全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 渊杂匀耘晕郧栽粤陨 载哉耘月粤韵冤
摇 摇 第 猿源卷 第 猿期摇 摇 圆园员源年 圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
灾后生态恢复评价研究进展 刘孝富袁王文杰袁李摇 京袁等 渊缘圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态能量视角的我国小水电可持续性分析 庞明月袁张力小袁王长波 渊缘猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
北部湾北部海域夏季微型浮游动物对浮游植物的摄食压力 马摇 璐袁曹文清袁张文静袁等 渊缘源远冤噎噎噎噎噎噎
鲶鱼和胡子鲶的两性异形与雌性个体生育力 樊晓丽袁林植华袁丁先龙袁等 渊缘缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
环境温度对白头鹎代谢产热和蒸发失水的影响 林摇 琳袁曹梦婷袁胡益林袁等 渊缘远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
灌溉对沙拐枣幼苗生长及氮素利用的影响 黄彩变袁曾凡江袁雷加强袁等 渊缘苑圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
孕粤匀泽污染土壤植物修复对酶活性的影响 朱摇 凡袁洪湘琦袁闫文德袁等 渊缘愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于修正 砸陨杂运耘模型的重庆岩溶地区地下水脆弱性评价 魏兴萍袁蒲俊兵袁赵纯勇 渊缘愿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
排水沟蓄水条件下农田与排水沟水盐监测 潘延鑫袁罗摇 纨袁贾忠华袁等 渊缘怨苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
高寒退化草地不同海拔梯度狼毒种群分布格局及空间关联性 高福元袁赵成章袁卓马兰草 渊远园缘冤噎噎噎噎噎噎
捕食者对空心莲子草叶甲种群的生物胁迫 刘雨芳袁李摇 菲袁桂芳艳袁等 渊远员猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
夏尧冬季南海北部浮游植物群落特征 马摇 威袁孙摇 军 渊远圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
磨盘山天然次生林凋落物数量及动态 范春楠袁郭忠玲袁郑金萍袁等 渊远猿猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
持续干旱对樱桃根际土壤细菌数量及结构多样性影响 刘方春袁邢尚军袁马海林袁等 渊远源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎
随机森林算法基本思想及其在生态学中的应用要要要以云南松分布模拟为例
张摇 雷袁王琳琳袁张旭东袁等 渊远缘园冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
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基于水文平衡的湿地退化驱动因子定量研究 侯摇 鹏袁申文明袁王摇 桥袁等 渊远远园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
华北低丘山地人工林蒸散的控制因子 黄摇 辉袁孟摇 平袁张劲松袁等 渊远远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆天山高寒草原不同放牧管理下的 悦韵圆袁悦匀源和 晕圆韵通量特征 贺桂香袁李凯辉袁宋摇 韦袁等 渊远苑源冤噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
宁夏生态足迹影响因子的偏最小二乘回归分析 马明德袁马学娟袁谢应忠袁等 渊远愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
引黄灌区土壤有机碳密度剖面特征及固碳速率 董林林袁杨摇 浩袁于东升袁等 渊远怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
自养微生物同化 悦韵圆的分子生态研究及同化碳在土壤中的转化 吴小红袁简摇 燕袁陈晓娟袁等 渊苑园员冤噎噎噎噎
资源与产业生态
基于能值分析法的矿区循环经济系统生态效率分析 孙玉峰袁 郭全营 渊苑员园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 粤阅鄄粤杂模型的海岸带生态系统综合承载力评估要要要以舟山海岸带为例
苏盼盼袁叶属峰袁过仲阳袁等 渊苑员愿冤
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
基于增强回归树和 蕴燥早蚤泽贼蚤糟回归的城市扩展驱动力分析 李春林袁刘摇 淼袁胡远满袁等 渊苑圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
陕西省不同生态区大气氮素干湿沉降的时空变异 梁摇 婷袁同延安袁林摇 文袁等 渊苑猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响 刘小勇袁李红旭袁李建明袁等 渊苑源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长白山苔原带土壤动物群落结构及多样性 王振海袁殷秀琴袁蒋云峰 渊苑缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
最大可允许填海面积模拟要要要厦门西海域案例研究 林琛琛袁 饶欢欢袁 刘摇 岩袁等 渊苑远远冤噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
圆园员猿年水文土壤学与自然资源可持续利用国际学术研讨会述评 张摇 骁袁赵文武 渊苑苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆缘圆鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢圆怨鄢圆园员源鄄园圆
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 云南松树冠要要要云南松为松科松属裸子植物袁多生长在海拔 员园园园要猿缘园园皂的高山袁喜光尧耐干旱尧耐瘠薄袁适应酸性
的红壤尧黄壤袁在其他树种不能生长的贫瘠石砾地或冲刷严重的荒山坡分布袁易于天然更新遥 主要分布于四川西南
