恢复生态学 第二章 理论生态学基础.ppt

1. 生态演替理论 首先，演替理论能够提供发展恢复计划的依据（物种的替代） 演替理论衍生的促进和抑制理论为生态修复的对立统一关系提供了非常有益的理论框架，可以全面指导生态恢复项目的成功实施。 演替理论强调的偶然性对生态恢复目标的顺利实现至关重要，通过研究微生境（立地条件）、定居者的行为、演替发展过程，才能更好地利用生态学理论设计或改进恢复计划。 2.干扰-稳定性理论 在外来干扰（包括环境因子变化）的作用下，生态系统的正常功能和基本结构将发生改变。 干扰作用的大小取决于类型 、强度、频率 、尺度 2.阈值理论 生态系统的演替是一个动态过程，只要外界干扰不超过生态系统恢复的阈值，退化生态系统就能自然恢复。 （三） 生态失衡与生态危机 当外界干扰压力很大，使系统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限时，系统的自我调节能力随之丧失，整个系统受到严重伤害乃至崩溃，即生态平衡失调。 严重的生态平衡失调，从而威胁到人类的生存时，称为生态危机。生态失衡起初往往不易被人们觉察，如果一旦引发生态危机，就很难在短期内恢复平衡。 三、生态平衡及反馈调节 第六节 景观生态学基础 * 景观生态学(landscape ecology)是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体（即景观）的空间结构、相互作用协调功能以及动态变化的一门生态学新分支。它以景观为对象，研究其空间结构、内部功能及各部分之间的相互关系，景观动态变化及景观优化利用和保护的原理与途径。 一、景观生态学的概念 * 二、景观生态学的基本理论 耗散结构与自组织理论； 等级理论； 空间异质性与景观格局理论； 时空尺度理论； 景观连接度理论； 岛屿生物地理学理论； 复合种群理论； 源－汇理论 景观生态学理论示意图 * 景观等级结构示意图(改自傅伯杰等，2001 ) * 尺 度 所研究客体或过程的时间维和空间维，可用分辨率和范围来描述 组织水平 生物等级中的位置 比 例 尺 对空间距离的缩减程度 分 辨 率 空间上可能分辨的最小水平，又称为粒度（Grain），如卫星相片的像元（Pixel） 范 围 研究区域的大小和需要考虑的时程长短 外 推 据已知进行推测，把信息从一个尺度转移到另一尺度，从一个系统转到另一系统 临界阈值 在性质、属性或现象上产生突变的点 绝对尺度 真实距离、方向、外形 相对尺度 根据生物的功能联系用作两点间的相对描述 尺度分析 将小尺度上的斑块格局重新组合为较大尺度上空间格局的过程，通常斑块形状由不规则趋向规则，景观类型减少 尺度效应 景观最小斑块随尺度增大而发生类型转化与面积增大，景观多样性指数相应减少 表2-3 有关尺度理论的基本概念 时空尺度转化示意图 第七节 恢复生态学的基本原理 一、恢复生态学理论基础的发展现状 在学科理论体系上，恢复生态学主要吸收了基础生态学的许多理论，作为生态恢复实践的理论指导，主要包括最小限制因子原理、生态位理论、密度制约理论、竞争关系理论、生态演替理论、物质循环和能量流动原理、尺度原理、格局过程理论和阈值理论等。 干扰事件稳定 稳定状态（稳定）（wending ） 新稳定状态wending ） 不稳定状态wending ） 抵抗力wending ） 弹性力wending ） 生态系统对干扰事件的响应：弹性力和抵抗力是生态恢复的主要动力；不稳定状态是指生态系统受长期干扰的影响，无法通过恢复措施使其恢复到原先的状态 （改自Aber 和 Mellio，1991）。 二、恢复生态学自身的基本理论 （一）自我设计理论 退化生态系统将根据环境条件合理地组织并会最终改变其组分（自然恢复演替）。 （二）人为设计理论 通过工程和植被重建恢复退化生态系统，但恢复类型可能是多样的（人为恢复演替） 思考题 什么生态因子？生态因子对生物的作用有哪些特点？ 什么是生物的生态适应性？如何用限制性因子理论解释生物的生态适应性？ 什么是生态位？如何应用生态位理论解释种间竞争现象？ 单元演替理论和多元演替理论的区别是什么？如何理解群落多样性-稳定性的关系？ 景观生态学理论如何应用到不同的生态恢复类型中？举例说明。 恢复生态学的基础理论有哪些？如应用阈值理论解释生态退化和恢复过程？ 自我设计理论和人为设计理论的主要区别是什么？请举例说明。 * 植株密度与株形大小之间的关系，即-3/2自疏法则 （仿李博等，2000） * 三、种群对策与种间关系 （一）种群对策 r-选择 K-选择 气候 多变、不确定、难以预测 稳定、较确定、可预测 死亡 灾变性，无规律，非密度制约 比较有规律；密度制约 存活 （幼体存活率）低 （幼体存活率）高 数量 时间上变动大，不稳定；远低于环境承载力 时间上变动小，稳定；通常临近K值 种内、种间竞争