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生态演替理论范文10篇

时间：2023-04-03 13:10:00

生态演替理论

生态演替理论范文篇1

【论文摘要】本文论述从生态位的角度来探讨生态演替螺旋式上升理论，以及理论的验证。

生态学的顶极群落假说，最大的局限性就在于它对以下两客观事实无法解释：①在无任何外力作用或生物内在生理机制的抗拒作用超过外界干扰破坏力的条件下，生物多样性在不断发展；②生物有其内在生理机制的局限。笔者经过潜心研究各种假说的内容、缺陷及其合理内核—单元顶极假说说明了演替的方向，镶嵌与格式假说说明了演替在空间、时间、信息五维空间的表达形式或存在状态。经过对上述假说深入分析，提出了生态演替螺旋式上升理论。下面就从生态位的角度来探讨这个问题。

1反映植被演替的三种状态—时间生态位、空间生态位和信息生态位

生态位是指种群在群落中的地位和角色，一个群落中，一个种群与其他种群相关联的位置为其生态位。即每个种群在群落中都有不同于其他种群的自己的时间、空间位置，也包括在生物群落中的机能地位（信息位置）。我们把这一种群与其他种群相互关联的时间位置、空间位置、信息位置分别称作时间生态位、空间生态位、住处生态位，它们之间的关系为：①空间生态位是时间生态位和信息生态位的具体表现形式；②空间生态位是在时间生态位的作用下，充分利用（或释放）环境的物质和能量，发展进化或下降退化的结果。③信息生态位决定着时间生态位和空间生态位的最终发展方向。④时间生态位和空间生态位对住处生态位又有改造或影响的作用。⑤信息生态位和时间生态位要依赖于空间生态位而存在和发展。

2生态演替螺旋式上升理论

2.1Cause假说与意义

Cause假说是指由于竞争的结果，生态位接近的两个种不能永久共存，它可表达以下意义：①如果两个种在一个稳定的群落中占据了相同的生态位，一个种终究将被消灭。②在一个稳定的种群中，没有任何两个以上的种是直接的竞争者，保证了群落稳定。③群落乃是一个相互作用、生态位分化的种群系统，这些种群在它们对群落的空间、时间、资源的利用方面，以及相互作用的可能类型，能趋向于相互补充，而不是直接竞争。

根据Cause假说，得出竞争排斥原理，在一个稳定环境内，两个以上受资源限制，但是有相同资源利用方式的种，不能永久地共存一处，也就是完全的竞争者都不能共存。这样种内个体的生存竞争更为激烈，如果它们之间的生态位发生重合的话，它们更不能长久共存。因为同种之间的种群最容易发生生态位的重合，顶极群落如果由单一种群组成的话，将会最终走向同归于尽。由于地形等空间位置的差别各演替过程的不同，时间生态位和空间生态位一般不会重合，要重合只能是局部重合，因此只有同种的苗木间发生的竞争关系，才有种群个体生态位发生近似重合的问题。但是顶极假说的前提是在一定范围内空间生态位（生境）是无差别的，均质的，植被演替的结果都要最终达到这一状态，最后必将走向全面消亡，那便是世界末日的到来，它忽视了时间生态位和信息生态位的存在，并把空间生态位绝对静止化，显然是不正确的，必须要有一个全新的理论来代替它，由此笔者提出生态演替螺旋式上升理论。

2.2生态演替螺旋式上升理论

根据上面的研究，及大量生态植被演替的现实，提出以下结论。所有生态植被均处于演替状态，当没有外力破坏作用，或植被内在生理机制的反作用超过外力破坏作用时，是进展演替，否则是逆行演替，是植被的内在生理机制决定着演替的方向和趋势，植被的演替是植被所在的空间生态位，时间生态位和信息生态位三种因素综合交织作用的结果。在一定的地区内，最后局部或全部达到与该地区相适应的最稳定、最平衡的状态，即顶极。一个气候区的所有系列的群落，只有一个气候顶极，但顶极并非终极，当达到顶极后，由于顶极群落内在生理机制的局限，它最终要回到原来演替的某一阶段，重新产生新的生物群落，这种往复不是简单的回归，群落对环境改造作用更加强烈，继续向气候顶极演替，也可能会产生的气候顶极，这样循环往复，使生物多样性不断增加，群落的生产力不断提高，对环境具有越来越强的改造作用，是一种螺旋式上升过程。当进行逆行演替时，在外力破坏作用停止，或群落内在生理机制的反作用超过外力破坏作用时，就马上进行进展演替，进入上述的演化循环状态。可见，生态演替是一种波浪式前进，螺旋式上升过程。

3理论的验证

3.1诸多生态学家在此方面的理论探索与研究

克里门茨的单元顶极学说与其他诸位的多元顶极及镶嵌或格式假说，从诞生之日起，就受到许多学者的批判和反对。单元顶极学说，即成了顶极终极论它忽略了各种天然原始植被群落在同一地区内共存发展、不断演替的客观现实，发展终极论不符合唯物辩证法的观点。而多元顶极、镶嵌、格式假说，只强调了现有的客观实在，而忽视了群落的发展、进化与演替，陷入“存在合理论”的泥坑，它们最致命的一点就对生物多样性的发展和物种进化无法解释，它只解释了部分物种的局部消亡问题。因此许多学者提了不同的观点，现列举如下。

Maissurow(1941),Jones(1945),Loucks(1970),Henseman(1973)认为生态演替原因有：风、水、山崩和火灾有破坏，许多林木可能是因为特别的衰老。在没有破坏的情况下，由于气候（Goopen,1960）或者缺乏捕食动物（Peterkin和Tubbs,1965），有利于幼苗生长，林木缺乏可能出现同龄群。对于群落演替、稳定群的收敛及其周期性Gleason(1972),Whitaker(1975),Drury(1971),Nisbet(1973),曾有过明确的论述。Hom（1975）指出，稳定的森林，是演替地块的镶嵌。

