退化草地植被生态恢复系统工程设计
蒙 荣1,袁 清2,杨 3
(1.内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古呼和浩特 010018;2.中国农业科学院
草原研究所,内蒙古呼和浩特 010010;3.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古呼和浩特 010021)
摘要: 设计了生态环境适宜度分析及植被生态恢复系统工程决策专家系统的技术流程。应用多种数据源、多种决策分析方法,建立生态环境基础空间数据库,确定生态环境适宜度评价模型,依据专家系统原理,在地理信息系统平台上分析生态环境适宜度,决策生成植被恢复的布局方案和优化栽培技术组合。
关键词: 环境适宜度评价;植被恢复;专家系统
中图分类号:S812.5 文献标识码:A文章编号:1000-6311(2001)02-0007-05
Designing of Expert System on Assessment of Ecological Environment Optimization and Vegetation Restoration.M ENG Rong1,YUAN Qing2,YANG Jie3(1.Ecological En-vironmental College,Inner Mongolia Agricultural U niversity,Hohhot010018,Chi-na;2.Grassland Research Institute,CAAS,Hohhot010010,China;3.Life Sci-ence College,Inner Mongolia U niversity,Hohhot010021,China):Grassland of China,No.2,2001,pp.7～11.
A bstract: The paper desig ned the technical procedure and realization method of the sy stem that contains assessment of ecological environmental and plant of vegetation restoration w ere desig ned.Spatial data bank on ecological environment was established by using the various data resources and methods of decision and analy sis.Assessment model on the optimization of ecological environment w as determined.Acco rding to the principal of expert system,plant allocation and sets of cultivation techniques w ere for-mulated by evaliating the ecological environment optimization based on G IS.
Key words: Optimization assessment of environment; Vegetation restoration; Ex-pert system
近年来,由于人口膨胀和生产力水平低下,导致滥垦、滥牧、滥樵,造成干旱草原地区土壤风蚀、干旱加剧、植被破坏和消失。而在干旱地区草原生态环境中,植被起着核心作用,其退化或消失必然引起环境恶化。因此,如何恢复重建退化草地植被对改善草地生态环境具有至关重要的意义。
收稿日期:2000-04-18;修订日期:2000-09-12
基金项目:农业部草地资源生态重点开放实验室资助作者简介:蒙荣(1962-),女(蒙古族),副教授,在读博士,主要从事草地资源遥感技术与环境评价等的教学与科研工作,发表论文10余篇.
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第23卷 第2期Vol.23 No.2
中国草地
Gras sland of China
2001年3月
M ar.2001
多年来,科研工作者在草地资源评价、生态环境适宜度分析及生态环境治理的研究和实践中积累了丰富的理论知识、经验和行之
有效的方法。例如,对草地基况的评价、对各生态要素适宜度的分析评价及其综合分析评价、对多种植物的生态生物学特性及其经济价值的充分研究等。将这些知识、经验模式化、条理化,建立相应的实用性系统,更快、更有效地用于防治草地荒漠化,是一项改善生
态环境很迫切、很有价值的工作。
1 系统技术流程设计
为有效地评价生态环境和规划设计植被恢复方案,本研究设计了用多种数据源、多种决策分析方法进行管理,依据专家系统原理,在地理信息系统平台上分析生态环境适宜
度,决策生成植被恢复的布局方案和优化栽培技术组合,见图1
。
图1 生态环境适宜度评价及植被生态恢复设计系统技术流程
1.1 建立基础数据库系统