部尧云南尧西藏东南部尧贵州西部尧广西西部袁常形成大面积纯林袁尤以云南分布最广袁故有云南松之称遥 云南松树高
可达 猿园皂袁胸径达 员皂袁树皮呈灰褐色袁叶通常 猿针一束袁鲜有两针袁球果圆锥状卵圆形袁种子近卵圆形或倒卵形遥 树干
通直袁木质轻软细密袁是优质造纸尧人造板原料袁富含松脂是云南松的重要特点之一遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 3 期
2014年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.3
Feb.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家环保公益性行业科研专项资助项目(2011467026)
收稿日期:2012鄄13鄄13; 摇 摇 修订日期:2013鄄03鄄04
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: wangwj@ craes.org.cn
DOI: 10.5846 / stxb201209131291
刘孝富,王文杰,李京,王维,高振记.灾后生态恢复评价研究进展.生态学报,2014,34(3):527鄄536.
Liu X F,Wang W J, Li J,Wang W,Gao Z J.Research advances and prospects of post鄄disaster ecological restoration assessment.Acta Ecologica Sinica,2014,
34(3):527鄄536.
灾后生态恢复评价研究进展
刘孝富1,2,王文杰2,*,李摇 京1,王摇 维2,高振记2
(1. 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京摇 100875; 2.中国环境科学研究院环境信息科学研究所, 北京摇 100012)
摘要:灾后生态恢复评价是恢复生态学重要研究方向之一,从 20世纪 90年代开始,随着研究手段和防灾减灾意识的提高逐渐
成为研究的热点。 灾害生态恢复评价以森林火灾、地震及地质灾害、旱灾、采矿及地面沉降、火山喷发、飓风 6大灾害为主要研
究领域,以不同时间序列生态系统演替、不同条件下受灾生态系统恢复效果差异性和相关性分析以及受灾生态系统生态恢复趋
势预测为研究内容,针对退化生态系统的结构、功能、过程进行评估和鉴定。 当前,灾害生态恢复评价采用的指标包括遥感和地
面两大类,方法分为单因子对比法、综合指数法、模拟预测法、反推法。 针对灾后生态恢复评价指标缺乏系统性、参照系过于单
一性以及对灾区后续恢复指导性不强等问题,未来应在技术框架流程、指标体系分类归纳、生态恢复标准阈值制定、以及生态恢
复评价应用等方面加强研究,以体现灾后生态恢复评价评估结果的科学性、客观性以及对生态系统管理的作用。
关键词:灾害;生态恢复; 研究进展
Research advances and prospects of post鄄disaster ecological restoration assessment
LIU Xiaofu1,2,WANG Wenjie2,*, LI Jing1,WANG Wei2,GAO Zhenji2
1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
2 Institute of Environmental Information, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
Abstract: Post鄄disaster ecological restoration assessment as one of the key research directions of restoration ecology
assumes, with reference to specific goals and systems, the role of assessing and appraising the change of structure,
function, quality, health and safety of damaged or degraded ecosystem during the restoration succession, after an interval of
certain time following natural or induced disaster. It is inevitably the requirement for determining the degree of ecosystem
restoration, testing the effect of restoration pattern and screening out the feasible ecological restoration project. Ever since
the 90s of the last century, it has by no means halted at any occasions in enticing the attention more than ever from the
research fellows, in parallel with the improvement of research methods and hiked public awareness of necessity of disaster
prevention and mitigation. Post鄄disaster ecological restoration assessment is conducted mainly towards highly frequent
disaster with severe ecological damage, covering six major types of disasters, namely forest fire, earthquake and geological
disaster, drought, mining and ground subsidence, volcanic eruption and hurricane. Research content extends to three
aspects, i.e. ecological succession under various time series, differentiation and correlation analysis on restoration effect of
the affected ecosystems under various conditions and trend prediction of the ecological restoration of the affected ecosystems.
