包维楷 刘照光 刘庆 中国科学院成都生物研究所

　　摘　要 :环境退化是世界各国普遍面临的重要问题 ,并使得环境退化后的生态恢复重建成为当前各国重视的焦点和生态学研究的热点之一。本文讨论了生态恢复重建研究的形成与发展、国内外相关研究的概况及特点 ,深入阐述了当前生态恢复重建存在的主要问题。

　　关键词 :环境退化　生态恢复　主要问题　可持续发展

　　1　生态恢复重建研究的形成与发展

　　近几十年来 ,人口急剧增长、社会经济发展和资源的高强度开发等引起的人为干扰胁迫是一个全球性的问题 ,直接或间接导致了生态系统的退化 ,其最明显的标志是生态系统初级和次级生产力降低、生物多样性减少或丧失、土壤养分维持能力和物质循环效率降低、外来物种入侵和非乡土固有种优势度的增加等 (Ｎａｅｅｍｅｔａｌ,1 995;韩兴国 ,1 995;Ｆｏｓｔｅｒｅａｌ,1 997 ;Ｃｌａｐｉｎｅｔａｌ,1 998;刘照光等 1 994,1 995,1 997;包维楷等 ,1 998;Ｒａｐｐｏｒｔ＆Ｗｈｉｔｆｏｒｄ ,1 999)。生态环境退化已严重威胁着人类的发展。 2 0 0年代以来 ,减缓和防止自然生态系统的退化恢复重建受损的生态系统 ,越来越受到国际社会的广泛关注和重视。联合国教科文组织"人与生物圈计划(ＭＡＢ)"的中心议题与宗旨 ,就是运用生态学的方法 ,研究人与环境的关系 ,特别是人类活动对生态系统的影响 ,以及在人类活动影响下资源的管理、利用与恢复 (康乐 ,1 990 ,陈昌笃 ,1 993)。

　　早在 1975年 3月 ,在美国佛吉尼亚工学院召开了首次题为"受损生态系统的恢复"国际会议。与会专家专门讨论了受损生态系统的恢复和重建及许多重要的生态学问题 ,深入探讨了生态恢复过程中的原理、概念和特征 ,提出了对加速生态恢复和重建的初步设想、规划和展望。 1 984年 1 0月在美国麦迪逊举行的恢复生态学学术研讨会上 ,来自美国和加拿大的 30 0多位生态学家向会议提交了 1 4篇生态恢复和正式报告。 1 987年Ｊｏｒｄａｎ等主编了第一本生态恢复研究的专著《ＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎＥｃｏｌｏｇｙ》。 1 989年 9月在意大利Ｓｉｅｎａ举行的第5次欧洲生态学研讨会上把生态系统恢复作为本次会议讨论的主题之一。 1 992年恢复生态学杂志在美国创刊发行。1 994年 8月在英国曼彻斯特举行的"第六届国际生态学大会"上 ,代表们就包括生态恢复在内的 1 5个现代生态议题进行了广泛的学术交流。 1 993年 ,英国学者Ｂｒａｄｓｈａｗ发表了"ＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎＥｃｏｌｏｇｙａｓＳｃｉｅｎｃｅ"一文 ,确立了恢复生态学的学科地位以及她在退化生态系统恢复中的理论意义。根据三大生态学期刊 :Ｅｃｏｌｏｇｙ ,Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ和Ｏｉｋｏｓ在 1 987～ 1 991年期间发表的论文中概念出现的频率和英国生态学会调查会员对生态学概念受重视程度排序结果来分析 ,生态恢复被排列为最受重视的生态学概念之一 (董全等 ,1 995)。 1 997年 ,著名刊物Ｓｃｉｅｎｃｅ上连续刊载了 7篇关于生态恢复的论文 ,1 998年美国生态学会年会大会主题发言均涉及恢复生态学研究的核心内容 ,在Ｎａｇａｎｏ召开的国际植被科学学会 2 0 0 0年大会 (ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＶｅｇｅｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ 2 0 0 0Ｃｏｎｇｒｅｓｓ,Ｎａｇａｎｏ)也将恢复生态学列为第一主题。近十多年来 ,受损环境的生态恢复已引起日益广泛的重视并得到迅速的发展。退化生态环境的恢复与重建已成为当前生态学研究的热点之一 ,退化生态系统植被的恢复 (Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｇｒａｄｅｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍ)已成为恢复生态学学科的热点问题。