Cause（1934）的研究表明，生态上类似的种，很少能够存在于简单的同一实验室系统中；生活在一起的种必须都具有各自独特的生态位。

R．M梅指出，虽然生态位重叠明显地是利用性竞争的一个必要条件，但重叠并一定导致竞争，除非资源供应不足，（在一可利用资源过剩的竞争真空中，生态位即使完全重叠，而对于有机体却没有伤害）。干扰性竞争一般不会形成，除非生态位在有限资源利用中有重叠的可能（即必须有利用性竞争潜在或存在的可能）。因而竞争的避免可能导致资源利用的完全非重迭模式（不连续生态位）。

Hutchinson（1961)在解释浮游生物的明显“困境”（即一个多样性较丰富的群落成员共同生活在具有生态位基本重叠，相当均匀的物理环境）中指出，时间上变化着的环境通过定期地改变组分种的相对竞争能力，可以促进多样性发展，从而允许他们共同生存。Gause认为，在共同生存的种之中，必须存在着某种生态学差别。

R．M梅又指出，竞争的优势种死亡者可能把空间留给持续的早期演替种，而“未受干扰”的森林，实际上可能是演替的块状镶嵌。在一定地点上，任一群落周期性被清除在地质层次构造中有着十分清晰的反映，通过演替而恢复原来多样性的现象，在化石记录中具有较高的发现频率。南开大学教授唐廷贵认为，顶极群落具有最大的熵值，可以保持相当长的时间，但不能使熵值增加，否则将达到超平衡状态，表现为衰老或腐朽。如果无外力干预，顶极群落将有走向自我毁灭的发展趋势。

3.2许多生态实验为这一理论提供了有力的佐证

在一个群落内，生态演替实质上就是当两个种群的时间生态位和空间位发生重合时，而由于信息生态位的差异而导致竞争演替，群落的原有优势种被现有种、现有优势种被将来的种所取代现象或趋势，或者原有优势种已经取代更原始优势种的事实。在不列颠群岛有两种草本小植物，岩栖猪殃殃，分布在草地和石南灌丛地稍酸性的土壤上，尤其砂壤十分普遍，而矮猪殃殃与岩栖猪殃殃非常近缘，但生长在白垩或石灰岩上的碱性土壤中。英国生态学家AuturTanseley的实验表明，在温室里的酸性或碱性土壤生长较好。在两类型土壤上分别混种两个种，结果矮猪殃殃在碱性土上生成较快，岩栖猪殃殃在酸性土上生长较快，它们分别排挤取代了自己的竞争对手。这一实验表明，由于营养的限制，时间生态位与空间生态位分别发生重叠，而由于信息生态位的差别，而使一植被被另一种植被所取代，发生了生态演替。

Gause（1934）进行的草履虫实验表明，生态位越相近的种竞争越强烈，而生态位有一定差别的种而能暂时共存。整个实验也表明，由于营养空间的限制，各种群密度达到一定程度不再上升，而保持一定的稳定状态，这说明同种之间由于生态位完全重叠，而竞争更为激烈。

3.3大理生态演替的事实与现实可证明这一理论的正确性

冰川孑遗植物小苦艾，是一种高山小植物，现在仅分布在挪威乌拉尔山脉和苏格兰的两孤立地区，它在最后一次冰川之后还是广泛分布的，但随着森林的扩展它的分布受到了限制。

据Hom（1975），新泽西州、普林斯顿附近的荒废农田的生态进展演替过程如下：红桦?紫树?红花槭?山毛榉，此自然过程需350年完成，山毛榉便是当地的顶极种。研究发现，红花槭或紫树有取代山毛榉、紫树有代替红花槭的现象，另外这三个种也能进行自我更新。

原始红松林，是长白山地区的气候顶极群落，天然更新普遍不良，它的逐年更新进程，反映出马鞍形的波状起伏，表现出与红松种子年的关系。当林冠疏开后，红松的更新完善则有显著好转，但是红松不能在短期内占据林分中的优势，阔叶树仍是大量的。同一世生的幼树数量虽然少，但红松较长期忍耐庇荫，寿命亦较其他针阔叶树种长，经过几个世代以上能活下去的幼树长期积累，才能逐渐成为林分中的优势种而进入主林层。在山东省分布的栎类落叶阔叶林是地域性顶极群落，出现林下自我天然更新普遍不良，而针叶树在其林下天然更新良好的现象。

生态演替理论范文篇2

【论文摘要】本文论述从生态位的角度来探讨生态演替螺旋式上升理论，以及理论的验证。

1反映植被演替的三种状态—时间生态位、空间生态位和信息生态位

2生态演替螺旋式上升理论

2.1Cause假说与意义

2.2生态演替螺旋式上升理论

3理论的验证

3.1诸多生态学家在此方面的理论探索与研究

Cause（1934）的研究表明，生态上类似的种，很少能够存在于简单的同一实验室系统中；生活在一起的种必须都具有各自独特的生态位。

3.2许多生态实验为这一理论提供了有力的佐证

3.3大理生态演替的事实与现实可证明这一理论的正确性

生态演替理论范文篇3

1.1环境与生态

广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。

1.2生态环境与环境生态

生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。

环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。

1.3干扰与生态演替

自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使被干扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。

1.4生态稳态与生态阈值

生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。

1.5人与自然共生理论

人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态规律的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。

