中国草原生态系统退化的价值损失量遥感估算
*
王瑞杰
1**
覃志豪1,2
姜立鹏1
叶 柯
1
(1南京大学国际地球系统科学研究所,南京226007;2
中国农业科学院农业资源区划研究所,北京100081)
摘 要 在传统的草原生态系统退化价值估算基础上,利用遥感技术对草原生态系统退化
的价值损失进行估算,利用2003和2005年的MODIS 数据获得草原生态系统退化的价值损失量空间分布图。结果表明:2003)2005年价值损失量共为661603亿美元;单位面积价值
损失量在0~1000美元#k m -2
的面积约占草原总面积的1/4,价值损失量1000~3000美
元#km -2
的面积约占草原总面积的1/3;内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃、云南和四川等西部7省的价值损失总量为521219亿美元,占总价值损失量的78141%,其中,内蒙古的价值损失量最大,占总价值损失量的25189%。关键词 草原生态系统;生态系统退化的价值损失;遥感;中国
中图分类号 F06212 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2007)05-0657-05Lost value of Chinese grassland ecosyste m due to degradation :A n esti m ate based on re -m ote sensing .WANG Ru-i jie 1,Q I N Zh-i hao 1,2,JI A NG L-i peng 1,YE K e 1(1International Insti -t u te for Earth Syste m Science ,Nanjing Universit y ,Nanjing 226007,China;2Institute o f Agro -R e -sources and R eg ional P lanning,Chinese Acade m y o f Agricult u ral S ciences ,B eijing 100081,Chi -na).Chinese Journal of E colo gy ,2007,26(5):657-661.Abst ract :Ch i n ese grassland ecosyste m plays an i m portant ro le i n econo m ic deve l o p m ent and ec -olog ical services of this coun try .In recent decades ,th is ecosyste m is fac i n g cha llenges of degra -dation due to heavy population pressure and over g razi n g .Based on the conventional eva l u ation on the lost val u e of range land due to deg radati o n ,an i m pr oved m ode lw as used to reevalua te the l o st val u e w ith theMODIS data of 2003and 2005,and the spatial distribution pattern o f t h e l o st value of Ch i n ese g rassland ecosyste m w as deve l o ped .The resu lts sho w ed that fro m 2003to 2005,the
tota l lost value o f Chinese grassland ecosyste m serv ices due to degradation w as 661603@108
US
$.The area w ith a lost value o f 0-1000U S$#km -2
w as about 1/4o f the to ta l area o fm eas -ured grasslands ,and thatw ith a lost va l u e o f 1000-3000US$#km -2w as about 1/3of the to -ta.l The seven prov inces ofW est Ch i n a i n cluding Inner M ongo lia ,X i n jiang ,T ibe,t Q ingha,i
Gansu ,Yunnan and S ichuan had a lost va l u e of 521219@108
US$,accounting for 78141%o f the tota,l a m ong w hich ,Inner M ongo lia had the lar gest loss ,occupy i n g 25189%of the tota.l K ey w ords :grassland ecosyste m;lost value of ecosyste m degradation ;re m ote sensing ;China .
*国家自然科学基金项目(30571078)和科技部社会公益资助项目
(2003DI A7J 047)。**通讯作者E-m ai:l ru iji e w ang @163.co m 收稿日期:2006-07-21 接受日期:2007-01-29
1 引 言
草地是中国陆地面积最大的生态系统类型,占全国国土面积的41%左右(全国畜牧兽医总站编,1996),其重要性不仅表现在经济价值方面,而且还体现在它的生态功能上。草原生态系统的功能主要划分为产品提供、调节功能、文化功能和支持功能4
大类(赵同谦等,2004a ,2004b)。草原生态系统的直接经济价值早已被认同,但对其生态价值目前还了解不多。对于草原生态价值的研究国内外已取得一定进展,如Sala 和Paruelo(1997)阐述草地能维持
大气成分、基因库、改善小气候和土壤保持等功能,并对部分功能的生态经济价值进行了评价。Costan -za 等(1997)在全球生态系统服务价值评价中,得出了基于全球尺度的各功能类型的单位面积平均价值。陈仲新和张新时(2000)、谢高地等(2001)和潘耀忠等(2004)根据Costanza 等(1997)的研究成果
生态学杂志Chinese Journal o f Eco l ogy 2007,26(5):657-661
对中国的生态系统服务功能进行了核算,得出中国草原生态服务系统为人类提供的服务价值,从其计算的结果看,草原生态系统给人类所提供的生态服务价值是十分巨大的。但是,中国草原生态系统正面临着严重的退化问题(李建平等,2004;丁国栋等,2005)。
草原退化是指草原生态系统在不合理人为因素干扰下,在其背离顶级的逆向演替过程中,表现为植物生产力下降、质量降级和土壤理化和生物性状恶化,以及动物产品的下降等现象(李博,1997)。由于草原生态系统对人类提供了物资和服务,因此,对草原退化所引起的价值估算的研究显得尤为重要。许中旗等(2005)研究了锡林河流域生态系统服务价值的变化,仝川等(2006)对锡林郭勒生物圈保护区草原生态系统服务间接价值进行了动态评估。为了正确认识草原生态系统退化的价值损失,建立草原畜牧业的绿色国民经济核算体系,有必要对草原生态系统退化的价值损失进行全面、科学的评估。本文利用遥感方法,对中国草原生态系统退化的价值损失进行估算,为草原生态系统的管理者提供决策依据。
2数据与方法
211数据来源与预处理
所用遥感数据来自中国农业科学院资源与区划研究所接收并经过初级处理后的MOD I S L1B数据。图像空间分辨率为1km@1km,时间分辨率为天。时间序列为2003年1月)12月和2005年1月)12月,包括2个完整的生长季节。首先对遥感数据进行物理定标,即对MODISL1B数据的原始图像值进行辐射量计算转化为物理量(反射率和辐射率)。然后进一步处理,包括数据订正、地理定位等,使图像每一点具有精确的地理编码、反射率和辐射率的科学数据。根据各波段的反射率和辐射率进行各种相关参数的反演。最后进行投影转换,所用数据均采用A lbers Con ica lE qua lArea投影。
中国国界和省界来源于国家基础地理信息中心(N ational Geo m atics Center of Ch i n a),全国草地类型分布矢量数据来源于中国农业科学院区划研究所,主要包括温性草甸草原类、温性草原类、温性荒漠草原类、高寒草甸草原类、高寒草原类、高寒荒漠草原类、温性草原化荒漠类、温性荒漠类、高寒荒漠类、暖性草丛类、暖性灌草丛类、热性草丛类、热性灌草丛类、干热稀树灌草丛类、低地草甸类、山地草甸类、高寒草甸类和沼泽类共18种草地类型。数据投影全部利用A rc G I S转换成艾尔伯斯等积圆锥投影(A-l bers Con ica lE qua lArea),这些基础数据用于生成草原生态系统退化的价值损失估算的基础数据库。然后利用ERDAS软件将其转换为1km@1km的栅格数据。为了提取各种草地类型分布的遥感图,利用已经栅格化的草原分布图与遥感图,通过ERDAS 的MODELER建立模型来去除非草地像元,得到各种草地类型分布的遥感图。
212研究方法
21211草地生态系统退化的价值损失估算模型
对草地生态系统退化的价值损失估算时,主要是先分别求出2个年份各自的生态价值量,然后对计算后的结果进行差值运算,所得的结果即为草地生态系统退化的价值损失量,可表示为:
R=V i-V j(1)式中,R为草地生态系统退化的价值损失,V为草地生态系统各个功能的价值量之和,i和j为年份。
一个地区草地退化的价值损失的总量是一个随时间动态变化的量值,它是区域内所有草地类型所提供的所有生态服务功能及其经济价值的总合,并随着区域内所含有的草地生态系统的类型、面积、质量的变化而变化(潘耀忠等,2004)。一定区域内的草地价值总量可表示为:
V=E
n
p=1
V p(2)式中:p=1,2,,,n,表示各种草地生态系统的类型;V p为第p种草地类型的服务价值。
V p=E m q=1W@S@f(3)式中:W为各种草地类型单位面积的服务价值;q= 1,2,,,m,表示一定区域内第p种草地生态系统类型的像元个数。S为各个像元的面积大小,在本研究中所用的是等积投影,故为常数;f为植被覆盖度。21212植被指数的测定植被指数是卫星传感器不同通道探测数据的线性或非线性组合,能够反映绿色植物生长和分布的特征指数。退化草地一般是相对于相同草地植被类型的正常草地而言。退化的本质是草地生产力下降,同时出现草群高度下降,密度变小,种群作用的变化及环境因子的恶化。然而植被指数与草地地上绿色生物量存在高度正相关关系,即植被指数值可反映草地地上绿色生物量大小
658生态学杂志第26卷第5期
和牧草的生长情况。因此,利用植被指数可以研究草地初级生产力的时空变化规律,退化草场与正常草地的区分、面积和分布(裴浩等,1994)。本文应用遥感来监测草地退化,以归一化植被指数(NDV I)为指标,通过NDV I来反映草地生产功能下降以及生态功能降低的程度。目前已提出并使用的植被指数有20余种(K err et al.,1992)。其中最常用的是NDV I:
NDVI=(C H1-C H2)/(C H1+C H2)(4)式中,C H1、C H2分别为下垫面在近红外波段(MO-DIS第1波段)和红光波段的反射率(MOD I S第2波段)。
本研究是按月来进行草原生态系统NDV I的计算。由于中国幅员辽阔,单独一景MOD I S卫星遥感图像并不能覆盖全国各地。因此,在计算所得的NDV I基础上,还需进行几何校正和每日图像的年合成NDV I图。合成之后的图像取值按如下公式进行:
R ne w=m ax{NDVI0,NDVI2,,,NDVI29}
式中,R new是月合成后的图像取值,NDVI0,NDVI2, ,,NDVI29分别代表各景NDV I图像的数值,m ax{}表示取最大值。
21213植被覆盖度的定量测量植被覆盖度是指植被投影面积上所占的比例。它和叶面积指数可以作为衡量地表覆盖数量的指标。植被覆盖度(f)的求解公式如下(K err et al.,1992):
f=(NDVI-NDVI s)/(NDVI v-NDVI s)(5)式中:NDVI是植被指数;NDVI v和NDVI s分别是茂密植被覆盖和完全裸土像元的NDVI值,通常取NDVI v=019,NDVI s=0115。对于草原生态系统而言,NDV I越大,表明草原长势越好,叶面对地表的盖度越大。一般地说,NDVI值越大,植被越茂密,相反,NDVI越小,地表植被生长越稀疏。所以利用NDVI数值大小,可以从遥感图像上判定地表植被生长状况。当NDVI<0115时,通常地表是一个裸地,没有任何高等绿色植被。当NDVI>018时,地表植被非常茂密,形成100%的地表绿色植物覆盖(So-brino et al.,2004)。
本文所计算的是各像元点的最大植被覆盖度,在进行计算时,主要是先计算出每个月的植被覆盖度,然后再进行年合成从而得到该像元在1年内的最大值。根据植被指数的计算结果,得出中国草原生态系统的植被覆盖度空间分布图。为了提取各种草地类型分布的遥感图,把已经栅格化的各种草原类型分布图与遥感的植被覆盖度空间分布图相叠加,利用ERDAS的MODELER建立模型来去除非草地像元,得到各种草地类型覆盖度的空间分布图。
3结果与分析
311中国草原生态系统退化的价值损失空间分布在遥感生态参数测量的基础上,利用式(1)) (5)对中国草原生态系统退化的价值损失进行了估算,在实际计算中单位面积价值的初始值采用了谢高地等(2001)计算的中国不同类型草地生态系统服务价值,价值系数如表1。通过计算得到2003) 2005年中国草地生态系统退化的价值损失空间分布图(图1)。中国草原生态系统2年的价值损失为661603亿美元。
表1各种草地类型价值系数
T ab.1Va l ue coefficient for each type of rangeland ecosys-te m s
编号草地类型
单位面积服务价值
(@103美元#a-1#km-2) 1低地草甸35168
2干热稀疏灌草丛56108
3高寒草甸18119
4高寒草甸草原6133
5高寒草原5186
6高寒荒漠2141
7高寒荒漠草原4102
8暖性草丛33189
9暖性灌草丛36149
10热性草丛54151
11热性灌草丛52112
12山地草甸33199
13温性草甸草原30122
14沼泽2728129
15温性草原化荒漠9159
16温性荒漠6179
17温性荒漠草原9138
18温性草原18134
图1显示中国草原生态体统退化的价值损失变化趋势,决大部分的单位面积价值都出现了轻度或严重的损失现象,只有少部分地区生长状况较好,草原生态服务价值有所增加。损失价值的高值区主要出现在我国生态环境比较脆弱的西北、西南、青藏高原和内蒙古的中部地区。其单位面积价值的损失分布在中部和西北的西北部地区较高,东部和西部地
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王瑞杰等:中国草原生态系统退化的价值损失量遥感估算
图1中国草原生态系统退化的价值损失空间分布示意图
F i g.1Spatial d istrub ition of l ost val ue of range l and ecosyste m degradati on i n Ch ina
区相对较低。这主要是东部地区虽然受人类活动的影响较大,因为水热条件较好,退化的价值损失量相对较低;而中部地区由于生态环境比较脆弱,人类活动的影响比较大,退化的较严重;对于西部退化的价值损失比较小的地区,主要是因为该区虽然生态环境比较脆弱,但是受到人类活动的影响相对较小。
根据草原生态系统退化的价值损失分布图(图1),对各个退化等级范围的情况进行统计。结果表明,中国2005年草原生态体统服务价值比2003年服务价值高的地区的面积占草原总测量面积的12195%,而87101%的面积都出现不同程度的退化,2年间草地服务价值增加的量与价值损失的比值约为1B4。单位面积价值损失在0~1000美元# k m-2的面积约占草原测量总面积的1/4,价值损失1000~3000美元#k m-2的面积约占草原测量总面积的1/3。
312中国草原生态系统退化的价值损失省区分布在对草原价值损失进行分析的同时,还以省区为单位分别进行了数据统计,其草原退化的价值损失的省区分布状况见表2。
表2表明,中国省区草原生态系统退化的价值损失空间分布存在以下特点:5大牧区中内蒙古、新疆、西藏、青海和甘肃的价值损失均较大,内蒙古的表2中国草原生态系统退化的价值损失分省分布
T ab.2Values of range l and ecosyste m degradat i on a m ong the provi n ces of Ch ina
排序省区
价值损失
(@107美元)
价值损失比
(%)
1内蒙古17214025189
2西藏8716413116
3青海6810510122
4新疆6712410110
5四川531047196
6云南391445192
7甘肃341385116
8广西181412176
9河北141602119
10湖南141482117
11吉林131502103
12山西121831193
13湖北101071151
14贵州91411141
15江西81881133
16宁夏71361110
17河南61060191
18陕西51880188
19重庆41220163
20辽宁31860158
21安徽21980145
22福建21550138
23浙江21350135
24广东21040131
25山东11280119
26北京11100117
27黑龙江11010115
28台湾01410106
29天津01400106
30海南01210103
31上海00
32香港00
33江苏01050101
合计666103100
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价值损失约占总价值损失的25189%;云南、四川的草地面积较大,其退化的价值损失量相对也很高。可见,西部7省区的价值损失总量为521219亿美元,占总价值损失的78141%。其它26个省的价值损失占总价值损失的20159%。全国除了江苏省的草地生态系统的服务价值从2003)2005年增加了50000美元外,其它省区的草原生态系统服务价值都出现不同程度的退化。
4结论
基于MODIS数据,探讨一种能快速、准确直观、经济地获取大范围草原生态系统退化的价值损失量的遥感计算方法。提出了一套基于植被指数和植被覆盖度为生态参数遥感测量的草原生态系统服务价值退化的损失估算模型,根据所建立起来的模型计算草原生态系统退化的价值损失空间分布图(图1)。通过对图形进行统计计算得出,2003)2005年中国草原生态系统的服务价值共损失了661603亿美元,平均每年的损失量为331315亿美元。
在前人基础上,对中国草地生态系统服务价值的变化进行了研究,得出价值损失的高值区主要出现在中国生态环境比较脆弱的西北、西南、青藏高原和内蒙古的中部地区。其单位面积价值损失的分布情况是中部和西北的西北部地区较高,东部和西部地区相对较低。由于草原生态系统空间分布的差异性,各种草地生态系统分布的地域差异和草地本身自然经济特点不同,使其价值损失量在各个省区之间存在着差异。西部7省区(内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃、云南和四川)的价值损失总量为521219亿美元,占总价值损失的78141%,内蒙古的价值损失量最大,占总价值损失量的25189%。
中国草原生态系统总服务价值的下降,说明了草原生态系统为人类提供的各种服务能力开始下降,通过对其进行评估可以使草原部门及时、准确的掌握草原的基本情况,为草原保护和建设进行科学决策服务,提高决策的水平和效力。
参考文献
陈仲新,张新时.2000.中国生态系统效益的价值.科学通
报,45(1):17-22.
