦不同。
2.土壤生态恢复工程技术：沙漠化土地、盐
碱地、矿山开垦地、红壤酸土
3,退化及破坏植被的生态恢复重建工程技术
4,水土保持与小流域开发治理生态恢复工程
5,湖泊水体的生态恢复工程技术：工业废水
的生态处理与恢复、生活污水的生态化处
理、江河湖泊富营养化与生态恢复、地下
水污染处理与生态恢复
影响生态恢复的因素
1,土壤；
2,植被发育；
3,传粉者群落；
4,种子传播；
5,草食动物；
生态破坏与沙尘暴
请思考：
2005年，我国西北地区，包括北京在内大面积
区域受到沙尘暴的严重影响甚至达到破坏的
程度，这与生态环境哪些方面的变化相关？
“三北, 防护林体系
? 三北地区总面积约为 3.85× 108平方公里，该地区
绝大部分分布在干旱和半干旱的气候条件控制下，
且由于人类长期开垦，森林覆盖率仅为 4%。因而
区内风沙、干旱、水土流失、盐碱化等生态灾难十
分严重。
?,三北”防护林体系主要是为了改善生态系统，尤
其是控制风沙和水土流失，以利于当地的农牧业生
产和经济发展。这决定了该系统的目标是建立一个
以人为中心的生态系统，即该系统不仅具有抗风固
沙、保持水土、调节气候等生态功能，还直接参与
当地的社会、经济发展。
? 工程第一期（ 1978~1985年），共完成人工造林 6.055× 106公
顷，封山育林 8.97× 105公顷，飞播造林 1.05× 105公顷，四旁
植树 15亿株，使区内提高了 1.9%，达到 5.9%。由于工程主要
目的在于快速恢复植被以挡风固沙，涵养水源、防止水土流失，
故在人工造林中并不是以当地原有的天然植被的群落结构为目
的或模版进行建设，而是依据现有的不同的土壤气候条件，选
择那些能快速生长的植物进行种植，如：沙达旺草、红豆草、
沙棘、刺槐、杨树等。
? 工程第二期（ 1986~1990年），结合当地经济发展和生产需
要，造林种类仍坚持以防风固沙林（草）及水源涵养林（草）
为主体，还种植了大量的速生丰产的用材料，及各种适宜的果
林（苹果、杏、枣等），改良了大量退化的草场，在带来生态
效应的同时，也带来了当地的经济效应。
思考与问答
1,生态退化受哪些因素的影响？人类在生态
退化过程扮演着什么样的角色？
2,生态恢复的意义何在？
生态恢复研究综述
? 生态恢复 ——根据生态学原理, 通过一定的生
物, 生态以及工程的技术与方法, 人为地改变
和切断生态系统退化的主导因子或过程, 调整,
配置和优化系统内部及其外界的物质, 能量和
信息的流动过程和时空次序, 使生态系统的结
构, 功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定
的或原有乃至更高的水平 。
? 恢复生态学 ——研究生态系统退化的原因,
退化生态恢复与重建的技术与方法, 生态学
过程与机理, 是一门理论性与实践性都很强
的学科 。
国内外生态恢复研究特点
1,注重生态恢复试验与示范研究，试验实践
重于基础理论研究
2,注重人工重建研究，相对忽视自然恢复研
究
3,集中研究森林和草地生态系统退化后的生
物途径恢复，尤其是森林植被的人工重建
研究
4,注重恢复重建的快速性和短期性
1,注重恢复过程中植物多样性和小气候变化
研究，相对忽视动物、土壤生物研究
2,生态恢复生态效益评价研究多，生态恢复
重建生态功能和结构综合评价少
3,新技术应用有待提高，定性和半定量多，
缺少系统的、连续的、动态的定量研究
未来恢复生态学研究趋势
1,恢复生态学理论构建
2,生态系统演化、退化机理研究
3,生态恢复技术和方法研究
4,生态恢复定量化和模型化研究
5,生态恢复与全球变化研究
生态恢复理论研究
认识论
方法论
生
态
演
替
理
论
生态系统管理理论
目的
生态可持续发展
三大理论基础与生态恢复
? 生态恢复要求尽量不打断自然生态演替序列，
避免逆行演替，使生态系统走正常演化道路，
即进展演替，以保持生态系统的健康和安全；
? 生态恢复是通过一定的措施与手段避免或减少
生态系统演化的不可持续性，维持生态系统的
可持续进化，最终是提高区域生态的可持续发
展能力，使生态系统为人类服务；
? 生态系统管理与生态恢复都要求对生态系
统进行程度不同的调控，目的是为了生态
系统的健康与可持续发展。
生态恢复基本理论问题
? 生态恢复目标
生态系统保护
生态系统组分和结构恢复
生态系统功能的恢复
? 生态恢复基本理论
自我设计与设计理论
生物入侵理论
? 生态恢复技术
生态恢复原理及相关理论基础
1,限制因子原理
2,生态适宜性原理和生态位理论
3,生物群落演替理论
4,生物多样性原理
5,斑块 -廊道 -基底理论
限制因子原理
1,生态因子概念 — 环境中对生物生长、发
育、生殖、行为和分布有直接或间接影
响的环境要素：温度、湿度、食物、氧
气、二氧化碳和其他相关生物等。
2,生态因子一般特征 — 彼此联系、互相促
进、互相制约。