Based on various indices of the reference systems, the assessment indices could be categorized as two parts: 1) the remote
sensing indices based on pre鄄disaster reference systems, such as NDVI, vegetation coverage, leaf area index, land use type
and landscape pattern indices, etc.; 2) ground indices based on unaffected reference systems or on restoration property,
such as species composition, biomass, species richness, thickness of trees and shrubs, tree height and DBH, and soil
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indices in terms of soil moisture, pure soil composition, organic carbon and nutrient ( N、 P、 Ca and K) content, etc.
Presently there are four key assessment methods, which are single factor comparison method ( comparison of time series
between vegetation and soil factors), comprehensive index method ( comparison of ecological safety, health and stability
before and after disaster), simulation method (cellular automata model and Markov chain intended to simulate and predict
dynamic changes of damaged ecosystem) and inverse method (assessment of the effect of disaster prevention and mitigation
intended to reconstruct the ecological restoration condition) . In wake of the problems like absence of systematic feature,
overly unitary reference system and inefficacy in guiding the subsequent restoration of the disaster areas, prospective
researches on technical framework process, classification and induction of index system, formulation of the ecological
restoration standard threshold and application of ecological restoration assessment should be revved up for the good of
showcasing the scientific and objective features of the assessment conclusions and of rendering the boost to the ecosystem
management.
Key Words: disaster; ecological restoration; research advance
摇 摇 恢复生态学是 20世纪 80 年代迅速发展起来的
应用生态学学科, 主要从事生态退化机理、退化生