丁国栋,李素艳,蔡京艳,等.2005.浑善达克沙地草场资源评价与载畜量研究)))以内蒙古正蓝旗沙地区为例.
生态学杂志,24(9):1038-1042.
李博.1997.中国北方草地退化及其防治对策.中国农业科学,30(6):1-9.
李建平,张柏,张树情.2004.吉林省大安市草地资源动态变化研究)))基于RS和G IS的遥感调查.中国草地,26(6):23-29.
潘耀忠,史培军,朱文权,等.2004.中国陆地生态系统生态资产遥感定量测量.中国科学(D辑),34(4):375-
384.
裴浩,敖艳红,潘耀忠.1994.利用气象卫星资料对退化草场的研究.中国草地,(1):58-61.
全国畜牧兽医总站.1996年中国草地资源.北京:中国科学技术出版社.
仝川,李嵘,雍世鹏.2006.锡林郭勒生物圈保护区草原生态系统服务间接价值动态评估.生态学杂志,25
(3):259-264.
谢高地,张钇锂,鲁春霞,等.2001.中国自然草地生态系统服务价值.自然资源学报,16(1):47-53.
许中旗,李文华,闵庆文,等.2005.锡林河流域生态系统服务价值变化研究.自然资源学报,20(1):99-104.
赵同谦,欧阳志云,贾良清,等.2004.中国草地生态系统服务功能间接价值评价.生态学报,24(6):1101-1110.赵同谦,欧阳志云,郑华,等.2004.草地生态系统服务功能分析及其评价指标体系.生态学杂志,23(6):155-
160.
Costanza R,d.A rge R,de G roo t R,et al.1997.The va l ue of the w orld.s ecosystem serv ices and natural cap ita.l N a-t ure,86:253-260.
K err YH,L agouarde JP,I m be rnon J.1992.A ccura te land sur-face te m perature retr i eva l from AVHRR data w i th use of an
i m proved sp lit w indo w algor it h m.Re m ote Sensing of Env i-
ron m ent,41:197-209.
Sa la OE,Pa ruelo J M.1997.Ecosyste m serv ices i n grassland//
D a il y G C,ed.N a t ure.s Serv i ces:So cieta lD ependence on
N atural Ecosystems.W ash i ng ton DC:Island P ress:237-
254.
Sobrino J A,Ji m enez-mu ijoz J C,A o li n i https://www.doczj.com/doc/0d13181423.html,nd surface te mperature re tr i eva l from LAN DS A T TM5.Re m ote Sens-
i ng of Environ m ent,90:434-440.
作者简介王瑞杰,女,1974年生,博士研究生。主要从事资源环境遥感方面的研究。E-m a i:l ru ijiewang@163.co m
责任编辑刘丽娟
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王瑞杰等:中国草原生态系统退化的价值损失量遥感估算
草地退化及退化草地恢 复方略 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
我国草地退化及退化草地恢复方略 我国的草原多分布于自然条件较差的地区，多干旱缺水、生产水平相对低下，加上人为因素的影响，近20年来草原退化日趋严重。据报道，我国已有13亿亩草地退化，占可利用草地的1/3，并继续以每年2000万亩的速度退化。 草地退化的最主要原因是过度放牧，那合理放牧便是遏制草地退化的最重要一环。 对于退化草地，我们不能不用，关键是在用中改良。合理使用本身是一种科学管理。另外，对于退化草地的合理利用与改良是一个复杂的问题，不可能只用一种办法，要贯彻综合治理的思想，采取多种措施。其中值得重视的措施有： ①围栏封育：这是最简单易行也是成效显着的措施。在内蒙古草原退化的草地，一般围栏三年即可发生显着的变化，生产力就可有较大幅度提高。 ②松土改良：这是一种用机械的办法改善土壤的物理性状，进而改良土壤的化学状况，为植物生长创造好的条件，提高生产力的方法。 ③补播：即在退化草地上补种合适的豆科或禾本科牧草。 ④施肥：在某些局部地区，在可能条件下，施用化学肥料或有机肥料对提高生产力与退化草地改良也有很大好处。 草地退化是因为牲畜多了，而草地上的牧草产量少了，草与畜不能平衡。假如我们设法增加牧草的产量，就可以为多的牲畜提供多的牧草，从而实现新的畜草平衡，这就是建立人工草地与防治草原退化的辨证关系。 人工草地是一种高产的牧草生产系统。要高产就要有好的基础，就要有高的投入。
建立人工草地不是随便什么地方都能满足要求的。选择合适的地形部位与土壤条件十分重要。 在内蒙古草原，要选择山前的扇缘地带和相对低洼的地方。在这些地方，由于水热条件的分异而可能形成比较肥沃的土壤以及好的水分条件。 有了好的基础，人工草地可以说成功了一半。而另一半就是好的草种，合适的结构，精耕细作，精细管理以及收获等。 在这里，要特别强调豆科牧草的选择十分重要。因为我国目前家畜饲草缺乏，最严重的问题就是蛋白质饲料的不足，另外，在人工草种中配合一定比例的豆科牧草，不仅可解决蛋白质饲料的不足，而且豆科牧草的生物固氮，可增加系统中的氮素含量，提高土壤肥力，这是一举两得的事。 退化草地诊断与生物环境指示 1．草地是否退化：任继周院士依据土壤稳定性和流域功能、营养和能流分配、恢复机制3个指标。提出了“三阈”，即健康阈、警戒阈、不健康阈划分标准，建立了评价草地健康与功能和谐的尺度，并指出从健康阈向系统崩溃的发展就是草地退化的过程。找到从健康阈到警戒阈的分界线和从警戒阈到不健康阈的分界线这两个阈值，是研究草地是否退化的关键所在。 2．草地退化等级与生物环境指示：草地退化到什么程度退化后有什么表现这是我们突出关心的基本问题。世界各国草地学家从不同角度提出了退化草地等级标准以及生物环境条件在各个级别的表现。.(1919)的土壤有机质诊断；．(1949)的可利用牧草产量占总产量的百分比诊断；.(1949)以减少种、增加种和侵入种反映植物群落的种类组成，以及它们盖度或地上部分生物量所占比重反映植物群落的结构变化，后由美国土壤保持协会制作草地退化分级图解。任继周(1961)以草地植物经济类群和特征植物、地表状况、水土流失现象、土壤有机质和酸度为指标的综合判断法。王德利(1996)在内蒙呼伦贝尔盟羊草草地不同放牧半径的研究；运用演替度即植
中国草原生态系统退化的价值损失量遥感估算 * 王瑞杰 1** 覃志豪1,2 姜立鹏1 叶 柯 1 (1南京大学国际地球系统科学研究所,南京226007;2 中国农业科学院农业资源区划研究所,北京100081) 摘 要 在传统的草原生态系统退化价值估算基础上,利用遥感技术对草原生态系统退化 的价值损失进行估算,利用2003和2005年的MODIS 数据获得草原生态系统退化的价值损失量空间分布图。结果表明:2003)2005年价值损失量共为661603亿美元;单位面积价值 损失量在0~1000美元#k m -2 的面积约占草原总面积的1/4,价值损失量1000~3000美 元#km -2 的面积约占草原总面积的1/3;内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃、云南和四川等西部7省的价值损失总量为521219亿美元,占总价值损失量的78141%,其中,内蒙古的价值损失量最大,占总价值损失量的25189%。