基础数据库系统包含影响生态环境适宜度状况的自然地理和社会经济、政治等基本要素,如气象气候、地质地貌、地表和地下水分布、地下水埋深、降水量分布、土地利用及规划分布、土壤基质与类型、植被类型和盖度、行政区划、人口密度分布、人均年纯收入分布、第一、第二、第三产业状况等等。1.2 生态环境适宜度评价
生态环境适宜度决定了植被恢复方案中植物种的选择和布局。生态环境适宜度的计算过程为:首先确定生态环境适宜度评价指标体系,即参与评价的各自然地理与社会经济要素;第二,以栅格单元网格为单位,计算各自然地理和社会经济要素的适宜度;第三,参考专家意见,确定各要素对植物种选择和布局的权重;第四,在每个网格上进行各因子适宜度层面的加权空间叠加,通过多级加权求和模型计算出各网格上的综合适宜度,得到生态环境综合适宜度分布层,并对生态环境适宜度划分等级。1.3 建立植被恢复方案
根据生态环境综合适宜度等级分布,结合专家知识和经验,设定植物分布的综合适宜度阈值,选择适宜的乔木、灌木和草本植物及其相应的组合方案和生产技术措施,生成植被恢复工程设计的空间布局方案。
2 数据采集与处理
2.1 数据采集
数据采集是进行综合性、定量化计算的基础。数据的范围应涵盖评价指标体系的全
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部内容。数据类型包括以下4种:(1)航空和航天遥感数据,这些数据经过一系列计算产生环境适宜度评价所需的专题数据,如植被指数、植被覆盖度等数据;(2)系列自然地理专题数据,如土地利用现状、地质地貌、水文、气候、土壤、植被等专题内容;(3)包括社会经济方面的系列统计数据,如人口密度、分布、第一、第二、第三产业产值及构成等;(4)多年来地面直接观测的各种数据,如气象、土壤、植被等。
2.2 数据规范化
在某一地区生态环境适宜度评价和植被恢复设计工作中,因数据来源不同,其类型多样(航空像片、卫星图像、专题图件、统计资料、观测数据等),所以对数据进行规范化、标准化处理是开发和使用系统功能的必要条件。主要内容为:(1)数据预处理。包括大地坐标配准、投影归一化、影像图矢量化、确定统一边界等。(2)矢量数据栅格化处理。作为评价指标的所有专题数据均需转化为栅格数据,以便使植物布局落实到每一个细小区域或网格上,每一网格为一个基本分析单元。不同性质的数据,其栅格化的处理方法不同,面状数据,如土壤类型、土地利用现状、水资源分区等可直接栅格化;等值线数据,如地下水埋深、等温线等,可先转化为不规则三角网数据,利用内插法得到面状数据,再栅格化。(3)数据归一化处理。即把具有不同数量单位的各评价指标数据,如≥0℃的积温、降水量、地下水埋深、土壤类型面积等通过关联表转换成无量纲的可比数据。
3 生态环境适宜度评价模型及层次结构
3.1 指标体系的确定
在全面把握研究地区生态环境特点的基础上,选择对生态环境状况产生重要影响的系列生态要素作为参评因子。每一参评因子又确定若干个对其影响重大的评价参数,根据这些因子和参数的相互关系构建系统完整的、层次分明的、操作简便的指标体系,见表1。
表1 生态环境适宜度评价指标体系
参评因子 参 数
气 候年均温,7月和1月月均温,绝对高温和绝对低温,≥0℃积温,年降雨量,日温差等。
水 文地表水分布,地下水储量,地下水埋深,水资源分区等。
地 貌山地,丘陵,平原,沙地等。
地 形坡度,坡向,坡位,坡形等。
土 壤土壤类型,土壤基质,土层厚度,土壤pH值,含盐量等。
植 被植物种类,生态类型,生物量,盖度等。
社会经济载畜量,年末存栏数,人口密度,人口分布,农民人均年纯收入,牧民人均年纯收入,第一、第二、第三产业生产总值等。
3.2 参评指标权重的确定
实现生态环境综合适宜度评价的各参评因子权重值代表了参评因子对生态环境作用的重要性。采用模糊数学法并参考专家意见准确、客观、合理地体现不同参评因子对形成环境综合状况的贡献程度,科学计算出各指标的权重值。3.3 适宜度评价模型及程序
在经过规范化处理的生态环境基础数据中,各专题因子数据均为反映生态环境某一方面状况的有序数据,它们之间以统一的空间位置共同反映同一地点或同一分析单元的环境状况。每一分析单元均具有多重属性,包括专题属性及其权重值两个方面的内容。
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通过对这些属性数据采用多级加权求和模型的方法实现生态环境适宜度定量化评价,其评价结果为落实在每一基本分析单元上的生
态环境综合适宜度,见图2。这一过程分三步实施:第一,对各评价要素即参评因子的评价参数采用加权求和模型的方法,结合评价参数的空间分布特征、地理信息系统的空间分析、统计功能,利用各要素的栅格数据结构,以栅格单元网格(即基本分析单元)为单
位,生成单因子的适宜度分布层;第二,借助学科领域知识和专家经验,确定各要素或因子对植物种选择和布局的权重值;第三,在每
个网格上,依据各要素的适宜度信息进行空间叠加、提取、滤波和统计分析等,产生新的空间特征和新的属性关系,综合分析计算各网格上生态环境的综合适宜度值,并按其大小划分等级
。
图2 生态环境适宜度评价的层次结构
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3.4 评价模型的层次结构