2国外的环境生态修复与生态恢复

修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。

2.1环境修复与环境生物修复

环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对ExxonVal-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。

2.2环境生态修复

20世纪60年代,美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。

2.3生态恢复

20世纪20年代开始,德、美、英、澳等国家对矿山开采扰动受损土地进行恢复和利用,逐渐形成土地复垦技术,包括农业、林业、建筑、自然复垦等,实际仍是土壤环境修复的范畴。70年代后,受生态工程学术思想的影响,从土壤环境修复和生产力恢复层面上升到了生态系统恢复层面,基本内涵就是在人为辅助控制下,利用生态系统演替和自我恢复能力,使被扰动和损害的生态系统(土壤、植物和野生动物等)恢复到接近于它受干扰前的自然状态,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。1975年,“受损生态系统的恢复”国际会议在美国佛吉尼亚工学院召开,此后英美等国创刊恢复生态学的杂志,生态恢复被列为当时最受重视的生态学概念之一。

1987年,Jordan发表《生态恢复学》专著,1993年,Bradsh做更详尽的研究,生态恢复学成为生态学一个分支学科。在其指导下,生态恢复技术研究的领域进一步拓宽。目前国外恢复生态学主要研究森林、草地、灌丛、水体等生态系统在采矿、道路建设、机场建设、放牧、采伐、山地灾害、工业大气及重金属污染等干扰体系的影响下退化和自然恢复的机制和生态学过程,涉及植被、土壤、气候、微生物、动物等多方面,研究具有积累性好、综合性和连续性强的特点。目前多集中在大型矿区、大型建筑场地、森林采伐迹地、受损湿地等生态恢复方面,研究的焦点领域是土壤、野生动植物及其生物多样性恢复。这与我国开发建设项目水土保持和工矿区生态恢复与重建比较接近。

摘要：开展生态修复研究与实践,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别,将生态学应用于农林水等生产领域,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向,水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。

生态演替理论范文篇4

一、从长白山学习考察谈起

长白山气势磅薄、巍峨壮观、资源丰富、风景秀丽，它不仅是一座十分惹人注目的名山。而且是一片翠绿的浩瀚林海。它以众多的白色浮石和九个月的积雪而得长白之名。它又以茂密的森林，红松(PinuskorajensisSieb.etZucc)的故乡而称著于世。

为了认识长白山的森林分布、生态和演替的规律，学习长白林区的经营管理经验，以提高专业技术水平，我院于1982年8月10~17日组织了赴长白山的学习考察。现把在长白山考察看到的几个自然规律概略地介绍一下。

l、森林垂直分布规律

长白山海拔269lm，为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响，雨量充沛、温和而湿润，随海拔的升高，呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。

2、森林生态规律

长白山北坡的森林，虽然分别属于不同的植被带，而在每个植被带内又是属于不同的植被类型。但它们的共同特点是:多呈混交林状态，生态系统相对稳定，生长发育良好。在历来没有人为因素干扰的情况下，不仅遵循着生物学的自然选择，适者生存的客观规律，而且天然生态系统平衡的规律，在这里的体现也是比较充分的。虽然它们处在不同的植被带内，动物、植物和微生物种类不同，数量不同、结构和有机构成比例亦不同，但它们彼此互相联系，互相制约，并按着一定的食物链生存和发展。这就是生存系统平衡规律在这里的作用。

这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。

3、森林演替规律是在一个较长的历史

时期内表现出来的，森林植物的相互更替演化发展的规律。

根据我们的初步观察，并参阅有关资料得知:长白山的老林(原始林)，遭受火山破坏后(长白山第三次火山爆发于1702年)，出现草原，由草原再生桦木林(白桦或佩桦)，由桦木林(阳性树)内再生钎叶树种(云杉、冷杉等阴性树)而恢复为老林。老林经过度采伐，又成杂木林(软杂木林)，由杂木林内再生针叶树而恢复为老林。这就是长白山老林的演替发育过程。总之，我们到长白山学习考察，看到原

始森林多呈混交状态，生长稳定，产量较高(每公顷平均蓄积量常达500m3)。还看到了几个自然规律在长白山北坡比较集中的体现出来。从而开阔了眼界，提高了认识自然规律的能力和专业水平，并启发我们重新认识与总结过去的工作。

二、对几个自然规律认识和运用的分析

人们在各项营林活动中，一方面是不断地认识自然规律，另一方面又在不断地运用自然规律，在这方面已经取得了显著成效。建国以来。我省运用森林分布等自然规律，并结合林学原理，而营造了大面积的人工林。据全省“四、五”森林资源清查统评，东部九个林业重点县的人工红松林达13.3万亩，落叶松217.2万亩，分别占全省该树种面积的96%和82%。西部(医巫阎山以西)的人尹工油松林(Pinustabulaeformiscarr)超过250万亩，约占全省油松面积的45%。樟子松(PinussylvestrisL.Var.mongolicaLitvin.)主要集中在辽北沙地，从1955年开始在章古台沙地上引种，63年以后相继在彰武、康平、昌图等县大面积造林，现在全省不少地区用于造林，均表现出良好的趋势。我省引种刺槐也较早，由于多年引种驯化，生态适应范围逐渐扩大，现几乎遍布全省，并成为辽南地区主要的造林树种之一。全省人工杨柳林至75年达到581.3万亩，一半以上分布在辽河中下游平原。自然形成了各树种的适生区、发展区和控制发展区。