关键词 草原生态系统;生态系统退化的价值损失;遥感;中国 中图分类号 F06212 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2007)05-0657-05Lost value of Chinese grassland ecosyste m due to degradation :A n esti m ate based on re -m ote sensing .WANG Ru-i jie 1,Q I N Zh-i hao 1,2,JI A NG L-i peng 1,YE K e 1(1International Insti -t u te for Earth Syste m Science ,Nanjing Universit y ,Nanjing 226007,China;2Institute o f Agro -R e -sources and R eg ional P lanning,Chinese Acade m y o f Agricult u ral S ciences ,B eijing 100081,Chi -na).Chinese Journal of E colo gy ,2007,26(5):657-661.Abst ract :Ch i n ese grassland ecosyste m plays an i m portant ro le i n econo m ic deve l o p m ent and ec -olog ical services of this coun try .In recent decades ,th is ecosyste m is fac i n g cha llenges of degra -dation due to heavy population pressure and over g razi n g .Based on the conventional eva l u ation on the lost val u e of range land due to deg radati o n ,an i m pr oved m ode lw as used to reevalua te the l o st val u e w ith theMODIS data of 2003and 2005,and the spatial distribution pattern o f t h e l o st value of Ch i n ese g rassland ecosyste m w as deve l o ped .The resu lts sho w ed that fro m 2003to 2005,the tota l lost value o f Chinese grassland ecosyste m serv ices due to degradation w as 661603@108 US $.The area w ith a lost value o f 0-1000U S$#km -2 w as about 1/4o f the to ta l area o fm eas -ured grasslands ,and thatw ith a lost va l u e o f 1000-3000US$#km -2w as about 1/3of the to -ta.l The seven prov inces ofW est Ch i n a i n cluding Inner M ongo lia ,X i n jiang ,T ibe,t Q ingha,i Gansu ,Yunnan and S ichuan had a lost va l u e of 521219@108 US$,accounting for 78141%o f the tota,l a m ong w hich ,Inner M ongo lia had the lar gest loss ,occupy i n g 25189%of the tota.l K ey w ords :grassland ecosyste m;lost value of ecosyste m degradation ;re m ote sensing ;China . *国家自然科学基金项目(30571078)和科技部社会公益资助项目 (2003DI A7J 047)。**通讯作者E-m ai:l ru iji e w ang @163.co m 收稿日期:2006-07-21 接受日期:2007-01-29 1 引 言 草地是中国陆地面积最大的生态系统类型,占全国国土面积的41%左右(全国畜牧兽医总站编,1996),其重要性不仅表现在经济价值方面,而且还体现在它的生态功能上。草原生态系统的功能主要划分为产品提供、调节功能、文化功能和支持功能4 大类(赵同谦等,2004a ,2004b)。草原生态系统的直接经济价值早已被认同,但对其生态价值目前还了解不多。对于草原生态价值的研究国内外已取得一定进展,如Sala 和Paruelo(1997)阐述草地能维持 大气成分、基因库、改善小气候和土壤保持等功能,并对部分功能的生态经济价值进行了评价。Costan -za 等(1997)在全球生态系统服务价值评价中,得出了基于全球尺度的各功能类型的单位面积平均价值。陈仲新和张新时(2000)、谢高地等(2001)和潘耀忠等(2004)根据Costanza 等(1997)的研究成果 生态学杂志Chinese Journal o f Eco l ogy 2007,26(5):657-661
我国草原生态系统退化 姓名：袁斌学号:1130080120 摘要： 草原生态系统是主要的陆地生态系统之一。近年来，过度放牧、滥垦、无计划的乱开矿，使我国广袤的草原生态系统出现了严重的退化问题。 关键词：草原生态系统退化 草原生态系统是以各种草本植物为主体的生物群落与其环境构 成的功能统一体。草原生态系统是草原地区生物〔植物、动物、微生物〕和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环与能量交换的基本机能单位。草原生态系统在其结构、功能过程等方面与森林生态系统，农田生态系统具有完全不同的特点，它不仅是重要的畜牧业生产基地，而且是重要的生态屏障。 一我国的草原生态系统 我国的草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北-内蒙古的温带草原。根据自然条件和生态学区系的差异，大致可将我国的草原生态系统分为三个类型：草甸草原、典型草原、荒漠草原。草原生态系统分布在干旱地区，这里年降雨量很少。与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多，群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群和群落的结构也常常发生剧烈变化。 草原是我国主要的自然生态系统类型之一。据《中国统计年鉴》(1988)提供资料，我国可利用的草原面积为3.365亿公顷，占世界草原总面积的7.1%左右。我国草原的类型较多，从整体上看，内蒙古草原以多年生、旱生低温草本植物占优势，建群植物主要是禾本科草类，其中以针茅和羊草最有代表性。前者为丛生禾草，后者为根茎禾草，根茎发达，对防风固沙起着重要作用；我国中部为稀疏草原，以大针茅为主；西部为荒漠草原，以丛生戈壁针茅为主。草原对大自然保护有很大作用，它不仅是重要的地理屏障，而且也是阻止沙漠蔓延
草地退化治理措施 草原畜牧业主要是以天然牧草和采取放牧方式经营的畜牧业。因此，天然草地的优劣和丰欠程度决定着草原畜牧业的兴衰。近年来，迭部县90%的天然草地有不同程度的退化，其中40%的严重退化，导致牧草产量、品质下降，草地载畜能力降低。如何解决日益尖锐的草畜矛盾，保护生态环境，直接关系到草地资源的永续利用，直接关系到迭部县的经济社会发展。因此，草地资源的保护与建设不仅仅是一个经济问题，更重要的是一个生态问题和社会问题。 1基本概况 迭部县是甘肃省南部一个半农半牧县，地处青藏高原东部边缘，山高谷深，平均海拔在2700m以上，交通十分不便，总人口5．78万人。全年平均气温在3℃～11℃，年降水量400mm～730mm。全县草地总面积15．69×104hm2，占土地总面积的34%。耕地面积0．91×104hm2，占总面积的1．9%。据统计，2009年天然草地产草量为3300kg/hm2，比1986年的每公顷6450kg下降了3150kg，草地产草量比上世纪80年代平均下降了50%以上;草地植物群落结构也发生了明显的变化，导致优良牧草所占的比例由65%下降至40%，毒杂草由30%上升到68%;草层平均高度由46cm下降到25cm，植被平均盖度由88%左右下降46%左右;草地鼠虫危害面积达4．6×104hm2，
仅鼠虫危害减少的鲜草折合人民币损失300多万元;全县还有干旱缺水草场2．4×104hm2，全县理论载畜量只有29万羊单位，草地综合生产能力急剧下降，草畜矛盾十分突出。如此进一步发展下去，以至形成恶性循环，从而引发一系列生态问题，必将严重影响经济社会正常发展。 2草地退化原因 草地退化是一个缓慢的过程，是由多种因素造成的。但是，近代人类对草地生态系统长期的严重干扰是最主要的原因。其中，最为常见的有如下几种。 2．1超载过牧 超载过牧，是不顾草地第一性生产能力，盲目加大畜群规模和放牧频率，使牲畜的采食量长期超过牧草再生量，实行掠夺式经营的产物。在草地过度利用的情况下继续增加牲畜数量，形成了牲畜增加→草地退化→牲畜继续增加→草地加剧退化的恶性循环。据调查迭部县的牲畜数量由上世纪80年代的10．40万头(只)发展到目前的19．8万头(只)，增长了53%，与天然草地承载能力来讲，草地超载达40%。从而，导致草地植被遭到破坏，草地生态环境逐渐恶化，最终失去平衡。