评价模型具有从单要素适宜度到综合适宜度评价的层次结构关系,即由点到面、由局部到整体的关系,见图2。
4 植被生态恢复系统工程设计的原则
4.1 植物对生态条件的适宜性原则
植物布局首先考虑的是植物对各种生态条件的满足,通过分析植物对生态环境的适宜性,做到因地制宜,实现植物与生态环境的最优化匹配。
4.2 地区水资源供需平衡原则
干旱地区发展生态建设,节水是资源持续利用的前提,因此水资源的供需平衡就是植被恢复生态系统工程设计的主要原则。不同植物对水分的需求量有很大差异,只有根据生态环境的水资源状况确定植物及其组合的空间布局,才能达到生态建设区整体水资源高效节约利用。
4.3 生态经济协调发展原则
生态建设区的植被恢复设计不仅要重视生态环境质量改善,也要重视生态建设的经济效益。选择植物应兼顾经济价值高和生态效益好两方面,以保证两者相互依赖、相互促进,实现生态经济良性循环。
5 植被生态恢复系统工程方案生成设计
5.1 生态环境适宜度分级
在生态环境适宜度评价基础上,从知识库中搜索植物信息及相关知识,根据环境与植物生长的相关性,对环境适宜性划分等级,分级标准是采用生态因子开始对植物生长产生危害时的数据计算出的适宜度。
5.2 确定植被生态恢复系统工程方案
根据环境适宜度分析结果,初步确定植物生态类型和乔、灌、草组合类型的植被恢复总体方案。针对每一方案调用数据库和模型库中各生态因子适宜度数据和评价模型,通过事实、数据和规则的匹配过程分析、推理各生态因子对某种植物的各项权重,计算出每一网格单元某种植物的综合适宜度,参考专家意见设定植物分布的综合适宜度阈值,确定该种植物的最适分布区,并配置相应的生产技术措施定性描述。
6 结语
本系统综合生态环境适宜度评价和植被生态恢复系统工程设计两方面内容,阐述了利用计算机和人工智能工程技术完成生态建设规划设计任务的思路。在全国高度重视生态建设的形势下,本系统在实现过程中随着工作的深入将不断改进和完善,相信能够使系统作为一种技术机制得到有效运行,以加快知识迁移的最终目标。
参考文献:
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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
草原生态系统恢复研究及建议 摘要: 多年来，我国北方草地生态主要由于超载的人口，加上不适宜的追求眼前利益的政策引导，滥垦、滥牧、滥采、滥伐，造成大面积的草地退化、沙化，生态环境恶化。文章阐释了草地沙漠化的成因、现状；提出了必须由国家高度重视治理、全民行动、长期坚持治理才能解决草地生态问题及遵循客观规律保护建设利用草地，恢复自然生态的思考和建议。 关键词：草原生态；恢复；草地沙化 草原是最重要的陆地生态系统之一,全球草原总面积约占陆地总面积的1/3。草原是比较脆弱的生态系统,但却养育了全球近1/3的人口,人们的食物结构中有11.5%来自草原。同时,草原又具有保护陆地生态环境多样性、减少沙尘危害、减少水患、调节气候等多种生态功能。但是,在不合理的人为因素干扰以及近年来气候变暖的影响下,全球有近一半的草原已经退化或正在退化。草原退化已成为当今全球的重要生态环境问题。 1 草原沙化原因及现状 1.1 草原沙化是自然现象既是自然现象，又是社会现象 草原是介于荒漠与夏绿阔叶林带之间的地区，草原上的植物属于夏绿旱生性草本群落类型。草原气候的特点在于比夏绿阔叶林带干旱，但比荒漠要湿润。如果气候持续比原来更加干旱时草原便向荒漠过渡，这就是荒漠化的过程。沙漠化是一个环境退化现象。地质时期形成的沙漠，有的一直处于裸露状态，如塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、库姆塔格沙漠即是如此。另一类沙漠，主要是平沙地，被后来出现的黄土层和土壤层所覆盖，处于潜伏状态。这种被埋藏在地表以下的粉沙，被称作“古风成沙”。由于人类将森林伐尽，将野草烧光，其结果是将地表土搞得支离破碎，在表层土薄的地方，地下潜伏的粉沙便暴露出来。由于北方地区干旱少雨，季风强烈，地下暴露的粉沙便四处吹扬，形成地表沙层，聚起沙丘。于是原先的草地、耕地变成了现在的沙漠。中国北方的许多沙漠都是人造沙漠，如毛乌苏沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地等。人造沙漠在世界其他国家也存在，在非洲、美洲分布广泛。草地的沙漠化使大气侯变得干燥，土地滋生能力
草地退化及其防治 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第二节草地退化及其防治 (对应学生用书P69) 课前演练 1．原因：由于人口压力，人们对畜牧业产品需求增加，致使许多牧场严重超载过牧，草场退化。 2．表现：草群变得稀疏低矮，产草量减少，草质变劣。 3．后果：土地沙化、盐渍化，物种灭绝，气候恶化。 4．地区差异。 (1)欧洲情况较好。 (2)北美：目前状况逐渐好转。 (3)澳大利亚：近年来情况已有所改善。 (4)非洲、南美洲以及亚洲的大部分牧场面临着草场退化和沙化的问题。 课堂探究 1．世界草地的分布及特征。
