现代生态学
课程论文
题目生态系统恢复与重建的一般方法研究姓名胡节学号2016303110112 专业水土保持与荒漠化防治
中国·武汉
2016年12月
生态系统恢复与重建的一般方法研究
——以休斯顿植物园与自然中心修复规划为例
胡节
摘要：随着经济的飞速发展，伴随而来越来越严重的生态问题，环境污染、景观破坏、土地退化、生物多样性丧失等问题增加了对生态系统的胁迫。人类面临着合理恢复、保护和开发自然资源的挑战，因此对破坏的生态系统的恢复和重建成为现代研究中最引人注目的趋势之一。本文从生态恢复性的概念及其发展历程着手，探讨出了生态恢复性设计的一般方法，并以休斯顿植物园与自然中心规划为例详细分析了其从诊断分析生态破坏的原因，到制定方案、评估检测，再到实施实践后期的管理与监测整个恢复过程。以此推广到更多的恢复性设计中。
关键词：破坏；恢复；生态；恢复性设计
The Study of Common Approach for The Restoration of Ecosystems --Taking The Rehabilitation Plan of Houston Plantation & Natural Center As An Example
Hujie
Abstract:Along with the rapid development of economy, environmental pollution, landscape destruction, land degradation and loss of biodiversity are the challenges of ecological system, which is facing the challenge of reasonable recovery, protection and exploitation of natural resources. This article discusses the general method of ecological restoration and the causes of ecological destruction of Houston's botanical garden and Nature Center. Detection, and then to the implementation of the late management and monitoring of the entire recovery process.
Key words：Destruction; Restoration; ecological；restoration design
1.绪论
近年来,因经济全球化的快速发展，科学与技术的不断进步,人类对环境大规模的开发利用，使得植被受大规模的破坏,甚至全球生态系统在逐渐退化,生物多样性在不断丧失,人类生存和发展的环境遭受到极大威胁。环境污染、植被破坏、土地退化、水资源短缺、气候变化、生物多样性丧失等增加了对自然生态系统的胁迫。合理恢复、保护和开发自然资源已变成人类亟待解决的重要问题,破坏了的生态系统的恢复和重建以成为现代研究中最引人注目的趋势之一。
1.1相关概念辨析
1.1.1恢复
恢复有狭义和广义之分，狭义指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为，既包括回到起始状态，又包括完美和健康的含义；广义则包含将一个目标或对象带回到相似于先前（并非原有）的状态；但目前所说的恢复是仅作为一个概括性词语存在，它包含改造（reclamation）、修复（rehabilitation）、挽救（redemption）、更新（renewal）以及再植（replantation）等术语[1]。
1.1.2景观生态学理论
自六十年代以来,西方国家兴起了对景观生态学的研究,景观生态学是地理学与生态学交叉形成的学科[2]。
景观生态学中景观是由景观元素组成的,其定义是一个空间异质性的区域,由相互作用的拼块或生态系统组成,以相似形式重复出现[3]。景观生态学把新兴的生态学引进环境设计的领域,它以生态学理论框架为依托,吸收现代系统科学和地理学之所长,研究某一地段上生物群落与环境间主要的综合的因果关系,这些研究可以通过明确的分布组合景观镶嵌、景观组合和各种大小不同等级的自然区划表示出来,研究景观和区域尺度的资源、环境的经营与管理问题,具有综合整体性和宏观区域性特色,更擅长中尺度的景观结构和生态过程关系研究[4],使城市规划和环境景观设计更具生态意识。
景观生态学主要的原理有：一是景观系统整体性原理；二是景观研究尺度性原理；三是景观生态流与空间再分配原理；四是景观结构镶嵌性原理；五是景观的文化性原理；六是景观演化的人类主导性原理；七是景观多重价值原理[5]。
1.1.3恢复生态学理论
生态恢复与景观重建一般应遵守自然规律,因为只有遵循自然规律的恢复重建才是真正有意义的恢复重建同时应考虑社会经济技术的支持,作为生态恢复与重建的后盾和支柱,在一定程度上对恢复重建的可能性、水平与深度产生制约另外应遵守文化和传统法则,因为考虑人们经营习惯和精神上的某些要求,才能真正带给人们以美的享受。生态恢复以恢复退化生态系统的结构、功能、动态和服务功能为基本目标,其长期目标包括通过恢复与保护相结合,来实现生态系统的可持续发展[6]。
恢复生态学的目标：第一是保护自然的生态系统；第二个目标是恢复现有的退化生态系统,尤其是与人类关系密切的生态系统；三是对现有的生态系统进行合理管理,避免其退化；四是保持区域文化的可持续发展。其他的目标包括实现景观层次的整合性,保持生物多样性及保持良好的生态环境[7]。
1.1.4恢复性设计
恢复性设计最初被称为生态设计，后来指通过人工设计和恢复措施，在受干扰的生态系统的基础上，恢复或者重新建立一个具有自我维持能力的健康的生态系统，在合理的人为调控下实现资源的可持续利用[8]。综合来说恢复性设计是综合生态恢复设计和园林景观设计的一种设计方法，在从生态角度出发的恢复过程中，兼顾园林景观的美学和植物配置角度的长远植物景观效果，本着生态性、效益型和可持续性的原则，使得最终景观在生态功能恢复的前提下，园林景观和植物配置也达到好的效果，并且可持续观赏[9]。
1.2国内外相关理论研究发展概况
20世纪80年代,恢复生态学应运而生。恢复生态学从理论与实践两方面研究生态系统退化、恢复、开发和保护机理,从而为解决人类生态问题和实现可持续发展提供了机遇[10]。