态系统修复技术与方法、模式及工程以及生态恢复
评价等方面的研究,对指导生态系统建设,优化生态
系统管理具有重要的理论和实践意义[1鄄2]。 生态恢
复评价是恢复生态学的重要研究范畴,它是掌握生
态系统恢复程度,检验恢复模式成败,筛选科学合理
生态修复工程的必然需求[3]。 自然和人为灾害,如
森林火灾、飓风、旱灾、地震及地质灾害、火山爆发、
采矿、过度放牧等,会对生态系统产生破坏和干扰并
使其退化,直接或间接的危机人类的生命财产安全,
因此了解灾后生态系统恢复状况对于制定中长期生
态修复措施及防灾减灾对策起到关键作用。 随着研
究手段和人们防灾减灾意识的提高,从 20 世纪 90
年代开始,灾后生态恢复评价逐渐成为生态恢复学
研究的热点。 本文从生态恢复评价的定义出发,归
纳总结了灾后生态恢复评价的主要研究领域、研究
内容、指标体系和评价方法,提出了灾后生态恢复评
价的技术思路,指出了存在的问题和未来需解决的
关键技术,为进一步凝练生态恢复学研究成果,促进
灾后生态恢复评价理论的发展奠定基础。
1摇 生态恢复评价的内涵
生态恢复评价是指以特定目标和系统为参照,
针对受损或退化生态系统在恢复演替过程中的结
构[4鄄7]、功能[8]、质量[9鄄10]、健康[1]、安全[11鄄12]等变化
进行评估和鉴定。 生态恢复评价在发展历程中有三
种说法,即效果评价[8,13鄄16]、效应评价[17鄄18]和效益评
价[3,19鄄23],3种说法实质含义和研究内容是不一样
的,但许多研究者并没有加以区分,在使用时较容易
混淆。 效果评价是指与既定目标或参照系统对比,
生态系统组分、结构、格局的恢复状况。 效应评价是
指该生态系统的恢复对其它生态环境产生的有利或
不利效应,如植被的恢复对水、大气、土壤、其它生物
带来的影响。 效益评价是指生态系统恢复后产生的
社会价值、经济价值、生态价值,是生态恢复货币化
的表现,如震后森林的恢复带来的林业经济效益以
及生态服务价值的提高。 效果评价强调生态系统结
构的恢复,体现生态系统的完整性;效应评价强调生
态系统功能的恢复,即生态系统能量流动、物质循
环、信息传递功能的恢复,体现生态系统的平衡性和
稳定性;效益评价体现生态系统服务功能的恢复,即
为人类服务和改变社会经济环境能力的恢复,体现
生态系统的外部性。
由于灾害具有突发性强、破坏性大、恢复周期长
的特点,因此对于灾后生态恢复的研究优先考虑的
是生态系统组分、结构、格局的变化,效果评价成为
灾后生态恢复评价的主导。
2摇 灾后生态恢复评价研究进程
2.1摇 横向研究热点
从灾害发生来源可知,灾害分为气象灾害、地质
灾害等自然灾害以及人为灾害,每种灾害对生态系
统的影响和破坏程度不一样。 以灾害名称、生态恢
复、植被恢复等为关键词查阅了国内外较权威的文
献数据库 CNKI和 Science Direct,统计了研究灾后生
825 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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态恢复政策、技术、管理、评价的相关文献(表 1)从
表 1中可以看出灾后生态恢复评价主要围绕发生频
率较高、对生态破坏较大的灾害展开,研究频次最高
的属 6大灾害,依次为森林火灾、采矿及地面沉降、
地震及地质灾害、飓风灾害、旱灾、火山喷发。 在森
林火灾生态恢复评价方面,地中海沿岸国家由于特
殊的地理环境成为研究的典型区域[24鄄30],此外美国、
加拿大、中国、巴西、俄罗斯等森林面积较大的国家
也是关注的热点地区[31鄄33]。 在地震及地质灾害生态
恢复评价研究方面,我国汶川地震灾区和台湾地区
是研究的热点地区,特别是以林文赐为首的研究团
队针对台湾集集地震发生后九九峰和九分二山地区
进行了长期深入的研究,成为地震灾后生态恢复评
价研究的典型代表[34鄄38]。 旱灾生态修复主要在农业
领域展开,重点研究农作物在干旱和恢复状况下生
理生态响应[39鄄43],以及土壤动物种群的变化对农业
生产的影响[44鄄45]。 在采矿与地面沉降方面,主要针
对矿山废弃地开展数十年、甚至上百年的植被恢复
研究[46鄄50],因为矿山废弃地的植被恢复主要为裸岩
的原生演替,需要数十年甚至更长的时间。 火山喷
发和飓风灾后生态修复研究的热点区域主要在美国