2.草地退化原因和表现分析。 由于人口的压力，人们对畜牧业产品的需求量增大。盲目扩大放养牲畜的数量，致使许多牧场严重超载，引起牧场退化。如下所示。 3．利用载畜量判断草场利用状况。 载畜量是指一定面积牧场所能容纳(承载)牲畜的头数，一般以羊为标准，称为羊单位。 4．概念区分。 (1)草原：一般指的是天然的草地植被，是指在不受地下水或地表水影响下而形成的地带性草地植被。——内蒙古草原、青海、甘肃的荒漠草原。 (2)草场：草原以及各种类型的草地，一旦被用来放牧或割草等，即称之为草场，也就是说，草场可以认为是已被人们进行开发利用的草地。 (3)草坪：指的是有特殊功能的草地，是人工建造并管理的具有特殊功能的草地。 (4)草地是一种泛指，是指生长有草本植物或具有一定灌木植被的土
地，因而草原、草场、草坪都被包括在其中。 (5)草甸：湿润条件下发育的多年生草本植被。 对点演练 1．据研究，5000年前撒哈拉地区主要为草原环境，现在则成为世界最大的沙漠，近50多年来撒哈拉沙漠扩大了×106平方千米，目前沙漠面积每年仍以6千米的速度向南部草原扩展，其直接原因是(D) ①人口问题②对植被的破坏③政治动荡④旱灾频繁 A．①②B．③④ C．①③ D．②④ 解析：沙漠扩大的自然原因为干旱加剧，人为原因为植被破坏严重。 课前演练 1．半干旱地区牧场退化是一种普遍现象，其本质是社会经济问题。只有大力控制人口增长和改善经济结构、加速经济发展才能有效解决。 2．我国在牧场保护方面的采取的措施。 (1)实行禁牧、轮牧制度； (2)改变游牧为舍饲、半舍饲方式； (3)加强牧场的基本建设，建立饲草料基地； (4)建设“草库伦”等。 课堂探究
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著的措施。在内蒙古草原退化的草地，一般围栏三年即可发生显著的变化，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。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)
退化草地植被生态恢复系统工程设计 蒙 荣1,袁 清2,杨 3 (1.内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古呼和浩特 010018;2.中国农业科学院 草原研究所,内蒙古呼和浩特 010010;3.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古呼和浩特 010021) 摘要: 设计了生态环境适宜度分析及植被生态恢复系统工程决策专家系统的技术流程。应用多种数据源、多种决策分析方法,建立生态环境基础空间数据库,确定生态环境适宜度评价模型,依据专家系统原理,在地理信息系统平台上分析生态环境适宜度,决策生成植被恢复的布局方案和优化栽培技术组合。 关键词: 环境适宜度评价;植被恢复;专家系统 中图分类号:S812.5 文献标识码:A文章编号:1000-6311(2001)02-0007-05 Designing of Expert System on Assessment of Ecological Environment Optimization and Vegetation Restoration.M ENG Rong1,YUAN Qing2,YANG Jie3(1.Ecological En-vironmental College,Inner Mongolia Agricultural U niversity,Hohhot010018,Chi-na;2.Grassland Research Institute,CAAS,Hohhot010010,China;3.Life Sci-ence College,Inner Mongolia U niversity,Hohhot010021,China):Grassland of China,No.2,2001,pp.7～11. A bstract: The paper desig ned the technical procedure and realization method of the sy stem that contains assessment of ecological environmental and plant of vegetation restoration w ere desig ned.Spatial data bank on ecological environment was established by using the various data resources and methods of decision and analy sis.Assessment model on the optimization of ecological environment w as determined.Acco rding to the principal of expert system,plant allocation and sets of cultivation techniques w ere for-mulated by evaliating the ecological environment optimization based on G IS. Key words: Optimization assessment of environment; Vegetation restoration; Ex-pert system 近年来,由于人口膨胀和生产力水平低下,导致滥垦、滥牧、滥樵,造成干旱草原地区土壤风蚀、干旱加剧、植被破坏和消失。