恢复生态学研究起源于山地、草原、森林和野生生物等自然资源管理研究,之后生态学的应用逐渐包括土地在内的广泛领域,如与生物措施相结合的矿山、水体和水土流失等环境恢复和治理工程等[11]：1975年,在美国召开了“受损生态系统的恢复”国际研讨会,会议就受损生态系统的恢复和重建及其他一些重要生态学问题进行了深入探讨,并在讨论生态恢复过程原理、概念和特征的基础上,提出了加速生态恢复和重建的初步设想、规划与展望。恢复生态学作为一门学科创立于20世纪80年代,1980年Cairns主编了《受损生态系统的恢复过程》一书,阐述受损生态恢复过程中的主要生态学理论和应用问题,之后美国、意大利等国有陆续开相关的国际研讨会年的恢复生态学会国际大会上,将创新理论深入推进恢复生态学的自然与社会实践作为主题,次年国际恢复生态学大会的主题是“跨越边界的生态恢复”[12]。 20从50年代末,我国一些学者在华南地区退化坡地上开展恢复生态学研究和长期的定位观测试验[13],对发展我国热带亚热带地区的植被恢复生态学起了重要的推动作用。自80年
代末,我国在农牧交错区、风蚀水蚀交错带、干旱荒漠地区、丘陵山地、干热河谷、湿地、城市等退化或脆弱生态环境及其恢复重建方面进行了大量的工作[14],将该方面的研究推向了一个新阶段。1990年召开了“全国土地退化防止学术讨论会”,这次会议系统总结了中国在土地退化方面的研究动态与进展,提出了许多切实可行的生态恢复与重建的技术与模式[15。16]。目前,我国在退化生态系统的恢复与重建理论、应用技术和研究手段方面已取得了初步的成果。
1.3小结
在全球化的今天，随着环境的破坏，人们迫切的寻求生态性景观，生态恢复与重建变得愈来愈重要。对于生态恢复的理论与技术探索是我们首要的研究内容之一。
2.生态恢复与重建的一般操作程序
生态系统的恢复与重建一般分为下列几个步骤:(1)首先要明确被恢复对象,并确定系统边界；（2)退化生态系统的诊断分析,包括生态系统的物质与能量流动与转化分析,退化主导因子、退化过程、退化类型、退化阶段与强度的诊断与辨识；(3)生态退化的综合评判,确定恢复目标；(4)退化生态系统的恢复与重建的自然-经济-社会-技术可行性分析；(5)恢复与重建的生态规划与风险评价,建立优化模型,提出决策与具体的实施方案；(6)进行实地恢复与重建的优化模式试验与模拟研究,通过长期定位观测试验,获取在理论和实践中具可操作性的恢复重建模式；（7)对一些成功的恢复与重建模式进行示范与推广,同时要加强后续的动态监测与评价（如图）[17]。
生态系统恢复与重建的一般操作程序与内容
3.以休斯顿植物园与自然中心规划为例[18]
规划充分运用各种技术与理论知识相结合，将该林区固有的生态与文化历史与相应的现代需求相融合，进而营造出一处灵活有效且能够迎合社会需求的恢复性林区环境。有力地促进了植物园生态环境的未来健康发展，同时也为其它地区的同类环境恢复项目提供相应参照。
3.1相关理论
3.1.1植被恢复与保护
植被是陆地生态系统的重要组成部分，物质循环与能量流动的中枢。植被破坏对环境产生的负面影响是巨大的，植被破坏规模的大小与环境恶化成正相关。生态系统的各种退化原因，
如侵烛化退化、荒漠化退化、石质化退化、土壤贫瘠化退化和污染退化等，均直接或间接地与植被的破坏与减少有关，自然植被的减少与破坏是陆地生态系统退化的主因[19]。
查阅相关文献发现，运用植被恢复相关技术对退化生态系统进行恢复与重建的实例很多，但对其概念作出明确定义的却很少。温继文，李道亮认为植被恢复是基于恢复生态学，植物生态学以及景观生态学的理论，运用一系列物理，化学，生物的方法，使得受损的植被系统重新回归到一个有着合理内容，结构，格局，功能的自然状态下[20]。彭少麟认为植被恢复是重建任何生态系统的第一步，它是以人工手段促进植被在短时期内得以延续[21]。尽管没有明确定义，多数学者普遍倾向于将其定义为基于恢复生态学的原理，通过保护现有植被、采取如封山育林，营造人工林、灌、草多层结构等措施，修复或重建被干扰甚至破坏的自然生态系统，恢复其生物多样性及其生态系统功能，使其得到可持续发展[22-24]。
3.1.2基于恢复性的生态景观规划
生态景观的恢复性规划主要包括生态功能上的恢复与景观环境的重建与改良两个方面：生态上的恢复主要是针对生态功能退化而言，其目标是建立一种结构合理、功能高效、关系协调的模式生态系统，以实现生态系统健康，生态格局安全和景观服务功能的持续[24]。景观环境的建设则是以现代景观规划设计的相关理论方法为指导，依据美学规律，研宄如何创建适宜人居，赏心悦目，产生精神情怀的环境形象[25]。
3.2研究背景
明确破坏的生态系统的恢复对象并对恢复的区位范围进行限定。了解场地功能结构关系，对地域环境的与规模尺度的控制更有利于设计师因地制宜，制定相应的高效节能的恢复性方案。
休斯顿植物园与自然中心位于布法罗河口，占地155英亩（约63公顷），是当地重要的林地资源，也是本土动植物的天然生境，同时还是休斯顿的重点环境教育基地。植物园所在的当地大型纪念公园林区，占地1500英亩（约607公顷）。20世纪50年代，该林区初具规模，各类天然植物长势良好，形成系统化的理想林区自然生境。然而，近年来，受到干旱、飓风等恶劣气候的影响，林区内48%的树种面临死亡威胁，加之大量外来物种的入侵，生态环境遭受严重破坏。对于这一系列自然林区进行合理的生态修复性规划已经势在必行。
休斯顿城市框架
休斯顿植物园与自然中心
休斯顿纪念公园
墨西哥海湾
图3-1 区位图
3.3项目现状分析
利用各种科学技术对生态系统的破坏原因进行诊断分析，找出其根本原因，并对系统范围内的生态格局进行详细的分析，明确每块场地的潜在性景观类型的生态适应性。有利于生态系统的自然性恢复与人工修复过程的确立。
利用论证法，对项目场地的土壤类型、排水方式、树冠长势、植物多样性等诸多方面进行了广泛而深入的分析，并研究其特殊的地质条件及相应的基本情况，试图寻找出导致大量树种死亡的根本原因。通过地理信息系统（GIS）进行相应的场地分析与研究。
分析结果表明，树种死亡高发区（死亡率高达70%以上）往往都是富含粉质粘土壤并存在大量凹凸地形的草原景观区，这样的地形条件易于导致微生态环境的滋生。凹陷地形中的树种，根系生长层较浅，易于造成水土流失，不利于树种吸收土壤水分和养分，树木生长其中，长期缺乏水分和养分的供给，因此，旱季就成了树木死亡的高发期。相反，在凸现地形中的树种，根系生长层反而较深，旱季中这些树种的存活率就相对高些。
这种生态格局是由近年的气候变化形成的，同时也是多样化生态全新景观镶嵌体产生的具体体现。环境叠置的形成过程有助于确定不同景观类型的最佳生存条件,利于保证生态多样性。例如，目前林区内的草原地形仅占2%，然而却有49%的场地，其地形特征适合草原开发。这一研究成果有利于整个项目规划方向性调整，为林区适当增加草原地块面积，以使修复后的林区景观整体更能灵活应对未来的环境变化。各特色景观区的全新组合，形成了项目场地生态交错带上极其丰富的生态多样性。草原、热带牧区、沼泽区、阔叶林区以及滨水林区都不再是静态、孤立的生态空间环境，而是形成林区生态互联系统中的灵活分枝。通过不同类别林地具体而有效的灵活迁徙，营造出更为合理、科学的林区生态，而新增植物也都根据特定的土壤和水文条件进行合理种植，使它们能够生长到最好。
