保護紅樹林 保護溼地生態系統

黨的十八大以來，在習近平生態文明思想指導下，我國大力推進紅樹林保護和修復，成為世界上少數紅樹林面積淨增加的國家之一，但紅樹林生態系統仍然面臨著生境退化、生物多樣性降低等突出問題。我國相關工作人員不斷努力，按照總書記「一定要尊重科學、落實責任，把紅樹林保護好」的重要指示精神，嚴格保護現有紅樹林，科學開展紅樹林的生態修復，擴大紅樹林面積，提高生物多樣性，整體改善紅樹林生態系統質量，全面增強生態產品供給能力。

圖片來源：自然資源部

彭少麟教授團隊多年來一直致力於恢復生態學的理論和實踐研究。保護和恢復紅樹林是其中重要的工作之一。

溼地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態系統，是分布於陸生生態系統和水生生態系統之間具有獨特水文、土壤、植被與生物特徵的生態系統。按照《拉姆薩爾（Ramsar）公約》，「溼地是指天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地、水域地帶，靜止或流動的淡水、半鹹水、鹹水體，包括低潮時水深不超過 6m 的水域」。溼地分類的方式有許多種，按照分布區域，一般可將溼地分為海岸帶溼地生態系統和內陸溼地生態系統，其中前者又可細分為潮汐鹽沼、潮汐淡水沼澤和紅樹林溼地三類，後者可細分為內陸淡水沼澤、北方泥炭溼地、南方深水沼澤、河岸溼地四大類（Cowardin，1978）。我國溼地生態系統資源非常豐富，其類型多樣，分布廣泛，面積廣大，區域差異顯著，生物多樣性豐富。中國水生、溼地生態系統類型可劃分為五大類，38 類天然水體、溼地，以及 11 類人工溼地。

圖片拍攝：Harlin

溼地生態系統的功益

溼地的功益是指溼地實際支持或潛在支持與保護自然生態系統、生態過程，支持和保護人類活動與生命財產的能力，即經濟學上的間接利用價值；直接利用價值則是指溼地的用途，即溼地的生產價值，是溼地的某些資源直接利用所產生的價值。1hm ²溼地生態系統創造的價值是熱帶雨林的 7 倍，農田生態系統的 160 倍。

溼地具有多種多樣的功能，除了作為水禽的棲息地外，更有調節河流水量、補充地下水、降解水汙染物、防止洪澇與乾旱、維持較高的生物多樣性和生產力、參與生物地球化學循環等功能。溼地具有巨大的環境調節功能和環境效益，是天然的蓄水庫，對蓄洪防旱、補充地下水、降解環境汙染、控制土壤侵蝕等均具有重要作用。因此，人們形象地稱溼地為「自然之腎」。而溼地的功能與物理、化學和生物的過程、功能、價值等都是密切相關的。溼地生態系統的主要結構是具有光合能力的植物、以植物組織為食的植物消費者、以草食動物為食的食肉動物、雜食動物和以死的動植物物質為食的分解者。它們共同構成食物鏈，食物鏈交織在一起構成食物網。溼地生態系統的一個基本功能特徵就是能量流動。各種生物組成具有不同的功能，創造著不同層次的生物資源，而這些資源都是人類活動、社會發展、文化歷史等方面至關重要的財富，也是自然生態系統的一部分。研究溼地生態系統的結構與功能，是人類持續利用這一綜合資源的最基礎的工作（Cairns and Oind，1992）。

溼地的生物多樣性非常豐富，其上生長棲息著眾多的植物、動物和微生物，是多種珍稀水禽的繁殖地和越冬地，是重要的物種基因庫。溼地具有較高的生物生產力，可向人類持續地提供糧食、肉類、醫藥、能源、水資源及各種工業原料。