而在干旱地区草原生态环境中,植被起着核心作用,其退化或消失必然引起环境恶化。因此,如何恢复重建退化草地植被对改善草地生态环境具有至关重要的意义。 收稿日期:2000-04-18;修订日期:2000-09-12 基金项目:农业部草地资源生态重点开放实验室资助作者简介:蒙荣(1962-),女(蒙古族),副教授,在读博士,主要从事草地资源遥感技术与环境评价等的教学与科研工作,发表论文10余篇. — 7 — 第23卷 第2期Vol.23 No.2 中国草地 Gras sland of China 2001年3月 M ar.2001
1.2 草地生态系统 1.2.1 全球草地生态系统类型及分布 草地生态系统是在一定草地空间范围内共同生存与其中的所有生物(即生物群落)与其周围环境之间不断进行着物质循环、能量流动和信息传递的综合自然整体(周寿荣，1996)，草地生态系统可分为天然草地生态系统，人工系统和复合系统。本文研究目标位自然生态系统，所以涉及到的草地生态系统为天然系统下的草地生态系统。天然草地生态系统，即天然的植物群落，是自然形成的，基本上不加任何投入，受人为干扰因素小。世界上大面积的草地都是天然草地。这种类型的草地大多组成成分复杂，结构多样，内部系统稳定性强，具有很好的抗干扰能力。另有许多天然草地，例如英国的永久性放牧地，并不是顶级植被(davies ，1960)，而是通过野生动物或农业动物的放牧以阻止它们向疏林或森林方向演替。Tansley将他们归为“亚顶级或生物偏途演替顶级植被”。 系统根据草本植被的生态学特征可将全球天然草原生态可分为草原草地生态系统、草甸草地生态系统及稀树草原草地生态系统。(王伯荪，1987) (1) 草原草地生态系统 由喜温、旱生、多年生草本植物为主组成的植物群落，主要是由所在地区的气候因素和历史条件决定的，是一种地带性植被。在组成关系上，多年生禾木科草本或禾草类型的丛生草，以及一部分地衣和地面藻类植物组成的层片有显著的地位，能忍受长期的干旱。而在许多情况下，又具有忍受相当程度的暂时湿润的能力。这种半干旱半湿润气候条件不足以支持森林的发育，从而阻止其向森林或疏林发育，但却足以维持耐旱的多年生草本植物，尤其是禾草类的繁茂生长。 据Lieth(1972)统计，全球温带草原面积约900多万平方公里，除一小部分恳为农田外，大部分地段作为天然放牧场。由于地球上水陆分布的关系，草原多分布在北半球，面积最大的是欧亚大陆草原。在南半球，草原面积不大，只见于南美的阿根廷和非洲东南部山地。草原地区的气候夏季温和，冬季寒冷，春季和晚夏有一明显的干旱期，由于低温少雨，草群较低，地上部分一般不超过1m。典型的草原土壤为栗钙土。草原在地球上的分布是有一定的地带性规律的。一般来说，它处于湿润的森林区与干旱的荒漠区之间。靠近森林一侧，气候半湿润，草群繁茂，种类丰富，有时还出现岛状森林，如欧亚大陆的草甸草原和北美的高原草原；而靠近荒漠一侧，雨量减少，草群低矮稀疏，种类组成简单，并常混生一些旱生小半灌木或木质植物，如北美的矮草草原与欧亚大陆的荒漠草原，两者之间则为辽阔的典型草原。 草原草地生态系统采用生态外貌原则可划分为草甸草原、典型草原(真草原)及荒漠草原，依据气候所决定的群落季节戒律特征或各种气象因素的剧烈季节性变化可将草原分为：温和夏旱气候草原、温和冬旱气候草原、温和高位山地气候草原、干燥亚热带草原。 (2)草甸草地生态系统 草甸植物群落由多年生中生或旱生中生植物所构成，并且常常和地下水相联系(李博，1960)。通常是中生性的地面芽植物占优势，许多植物在雪被覆盖下，至少在整个冬季部分保持绿色。草甸植被处于森林气候的温带或亚极地，无明显的干季。草甸一般不逞地带性分布，是特殊生境的产物，是一种隐域性植被。它广泛分布于欧、亚、美各洲的森林地带。草甸大多是森林破坏后形成的次生植被，而在高纬度或高海拔的草甸可有其原生类型。 依生境或生态原则来划分，草甸草地生态系统可划分为5类：真草甸，或真中生草甸；草原化草甸，或真旱中生草甸；荒原化草甸，或高山寒土中生草甸；水生草甸，或沼泽化草甸；酸中生草甸或泥炭化草甸。依生境分类(即地形学)分类，草甸草地生态系统可分为：大
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/847999905.html,
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。
l我国植被恢复现状和潜力 1.中国退化土地现状和植被恢复潜力 荒漠化、石漠化、退化的森林、草地、矿山、大型工程、城市建设 2.退化土地植被恢复案例（恢复的方法和措施） 荒漠化、石漠化、退化的森林、草地、矿山、大型工程、城市建设 3.植被生物量、土壤碳估算和检测方法 主要针对乔灌木造林 我国植被恢复现状和潜力 1.中国退化土地现状和植被恢复潜力 荒漠化、石漠化、退化的森林、草地、矿山、大型工程、城市建设2.退化土地植被恢复案例（恢复的方法和措施） 荒漠化、石漠化、退化的森林、草地、矿山、大型工程、城市建设3.植被生物量、土壤碳估算和检测方法 主要针对乔灌木造林