确定每个潜在景观类型的生态适应性，从而形成活力十足的多样化景观格局，真正反映出植物园的区域生态环境。
图3-2取证分析图图3-3基线清单数据
3.4总体规划原则与目标
根据生态恢复与重建的基本目标与原则，确定总体规划的整体方向性，建立破坏的生态系统的恢复方向，并进行可行性分析与评估。
3.4.1生态恢复与重建的基本目标
根据不同的社会、经济、文化与生活需要,人们往往会对不同受损生态系统制定不同水平的恢复目标。但是无论对什么类型的退化生态系统,应该存在一些基本的恢复目标或要求,主要包括:(1)实现生态系统的地表基底稳定性；(2)恢复植被和土壤,保证一定的植被覆盖率和土壤肥力；(3)增加种类组成和生物多样性；(4)实现生物群落的恢复,提高生态系统的生产力和自我维持能力；(5)减少或控制环境污染；(6)增加视觉和美学享受[26]。
3.4.2生态系统恢复与重建的基本原则
退化生态系统的恢复与重建要求在遵循自然规律的基础上,通过人类的作用,根据技术上适当,经济上可行,社会能够接受的原则,使受害或退化生态系统重新获得健康并有益于人类生存与生活的生态系统重构或再生过程。生态恢复与重建的原则一般包括自然法则、社会经济技术原则、美学原则3个方面。自然法则是生态恢复与重建的基本原则,也就是说,只有遵循自然规律的恢复重建才是真正意义上的恢复与重建,否则只能是背道而驰,事倍功半。社会经济技术条件是生态恢复重建的后盾和支柱,在一定尺度上制约着恢复重建的可能性、水平与深度。美学原则是指退化生态系统的恢复重建应给人以美的享受[17]。下面就几个主要原则加以探讨：
（1）地域性原则
将该林区固有的生态与文化历史与相应的现代需求相融合，进而营造出一处灵活有效且能够迎合社会需求的修复性林区环境。
（2）以人为本原则
以适合游客的生活、健康、审美等需求出发, 将自然环境与人工环境有机融合, 真正做到服务于民。重新设立的服务设施及植物种植，应首先满足人的需求与便捷，其次应考虑景观效果。
（3)生态性原则
以生态效应为核心, 生态优先, 体现人与自然相和谐的生态环境。需根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行,循序渐进,不能急于求成、“拔苗助长”。在生态恢复与重建时,要从生态系统的层次上展开。根据生物间及其与环境间的共生、互惠、竞争和颉颃关系,以及生态位和生物多样性原理,构建生态系统结构和生物群落,使物质循环和能量转化处于最大利用和最优循环状态,力求达到土壤、植被、生物同步和谐演进,只有这样,恢复后的生态系统才能稳步、持续地维持与发展。
3.5规划布局
确定恢复性方向之后，结合当地相关环境与特色具体完善生态系统的恢复性设计，平衡各方面功能需求与精神文化的体验。需制定相关评估检测机制，以随时监测生态恢复程度与避免潜在的威胁。
3.5.1整体平衡
林区内85%的区域依然作为自然生态保护区得以保留，而游客观光区的核心区域内将铺筑一系列风格各异的步道系统。还对相应的林区基础设施进行了合理改进，以为人们提供更为便捷的林区观光条件。迎合当地具体地形需求，综合规划建造了全新的建筑、步道及其他内置性功能设施，以有效减缓林区侵蚀，确保林区水质。湿地池塘的建造和大量植栽的种植，有效过滤并清洁了林区水源，增加植物园的生境多样性。
图3-4平面图
3.5.2主动恢复
利用一个复杂的管理矩阵和一组专门的志愿者，总体设计确定了一些战略措施来启动新的有原动力的生态环境。树木的残枝碎屑被搅碎之后从新利用来帮助新发芽的植物保持湿润，并且为因为干旱而退化的土壤重新提供重要的有机物质。入侵物种的灌木丛将被移除，强化了树冠树木的据点和其他的本土植物。志愿者将在矩形阵中种植漂浮的新芽植物。将会种植大片的草原和热带草地，并且每年会进行切割或者控制性焚烧来进行再生。
管理战略朝着一个有复原能力的，不断动态进化的系统发展，满足了植物园的使命，也就是把土地理解为自然栖息地和相关系统的集合，而不是树木的简单集合。使物质循环和能量转化处于最大利用和最优循环状态,力求达到土壤、植被、生物同步和谐演进,使恢复后的生态系统能稳步、持续地维持与发展。
3.5.3人工恢复
（1)根据微地形、水文及土壤的具体要求营建苗圃；利用植物群落的多样性扩大野生动植物生境规模；在群落交错带边缘对入侵物种进行有效管理。
在尽量不破坏现有的长势良好的乔灌木及地被植物即在保护原有植被现状的基础上，做到适地适树，适地适景。选择合理的树种，按照生态学中营养结构越复杂生态系统越稳定的法则，以多种树种混交为好。注重常绿树与落叶树的比例与搭配，注意速生树种与慢生树种的搭配，注重各种植物之间的立体结构（乔木、灌木、草本与地被植物）及其轮廓线变化等在景观设计中的应用，不但从功能和艺术效果上考虑色彩、季相、形体、姿态等方面的变化和和要求，而且从生态学出发，根据地理纬度与海拔高度所决定的植物地理分布以及生境和小生境的具体情况，适地适树。
（2）利用挑高的木板桥保护脆弱的栖息地及排水格局，解决凹凸地形带来的水土流失，以此避免干旱时期树木的高发死亡率；保留枯立木，增加植栽量，以便野生动植物生境的良好发展；增强林下植被层培植，多层次的生态系统有利于植物的自然更替与长势。根据植被所需环境需要，如光照，温度，湿度及土壤需求等合理进行植被层的培养。
（3）恢复和稳定河岸走廊；沿步道提供了强化的本土种植空间，充分利用各种本土植物，使得每个步道的观景体验各不相同，注意经济性的同时提高观赏性；沿着布法罗河改善水质。
图3-5效果图
3.7小结
整个规划通过大量的调查研究进行了分析总结，综合运用景观生态学，生态恢复学，景观美学等相关理论知识明确了规划目标与内容，并对恢复性过程进行详细的分析规划，良好的管理体制与评估系统也对规划区域进行着持续性的生态评估，有利于生态系统恢复性的可持续发展以及方法的推广与普及。
4.结语
恢复生态学的研究到目前为止毕竟不够完善,在理论和方法上还不够成熟。今后应加强对不同类型遭受破坏的生态系统的定位观测试验,对其破坏机理、过程进行研究,获取有关的生态学参数,并建立相应的基础数据库,系统地总结和完善恢复生态学有关的理论、原则、方法、生态工程设计、恢复与重建的操作程序、风险效益评价等内容,同时要特别加强对破坏生态系统的恢复与重建技术的研究，以此推广到更多的恢复性设计之中，使得人类赖以生存的环境愈加美好。
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[26]纪万斌主编.1996.塌陷与生态.北京:地震出版社.55-224.