溼地具有獨特的景觀，是重要的旅遊資源，發展溼地生態旅遊具有很大的潛力。有些溼地還是人類科研、教學的實驗基地和自然文化遺產。

圖片拍攝：Harlin

溼地生態系統退化的原因與要素

由於大多數人並未意識到溼地的重要功能，隨著社會和經濟的發展，溼地生態系統遭到嚴重的破壞，全球約 80%的溼地資源喪失或退化，嚴重影響了溼地區域生態、經濟和社會的可持續發展。Davidson（2014）綜述了全球研究溼地退化的文章，並估算20 世紀末到 21 世紀初，全球溼地退化速度為以往退化速度的 3.7 倍，相比 20 世紀初退化溼地的面積增加 64%～71%。保護自然溼地並恢復退化的溼地生態系統，是恢復生態學研究的重要內容（彭少麟等，2003）。

溼地喪失和退化的主要原因有物理幹擾、生物幹擾和化學幹擾等。這些幹擾均來自人類活動的壓力，如圍墾溼地用於農業、工業、交通、城鎮用地；築堤、分流等切斷或改變了溼地的水分循環過程；建壩淹沒溼地；人類過度砍伐、燃燒或動物啃食溼地植物；過度開發溼地內的水生生物資源；廢棄物的堆積；向溼地排放汙染物。此外，全球變化還對溼地的結構及功能有潛在的影響（Peng et al.，2003b；Middleton，1999）。

溼地生態系統退化包括水體退化、植被退化和土壤退化三大要素。水是溼地生態系統最活躍、最基本的因素，水位、流速、流量等決定了溼地土壤、沉積物和水分的物理與化學性質，並進一步影響溼地的植被、動物和微生物。溼地生態系統中的植被，是食物鏈營養級的基盤，具有能量固定、轉化、貯存和調節區域環境的功能。溼地生態系統中的土壤，是動物和植物生長和生存的物質基礎，是溼地生態系統中物質循環和能量交換的主要場所。退化溼地生態系統可以是某一要素的退化，但通常是三大要素同時退化。其基本特徵是系統的組成和結構單一，生態聯繫和生態過程過於簡化，對外界幹擾較為敏感，系統的抗逆性和自我恢復能力較低。

圖片拍攝：Harlin

溼地生態恢復

溼地生態恢復是指通過生態技術或生態工程對退化或消失的溼地進行修復或重建，再現幹擾前的結構和功能，以及相關的物理、化學和生物學特性，使其發揮應有的作用（崔保山和劉興土，1999）。它主要包括溼地生境恢復、溼地生物恢復及溼地生態系統結構與功能恢復。

退化溼地生態恢復的技術方法

1 退化溼地恢復的程序

退化溼地恢復大致按圖1的程序開展。

圖1 退化溼地恢復的程序

（1）在設計退化溼地生態恢復規劃前，應對原有溼地生態系統進行全面的生態評估，包括氣候（溫度、降雨、風速和風向等）、水文（水源地、潮灘、水流、水質和水位等）、地形景觀（巖石的類型、形成和功能等）、動植物（組成、種群、物種類型、幹擾、演替及瀕危物種等）和人類活動（社區類型、土地利用、經濟活動等）。生態評估時必須進行深入和廣泛的文獻和資料檢索。必要時，應諮詢相關專家。

（2）在溼地生態系統的恢復中，釐定出該系統內的限制因子是很重要的。退化溼地生態系統中一般包括以下限制因子：生物多樣性下降（棲息地喪失和片段化，過度狩獵、外來入侵種威脅和氣候變化）、水文水利狀況（侵蝕、乾旱、氣候變化、河流水質治理）和水質狀況（富營養化、點源和面源汙染、生物群落變化）、全球變化（海平面上升和全球變暖）和人為幹擾（人類幹擾、土地利用和城市化）。

（3）設定恢復目標。不同的溼地生態系統提供了多樣化的生態服務功能，因此各個溼地生態系統的恢復目標也不盡相同。當溼地生態系統最主要的目標和恢復速率設定後，也應該適當考慮溼地生態恢復的社會和經濟效益；利用溼地生態系統的自我調節機制加速恢復進程；並將上述各方面加入溼地恢復效率評價。

