恢复生态系统的主要方法十篇

时间:2024-01-10 17:56:46

恢复生态系统的主要方法

恢复生态系统的主要方法篇1

此外,基于恢复力的管理常被看作应对气候变化对生态系统负面影响的重要途径[9];比如,英国的未来森林倡议(FFEI)的核心主题就是根据气候变化而调整森林管理框架以维持或提供生态系统恢复力[6]。恢复力的概念提供了理解生态系统如何响应局地或区域干扰和大尺度气候变化扰动的理论框架,已被应用于引导受人类活动影响而退化的生态系统的恢复;维持和提高生态系统恢复力的管理日益被看做一种实现生态、社会和经济可持续目标的方式[6]。

恢复力在政策和管理等中的价值已广为接受和认可,但其研究仍停留在概念研究层面上,鲜有学者提供可操作的量化方法[2];经过30多年的争论,生态学家对如何量化恢复力甚至如何定义这一概念仍未达成共识。生态系统恢复力的概念起源于生态学领域,之后不同领域的研究者根据应用需要对其做出不同解释,甚至出现对恢复力这一概念的滥用,使恢复力逐渐变成一个空洞时髦术语[10]。虽然生态学家已经认识到理解生态系统恢复力的机制和生态过程对生态系统管理的重要性[6,11-14],但对恢复力的结构化理解的研究远未企及[15]。

另外,恢复力诊断提出了将社会系统与自然系统耦合作为一个复杂的、不断适应的整体系统来理解的思路[16-17],只有通过对恢复力定量评估,才能遴选出恢复力变化的主要驱动因子,开展生态系统恢复力变化驱动机理研究从而为生态系统管理提供科学依据,而如何界定以及量化生态系统恢复力已成为相关研究领域的重要步骤和切入点[18]。本文回顾了恢复力概念的发展,对其属性和内涵进行了总结,并论述了恢复力研究的理论基础和目前的量化方法;在此基础上,本文对目前研究中已经发现的恢复力影响因素进行了总结,最后对恢复力研究的可能研究方向进行了展望。

1 恢复力概念及分类

恢复力(Resilience)源自拉丁文Resilio,即跳回的动作,20世纪70年代后引申为承受压力的系统恢复和回到初始状态的能力。Holling首次把“恢复力”的概念引入到生态学领域,以帮助理解可观测的生态系统中的非线性动态[19]。在其经典著作中Holling将恢复力定义为系统吸收状态变量、驱动变量和参数的变化并继续存在的能力[19];在这一定义中,恢复力是系统的属性,而系统继续存在或灭绝是结果。到80年代,Pimm提出不同的观点,将恢复力定义为系统在遭受扰动后恢复到原有稳定态的速度[20]。之后生态学界围绕生态系统恢复力展开了激烈讨论,提出大量不同的观点和多个与生态恢复力相关的概念,如生态系统的稳定性、持续性、抵抗力和适应力等[21]。目前,恢复力这一概念已被广泛应用于多学科中,其概念和内涵得到了不断地丰富和完善。但生态学家经过了30多年的争论依然没有对如何定义恢复力达成共识[22-24]。在生态学文献中能够找到很多不同的恢复力定义,例如,恢复力是指一个系统经历干扰并依然保持其原有状态的功能和控制能力[25];恢复力是系统吸收周期性干扰(如飓风或洪水)的能力[26]。对恢复力的不同解释容易导致对这一概念的混淆,所以界定清晰和可测定的恢复力定义已成当务之急。

虽然不同学者提出的恢复力概念不同,但多数基于适应性理论,基于生态系统受到干扰后将恢复到原来稳定状态的假设[27]。一个有恢复活力的生态系统能够承受冲击,能够自我重建。目前,国际上比较认同的生态系统恢复力概念为:恢复力是生态系统受到扰动后恢复到稳定状态的能力,包括维持其重要特征,如生物组成、结构、生态系统功能和过程速率的能力[1,19]。根据对稳定状态的不同界定,目前恢复力的定义可归纳为工程恢复力(engineering resilience)和生态恢复力(ecological resilience)两种观点[19,28-34]。

工程恢复力基于单一稳定状态假设,假设系统仅有一个“最优”的平衡稳态,当系统出现其他非稳定状态时,就应采取措施使系统恢复到平衡稳定状态。工程恢复力强调效率、恒定,强调预见性和功能有效性的维护,是把安全保障的工程性要求作为研究对象所有特性的核心。工程恢复力借鉴了演绎模式的数理思维及工程学原理。这一观点较为传统,是目前恢复力研究的主流观点。

生态恢复力基于存在多个稳定状态的假设,生态恢复力关注的不是恢复到单一稳定状态的时间或能力,而是诸多稳定状态间的转换。生态恢复力参考了归纳法的思想,注重系统的持久性及其功能的延续性,关注系统状态变量发生相互关系转化的临界点,其定义是指一个系统在达到状态转换阈值之前吸收或抵抗干扰的能力[28],即系统在保持自身结构不变的前提下,通过调整系统的行为控制参数及程序,能够吸纳或抵抗的扰动量[19,30]。这一观 点与Grimm等以及Carpenter等人的定义的抵抗力或恢复力的概念相近[31,32]。之后研究者开始尝试描述多种生态系统的多重稳定状态及其转换,越来越多的文献记录了一系列生态系统的稳定状态之间的转换,以系统稳定域的边界特性为主要研究内容的生态恢复力开始得到更广泛的关注。

此外,工程恢复力和生态恢复力的差异源于其看待系统稳定性的视角不同[10],两类观点都有一定程度的合理性与适用领域;生态恢复力基于多种稳定状态,工程恢复力注重某个单一稳态,所以两者是相关联的;过去40多年的研究已经解决了生态系统是否存在多种稳定状态,以及如果存在多种稳定状态什么因素影响不同稳定状态之间的转化的问题[28,35],但如何将适用于单一稳定状态的工程恢复力和强调多种稳定状态的生态恢复力结合起来,进一步加强对恢复力的整体认识与科学量测仍依然有待深入。

2 恢复力属性与特征

20世纪70年代以来,相关领域学者在探讨生态系统恢复力概念的同时,也有部分学者开始关注恢复力的属性和特征。Klein等以沿海大城市中与气候相关的气象灾害为例探索了沿海大城市针对自然灾害的恢复力特征,将海岸带的复杂系统恢复力分为自然恢复力、生态恢复力和社会经济恢复力3个部分。

3 恢复力的理论基础

恢复力是生态系统从各种环境胁迫和干扰中恢复的绝对能力的一个功能,但恢复力是有限度的,不是所有的生态系统受到干扰之后都能恢复到原有的状态。从物质系统演化的角度来看,在严格意义上生态系统状态转化是不可逆的,恢复力很强的生态系统在受到外界干扰后也会发生改变,无法完全恢复到受干扰前的状态[39]。在受到干扰后,生态系统具有自组织的能力,通过自组织恢复到原来的状态或进入其他状态。受到干扰的生态系统在很多情况下可能表现出工程恢复力或动态稳定[43],但是如果外来干扰超过某一阈值,任何生态系统的相对稳定状态都会遭到破坏而进入另一不同的状态;另外,生态系统原有状态下恢复力的丧失导致生态系统状态的转化,常转入不理想和不可逆的状态。生态系统转入其他状态后其恢复力可能增强也可能减弱,但往往不能提供其原有水平的生态系统产品和服务,所以生态系统恢复力并不一定是越高越好[1,39];而研究恢复力的目标就是希望使生态系统朝着对人类有利的方向运行[39],所以在研究中必须注意恢复力估计是基于综合的恢复力分析之上,包括对具体的干扰域的识别和对需要的生态系统服务的社会选择[23],即恢复力应该是生态系统在某一状态下的恢复力。

3.1“杯球”模型

生态系统状态变化的“杯球”模型经常被用于描述恢复力概念和强调不同类型恢复力区别[28]。该模型描述生态系统怎样转入不同的状态或“引力域”,其中“杯”代表生态系统“引力域”,“球”代表生态系统状态,“球”在“杯”中的一系列可能位置分别代表生态系统结构的变异性程度(比如森林生态系统林分年龄结构变化,森林斑块大小),单向箭头表示外界对系统的扰动(图1)。较小的干扰会让“球”被迫离开“杯”底移动到“杯”内某一位置,但最终“球”会回到杯底。根据“杯球”模型理论,工程恢复力可以认为是“杯”的形状特征,即杯子边缘的坡度。工程恢复力被定义为“球”回到“杯”底的速度,也被称为生态系统弹性或恢复时间,其测量指标是系统再次回复到平衡稳态(“杯”底)所需的时间[44]。生态恢复力假设存在多个引力域,在引力域形状发生变化的情况下,或外来干扰导致系统变化超过某一阈值的情况下,系统将发生引力域改变,从而进入新的生态系统状态;比如,重复出现的火灾、干旱等外来干扰会引起森林生态系统转变为草原生态系统[45]。生态恢复力被定义为引力域的宽度,即系统在进入另一个引力域的临界状态前所能承受的扰动总量。这两种恢复力概念,假设恢复力是体系的静态属性,即一旦定义,杯子的形状在时间上是固定不变的。但近期也有研究表明引力域是动态和多变的[28]。

3.2 适应性循环模型

生态系统动态适应性循环模型是另一个描述生态系统恢复力的概念模型[27]。以Holling为首的“恢复力联盟”主张运用适应性循环理论解释和分析社会生态领域的恢复力[19,46]。适应性循环理论认为生态系统按照如下4个特征阶段演替:崩溃或释放阶段(Ω)、更新与重组阶段(α)、快速生长及开发阶段(r)、保护阶段(K)(图2)。崩溃或释放阶段(Ω)是系统快速崩溃的动态时期,受巨大且不可预料的干扰的影响,某些重要的生态系统属性如组成、结构、功能在这一阶段发生改 变甚至丧失,并且资源变得较易获得。资源的突然出现帮助系统进入了重组阶段(α),也为大量新生事物的出现创造了条件,这些新的种群和物种的出现是高度不确定的,如果它们能侵入并适应干扰之后的环境,就能最终定居下来并成为重组系统的组成部分。释放阶段和重组阶段的持续时间较短,但是系统的重大变化往往发生于这两个阶段,之后其组成、结构等趋于相对稳定,进入另一引力域的新轨道,从而转入生长阶段(r),进入另一轮适应性循环。经过长时间的资源累积和转变,系统由生长阶段进入保护阶段(K),生态系统沿着相对缓慢和可预测的路径演替[6],该阶段出现新生事物的概率急剧下降,但是系统变得更为复杂和稳定。在整个适应性循环中恢复力变化始终贯穿其中,恢复力随着各阶段的替换表现出不同的水平[27,39]。新的适应性循环代表了生态系统恢复力的丧失和生态系统向另一引力域的移动,即生态系统状态的转化。初始状态的细微差别可能导致生态系统发展方向的巨大差异,导致多种从快速生长及开发阶段(r)到保护阶段(K)的演替路径[47],导致生态系统发展的不同步进而产生一系列的生态系统结构的时空差异性。而结构上的多样性对恢复力亦有重要影响,影响到生态系统应对后期干扰的恢复或重组能力[6,8]。

图1 “杯球”模型

Fig.1 “Cup and ball”model

图2 适应性循环

Fig.2 Adaptive cycle

目前这两种模型已被广泛应用于恢复力的解释,但两者仍然存在一些不足。根据“杯球”模型,可以看出生态恢复力实际上就是生态系统发生状态转化的阈值条件,而生态系统状态转化存在很多阈值条件,对其逐一研究显然是不可能的。适应性循环理论在一定程度上阐明了恢复力的形成机制,但借助这一理论对恢复力进行定量测量依然非常困难。在这一模型中生态系统状态由一系列稳定域的界限分开,与“杯球”模型中的生态恢复力类似,但确定这些稳定域边界阈值是非常困难的;此外,根据适应性循环理论,测量恢复力需要测定系统目前状态与阈值(或界限)的距离,前者相对容易一些,而后者目前还几乎不可能完成。

4 恢复力的测量

由于生态系统的多稳态机制,任何外部干扰都可能导致系统状态发生突变而进入管理者不希望的状态,只有通过定量评估才能提取出恢复力的主要影响因子从而为生态系统管理提供依据[49],所以目前急需对恢复力进行定量研究。国内外的生态学家、经济学家和灾害学家都在尝试将恢复力进行量化研究,目前国内外学者已经使用的生态系统恢复力研究方法主要包括阈值方法,替代指标法和实验方法。其中,阈值方法在相关文献中应用最为广泛,一般是用系统面临压力时维持结构和功能的能力来测量恢复力[32,50]。阈值方法一般要求助于计算机模型的帮助,如CENTURY模型和GAP模型[51],通过这些模型可以估算出生态系统某些关键指标从胁迫状态恢复到稳定状态的时间,即恢复时间(Tr),以及生态系统能够承受的最大胁迫(MS),即生态系统从一种状态到另一状态的临界值,恢复力可表示为MS,Tr或MS/Tr[52]。其中,工程恢复力测量指标是系统远离稳定状态的距离或恢复的速率[53],按照工程恢复力的定义,生态系统的恢复力越大,其在干扰之后恢复到稳定状态的时间越短,所以工程恢复力可用1/Tr测量[54]。生态恢复力则是用生态系统在发生状态转化之前能吸收的最大干扰的强度MS测量[28]。Bennett等对这种早期的阈值途径进行了进一步发展,把时间以及生态阈值是动态或固定的这一考量引入了阈值量测[13]。