鄱阳湖湿地生态系统服务功能的评价 摘要: 鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,是吞吐性河成湖,被称为长江的天然水位调节器。作为一种特殊的湿地生态系统类型,鄱阳湖湿地效益类型丰富多样。主要的生态功能有涵养水源、调蓄洪水、调节气候、降解污染、固定C释放O2、控制侵蚀、保护土壤、参与营养循环,作为生物栖息地。主要直接的产品用途有储水、供水,生产湿地植物产品,生产湿地动物产品,能源生产,水运,休闲/旅游,作为研究与教育用地。鄱阳湖湿地属性主要有生物多样性,社会文化重要性。 关键词: 鄱阳湖; 湿地生态系统; 服务功能 1 鄱阳湖湿地的特点 1. 1 鄱阳湖湿地生态系统特征 鄱阳湖湿地是永久性淡水湖泊,它季节性涨水,具有“高水是湖,低水似河”的独特的自然地理景观。鄱阳湖湿地枯水期面积129 000 hm2，平水期面积279 700 hm2,丰水期面积390 000 hm2。 鄱阳湖是在赣江、抚河、信江、饶河、修水五河来水与下泄长江的水量吞吐平衡中积水成湖、水落滩出。5大河汇入鄱阳湖,经调蓄后,由湖口入长江。因此,鄱阳湖被称为是“吞吐型河成湖”,它上承五水,下通长江,湖区水位主要受控于五河及长江的双重影响。每当洪水季节,五河洪水入湖,水位高涨、湖面宽阔、一望无际。枯水季节水位下降,洲滩出露,湖水归槽,水面缩小,蜿蜒一线。最大洪枯水位面积相差10 多倍。由于鄱阳湖水位季节性变化极大的特点,鄱阳湖湿地包括水域、洲滩、岛屿、内湖、汊港。 鄱阳湖区属亚热带湿润季风性气候。气候温暖,光照充足,无霜期长。多年平均水温18. 3 ℃,年平均降雨量为1 474. 2 mm ,多年平均蒸发量为1 003. 7 mm。鄱阳湖的植物群落可分为4个带:湿生植物带、挺水植物带、浮叶植物带、沉水植物带。鄱阳湖有鱼类138种,贝类87 种,虾蟹类2 4 种;鸟类310 种,隶属17 目5 5 科;兽类47种;两栖类30种。 1. 2 鄱阳湖湿地生态断面结构 鄱阳湖湿地周期性地被水淹没或显露,淹没或显露的日期、范围和持续时间,主要取决于水位变幅、地面高程。这种周期性的水位变化和地面的干湿交替,直接影响到植被的演替以及土壤的发育,进而影响其栖息的动物,那么整个生态系统的结构和功能就相应地有变化,因此根据湿地的高程可以划分鄱阳湖湿地的生态断面。 根据鄱阳湖的水位高程和相应的生态系统结构做了鄱阳湖湿地的生态断面划分,具体如下[1 ]:18～16 m ,每年的显露天数为305. 5～271. 5天。地貌类型为天然堤或高河漫滩的中部和上部。土壤类型为草甸土。这一断面淹没时间短,退水早,连续显露时间长,光照充足,植物生长茂密,主要的植物群落是荻芦苇—菊叶委陵菜,是草食性和草、昆虫杂食性候鸟的觅食场所,优势候鸟有白额雁、大鸨、麦鸡、云雀等。16～14. 2 m ,每年的显露天数为271. 5～169. 5天。地貌类型为天然堤高漫滩的中下部。土壤类型为草甸沼泽土。这一断面淹没时间稍长。主要的植物群落为苔草。由于苔草生长茂密,生物量很高,可以达到1 716g/ m2。这里也是植食性和杂食性候鸟的栖息、觅食场所,主要的水禽有白鹤、白枕鹤、白鹳、白头鹳、灰鹤、黑鹤、苍鹭、鹬类、白琵鹭和野鸭等。这而一地带涨水后也是一些经济鱼类,如鲤鱼的产卵场。14. 2～13. 8 m ,每年的显露天数为169. 5～50天。地貌类型为天然堤侧缘坡的低漫滩部位。土壤类型为沼泽土,地表面时常被薄层积水所覆盖。这一断面在枯水期是水位波动带。优势植物种是苦草和马来眼子菜沉水植物带。主要的水禽有鹤类、鹳类、
文章编号: 1001-4675(2003)04-0330-06 生态系统健康评价研究方法与进展Ξ 张宏锋, 李卫红, 陈亚鹏 (中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011) 摘 要:生态系统是人类生存的依托条件,生态系统是否健康直接影响到人类的生产、生活。由于生产力的不断发展及资源利用水平的不断提高,人类对生态系统的影响越来越大,其直接后果就是生态系统发生病变,导致生态系统服务功能丧失。在阅读国内外有关生态系统健康文献的基础上,综述了生态系统健康的发展过程、概念、范畴、指标、评价方法及存在的问题,旨在反映当前生态系统健康研究的状况,同时能为环境保护和生态系统恢复提供一些建议和方法。 关键词:生态系统;健康;评价方法 中图分类号:Q146 文献标识码:A 生态系统是一定空间内由生物群落及其环境组成的具有一定格局,借助于功能流(物种流、能量流、物质流、信息流和价值流)而形成的稳态系统〔1〕。人类作为生态系统的一个组分,与生态系统中环境的关系密切,表现为人类社会与经济活动愈强烈,对生态系统的干扰就愈大。尤其近50a来,随着对自然资源利用水平的不断提高,各种工业活动排放的三废(废液、废物、废气)大量排入生态系统,超过了生态系统的自净能力〔2〕;盲目的毁林开荒破坏了森林生态系统健康,使森林自然生态系统失去平衡,失去了涵养水分、防风固沙的能力;对草地的过度利用,使草地退化;植被覆盖度降低,加剧了土地荒漠化过程和沙尘天气的发生〔3～6〕。鉴于此,科学家们提出了生态系统健康(Ecosystem health)概念,希望尽早制止生态系统的恶化,强调应用保护人类健康的范例来保护生态系统健康。 1 生态系统健康的提出和发展过程 生态系统健康的提法可追溯到20世纪40年代。1941年美国生态学家、土地伦理学家Aldo. Leopold首先定义了土地健康(Land health)〔7〕;60-70年代,生态学得到迅速发展,Woodwell和Barrett 提出胁迫生态学〔8,9〕;进入80年代,Rapport等研究了生态系统在胁迫状态下的行为,认为它在逆境下的反应不具有自主性〔10〕。Costanza和Rapport等科学家认为,现在世界上的生态系统在胁迫下发生问题,不能像过去一样为人类服务。他们认为,生态系统健康的概念可引起公众对环境退化问题的关注〔1,11〕;1988年Schaeffer〔12,13〕等首次提出了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康;1989年,Rapport〔12,14〕论述了生态系统健康的内涵。 1989年国际“水生生态系统健康与管理学会”在加拿大成立,这是国际上首次成立的有关生态系统健康的学术团体,其宗旨是促进与发展整体的、系统的和综合的方法保护与管理全球水生资源。1990年10月,学术界、政府、商业和私人组织等各界代表在美国召开了关于生态系统健康定义专题讨论会。1991年2月,在美国科学促进联合年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。1994年,31个国家的900名科学家聚集在加拿大渥太华,召开了“国际生态系统健康与医学研讨会”,会议集中在生态系统健康评价、人与生态系统相互作用的检验、基于生态系统健康的政策3个方面,并希望组织区域、国家和全球水平的管理,评价和恢复生态系统健康的研究。同时宣告“国际生态系统健康学会(ISEH)”成立。1996年,ISEH召开了“第二届国际生态系统健康学研讨 第20卷 第4期2003年12月 干旱区研究 ARID ZON E RESEARCH Vol.20 No.4 Dec. 2003 Ξ收稿日期:2002-12-16; 修订日期:2003-06-10 基金项目:国家自然科学基金(90102007)和中国科学院知识创新项目(KZCX1-08-03). 作者简介:张宏锋(1978-),男,硕士研究生,研究领域为环境科学.E-mail:zhanghf77925@https://www.doczj.com/doc/2718962746.html,.