浙江林学院学报 2005,22(4):464～468 Journal of Zhe jiang Forestry C ollege 文章编号:1000-5692(2005)04-464-05 退化生态系统恢复与重建的研究进展 白降丽1,彭道黎1,庾晓红2 (1.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;2.四川农业大学林学园艺学院,四川雅安625014) 摘要:如何保护好现有的健康生态系统,并恢复和重建退化的生态系统,已成为生态系统研 究的热点问题之一。在介绍退化生态系统及其恢复与重建等概念的基础上,讨论了退化生态 系统恢复与重建的目标、基本原则、方法以及程序,并进一步阐述了退化森林生态系统、退 化草地生态系统、退化湿地生态系统、废矿地、退化海岛生态系统、退化水生生态系统等恢 复与重建的研究进展。指出了退化生态系统恢复与重建的研究趋势,主要包括生态系统退化 的预测预报机制的研究,退化生态系统恢复过程和机理的研究,退化生态系统恢复与重建的 关键技术体系研究,退化生态系统恢复与重建的评价标准、评价方法、评价技术和评价指标 体系研究以及退化生态系统恢复与区域经济可持续发展关系研究。参47 关键词:恢复生态学;退化生态系统;恢复与重建;研究进展 中图分类号:S718.5 文献标识码:A 人类在改造利用自然的过程中,伴随着对自然环境产生的负面影响。长期的工业污染,大规模的森林砍伐以及将大范围的自然生境逐渐转变成农业和工业景观,形成了以生物多样性低、功能下降为特征的各式各样的退化生态系统(degraded ec osystem)。这些变化都严重威胁到人类社会的可持续发展。因此,如何保护现有的自然生态系统,综合整治与恢复已退化的生态系统,以及重建可持续的人工生态系统,已成为摆在人类面前亟待解决的重要课题。 1 几个相关概念 1.1 退化生态系统 陈灵芝等[1]认为退化生态系统是指生态系统在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的系统。章家恩等[2]认为退化生态系统是一类病态的生态系统,是指生态系统在一定的时空背景下,在自然因素和人为因素,或者在二者的共同干扰下,生态要素和生态系统整体发生的不利于生物和人类生存的量变和质变,其结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移(displacement),具体表现为生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失,生物多样性下降,稳定性和抗逆能力减弱,系统生产力下降。这类系统也被称之为“受害或受损生态系统(damaged ecosystem)”。 不同的学者对退化生态系统类型的划分是不同的。余作岳等[3]将退化生态系统分为裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠化地、采矿废弃地和垃圾堆放场等类型。章家恩等[2]认为退化生态系统应分为 收稿日期:2004-09-09;修回日期:2005-03-28 基金项目:“十五”国家科技攻关项目(2001BA510B) 作者简介:白降丽,博士研究生,从事森林生态学研究。E-mail:bjl wtx@s https://www.doczj.com/doc/0d13181423.html,
草地退化的治理 我国有60亿亩不同类型的草地，其中90%以上处于不同程度退化之中。草地退化已是影响我国草地生态功能发挥，生产力提高的重要限制因素。什么是草地退化？科学家们认为，草地退化是草地生态系统在其演化过程中，其结构特征和能流与物质循环等功能过程的恶化，即生物群落（植物、动物、微生物群落）及其赖以生存环境的恶化。它既包括“草”的退化，也包括“地”的退化。它不仅反映在构成草地生态系统的非生物因素上，也反映在生产者、消费者、分解者三个生物组成上，因而草地退化是整个草地生态系统的退化，需要进行全面的分析和研究。 超载放牧不可取 草原退化的主要原因是过牧，即过度放牧，过度放牧又叫草原超载。在一定自然条件下，单位面积的草场，只能供应一定数量牲畜的活动，如果无限制过分频繁地放牧，牲畜的过度啃食，使牧草来不及生长，来不及积累有机质，势必使草丛变得越来越矮，产量越来越低。不仅如此，那些优良的牧草，即牲畜爱采食的牧草受害最重，影响最大，而那些有毒的或者牲畜不喜采食的植物就得以保存下来。这就是为什么退化的草地一方面表现为植物小型化，生物量低的特点，另一方面表现有毒植物相对增多的特点，在内蒙古典型草原，退化严重的草原上，狼毒大量保存下来，就是这个道理。过牧不仅对牧草会产生上述影响，而且长期的大量的过度的牲畜践踏，也会使土壤变得紧实，导致透气透水能力降低，土壤性状恶化。 春季羊群啃食过牧严重 夏季羊群啃食过牧严重 草原开垦几时休？ 草地为什么会退化呢？分析起来，有自然原因，也有人为原因。自然原因，主要是气候变化，即温暖化与干旱化，这是整个地球表面共同的变化，人类不能够左右，只能认识这一规律，利用这一规律。而人为原因，特别是近几十年，人为的长期的不合理活动，加剧了我国天然草原退化的过程。在这些长期的活动中，开垦种粮是重要原因之一。
土壤生态学作业 退化土壤生态系统的恢复与重建研究综述 学院： 班级： 姓名：
学号： 土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称，因此可分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化，土壤荒漠化是土壤退化的终极形式。土壤退化的原因非常复杂，有些完全是由于人类不合理利用所引起的，大部分是人类活动与自然条件综合作用的结果，主要以土壤侵蚀的形式致使土壤退化。 ①土壤物理退化：土壤物理退化主要有土层变薄、土壤沙化或砾石化、土壤板结紧实等，前三者主要是由土壤侵蚀引起的，而土壤板结紧实主要是耕作栽培措施不当所致，特别是随着农业机械化的提高，机械作业导致土壤压板也越来越严重。 土壤侵蚀也称水土流失，是指表层土壤或成土母质在水、风、重力等力量的作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的现象。可见土壤侵蚀包括水力、风力、重力和冻融等类型。 水力侵蚀是指由于地表水的径流，导致土壤随水流走的现象，是最普遍、最广泛、最严重的一种土壤侵蚀，所以一般将土壤侵蚀视为水土流失。 风力侵蚀是指风将表层土壤吹走的现象，一般当风速＞4~5米/秒时，就会产生风力侵蚀的现象，当风速达8米/秒时，风力侵蚀就很严重。风力侵蚀的结果往往导致表层土壤沙化或砾石化，最终成为沙漠。 ②土壤化学退化：土壤化学退化包括土壤有效养分含量降低、养分不平衡、可溶性盐份含量过高、土壤酸化碱化等。长期单一的耕作种植制度，不仅过度消耗某些养分，造成土壤养分不平衡；而且有害有毒的物质增加，直接影响作物的生长。 主要是由于土壤氮磷不平衡，因此，九十年代前后施用磷肥的效果格外显著，但不久又出现大面积缺钾，钾肥效果越来越好，特别是高产农田，钾肥已经成为不可缺少的肥料，微量元素肥料也有很好的效果。
退化生态系统的恢复与管理 ——兼论自然力在北京西部生态恢复中的作用 *蒋高明陈圣宾李永庚刘美珍于顺利 （中国科学院植物研究所, 北京香山南辛村20号, 100093） 摘要：目前，中国各种生态系统的退化现象非常严重，已经很难满足人类的生存需要。这种情况在很大程度上是由于人口的快速增加造成的，因为人口的增加必然导致对自然资源的过度开发，进而引起生态系统的严重退化。要解决这个问题，最好的办法就是帮助当地居民摆脱贫困。因此，资金应该用在人的身上，而不仅仅是栽树种草。因为栽树种草要花费大量的资金，但在稳定土壤方面的收效却很小。如果人口和动物的压力减轻了，自然恢复的力量就会加强，已经退化的土地会逐步恢复，从而建立真正的保护区。我们应该鼓励新型土地使用模式，比如生态旅游等，因为这种使用方式会将对自然生态系统的破坏减少到最低。为此，我们提出了用一小块土地支持一大片退化土地的恢复，并用自然的方法修复已经退化的生态系统。中国古代哲学认为人与自然应该是和谐相处而不是对立的，这种理念对于目前中国的生态系统修复仍然有指导意义。然而，如果我们要使所谓的生态工程达到预期目的的话，首先就要通过建立既符合生态标准又有经济效益的生态城镇来实现对人口的管理。 京西的生态修复已经成为北京市政府的一项重要任务。