（4）確定退化溼地生態系統的恢復策略。針對不同地域和類型的溼地，應制定相應的恢復策略。對於不同區域和類型的溼地，恢復的指標體系及相應策略也不同。溼地恢復策略經常由於缺乏科學的知識而阻斷，特別是在溼地喪失的原因，對一些顯著環境變量的控制，有機體對這些要素的反應等方面還不夠清楚，因此獲得對溼地水動力的理解及評價不同受損類型的影響是決定恢復策略的關鍵（張永澤和王煊，2001；崔保山和劉興土，1999）。

（5）恢復效果的監測評估。制定相應的監測計劃，按時、按計劃進行溼地生態系統監測。對溼地生態系統的監測應至少在恢復計劃實施的前一年進行。對受擾狀態進行恢復前監測可以為恢復提供有效的基礎數據，如監測水文、水質、生物狀況等。同時，必須保證恢復後監測的持續性。因為許多恢復項目在一個較短時期內已經被判斷是很成功的，但往往恢復後的幾年裡，特別在沒有水文管理的狀態下會失去原有的效果，因而恢復後長期的監測對於評價和理解溼地恢復計劃是非常重要的（崔保山和劉興土，1999）。

2 退化溼地生態恢復的技術方法

根據溼地的構成和生態系統特徵，溼地的生態恢復可概括為溼地生境恢復、溼地生物恢復及溼地生態系統結構與功能恢復 3 個部分。相應的，溼地的生態恢復技術也可以劃分為三大類：

（1）溼地生境恢復技術。溼地生境恢復的目標是通過採取各類技術措施，提高生境的異質性和穩定性。溼地生境恢復包括溼地基底恢復、溼地水狀況恢復、溼地土壤恢復等。溼地基底恢復是通過採取工程措施，維護基底的穩定性，穩定溼地面積，並對溼地的地形、地貌進行改造。基底恢復技術包括溼地基底改造技術、溼地及上遊水土流失控制技術、清淤技術等。溼地水狀況恢復包括溼地水文條件的恢復和溼地水環境質量的改善。水文條件的恢復通常是通過築壩（抬高水位）、修建引水渠等水利工程措施來實現的；溼地水環境質量的改善技術包括汙水處理技術、水體富營養化控制技術等。需要強調的是，由於水文過程的連續性，必須嚴格控制水源河流的水質，加強河流上遊的生態建設。溼地土壤恢復技術包括土壤汙染控制技術、土壤肥力恢復技術等。此外，設置野外投食點，建設隱蔽地或生物牆，架設巢箱或巢臺，提供生態廊道，建造生態護堤與緩坡等也是逐步恢復溼地生境功能的有效技術手段。

（2）溼地生物恢復技術。主要包括物種選育和培植技術、土壤種質庫引入技術、先鋒物種引入技術、物種保護技術、種群動態調控技術、種群行為控制技術、生物技術[包括生物操縱（bio-manipulation）、生物控制和生物收穫等]、群落結構優化配置與組建技術、群落演替控制與恢復技術等。以 2000 年雪梨奧運會場地——Homebush Bay（赫姆布希灣）的鹽沼恢復為例，該恢復項目於 1993～1996 年進行，項目中重新建立了 3 個鹽沼樹種，並進行了長期監控，植被恢復情況良好（O』Meara and Darcovich，2015；Burchett et al.，1999）。利用植物進行溼地生態恢復是常用的方法（李勤奮等，2004），一般能起到非常重要的作用。

（3）溼地生態系統結構與功能恢復技術。主要包括生態系統總體設計技術、生態系統構建與集成技術等。在溼地生態恢復研究中，溼地生態恢復技術的研究既是重點，又是難點。目前亟須針對不同類型的退化溼地生態系統，對溼地生態恢復的實用技術進行研究，如退化溼地生態系統恢復關鍵技術、溼地生態系統結構與功能的優化配置與重構及其調控技術、物種與生物多樣性的恢復與維持技術等。