物理研究方法归纳20110620 1、等效替代法： 在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量要想直接观察和测量很困难，这时往往把所需观测的变量换成其它间接的可观察和测量的变量进行研究，这种研究方法就是等效法。 ⑴串并联电路电阻⑵测量不规则小块固体的体积时，用它排开的水的体积替代固体的体积； ⑶托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压相等测定大气压的数值； ⑷测物体的重力时，利用拉力与重力相等测定物体的重力； 2、转换法： 对于不易研究或不好直接研究的物理问题，而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。 ⑴在验证发声体在振动时，在音叉旁边悬挂乒乓球； ⑵判断电路中是否有电流时，可以通过电路中的灯泡是否发光去确定； ⑶通过扩散现象研究分子的热运动； ⑷电磁铁的磁性强弱可以通过它吸引大头针的多少来确定； ⑸判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转动来判断； ⑹利用那个小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果； ⑺根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小； ⑻通过观察U形管中液柱高度差来判断液体压强大小； ⑼指南针指南北可证明地磁场的存在； ⑽马德堡半球实验可证明大气压的存在； ⑾影子的形成可以证明光沿直线传播； ⑿奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场； 3、类比法： 类比法是指将两个相似的事物做对比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的方法。类比法在物理中有广泛的应用。 ⑴利用水压讲解电压；⑵水流讲解电流。 ⑶在研究分子的作用力时，用弹簧的作用力进行类比 ⑷内能与机械能；⑸原子结构与太阳系； ⑹水波与电磁波；⑹通信与鸽子传递信件；
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/2718962746.html,
生态系统理论 生态系统理论2011年08月02日星期二11：16生态系统理论是社会工作 的重要基础理论之一，它是由生态和系统两个理论结合产生的。 一、生态理论 生态学(Ecology)，最早是由德国生物学家于1869年定义的：生态学是研 究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。 研究对象为：生物与其环境之间的相互关系。有自己的研究对象和方法。 它们的研究方法经过描述--实验--物质定量三个过程。 生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。 萌芽期(亚里士多德的公元前4世纪到14世纪)：古人在长期的农牧渔猎生产中积累了朴素的生态学知识。 代表人物：公元前4世纪学者亚里士多德、亚里士多德的学生、公元前三 世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯、古罗马公元1世纪老普林尼的《》、6 世纪中国农学家贾思勰的《》。 形成期大约从15世纪到20世纪40年代。15世纪以后，许多科学家通过 科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪，由于农牧业的发展促使人们开 展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究，促使了生态学进一步发展。 19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。 发展期20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科 学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系。由于世界上的 生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实 际形成了庞大的复合系统。有关生态组织：国际联合会(IUBS)制定了"国际生物计划"(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究；联合国教科文组织设立 了人与生物圈(MAB)国际组织，制定"人与生物圈"规划，组织各参加国开展森林、
厦门市滨海湿地生态系统服务功能评述 陈志鸿陈鹏 湿地的定义，国际公认的是《关于专门是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》（简称拉姆萨湿地公约）中的广义定义：“不咨询其为天然或人工、长久或临时性的沼泽地、泥炭地或水域地带，静止或流淌，淡水、半咸水或咸水体，包括低潮时水深不超过6米的海域。” 滨海湿地是湿地的重要类型，也是海岸带重要的地理单元，在海洋资源与环境中占有突出的地位，具有专门高的综合价值，开发前景宽敞。第一，滨海湿地是海岸带高生产力生态系统之一；其次，滨海湿地作为一种空间区域，可供海水养殖、围垦造地、盐业生产等多种用途的利用；再者，滨海湿地以专门的景观和美学价值，而成为旅行观光和娱乐活动的场所，滨海湿地对经济、社会进展有其庞大而长远的意义。 厦门滨海湿地类型 厦门地处我国东南沿海地区，海岸线长达234km。作为典型的海湾型都市，其自然环境特性发育有良好的湿地类型与丰富的湿地生物多样性。厦门湿地的要紧类型及其分类的依据如下表。 表厦门湿地类型分类 湿地分类Wetland types 界定标准 自然湿地浅海水域Shallow sea 低潮线至水深6m 滩涂Silt beach 潮间带 河口水域Estuary 淡、咸水交汇，潮流界至河口口门河流River 潮流界以上淡水水域 沙滩Sand beach 滨海沙滩 基岩海岸Rock coast 岩石海岸 人工湿地 红树林*Mangrove 残存和人工种植的红树林群落养殖区Breed 多分布于滨海滩涂 水库坑塘Pond & Reservoir 人工水工设施或坑塘盐田Brine pan 多分布于滨海滩涂
*注：将红树林列入人工湿地的范畴，是因为厦门原生的红树林差不多无存 厦门滨海湿地生态服务功能分析 生态系统服务功能是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和坚持人类生活需要的条件和过程。生态系统所提供的服务，不仅包括物质的，而且还包括功能性的。1997年美国生态学家Costanza等将生态系统服务划分为17项：大气调剂、气候调剂、干扰调剂、水调剂、水供给、腐蚀操纵和沉积物保持、土壤发育、营养循环、废物处理、授粉、生物操纵、庇护所、食物生产、原材料、基因资源、娱乐、文化，并就这17项服务，对地球上要紧生态系统类型进行了价值评估，初步得出全球生态系统的服务价值为33.2万亿$/a，其中海洋为20.9万亿$/a，占总价值的63％，而这部分价值要紧来自海岸带生态系统；陆地为12.3万亿$/a；湿地为4.879万亿$/a，占总价值的14.7％。 厦门滨海湿地的生态服务功能要紧包括重要物种栖息地、污染净化、湿地产品、消浪促淤护岸以及旅行、教育科研等方面。 1、重要物种栖息地与生物多样性 栖息地功能是指生态系统为野生动物提供栖息、繁育、迁徙、越冬场所的功能。厦门市大面积的滩涂、河口水域和浅海水域为野生动物的生存提供了良好的生态环境。 厦门滨海湿地是多种野生动物栖息、繁育、迁徙和越冬的场所，生物多样性极为丰富，其中有许多珍稀、濒危物种等。据厦门环保科研所和厦门大学1999-2000年对厦门滨海湿地12个样区的鸟类种类和数量调查的结果，厦门滨海湿地鸟类共有19科52种，其中白鹭、环颈鸻、苍鹭、一般鸬鹚和红嘴鸥为数量优势种，反映出厦门滨海湿地要紧作为水鸟的越冬栖息场所，鸟类群落多样性指数以杏林湾水库和筼筜湖两个样区较高。2000年4月经国务院批准建立的厦门市珍稀海洋物种国家级自然爱护区，由中华白海豚爱护区、大屿－鸡屿白鹭自然爱护区和文昌鱼自然爱护区组成。
