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关于南方岩漠化坡地生态恢复的探讨(图)
 
来源:《水土保持研究》2003 作者:叶建军、许文年、王铁桥、周明涛 日期:[2006-2-28]

    岩质坡地是地球上的生态荒漠。产生的原因主要是人类不合理利用、开发自然资源造成。以我国为例,随着经济的高速发展和基本建设的飞速开展,开矿、筑路、水利、建厂等工程逐年增加,全国每年因此而新增的水土流失面积达1×104K㎡,其中有20%--30%岩漠化,形成寸草不生的裸露岩石边坡,而一些经过喷锚处理的边坡也是生态荒漠。我国南方山坡由于不合理开垦,大面积“岩漠化”。以贵州为例,全省的石山面积由1975年占全省总面积的5%上升到1988年的9.6%,该省的纳雍县,出现山川俱毁的局面,由于水土流失的迅速扩展,全县1.7×104h㎡的山地土层冲光,成为裸露山坡。对恢复岩质坡地进行生态恢复,不仅能改善当地气候,涵养水源,丰富物种资源,而且也是当地农民脱贫致富的基本出路。虽然人类没有能力真正恢复天然的生态系统,但可以帮助自然,如提供基本条件,集合一个地区的植被恢复所需的基本动、植物物种,然后让它自然进化,最终恢复。

    1 生态恢复基本理论 

    生态恢复一词出现以来,许多学者和机构对它进行了定义,有代表性的定义是美国生态学会给出的:生态恢复就是人们有目的地把一个地方改建成定义明确、固有的、历史的生态系统的过程,这一过程的目的是竭力仿效那种特定生态系统的结构、功能、生物多样性及其变迁过程。可以从这个定义看出,生态恢复不是自然生态系统的自然演替,而是人们有目的的进行改造;不是物种的简单恢复,而是对系统的结构、功能、生物多样性和持续性进行全面的恢复。 

    1.1生态限制因子原理。生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。如温度、土壤、水分、养料、光照、空气和其他相关生物等。环境中各种生态因子不是孤立存在的,而是彼此联系、互相制约、互相促进的,任何一个单因子的变化,都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用,这种关系,称之为综合作用。生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近生物的忍耐极限,它就会成为这种生物的限制因子。生态系统的限制因子强烈的制约着系统的发展,在系统的发展过程中往往有多个因子起限制作用,并且,因子之间也相互作用。 

    当一个生态系统被破坏后,要恢复时会遇到许多因子的制约,如温度、土壤、水分、养料、空气、光照等。我们必须找出该系统的关键因子,才能有效的迅速地进行生态恢复。 

    1.2生态系统的结构理论。生态系统是由生物组分与环境组分组合而成是结构有序的系统。生态系统的结构是指生态系统中的组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分能量、物质、信息流的分布方式和特点,生态系统的结构包括物种结构、时空结构和营养结构。物种结构又称组分结构,是指生态系统是由哪些生物组成的,以及它们之间量比关系;生态系统中各生物种群在空间上的配置和在时间上的分布,成为生态系统的时空结构;由生产者、消费者、分解者三大功能群体组成的食物网、食物链是生态结构的营养结构。 

    建立合理的生态系统结构有利于提高系统的功能。生态系统结构是否合理体现在生物群体与环境资源组合之间的相互适应程度,合理的生态系统结构能充分发挥资源优势,并保护资源的持续利用。从时空结构的角度,应充分利用光、热、水、土资源,提高光能利用率;从营养结构的角度,实现生物物质和能量的多极利用与转化,形成一个高效的,无废物的系统;从物种结构上,提倡物种多样性,有利于系统的稳定和发展。 

    1.3生物适宜性原理,生物经过长期的与环境的协同进化,对环境产生了生态依赖,其生长发育对环境产生了要求,每种生物要求在最适宜的环境中生长。 

    1.4生态位原理。目前被广泛接受的定义是英国生态学家G.E.Hutchinson给出的:生物完成其正常生命周期所表现的对特定生态因子的综合位置。即用某一生物的每一个生态因子为一维(Xi),以生物对生态因子的综合适应性(Y)为指标的超几何空间。 

    1.5生物群落演绎理论。在自然条件下,如果群落遭到破坏,一般能够恢复,尽管恢复时间有长短。恢复的过程是:先是被称为先锋植物的种类侵入遭到破坏的地方并定居和繁殖,先锋植物改善了被破坏地的环境,使得其他物种侵入并被部分或全部取代,进一步地改善环境和更多物种的侵入的结果是生态系统逐渐恢复到它原来的外貌和物种。这一系列变化过程就是演化。生物群落演化有几项明显特征。①植物群落对地力的要求从低到高发生迁移变化;②土壤厚度逐步增加;③植物群落的高度从低到高变化;④从寿命短的种类向寿命长的种类发生变化;⑤先锋植物在一系列变化中起到重要作用。 

    1.6生物多样性原理。生物多样性是指生物形式的多样性,包括遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。生态系统的多样性越高,生态系统越稳定,表现在系统抗逆性强,出现高生产力物种的机会高,系统利用光能效率高,能量流动稳定。

    2 生态恢复原理在岩质坡地生态恢复中的应用 

    南方省份如贵州,广西、云南、湖南、湖北等业已存在的岩质坡地基本上是近60年内由于人口增长过快,过度开垦,放牧,采伐或工程开挖引起的。这些地区的多年平均降雨量都在1000mm以上,光、热、温、水条件良好,唯一的生态恢复限制因子是土壤,因此岩质坡地的生态恢复的关键是恢复植物生长必需的土壤。(生态限制因子原理) 

    2.1进行生态恢复前,要对当地的气候、土壤和野生植物资源进行必要调查,找出与当地环境相适宜物种,尤其是中草药、食用菌、牧草、野果灌木等物种,以便根据这些物种的特性配制土壤,达到有目的的、利于当地经济的生态植被恢复。生态恢复应该尽量使用当地物种,因为当地物种是经过长期与环境协同进化而来的。(生物适宜性原理) 

    2.2根据生物群落演绎理论,岩质坡地的生态恢复的顺序一般应为:先锋植物(一般人工选择草类植物)→当地草种→灌木→乔木(土层太薄不能演绎到乔木)。先锋植物的选择尤其重要,因为它关系到初期有效保持和改良人工固定的土壤,一般应选择根系发达,生长迅速,一年生草类,为更快改善土壤结构和养分自给能力,应考虑豆科植物和菌肥的使用。 

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