和加拿大,火山喷发重点研究火山岩沉积区植被的
演替[51],而飓风灾害重点研究灾后城市森林的
恢复[52]。
表 1摇 灾后生态恢复评价研究文献统计
Table 1摇 Literature statistics of post鄄disaster ecological restoration assessment
灾害类型
Types of
disaster
关键词
Keywords
文献库 Literature library
CNKI
文献总数
Total of
literature
恢复评价文献数
Number of
restoration
assessment
literature
Sicencedirect
文献总数
Total of
literature
恢复评价文献数
Number of
restoration
assessment
literature
恢复评价
文献合计
Total of
restoration
assessment
literature
地震 Earthquake 地震,植被恢复,生态恢复 31 7 11 3 10
泥石流 Debris flow 泥石流,植被恢复,生态恢复 7 3 5 1 4
崩塌,滑坡
Collapse and landslide
滑坡,崩塌,植被恢
复,生态恢复,修复 3 3 22 10 13
火灾 Forest fire 火灾,林火迹地,植被恢复,生态恢复 20 7 289 214 221
旱灾 Drought 旱灾,恢复 21 6 9 5 11
采矿 Subsidence
and sedimentation
采矿废弃地,植被恢
复,生态恢复 170 30 218 158 188
塌陷与沉降 塌陷沉降,植被恢复,生态恢复 15 0 5 1 1
火山爆发 Volcano eruption 火山,植被恢复,生态恢复 0 0 20 7 7
飓风,台风
Hurricane, typhoon
风灾,植被恢复,生
态恢复 7 5 56 15 20
雪灾 Snow disaster 雪灾,植被恢复,生态恢复 2 1 10 2 3
洪灾 Flood 洪水,洪灾,植被恢复,生态恢复 2 2 16 4 6
2.2摇 纵向研究内容
当前,灾害生态恢复评价包含 3 个方面的研究
内容。 (1)不同时间序列受灾生态系统演替研究。
这种时间序列少则一年,多则数十年甚至上百年,通
过对比灾前、灾后和恢复期相关参数对比评估受灾
生态系统的演变趋势。 Messier等研究了加拿沙龙白
珠树生态系统,在火灾后 2、4、8a 地上和地下植被恢
复情况,对比了植被生物量、叶面积指数、根状茎比
例等参数[31]。 Clemente 等使用不同时相的 ETM 和
TM遥感数据,评估了 1993—2005 年 13a 里地中海
925摇 3期 摇 摇 摇 刘孝富摇 等:灾后生态恢复评价研究进展 摇
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某地火灾后森林再生格局的的变化[25]。 林文赐研
究了集地震发生后 1a[34]、 2a[35]、 6a[36]、 7a[37]、
10a[38,53]九九峰和九分二山植被恢复的变化,对比的
内容包括滑坡面积、植被覆盖度、土壤年平均侵蚀深
度等指标。 (2)不同条件下受灾生态系统的恢复效
果的差异性和相关性分析。 这些条件包括不同受灾
程度、不同处理处置方式、不同的保护措施、不同的
自然环境本底条件、是否有外来种的干扰等。
Dodson等研究了植被恢复与森林火灾燃烧程度之间
的相关关系,研究表明当秸秆焚烧物覆盖不超过
40%时,植被恢复与焚烧物覆盖呈正比,而当秸秆焚
烧物覆盖超过 70%时,秸秆焚烧物覆盖开始呈现负
作用,但总体说来秸秆焚烧物加快了缓慢的自然恢
复过程[33]。 Ne忆eman等研究了植被恢复与森林火灾
后不同处理方式的相关性,研究表明“维持森林火灾
后现状、砍掉残树保留细枝、残树和细枝全移除冶这
3种措施对于受灾区的物种组成和植被覆盖度没有
影响[30]。 Wang等研究了植被恢复与土壤侵蚀的相
关性,研究表明在长期遭受侵蚀的区域,由于根的缺
乏自然植被恢复非常缓慢,而在坡地上种植一些经
过筛选的木本植物则可加速植被恢复[32]。 Knapp、
Scott、Partridge等研究了废弃采矿区植被恢复与外
来物种干扰的相关性,研究表明无论废弃矿山还是