我国植被恢复现状和潜力 摘要：植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用1.9植被恢复的生态效应研究进展)。“植被恢复”（Revegetation，RV）是通过直接的人为活动建立植被覆盖以增强碳储存，最小面积在0.05公顷以上，但不属于“造林在造林”（Afforestation and Refforestation，AR）的范畴。目前，植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。植被在恢复过程中对地上植被生态系统，物种多样性的恢复有着重要影响，同时通过凋落物及根系的输入，可以有效改善地下生态系统，增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。文章主要总结了我国土地退化的现状，包括荒漠化、石漠化、退化的森林和草地等，以及人类活动造成的土地破碎化，包括矿山、大型工程、城市建设对土地的破坏等。对我国退化土地植被恢复、矿区绿化和城市绿化的潜力做了总结。重点对退化土地、矿区、城市绿地等的乔、灌木造林，现有的植被生物量、土壤碳估算和检测方法做了总结。 1.我国土地退化现状以及植被恢复潜力 土地退化是指由于一种或几种过程共同作用而导致土地生产力的暂时性或永久性降低。有各种形式的土壤退化,如荒漠化、石漠化、森林植被的破坏,以及草场生产力的降低等导致的土壤退化。我国是世界上土地退化问题最为严重的国家之一,土地退化问题已严重影响我国社会经济的可持续发展2。（中国土地退化的分类与分级）。我国土地退化的现状及潜力有以下几个方面 1.1荒漠化现状及植被恢复潜力 荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。我国荒漠化面积263.6万平方公里，占国土总面积27.46%。主要分布于新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃、河北、宁夏、陕西、山西等18个省(市、区)498 个县(市、旗)。包括风蚀、水蚀、盐渍化和冻融等四种类型3.（我国荒漠化防治现状及对策）。 我国荒漠化土地分布从东经74°～119°,经度横跨45°;从北纬19°～49°,纬度纵跨30°;从海平面到高寒荒漠地带,垂直跨越数千米。地域辽阔,气候及地貌类型多样,荒漠化土地是一种客观存在的自然综合体。其成因涉及自然、社会、经济等众多因素,不同因素的组合形成了不同类型的荒漠化土地，从而造就了中国荒漠化类型的多样性4.（中国荒漠化状况与防治对策研究）。 1.2石漠化现状及植被恢复潜力 石漠化是石漠化地区最突出的生态环境问题,石漠化是指在热带、亚热带湿润-半湿润气候条件和岩溶及其发育的自然背景下,受人为活动干扰,使地表植被遭受破坏,造成土壤严重侵蚀,大面积基岩裸露,砾石堆积的土地退化现象,是岩溶地区土地退化的极端形式。中国石漠化主要分布在贵州、云南、广西、湖南、湖北、重庆、四川和广东8个省(区、市,以下简称省)460个县(市、区,以下简称县)的岩溶地区。其次在安徽、福建等有岩溶现象的地区有零散分布,但不构成区域的生态危害,以下分析数据不包括这些区域。据统计,全国石漠化土地面积为1296.23万hm2,占国土面积的1.35%；潜在石漠化面积1237.88万hm2,占国土面积的1.29%。石漠化土地以云贵高原东部为中心集中分布,边缘区域呈块状或带状分布。从省区看,贵州、云南和广西三省区石漠化发生最为严重,三省区石漠化土地总面积为857.6万hm2,占石漠化土地总面积66.2%(图1)。从流域分布来看,石漠化
目次 前言 (ⅱ) 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 总则 (2) 5 野外观测总体技术流程 (2) 6 草地生态系统类型 (2) 7 野外观测样地选择与样方设置 (3) 8 野外观测指标体系 (3) 9 野外观测技术方法 (4) 附录A（规范性附录）草地各类灾害等级表 (7) 附录B（规范性附录）野外观测表 (8)
草地生态系统野外观测技术规范 1适用范围 本标准规定了草地生态系统的类型、样地选择与样方设置、野外观测指标体系、野外观测技术方法等内容和要求。 本标准适用于全国及省级行政区域草地生态系统野外观测，其他自然地理区域可参照本标准执行。 2规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB/T 34814 草地气象监测评价方法 GB/T 50138 水位观测标准 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 HJ 615 土壤有机碳的测定重铬酸钾氧化-分光光度法 LY/T 1225 森林土壤颗粒组成（机械组成）的测定 NY/T 53 土壤全氮测定法 NY/T 1121.4 土壤检测.第4部分：土壤容量的测定 NY/T 1233 草原资源与生态监测技术规程 SL 276 水文基础设施建设及技术装备标准 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 草地生态系统grassland ecosystem 指在中纬度地带大陆性半湿润和半干旱气候条件下，由多年生耐旱、耐低温、以禾草占优势的植物群落的总称，以多年生草本植物为主要生产者的陆地生态系统，本标准中包括草甸、草原、草丛和稀疏草地。 3.2 草甸meadow 指在中度湿润条件下形成的多年生草本植物组成的植被类型。 3.3 草原prairie