常用的科研方法 调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地手机有关研究对象显示状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。 调查法中最常用的问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就是调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助性工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：1、扩大人们的感性认识。2、启发人们的思维。3、导致新的发现。 实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因
果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象、发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，认为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的五官因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被广泛用于各种学科研究中，其作用有：1、能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。2、能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。3、能得到现实资料的比较资料。4、有助于了解事物的全貌。 实证研究法 实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明
ISSN100922722 Marine Geology Letters 海洋地质动态 2006,22(11)∶7—12文章编号:100922722(2006)1120007206 湿地生态系统的地球化学研究 王红晋1,2,叶思源2,杜远生1 (1中国地质大学(武汉)地球科学学院,武汉430074;2青岛海洋地质研究所,青岛266071) 摘 要:湿地作为一个特殊的生态系统,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用。总结概括了当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状,包括湿地生态系统中的持久性有机污染物(POPs)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面。 关键词:湿地;POPs;重金属;碳;氮;磷;稳定同位素;环境意义 中图分类号:P941.78 文献标识码:A 根据Ramsar公约对湿地的定义,湿地系天然或人工,长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域。 湿地作为水陆过渡带,在维持生物多样性、调蓄洪水、降解污染物、调节气候等方面发挥着重要作用,因此湿地成为当前研究的一大热点。本文将从湿地系统中的持久性有机污染物(PO Ps)和重金属研究及人为影响,生命元素碳、氮、磷和硫的研究及环境意义,湿地系统的稳定同位素研究3个方面,总结概括当前湿地生态系统中有关地球化学研究的现状。 1 湿地系统中的持久性有机污染物(PO Ps)与重金属研究 1.1 持久性有机污染物(POPs) 持久性有机污染物(PO Ps)是指对于生物代谢、光解、化学分解等具有很强的抵抗能力的天然或人工合成的有机污染物。PO Ps具有半 收稿日期:2006208204 作者简介:王红晋(1979—),女,在读研究生,从事生态地球化学研究.Email:whongj228@https://www.doczj.com/doc/2718962746.html, 挥发性,能够在大气环境中长距离迁移和沉积,从而在那些从来没有使用过PO Ps的地区也能找到其存在,并很难分辨来源。因此,国际组织已经呼吁开展全球性的行动以减少和消除这些物质。目前,国内对湿地系统的POPs研究还比较少。 目前,对POPs的测量分析主要是采用气相色谱-质谱法。利用此方法可以研究湿地各介质PO Ps的污染状况、污染来源[123]及生物富集效应[4]。POPs的污染来源主要是由人类活动造成的,如垃圾、木材、煤和石油等的燃烧,还有城市污水的排放;大气沉降也是污染物的一个重要来源。 面对POPs的污染日益加重,很多学者将目光投注在利用建立人工湿地来吸收降解污染物,但对天然湿地中POPs污染物处理的研究几乎没有。湿地作为一个特殊的生态系统,其环境意义不容忽视,一旦被破坏,后果同样很严重。因此,我们应加强对天然湿地的环境治理与保护。 1.2 重金属 重金属是一类典型的累积性污染物,可通过食物链逐渐传递富集,在某些条件下可以转化为毒性更大的金属有机化合物,过高的重金属浓度对植物及鱼类等影响显著。湿地重金属
现代生态学 课程论文 题目生态系统恢复与重建的一般方法研究姓名胡节学号2016303110112 专业水土保持与荒漠化防治 中国·武汉 2016年12月
生态系统恢复与重建的一般方法研究 ——以休斯顿植物园与自然中心修复规划为例 胡节 摘要：随着经济的飞速发展，伴随而来越来越严重的生态问题，环境污染、景观破坏、土地退化、生物多样性丧失等问题增加了对生态系统的胁迫。人类面临着合理恢复、保护和开发自然资源的挑战，因此对破坏的生态系统的恢复和重建成为现代研究中最引人注目的趋势之一。本文从生态恢复性的概念及其发展历程着手，探讨出了生态恢复性设计的一般方法，并以休斯顿植物园与自然中心规划为例详细分析了其从诊断分析生态破坏的原因，到制定方案、评估检测，再到实施实践后期的管理与监测整个恢复过程。以此推广到更多的恢复性设计中。 关键词：破坏；恢复；生态；恢复性设计 The Study of Common Approach for The Restoration of Ecosystems --Taking The Rehabilitation Plan of Houston Plantation & Natural Center As An Example Hujie Abstract:Along with the rapid development of economy, environmental pollution, landscape destruction, land degradation and loss of biodiversity are the challenges of ecological system, which is facing the challenge of reasonable recovery, protection and exploitation of natural resources. This article discusses the general method of ecological restoration and the causes of ecological destruction of Houston's botanical garden and Nature Center. Detection, and then to the implementation of the late management and monitoring of the entire recovery process. Key words：Destruction; Restoration; ecological；restoration design 1.绪论 近年来,因经济全球化的快速发展，科学与技术的不断进步,人类对环境大规模的开发利用，使得植被受大规模的破坏,甚至全球生态系统在逐渐退化,生物多样性在不断丧失,人类生存和发展的环境遭受到极大威胁。环境污染、植被破坏、土地退化、水资源短缺、气候变化、生物多样性丧失等增加了对自然生态系统的胁迫。合理恢复、保护和开发自然资源已变成人类亟待解决的重要问题,破坏了的生态系统的恢复和重建以成为现代研究中最引人注目的趋势之一。 1.1相关概念辨析 1.1.1恢复 恢复有狭义和广义之分，狭义指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为，既包括回到起始状态，又包括完美和健康的含义；广义则包含将一个目标或对象带回到相似于先前（并非原有）的状态；但目前所说的恢复是仅作为一个概括性词语存在，它包含改造（reclamation）、修复（rehabilitation）、挽救（redemption）、更新（renewal）以及再植（replantation）等术语[1]。 1.1.2景观生态学理论