废弃耕地,受损生态系统很难恢复到初始状态,因为
这些区域受外来物种干扰较为强烈,阻碍了本地种
的自然修复过程[46鄄47,50]。 Hmmyashi、Brown、Mengistu
等研究了生态恢复与封育保护的相关性,研究表明
封育是促进干旱区退化生态系统恢复的最有效的方
法之一[54鄄56]。 (3)受灾生态系统生态恢复趋势预
测,这种预测即包括时间的预测,也包括效果的预
测。 Lesschen认为半干旱环境下泥灰地和钙质结砾
岩撂荒地至少需要 40a的时间才能通过自然恢复达
到稳定阶段[57]。 Rydgren 等预测了阿尔卑斯山废土
堆未来 50a的植被恢复演替趋势,线性演替规律表
明至少还需要 35—48a 的时间才能使废土堆与周边
环境融为一体[48]。 Lebrija 等研究了热带干燥森林
采伐迹地植被演替的路径、机制和趋势,他们认为在
最初的 10a里先锋林占据主导,在接下来的 40—45a
里,先锋林逐渐减少,而成熟林成为主导[58]。 Dale
等研究了 1980 年圣海伦火山爆发后生态系统的自
然演替过程,他还预测在火山岩沉积区可能要数十
年才能达到 100%的植被覆盖,而生态系统的完全恢
复可能要花 100a甚至更多的时间[51]。
2.3摇 灾后生态恢复评价指标
2004年,国际生态恢复协会提出了退化生态系
统恢复的 9大属性[59],即:(1)具有与参考地点类似
的物种多样性和群落多样性;(2)具有本地种;(3)
对于生态系统长期稳定起重要作用的功能群体的出
现;(4)生态系统能够为种群繁殖提供生境的能力;
(5)生态系统功能维持能力;(6)生态系统景观的整
体性;(7)生态系统潜在威胁的消除;(8)生态系统
对于自然干扰的恢复力;(9)生态系统自我支持能
力,为生态系统恢复评价指标的选择提供了方向。
国内许多专家学者认为生态恢复指标应该包括物种
多样性指标、植被结构指标以及生态过程指标,生物
多样性指标包括动植物物种丰富度、植被结构指标
包括植被覆盖、密度、高度、枯枝落叶结构、生物量
等,生态过程指标包括土壤氮含量、土壤有机质含
量、土壤有机碳等等[3,14,18,60鄄61]。 也有专家指出生态
恢复评价指标不应过于繁琐,用指示物种的丰富性
和多样性也可反应生态系统的恢复状况[62]。 该文
统计了国内外灾后生态恢复评价普遍采用过的指标
(表 2),按照参照系统的不同指标可分为两大类,一
是遥感指标,包括归一化植被指数(NDVI)、植被覆
盖度、叶面积指数、土地利用类型、景观格局指数等;
二是地面指标,包括植被指标,如物种组成、生物量、
物种丰富度、乔灌密度、乔木高度、胸径等,也包括土
壤指标,如土壤水分、纯土壤成分、有机碳、营养物质
(N、P、Ca和 K)含量。 遥感指标具有多时相的特征,
往往用于基于灾前参照系统的恢复评价,而地面指
标需要即时的现场测量,往往用于基于未受灾参照
系统或基于修复目标的恢复评价。 不同的灾害类型
以及不同的参考标准往往选择的具体指标不一样。
2.4摇 评价思路与方法
2.4.1摇 评价方法
灾后生态恢复评价方法主要有指标对比法、综
合指数法、模拟预测法、反推法 4种。
(1)指标对比法摇 首先选择参考标准,通过研究
区与对照区植被、土壤因子的时间序列对比来评价
研究区的恢复状况。 如受损区与未受损区、保护区
与未保护区、一种措施与另一种措施在物种组成、多
样性、丰富度等方面的对比[54,63,66,69鄄71]。
035 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 2摇 灾后生态恢复评价指标
Table 2摇 Indicators of post鄄disaster ecological restoration assessment
灾害类型
Types of disaster
参考文献
Resources
指标
Indicators
采矿 李江锋等[13]
植被覆盖率,固体废弃物占地率,地表扰动率,土壤侵蚀率,土地垦殖率,坡地比,土
地可利用率
Mining 李娜等[63] 植被指数,叶绿素含量,物种数量
陈思思等[64] 土壤侵蚀模数,土壤养分,景观格局
钟爽[65] 景观格局
森林火灾 Leeuwen,et al[66] MODIS鄄NDVI
Forest fire 肖向明等[67] 叶面积指数,植被指数