第二节草地退化及其防治 (对应学生用书P69) ?课前演练 1．原因：由于人口压力，人们对畜牧业产品需求增加，致使许多牧场严重超载过牧，草场退化。 2．表现：草群变得稀疏低矮，产草量减少，草质变劣。
3．后果：土地沙化、盐渍化，物种灭绝，气候恶化。 4．地区差异。 (1)欧洲情况较好。 (2)北美：目前状况逐渐好转。 (3)澳大利亚：近年来情况已有所改善。 (4)非洲、南美洲以及亚洲的大部分牧场面临着草场退化和沙化的问题。 ?课堂探究 1．世界草地的分布及特征。
2.草地退化原因和表现分析。 由于人口的压力，人们对畜牧业产品的需求量增大。盲目扩大放养牲畜的数量，致使许多牧场严重超载，引起牧场退化。如下所示。 3．利用载畜量判断草场利用状况。 载畜量是指一定面积牧场所能容纳(承载)牲畜的头数，一般以羊为标准，称为羊单位。 4．概念区分。 (1)草原：一般指的是天然的草地植被，是指在不受地下水或地表水影响下而形成的地带性草地植被。——内蒙古草原、青海、甘肃的荒漠草原。 (2)草场：草原以及各种类型的草地，一旦被用来放牧或割草等，即称之为草场，也就是说，草场可以认为是已被人们进行开发利用的草地。
(3)草坪：指的是有特殊功能的草地，是人工建造并管理的具有特殊功能的草地。 (4)草地是一种泛指，是指生长有草本植物或具有一定灌木植被的土地，因而草原、草场、草坪都被包括在其中。 (5)草甸：湿润条件下发育的多年生草本植被。 ?对点演练 1．据研究，5000年前撒哈拉地区主要为草原环境，现在则成为世界最大的沙漠，近50多年来撒哈拉沙漠扩大了1.0×106平方千米，目前沙漠面积每年仍以6千米的速度向南部草原扩展，其直接原因是 (D) ①人口问题②对植被的破坏③政治动荡④旱灾频繁 A．①②B．③④ C．①③D．②④ 解析：沙漠扩大的自然原因为干旱加剧，人为原因为植被破坏严重。 ?课前演练 1．半干旱地区牧场退化是一种普遍现象，其本质是社会经济问题。只有大力控制人口增长和改善经济结构、加速经济发展才能有效解决。 2．我国在牧场保护方面的采取的措施。 (1)实行禁牧、轮牧制度；
草地生态系统的功能 草地生态系统的能量流动 ?在特定的时间和空间范围内 ?能量在草地生态系统各组分内或各组分间的运动与转移 ?一种连续的动态过程，该过程形成能量流动 能量流动的特点 ?草地生态系统是能量贮存与逸散的系统 ?服从于所有热力学基本定律的系统 ?该系统的能量既不能创造，也不能消灭 ?每一次能量传递都不能百分之百有效地传递下去，能量有损失，并且每一传递阶段都 要增加熵值 ?在每个能量传递阶段，传递到下一营养级的能量减少 ?在每一阶段，通过呼吸作用耗散能量 ?最后生产者固定的所有能量都被耗散在呼吸活动中 ?能量流动是一个单向过程，能流一旦通过有机体，其流动方向就不能逆转，成为单程流?而且能量数量逐级锐减，能流越来越细，直到以废热形式全部散失为止 能量流动的渠道 ?生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关系，相互间结成一个整体，就像一环扣一环的链条，这叫做食物链 ?食物链上的每一个环节叫做营养级。每一种生物种群都处在一定的营养级上，只有少数种兼两个营养级 ?食物链是生态系统中能量流动的渠道 ?由于各级消费者的情况不同，一般把食物链分为捕食链、寄生链与腐生链 ?弱肉强食，这是动物界普遍存在的以捕食方式形成的食物链，称为捕食链 ?动物以寄生方式形成的食物链，称为寄生链 ?专以动、植物尸体为食物形成的食物链，叫做腐生链或残体食物链 ?另外，还有一个通常易被人们忽视的食物链，即碎屑食物链 ?草地生态系统的动物，有专门吃植物的草食动物，也有专门吃动物的肉食动物，有的既吃植物又吃动物，叫做兼食性动物 ?各种食物链并不是孤立的，往往纵横交织，紧密地联结在一起，形成复杂的多方向的食物网。 ?食物网是生态系统中普遍存在的现象 ?能量流动的通用模式Odum，1988 能量流动的基本类型 ?进入有机体的能量构成总生产，并通过下列几条途径转移 ?呼吸代谢并产生乙醇、乳酸和二氧化碳 ?含氮化合物作为废物被排泄掉 ?有机体可以完成移动负荷的功 ?结合在还原碳中的能量进一步形成各种含能产品，构成净生产 ?当净生产的速率为正时，含能产品的积累速率大于其消耗速率，表现为有机体的生长 ?有机体在净生产中形成的含能产品，可以由下列几种方式消失 ?繁殖后代 ?个体的某些部分可以作为死物质脱落 ?分泌物 ?按照个体的能量消耗和能量同化来表示生物个体的能量关系，即：