這些技術有的已經建立了一套比較完整的理論體系，有的正在發展。不同溼地生態系統，其恢復的目標、策略也不同；具體生態系統狀況不同，擬採用的關鍵技術也不同。在許多溼地恢復的實踐中，常常對其中多個技術進行整合應用，並取得了比較顯著的效果。例如，為了有效地控制互花米草，同時恢復中國珠海淇澳島的紅樹林群落，Zhou 等（2015）利用外來紅樹林物種——無瓣海桑（Sonneratia apetala）和海桑（Sonneratia caseolaris），來入侵互花米草群落，待互花米草被競爭掉之後，無瓣海桑和海桑會逐漸讓位給本地的紅樹林物種，這也是首次成功利用外來物種控制互花米草，恢復紅樹林溼地的實例（圖2）。

圖2 利用無瓣海桑控制互花米草恢復本地紅樹林機製圖（Zhou et al.，2015）

A. 互花米草入侵本地紅樹林階段；B. 無瓣海桑的引種階段；C. 無瓣海桑化感抑制互花米草的生長階段；D. 無瓣海桑遮陰抑制互花米草的生長階段；E. 本地紅樹的生長和發展階段；F. 本地紅樹取代無瓣海桑階段

與其他生態系統過程相比，溼地生態系統過程具有明顯的特徵：兼有成熟和不成熟生態系統的性質；物質循環變化幅度大；空間異質性大；消費者的生活史短但食物網複雜；高能量環境下溼地被氣候、地形、水文等非生物過程控制，而低能量環境下則被生物過程所控制（Mitsch，1993）。這些生態系統過程特徵在溼地恢復過程中應予以考慮。不同的溼地生態系統（如喬木為主的紅樹林生態系統和草本為主的蘆葦生態系統），其恢復方法也不同，而且在恢復過程中會出現各種不同的問題，因此很難有統一的模式，但在一定區域內同一類型的溼地恢復還是可以遵循一定的模式，當然這個模式是需要通過實驗探索的。我國溼地恢復實踐中已使用過許多種模式，比較著名的是桑基魚塘模式（鍾功甫，1987）和林果草（牧）漁模式（餘作嶽和彭少麟，1996）。但有一點要注意，溼地的恢復也和所有的生態系統一樣，必須遵循生態系統的演替規律。

溼地恢復的方法可歸納如下：儘可能採用工程措施與生物措施相結合的方法進行恢復；恢復溼地與河流的連接，為溼地供水；恢復洪水的幹擾；利用水文過程（如水的周期、深度、年或季節變化、滯留時間等）改善水質，加快恢復；停止從溼地抽水；控制汙染物的流入；修飾溼地的地形或景觀；改良溼地土壤（調整有機質含量及營養物質含量等）；根據不同的溼地選擇最佳位置，重建溼地的生物群落（Middleton，1999）；減少人類幹擾，提高溼地的自我維持能力；建立緩衝帶，以保護自然的和恢復的溼地；建立不同區域和不同類型的溼地資料庫；對各種溼地的結構、功能和動力機制開展研究，特別要監測生態系統的動態過程（周厚誠等，2001）；建立溼地穩定性和持續性的評價體系等。

《恢復生態學》由中山大學彭少麟教授及其專業團隊親力打造，恢復生態學作為生態學七個二級學科之一，本書提出了完整的學科體系，以恢復生態學的形成和發展為引，系統性地總結了生態系統退化的特徵與機制、生態恢復的理論框架與技術方法，並按照不同的生態恢復對象、不同的退化程度和不同的空間尺度分別介紹了生態恢復實踐的指導思想、恢復模式和成功案例。最後，本書專門闡述了恢復生態學與社會、經濟和文化的關係，從更高層次闡明恢復生態學對於人類社會發展的重要意義。