第7章生态学主要研究方法 7.1 个体生态 7.2 种群生态 7.3 群落生态 7.4 生态系统 7.5 景观生态 7.1 个体生态研究方法 生态因子对个体的影响及个体的生态适应 ?测定各种生态因子作用下生物个体生长、发育、繁殖等方面的影响 7.1.1 常用测定指标 测定指标主要是： ?生长量（高、径、花枝、果枝） ?物候期 ?光合、蒸腾 ?酶及其他生化产物含量 7.1.2 仪器设备 生长观测用常规方法 生理指标常用光合系统，可以测定植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等 生化指标采用实验室常规方法，首选国际通用方法，其次是国家标准和行业标准 7.1.3 试验设计方法 主要采用实验室测定和场地盆栽的形式进行，少数采用野外直接测定的方法 发表的论文大多数是用折线图反映不同因素对植物个体生理生化作用的影响 鲜有进行统计学检验和分析 为什么？ 试验设计的缺陷 最常见的是做组织培养，都只有一种培养基接种多少瓶，一瓶有几个外植体 最后在写论文的时候觉得需要进行方差分析，就临时将每个处理的9瓶分为三个区组，每三瓶为一区组，每区组三瓶成为重复 这是不规范的 （1）实验室和盆栽试验： 关键问题： ?处理和对照的设定 ?试验设计的重复性，包括区组和重复 每个处理盆栽几盆不叫区组 具体参照生物统计和田间试验设计 ?先将盆栽或露地幼苗分为三个区组，一般盆栽可以将幼苗分为三个大小、生长状
况无明显差异的三个区组 ?露地幼苗一般采用三块相邻的苗圃地作为三个区组，或者一块大苗圃地分为三个 部分，每一部分作为一个区组，注意区组间地形、地貌、水分、养分、生长状况应该保证无显著差异（需要进行统计学分析和检验） ?每个区组应包含所有的处理水平，包括对照，每个处理水平作为一个小区 ?每个处理水平（小区）还必须包含若干个体（重复株数） ?重复株数的多少要根据后期指标测定的需要确定，应能保证所有指标测定，特别 要注意破坏性采样，如测定不同时期的生物量就需要整个植株采样，这样的话，每个小区重复数一定要足够多，设计的时候要考虑总共采样多少次，每次采样多少株，再加上成活率等意外影响 ?每个植株或者器官采样之后进行生长、生理生化指标的测定，每个指标的测定也 需要重复 以水分胁迫对银杏幼苗的生理特性的影响研究为例 ?如果因子少，如单一研究不同水分胁迫水平的影响，一般采用单因素随机区组设 计 ?如果同时考虑水分和光胁迫的影响以及两因子的交互作用——光胁迫是否会加 重原有的水分胁迫还是减轻水分胁迫？一般需要采用多因素随机区组设计 ?如果因子更多 建议采用正交试验设计 （2）野外样地或无样地法 样地法： ?可以对部分因素进行人为控制，尽量减少非试验因素的干扰 ?需要建立样地，平时需要管理 ?野外样地有固定样地和临时样地，固定样地还有永久性样地和非永久性样地 ?样地可以进行长期定位研究 ?样地可以进行大树的测定 ?临时样地和非永久性样地可以进行破坏性取样和测定 ?但是永久性样地不能，只能进行非破坏性的监测指标测定 ?对于需要的破坏性采样必须在样地外的缓冲区进行 无样地法 ?简单易行 ?但是具有更多的不可控因素，可能对结果产生不可预知的影响 ?研究中需要对每个样株所涉及的各种个体特征、外在环境因素（气候、土壤）及
湿地生态系统恢复技术 湿地是分布于陆地生态系统和水域生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统。按拉姆萨尔(Ramsar)公约，湿地的定义为：“天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地、水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过6m的水域。”湿地为人类生产生活提供了水资源、生物资源、能源(泥炭、海盐等)、交通和旅游等资源，是地球上最具生产力的生态系统之一。湿地的物理、化学和生物组成部分交互作用，在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、净化水质、保护生物多样性等方面具有其他系统不可替代的环境功能和生态效益，被称为“地球之肾”。 我国湿地面积约2．5×107平方米，仅次于加拿大和俄罗斯，居世界第三位。但是，由于人口膨胀以及工业化、城市化、农业现代化的发展，湿地生态系统遭受了来自人类社会的巨大压力。主要表现为城市污染物的排放(废水、垃圾)、农业面源污染、湿地盲目开垦、滥捕滥捞、水资源不合理利用等，其结果造成河流断流、泥沙淤积、湖泊萎缩、污染严重、生物多样性减少。湿地己经成为全球最受威胁的生态系统之一，对湿地进行生态修复迫在眉睫。 湿地生态系统属于水域生态系统。其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。湿地生态系统的生态过程研究是揭示湿地功能机理的关键。当前,国内外湿地生态过程研究主要集中在以下方面:①化学过程侧重研究各类湿地C、N、S、P等大量元素、微量元素和Hg等重金属循环,沉积物、枯落物的积累和降解及微生物在养分循环中的作用。②生物过程研究更加注意长期定位和模拟实验研究。同时开展了物种迁移与基因流动过程对区域生态环境影响的研究。 ③物理过程仍是侧重湿地生态系统能量流动过程,将系统热力学、信息论及控制论等新兴理论应用于湿地能量流动研究。通过对湿地区域生态环境的影响与相应研究,揭示湿地生态系统的功能过程。 湿地生态系统特点：一是脆弱性。水是建立和维持湿地及其过程特有类型的最重要决定因子，水文流动是营养物质进入湿地的主要渠道，是湿地初级生产力的决定因素，因此，湿地对水资源具有很强的依赖性。由于水文状况易受自然及人为活动干扰，所以湿地生态系统也极易受到破坏，且受破坏后难以恢复，表现出很强的脆弱性。二是过渡性。湿地同时具有陆生和水生生态系统的地带性分布特点，表现出水陆相兼的过渡性分布规律。三是结构和功能的独特性。湿地一般由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物等生物因子以及与其紧密相关的阳光、水分、土壤等非生物因子构成。湿地水陆交界的边缘效应使湿地具有独特的资源优势和生态环境特征，为多样的动、植物群落提供了适宜的生境，具有较高的生产力和丰富多样的生物多样性。四是较强的自净和自我恢复能力。湿地通过水生植物和微生物的作用以及化学、生物过程，吸收、固定、转化土壤和水中的营养物质的含量，降解有毒和污染的物质，净化水体。因此，湿地具有较强的自净和自我恢复能力。 湿地恢复 ,一方面指受损湿地生态系统通过保护使之自然恢复的过程 ,另一方面指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建 ,再现干扰前的结构和功能 ,以及相关的物理、化学和生物学过程 ,使其发挥应有的作用。具体包括提高地下水位来养护沼泽 ,改善水由栖息地 ;增加湖泊的深度和广度以扩大湖容 ,增强调蓄功能; 迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质 ; 恢复泛溢平原的结构和功能以利于蓄纳洪水 ,提供野生生物栖息