阈值方法必须满足2个假设条件,即生态系统必须表现出替代性稳定状态和能识别关键的控制变量,但这两个假设本身都有缺陷。①假设是生态系统能在被生态阈值分开的不同稳定状态之间非线性地转化,这对多数类型生态系统是成立的[40,46],但并不是所有生态系统都如此[55],阈值方法仅适用于被不利环境控制的生态系统,不考虑系统内部或外部的竞争导致的生态系统变化;②假设可以通过分析少数关键变量来理解生态系统动态。并根据关键变量在时间和空间上的周转速率,划分为快变量和慢变量[17]。但这一方法因为依赖模型中的变量和参数的假设而受限制[56],这里的一个重要而矛盾的假设就是慢变量被认为控制着整个系统,决定着系统在稳定域中的位置[46],慢变量值被认为是与恢复力最相关的因子[57]。另外,该方法忽略了有机体的个体变异性[31]。

由于生态系统恢复力受诸多因素的影响,需要测定生态系统每个稳定状态的阈值,对其进行直接测量是比较困难的,但可以间接推断[32]。推断方法之一是在系统中找出与恢复力相关并且可以测定的属性,从中选取恢复力的替代因子作为替代物(surrogate)[17,23]。恢复力替代物的甄选涉及恢复力机理的概念[23],例如生态冗余、响应多样性或生态存储[58]。选取替代物应首先建立模型,然后参照模型和具体系统属性逐一筛选。Bennett等[13]展示了一种利用简单系统模型在案例研究中识别恢复力替代物的方法,通过发展系统模型,建立了识别恢复力替代物的4个步骤:问题界定、反馈过程辨识、系统模型设计、恢复力替代物识别;该研究为恢复力的定量测度提供了经验。此外,高江波等在明确生态系统恢复力基本定义及其影响因子性质的基础上,选择物种多样性、群落覆盖度以及群落生物量对青藏铁路穿越区生态系统恢复力进行定量评估[5]。

实验方法主要通过人为控制生态系统的外界干扰条件,分析生态系统的恢复过程从而研究恢复力。例如,Whiford等在新墨西哥西南半干旱草原地区进行了野外实验以验证受胁迫的生态系统的恢复力较低这一假说。他们在一口深井附近,通过控制放牧和牲畜践踏等干扰,设计了不同压力梯度,分析了几次干旱情景下,草原恢复状况与距井距离之间呈正相关关系,距井远的草原受干扰小,恢复速度快[59]。Slocum等在一个盐沼中尝试利用实验性干扰来评估恢复力[60]。他们通过控制已知胁迫的沉淀物沉积的梯度,施加不同强度的干扰,发现植被的恢复力与沉淀物沉积呈强正相关影响。在毁灭性干扰之后,没有沉积物沉淀的样地的植被不能恢复过来;而在有中等或大量沉积物沉淀的样地,其植被得到迅速恢复;在非毁灭性干扰之后,所有样地的植被都能够恢复原状,其植被恢复速率和沉积物沉淀程度之间亦呈相关关系。他们的研究表明生态系统恢复能 力可以作为描述生态系统状态的生物指标,帮助进一步加深对生态系统结构和功能的理解。

综上所述,目前的不同恢复力测量方法均存在着诸多限制。阈值方法受限于其前提假设以及对计算机模型的依赖,适用范围有限,使该方法没有得到进一步发展。替代指标法提出时间不长,目前还处于探索阶段,其可行性和替代指标甄选的合理性都依然有待探讨,但这一方法确实为定量测量恢复力提供了新思路。实验方法受实际条件限制很难推广,而且生态系统组成与过程复杂多样,其可重复性不高。

5 恢复力影响因素

20世纪末以来,大量学者探究了生态系统恢复力的影响因素,并积累了较多的区域案例。但整体而言,目前对生态系统恢复力影响因素的理解依然有限,缺少一致的观点和表征生态系统恢复力的指标体系[61],而已有文献中的恢复力指标没得到充分利用[32]。目前文献中已有的生态恢复力的影响因素及其影响恢复力的机制可归纳如下。

5.1 生物多样性

恢复力是基因多样性、物种多样性、群落或生态系统多样性在不同尺度赋予生态系统自然属性,而生物多样性则是生态系统存在和发展基础[28]。生态系统停留在稳定范围之内的能力与使系统转入另一状态的缓慢变化有关。Folke等研究表明生物多样性是导致这些缓慢变化的变量之一,主要通过具有主导优势的生物起作用[40]。目前的共识是生物多样性能够扩散风险并使生态系统在受到干扰后重组成为可能,在生态系统恢复稳定状态的过程中起到至关重要的作用[62]。但生物多样性在生态系统恢复过程中的作用方向依然存在大量的持续争议[6]。随着生物多样性的增加,一些研究表明恢复力增长呈正相关关系[63],其他研究表明随着生物多样性的提高,恢复力的增长逐渐趋缓,其增长曲线逐渐逼近某条渐进线[64],而也有研究表明随着生物多样性的增加,恢复力并没有增长[65]。

尽管如此,目前多数学者已经认可了生物多样性对生态系统恢复力的影响,并认为生物多样性通过生物的功能冗余和响应多样性来影响生态系统的恢复能力[66,67]。但生物的功能冗余或响应多样性不能独立地影响生态系统恢复力,进行恢复力评价时必须分析两者的综合影响。

生态系统内部存在多种物种组合,具有类似功能(比如授粉,生产或分解)的物种的组合即为一个功能群,功能群能够为生态系统提供一定水平的冗余,亦即生物的功能冗余[68-69]。生态系统对干扰的反应依赖于干扰的特征以及生态系统本身的功能冗余,多组分的复杂生态系统中,不同组分对于同一类干扰的反应是不同的,同一组分对于不同干扰的反应也是不同的[20]。生态系统在面临环境变化时保持恢复力的能力与物种内个体应对挑战的能力和同一功能群内其他物种在变化的条件下增加其功能的可能性有关。功能群的存在对生态系统功能和恢复力至关重要,这些物种的丧失对生态系统恢复力有明显的消极影响[67]。生态系统内存在多种形式的功能冗余[68],功能冗余的作用有以下3个特点:①在面临物种丧失时,功能冗余通过维持生产力的方式提供恢复力;②功能冗余能赋予系统对疾病和害虫影响的恢复力或抵抗力[70];③功能冗余能赋予系统对物种丧失,疾病和害虫反应的恢复力,但这并不能弥补其他生态系统服务和产品损失。在没有功能冗余存在的情况下,功能群物种丧失对生态系统的消极影响能达到使生态系统崩溃的程度[71]。

功能群的多样性有助于维持生态系统结构和功能的恢复力。

5.2 生态存储

生物多样性意味着可持续的生态系统包含着多种功能群,每个功能群都有许多可替代的同功能物种,功能组内物种、物种间及其与环境之间的动态作用、受到干扰后可能进行重组的结构组合被称为系统的“生态存储”(ecological memory)[28]。生态存储是生态恢复力的关键成分,其存在意味着生态系统的历史遗产将影响其现在和未来状态[6];生态系统应对环境变化的恢复力是由其生物和生态资源决定的[1],不论是自然生态系统还是人工生态系统,保持生态存储是至关重要的。生态存储可分为内部存储和外部存储两部分,随着干扰强度和生态系统结构的不同,两者的相对重要性也不同[74],但生态系统进行重组既需要出现在目标区内的内部存储也需要出现在干扰区外的外部存储[28]。

内部存储由可以作为更新中心并允许各物种定居的各种生物学结构(如过火迹地和枯立木)组成,其中的一个重要组成部分就是“生态遗产”,即在干扰事件中幸存的有机体和有机结构[75];外部存储为受干扰斑块提供物种来源和支持,包括先锋物种在内的有机体能够从很远的距离传播到受干扰地区并定居下来[75]。生态系统在受到干扰之后,多数都有有机体幸存,虽然并不是所有的幸存者都能够持续存在,但很多确实继续存在。

要评价生态系统恢复能力,首先需要了解其内部存储与外部存储的种类、数量、分布以及它们可能起到的作用。生态系统面积对生态系统恢复力有很大影响。比如,森林生态系统恢复力受到森林生态系统的空间大小和周边景观的状况和特征等影响,一般而言,森林生态系统越大,破碎度越小,其恢复力越大[1]。Pickett等认为自然保护区设计应基于“最小动态面积”,即具有应对干扰,能够自我恢复,维持其内部重新趋于稳定功能最小面积[76]。随着空间面积的逐渐缩小,快速重组的内部存储会变得滞后与不足,它们会逐渐依赖于周围景观的斑块,即外部存储。在破碎化程度高和集约经营的景观中,外部存储更少,使重组的时间变得更长,说明恢复力下 降,生态系统发生突变的可能性增加。

内部存储和外部存储所关注的分别是斑块内和斑块间不同的动态生态过程[74]。在斑块内,主要生态过程可以被看做是“集结规则”[77],如促进更新,竞争和营养相互作用,它们决定了哪些物种在干扰过后快速繁衍。斑块间,主要生态过程是定居物种在景观斑块间的散播;Loreau等注意到地区物种丰度的重要性,外来物种迁入能提高生态系统对变化的适应性[78],导致生态系统发生基型和表现型的反应,适应性的累积使系统的恢复力提高成为可能。在后一种情况下那些影响物种迁入的因素,如到种源的距离、物种的生活史策略等对于一个斑块的重组方式是至关重要[74]。例如,早期演替阶段与晚期演替阶段的物种有截然不同的扩散方法;而且有研究表明部分植物的种子是受限散播的[79],系统连接度(内部物种直接的连接)的提高能增加系统的抵抗力,但会降低系统的恢复力[80]。

5.3 生境条件

生态演替受当地生境条件和景观背景的强烈影响[81]。例如,受干扰区具有空间异质性,在很多存活有机体聚集或微观生境特别好(比如水热条件适宜的地区)的地方恢复最快[75]。另外,局地水平上的恢复力依靠整个区域维持水分存储和养分循环的能力,所有这些属性受到土壤流失和生态系统结构变化的威胁,所以对变化有物理抵抗力的土壤对提高恢复力具有重要作用[82]。此外,恢复力的丧失可能是由功能群的丧失和环境变化引起的,一般认为受胁迫生态系统比不受胁迫生态系统恢复力更小。干扰能改变局地的物种组成和丰富度[83],而多重干扰的复合效应更加需要加以关注[6]。如果生态系统不能在干扰发生之间得到恢复,恢复力将会因为生态存储(如种子库)的丧失而削弱[50]。干扰对生态系统恢复力的影响主要受干扰频率和干扰范围两方面影响[20]。如果干扰频度小于恢复时间,并且干扰发生在小范围内,则生态系统容易恢复;如果干扰频度大于恢复时间,而且干扰范围较大,则生态系统不容易恢复[84]。

5.4 气候

气候主要是通过中长期的温度、辐射和湿度影响光合作用和呼吸作用速率以及其他植物生理过程[85]。在热量和辐射状况足够支持植物生长的条件下,光合作用速率与水分可获得性成比例。而保持湿度恒定,呼吸分解速率和温度成比例,一般地温度每上升一摄氏度,生物化学过程速率将增加一倍。气候和天气状态也直接影响着生态系统的短期过程,比物种迁徙[27]。

另外水分还是生态系统类型的主要决定因素之一。多数证据表明热带森林生态系统对气候变化没有很强的恢复活力,尤其是应对降水减少和干旱增加的恢复能力相对较弱[86]。而全球气候变化导致气温升高,改变太阳辐射和降水条件,当气候条件变化超出生物所能够承受的范围时,将导致生态系统发生剧烈变化[87]。

5.5 人类活动

人类是生态系统的自然组成部分这一说法一直存在争议[88],但是人类活动确实改变了生态系统恢复力,人类干扰的累积效应对生态系统结构和动态具有深远影响。人类活动引起的生态系统急剧变化的例子包括半干旱牧草地的木本植物入侵[89],湖泊富营养化[31]等。Strickland等借鉴由恢复力联盟提出的恢复力评价方法调查研究了保护区旅游对当地群落的影响[90]。人类活动对森林生态系统的主要影响包括森林面积的减少、生境破碎化、土壤退化、生物量和相关的碳汇耗竭、物种丧失、物种引入及其级联效应,比如火灾风险增加等[91]。一般地原生森林比次生森林相比更富有恢复力,比如Sakai等研究表明过火和森林管理通过生境破碎化、退化和水分情况变化等降低了森林抵抗入侵的能力和恢复力[92]。

5.6 生产力

生产力对恢复力影响目前依然存在争论[64]。一些研究者试图用数学分析的方法定义恢复力和初级生产力之间的关系[33]。Moore等的模型分析发现生态系统恢复力与生产力呈正相关关系,这一结论被称为“恢复力-生产力假说”,假说表明在一定的干扰下,高生产力的系统比低生产力的系统恢复的好,即生产力越高的生态系统,越富有恢复活力,在扰动中恢复的更快[93]。而Stone等的研究结果表明恢复力与生产力的关系并不是简单的线性关系,很大程度上依赖于生态系统的内在非线性和非稳定状态特征[64]。此外,其他文献中已经报道的数值模型[33]都没显示出任何稳定性(恢复力)与生产力之间的一般性关系,未发现任何“恢复力-生产力假说”的证据。