曾馥平等[68] 土壤有机质,全 N,全 P,全 K,生物量
Messier 等[31] 生物量,叶面积指数,细根占总根的比例,根状茎比例等。
Clemente 等[25] 生物多样性指数(NDVI和香农辛普森指数)
Dodson[33] 植被覆盖,物种丰富度,树苗密度
Ne忆eman[30] 物种组成,覆盖度,高度,密度和生物量
Minchella[29] 生物量
旱灾 Peters[69] NDVI
Drought Hayashi[54] 灌丛密度,树木高度
Malabuyoc[43] 土壤湿度
Maraldo[45] 土壤水势,土壤含水量,线蚓生物量,密度
洪灾 李伟[70] 水生植物类型,多样性
Flood 张美文[71] 鼠群落结构
地震 潘倩[72] 土地利用
Earthquake 王梦君[73] 群落结构,生物多样性,生物量
林文賜[34鄄38] 土地利用,NDVI指数,平均侵蚀深度,土壤侵蚀模数,景观格局指数,土壤水分
滑坡 Reddy[74] 纯土壤成分,有机碳,和土壤营养物质(N,P,Ca和 K),物种序列,以及植物生物量
Collapse and landslide Whenua[75] 茶树高度增长率,茎占面积,土壤深度
风灾 许冬焱[76] 物种类型,丰富度
Wind disaster 赵晓飞[77] 生物多样性,草根盘结度,土壤持水量,土壤孔隙度
Burley[52] 土壤品质,本地种比例
火山爆发
Volcano eruption Dale
[51] 物种丰富度,植被覆盖
摇 摇 (2)综合指数法摇 以植被、土壤、地理等多种参
数建立综合评价指标体系,采用层次分析、模糊评价
法、灰色评价、压力鄄状态鄄响应模型、主成分分析法等
方法计算灾前、灾后生态安全、健康、稳定性等综合
指数,通过指数的变化反应灾后生态恢复程度的
大小[13鄄14,61,78]。
(3)模拟预测法摇 该方法以多时相的土地利用、
土地覆盖数据为基础,采用细胞自动机模型或马尔
科夫链来模拟和预测受损生态系统的动态变化,预
测未来演替的趋势[79]。
(4)反推法摇 通过评估防灾减灾的效果来反推
生态的恢复状况。 如滑坡稳定性的评估,反推植被
恢复状况对于滑坡稳定性的影响[80]。 河岸稳定性
研究河滨森林植被恢复状况[81]。
2.4.2摇 技术思路
灾后生态恢复评价技术路线见图 1 所示,主要
包括 7 大流程:淤对灾害生态环境影响进行全面回
顾,分析影响范围、程度,明确灾后生态恢复评估范
围和侧重点。 于选择灾后生态恢复评价参考标准。
既可以选择灾前参照,也可以选择相同自然条件背
景下参照系,也可以自定义理想中的恢复标准。 盂
筛选生态恢复评价指标体系,指标必须能同时描述
受灾生态系统和参照生态系统。 榆明确指标体系参
数获取方法,通过遥感解译、地面样方调查、采样实
验室分析获取所需要的数据。 虞建立生态恢复评估
模型。 从以上所归纳的生态恢复评价方法中筛选、
整合,建立适用于灾区实际情况的生态恢复评估模
型。 愚将参数导入评估模型获取灾前、灾后生态评
估综合指数,通过划定生态恢复阈值,判断灾后生态
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恢复程度。 舆根据恢复效果的好坏,制定灾区未来
的生态恢复措施和发展战略,并提出灾区生态风险
防治措施等。
图 1摇 灾后生态恢复评价技术流程
Fig.1摇 Technical process of post鄄disaster ecological restoration assessment
3摇 灾后生态恢复评价研究展望
3.1摇 存在的问题
3.1.1摇 灾后生态恢复效应评价指标针对性和系统性
不高
国际生态恢复协会虽提出了退化生态系统恢复
的 9大属性,但对属性的定义比较模糊,导致生态恢
复评价在指标选择上存在较大的差异性。 如在属性
3中,如何定义对生态系统长期稳定起重要作用的功
能群体,在属性 8 中如何定义生态系统对干扰的恢
复力,不同的研究者有不同的理解,在用指标去衡量
这些定义时更是千差万别。 同时可以看到,同类型
的灾害以及同类型生态系统恢复的特征具有相似
性,应建立统一的生态恢复评估体系,但目前这方面
的研究工作还比较缺乏,导致灾后生态恢复评价的
标准化和业务化程度不高。
3.1.2摇 灾后生态恢复评价标准具有单一性,不能保
证评价结果的准确性
目前灾后生态恢复参考标准有 3 种,一是灾前