3,生态因子限制性作用 — 生物的生存和繁殖依赖于
各种生态因子的综合作用。任何生态因子只要接
近或超过生物的耐受范围，就会成为这种生物的
限制因子。有时会出现多个因子起限制作用。
4,生物恢复工程与限制因子原理 — 生态恢复工程是
从多方面进行设计与改造生态环境和生物群落。
但必须找出该系统的关键因子，才能进行恢复工
作。
生态系统的结构理论
1,生态系统结构 — 物种结构（种群数、量）、时空
结构（空间层次、发展演替）、营养结构（生产
者、消费者、分解者）；
2,合理的生态系统结构 — 生物环境相互适应、系统
综合功能、高效物流能流；
3,结构理论在恢复生态工程中的应用 — 恢复工程应
采用多种生物物种结合，实现物种之间的能量、
物质和信息的流动。
生态适宜性原理和生态位理论
? 生态适宜性原理 — 生物由于经过长期的与环
境的协作进化，对生态环境产生了生态上的
依赖，其生长发育对环境产生了要求。 如植
物中有喜光、喜阴、喜湿植物等 。
? 生态位 — 在自然生态学中一个种群在时间、
空间上的位置及其与相关种群之间的功能关
系。 各种种群在群落中具有各自的生态位，
避免种群之间的直接竞争，保证群落稳定。
生物群落演替理论
?原生演替
?次生演替
?生态恢复工程 — 在群落演替理论指导下，
通过物理、化学、生物的技术手段，控
制待恢复生态系统的演替过程和发展方
向，恢复或重建生态系统的结构和功能，
并使系统达到自维持状态。
生物多样性原理
1,生物多样性的表现层次；
2,生物多样性演化特征；
3,生物多样性格局。
斑块 -廊道 -基底理论
1,概念 — 斑块（空间单元）、廊道（线状或
带状结构）、基底（景观中分布最广、连
续性最大的背景结构；
2,应用于恢复生态工程 — 在大中尺度上，必
须考虑土地利用的整体规划，考虑生境的
破碎化，恢复与保持景观的多样性和完整
性。
生态恢复技术
? 生态恢复工程中的规划技术（ 3S技术）
RS--植被和土地利用分类
植物的结构特征、生境特征及生物量
生态干扰的范围、严重程度及频率
生态系统中生理过程特征
土地利用在空间和时间上的变化
植被动态（包括群落演替）
人为干扰和全球气候变化
自然保护区的划分
生态恢复工程技术
? 生态恢复工程中的规划技术（ 3S技术）
GIS—运用系统工程和信息科学的理论，综合分
析具有空间内涵的地理数据。
与遥感相结合，把遥感作为 GIS的重要信息源，
及时获取大量动态空间信息，以利于对恢复生态工
程进行规划、监测和管理。
生态恢复工程技术
?生态恢复工程中的应用技术
生物技术
工程技术
1.不同类型和程度的退化生态系统，其恢复
方法亦不同。
2.土壤生态恢复工程技术：沙漠化土地、盐
碱地、矿山开垦地、红壤酸土
3,退化及破坏植被的生态恢复重建工程技术
4,水土保持与小流域开发治理生态恢复工程
5,湖泊水体的生态恢复工程技术：工业废水
的生态处理与恢复、生活污水的生态化处
理、江河湖泊富营养化与生态恢复、地下
水污染处理与生态恢复
影响生态恢复的因素
1,土壤；
2,植被发育；
3,传粉者群落；
4,种子传播；
5,草食动物；
生态破坏与沙尘暴
请思考：
2005年，我国西北地区，包括北京在内大面积
区域受到沙尘暴的严重影响甚至达到破坏的
程度，这与生态环境哪些方面的变化相关？
“三北, 防护林体系
? 三北地区总面积约为 3.85× 108平方公里，该地区
绝大部分分布在干旱和半干旱的气候条件控制下，
且由于人类长期开垦，森林覆盖率仅为 4%。因而
区内风沙、干旱、水土流失、盐碱化等生态灾难十
分严重。
?,三北”防护林体系主要是为了改善生态系统，尤
其是控制风沙和水土流失，以利于当地的农牧业生
产和经济发展。这决定了该系统的目标是建立一个
以人为中心的生态系统，即该系统不仅具有抗风固
沙、保持水土、调节气候等生态功能，还直接参与
当地的社会、经济发展。
? 工程第一期（ 1978~1985年），共完成人工造林 6.055× 106公
顷，封山育林 8.97× 105公顷，飞播造林 1.05× 105公顷，四旁
植树 15亿株，使区内提高了 1.9%，达到 5.9%。由于工程主要
目的在于快速恢复植被以挡风固沙，涵养水源、防止水土流失，
故在人工造林中并不是以当地原有的天然植被的群落结构为目
的或模版进行建设，而是依据现有的不同的土壤气候条件，选
择那些能快速生长的植物进行种植，如：沙达旺草、红豆草、
沙棘、刺槐、杨树等。
? 工程第二期（ 1986~1990年），结合当地经济发展和生产需
要，造林种类仍坚持以防风固沙林（草）及水源涵养林（草）
为主体，还种植了大量的速生丰产的用材料，及各种适宜的果
林（苹果、杏、枣等），改良了大量退化的草场，在带来生态
效应的同时，也带来了当地的经济效应。
思考与问答
1,生态退化受哪些因素的影响？人类在生态
退化过程扮演着什么样的角色？
2,生态恢复的意义何在？