总之,目前对影响恢复力的因素的理解非常有限而且充满争议。对哪些因素影响恢复力以及这些因素如何影响恢复力目前都没有公认的结论,虽然生物多样性的重要性得到了认同,但其对恢复力的影响也充满争议。冗余理论为解释生物多样性对恢复力的影响提供了可能,不同生物在生态系统中的功能作用和重要性等是不同的,而传统的生物多样性指数的研究方法在这些方面已不适用。生态存储为解释恢复力的产生机制提供了可能,但生态存储的具体组成部分以及如何对其定量计算依然有待深入研究;对生态存储与生物多样性的关系、两者作用的尺度等研究也相对较少。对于生境条件、气候和人类活动等的作用,目前依然很少对其进行定量研究;而对生产力与恢复力的关系,“恢复力—生产力假说”并未得到广泛认为,实际上生产力和恢复力都是生态系统的属性,两者都受到某些相同的生态系统属性(如生物多样性)的影响,两者之间应该存在比线性关系更为复杂的联系。

6 讨论与展望

恢复力这一概念在经济政策和环境管理方面的价值已为大家所接受和认可,但恢复力研究仍滞留于概念的争议及案例分析的层面,生态系统恢复力研究尚缺乏科学统一和可操作的定义,且多为理论性分析,定量测度相对较少,有很多问题依然待深入研究,比如尺度问题,生态系统状态界定问题以及恢复力评价的定量问题等。

6.1 尺度问题

尺度是复杂系统科学和恢复力理论的重要贡献之一,跨尺度的生态过程交互作用对生态系统恢复力的维持非常重要。目前恢复力定量测量中对尺度的考虑依然不足,极少体现出生态过程的尺度性。不同生态过程发生在不同尺度上,比如微观尺度,林分尺度,流域尺度和景观尺度;此外,生态系统所遭受的干扰也具有明显的尺度性,作为生态系统对干扰的一种响应能力,恢复力也具有尺度性。恢复力研究中必须选择合适的时空尺度,以便于数据收集和结果分析;在未来的恢复力研究中可以选 择林分尺度等属性比较一致的单元作为大范围内恢复力研究的基本单元,但针对不同类型的生态系统如何选择合适的研究尺度依然有待探讨。

6.2 状态界定

恢复力研究应该基于综合分析之上,包括对人类社会需要的生态系统服务的选择和生态系统在某一状态下所受干扰的分析。生态系统恢复力研究必须考虑生态系统所受到的干扰,因为生态系统如果遭遇毁灭性打击而完全崩溃,在理论上就没有恢复的可能性;对这种毁灭性打击的定量化是探讨恢复力的前提条件,但目前缺乏相关研究。此外,多数生态系统存在不同的潜在状态,不同状态下生态系统提供服务的能力不同,其恢复力也相应不同;而研究恢复力的最终目标是为生态系统管理提供参考信息,以期使生态系统朝着能够提供人类所需生态系统服务的方向发展,所以未来的恢复力研究需要考虑生态系统状态以及不同状态下提供的生态系统服务,以便更好地为生态系统管理服务。

恢复生态系统的主要方法篇2

1引言 恢复生态学(RestorationEcology)作为应用生态学的一个分支学科,是工程技术、生物技术与管理措施的优化结合产物。经过几十年的发展,已成为研究和解决当前环境问题的热点领域,并在实践和应用中取得了长足的发展。恢复生态学的内涵应如何确立,恢复生态学中保护与修复的关系,如何保护,是本文研究的问题。 2恢复生态学的定义及内涵 hu 2.1恢复生态学的定义 生态恢复是由Leppold于1935年倡导的,恢复生态学这一名称最早是Aber和Jordan两位英国学者于1985年提出的。按照美国生态恢复学会(SocietyforEcologicalRestoration)的定义,生态恢复是帮助生态整体恢复和管理的过程,生态整体包括生物多样性、生态过程和结构、区域、历史的环境以及可持续的耕作实践等的临界变异范围。国际生态恢复协会(SERI)对生态恢复的最新定义为:帮助退化、受损或破坏的生态系统恢复的过程。Dobson等将恢复分为修复(Rehabilitation)和自然过程(Naturalprocesses)或原生演替(primarysuccession)两个层面,也就是恢复生态学中的自我设计与人为设计理论。自我设计理论认为只要有足够的时间,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。而人为设计理论认为,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。我国植被恢复实践工作者余作岳等给恢复生态学定义为“研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理的学科”。 2.2恢复生态学的内涵 单纯从恢复生态学的定义,重在生态的恢复。根据生态系统退化的不同程度和类型,可采取不同的恢复方式,通常有恢复、重建和保护三种形式。恢复、重建也可概括为生态的修复,通常恢复生态学注重研究的是生态的修护,而忽略了保护。研究生态系统退化的原因是非常重要的,仅仅帮助退化、受损或破坏的生态系统恢复,是必须的,但是被动的。解决导致退化的根源,胜于解决表现的症状。将退化生态系统的成因、退化的生态过程及其机理等生态系统退化的原因搞清,防止或减缓生态系统的退化,未雨绸缪,防范于未然,是主动的保护。将保护与修护有机结合,保护为先,保修并举,变被动为主动才是恢复生态学更深刻的内涵。 3恢复生态学中的保护 3.1保护为先,保修并举 人类在改造和利用自然的过程中,伴随着对自然环境产生的负面影响。生态系统退化的原因多种多样,有自然因素也有人为因素。如公路、城市建设、水利水电、矿山等工程建设,都会伴随着对自然环境产生的负面影响。不但影响自然景观、造成环境污染,而且还会诱发山体滑坡、泥石流、地面沉陷、水土流失等地质灾害等,威胁人们生命财产安全,造成极大经济损失。尽管工程建设对生态的破坏是必然的,需投入大量的人力财力进行生态的修护。然而,不能陷入破坏-修复简单的模式。工程建设从规划阶段到施工过程,采取主动的保护措施,保护生态少遭破坏,使生态恢复的成本降到最低。 例如高速公路切方边坡施工,不可避免的要改变自然山体。如果开挖时不采取相应的技术措施,不仅会对生态环境造成较大破坏,而且开挖后对边坡全依赖被动的支护保持边坡稳定,存在一定的安全隐患,所以高速公路边坡施工时应当运用恢复生态学原理,体现保护为先,保修并举原则。所谓的保,保护保留山体生态少受影响。边坡开挖时减少对保留边坡破坏或扰动,充分发挥边坡岩、土体的自承能力,保护其稳定性。这就要改变一些传统的施工理念,只注重边坡开挖部分而忽略保留部分,对保留部分被动防护。边坡的开挖方案确定,不仅要考虑岩石、土体的性质,还应当考虑山体的植被、水系等整体的生态系统。应采用新技术,如对石方边坡可采取预裂或光面爆破技术。 预裂爆破,是指沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成预裂缝,以减弱主爆孔爆破对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破作业。光面爆破,是指沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整的轮廓面的爆破作业。在高速公路边坡施工中,有两种观点应当纠正:一是采取预裂、光面爆破成本高,二是预裂、光面爆破只适合于坚硬完整的岩石。采取预裂、光面爆破直接成本是比普通爆破高,但可以减少超欠挖量,减少支护费用;对保留岩体的破坏影响小,有利于边坡的稳定;开挖面光洁平整,有利后期作业。因此总体衡量,采取预裂、光面爆破是经济节约的。在裂隙发育、强度不高岩体如石灰岩、红砂岩地段,采取预裂、光面爆破,尽管保留岩体上的半孔率不太高,难以达到光滑美观的边坡面,但同样可减少超欠挖量,减少支护费用。裂隙发育、强度不高岩体边坡,更容易造成滑坡、垮塌,更应注重对边坡保留岩体的保护,更应采取预裂或光面爆破技术。 开挖时对保留部分边坡的保护做好了,修护的工作量就可大大减少。根据边坡的具体情况采取针对性的防护、美化措施。边坡保留部分保护好的,可少采取或不采取防护措施,只采取绿化美化措施。例如在岩石边坡可喷混播绿化。岩面铺设铁丝、塑料网、锚固,用压力喷混机逐层喷涂混有土壤、肥料、有机质、疏松材料、保水剂、粘合剂等混合料,再喷播含草籽的混合料。 3.2合理规划,统筹兼顾 改变传统的设计理念,完善工程建设的规划评估体系,将生态保护作为一项重要的评估指标。比如公路建设道路的选线,对山体是绕为主还是以挖为主,不应单纯考虑投资大小,必须考虑生态恢复的代价,科学评估。规划实施前应根据实地情况,修改、完善,不断优化。而优化的一项重要依据就是生态恢复,我国在这方面有许多成功的实例。如广东宏大爆破股份有限公司实施的“,分散矿体深凹露天矿高强度开采关键技术研究成果”,较好的体现了生态恢复的理念。某铁矿的开采原规划两个露天矿同时开采,优化的方案改为取消两矿同时开采,采用新技术集中强化开采一个矿。先开采的采坑可作为后开采矿碴场,节约排土费用和减少占用土地面积(约500亩),为矿山开采和后期农田复垦带来极大方便。缩短了工期,减少了对周围环境的影响持续时间,有利于开采区域的生态恢复,创造了较好的经济和社会效益。工程建设的生态保护一项重要的体现就是资源的循环利用,可持续发展。近年我国注重了矿产资源的深加工,有许多成功的范例。如深圳市安托山投资发展有限公司实施的安托山片区整治工程,属普通的城市建设场地平整工程,按常规的方法将山体开挖后,将渣土外运至排土场。而他们按循环经济的理念,对开采的石料进行深加工,变成碎石,最终的产品是商品混凝土、管桩,加工时沉淀的石粉都利用,加工成路面砖,变废为宝。#p#分页标题#e# 4结语 环境保护、环境治理,是当今人类社会可持续发展必须研究的课题。生态环境的破坏,严重影响了人类的生存空间,制约了经济的可持续发展。退化的生态需要恢复,但保护才是使生态免遭或少受破坏的根本措施。加强生态保护的研究是恢复生态学的重要问题,应确立“保护为先,保修并举”的原则。

恢复生态系统的主要方法篇3

[关键词]生态系统 退化 水土保持 生态恢复

[中图分类号] X171.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-164-3

在区域经济发展过程中,如果农业生产活动施加于生态系统的压力超过其承载力,对自然资源的利用超过其恢复和更新能力,那么自然资源数量将骤然削减,资源质量下降,进而扰动区域生态系统。区域生态系统退化已成为我国严重的生态环境问题,这就需要探索退化生态系统恢复的主要途径,开展退化生态系统恢复的实践,促进退化生态系统恢复与区域经济发展的良性循环。

1退化生态系统恢复的国内经验

1.1预防生态系统退化,依法进行生态恢复

中国政府通过贯彻执行《水土保持法》、《荒漠化防治法》等法律法规,建立健全生态恢复的配套制度体系和执法监督体系。坚持预防为主的方针,强化执法监督,禁止陡坡开荒,加强对开发建设项目的资源管理,严格控制人为的生态退化。

1.2突出以天然植被封育和人工植被营造为主的生物措施

在光热、水土、海拔、坡向等立地条件适宜的地方,在一定时间内通过封育保护、禁伐、禁猎、禁牧、禁樵采,使天然植被完成自我更新演替,逐步建立稳定的生态群落。封山育林包括无林地和疏林地封育、有林地封育、灌林地封育等。一些自然条件较差的或高寒、干旱或土壤瘠薄的地方不能恢复森林,或原本就没有林木生长,那么封育工作应立足于育灌育草。同时,应适当兼顾人工植被营造的措施,以加速生境的恢复。

1.3以小流域为单元,科学规划,综合治理

制定科学的生态恢复规划,以小流域为单元,根据生态退化规律和当地实际情况,实行山水田林路综合治理,对工程措施、生物措施和农业技术措施进行优化配置。在加强人工治理的同时,进行生态恢复。实施禁牧舍饲、围栏轮牧等措施,突出自然生态的保护和培育。因害设防,形成生态退化恢复措施体系。

1.4防治与开发利用相结合,实现生态和经济社会效益的统一

在环境综合整治过程中,把生态退化防治和合理开发利用资源紧密结合起来,突出生态效益,注重经济效益,兼顾社会效益,实现三大效益的统一。通过制定优惠政策,实行租赁、承包、股份合作、拍卖“四荒”使用权等多种形式,激发各防治主体的积极性,使其在防治生态系统退化、保护生态环境的同时,取得较高的经济收益。

1.5优化农林牧产业之间及其内部结构

政府部门通过改善资源利用条件,资源优化配置,缓解人与自然资源紧张的矛盾。农村产业结构的调整包括退耕还林还草、种植业和林牧业内部结构的调整等。开展农作物之间的立体种植,实行间、套、复种。优化林种和树种结构,增加农田防护林、水土保持林比例,积极发展经济林和薪炭林。推行针阔叶树种混交、乔灌草相结合的造林模式。