从林种布局上，人们从社会生活和生产实践中，逐渐提高对发展林业的认识，如从社会上林副产品的供需矛盾，从工农业生产上由于生态失调，而遭到自然规律的惩罚等，提高了对森林公益作用的认识。因此我省不断调整林种比例:“四、五”森林清查时用材林占58.8%，防护林仅占6.4%，80年全省林业区划，将防护林上调到33.7%，用材林下调到36.5%，其它林种也作了合理的调整。这样东部林区作为辽河平原的天然屏障，形成了水源用材林基地。辽西以水土保持林为主;辽北以防风固沙林为主;辽中以农田防护林为主;辽西、辽北和辽中的部分地区，构成了我省“三北”防护林体系。辽南得天独厚的自然条件，决定它以经济林为主。这样将运用自然特点和规律，因地制宜的充分发挥森林的综合效益。据1975年统计，建国以来全省已造人工林1802万亩，占绿化任务的46%。森林覆被率由解放初期的妞.6%，提高到23.5%。

在认识和运用森林生态和演替规律方面，也取得很大成效，特别是广大林业工作者，较早地认识到发展混交林的好处，科研部门重视混交林的研究，东部开展了人工诱导针阔混交林的科学试验，西部进行营造混交林的调查研究，均取得了一定的科研成果，及时指导了林业生产实践。

各营林部门又在生产实践中，精心培育出一定数量符合生态演替规律的不同组成、不同形式的混交林。如辽东的落叶松与色赤杨(AlnustinetoriaSarg.)和白桦混交，辽西的油松与色树、柞树，刺槐与色树混交等，均表现出良好的趋势。如阜新大板林场，23年生油松与色树混交林，郁闭度0.9，油松高sm，色树高sm，生长量超过当地同年龄的油松纯林。这些混交类型，在防治森林病虫害，提高林分质量方面，已初步显示出其优越性。

在病虫害防治方面，运用生态平衡的规律，从食物链上进行研究，已采用了赤眼蜂防治松毛虫的生物防治方法，并取得一定效果。另外在引种、育种方面也取都很大成效，在种源保护和建立自然保护区方面，正在积极进行。

总之，我们在认识和运用自然规律方面，成效是多方面的，效果是显著的。但是，随着对自然规律认识的深化，我们觉得在认识和运用自然规律上还有片面性，还有许多经验和教训需要认真的加以总结，我们觉得主要尚存在以下几个问题。

l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。

过去在设计营林工作中，往往注重森林分布规律，忽视演替规律，更缺乏了解生态规律。总认为森林垂直分布在我省不明显，水平分布规律已基木了解。群众习惯于造纯林，所以在西部干旱地区，设计营造了大面积的油松纯林。在东部山区亦设计营造了大面积的落叶松、红松纯林。结果病虫灾害越来越严重。

我们认为，这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。

2、我们林区的各项人为经济活动，还在有意无意地切断食物链，破坏生态平衡。我们知道森林和植物、动物及微生物一起构成了生物与环境的统一体，它们是相互依赖，互相制约，并按着一定的捕食链，构成不可分割的统一整体(见图2)。

过去我们往往忽视捕食链，所以在辽西多地区，对老鹰、狐狸、猫头鹰和蛇等一律视为有害动物，大加捕杀，结果切断了食物链，破坏了生态平衡。导致鼠害、兔害和虫害的发生。

3、发展混交林的好处，尚未被广大群众和部分林业工作者，从理论与实践的结合上所接受。

我省人工营造的混交林很少，据阜新地区调查，仅占有林面积的1.6%。我们对发展混交林的好处，尚缺乏深入的调查和有说服力的分析，我们仅根据近期在医巫间山的调查，混交林腐殖质层厚度一般超过针叶纯林5一10cm，而且结构较好，抗病虫灾害能力强。

由此看来，混交林不仅在实践中表现出很多的优点，而且在理论上完全符合森林演替和生态平衡的规律。可是在设计、营林工作中却常常不愿采用混交方法，其原因除认识原因外，还有伯造林时麻烦，抚育管理费工等思想。但从长远观点来着，针叶纯林比重过大，会动起土壤酸化、肥力降低，而影响下一代的森林更新。

4、有些地区在引种、育种方面，尚有盲目性。近年来，由于林业建设规模的扩大和全民义务植树运动的兴起，切感种苗不足，因此有些地区从外地、远至关内调进大量的种子，这些种子在辽宁安家落户以后，表现出长势不同，适应程度不同，一些地区在选育过程中，往往缺乏对树种分布规律的深入研究，缺乏对弓{起生长差异的数理统计的分析。

三、提高营林技术水平的途径

伴随现代科学技术的发展，人类对白熊规律认识的深化，并不断地总结实践经验，所各项营林技术水平，:公将得到不断的提高，我们认为目前应当从以下几个方面努力。

1从针对林业职工队伍的现状，开展全民教育。

据了解，我省林业职工中，文言占2.5%小学占18.4%、初中占47.6%、高中(包括中专)占25.9%、大学仅占5.6%。就是达到了大、中专实际水平，还有个知识老化的问题。据说知识是以平均每年5%的速度在老化，这就说明，我们要提高林业技术水平，就必须在全民教育上下一番功夫。针对不同程度，提出奋斗目标，订好措施，做出规划。以提高职工队伍的思想理论水平和专业技术水平，增强认识自然和改造白然的能力。

2、加强林业调查设计工作。

调查设计是科学营林的基础，但从“文大”以来，对土壤、植物、气象等基础学科的本底调查，近乎取消，近期才开始恢复。我们认为今后的调查设计，不仅要队复和加强本底调查，进行调查设计研究和多学科的<上接49页)综合分析，而且要积极地运用科研最新成果。一要进行立地环境的分析和质量评价。最后做出符合自然规律的规划设计。