　　恢复生态学是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、生态学过程与机理的科学。研究内容主要涉及两个方面 ,一是对生态系统退化与恢复的生态学过程 ,包括各类退化生态系统的成因和驱动力、退化过程、特点等 ;二是通过生态工程技术对各种退化生态系统恢复与重建模式的试验示范研究。生态恢复研究主要目标是恢复被损害的生态系统到接近于它受干扰前的自然状况 ,即重建该系统干扰前的结构与功能有关的物理、化学和生物学特征(Ｃａｉｒｎｓ ,991 ;Ｌｅｗｉｓ ,1 989)。

　　2　国外生态恢复重建研究概况及特点

　　近十多年来 ,国外在恢复生态学的理论与技术方面都进行了大量的研究工作。美国是世界上最早的生态恢复研究与实践的国家之一。早在 30年代就成功恢复了一片温带高草草原。随后在 60～ 70年代就开始了北方阔叶林、混交林等生态系统的恢复试验研究 ,探讨采伐破坏及干扰后系统生态学过程的动态变化及其机制研究 ,取得了重要发现 ;在 90年代开始了世界著名的佛罗里达大沼泽的生态修复研究与实验 ,至今仍在进行。欧洲共同体国家 ,特别是中北欧各国(如德国 ) ,对大气污染 (酸雨等 )胁迫下的生态系统退化 (ｄｅ ｃｌｉｎｅ)研究较早 ,从森林营养健康和物质循环角度已开展了深入的研究 ,迄今已近 2 0年 ,形成了独具特色的欧洲共同体森林退化和研究分享网络 ,并开展了大量的恢复实验研究 ;英国对工业革命以来留下的大面采矿地以及欧石楠灌丛地(ｈｅａｒｔｌａｎｄ)的生态恢复研究最早 ,很深入。北欧国家对寒温带针叶林采伐迹地植被恢复开展了卓有成效的研究与试验。在澳大利亚、非洲大陆和地中海沿岸的欧洲各国 ,研究的重点是干旱土地退化及其人工重建。此外 ,澳大利亚对采矿地的生态恢复也是一个研究历史长、研究深入的重点方向 ;美国、德国等国学者对南美洲热带雨林、英国和日本学者对东南亚的热带雨林采伐后的生态恢复也有较好的研究。

　　Ｒａｐｐｏｒｔｅｔａｌ(1 999)将近年来西方恢复生态学研究进展总结为如下三个方面的工作 :一是退化生态系统营养物质积累和动态 ,提出资源比率的变化最终可导致群落物种组成成分的变化 ,即资源比率决定生态系统的演替过程 (Ａｂｅｒｅｔａｌ,1 993;Ｔｉｌｍａｎｅｔａｌ,1 994,1 997;Ｌｉｋｅｎｓｅｔａｌ,1 996;Ｆｏｓｔｅｒｅｔａｌ,1 997;Ｃｈａｄｗｉｃｈ ,1 999;韩兴国 ,1 995) ;二是外来物种对退化生态系统的适应对策 (Ｌｅａｃｈ ,1 995) ;三是生态环境的非稳定性机制 (Ｗｉｌｓｏｎ ,1 998)。

　　国外生态恢复研究主要表现出如下特点 :(1 )研究对象的多元化。主要包括森林、草地、灌丛、水体、公路建设环境、机场、采矿地、山地灾害地段等在大气污染、重金属污染、放牧、采用等干扰体影响下的退化与自然恢复 ;(2 )研究积累性好、综合性强 ,涉及生态功能群的方方面面如植被、土壤、气候、微生物、动物 ;(3)生态恢复研究的连续性强 ,特别注重受损后的自然生态学过程及其恢复机制研究 ;(4)注重理论与实验研究。

　　 3　国内生态恢复重建研究概况及特点

　　我国是世界上生态系统退化类型、山地生态系统退化最严重的国家之一。我国也是较早开始生态重建实践和研究的国家之一。从 50年代开始 ,我国就开始了退化环境的长期定位观测试验和综合整治工作。 50年代末 ,华南地区退化坡地上开展了荒山绿化、植被恢复 ,70年代 ,"三北"地区的防护林工程建设 ,80年代长江中上游地区 (包括岷江上游 )的防护林工程建设、水土流失工程治理等一系列的生态恢复工程。在 80年代末 ,在农牧交错区、风蚀水蚀交错区、干旱荒漠区、丘陵山地、干热河谷和湿地等也进行了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 ,90年代开始的沿海防护建设研究 ,提出了许多切实可行的生态恢复与重建技术与模式 ,先后发表了大量的有关生态系统退化和人工恢复重建的论文、报告和论著 ,如《中国退化生态系统研究》(1 995)、《生态环境综合和恢复技术研究》(1 993,1 995)和《热带亚热带退化生态系统植被恢复生态学研究》(1 996)。在实践上 ,已有了一些成功的小流域生态恢复案例。