1.6实行分区治理,分类指导

根据各区域的特征,采取不同的生态恢复措施。西北黄土高原区以建设稳产高产基本农田为突破口,突出沟道治理,实行退耕还林还草;东北黑土区推行保土耕作,保护和恢复植被;南方红壤丘陵区采取封禁治理,提高植被覆盖度,通过以电代柴解决农村能源问题;北方土石山区改造坡耕地,重点发展水土保持林和水源涵养林;西南石灰岩地区实行陡坡退耕,大力改造坡耕地,蓄水保土,控制石漠化;西部风沙区营造防风固沙林带,实施封育保护,防止沙漠扩展;草原区实行围栏、封育、轮牧、休牧,建设人工草场等。

2四川省宁南县退化生态系统恢复实践

2.1宁南县退化生态系统状况

四川省宁南县位于金沙江流域的凉山州东南部,是一个以汉、彝族为主的多民族的山区县。该县地处金沙江干热河谷地带,光热资源丰富,季风气候明显,干湿季分明,年均降雨970毫米,90%的降雨集中在7~10月。境内沟壑纵横,山高谷深,最高海拔3919米,最低海拔585米,生态系统退化严重。全县幅员面积1675平方公里,耕地面积1.2万公顷,其中坡耕地占60%以上。严重的水土流失和落后的生产条件,制约了全县工农业生产的发展和人民生活水平的提高。1989年,宁南县被列为国家“长治”工程重点县,首先修建水池、水窖等小型水利配套设施,以此拉动坡改梯和植树造林等其他水土保持措施,开展小流域水土流失综合治理。

宁南县生态退化的驱动力除全球环境变化以外,主要是长期人类活动的干扰。其中,自然和人为火烧以及过去几十年的商业性森林采伐是导致植被破坏的主要因素。人为干扰导致的森林群落结构变化的主要表现在森林郁闭度的下降及疏林化,同时也表现在植被覆盖度和生物量的减少,物种多样性降低,进一步增加了植被群落的脆弱性和不稳定性。国家天然林保护工程实施后,大规模的森林商业性采伐已停止。然而一些地区的自用材和薪材采伐、野生植物的采集活动等人为干扰,仍致使植被出现疏林化和片断化趋势,群落结构单调。生态系统养分和水分维持能力下降,特别是养分流失速度加快以及土壤表层结构的其它理化性状受到破坏。从而限制植被资源生长,也引发生态退化。随着山区植被和土壤的退化,生态系统保持水分和养分的能力均呈下降趋势。体现在水源涵养能力下降、水体的富营养化和地表径流的不稳定性增加等。进而导致水土流失增加、土壤侵蚀趋于严重,山地灾害增加。同时,区域生态系统提供物质生产的能力下降,调节服务和支撑服务功能退化,从而影响到区域经济发展和农牧民生活。

2.2宁南县退化生态系统恢复的综合管理措施

宁南县通过采取自然恢复、自然恢复加以人工措施,以及人工种植或引入适宜植被等措施,促进退化生态系统恢复。退化生态系统恢复的主要措施包括封山育林、封山禁牧、退耕还林、小流域综合治理、生态移民、人工培育植被替代天然植被以及开发其它替代能源(如小水电、太阳能、风能、沼气能和推广带柴炕灶)建设项目等。

2.2.1实施“坡改梯”工程,改善区域生态条件

在坡度15°~35°的退耕林地和荒坡造林地上修筑反坡梯田和窄带隔坡梯田,在15°以下的平坦地上修筑水平梯田,在35°以上的坡地上放牧。推广雨水集流窖蓄节灌,进行水资源重新配置,有效地防止了水的无效蒸发和渗失,提高了降水的利用率。

2.2.2实行山区封育,促进生态植被恢复

遵循自然环境与植被演变的特定规律,采取封山禁牧、封育轮牧、舍饲养畜等措施,充分依靠大自然的力量加快植被恢复和生态系统改善。在生态问题严重、植被恢复困难地带,如江河源头,土壤瘠薄、坡度陡、立地条件差的区域只能采用植被自然恢复模式。在生境较好的地带,采用封山育林、飞播造林、适度人工造林等多种措施,注重乔木、灌木和草本的合理配置。在树种选择上,选择抗逆性强、适应性广的乡土树种。

2.2.3利用生态恢复工程,推动经济发展

在实施生态恢复工程的过程中,许多地区采取了行之有效的措施。(1)以基地建设促进生态恢复。通过加强基本农田、坡面水系、经果林和饲草料基地等建设,变广种薄收为集约经营。(2)以圈养促进生态恢复。许多地区在生态修复项目区建立了种草养畜示范片,种植鲁麦克斯、篁竹草等优质牧草,补助农户修建圈舍、推行圈养、退耕还草、以草定畜,发展高效、集约畜牧业。(3)把产业结构调整作为促进生态修复的重要手段,一方面调整农村能源结构,推广以电代柴,以煤代柴和利用太阳能等,修建沼气池、改建节能灶。另一方面调整资源消耗结构,减少资源耗费。(4)实施生态移民,促进生态恢复。把生活在高山上、生态环境恶劣地区的农牧民和他们饲养的牲畜,迁往生产条件较好的地方进行异地安置,减少生态压力和人为破坏。

2.2.4改进制度安排,完善生态恢复政策

以现行法律法规为依据,对乱挖乱采,以及不合理利用水土资源等行为提出明确的规定。同时,制定和完善有关优惠政策,对转变生产方式、生态移民等给予支持和补偿,调动广大农牧民参与生态建设的积极性。

2.2.5强化管理,落实生态恢复责任

坚持“谁恢复,谁受益”的原则,落实生态修复的责任、义务和权利,保障群众在实施生态修复中的利益。一些山区县成立了以分管县长(或县长)为组长,水利、水保、计委、农业、林业、国土、畜牧等相关部门及所在片区负责人为成员的生态修复工程建设领导小组,项目乡(镇)也成立了相应的领导机构,明确了职责和任务。各部门发挥各自特长,相互配合,优势互补,有效地推动了生态修复工作的顺利开展。县(区)政府与各项目乡(镇)都签订了《生态恢复目标管理责任制》,将目标逐级分解,责任具体落实。县(区)政府有效协调了退耕还林、天然林保护、种草养畜、文明新村建设、沼气池建设等项目,形成了各部门通力合作共促生态自然修复的格局。积极出台相关管理办法和乡规民约,落实管护责任,限制不合理的生产建设活动。

2.3宁南县生态恢复的成效

1989年实施生态退化防治工程以来,全县完成水土流失治理面积874.8平方公里,占规划治理面积的87.6%。全县累计治理28条小流域,治理区土壤侵蚀量由治理前的159万吨下降至27万吨。生态退化防治工程建设不仅使宁南县生态环境显著改善,而且经济效益大幅度提高。治理前这里的坡耕地上只能种植玉米、花生和红苕等低价值的农作物,而通过工程治理改成的梯田种上了甘蔗、烤烟、桑树等高产农作物和亚热带水果、经济林木。坡耕地改为梯田后,可增加粮食作物产量7500公斤/公顷。在粮食稳产增产的同时,扩大了甘蔗、烤烟和蚕桑的种植面积,年增产值3万元/公顷。目前,甘蔗、蚕桑、烤烟已成为域经济的三大支柱产业。

1990年宁南县大同乡实施生态退化治理工程,二十年来,完成坡改梯8600亩,配套蓄水2500立方米以上的山平塘87口,微型蓄水池3960个,安装虹吸管29.6公里,沟渠防渗213.8公里,其中,配套田间渠163.8公里。 大同乡在营造水土保持林1.77万亩的同时,调整了产业结构,注重发展甘蔗、蚕桑、烟叶产业和亚热带水果、经济林木,发展经济林4.7万亩,栽植地埂桑870万株。全乡农业总产值由1988年的480万元上升至1870万元,取得了显著的综合效益。

宁南县大同乡银厂沟流域面积4.1平方公里,其中土地退化面积为2.83平方公里。治理前银厂沟沟床下切,沟头溯源侵蚀强烈,两岸沟坡不稳定,常有滑坡、崩塌发生,每年雨季频繁发生泥石流灾害。从1992年开始,大同乡以国家投资、省州县配套、群众投劳方式,投入该流域治理资金57.56万元。采取坡改梯,植造水土保持林,种草、封禁治理,保土耕作,修建拦沙坝,谷坊、排洪沟、排洪道等措施实施综合治理。完成坡改梯643亩,营造水土保持林664亩,封山育林2216亩,种草322亩。修建 5座拦沙坝,3座干砌石谷坊。在谷坊左右两边修建3条排洪沟(长6.32公里,流量0.23立方米/秒),在排洪沟所经过地方的坡沟下游修建排洪道(长831.7米、流量为11.20立方米),把坡面上未引完的水分,经排洪道引入黑水河,以保护和整治坡面和沟道。通过生态退化综合治理,银厂沟流域林草覆盖度由1990年的32.7%上升到61.7%,增加了土壤蓄水和抗蚀能力,减少了地表径流,每年增加土壤蓄水量57.51万立方米,减少泥沙流失1.09万吨,泥石流灾害得到有效遏制。

3退化生态系统恢复的政策建议

3.1完善退化生态系统恢复政策

退化生态系统恢复政策要有连续性和稳定性,同时需要根据形势的发展,进行修订补充或制定新的政策。例如,保护土地退化治理者合法权益的政策(如允许继承等)、生态退化严重地区生态移民政策、生态退化地区扶贫开发政策、户包治理小流域优惠政策、贫困户承包“四荒”治理优惠政策等。山区农民可根据当地实际情况,将防治生态退化的内容纳入乡规村约,以规范生态退化地区的生产建设活动。要积极推动土地产权的市场配置,利用产权价格机制遏制资源的流失和资源生产力的下降。选择优化的制度变迁路径,力求成本最小,收益最大。在不改变土地产权性质的前提下,明晰土地产权,构筑适应市场经济的土地产权制度框架, 体现产权的排他性和对资源的保护性。界定各产权主体的责、权、利关系,在保证农民权利平等、机会均等、分配合理的基础上,最大限度地提高资源利用效率。

3.2建立政府调控与市场经济相结合的运行机制

注重市场经济与政府宏观协调管理相结合,建立退化生态系统恢复运行机制。针对不同类型区,有所侧重地采取不同的生态恢复措施。对生态环境脆弱的地区,采取生态移民的措施,以减缓环境压力;对生态承载能力较低的地区,进行退耕还林、退牧还草;对生态条件相对较好的地区,进行自然资源的优化配置,实现适度规模经营,提高资源配置效率。政府在生态恢复中的作用不可替代,在山区退化生态系统恢复的投资过程中,要综合权衡,统筹安排。应稳定增加投入来源,完善多元化、多层次的投入机制。将生态恢复的外部效果内在化,推动其市场化进程。有条件的山区要争取利用外资和世界银行贷款,开展经济效益明显的生态恢复项目。对于列入国家计划的重点生态恢复工程建设项目,按照项目法人制、招标投标制、建设监理制执行。

3.3建立生态效益补偿机制

生态恢复项目必须充分考虑农户的经济效益和获益分配公平性。生态退化地区应建立一套规范的资源有偿使用与生态效益补偿机制。对大幅度改善生态环境的资源利用者进行奖励,例如奖励其一定面积的荒地,并在数年内免收缴土地使用税;使退耕户享有生态恢复成果的处置权;对破坏生态环境的资源者则实施严罚,罚款数额至少大于其替代收入。通过建立并实行生态退化地区生态效益补偿制度,合理调节生态公益经营者与社会受益者之间的利益关系。从受益区征用生态恢复费继续用于生态系统退化防治;从耕地占用费中提取一定比例,用于坡耕地水土流失治理;从水库、水电站的水费、电费中提取适当比例用于库区生态恢复,减少泥沙入库。对于经济基础薄弱的山区,生态恢复初期仍需政府实行补贴优惠政策加以扶持。

3.4建立公众与社区参与生态恢复的激励机制

退化生态系统恢复应由自上而下为主的行政运行方式转变为以自下而上为主的改进运行方式。良好的区域退化生态系统恢复不再仅仅取决于政府的权限,而更多地依赖于各种利益相关者的参与、协商和共同行动。在促进区域退化生态系统恢复目标的实现上,单独依靠政府的作用是不够的,应建立生态恢复的激励机制,推动区域相关利益方积极参与生态退化防治决策及其行动计划,使生态退化地区的政府、社区和公众之间形成良好的伙伴关系。扩大公众参与的范围,提高参与水平,使公众对退化生态系统恢复包括规划、设计等各个环节有知情权、参与权、决策权和监督权。动员农户高度关注其家庭经营、社区发展中出现的自然资源与社会经济方面的问题和制约因素,以此调动其参与生态恢复的积极性。从而使项目设计和实施机制能最大限度地适应社区和农户的现实条件,满足目标群体的需求。这也会使农民对生态恢复产生责任感,由过去单纯的被动执行者转变为社区生态环境综合整治的主体。

3.5实行生态恢复的监督管理公开公示制度

区域各级生态环境主管部门定期生态退化治理与恢复公告。每月对各地区、县审批的开发建设项目进行公示。同时加大对没有编报生态恢复方案而开工的建设项目及没有经过生态恢复设施竣工验收而投入使用的项目监督管理的力度,以提高项目综合效益,加快区域生态恢复的进程。

参考文献

[1]方一平,山区生态产业的开发与组织研究,四川科技技术出版社、新疆科学技术出版社,2003.