3、加强森林生态系统的科学研究。

森林生态问题，不仅关系到林业生产的发展，而且关系着人类的生存，所以我们要高度的重视这一研究，分清轻、重、缓、急，抓住主要矛盾，重点研究森林生态系统的生产力、功能及稳定性与结构的关系及其调节控制的原理。从食物链上探索松干纷、松毛虫以及红松疙锈病等的防治途径。

4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验，树立典型，组织推广。

今后要认真总结混交林，栽针留阔，打柴留树等造林经验，大力宣传、推广混交林典型，逐步实现人工生态系统的平衡。

生态演替理论范文篇5

l、森林垂直分布规律

长白山海拔269lm，为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响，雨量充沛、温和而湿润，随海拔的升高，呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。

2、森林生态规律

这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。

3、森林演替规律是在一个较长的历史

时期内表现出来的，森林植物的相互更替演化发展的规律。

二、对几个自然规律认识和运用的分析

l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。

我们认为，这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。

3、发展混交林的好处，尚未被广大群众和部分林业工作者，从理论与实践的结合上所接受。

三、提高营林技术水平的途径

1从针对林业职工队伍的现状，开展全民教育。

2、加强林业调查设计工作。

3、加强森林生态系统的科学研究。

4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验，树立典型，组织推广。

今后要认真总结混交林，栽针留阔，打柴留树等造林经验，大力宣传、推广混交林典型，逐步实现人工生态系统的平衡。

生态演替理论范文篇6

关键词：信丰；森林群落；近自然度；近自然经营

德国利用近自然经营体系中的近自然度评定森林近自然状态程度，在于表达没有人为干扰的条件下森林群落从最不稳定性的外来树种或人工林造林群落向原生顶极群落演替的过程。森林经营的重要工作内容之一就是借助自然力并辅以人工力量，恢复和重建健康森林。在这样的健康森林中，生物因素和非生物因素（如病虫害、空气污染、营林措施、木材采伐等）共存对森林的影响不会威胁到现在或将来森林经营的目标[1]。为评判森林近自然经营或森林健康经营过程中自然力和人工力量的作用程度，本文试图通过分析主要群落的近自然度[2]等级，来评估森林经营的现状和提出森林健康经营的途径和方法，以便于近自然森林经营目标和规划的检查和控制。

1信丰县自然地理概况

信丰县位于江西省南部,居贡水支流—桃江中游，地理位置为东径114°34′—115°19′，北纬24°59′—25°33′，境内东西长76公里，南北宽63公里，有林地面积为18.41万公顷。该区处于中亚热带南缘，属典型的亚热带湿润季风气候。该区草本层主要植被有铁芒萁、芒（Miscanthussinensis）、蕨类等；乔灌木层主要有马尾松、杉木、青刚栎、木荷、栲树、枫香、米槠、苦槠、黄端木、山苍子、香樟、若竹、白茅、绒楠等。主要的演替天然林是亚热带常绿阔叶林，林龄多在25a—60a之间，主林层20—30m。人工林多为中幼林,主要有马尾松(Pinusmassoniana)8.33万公顷,杉木(Cunninghamialanceolata)5.66万公顷,湿地松林(PinuselliottiiEngelm.)1.01万公顷。平均林龄在20a—35a，树高8-20m。

2材料与方法

2.1研究地区与调查内容。根据信丰县主要森林植物群落的分布现状，选取该县谷山山脉马尾松、大桥镇湿地松、金盆山常绿阔叶林群落各500—1000公顷。调查采用样方法和样线法[3]，分别按主要树种和病虫害不同危害程度设立20米×20米的样方,每块样地逐一进行乔木层每木检尺，胸径级以10cm为1个径级类推。记录和统计乔木层的胸径、物种多样性、阔叶树比例、林分郁闭度等。同时，用样线法计测同灌木层幼树的相对优势度。

2.2研究方法

2.2.1近自然度的等级划分标准。参照德国近自然度的划分等级，分为7个等级：Ⅰ级顶极群落类型；Ⅱ级由顶极种和先锋树种组成的的过渡性群落类型；Ⅲ级先锋群落类型；Ⅳ处于Ⅰ级、Ⅱ级的森林群落但有非乡土树种的类型；Ⅴ级含有非乡土树种组成的先锋群落类型；Ⅵ级由乡土树种组成但在不适合的立地上造林的类型；Ⅶ级引进树种在不适合的立地上造林的类型。

2.2.2近自然度等级评价参数

物种多样性评价参数共4个指标。用乔、灌木丰富度指数（R）计测物种的多度,用Simpson指数（D）计测生态优势度，用Shannon-Wienner指数（HP）计测不同群落的物种多样性，用Hurlbert(1971)种间相遇机率（PIE）计测群落的均匀性。

顶极适应值评价参数(CI)。各林分中出现的树种依照其生物特性和参照专家评分法分为先锋种、次先锋种、过渡种、次顶极种、顶极种等种组,分别付以顶极适应值:1、3、5、7、9[4]。整个群落的顶极适应值(CI)就等于各种组所占的重要值百分率(Vi),乘以各自的顶极适应值(Ai)再累加即CI=∑ViAi，重要值=(相对频度+相对密度+相对优势度)/300。

此外，选取林分郁闭度(P)、灌木和幼树相对优势度(RD)、胸径级(d)等评价参数。

3结果与分析

3.1各演替种组中主要树种分析见表1。

表1各演替种组中主要树种

种组

树种

先锋种

马尾松（Pinusmassoniana）、木荷（Schimasuperba.）、杉木（Cunninghamialanceolata）、枫香（LiquidambarformosanaHance）、湿地松（PinuselliottiiEngelm.）、桉树（Eucalyptusspp．）。