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/847999905.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。
贵州大学教案 课程名称：恢复生态学 教案目的及要求：了解恢复生态学产生的历史背景及国内外发展历程，明确恢复生态学要解决的问题。 教案重点与难点：重点为恢复生态学产生的背景。难点为恢复生态学的内涵及目的。 教案方法和手段：课堂讲述 课后小结：国内外恢复生态学的发展历程 课程名称：恢复生态学
教案目的及要求：了解恢复生态学与其他相关学科的关系，明确恢复生态学的理论基础和自身的理论体系。 教案重点与难点：重点为恢复生态学的理论基础。难点为自我设计理论的核心。 教案方法和手段：课堂讲述 课后小结：恢复生态学与相关学科的关系。 课程名称：恢复生态学 教案目的及要求：了解退化生态系统和健康生态系统的基本概念，掌握生态系统退化的机制和过程，了解我国脆弱生态系统的分布和特征。 教案重点与难点：重点为退化生态系统的成因和特征。难点是生态系统退化的机制和过程。 教案方法和手段：课堂讲述
课后小结：退化生态系统的类型和特征。 课程名称：恢复生态学 教案目的及要求：了解退化生态系统恢复与重建的目标、原则和程序。 教案重点与难点：重点为生态恢复的原则和程序，难点是生态恢复的方法问题。 教案方法和手段：课堂讲述 课后小结：生态恢复与重建的程序。 课程名称：恢复生态学
教案目的及要求：掌握生态恢复的基本方法和评价标准。了解森林生态系统退化的成因和过程，掌握森林植被恢复重建的重要理论。 教案重点与难点：重点为森林生态系统退化的成因和过程。难点是森林植被恢复重建的重要理论。 教案方法和手段：课堂讲述 课后小结：生态系统恢复成功的评价标准。 课程名称：农业生态学 教案目的及要求：了解退化生态系统植被恢复的生理生态学问题，农田土壤退化的类型和现状。 教案重点与难点：重点为森林植被恢复重建的生态学原理。难点是退化生态系统植被恢复的生理生态学问题
名词解释（名词解释8个，每个2分，共16分） 1 恢复生态学的定义：研究如何修复由于人类活动引起的原生生态系统生物多样性和动态损害的一门学科，其内涵包括帮助恢复和管理原生生态系统的完整性的过程。 2 生态恢复：使受损生态系统的结构和功能恢复到受干扰前的过程。 3 生态系统退化：在一定的时空背景下（自然干扰或人为干扰或二者的共同作用下)，生态系统的结构和功能发生位移，导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物或人类生存的变化(量变或质变)，打破了原有生态系统的平衡状态，造成破坏性波动或恶性循环。 5 生态型:种群内分化出来的一些适应特定生境条件的类群成为生态型. 6 种群对策(bionomic strategy)：是指物种在生存斗争中为求得生存而对环境条件采取的适应方式。 7 优势种（dominant species)：群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、体积上最大、对生境影响最大的种类。 8 建群种(constructive species) ：优势种中的最优者，即盖度最大（重量最大），多度也大的植物种。 10 偶见种(rare species)：偶尔在群落中出现的物种，称为偶见种。 14 人为设计理论：通过工程方法和植物重建可直接恢复退化生态系统，但恢复的类型可能是多样的。 15 自我设计理论：只要有足够的时间，随着时间的进程，退化生态系统将根据环境条件合理地组织自己，并会最终改变其组分。 16 护理植物：指那些在其冠幅下辅助或护理其他目标物种（target species）生长发育的物种。 18 关键种：物种的存在会影响整个生物群落的结构和功能。 19 功能群：具有相似结构或功能的物种的集合。这些物种对生物群落具有相似的作用，其成员相互取代后对生物群落过程具有较小的影响。 20 恢复潜力度（RP）：退化群落更新库组成结构与更高演替阶段组成结构间的相似度定义为退化群落自然恢复潜力度。 21 恢复度（RD）：退化群落通过自然恢复在组成、结构和功能上与顶级群落阶段最佳群落的相似程度。 22 恢复速度（RS）：单位时间内群落恢复度（或各特征指标恢复度）向顶级群落方向发生的位移。 23 物种框架法是指在距离天然林不远的地方，建立一个或一群物种，作为恢复生态系统的基本框架。 24 栖息地(habitat)：即生物出现的环境空间范围，一般指生物居住的地方，或是生物生活的地理环境。 25 栖息地片断化：是由于人为因素或环境改变而使得景观中较大面积的自然栖息地不断地被分割成片断或降低生态功能而造成的。 27 生态廊道(ecological corridor)：是指具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等生态服务功能的廊道类型。 28 草地生态系统：在一定草地空间范围内共同生存与其中的所有生物与其环境之间不断进行着物质循环、能量流动和信息传递的综合自然体。 31 中度干扰假说：只有少数种类能够承受频繁和重度的感染，也只有少数植物能够在长期缺乏干扰下生存；而大多数植物能够在由处于不同演替阶段的斑块所组成的异质生境中得