[2]杨定国等,长江上游生态重建与可持续发展研究,四川大学出版社,2003.

[3]水利部等,中国水土保持探索与实践,中国水利水电出版社,2005.

[4]陈国阶等,岷江上游生态建设的理论与实践,西南示范大学出版社,2006.

恢复生态系统的主要方法篇4

关键词:Oracle;断电;故障;恢复

中图分类号:TM732

数据库顾名思义就是存储数据的地方,它主要是经过Oracle公司研究的产品,其能够对数据进行保存,能够对大的数据量进行存储,方便以后的查阅,通过数据库来实现数据的存储。其数据存储的特点是经济性、高可用性、高可伸缩性以及功能的完善,其存储量非常大,但是在对其建立的数据进行增删改查的时候要经过SQL语句进行,通过SQL语句实现数据库的访问,以及数据库的数据的建立和数据表单的导入。Oracle所建立成的数据系统具有完善的处理能力,而且具有很高的安全保障机制,这使得数据在进行存储的时候其安全性,能够得到很好的保障,本文就相关的数据库的备份以及恢复进行研究,从故障的处理延伸到数据的备份和恢复,方便以后的数据库相关处理。

1 数据库的故障概述

数据库故障产生的原因很多,因此对于数据库的故障处理应该从更多的方面进行,下面将会从三个方面对数据库的故障进行分析,为故障的处理提供分析的依据。

1.1 事务故障分析

当数据库在处理相关事务的时候,由于断电的原因会造成事务处理不能够达到终点,在此过程中会发生事务的中断 ,此时就被称作为事务故障,当发生事务故障的时候,在此过程中出现的事务中断可能已经将部分数据回写到磁盘之中,因此在进行数据恢复的时候,恢复程序可以强行的恢复数据库的数据,但是不能够影响其他的事务运行,使得系统中该事务回到启动之前的状态

1.2 系统故障分析

系统故障的产生主要是由于不明确的原因造成系统中事务的中断,而产生事务的非正常终止,此时在内存中的缓存数据将会发生丢失,但是存储到数据库的数据则会得到保存,这样就会使得数据不会受到影响,当发生故障时,数据库中的事务发生中断,所存储事务结果会放在物理数据库中,为了确保数据的一致需要对数据库中的修改进行清除。

1.3 介质故障分析

介质故障的产生更多则是在系统运行的时候所发生的硬件故障比较多,使得在存储的过程中外存储的数据会发生丢失,或者是造成数据的部分丢失,当故障发生的时候,存储的磁盘上数据会遭到严重的破坏,此时需要对装入的数据引发故障的介质进行数据处理,使得前副本的数据得到恢复,并且要重新开始将事务进行提交,然后再进行数据库的录入。

2 数据恢复技术分析

在Oracle中进行数据恢复,主要是将冗余数据之下重新建立数据库中的数据,进行恢复需要注意两个比较关键性的问题,一是建立冗余数据,二是建立冗余数据进行数据库的恢复,在此过程中主要是对数据进行转储或者登录日志文件,在通常情况下要将数据库系统这两种使用方法进行探讨。

2.1 数据转储进行数据恢复

通常所说的转储主要是指将整个数据库进行转存,通过复制的方式将数据库存储到另外的磁盘或者是将整个磁盘保护起来,进行数据转储主要有两种的转储方式,一种是静态转储,另外一种是动态转储。其中所说的静态转储主要是在处理事务时进行转储的操作,但是在转储的过程中需要用户事务结束之后才能够进行,这样就会使得数据库的可用性降低;另外动态转储主要是指一种并发的发生过程,主要是用户事务以及转储操作的并发进行,在此期间可以允许数据库的修改或者是存取,动态转储能够保证副本中数据的有效性,而且它能够克服静态转储所存在的缺点。当我们进行动态转储的副本故障恢复时,要根据记录下的事务处理数据建立文件,然后根据副本上的日志将数据库恢复到比较正常的现状。

2.2 依据日志进行数据恢复

日志文件主要是用于数据库中的事务处理更新操作的文件,根据日志文件的信息可以对数据库中的故障进行解决,可以进行系统故障的分析,并且可以协助备份的副本解决故障达到恢复的目的。

3 故障恢复策略分析

在进行故障恢复的时候,首先要从事务故障、系统故障以及介质故障进行分析,前两种的故障通过系统修复自动完成,介质故障的恢复主要是重装数据库将重做已完成的事务。当进行系统故障恢复的时候,会要求将数据库的数据达到一致性,此时就要求将事务已经提交的结果要重新写入数据库之中,因此在系统重新启动的时候要对已经提交的事务进行重做,使得所有的数据恢复到一致的状态。对于动态的数据转储还需要日志的文件副本作为基准,将数据库的数据恢复到一致的状态,此时在恢复的过程中需要执行数据库的命令。其格式如下:

[RECOVER[AUTOMAllC][FROM ADRESS] 指的是将从什么地方进行恢复

[{[[STANDBYDATABASE][UNTILCANCEL 指的是终止的位置

[UNTIL TIME]时间 按时间进行恢复

[UNTIL CHANGE] 整数 按系统进行修改

[USING BACKUP CONTROLFILE] 使用备份控制文件

[TABLESPACE]表空间 指定表空间

[DATABASE ]‘文件名’ [‘文件名’]-指定数据库文件

[LOGFILE]‘文件名’ 指定进行数据恢复重做地址

[CONTINUE[DEFAULT] 默认继续 默认继续重做日志

[CANCELI] 取消 取消恢复数据库操作

[PARALLEL] 并行句子 并行操作实现恢复

通过代码的执行,对数据库中的数据进行恢复,可以将数据的恢复做到最好,以此来实现数据库中的数据管理,利用SQL语言对数据库中进行命令的操作,通过保障数据库的数据一致性来恢复数据。在进行数据库的数据保护的时候可以对其进行数据的备份处理,因为备份可以为数据的缺失问题解决提供保障。

4 总结语

随着科学技术的发展,对于数据库的管理也愈发重要,当数据管理员发现问题之后才会想起来对数据进行保护的时候,已经会造成损失,因此在进行数据库管理的时候一定要养成数据备份的习惯,还要从根本上对数据的相关恢复技能进行学习,从最基本的数据库数据恢复做起,明确故障处理的方法。

参考文献:

[1]安亚强.Oracle备份与恢复及故障研究[J].内蒙古煤炭经济,2009,(4):37-39.

[2]贾仁昌.Oracle数据库备份与恢复[J].同煤科技,2008,(1):18-19.

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[5]王国明.Oracle数据库的故障恢复机制[J].计算机时代,2011,(11):66-68.

恢复生态系统的主要方法篇5

关于恢复性司法的涵义,目前并没有一个能够让人们普遍接受的概念,但在长期的司法实践和理论研讨中,世界各国关于恢复性司法的基本理论和基本问题的认识逐渐清晰。目前学界普遍认同的恢复性司法涵义是:指运用恢复性过程或目的实现恢复性结果的任何方案。所谓恢复性结果是指通过犯罪人的道歉,赔偿以及通过犯罪人服务社区等方式,使被害人因犯罪受到的物质损害和精神损失得到补偿,修补因犯罪人犯罪造成的被害人的生活恢复常态,通过犯罪人积极而负责的态度修复被害人和社区所受到的伤害,而使被害人和社区得到谅解,重新使犯罪人融入社会。

二、恢复性司法的理论基础

恢复性司法的兴起是随着被害人诉讼地位的提升,通过对传统刑事司法的反思而确立以被害人为导向的刑事政策思潮的兴起而逐步发展起来的。西方哲学的后现论兴起于欧洲大陆,经历了激进性后现论和建设性后现论的发展过程,而恢复性司法正是随着后现论的影响而发展起来的。激进性后现论认为对传统刑事司法应该进行摧毁、解构并进行否定,采取的是一种激进的方式,而建设性后现论虽然对哲学也基本持否定态度,但并不主张对现代哲学进行摧毁似的破坏,而是对其进行批判似的反思,并进行改造,实现对现代哲学超越,采取的是一种提取精华、去其糟粕的方式。而恢复性司法正是西方后现代主义在刑事司法领域的反映。恢复性司法主张文化多元,反对单一文化,对各种文化采取的一种宽容理解的态度,反对占主流文化所确定的传统刑事司法政策,而特别注重不占主流文化对刑事司法政策的作用,认为非主流文化具有主流文化所不具有的在刑事司法方面的独特作用。恢复性司法认为传统的报应性司法是对国家利益的侵害和对法律的违反,并且存在诸多弊端。而恢复性司法改造了传统刑事司法的模式,认为被害人和犯罪人应当占主导作用,而不是国家和犯罪人占主导作用,而被害人却处于诉讼主体之外。

恢复性司法的产生另一个原因就是市民社会理念的复兴,国家与社会的良性发展使得恢复性司法得以蓬勃发展。从国家产生以来,国家与社会都处于博弈状态,当国家的权力处于主导地位时,社会必定混乱,而当社会处于主导地位时,国家的权力就处于弱势,必将导致无政府主义。而随着国家的发展,国家的权力不断膨胀,干涉居民生活的各个方面,严重干涉了居民的私有空间,进而影响着市民社会的发展。但国家与社会之间是互相影响的,随着人们福利观念的增强,国家也意识到如果建立全能主义的国家,就必须注重人的发展,进而达到国家和社会的良性关系。而国家公权力天然就具有扩张性,从而使社会依附于它,并且会使阶级对立,导致其他阶级被压制。恢复性司法正是基于这种认识而产生的,恢复性司法认为国家管理居民,应当采取一种柔性态度,不应当采取暴力态度,尽量修复由于国家权力行使所破坏的社会关系,达到国家和社会的良性互动,和谐发展。博登海默在《法理学—法哲学与法律方法》一书中指出“正义有一张普罗休斯的脸,变幻无常,随时可呈现不同形状并具有极不相同的面貌。”传统的刑事司法政策认为犯罪并不是对被害人和社区的侵害,而是对国家利益的侵害,犯罪人只要犯罪,国家便通过国家机器进行干预,对犯罪人进行惩罚,实现国家所谓的正义,对犯罪人进行报复,进而满足受害人情感需要和社会舆论。而恢复性司法认为,犯罪人通过犯罪侵害被害人的利益,使被害人物质和精神受到损害,而不是对国家利益造成侵害,犯罪人犯罪侵害的也仅仅是被害人利益和社区的正常生活状态,恢复性司法的目的就是修复这种被破坏的社会关系,并使之恢复到犯罪前的美好状态。犯罪人通过道歉、赔偿等方式,满足被害人需求,并以一种负责任的态度来对待自己的行为。恢复性司法也受到西方民主理念的影响,主张恢复性司法学者认为,传统的刑事司法模式认为犯罪是对国家的侵害,国家进而通过其国家司法机关进行干预,而被害人和被告人却被排除在司法活动之外,他们的诉求往往对审判起不了多大作用,并不可能对审判结果产生实质性影响。因而,处理犯罪问题应当把社区成员、被害人以及家庭成员、犯罪人都吸纳到犯罪的处理中来,这样才有利于犯罪问题妥善解决。

恢复生态系统的主要方法篇6

关键词:水土保持;生态修复

1 关于“生态恢复、生态修复”的理解

生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自我组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展;主要指致力于那些在自然环境突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

目前学术上用的比较多的是“生态恢复”和“生态修复”,生态恢复的称谓主要应用在欧美国家,在我国也有应用。而生态修复的叫法主要应用在日本和我国。关于“生态修复”一词,近年来也不时见诸文献报道,它和“生态恢复”一词十分相近,有时互相通用也不会有什么问题,但“修复”一词,带有修理、整治、补偿使之回归原来状态的意思,带有更强的人为措施促进的含义。为加快水土流失治理,水利部提出治水新思路,把“生态修复”概念引进水土流失治理领域,表明了人们对水土流失的治理的认识逐渐从保水保土的层次提高到了生态学层次。

在生态修复的研究和实践中,涉及的相关概念有生态恢复(Ecological Restoration)、生态修复(Ecological Rehabilitation)、生态重建(Ecological Reconstruction)、生态改建(Ecological Renewal)、生态改良(Ecological Reclamation)等。虽然在涵义上有所区别,但是都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。

2 水土保持生态修复是以生态恢复为目标的水土流失综合治理

水土保持生态修复:指在特定的土壤侵蚀地区,通过解除生态系统所承受的超负荷压力,根据生态学原理,依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用,或辅以人工调控能力的作用,使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

水土保持生态修复是独具中国特色的概念,标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、类型多、强度大,经济落后,人口众多等国情。

我国是世界上自然生态系统退化和丧失很严重的地区,土地荒漠化、沙尘暴、洪水灾害、水资源短缺等,已严重威胁我国的社会经济发展和国民福利。为此我国采取了一系列工程措施,如植树造林、自然保护区建设、退耕还林等,但总体上我国的生态环境还是相当严峻。水土流失治理的对象是水土流失区,也就是生态系统的退化区。依据恢复生态学原理,应该从满足系统的功能、结构的恢复和改善并使之能自我维持的三方面要求上来采取综合治理措施。通过水土保持生态修复,促进土壤肥力的提高、结构的改善、土地可持续利用;创造条件促进群落进展演替;采取措施加快系统物质和能量的转化等,才能使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