次先锋种

南酸枣（Choerospondiasaxillaris(Roxb.)BurttetHill）、杜鹃（Rhododendronsimsii）、苦楝（Meliaazedarach.）。

过渡种

泡桐（Paulowniafortunei(Seem.)Hemsl.）、麻栎（QuercusacutissimaCarruth.）、青冈栎(Cyclobalanoposisglauca)、山乌桕（Sapiumsebiferum(L．)Roxb.）。

次顶极种

苦槠（Castanopsissclerophylla(Lindl.)Schott.）、米槠（Castanopsiscarlesii）、观光木（TsongiodendronodrumChun.）、楠木（PhoebezhennanS.LeeetF.N.Wei.）、紫树（NyssasinensisOliver.）。

顶极种

香樟（Cinnamomumcamphora(L.)Presl.）、木莲（ManglletiafordianaOliv.）、漆树（RhusvernicifluaStokes.）、丝栗栲（CastanopsisfargesilFranch）、桦木（BetulaplatyphyllaSuk.）、甜槠（Castanopsiseyrei(Champ.)Tutch.）、栲树（Castanopsisfargesii）、木姜子（Neolitseasericea.）、华杜英（Elaeocarpuschinensis）、乌眉栲（kawakamii）、冬青（IlexmacrocarpaOliv.）。

由表1可知，在各演替种组的主要树种中，先锋种有6种，次先锋种有3种，过渡种4种，次顶极种5种，顶极种有11种，构成森林群落物种演替序列。其中以壳斗科、樟科、木兰科等为主形成次顶极常绿阔叶林。

3.2各近自然度等级参数分析见表2。

表2近自然度参数分析

群落名称

序号

PIE

马尾松

0.95

0.53

0.29

0.7

1.00

27.2

0.27

0.12

0.06

0.6

1.11

15.5

0.21

0.09

0.05

0.5

1.14

18.5

0.00

0.3

1.00

8.9

湿地松

0.88

0.48

0.07

0.5

1.31

18.4

0.51

0.26

0.00

0.4

1.00

2.8

0.00

0.5

1.00

9.7

1.09

0.57

0.09

0.6

1.22

12.8

常绿阔叶林

1.60

0.72

1.00

0.6

5.87

52.8

1.66

0.79

1.00

0.6

5.81

44.7

1.49

0.69

1.00

0.6

6.07

44.1

2.59

0.92

1.00

0.8

7.28

34.9

从表2反映物种多样性参数来看，常绿阔叶林的乔、灌木丰富度指数（R）、Simpson指数（D）、Shannon-Wienner指数（HP）、种间相遇机率（PIE）等均大于马尾松林和湿地松林。此外，灌木和幼树相对优势度(RD)也显著高于马尾松林和湿地松林。

常绿阔叶林的阔叶树比例（K）达到最大值1.0，马尾松林和湿地松林的阔叶树比例仅在0-0.29范围。常绿阔叶林的林分郁闭度（P）相对较大，同时胸径级数（d）也达到4级，说明林分的结构趋向合理。

从其顶极适应值（CI）来看，马尾松林和湿地松林的CI值在1-1.31之间,常绿阔叶林的CI值在5.81-7.28之间,常绿阔叶林1、2号样地虽然通过了次生林改造，但其CI值也远高出马尾松林和湿地松林。

4结论与讨论

4.1该研究地区典型林分的近自然度可划分为三种类型：一是顶极适应值（CI）在1-1.14之间的人工马尾松中幼林，处于Ⅴ级和Ⅵ级阶段，为有条件的近自然状态的植物群落；二是顶极适应值（CI）为1-1.31之间的人工湿地松中龄林，处于Ⅶ级阶段，是引进树种在不适合的立地上造林的类型，为远离自然的植物群落；三是顶极适应值（CI）为5.81-7.28之间的干扰天然林，处于Ⅱ级阶段,为接近近自然状态的植物群落。从上述植物群落的直接排序可以看出，林分结构越接近自然，各树种间的关系就越和谐、健康，与立地就越适应，结构也就越合理。

4.2各森林群落近自然经营对策。近自然森林经营是指充分利用森林生态系统内部的自然生长发育规律，从森林自然更新到稳定的顶级群落完整森林生命过程的时间跨度来计划和设计各项经营活动，优化森林的结构和功能，充分利用与森林相关的各种自然力，不断优化森林经营过程，从而使生态与经济的需求能最佳结合的一种真正接近自然的森林经营模式。因此，对待不同近自然度的林分，应当采取不同的经营措施，遵照生态学的原理来恢复和管理。主要包括因地适树、提高阔叶树的比重、实行单株抚育和择伐利用等。同时要珍惜立地潜力、尊重自然力，使地区群落主要的本源树种得到明显表现。使林分建立、抚育、采伐的方式同“潜在的自然植被”的关系相接近，使林分能进行接近生态的自发生产，达到森林生物群落的动态平衡，并在人工辅助下使天然物质得到复苏[5]。（1）马尾松群落。因其群落主要属于生态环境脆弱地区的生态公益林，要实行常年禁封，任其自然演替。对某些已处于工艺成熟的非生态公益林，因其效益低下，仅*自然力很难向天然林方向转变，宜采用逐步改造和补植乡土阔叶树，以提高物种多样性，加速人工促进演替进程。（2）湿地松群落。因其群落主要属于引入树种成林，且多数处于干材阶段和工艺成熟阶段，可通过人工近自然化改造和利用，实行改造和补植乡土阔叶树，以提高物种多样性和丰富林分结构，促进树种间的关系和谐和增强群落稳定性。（3）常绿阔叶林群落。因其群落主要属于接近近自然状态的植物群落，主要实行常年禁封，加速实现顶极群落。或实行以单株林木为对象的目标树抚育管理体系——单株抚育和择伐利用。具体内容是对所有林木分类为目标树、干扰树、生态保护树和其他树木等4种类型，永久性标记出林分的特征个体—目标树，并对其进行单株木抚育管理。择伐利用是以培育大径级林木为目的，对其持续地抚育管理，并按需要不断择伐干扰树及其他林木，直到目标树达到目标直径并有了足够的第二代下层更新幼树时即可择伐利用。

参考文献

[1]赵良平,叶建仁等.森林健康理论与病虫可持续控制[J].南京林业大学学报.2002,26(1)5—9.