根据新的城市建设规划，门头沟区和其他几个区已经被列为京西生态涵养发展区，将成为北京的生态屏障。北京市政府最近决定为实现这个目标投入大量资金。本篇论文讨论了如何在京西地区，特别是门头沟区，对已经退化的生态系统进行修复。 关键词：生态系统退化，修复，自然过程，生态城镇，京西地区 生态系统退化是由于人为或者自然因素，而造成的生态系统生物生产力的下降、结构的简单化以及功能的丧失。由于人口和技术能力增加而导致生态系统退化的现象在全世界范围内有增无减，尤其在经济发展中国家更为严重。退化生态系统包括热带雨林、萨王那群落、亚热带森林、温带森林、温带草原、水生生态系统，以至于高寒荒漠。在我国的大部分经济欠发达地区，尤其是西部地区，普遍存在着低效益、高破坏性的社区发展模式如陡坡开垦、过度放牧、围湖围海造田、竭泽而渔等，加重了生态系统的退化。生态系统退化不仅带来了本身的生态问题，还诱发了其它严重的环境问题，如大河断流、洪水泛滥、荒漠化扩大、沙尘暴频次加大、水土流失、病虫害爆发、山体滑坡、泥石流、干旱化加重等等。为此，国家被迫在很多地区实施天然林保护工程、退耕还林还草工程、自然保护区工程等。为了使工程 *蒋高明，男，中国科学院植物研究所首席研究员，长期从事恢复生态学、城市生态学与生理生态学研究。EMAIL: jgm@https://www.doczj.com/doc/0d13181423.html,。
01053006 民社院10级社会学杨媛 内蒙古草原退化原因分析 1、定义：草原退化是指受自然条件和人为活动影响,草原生物资源、土地资源、水资源和生态环境劣化,导致生产力下降的现象或过程。草原退化活动主要包括：草原沙化、草原盐渍化以及草原污染等。 2、草原现状：我国草原退化面积以每年近2000万亩的速度扩展, 20世纪70年代我国草原退化率为15%, 80年代中期达到30%以上, 目前已上升到57%左右。内蒙古草原退化沙化面积以每年1000多万亩的速度蔓延, 内蒙古草原退化率由20世纪60年代的18%发展到80年代的39%,目前已达到7315%(沙化、退化面积占可利用草原面积的比例)。内蒙古草原现有退化面积6142亿亩, 较20世纪80年代的3176亿亩增加了2166亿亩; 其中轻度退化面积扩大了012亿亩, 中度退化面积扩大了1104亿亩, 重度退化面积扩大了1142亿亩。内蒙古由于开垦、沙漠化等, 其草原面积20世纪80年代较60年代减少了1014%、约1138亿亩, 目前又比80年代减少了019亿亩、约8%左右。 3、原因：草原退化的原因可以分为自然因素与人为因素两大方面。 (1)自然原因： A、气候因素：内蒙古草原大部分位于半干旱区与半湿润区，降水较集中，气候干旱，且距离冬季风源地近冬春季大风天气多，降水少，土壤易被大风吹期待走形成风沙天气，再加之无节制的放牧造成草场退化土壤沙化使风沙现象更为严重形成沙尘暴。 B、鼠虫害因素：鼠害、虫害是我国草原最为严重的生物灾害之一，种类多，暴发频繁，分布面极大，危害程度重，对草原生态环境破坏作用大，加剧了草原退化、沙化，制约着草原畜牧业的可持续发展。鼠害，除了大量啃食牧草，与牲畜争食外，更为严重的是挖掘洞穴，拱抬土丘，破坏草原植被，不仅使草原植被覆盖度降低，严重的地方寸草不生，土壤裸露，使草原完全失去放牧价值，引发严重的水土流失，甚至威胁人类赖以生存的生态环境。内蒙古又是蝗虫灾害高发地区，蝗虫所到之处寸草不留，使草原植被裸露，草原退化加剧。 (2)人为原因： A：人口压力的不断增大, 是草原退化加剧的基础性原因之一。 无论从草原牧区旗县还是盟市看, 其人口增长率都大大超过内蒙古全区人口
环境保护与可持续发展 第二章生态系统退化 生态系统：一定空间内生物成分（生物群体）和非生物成分（物理环境）， 通过能量流动和物质循环的相互作用和相互依存，所形成的一个功能单位。具有保持系统各组分成分稳定，能量和物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定，在受到外来干扰时能自我调节并恢复到稳定状态的能力。 生态平衡是相对的动态平衡。当生态系统与外界发生直接或间接的联系时，都会受到来自外界的干扰。外界干扰在系统的耐受范围内时，由于生态系统自我调节并恢复的能力，既有可能恢复到原来的状态，也有可能达到新的平衡。当外界干扰强度过大或干扰时间过长时，生态系统内部的生物种类及数量将发生明显下降，使得生态系统的演替处于退化状态，简称生态退化。 自然因素造成的生态破坏称为第一环境问题，人为因素造成的破坏称为第二环境问题。 引起生态系统改变的重要因素： （1）间接驱动力： 1、人口的急剧增长，增加资源和环境的总消耗量； 2、人均收入的增加和生活水平的总体提高，增加了对自然资源的人均索取量； 3、妇女地位的提高、民主决策的加强、多方环境协议的制定等，使社会政治驱 动力作为影响决策的力量，向着有利于生态保护的方向发展； 4、人们的价值观、信仰和准则，影响人们的消费行为和环境认知价值，间接驱 动着生态系统的变化； 5、科学的进步与技术的发展在推动经济发展的同时，对生态系统产生正反两方 面的效应。技术进步，使大部分农产品的单位产量得到提高，也使砍伐森林的能力提高，海洋捕鱼的广度与深度加大，导致森林系统与海洋系统的破坏比以往更为广泛与迅速。 （2）直接驱动力：1、栖息地的被改变；2、过度开发；3、全球气候变暖。 第一节生态系统的基本概念 系统共性：1、具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能；2、具有自我调节的功能；3、生态系统是一种动态系统。 生态系统的非生物成分：1、太阳辐射（直射和散射）；2、无机物质；3、有机物质；4、土壤。 生态系统的生物成分：1、生产者；2、消费者；3、分解者（又叫还原者）。 食物链：生物之间存在的捕食和被捕食的关系。 食物网：食物链相互交叉形成的复杂的捕食关系。某个环节（物种）缺失时，其他相应环节能起补偿作用
第16卷第3期重庆教育学院学报V ol.16N o.3 2003年5月Journal of Chongqing C ollege of Education May.2003 文章编号:1008-6390(2003)03-0059-04 退化森林生态系统 恢复与重建的基本理论及其应用 何正盛 (西南师范大学生命科学学院,重庆 400715) 摘 要:退化森林生态系统的恢复和重建工作需要接受科学理论的指导.本文论述了在恢 复与重建退化森林生态系统过程中应遵循的八条基本生态学和生态经济学原理,即生态演替 理论、地域性原理、生态位原理、生物多样性原理、物种共生原理、密度效应原理、限制因子理论 以及三效益相统一的原理,并举例说明了它们在实践中的应用. 关键词:退化森林生态系统;恢复与重建;原理;效益 中图分类号:X171.4文献标识码:A 近代以来,由于人口的持续增长、工业化和城市化的加速发展、人类对森林资源非持续地开发利用,导致了森林生态系统大面积消失和退化,并引发了日益严重的生态环境危机,已成为社会、经济可持续发展的严重障碍.保护和重建森林生态系统被看作是缓解环境危机,实现经济、社会、环境协调持续发展的根本措施.我国的森林生态系统退化现象十分严重,而且还在进一步加剧[1].保护我国现有的天然林生态系统以及恢复和重建我国退化森林生态系统,提高其生态服务功能,是改善我国生态环境状况的关键所在.退化生态系统的恢复和重建是一项复杂的系统生态工程,其目的在于建立具有人类和生态价值的新型持久生态系统[2].在进行退化森林生态系统恢复和重建工作时,我们需要把握和认识退化森林生态系统恢复与重建的基本理论,研究应遵循的基本原则.本文试论退化森林生态系统恢复与重建的生态学基本理论与生态经济学原理,并举例说明它们在实践工作中的应用,为我们的重建工作提供理论指导和实例借鉴. 1 生态演替理论 生态演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础[3],生态演替按演替方向可分为顺向演替和逆向演替.生态系统的退化实质上是一个系统在超载干扰下逆向演替的动态过程[4],主要表现为生物多样性下降,生物生产力降低,系统结构和功能退化,稳定性下降以及生态效益降低.Clements F.E.的群落演替理论认为,生态演替是生物群落与环境相互作用导致生境变化的结果.生态系统的演替是渐进有序进行的,这就要求我们在进行退化森林生态系统恢复和重建过程中也要循序渐进,依据退化阶段,按照生态演替规律分步骤、分阶段地促进顺行演替,而不能急于求成,“拔苗助长”.例如,要恢复某一极端退化的裸荒地,首先应重在先锋植物的引入,在先锋植物改善土壤肥力条件并达到一定覆盖度以后,才可考虑草 收稿日期:2002-09-19 基金项目:重庆市科委攻关项目(2000-6505) 作者简介:何正盛(1975—),男,江西彭泽人,西南师范大学生命科学学院,硕士研究生,主要从事植物生态学和恢复生态学研究.