3 水土保持生态修复的技术方法

3.1 退化坡面生态系统生态修复

我国是一个多山的国家,山区丘陵区约占国土面积的2/3,耕地面积1.33 亿hm2,其中有坡耕地4667 万hm2,占总耕地面积的35%。在山区丘陵区,坡耕地是主要的农业生产场所。

退化坡耕地生态系统的生态修复:少施化肥,增施农家肥料;种植绿肥植物,增加固氮作物品种;轮作、套作,间种、混种;减少化学防治,增加生物防治;植等高植物篱等。退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复:在封禁的基础上,补种乡土树种、草种。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同,一般来说,乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8a 以上、5~8a、3~5a。一般坡度小于20°的坡地可修建成水平梯田;坡度小于10°的也可通过水土保持耕作措施,达到控制土壤侵蚀的目的。另外,对于坡度更大的坡地(>20°),就需建立水土保持林业生态工程。

水土保持林业生态工程就是在同一地块上相间种植农作物和林木(含经济林木和草),包括配置在缓坡耕地上的水流调节林带、生物地埂(生物坝、生物篱),配置在梯田地埂的梯田地坎防护林及坡地农林(草)复合工程。水流调节林带能够分散、减缓地表径流速度,增加渗透,变地表径流为土内径流,阻截从坡地上部带来的降雨径流。多条林带可以做到层层拦蓄径流,达到减流沉沙,控制水土流失的目的。

3.2 退化河流生态系统生态修复

在土壤侵蚀地区,导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等,对由于这些驱动力所导致的退化河流生态系统进行生态修复,最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力,让河流休养生息。此外,还可采取如下两种方法:①减少河流人工直线化的程度,增加河流弯曲度,以增加河流生境的多样性,进而增加水生生物多样性;②在河流两岸种植生物隔离带(种类和宽度应因地制宜),一方面防治面源污染,另一方面为河流水生生物增加营养源。

同时,合理开发利用水资源,实施生态应急补水工程,至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量;合理调整土地利用结构,适当减少人工绿洲面积,使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1:1 左右。

3.3 退化矿山生态系统生态修复

该生态系统的土壤、植物等组分完全受损,缺乏植物生长所需要的营养元素,对这种严重退化的生态进行生态修复,可采取的方法有:覆盖土壤,对土壤进行物理处理,添加营养物质,去除有害物质,种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种。植被恢复对于矿山生态恢复效果是十分显著的。但这种生物措施必须与工程措施相结合,才能早日见效。开采前严格规划弃土场、尾矿坝。根据矿场范围内地形特点以及矿种、蕴藏量、开采方式等规划弃土场。弃土场必须先设置拦沙坝(挡土墙),以控制植被恢复前水土流失。拦砂坝应根据弃土场地形以及每年弃土量而逐年加固加高。同时弃土场周围要修防洪沟。尾矿坝必须纳入整个工程预算之内,与主体工程同时施工,同时验收投产,以减少对下游农业生产和群众生活的危害。护坡护岸工程。矿区采场台阶、边坡以及公路等附属工程的边坡,应全部规划护坡工程,以防止采场及公路等出现滑坡、崩塌。同时矿区下游河道也要对河坝、河堤等加固、加高,经常清理河床淤积的泥沙石,以防洪水冲毁堤坝、农田、公路、桥梁、房屋等。

4 水土保持生态修复的途径

4.1 “封禁”法―――生态自然修复该方法适用于受损程度较轻的生态系统。如封山禁牧、舍饲养畜、退耕还林还草、调整用地结构,以电代燃料、发展沼气、生态移民等,这是生态系统恢复的最基本也是最重要的措施。

4.2 “封禁+补种”法―――自然和人工共同修复

通常选择植物群落演替中的先锋物种,它有较强的抗逆性、较强的生命力和再生能力,如南方的马尾松、杨梅、沿海风沙区的木麻黄等,以此迅速形成利于植被进展演替的小气候和生物环境。该方法适用于受损程度较重的生态系统。

4.3 “果―牧―沼、草―牧―沼”法―――人工强化促进

恢复生态系统的主要方法篇7

计算机的软件在概念上和硬件还是有区别的。在计算机中,能够被重复多次且都能正常使用的程序叫做软件系统。而通常情况下,计算机在运行的时候仅靠内部语言的话,则说明这台计算机为裸机。系统软件和应用软件是这类计算机主要的应用类型。下面我们就对这两种软件做一下现状分析:在使用计算机的时候,我们最应该关注的问题就是关于计算机的系统保护以及恢复技术。因为现在计算机的病毒以及黑客在使用的电脑没有授权的情况下会经常的发生,而随着使用计算机的人不断增多,这种情况更是让人习以为常。面对这种情况,尽可能的避免非授权形式的修改应该是主要考虑的问题。同时在资源的使用方面,对用户要进行限制。但是,仅仅去限制对系统的修改,用CMOS这种去简单的保护系统还是远远不够的,若想让计算机在一种安全的运行环境下工作,还需要从根本意义上解决问题。现在,有很多用户为了病毒防止恶意破坏系统,限制对于硬盘中资源的相关利用,对操作系统经常使用设置访问权限。但是对于一些专业人士来讲,完全不需要这种授权形式的访问来达到重装系统的目的,所以,这种方法目前看来还尚不可行。对于计算机软件来说有两种保护形势,硬件保护和软件保护。利用系统进行软件系统的相关保护叫做硬件保护,而通常说的软件保护指的是用系统来对软件进行保护。不过考虑到电脑操作与运行方面,使用硬件保护比较的安全。

2计算机软件系统保护的原理与方法

2.1反静态分析技术

为了能够抵抗静态分析,可以利用反汇编的方式,因为毕竟反汇编技术是静态分析的基础。而反编汇的工具就是在程序代码与数据互相分离时候设计出来的,因此可以利用指令与数据混合的方式,在结合冯诺依曼体系来干扰反编汇。如果想破坏正常的反编汇,以便抵制静态分析,可以在特定的指令之间插入些特定的数据。

2.2反动态分析技术

阻碍对动态程序的分析也是常见的抵抗逆向工程技术的一种方式。可以简单的概括为,为了防止别人使用调试器追踪软件的运行,通过利用反动态跟踪的方式来达到这一目的。而让程序员能够去干扰调试器的正常运行是这种方法最基本的思路。如果想知道是否还需要增加调试器,那么就需要对反调试代码进行测试。但增加调试器的工作要在自动退出程序或者终止调试器的情况下才可以进行。虽然有很多种方法进行反调试,但很多反调试方法都遵循一种规律,那就是与一个特定的平台及特定调试器有关。

2.3软件压缩与加壳技术

为了能够降低文件在磁盘上所占有的存储空间,从而提高执行文件的加载速度,对原程序代码和数据进行相应解密还原操作是很重要的工作。但目前,破解难度还是很大,这主要原因是来自于大多数的软件程序还集成有反跟踪技术以及反静态分析方法。在防止静态分析程序方面,加密代码是经常被使用的方法。通常在执行文件的时候给程序加密是在给用户使用前必须要做的工作。此种方法除了会在逆向工程中带来一些麻烦以外,不会对破译者带来太多的困难,尤其是对于那些经验丰富的破译者来说。不过,在解密的过程中,必须要包含相应的解密算法才可以。在解密的时候,由于解密的全部程序必须留在内存中,所以在程序代码运行之前,必须都要解密出来才行。不过即便这样,防止静力分析常用的方法仍是代码加密。而分析的复杂性以及迫使破解者必须采用动态分析程序都能够在此方法下得到解决应该是代码加密能够始终被推行的一大主要原因。

3计算机在软件系统方面的相关保护概况

我们首先应该了解的是系统索要保护的种类是什么以及它的特点,这是在保护之前必须要了解的。在软件系统中,系统保护卡是非常重要的工具,不过DOS操作系统是唯一适合此类的操作系统;而这些年来与之前相比,电脑系统的安全性随着我国计算机领域的不断发展与水平的不断提高而变的越来越稳定与安全。随着网络中自行恢复功能的出现以及系统保护卡的不断更新,将来这个卡会得到广泛的使用。相关工作者应该重点考虑这种保护卡的工作原理。在市场上,这种保护卡的厂商有很多,但都是假写的原理。什么叫假写的原理呢?就是说在对电脑连上电源后所进行的一系列例如BIOS这种检测后,在保护卡中加载各种程序,在以上的步骤全部妥当之后才会启动这个程序。目前相关工作者经过刻苦专研,整理出了一套比较完善的保护流程。第一,对软件程序的运用要进行限制,客户要想获得使用权限,就必须要进行注册后才可以使用。此外,要想把重要的功能解锁,就必须要有与用户机硬件相关的注册代码才可以。第二,对于一些重要的信息,客户可以根据反调试或者反跟踪的技术,对黑客能够用解密程序去进行盗取的信息做保护。此外,为了能够提高程序的防范能力,可以通过例如加壳、加密锁这样的加密工具进行双重保护。而最为重要的是,不能将资料在使用的时候泄漏给非法用户。不过现在随着一机一码的注册方式的采用,极大提高了系统的安全性。而计算机系统的恢复技术在使用更多的恢复方法的时候要运用的两个思路:一是要与测量结果结合、第二是与时间结合。此外,若想有更多的方法产生,与其他的概念相结合也是非常重要的方式。

4电脑的软件保护系统以及它的恢复技术

计算机的保护与恢复技术其实是相辅相成的关系。目前没有一套电脑软件系统是完美的,都会或多或少的出现一些问题,比如漏洞、病毒等。那么出现问题我们就要应对。如何进行处理呢?这个时候电脑的恢复技术就派上用场了。如果电脑一旦出现系统故障、进入不了桌面、系统运行慢等情况,我们就要运行恢复软件,而通常我们经常使用到的恢复软件就是Ghost.那么我们就针对这个软件,来做一下相关的介绍:(1)Ghost这个系统恢复软件相信很多人都使用过,它在多种系统修复软件中是被使用率最高的,应该说他的功能是十分强大的。它最大的好处就是能够把硬盘上的一些分区进行规划性的操作,这也是为什么这么多人信赖它的原因。而与此同时,还能够把那些需要还原的压缩信息恢复正常。Ghost是一种硬盘复制备份工具软件,它可以实现很多种对拷方式,例如两个硬盘分区对拷,两台电脑之间的对拷,也可以实现两个硬盘之间的对拷。同时,也可以把映像文件里的整个硬盘信息都储存在一个分区中。等需要的时候,再将映像文件恢复到对应的硬盘中。(2)Ghost软件的特点也有很多。首先,自动格式化分区和容量调整。磁盘映像会在Ghost进行复制的时候自动对目标磁盘进行格式化与分区。而动态扩展还是压缩这要看目标磁盘的具体情况而定。第二,它很好的减轻了维护人员的工作量。很大一部分原因来自于它能够对命令进行很好的支持。第三。Ghost有很好的兼容性,特别是对于Fat32分区格式来讲更是如此。而且它还支持DOS环境,并且可以通过DOS引导盘引导运行。第四,支持克隆,并且能够支持多种介质。例如,一个磁盘分区到另一个磁盘分区的克隆,网络克隆或者可移动媒介克隆等等。(3)相关工作者应该深入的去了解Ghost在系统恢复上的一些看法。工作人员需要注意的是,建立好系统的备份工作或者建立一个文件共享类型的服务器是对单击系统或者多机系统进行修复工作时重要的工作内容。而等恢复工作结束之后,电脑会在系统的帮助下重新进行启动,并且后重新设置完善IP地址以及主机的相关名称,让整个电脑又恢复正常。(4)想要恢复单机操作系统,使用Ghost的分区克隆功能是个不错的选择。第一,将C盘备份以后再用Ghost进行系统分区,并在非系统分区内对随后生成的GHO映像文件进行保存。这样做的话,如果保存在非系统区分的GHO映像文件只要运行Ghost.exe程序后,崩溃的系统就会恢复到系统所在的分区,最终得以修复,而这个过程用时不过几分钟而已。

5恢复多级系统的方法

在配置方面,无论是网吧还是学校的计算机,它们都是一样的,如果计算机出现系统问题,一个一个的进行安装显的过于麻烦。不过如果使用Ghost软件的话,就会解决这一问题。只需把一台计算机安装好,那么其他出现问题的计算机就会全部恢复。大概的方法是:对某一台没有系统问题的计算机的硬盘利用Ghost进行备份,然后在其他计算机上恢复备份的文件就可以了。这样做非常的方便,同时也大大的节省了时间,提高了工作效率。那么下面我们就来具体的说明一下操作方法:第一,使用Ghsot软件把其中一台没有问题的计算机系统的硬盘进行备份。然后点击Ghost软件选项里的Local,此时会出现多个选项,选择其中的Par-tition,接着再选择To-Image。最后选择需要备份的系统分区。第二,建立一个名字为Server的文件共享服务器,然后再创建一个名为Backup的共享目录。之后再保存GHO映像文件,把IPX协议添加进去。这样进行设置的话,就可以通过网络访问的形式修复出现系统崩溃的机器。第三,由客户机引导来访问Install目录。再启动Ghost程序以后,随后的操作就与恢复单机系统一样了,只要将G盘的备份映像文件CBAK.GHO恢复到客户机系统盘即可。第四,IP地址与主机名在系统恢复完毕,重新启动计算机之后在进行重新的设置,就可以进行使用了。对于拥有许多机器的机房来说,使用Ghost软件进行系统管理,效果还是非常不错的。本来需要大量时间的系统保护工作,在使用Ghost的多机系统恢复功能后,一切就变得那么高效和简单。更为重要的是,维护成本也在使用了Ghost的多级系统恢复功能后大大降级了。应该说与其他的方法相比,Ghsot恢复软件还是有它的得天独厚的优势的。