生态系统、二是相同背景下的未受灾生态系统、三是
研究者自定义的生态恢复标准。 从表 2 所采用的指
标可以看出,目前研究者往往只选择单一标准来评
价生态系统的恢复状况。 单个恢复评价标准的建立
有可能因为数据获取精度不高,或是因为地面调查
的误差导致评价结果的错误。 在这种情况下有必要
建立多元的恢复评价标准,从不同的侧面反应生态
恢复的总体效果,多个标准之间可以相互对比,相互
支持,从而最大限度的提高评价结果的准确性。
3.1.3摇 缺乏灾后生态系统恢复评价应用性研究
生态系统恢复评价的目的除了掌握灾后生态系
统当前的演替情况外,还要为灾区后续恢复计划的
制定、恢复措施的选择提供决策依据,也要为灾区生
态安全提供预警。 但目前大多数的生态恢复评价研
究只是展示恢复结果,而没有对灾区后续发展提供
指导和建议,这就大大降低了灾后生态恢复评价的
科学意义。
3.2摇 生态恢复评价未来发展方向
针对灾后生态恢复研究存在的主要问题,该文
认为应该加强以下几个方面的研究,促进灾后生态
恢复评价理论、技术、方法的发展。
3.2.1摇 建立灾后生态恢复评估框架体系
主要包括:(1)灾后生态恢复参照系筛选标准,
明确一维参照系和多维参照系的适用情况。 (2)在
参照系的确定的前提下,确定生态恢复评价指标体
235 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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系的筛选原则,最大程度的体现参照系的基本属性。
(3)生态恢复评估方法的选择原则。 在不同的灾害
类型下,哪种方法最大程度体现评估结果的客观性
和准确性。
3.2.2摇 建立分门别类的灾后生态恢复评估指标体系
在分析森林火灾、地震及地质灾害、旱灾、飓风
等灾害对生态环境影响基本特征的基础上,建立不
同类型灾害、不同类型退化生态系统灾后生态恢复
评估指标体系,进一步提高灾后生态恢复评估标准
化程度。
3.2.3摇 建立灾后生态恢复标准阈值
标准阈值包括时间阈值和恢复阈值两个方面,
即与参照系相比,在多大时间尺度下,评价指标达到
什么程度表明退化生态系统正在恢复。 阈值的确定
是生态恢复评估的一大难点,但确是生态恢复评估
的关键,应加强这方面的研究。
3.2.4摇 建立生态恢复评价应用和指导工作机制
加强不同恢复措施下,包括自然恢复、工程修
复、人工造林、外来种引进等情况下生态恢复效果差
异性研究,为受灾生态系统类型后续生态修复方案
的选择提供理论支撑。 同时加强灾后生态风险研
究,为灾区进一步减灾、防灾建立预警机制。
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635 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
学术尧科研动态及开放实验室介绍等遥
叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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标准刊号院陨杂杂晕 员园园园鄄园怨猿猿摇 摇 悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝
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通讯地址院 员园园园愿缘 北京海淀区双清路 员愿号摇 电摇 摇 话院 渊园员园冤远圆怨源员园怨怨曰 远圆愿源猿猿远圆
耘鄄皂葬蚤造院 泽澡藻灶早贼葬蚤曾怎藻遭葬燥岳 则糟藻藻泽援葬糟援糟灶摇 网摇 摇 址院 憎憎憎援藻糟燥造燥早蚤糟葬援糟灶
编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报渊杂匀耘晕郧栽粤陨摇 载哉耘月粤韵冤渊半月刊摇 员怨愿员年 猿月创刊冤
第 猿源卷摇 第 猿期摇 渊圆园员源年 圆月冤
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编摇 摇 辑摇 叶生态学报曳编辑部
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