　　特别指出的是 ,作为我国最早倡导并开始从事生态环境建设和植被恢复重建研究的部门之一 ,中国科学院充分发挥多学科、基础与应用基础研究能力强的特色和优势 ,长期合作组织并积极支持各研究所参与了我国一系列大型国家生态建设工程的长期研究。有关生态环境建设的相关研究一直不断深入进行和发展。

　　在生态环境保护研究中 ,中国科学院开展及参加了"中国生态环境预警研究"、"中国森林生态系统的结构、功能和生产力研究"、"环渤海土地利用变化与土地持续利用模式"、"青藏高原典型地区土地利用与土地覆盖变化及其优化调控基本理论研究"、"三峡工程建设对区域生态环境影响评价及其对策"、"三峡移民工程中的生态环境保护研究"、"中国生态环境区划"等。

　　除积极参与到国家任务完成外 ,中国科学院还尽一切可能组织其学科优势单位开展植被恢复和重建研究。如 50年代末和 60年代初的"华南侵蚀地的植被恢复研究"、"干旱河谷人工植物群落结构和优化调控研究"、"热带亚热带常绿阔叶林恢复生态学研究"、"红壤丘陵坡耕地土壤退化防治研究"、"西部亚高山退化森林恢复与重建的生态学过程及调控

　　研究"人为干扰对生态系统结构和功能的影响"等等。已取得了一系列重要的进展和成果 ,推动了我国生态环境保护与建设。中国科学院所属相关所承担的一系列有关植被恢复

　　和重建研究项目 ,进行了大量的基础和试验示范性工作 ,在理论上也取得了很大进展 ,很多工作居国内领先地位 ,部分达国际先进水平。

　　中国科学院已经建立了一支业务精、素质高、"特别能吃基 ,特别能战斗"的植被恢复和生态建设的精干队伍 ,并建立了 50余个长期野外试验研究站 ,形成了初具规模的植被恢复和生态建设试验基地网络。如东北有以沈阳应用生态所为主的林 -草 -农生态系统 ,华北地区有以植物所、动物所为主的林、草生态系统 ,在华中地区有以水生所、武汉植物所为主的水体生态系统 ,华南地区有以华南植物所为主的热带南亚热带森林 ,西南地区有以成都生物所、成都山地灾害和环境研究所和西双版纳植物园 (含原昆明生态所 )等为主的西南山地森林、高山亚高山草地和干旱河谷灌丛 ,西北有以西北高原生物所为主的高寒草地等植被恢复和重建研究队伍和基地。基本上形成了我国主要自然条件下的退化植被恢复研究学科齐全、研究队伍力量集中的良好格局 ,为开展全国各主要生态环境区的植被恢复重建打下了良好的基础。在植被恢复重建的理论研究方面 ,形成了以生态演替理论和生物多样性恢复为核心 ,注重生态学过程的多层次的、时空优化调控的植被恢复与重建研究与其它各行业部门形成了优势互补的恢复生态研究特色。科学院各研究所在不同地区间已形成了不同研究思路和特色 ,在东北地区注重研究自然植被演替和生产力研究 ,如对红松林、亚热带的杉木林地力衰退的研究 ;在华北地区以及北方地区注重研究生态生物多样性和草地生产力恢复过程的 ,如对落叶阔叶林、内蒙草原、毛乌素沙地恢复 ;在华南地区注重研究严重土壤侵蚀治理和水土流失控制为特色的南亚热带森林植被恢复和重建的研究 ;在西北地区注重以草地改良和鼠害防治为特色的退化高寒草地恢复重建研究 ;在西南地区注重横断山区山地系统 (干旱河谷、亚高山、高山、高原 )环境和植被 (农、林、草 )恢复重建、特色资源保护和开发、与地方社会经济发展合理兼顾的、理论和技术试验示范相结合的流域 (聚落 )系统恢复重建的研究与示。在恢复重建的技术与应用研究方面 ,已试验研究成功不同自然条件下的物种筛选技术、栽培环境优化调控技术、群落结构调控技术、水土保持技术等 ,初步建成大面积的生态建设综

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