全 文 ：第 9卷 第 2期
2 0 0 1年 6胄
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco Agriculture
V0【．9 No．2
June， 2 0 01
恢复生态学原理与退化生态系统生态工程
林 勇 张万军 吴洪桥
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 050021 石家庄)
汪 心 国
(山东省宁阳县磁窑林业站 宁阳 271411)
摘 要 提出了恢复生态学研究曲主要内客，如生态系坑退化过程曲监捌、模拙和预测，生态恢复曲关键技术，生
态系统结构与功能优化等。筒述了一些退化生态系坑恢复的基丰厚理．如生态系统演替理论、种群间相互关系理
论、干扰控制理论、景观结构与功能理论等。井在此基础上探讨了这些理论在退化生态象坑恢复中的应用。
关譬词 恢复生恋学 退化生态系统
BaSiC principles nf restoralJon ecology and ecological engineering of degraded ecoeystem．LIN Yong·ZHANG
Wan-Jun，WU Hong—Qiao(Shi_岫zhuang Institute of Agricultural Modernization，Chinese Academy of Sciences，
Shljiazhuang 050021)．WANG Xin~ruo(Clyao Forestry Stationt Nin~ ang County，Shandong Province·Ningyang
271411)，CJEA．2001．9(2)：35~ 37
Abstract The major fields of restoration ecology such as the monitoring simulation and prediction of ecosystem
digression，key technologies of degraded ecosystem restora~on，ecosystem structure and function optimalization，
etc．are put forward．In additon，sonic principles of restoration ecology inclnd in~ the theories of disturbance coil-
trol，ecosystem succession，inter-species relation，landscape structure and function are dealtwithinthis paper．Fi-
naly，some advices on how to apply these principles to degraded ecosystem are given．
Key words Restoration ecologyt Degraded ecosystem
人口、粮食问题日益突出，人类为了自身生存的需要对自然生态系统(或资源)进行掠夺性开发，其强度
远远超出自然生态系统的生产力极限和自我调节、自我平衡能力，自然生态系统遭到严重破坏，导致其结构
和功能退化，生产力下降，生物多样性丧失，人类生存的生态环境因而退化，使人类陷入了自身导演的生态困
境中．并严重影响到人类社会的可持续发展。保护现有的自然生态系统、综台整治与恢复退化的生态系统已
成为人类亟待解决的重要课题。恢复生态学(Restoration ecology)作为研究退化生态系统恢复与重建的生态
学分支日益得到许多生态学家的重视并成为世界各国的研究热点。
l 恢复生态学研究及其基本理论
恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复和重建的技术与方法、生态学过程与机理的
科学，是现代生态学的年轻分支之一口 ] 恢复生态学研究的对象是一些在 自然灾变和人类活动压力下受到
破坏的生态系统。退化生态系统恢复的目的是改善退化生态系统的各种生态效益，提高其生物生产力和保护
退化生态系统濒临灭绝的生物物种，为人类生存创造一个良好的生态环境。恢复生态学研究的内容很多，许
多普通生态学的研究内容和理论都可以应用到退化生态系统的恢复与重建中，但与退化生态系统恢复密切