自然科学的研究方法都有哪些? 现代自然科学研究方法 自然科学方法论实质上是哲学上的方法论原理在各门具体的自然科学中的应用。作为科学，它本身又构成了一门软科学，它是为各门具体自然科学提供方法、原则、手段、途径的最一般的科学。自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式，是在人类已有知识的基础上，利用正确的思维方法、研究手段和一定的实践活动而获得的，它是人类智慧和创造性劳动的结晶。因此，在科学研究、科学发明和发现的过程中，是否拥有正确的科学研究方法，是能否对科学事业作出贡献的关键。正确的科学方法可以使研究者根据科学发展的客观规律，确定正确的研究方向；可以为研究者提供研究的具体方法；可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。因此现代科学研究中尤其需要注重科学方法论的研究和利用，这也就是我们要强调指出的一个问题。 一、科学实验法 科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。实践不仅是理论的源泉，而且也是检验理论正确与否的惟一标准，科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。特别是现代自然科学研究中，任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据，否则就不能被他人所接受，甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者，他也必须对他所关注的实验结果，甚至实验过程有相当深入的了解才行。因此，可以说，科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。 (一)科学实验的种类 科学实验有两种含义：一是指探索性实验，即探索自然规律与创造发明或发现新东西的实验，这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成的研究工作所进行的实验；二是指人们为了学习、掌握或教授他人已有科学技术知识所进行的实验，如学校中安排的实验课中的实验等。实际上两类实验是没有严格界限的，因为有时重复他人的实验，也可能会发现新问题，从而通过解决新问题而实现科技创新。但是探索性实验的创新目的明确，因此科技创新主要由这类实验获得。 从另一个角度，又可把科学实验分为以下类型。 定性实验：判定研究对象是否具有某种成分、性质或性能；结构是否存在；它的功效、技术经济水平是否达到一定等级的实验。一般说来，定性实验要判定的是“有”或“没有”、“是”或“不是”的，从实验中给出研究对象的一般性质及其他事物之间的联系等初步知识。定性实验多用于某项探索性实验的初期阶段，把注意力主要集中在了解事物本质特性的方面，它是定量实验的基础和前奏。 定量实验：研究事物的数量关系的实验。这种实验侧重于研究事物的数值，并求出某些因素之间的数量关系，甚至要给出相应的计算公式。这种实验主要是采用物理测量方法进行的，因此可以说，测量是定量实验的重要环节。定量实验一般为定性实验的后续，是为了对事物性质进行深入研究所应该采取的手段。事物的变化总是遵循由量变到质变，定量实验也往往用于寻找由量变到质变关节点，即寻找度的问题。 验证性实验：为掌握或检验前人或他人的已有成果而重复相应的实验或验证某种理论假说所进行的实验。这种实验也是把研究的具体问题向更深层次或更广泛的方面发展的重要探索环节。
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。
毕业论文课题研究的主要研究方法和手段 1、调查法 调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进 行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。 2、观察法 观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。 3、实验法 实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 4、文献研究法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。 文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。 5、实证研究法 实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。 6、定量分析法 在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。 7、定性分析法 定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与
人工林生态系统健康评价指标体系研究综述 北京林业大学林业专硕2012北京市 摘要：当前国内外森林生态系统健康评价指标体系差异较大，相关理论和方法的侧重点都不同。在国内外生态系统健康评价研究的基础上，着重对森林生态系统的评价方法进行归纳分析。从森林生态系统的稳定性、持续性和生态系统结构、功能的整合性来总结人工林生态系统健康评价标准体系。 关键字：生态系统健康；森林生态系统；人工林；稳定性 生态系统具有为人类提供自然资源和生存环境的服务功能，维护健康的生态系统是实现人类社会经济可持续发展的根本保证[1]。生态系统健康具有双重含义，一是生态系统自身的健康，即生态系统能否维持自身结构、功能与过程的完整；二是生态系统对于评价者而言是否健康，即生态系统服务功能能否满足人类需要，这是人类关注生态系统健康的实质[2]。 森林生态系统是全球陆地生态系统中的一个重要类型和组成部分，其健康评价问题已引起广泛关注。森林健康研究最早出现于20世纪60年代，并已经成为林业的一个新方向[3]。早期森林健康作为森林管理者的一个基本概念，强调的是森林病虫害、森林火灾和干旱等胁迫因子对森林的影响以及如何实施有效的制度等。现代森林生态系统健康的概念已逐步发展为包括林分、森林群落、森林生态系统以及森林景观在内的一个复杂的系统概念[4]。 1.生态系统健康的评价方法研究 目前，国内外已有许多学者开展了生态系统健康评估的研究工作，并根据不同的区域特征、关键影响因子、评估目的和目标制定了相应的评估指标体系。 生态系统健康评价一般包括指示物种法和指标体系法2类方法[1]。指示物种法简便易行，主要依据生态系统的关键种、特有种、指示种、濒危种等的数量、生产力、结构功能指标等来描述生态系统的健康状况。指标体系法则根据生态系统的特征及其服务功能建立指标体系进行定量评价，选取的指标既包括生态系统的结构、功能和过程指标，也可以是社会经济和景观格局、土地利用指标。其中，由于指示物种的筛选标准及其对生态系统健康指示作用的强弱不明确，且未考虑社会经济和人类健康因素，难以全面反映生态系统的健康状况，该方法存在严重的不足，尤其不适用于人类活动主导的复杂生态系统的健康评价。而指标体系法以其提供信息的全面性和综合性而被广泛应用于生态系统健康评价中。 目前生态系统健康评价采用的具体模型方法则包括综合指标法和模糊综合评价法2类[1]。其中，综合评价法一般通过层次分析法、主成分分析法等确定指标权重，构建综合指数对系统健康状况进行综合定量评判；模糊综合评价法认为生态系统健康与否完全取决于标准值，但由于难以合理界定这些标准值，健康是一个相对概念，因而，可以作为一个模糊问题来处理。该方法一般根据多个因素对评价对象本身存在的性态或隶属上的亦此亦彼性，从数量上对其所属成分给以刻画和描述。两种方法比较而言,综合指标法的优点在于能较好的体现生态系统健康评价的综合性、整体性和层次性,评价过程简单明了，评价结果明确，易于公众感知，而模糊综合评价法则能避免主观判断生态系统健康标准的不确定性，但考虑到综合评价法也可以通过时间序列、空间序列的纵向、横向比较来探讨生态系统健康程度的高低变化，从而也可以避免人为确定生态系统健康标准的不确定性。 2.森林生态系统健康评价模型分析 对森林生态系统健康的研究，一方面，强调森林生态系统健康与森林生态系统服务功能的关系；另外，对森林生态系统的健康状况研究，森林健康胁迫因子、活力、组织、承载能力和恢复能力[7] [8]。目前森林生态系统健康评价主要从活力、组织结构和恢复力3个方面来定义[4]。美国林务局从可操作性入手,将森林健康的评价与森林健康监测和森林资源调查结合提出了指标体系。国内也有许多学者对森林生态系统健康