6计算机软件系统的保护与恢复技术的未来

系统的保护与恢复技术在过去没有被太多的计算机制造商所关注。并且由于在硬件上缺乏支持,导致很多小型设备制造商只能在补丁与外挂的范围内去研究计算机的保护与恢复技术。不过现在人们已经随着计算机的普及率开始对这种技术越来越重视。将来,加强对计算机硬件保护功能的支持、运用主机系统连接多台终端,这两种方式将成为计算机软件系统的保护与恢复技术主要的发展方向。

6.1主机系统连接多台终端

将多台终端借助计算机网络与一台高性能的计算机相连叫做主机系统,也叫做终端系统。输出、输入设备、通讯设备是终端的主要部分,这些设备的存储或者运算都必须要到主机中工作,例如上世纪70年代的VAX。为了能够提高计算机的软件系统的安全性,采用分时操作系统,是个不错的选择,它可以让任何终端对主机的访问权限进行监控,对系统安全性有很大的帮助。不过,存储容量小、运行速度慢、是这类计算机的缺陷。这也成为了它没有较大发展空间的一大原因。不过时代在不断向前发展,那些制约的因素会随着科技的不断进步而被逐渐被解决掉,从而能够进一步的去发展以主机或者终端机方式为主的计算系系统。目前,开展与此类计算机系统相关产品的公司也有很多,其中也不乏著名公司。他们把很多的技术都运用到了新一代的计算机系统上,例如多端口高宽带、多处理器系统等。运用了这些技术,对于解决安全问题,提高计算机性能会有很大的帮助。

6.2加强对计算机硬件保护功能的支持

可以通过保护卡来加强对计算机硬件的保护。目前,保护卡已经得到了大型集团的青睐,例如方正、联想等。它们纷纷开始根据自家计算机的特点来购买相应的保护卡,并且对生产保护卡的企业进行授权。而在不就的将来,人们可以在主板上直接安装一个标准配置的保护卡,而不需要另装一个配置来安装保护卡。另外,也可以开发一些其他的技术。为了能够保证用户不会在输入数据时候丢失信息,可以在BIOS基本输入和输出系统上添加软件系统保护来实现这一目标;此外,把专门用于存储硬件的文件添加在主板上,便可以解决容量受限制的问题,从而提高计算机的存储容量。

7用保护卡和恢复系统数据的方法

7.1海光蓝卡简介

海光蓝卡是目前比Ghost软件使用率还高的硬盘数据保护和局域网内数据恢复硬件。它也可以为具有多台计算机的场所,例如网吧,机房等提供与提高系统维护解决方案。独特性与新颖性是海光蓝卡独自具备的两大特点。就是说只需要维护好一台机器,那么同一个机房的机器即便出现问题,进行还原就可以了。运用海光蓝卡,我们不必要对整个机房的电脑都进行管理,而是只需要管理好一台计算机不出现系统故障,其他电脑也不会出现问题。而且,在防止计算机遭到病毒感染方面,海光蓝卡也可以起到对系统的保护作用。根据机房局域网的特点,再加上海光蓝卡具有保护硬盘的作用,为此,海光蓝卡具有很多的功能。主要的功能主要有四种:网络同步传输自动修复功能、网络唤醒功能、网络对拷功能、网络自动连线功能。海光蓝卡在对操作系统的维护方面与其他系统相比,较大的优势在于完全摆脱了对操作系统的依赖。即便出现更加恶劣的情况,海光蓝卡同样也能解决。因此,管理人员只需要管理好一台机器就可以了,而并不需要对所有的电脑都进行维护。

7.2海光蓝卡对硬盘数据的保护方法

海光蓝卡对硬盘数据的保护主要有一下几个方面:

7.2.1能够有效地对系统盘进行保护

若想对系统盘进行保护,海光蓝卡可以恢复到上一次管理员对系统盘的操作状态。如果管理员没有密码的话,则无法对海光蓝卡保护的系统分区进行更改,那么对系统盘的保护也就实现了。这样一来,由于在重启电脑之后,一切对操作系统进行的更改都会恢复原样,因此可以对操作系统感染病毒或者操作原因引起的系统崩溃都可以得到有效的防止。

7.2.2实现多重启动

在电脑操作的过程中,为了能够有效的防止多人使用同一台电脑造成的泄露个人重要数据的情况,为每个操作系统设立独立的密码是个非常好的方法。那么通过使用海光蓝卡,对一个硬盘分成不同的独立分区并且支持多系统保护既可以实现这个目的。

8结束语

恢复生态系统的主要方法篇8

一、水土保持生态修复

1、水土保持生态修复的概念

有专家认为,生态恢复是指解除生态系统所承受的超负荷压力,按照生态系统自身规律演替,通过其休养生息的漫长过程,使生态系统向自然状态演化。

水利部生态修复规划给出的定义是:水土保持生态修复是指在水土流失区,通过一定的人工辅助措施,促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地发挥,促进植被的持续生长和演替,保护和改善受损生态系统的功能,加快水土流失防治的步伐,建立和维系与自然条件相适应、经济社会可持续发展相协调并良性发展的生态系统。

2、水土保持生态修复的特点

传统的小流域治理主要是修梯田、筑拦砂坝、种树种草,合理配置林地、草地、牧场和农田,建立农林牧结合的生产体系,提高水土流失治理效益的行为。生态修复则是针对整个生态系统的,其突破了小流域综合治理保水、保土和保肥(主要指氮、磷、钾)的目标,把对构成生态系统的若干重要元素的治理扩大到对生态系统的全面保护、修复乃至重建。

水土保持生态修复的主要做法概括起来是:封山禁牧或轮封轮牧,实行舍饲养畜;退耕还林(草),25。以上斜坡坚决实施退耕;部分水土流失特别严重地区可实行生态移民,促进地方生态环境恢复;封、管、治、调相结合,即对封育区加强管理,部分地块辅以适当的水土保持工程治理,调整产业结构使封育区人民的生活不受影响并有所提高。//html/lunwenzhidao/kaitibaogao/

二、水土保持生态修复的基本理论

1、生态系统退化的原因

生态修复是针对生态退化和生态破坏而言的。当生态系统的结构变化引起功能减弱或丧失时,生态系统是退化的。引起生态退化的原因很多,干扰是其中的主要原因之一。由于干扰打破了原有生态系统的平衡状态,使系统的结构和功能发生变化和障碍,形成破坏性的波动或恶性循环,从而导致系统的退化。事实上,干扰不仅仅在物种多样性的发生和维持中起着重要作用,也会对生物的进化产生重要的影响。干扰可分为两个方面,即自然干扰和社会干扰。自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、台风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等。社会干扰包括有毒化学物的释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等。干扰的强度和频度是生态系统退化程度的根本原因。过大的干扰强度和频度,会使生态系统退化成为不毛之地,而严重退化的生态系统的恢复是非常困难的,常常需要采取一些生态工程措施和生物措施来进行恢复,从而进一步进行植被恢复。

恢复生态系统的主要方法篇9

关键词:区域,自然植被,恢复

 

长期以来,由于人口增加和经济社会高速发展,森林采伐,放牧过渡,天然植被大量垦殖的现象日益加重。人类面对严重的生态退化,投入了大量的财力和物力,规模浩大的生态建设正在全国各地蓬勃开展,其范围之广可以说是从南疆到塞北,从干旱的荒漠到湿润的沿海,打造人与自然的和谐之举,可谓成绩斐然。

然而,近年来生态环境恶化的趋势并没有因此得到有效的遏制,洪水、干旱以及沙尘暴等自然灾害的频繁发生,大自然的警钟不仅让人们产生了日益深重的环境危机感,更迫使人们不得不去进行新的思考和反思。事实表明,生态破坏往往是伴随着社会生产和经济活动的不断加强而发展蔓延的,人为的不合理的活动是导致生态环境退化的主要原因。人类的经济活动违背了自然规律,即使开展更大规模的生态建设,种植更多的人工树林,也不可能遏制住生态退化的态势。可以说,即使是我们以往所采取的举措可能奏效,但对自然生态系统的挽救,也只能是十分有限的。现在人们终于走出了这个困扰了我们多年的认识误区,开始进入了新的认识境界。这就是必须要从解决生态破坏的根源入手,调整人的经济行为,解决人为的生态破坏因素,坚持以“自然恢复为主,人工建设为辅”的生态保护新理念。

1.区域自然植被状况

黑龙江省地处祖国东北边陲,地域辽阔,富饶美丽,国土面积45.48万平方公里。区域内生态类型多样,具有重要的资源优势和区位特色。大小兴安岭及长白山地是我国主要的林业基地,松嫩平原和三江平原孕育了丰富的草甸草原及湿地和生物多样性资源。据黑龙江省生态环境现状调查研究分析,主要有森林、灌丛、草原、草甸、沼泽、水生植被等六种植被类型。它的寒温带针叶林和针阔混交林生态系统、草原生态系统以及湿地生态系统,是我国生态系统的典型代表和重要组成部分。

2.植被恢复误区的困惑

生态系统是由生物及其生存环境所构成的相互作用的有机整体。它是经过成百上千年的长期进而形成的。生存其中的动物和植物不仅适应了当地的自然地理气候条件,而且更重要的是物种之间形成了很复杂的相互作用的关系,也正是这些关系使得各生态系统成为一个稳定的和能够自我维持、自我调节的体系。因此,一个生态系统中的物种组成和比例绝不是随意的。人们必须从植被恢复的误区中走出来。

2.1引入和使用外来物种的潜在危机

外来物种在新的生态系统能够自行繁殖和扩散,而且对当地的生态系统和景观造成了明显的改变,通常具有抗逆性强和繁殖能力强,能够迅速扩展和蔓延的特点。就一个区域而言,外来入侵物种既可以是来自境内,也可以是来自境外。我省目前具不完全统计,只有豚草、三裂叶豚草、辣子草等有零星分布,还没有带来明显的影响。外来入侵种如若占据了其它植被的生长空间,生长良好的森林也就变成了被单一物种垄断的平地。最麻烦的是,一旦外来物种大面积入侵后,失去人类的控制,往往是想尽所有办法,仍然无法限制其继续扩散。

2.2忽略了生态系统物种之间的交互作用

物种组成的异质性特点,为多种动植物的生存提供了各种机会和条件,因此有立于提高生物多样性水平。而恢复和建设过程中却忽略了天然林对异质性的要求,树木之间自然难以形成自然竞争,高低错落、层次分明的结构,限制了其他植物的生长发育。过于单一的植被,将会影响生态系统的完整性和生物多样性的丰富程度。论文大全。

一个生态系统之所以具有自我更新和维持的能力,是因为生存其中的物种之间存在着紧密的交互作用关系,物种间的这些交互作用关系是维持生态系统健康的基础。大多数植物的种子得以传播和扩散,依赖的是传播种子的媒介动物;而控制病虫害的天敌动物,控制着蚕食植被或引起疾病的生物的数量,使生态系统不会因为某种昆虫的过度繁殖而崩溃;特别是土壤动物和微生物;分解枯枝落叶,加速土壤营养循环的动物,对维持生态系统内的正常营养循环,起着重要的作用。

2.3农业区的植被恢复还没有引起足够的重视

我国典型的农业生产方式是大面积连绵不断的农田,而频繁的虫害,使农业依赖于杀虫剂,土壤营养只是消耗没有返回,又使农业依赖于化肥。20世纪50年代,我省黑土带的土层深度为60-70cm,现在已减少到30cm左右,目前黑土层每年正以0.3-1cm的速度流失,坡耕地每年流失表土层可达0.4-0.7cm,土壤有机质含量降低1/3-1/2,土壤肥力逐年下降,土地的生产力大部分喪失。如不及时采取相应的恢复措施,照此速度发展下去,黑土地将会在本世纪中叶基本消失。如今农业区已经成为生物多样性的重要障碍之一。因此,当务之急不仅要尽快停止开垦新的农田,也要尽快恢复不适宜农耕土地的恢复,加强植被的恢复和保持工作。在农业区保留当地天然植被带或斑块,以供作为控制害虫和授粉媒介的野生动物所用。这样既可以改进水文,为农作物庇荫和防风沙,还可保护生物多样性及其景观价值。

2.4城市绿化很少考虑植被的生态功能

现代城市中的绿地和公共园地过于强调观赏性而忽略其生态价值,大量种植一年生花卉和常绿物种,大量引入外来树种和草种,却没有考虑到种植的这些植物究竟对这个地区有多少生态价值,能否养育当地的各种动物,以及这样的植被能否不依赖于人类的帮助而正常生长,并给人类带来好处。而是盲目的修建大量花街和物种单一的绿地,忽视了城市植被的生态效益。因此在进行城市绿化的时候,要充分考虑以实现城市植被的完整生态功能为主要目标。城市的绿化应该以恢复自然生态为主,应该把非自然的展示限制到最小程度。除了发展各种观赏植物,也应该从改善城市植被的生态功能出发,充分重视城市自然生态系统的恢复。