【摘要】我国是全球陆地生态最多的国家，基本囊括了全部的陆地生态系统类型，这些生态系统是我国社会经济持续发展的重要基础。但是，目前我国的生态系统都在处于不同程度的退化之中，形势不容乐观。退化生态系统的治理必须认清造成生态系统退化的原因和存在的关键问题，其中西部是重点。生态治理应当从基础的科学问题入手，减少人为压力，释放自然恢复潜力。国外成功的经验是利用自然力，国内外一些大型的生态工程之所以不能成功，正是因为违背了自然规律与经济规律。为此，我们建议对于我国的退化生态系统治理应当“以人为本”，将退化生态系统治理与正在发展的城镇化集合起来考虑，实施人口城市化、生态自然化；先易后难，分类治理；保障经费使用的有效性，并形成生态治理产业，促进我国各类退化生态系统的全面治理。 全球共有十大陆地生态系统类型，我国占其中九类，分别是热带雨林、常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒带针叶林、红树林、草原、高寒草甸、荒漠、苔原。我国唯一缺乏典型的非洲萨王那群落(稀树疏林草地生态系统)，但是中国的四大沙地(浑善达克、科尔沁、毛乌素、呼伦贝尔)在健康状态下其结构与功能恰恰是“萨王那”类型的。这样，我国不仅是全球生态系统类型最多的国家，也是世界上唯一能够囊括全部陆地生态系统类型的国度。然后，非常不幸的是，我们这些生态系统都处在不同程度的退化过程中(刘国华等, 2000)。除了众所周知的森林锐减、荒漠化扩大外，那些过去较少受到破坏或轻度破坏的高寒草甸、温带草原也出现了严重退化。中国退化生态系统的现实异常严峻，如果控制不住，将会影响到国民经济的持续发展，甚至国家安全。由生态系统退化的诱发各种生态灾难，业已使国家蒙受了重大损失，如1998年仅长江和松嫩流域特大洪水，造成的直接经济损失就超过2000亿人民币！(温家宝, 1998)。生态破坏还加剧贫困，影响社会安定。在我国一些沙化严重的地区，当地农民被迫远走他乡，成为生态灾民。因此，我国退化生态系统的治理应当列为国家经济社会可持续能力建设的头等大事情来抓。 一、国内外的经验与教训 二、要认清生态治理存在的关键问题 针对日益严重的生态系统退化，国家相应启动了许多以改善生态环境的重大工程(国家林业局, 2002), 但是问题依然存在，一些治理效果相对于巨额投资来讲却不尽人意。造成这个问题的重要原因，我们认为，是长期以来人们忽视了下述关键问题的存在：第一，在西部经济发展方面，忽视了西部脆弱的生态环境和薄弱的社会基础这些基本事实。毛泽东(1956)在著名的《论十大关系》中有关于少数汉族与民族关系的精辟论述：“我国少数民族人数少，占的地方大。论人口，汉族占百分之九十四，是压倒优势”；“而土地谁多呢？土地是少数民族多，占百分之五十到六十。我们说中国地大物博，人口众多，实际上是汉族‘人口众多’，少数民族‘地大物博’，至少地下资源很可能是少数民族‘物博’”。确切地说，黑河-腾冲线是我国生态环境、社会经济、产业类型的综合分异线：东部以汉族为主, 占全国的94.3%，面积为42.9%；西部少数民族集中分布，人口虽只有5.7%，然其面积却达57.1% (张善余，1999)。目前，中国的东部经济发展很快，西部被迫追赶，但由于人才、交通与基础条件的限制，西部不可能赶上东部。中国1000个著名制造业的89%在东部，而西部仅占11%；仅一个江苏省(13.7%)就超过了西部十几个省的总和。因此，西部无论怎样追赶，经济的不平衡这条鸿沟是很难逾越的。而在盲目追求gdp中造成的西部生态退化所需的高额治理费用，却不得不由国家来“买单”，如2002年国家“六大林业工程”的256亿元主要用在了西部。 西部脆弱的环境容易造成水土流失、草场退化、土壤沙化、盐渍化、气候干旱化、水资源短缺等生态环境问题，因此应当成为国家生态保护与建设的重中之重。目前全国水土流失面积为3600 000 km2，其中约有80%发生在西部，全国每年新增的荒漠化土地也大都分布在西部地区。但从另一个角度看，西部孕育着巨大的生物多样性资源库，如云南是全国生物多样性最丰富的地区，野生稻、茶、香蕉的近缘种都在这里分布；新疆干旱区、青藏高原地区分布
退化生态系统恢复的策略 [摘要]目前，我国人为导致的生态系统退化尚未得到根本性控制，对生态环境造成持续压力。尽管生态系统退化趋势已在局部地区得到遏制，但在一些重点生态系统退化省区和经济落后地区仍在加速扩展，生态系统恢复仍然面临着严峻挑战。为化解我国退化生态系统恢复中出现的主要问题，需要采取相应的多项策略。 [关键词]生态系统运行机制恢复 1完善退化生态系统恢复政策 退化生态系统恢复政策要有连续性和稳定性，同时需要根据形势的发展，进行修订补充或制定新的政策。例如，保护土地退化治理者合法权益的政策（如允许继承等）、生态退化严重地区生态移民政策、生态退化地区扶贫开发政策、户包治理小流域优惠政策、贫困户承包“四荒”治理优惠政策等。山区农民可根据当地实际情况，将防治生态退化的内容纳入乡规村约，以规范生态退化地区的生产建设活动。要积极推动土地产权的市场配置，利用产权价格机制遏制资源的流失和资源生产力的下降。选择优化的制度变迁路径，力求成本最小，收益最大。在不改变土地产权性质的前提下，明晰土地产权，构筑适应市场经济的土地产权制度框架，体现产权的排他性和对资源的保护性。界定各产权主体的责、权、利关系，在保证农民权利平等、机会均等、分配合理基础上，最大限度提高资源利用效率。 2建立政府调控与市场经济相结合的运行机制 注重市场经济与政府宏观协调管理相结合，建立退化生态系统恢复运行机制。针对不同类型区，有所侧重地采取不同的生态恢复措施。对生态环境脆弱的地区，采取生态移民的措施，以减缓环境压力；对生态承载能力较低的地区，进行退耕还林、退牧还草；对生态条件相对较好的地区，进行自然资源的优化配置，实现适度规模经营，提高资源配置效率。政府在生态恢复中的作用不可替代，在山区退化生态系统恢复的投资过程中，要综合权衡，统筹安排。应稳定增加投入来源，完善多元化、多层次的投入机制。将生态恢复的外部效果内在化，推动其市场化进程。有条件的山区要争取利用外资和世界银行贷款，开展经济效益明显的生态恢复项目。对于列入国家计划的重点生态恢复工程建设项目，按照项目法人制、招标投标制、建设监理制执行。 3建立生态效益补偿机制 生态恢复项目必须充分考虑农户的经济效益和获益分配公平性。生态退化地区应建立一套规范的资源有偿使用与生态效益补偿机制。对大幅度改善生态环境的资源利用者进行奖励，例如奖励其一定面积的荒地，并在数年内免收缴土地使用税；使退耕户享有生态恢复成果的处置权；对破坏生态环境的资源者则实施严