相关的研究主要包括自然生态系统的退化与干扰机制的关系；生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及
预测；退化生态系统恢复与重建的关键技术；生态系统结构与功能的优化配置；物种和生物多样性的恢复与
维持技术；退化生态系统恢复与所在景观中其他生态系统的关系 ]。
恢复生态学常用的生态学原理主要有生态系统演替理论．生态系统演替是指 1种生态系统类型被另 1
种生态系统类型替代的 1种定向有序的过程，生态系统演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础 ]。
生态演替按演替方向可分为正向演替和逆向演替，生态系统退化就是逆向演替，主要表现为生物多样性下
· 九五 国家科技攻关项目(96—007-04-04)部分研究内容
收稿日期t 2000-05-15 改回日期；2000-08-26
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 9卷
降，生物生产力降低，生态系统结构和功能退化，生态稳定性下降，生态效益降低。生态系统退化的主要原因
有自然干扰(如火灾、泥石流、火山喷发等)和人为干扰(主要指人类盲目和过度开采自然生态系统的某种生
物资源，导致生态系统的食物链发生变化，引起生态系统结构和功能退化)。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
要求在退化生态系统恢复和重建中也要循序渐进，避免在生态环境条件不成熟下试图一步到位将退化生态
系统恢复到退化前的水平。另外生态系统演替有其本身的自然规律 ，退化生态系统恢复应遵循生态演替规律
进行；种群间相互关系理论，在一个生态系统中存在许多物种，每种物种都以种群的形式占据一定的空间并
具有一定的功能。各种物种之间发生各种各样的联系(如食物链关系和竞争或共生关系)，这种联系是群落形
成和演化的重要基础。1种物种(尤其是关键种)数量的急剧变化将对其他物种的生存产生影响。生态系统退
化的原因之一就是生态系统的物种结构发生了变化，导致一系列的连锁反应，引起生态系统结构和功能退
化。在生态恢复中由于一些物种灭绝而影响与之密切相关的其他物种发育甚至生存，这就需要引进相应的物
种以保证退化生态系统的正常恢复，但盲目引进外来物种有可能带来难以预料的恶果，因此在引进物种时应
特别慎重，最好引进当地物种；干扰控制理论，对生态系统的干扰可分为自然干扰和人为干扰两大类，其中有
些自然干扰为生态系统的内在机制是必不可少的，需要保护。而人为干扰一般对于自然群落(或生态系统)是
陌生的、不必要的干扰，应尽力减少到适宜的限度 ，生态系统退化的程度与人为干扰状况(即干扰的强度、
时间、频度)有关。停止干扰后生态系统有自动恢复的功能，但其能力是有限的，退化生态系统 自身能否恢复
及恢复的速度与所经受的干扰强度和时间长度有关。改变人为干扰的机制，减少退化生态系统的外部干扰压
力，有利于退化生态系统的恢复；景观结构与功能理论，在 自然等级组织中生态系统介于种群和景观 2个等
级层次之间，生态系统是景观的组分，某个生态系统的结构、功能和变化与毗邻生态系统的空间构型(Con
figuration)密切相关，生态系统之间时刻都在发生强弱不同的能量、物质和物种交流(景观功能) ]，这对于
退化生态系统的恢复具有重要意义。一般而言，退化生态系统中的某种种群若能从附近的同种类型未退化的
生态系统中借助生态廊道获取生态恢复所需的物种，该物种的持久性将大大加强，生态恢复将易进行。另外
有些广栖物种(其生存需要 2种以上的生境)是退化生态系统中的关键种，其生存状况直接影响退化生态系
统的结构和功能，在这种情况下尤其要注意从景观水平上考虑退化生态系统恢复措施
2 恢复生态学原理在退化生态系统恢复中的应用
退化生态系统恢复的目标主要是改善退化生态系统结构，提高退化生态系统生产力和自我维持能力，保
护其生物多样性以及保证其各种生态效益功能的正常实现 但在退化生态系统恢复中应注意因地制宜，根
据退化生态系统的类型及功能，确定相应的生态恢复目标。具有一定代表性、稀有性和生物多样性的退化生
态系统，生态恢复目标侧重于恢复到破坏前的生态系统类型，以保护其特有的生物多样性，完全恢复后应加
强保护，防止再度退化 而自然保护价值一般的退化生态系统可向生态和经济效益双效协同的方向发展，生