3.天然植被的恢复要适合当地的自然条件

3.1植被恢复要坚持以自然恢复为主的导向

自然恢复就是无需人工协助,只是依靠自然演替来恢复已退化的生态系统。封山育林、宜荒则荒是自然恢复的典型方法,可以不受人类活动的影响,加强自然更新,缩短实现森林覆盖所需的时间,保护珍惜物种和增加森林的稳定性。论文大全。大自然具有很强的恢复能力,只要是人类减少对生态系统的干预,就将逐渐恢复并失陷生态系统的各种功能。不过除了自然恢复以外,我们还可以采用人工恢复的方法。人工恢复不能是仅仅以简单的目的而种树种草,主要是试图重新创造、引导和加速自然演化过程,促进一个群落发展成为由当地物种组成的完整生态系统。

3.2增强天然植被重要价值的认识

人类赖以生存的空间,如此之少的天然植被正在默默地为我们发挥着巨大的作用。然而,这些作用往往得不到充分的重视,有些甚至不为公众所知。据测算,森林树冠层拦截的雨水量高达15%-40%,而灌木和地表草木层拦截并保留的雨水比树冠层更多。论文大全。地表植被如苔藓层,更具有重要的水土保持作用。过去我们忽视了枯枝落叶层,实际上厚度只有0.5-1厘米的枯枝落叶层,水土保持的效率可以达到80%。地表层和枯枝落叶层不仅可以缓解雨水对地面的直接冲刷,其本身也可以吸收并存储水分,改善土壤结构和肥力,提高持水能力。湿地作为地球上独特的生态系统,在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染等方面发挥着巨大作用。然而,人工环境存在的普遍问题是:地表植被覆盖很差,保持水的能力较弱;生物多样性匮乏;营养循环过程受阻断;生态系统状况十分脆弱。

3.3加强对当地物种进行生态恢复的研究及实践

中国幅员辽阔,黑龙江省地域的自然条件差异也很大,不同的地方有不同的生态系统、不同的物种组成,因此,也应针对不同的地区、不同的目的采取相应的对策和方式。要优先保护现有天然生态系统,采取适当的措施保护加速严重退化的生态系统。重要的是要在我们现实的具体工作实践中付诸行动,在进行一些列生态环境保护和建设的决策过程中,不断提升天然植被恢复的意识和理念,坚持按自然规律办事,努力创造人与自然和谐的氛围。除了有关主管部门和专门的研究机构有责任加强对当地生态的研究外,为全社会及普通民众提供各种机会,鼓励和提倡大家更多地去了解和应用这些知识是极其重要的,让人们多了解自己周围的生物,了解它们对生态系统的贡献和作用,恢复中国天然植被的梦想也才不再遥远。

恢复生态系统的主要方法篇10

关键字:植被调查;植被恢复;植物群落;恢复模式

我国风景名胜区类型多样,硬质景观和植物景观均很丰富,成为世界上独树一帜的自然文化遗产。近年来,国务院把风景名胜区与历史文化名城保护列在一起,而且重申和强调了“严格保护、统一管理、合理开发、永续利用”作为风景名胜区规划建设的十六字方针。风景名胜区的建设得到了前所未有的重视,风景名胜资源的可持续发展提到了规划议程当中,风景名胜区已经是兼备游憩休闲、科普教育、生态保护以及带动地区经济发展等功能的重要区域,风景名胜区事业己成为国家与社会的公益事业。

1研究背景

我国风景名胜区类型多样,硬质景观和植物景观均很丰富,成为世界上独树一帜的自然文化遗产。目前,风景区的开发建设在全球范围内发展很快,在世界的经济份额中占有重要的比例,已经成为各国非常重要的行业之一。因为我国目前实行的是传统、粗放的观光旅行,缺乏全面、科学的总体规划建设和环境保护规划;植被资源过度、超负荷的开发;生态环境保护监督与执法不力、管理不严,风景区开发者、管理者及游人的环境意识淡薄等诸多因素,从而导致了我国大部分风景区出现了不同程度的生态环境污染和植被破坏[1]。

2 研究目的与意义

风景区旅游在创造繁荣的经济效益的同时,也创造了显著的社会效益和环境效益,有利于旅游地及附近地区的能源、交通、基础设施及社区建设;增加就业机会,有利于抚贫和地方经济发展,有利于居民环保意识和文化交流;有利于本地区自然环境与资源和文化遗产的保护和资金投入;有利于当地居民生活质量价值和精神文明水平的提高;有利于国家的改革开放和国际往来等等。植物的景观效果与植物本身的客观现状、立地条件以及人们的认知开发水平等多种因素相关联。

植被恢复概念的提出

植被(vegetation)是一个地区植物群落的总体。植被恢复是生态环境治理的重要措施之一,它能充分利用土壤来改善局部环境,促进区域生态平衡。生态系统的恢复第一步是要进行植被恢复。植被恢复是指运用生态学原理,采取保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌木林、草地植被,修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其它自然生态系统,恢复其生物多样性及其生态系统功能,恢复植被合理稳定的结构、高效的功能与和谐的关系[2]。生态恢复是指运用适当措施改良和重建退化的自然生态系统,使其重新有利于利用并恢复其原有的潜力[3]。

植被恢复的发展阶段

森林植被恢复重建的理论以恢复生态学为基础,但是恢复生态学本身还是一门很不成熟的学科[4],是多学科的交叉与融合,还没有形成一套完全属于恢复生态学的完整的理论体系,近些年来,许多专家和学者对生态恢复的理论进行了探讨,得出了许多不同的理论成果。

钟祥浩等指出在封禁条件下,遵循环境生态系统演替原理,让退化的生态系统自然地恢复或在人为作用下自然恢复,经过一系列的演替变化,最终达到其初始状态或者进入最优化的生态系统状态[5]。黄春晖,高峻指出把生态构建作为恢复生态学的新视点[6]。何跃军,叶小齐等认为:退化生态系统的恢复是以恢复生态学理论为指导、生态演替理论为依据,退化生态系统恢复的实质是群落演替,首先排除干扰,再建立生产者、消费者、分解者和微环境系统,从而对退化生态系统进行生态恢复[7]。岑慧贤,王树功指出干扰与演替是生态恢复与重建的理论基础,生态系统的演替是可预见的和有秩序的变化系列[8]。

何正盛认为在恢复与重建退化森林生态系统的过程中应遵循八条基本生态学和生态经济学原理,也就是生态演替理论、生物多样性理论、限制因子理论、地域性原理、生态位原理、物种共生原理、密度效应原理以及二效益相统一的原理[8]。宋乃平等指出植被重建的理论基础应归结为顶级群落理论、生态系统自我恢复与循环理论、多样性理论、景观异质性理论、以及地域分异理论[9]。肖天贵等认为生态重建本身是一项复杂的巨大的系统工程,生态重建的复杂性反映在人与自然矛盾和冲突的协调重构上,可持续发展是生态重建的基本理论基础[10]。目前,惟一从恢复生态学中产生的理论是自我设计与人为设计理论,该理论是Vander Valk提出的[11]。

植被恢复是生态环境治理的重要措施之一,是生态重建的第一步,退化生态系统的植被恢复是生态重建的重要步骤,也是现代生态学中重要研究内容 [12]。

植被恢复的主要模式

5.1 保健型植被恢复模式

孙爽[13]提出构建养生保健型植物生态群落模式, 该模式充分利用具有生态保健功能的植物种类,来改善环境质量、杀菌和净化空气,利用群落植物空间层次的错位关系,营造出关系协调、功能显著的复层混交林。养生保健型群落的园林意境能达到自然美和功能实用的统一和谐,使园林比自然更典型,使生活在此环境中的居民能在视觉、听觉、嗅觉乃至体疗方面均受益。建立人工植物群落的要求,也就是提高绿化率、提高单位面积的叶面积指数,从而提高保护和改善环境的作用、提高景观质量,提高植物的分解和合成作用,即提高循环能力[14]。

5.2近自然型植被恢复模式

陈存根[15]提出“近自然林(near-natural forest)”是根据顶极群落理论,选择地带性树种,培育成近自然林应有的健康、稳定、多样的混交林。既具有集约经营的人工林生长迅速的特点,又满足天然林稳定、持续发挥多种效益的功能。风景区营造近自然林,首先要判断当地的地带性植被类型特征,通过生态型绿化建设“近自然”群落是植被恢复的一种新理念,它以生态学的潜在自然植被和群落演替的基本理论为基础,运用乡土树种,即当地自然植被的主要乔木、灌木,运用容器育苗等“模拟自然”的技术方法,经过人工营造与植被自然生长的完美结合,从而超常速、低造价地营造以地带性植被类型为目标,实现群落结构完整、物种多样性丰富、生物量高、趋于稳定状态、后期完全遵循自然循环规律的“少人工管理型”绿地[16]。在风景区进行生态型植被恢复,营造“近自然”群落,就是依据地区的潜在自然植被,确定该目标绿地类型,选择植物种类并进行相应的植物配置。

5.3 野生常绿阔叶型植被恢复模式

吴征镒[17]提出常绿阔叶林(evergreen broad-leaved forest, EBLF),它属于亚热带季风气候的植被,具有热带至温带之间的过渡性质,森林的外貌色相四季常绿,呈深绿色,上层树冠呈半圆球形,林冠整齐一致,是由壳斗科、樟科、山茶科、木兰科等科的常绿阔叶树种为主组成的森林植被类型。

钟章成[18]提出野生世界常绿阔叶林植被恢复模式,即在每一个植物群落中,不同的斑块、走廊和本底之间,存在种、物质和能量的分配不同,相互作用也不同,导致群落的异质性,它可以影响资源、物种或干扰在植物群落上的流动和传播。植物群落的稳定性取决于群落的性质:群落各种要素的大小、隔离程度、所占比例以及异质性等 [19]。野生世界常绿阔叶林植被的营建原则:(1)自然优先原则(2)针对性原则(3)生物多样性原则。由于风景区环境的特殊性和复杂性,在遵循以上原则的基础上,还要模拟自然群落的分布特点,充分考虑人的生理、心理和行为规律进行空问布局和形体塑造,以发挥风景区景观林的功能和环境效益兼顾景观的美学价值,达到“以人为本”、“天人合一”的景观效果。

5.4 碳汇林植被恢复模式

碳汇林业植被恢复模式:《中共中央国务院关于2009年促进农业稳定发展农民持续增收的若干意见》中要求“建设现代林业,发展山区林特产品、生态旅游业和碳汇林业”。碳汇林业作为一个新的概念,正式在中央文件中提了出来[20]。碳汇是指吸收、固定一氧化碳的过程、活动。林业作为碳汇的载体是指森林植物、土壤吸收井固定一氧化碳,进而减少空气中二氧化碳浓度的过程。碳汇类似于存钱,不过森林碳汇储存的是一个国家或地区未来的发展潜力,在很大程度上它是一种以交易为表现形式的“生态补偿”[21]。森林是陆地生态系统的主体,植物通过光合作用吸收二氧化碳、放出氧气、把空气中的二氧化碳以生物量的形式固定在植被和土壤中,这个过程和机制实际上就是吸收已排放到空气中的二氧化碳。所以,森林具有碳汇功能。

5.5 其它植被恢复理论

查德民[22]在论齐云山风景名胜资源的保护和利用时认为,风景名胜区的属性和特点确定了它在人类的活动中的特殊地位,在实践中必须坚持经济效益、社会效益和环境效益相统一的原则。以西岳华山为例,系统分析其植物景观现状,并对其进行评价,提出风景植物的保护性开发利用措施,总结山岳型风景名胜区的景观特征、群落特征、干扰特征以及恢复生态特征,提出植物景观是山岳型风景区景观开发的切入点和生长点,可对同类型风景区的植物景观开发利用和可持续发展提供参考。同时,植物随季节变化而不停地改变其色彩、质地、疏密以及其他特征,可产生各异的景观。总而言之,植物景观的原则就是要做到科学性、功能性和艺术性的高度统一。

6结语

随着社会的发展,人类需求的不断提高,为了优裕的物质生活需要,采用现代先进的科学技术,不断征服自然,改造周边环境,索取自然资源,所向披靡,与此同时,人类对自然的干扰和破坏速度也是空前的,美好安静的自然环境已所剩无几,许多物种不断消失,丰富多彩的自然界,逐渐变得单一乏味,生态系统严重失衡。随着城市化的物质生活的不断满足,精神享受的需求日益强烈,因此,要求回归自然的呼声越来越高。树立和落实科学发展观,遵循人与自然和谐相处的原则,运用森林生态学和景观生态学原理,确立‘以人为本、和谐相处”、“创世界知名风景区,建设中国山水园林城”的目标,采用科学合理的植被恢复、生态修复和生物多样性保育的方针,构建完整的风景区生态系统,建设充满人情味的生态风景区,维持风景区生态系统的稳定,实现风景区生态系统的可持续发展,显得尤为重要。

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