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.
本、灌木等的引种栽培,最后才是乔木树种的加入.中科院华南植物所在小良站光板地上重建人工森林生态系统[5]是成功地运用生态演替理论进行恢复工作的一个典范.小良地区100多年以前还覆盖着茂密的森林,但由于不断增长的人类活动,原生森林早已不复存在,大面积的冲刷坡,只有局部地方才看到稀疏而丛状分布的杂草和零星分布的灌木.这类荒坡如不加以改造利用,让其自然演变已很难恢复为森林.从1959年起,研究人员在进行本底调查的基础上,采取工程措施与生物措施相结合、但以生物措施为主的综合治理方法,选用速生、耐旱、耐瘠的桉树(Eucalyptus)、松树(Pinus)和相思树(Acacia),重建先锋群落.到1972年,433hm2的荒坡都披上了绿装.接着,模拟自然林的种类成分和群落结构特点,在松、桉林先锋群落的迹地上配置多层、多种阔叶混交林.另外,我们在选择物种时,可考虑选择处于顺行演替前一阶段的某些物种,从而加速演替进程.如在南亚热带地区对马尾松疏林或其它先锋群落进行林分改造时,在其中补种锥栗(Castanopsis chinensis)、木荷(Schima Superba)、黧蒴(Castanopsis Fissa)或樟树(Cinnamomum cam2 phora)等,以促进针叶林快速顺行演替为高生态效益的针阔叶混交林,进而恢复季风常绿阔叶林[6].
2 地域性原理
不同的地域具有不同的生态环境背景,如气候、地貌、土壤、水文条件等,分布有本地适生的植物种,这种地域的差异性和特异性就要求们在恢复和重建退化森林生态系统时,要因地制宜,依据适地适树(草)的原则选择生态上适应的物种并合理配置.如南方丘陵山地马尾松(Pinus massomiana)、杉木(Can2 ninghamia Lanceolata)等造林树种生长良好,北方则常见有油松(Pinus tabulaeformis)、华北落叶松(Larix prl2 ncipisrupprechtii)等.但具体地段也有差别,如在山西省太岳山地区选择油松造林生长良好,而选择华北落叶松则往往后期生长不良.同时,人们可依据某种愿望而定向地引入适宜的物种.如在退化较严重的森林生态系统内,一般都伴有土壤的严重退化,在这种情况下,人们可以根据改良土壤的愿望而引入一些耐干旱、耐瘠薄的固氮植物与其它植物混交.如在金沙江干热河谷退化山地生态系统重建过程中,研究人员根据当地生态条件,在较低海拔处引种栽植新银合欢(Leacaena Leucocephala)、相思、桉树、木麻黄(Casuarina equissetifolia)、山毛豆(Tephrosia candida)等;在较高海拔处,则种植尼泊尔桤木(ALnus nepalensis)、糙皮桦(Betula utilis)、杨树(Populus)等树木,取得了良好恢复效果[7].
3 生态位原理
生态位是指在生态系统或群落中,一个种与其它种相关联的特定时间位置、空间位置和功能地位等.这一原理告诉我们,每种生物在生态系统中总占有一定的空间和资源.在恢复和重建退化森林生态系统时,就应考虑各物种在时间、空间(包括垂直空间和地下空间)和地下根系的的生态位分化,尽量使引用的物种在生态位上错开,因为具有相同生态位的种间,必然产生激烈的竞争排斥作用而不利于生物群落的发展和森林生态系统的稳定.在构建人工群落时,可根据各物种生态位的差异,将深根系植物与浅根系植物、阔叶植物与针叶植物、耐荫植物与喜阳植物、常绿植物与落叶植物、乔木、灌木和草本植物等进行合理的搭配,以便充分利用系统内光、热、水、气、肥等资源,促进能量的转化,提高群落生产力.当前我国农村广大地区所经营的农林复合业就科学地运用了这一原理.
4 生物多样性原理
生物多样性是生态系统稳定的基础[8],也会导致生态系统功能的优化[9].而在生态系统中,生物多样性又是建立在植物多样性的基础之上的[10],植物多样性会导致群落的复杂性,复杂的群落意味着更多的垂直分层,更多的水平斑块格局与更复杂的地下根系,这就可能在不同的小生境条件下拥有更多的生物体,包括昆虫、鸟类、微生物和土壤动物等.对退化森林生态系统进行恢复和重建时,应从保护和恢复生物多样性入手,引入动物和植物,尤其是一些关键种,重建植被系统及其食物链[11].我们在退耕地或荒山造林时,应特别注意避免造林物种单一化,尽量营造混交林,除应用生态位原理,极大地提高生产力之外,还有利于生物多样性的发展.众多的生物种类相互影响,相互制约,改变林内环境条件,使病原菌、害虫丧失了自下而上的适宜条件,同时招来各种天敌和益鸟,从而可以减轻或控制病虫的危害.例如,最近十几年来胶东半岛和辽东半岛松干蚧活动猖獗,大发生时可以引起油松林和赤松林大面积死亡,而在同一地带