态恢复的目标是提高其生物生产力(如低产林改造，退化牧场改造等)，保证其生物生产力持续提高，从而提
高其经济价值。
退化生态系统恢复与生态演替 退化生态系统由于长期外来干扰的结果，生态系统结构和各种生物依赖
的生境发生了变化，导致某些物种的种群数量连锁性变化甚至消失 在这种情况下若仅根据退化前的生态系
统结构来进行退化生态系统结构和功能恢复设计是不可取的，因为这种生态系统存在的物质基础(生境)已
发生变化而不复存在。如由于长期放牧或林木砍伐，太行山低山丘陵区顶极群落类型已由椽栎阔叶混交林退
化为荆条灌草丛和酸枣灌草丛，多年的水土流失和各种生物资源过度开发使现有的群落结构和立地条件不
再适于橡栎阔叶混交林生存，在这种条件下直接营造橡栎林已很难成功。生态恢复需要根据退化生态系统的
现状，结合生态系统演替规律循序渐进进行 因此，中国科学院石家庄农业现代化研究所承担“九五一国家科
技攻关项目“太行山生态林业工程植物材料选育研究”的科技人员提出了在现有的生态条件下，通过嫁接技
术发展枣树经济林的设想井加以实践，取得了较好的成效
干扰与退化生态系统的恢复。有些自然干扰(如林火，风折、雪崩等)是生态系统结构和功能发挥的内在
机制，如果缺少这种机制则生态系统结构和功能将会发生退化 如在东北地区森林火灾就是一种干扰，在
历史上多次发生，当地的各种生态系统作为这种干扰的产物 ，已完全适应了这种干扰。如果人为改变该地区
林火机制将不利于现有生态类型和生物多样性的保护，在这种情况下退化生态系统的恢复一定要结合和保
护这种自然干扰机制来进行。由于人类盲目和无节制的开采某种生物资源导致生态系统的退化，则属于有害
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第 2期 林 勇等：恢复生态学原理与退化生态系统生态工程 37
干扰，应该禁止 但人类对自然生态系统的各种生物资源的利用并不都是有害干扰，由于自然生态系统有自
我平衡自我维持的能力，适度的资源开发不会导致生态系统退化，通过对自然生态系统的适度开发，人类和
自然完全可以保持良好的共生关系。中国科学院太行山生态试验站在太行山生态工程建设中，结合当地生态
系统的资源和生态条件，提出了生态工程建设“双效协同”(即经济效益和生态效益并重)的理论，并进行实
践，取得了较好的生态效益和经济效益。
退化生态系统恢复与物种引进。退化生态系统由于各种干扰的作用，物种组成发生了变化，有的物种甚
至完全消失，导致退化生态系统恢复速度减慢，甚至停止。在这种情况下根据退化生态系统的演替规律，在不
同的演替阶段引进生态演替所需物种，将加速退化生态系统生态恢复的进度，因此结合生态演替规律和退化
生态系统状况引进相关物种对于退化生态系统恢复意义重大。在自然界中存在多种生物可占据同一生态位，
并发挥相似或相同的功能，这就为引进经济价值高的植物营造经济林创造了条件。中国科学院太行山生态试
验站“八五 ～“九五 期间在退化山地生态系统恢复中，根据生态系统演替规律和生态位理论引进了大量的
经济植物材料，加速了该地区退化生态系统的恢复。
退化生态系统恢复与景观结构及功能。景观是由许多生态系统组成的，景观中的各种生态系统之间都发
生或多或少的联系，某个生态系统的退化可能与周围生态系统的退化有关，在退化自然生态系统恢复过程中
要求考虑周围生态系统的影响，考虑到景观生态学的综合性和整体性。退化生态系统恢复应根据景观结构与
功能原理，从更大的尺度上设计退化生态系统的恢复措施，这也是恢复生态学的发展趋势
3 小 结 ‘
退化生态系统恢复对改善人类生存环境，提高自然生态系统(或资源)的生产力和利用效率及人类社会
的可持续发展具有重要意义 合生态学原理进行退化生态系统的恢复将会加快退化生态系统的恢复，从而
体现恢复生态学的应用价值，这将大大丰富生态学理论，并促进生态学发展。
参 考 文 献
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余作岳，彭步一 热带垂热带退化生态系统植被恢复生态学研究．广州：广东科学技术出版社，1996 1～35
硪润国，棘化成 林晾(GAP)干扰研究进展 林业科学，1998．34(1)：9fl~98
许木启，黄玉瑶 受损水域生态系统恢复与重建研究．生态学报，1998，18(5)t547~558
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