[2]郝云庆,王金锡等.崇州林场不同林分近自然度分析与经营对策[J].四川林业科技.2005.

[3]陶玲等.进化生态学的数量研究方法[M].中国林业出版社.2004.9—11。

生态演替理论范文篇7

一、从长白山学习考察谈起

l、森林垂直分布规律

长白山海拔269lm，为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响，雨量充沛、温和而湿润，随海拔的升高，呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。

2、森林生态规律

这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。

3、森林演替规律是在一个较长的历史

时期内表现出来的，森林植物的相互更替演化发展的规律。

二、对几个自然规律认识和运用的分析

l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。

我们认为，这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。

3、发展混交林的好处，尚未被广大群众和部分林业工作者，从理论与实践的结合上所接受。

三、提高营林技术水平的途径

1从针对林业职工队伍的现状，开展全民教育。

2、加强林业调查设计工作。

3、加强森林生态系统的科学研究。

4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验，树立典型，组织推广。

今后要认真总结混交林，栽针留阔，打柴留树等造林经验，大力宣传、推广混交林典型，逐步实现人工生态系统的平衡。

5、大力宣传保提益鸟、益兽，积极加强保护区建设。

生态演替理论范文篇8

本地区地处南方集体林区，是主要的林木生产基地，最初木材主要来源于天然林，之后又大面积种植人工林。长期严重的人为干扰条件下，该村的范围内的原始地带性植被已经几乎不存在，在交通不便利的山顶或者沟谷处有百年以上直径80cm左右的壳斗科的老树存在，但并不呈片状存在。现在常见的天然阔叶林多是皆伐后或者火烧迹地上经过一系列演替形成以壳斗科为主要建群种的一批次生林，也是当地的森林演替的顶级群落。这类植被多分布在海拔250m到800m之间。由乔、灌、草共同形成复式的复杂结构，其生态功能更为稳定。建群种多属于硬阔以壳斗科Fagaoeae的红椎CastanopsishystrixA.DC、格氏栲CastanopsiskawakamiiHay、青冈栎Cyclobalanopsisglauca、福建青冈Cyclobalanopsischungii和锥栗Castaneahenryi等为主，伴生树种为南酸枣Choerospondiasaxillaris、楠木PhoebezhennanS.LeeetF.N.Wei、檫树Sassafrastsumu、光皮桦BetulaluminiferaH.Winkl、拟赤杨Alniphyllumfortunei(Hemsl.)Makino、木荷Schimasuperba等。在该地区响应政策的号召，已经无人类介入生态系统，作为水土保持林或者水源涵养林存在。在马尾松Pinusmassoniana建群之后的演替过程中，阔叶树种如红椎、光皮桦、格氏栲、楠木、拟赤杨、木荷等树种会陆续出现从而逐渐取代马尾松林群落中的位置。这个时候的森林结构较为复杂，结构不稳定。该部分森林也作为生态公益林受到保护，几无人类参与其正常生态演替的过程，并且为演替过度阶段。在马尾松与阔叶树的混交林中种植杉木，或者杉木与阔叶树混交，或者是阔叶树在杉木林经过多次间伐不加管护的立地上与杉木林共存。虽然杉木是本土的树种，但是在正常的森林演替过程中其生长发展的空间不大，出现在上述两种森林类型中，是有人为的经营活动参与到其中，但是也并没有彻底毁掉原有的森林群落中的相关树种，人为经营活动的参与带来的一系列后续的操作还是要影响到森林正常的演替的。乔木层主要有杉木、马尾松、木荷、南酸枣等。乔木层是马尾松和杉木，多为人工建立的也混交林，且为同龄林。杉木的胸径和树高略高于马尾松。此时由于马尾松对土壤条件改善还没有完成，灌木层基本没有建立起来，草本层主要是蕨类、铁芒萁和一些禾本科的植物。马尾松是阳生树种，对土壤要求不严，其生物生理特性决定了成作为南方的造林的先锋树种，也是一种优良的用材林树种。在该地区，马尾松在荒山荒坡，采伐迹地或者火烧迹地上形成森林之后，改善了土壤的性质并为某些阴生或中性树种提供了良好的条件，是森林演替的基础。多分布于海拔800m以下，阳坡长势良好，土壤条件良好的地方，下木多为阔叶小乔木，草本多为禾本科的五节芒等。该地区的杉木天然林群落已经不存在，零星分布于阔叶林中。该地区的杉木林是属于速生丰产林性质的，多为天然次生林皆伐后人工种植并连作，一代后的杉木林有人工种植和萌生两种。杉木的成熟周期为40年，但该地区杉木经营多采用的是中小径阶模式，所以年龄一般从1到30不等，林分的密度在10～12株/hm2。杉木林的经营模式已经成熟，经营程度高，1代和2代的林分生长较快较好。人为的经营活动比较频繁，但是林下的几乎无灌木，草本也比较少，盖度较小，常出现的是比较矮小的比如禾本科的植物。由于桉树是外来树种，该地区的桉树林经数年来的经营经验，因其对土壤的损伤比较严重，种植面积呈下降趋势。该地区的桉树林也多是在皆伐后的林地上生长起来的，其林下几无其他树种出现，草本层多为五节芒。现存的毛竹林多是天然起源并保存良好，竹林少于其他树种成混交状况，只散生油桐、枫香、杉木等，林下几乎无灌木，草本层多是淡竹叶、菝葜等，部分草本的盖度高达90%。毛竹长势良好，且生长蔓延迅速，管护方便，成材快。毛竹属于喜阴植物，多生长于阴坡或者混生山谷中的阔叶林中。3.6经济林当地的经济林主要是柑橘、板栗，生长良好，柑橘多生长于山谷中，大片存在，管护程度高，板栗的管护程度不高，面积缩减。经济林要求的管护程度高，多分布在人口居住地周围。