第八章生态管理与生态修复 课时安排：4学时 教学目的：通过讲授，让学生全面掌握以下内容，了解自然保护区 1. 环境污染物在生态环境中的迁移和转化 2. 生态环境影响评价的程序和方法 3. 生态系统管理的概念 1.生态规划和设计 教学方法： 1.理论讲解为主，结合事例剖析 2.讨论基础上了解原理 3.幻灯片的使用 重点及难点：难点是环境污染物在生态环境中的迁移和转化、生态规划和设计 重点是生态规划和设计、生态环境影响评价
第一节生态管理及自然保护区的建设 一、生物资源的保护与科学管理 （一）自然资源与生物资源 地球上的空气、水、土地、矿物、动物、植物以及其他可被人类利用的物质，都是人类赖以生存的资源，统称为自然资源，即自然资源是自然界中人类可直接获得的用于生活和生产的物质。按其产生的渊源和可用性，自然资源又可分为两大类： 1．原生性自然资源（primary natural resource）：这类资源是伴随着地球的产生及其运动而形成和存在的。例如太阳能、空气、风等，基本上是持续稳定的，其数量随地球时空变化而异。 2．后生性自然资源（secondary natural rescourees）：这是在地球的自然历史演化过程中某一阶段形成的一类资源，其数量是有限的。此类资源又可分成： （1）非再生自然资源也称非更新自然资源（non-renewable resources），例如各种矿物、煤、石油、泥炭、天然气等。这种自然资源需要经过漫长的地质年代才能形成，在现阶段生产水平条件下，这种资源是不能更新的。 （2）可再生自然资源也称可更新自然资源（renewable resources），是指通过天然作用或人工经营能为人类反复利用的各种自然资源，包括土地资源、水资源、生物资源等。这类资源的特点是，能在较短时间内再生或循环再现。它又可分为生物资源和非生物资源。但不管哪一类都可以持续再生、代谢更新。
我国草地退化及退化草地恢复方略我国的草原多分布于自然条件较差的地区，多干旱缺水、生产水平相对低下，加上人为因素的影响，近20年来草原退化日趋严重。据报道，我国已有13亿亩草地退化，占可利用草地的1/3，并继续以每年2000万亩的速度退化。 草地退化的最主要原因是过度放牧，那合理放牧便是遏制草地 草地退化是因为牲畜多了，而草地上的牧草产量少了，草与畜不能平衡。假如我们设法增加牧草的产量，就可以为多的牲畜提供多的牧草，从而实现新的畜草平衡，这就是建立人工草地与防治草原退化的辨证关系。 人工草地是一种高产的牧草生产系统。要高产就要有好的基础，就要有高的投入。
建立人工草地不是随便什么地方都能满足要求的。选择合适的地形部位与土壤条件十分重要。 在内蒙古草原，要选择山前的扇缘地带和相对低洼的地方。在这些地方，由于水热条件的分异而可能形成比较肥沃的土壤以及好的水分条件。 有了好的基础，人工草地可以说成功了一半。而另一半就是好的 是 有什么表现?这是我们突出关心的基本问题。世界各国草地学家从不同角度提出了退化草地等级标准以及生物环境条件在各个级别的表现。SampsonA.W.(1919)的土壤有机质诊断；HumphreyR.R．(1949)的可利用牧草产量占总产量的百分比诊断；DyketerhuisE.J.(1949)以减少种、增加种和侵入种反映植物群落的种类组成，以及它们盖度
或地上部分生物量所占比重反映植物群落的结构变化，后由美国土壤保持协会制作草地退化分级图解。任继周(1961)以草地植物经济类群和特征植物、地表状况、水土流失现象、土壤有机质和酸度为指标的综合判断法。王德利(1996)在内蒙呼伦贝尔盟羊草草地不同放牧半径的研究；运用演替度即植被演替阶段背离顶级群落的程度来指示草地退化的程度。刘钟龄等(1998)对内蒙古典型草原退化序列的监测和测 草 靠近畜群点退化越严重，随着距离的增加，退化逐渐减轻，特征由篙类半灌木占优势向一年生草本和篙类半灌木混生直至一年生草本居多逐渐过渡。 退化草地恢复方略 退化草地恢复是一个庞大复杂的系统工程，不仅涉及草地学、农
生态系统退化程度的诊断 摘要：随着人口迅速增长和社会经济的加速发展,人们对环境资源的过度使用 和破坏,使生态系统的退化已成为普遍现象。然而在生态系统退化和恢复研究中，对于退化程度的诊断是首先遇到和必须解决的问题。本文研究了生态系统退化程度的诊断特征，研究进展；分析了生态系统退化程度诊断的途径和可能指标(体系)；同时归纳了生态系统退化程度诊断的方法。 关键词：1.退化生态系统的诊断特征 生态系统从一个稳定状态演替到脆弱的不稳定的退化状态,它在系统组成、结构、能量和物质循环总量与效率、生物多样性等方面均会发生质的变化。与成熟生态系统相比(表l),退化生态系统表现出如下特征:(l)在系统结构方面,退化生态系统的物种多样性、生化物质多样性、结构多样性和空间异质性低。(2)在能量学方面,退化生态系统的生产量低,系统储存的能量低,食物链多为直线状。(3)在物质循环方面,退化生态系统中总有机质存储少,矿质元素较为开放,无机营养物质多储存在环境库中,而较少地储于生物库中。(4)在稳定性方面,由于退化生态系统的组成和结构单一,生态联系和生态学过程简化,退化生态系统对外界干扰显得较为脆弱和敏感,系统的抗逆能力和自我恢复能力较低。 2.生态系统退化程度诊断的研究进展 生态系统退化程度诊断对于生态恢复实践的重要性,已被国内外很多学者所重视。如Whisenant(1999)认为生态系统的退化存在两个阈限，分别是由生物因子的相互作用和非生物因子的限制作用控制;Hobbs和Harris(2001)认为景观水平的退化也存在两个阑限,分别由生物联结作用(Biotic Connectivity)的丧失和物理景观功能(Physical landscape function叩)的丧失所控制;McIntyre畔和Hobbs(1999)探索了如何根据生境破坏与修复的程度来划分景观类型;杜晓军等(2001)在对辽宁西部低山丘陵区生态系统退化程度的研究中,尝试引人了数量分类方法,并通过生境退化的程度定量刻划了生态系统的退化程度等。 当前生态系统退化程度诊断的研究大多仍停留在定性阶段,这在一定程度上制约着生态恢复实践和恢复生态学的发展,故函需开展退化生态系统退化程度诊断的深入研究。如何精确地确定退化生态系统的退化程度将是巫待加强的研究方向,也是该领域今后发展的方向和趋势。 退化生态系统首先是组成和结构发生变化，导致其功能退化和生态过程弱化，引起系统自我维持能力减弱且不稳定。但系统成分和结构的改变是系统退化的外在表现，功能退化才是其受损本质。因而，诊断途径一般有生物途径、生境途径、生态系统功能/服务途径、景观途径、生态过程途径等。详细情况如下： 3.1生物途径 生物指标一般比较直观，因而一般被当作最主要的诊断途径。主要有：生物组成和数量：植物、动物、微生物、生物多样性（指数）、盖度、密度、分布格局、年龄结构等。生物生产能力：生物量、生产力、光合作用大小等。 3.2生境途径 主要指小气候和土壤。小气候指标包括：降水量、气温、光照、湿度等。土壤理化性质中的绝大多数可以被用来作为诊断指标，尤其对退化生态系统来说，土