洪田村森林自然度和经营管护度的评价

随着经济发展的需求和人口的压力，木材的需求量在增大，林分中人为干扰越来越频繁、强度也越来越大，各林区内的天然林林分都在减少，与此同时人工林的面积在扩大。因此单纯描述当地现存的植被与原始植被之间的差异意义不大，需与人为经营干扰对林分的影响相结合进行综合考虑，并探究两者之间的联系，为后期林分的改造和发展提供新的理论基础。洪田村自从1998年林权改革以来，将林地林木的经营权分到农户手中，林业创收是当地的主要收入来源之一。但是单纯木材生产，追求经济利益，对环境影响比较差。为了林区的可持续发展，即在追求收益的同时也能兼顾到森林社会效益和生态效益的发挥，保持森林生态系统的健康稳定，对该地区范围内的林分进行自然度和经营度两个指标的评价，对其资源现状和今后的发展方向进行合理的分析，使得林区经营能实现经济效益与生态环境之间的统一。自然度是对森林自然化程度的一种量化的描述，表示森林接近自然状态的程度，一般认为在天然林中，与人类的干扰程度相关，人类的干扰越大，林分的自然度就越低[10-14]，反之就越大。在人工林构成植被群落中，自然度表示林分构成和结构与自然林的相似程度。综合前人的对自然度等级划分标准并结合洪田村森林构成，将其区域内的林分划分为2大类7小类对应的自然度为Ⅵ级如表1所示。经营管护是指在人们按照经营的目的积极地在森林群落中采取一系列诸如采伐、更新、抚育等措施。森林的经营管护度是指人为经营对森林的管护程度。当地对森林的经营管护程度可以分将上述两个指标结合起来之后对林分资源现状的评价更适合人工林系统与天然林群落共存的区域。虽然经营管护相对于森林系统来说是一种人为干扰，自然度和经营管护程度之间是存在一定的关联，但并不表现为绝对意义的负相关。例如经营管护程度高的人工林林分，其自然度却也能表述为近自然林。非人工系统中的强度干扰下的林分，经营管护度不高，其自然度值很低。对洪田村林分现状调查数据的统计分析后，按照上述评价标准表进行分类评价，按优势树种划分的各种类型的面积比重如表4所示。从表4中可以看出，该村中多于三分之一的林分为经营良好的杉木人工林，人为管理严格，经营力度大，立地质量高，但是林分多纯林，林内灌木基本没有，而林下的草本层盖度低，种类少，是主要的用材林，但是自然度偏低。另外当地的天然林的林分的郁闭度高，乔灌草层都比较完整，自然度前两级占的比重比较大，但是多处于无人管护的状况，可以通过一定的抚育管理措施促进林内环境的改善。此外该村的果树林也有相当的比例，但是自然度也偏低。所以总体来说，该村对林分的经营多针对用材林，管护经营程度比较好，但是整体的自然度是偏低的。需要有对应的措施进行改善：一方面，不能忽略对天然林的抚育管理，改善林内环境，采取保护性的经营措施，另一方面要通过合理的经营配置提高人工林林分的自然度，对人工林系统中的自然植被合理的管护，在进行木材管理的过程中尽可能实现森林的多功能，从而达到森林三大效益的统一。

结论与建议

生态演替理论范文篇9

一、从长白山学习考察谈起

l、森林垂直分布规律

长白山海拔269lm，为东北的第一高峰。由于受太平洋季风气候的影响，雨量充沛、温和而湿润，随海拔的升高，呈现明显的植被垂直分布带(见图1)。

2、森林生态规律

这一点正是人类认识自然、改造自然、合理的经营利用森林、不断地提高林业科学技术水平的重要一环。

3、森林演替规律是在一个较长的历史

时期内表现出来的，森林植物的相互更替演化发展的规律。

二、对几个自然规律认识和运用的分析

l、对自然规律在认识上的片面性和一次完成论。

我们认为，这与认识上、指导思想上的片面性是分不开的。

3、发展混交林的好处，尚未被广大群众和部分林业工作者，从理论与实践的结合上所接受。

三、提高营林技术水平的途径

1从针对林业职工队伍的现状，开展全民教育。

2、加强林业调查设计工作。

3、加强森林生态系统的科学研究。

4、总结符合自然规律的森林类型的培育经验，树立典型，组织推广。

今后要认真总结混交林，栽针留阔，打柴留树等造林经验，大力宣传、推广混交林典型，逐步实现人工生态系统的平衡。

生态演替理论范文篇10

论文摘要：阐述水利工程与水域生态的关系，介绍了生态水利规划的基本原则：工程安全性与经济性原则；提高河流形态的空间异质性原则；生态系统自设计与自我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅助性设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

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