本文主要內容摘編自《恢復生態學》（北京：科學出版社，2020.7）一書，標題為編者所加。

彭少麟 等 編著

ISBN 978-7-03-065032 - 0

責任編輯：席慧

內容簡介

恢復生態學是具有重大社會需求的前沿學科。有效地恢復/修復業已退化與被破壞的生態系統，維護社會、經濟與生態的可持續發展，建設生態文明，依賴於恢復生態學理論和技術的不斷發展，以及生態恢復人才的成長。本書以恢復生態學的形成和發展為引，系統性地總結了生態系統退化的特徵與機制、生態恢復的理論框架與技術方法，並按照不同的生態恢復對象、不同的退化程度和不同的空間尺度分別介紹了生態恢復實踐的指導思想、恢復模式和成功案例。最後，本書專門闡述了恢復生態學與社會、經濟和文化的關係，從更高層次闡明恢復生態學對於人類社會發展的重要意義。

本書目錄

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目錄

1 緒論 1

1.1 恢復生態學的定義 1

1.2 恢復生態學的形成與發展 3

1.3 恢復生態學的綜合性與應用特徵 8

參考文獻 10

2 生態系統的退化及其機制 12

2.1 生態系統退化的現狀 12

2.2 生態系統退化的原因 17

2.3 生態系統退化的驅動力 25

2.4 退化生態系統的特徵 30

參考文獻 35

3 生態恢復的基礎理論 38

3.1 自我設計的生態恢復理論 39

3.2 人為設計的生態修復理論 54

3.3 自我設計理論與人為設計

理論的相互關係 84

3.4 與生態恢復相關的其他基礎生態學原理 84

參考文獻 91

4 生態恢復的技術背景 98

4.1 生態恢復的目標與原則 98

4.2 生態恢復的程序與技術體系 100

4.3 「3S」技術與生態恢復 103

4.4 生態恢復的模式與方向 113

4.5 生態恢復的策略 116

4.6 生態恢復的評價與模擬 117

4.7 生態恢復的社會生態學信息 123

參考文獻 127

5 退化生態系統的生態恢復 132

5.1 退化森林生態系統的生態恢復 132

5.2 退化草地生態系統的生態恢復 146

5.3 退化農田生態系統的生態恢復 151

5.4 退化溼地生態系統的生態恢復 167

5.5 被入侵地的生態恢復 179

參考文獻 183

6 被破壞地的生態恢復 190

6.1 廢棄礦區的生態恢復 190

6.2 受汙染土壤的生態恢復 197

6.3 廢棄採石場的生態恢復 206

6.4 石油洩漏地區的生態恢復 211

6.5 侵蝕地的生態恢復 216

6.6 沙漠化地和石漠化地的生態恢復 220

6.7 自然災害導致的被破壞地的生態恢復 227

6.8 中國十大生態工程 229

參考文獻 233

7 景觀、區域及全球尺度生態恢復 237

7.1 生態恢復的宏觀尺度及其推繹 237

7.2 景觀尺度上的生態恢復格局與過程 238

7.3 區域尺度上的生態恢復格局與過程 243

7.4 全球變化生態學與生態恢復 250

參考文獻 260

8 受脅迫種群和生境的生態恢復 264

8.1 受脅迫種群及其生境概述 264

8.2 受脅迫種群生態恢復的基本理論與方法 270

8.3 受脅迫種群生態恢復和生境恢復的整合 271

8.4 受脅迫種群恢復動態監測 282

8.5 遺傳多樣性的恢復 285

參考文獻 292

9 城市地區的生態恢復 294

9.1 城市生態系統退化的主要生態環境因子 294

9.2 城市生態恢復的特點、標準與程序 303

9.3 城市森林的生態恢復 308

9.4 城市垃圾填埋地的生態恢復 318

參考文獻 329

10 生態恢復的社會、經濟和文化 333

10.1 生態恢復的社會學 333

10.2 生態恢復對可持續發展的貢獻 340

10.3 生態恢復的經濟學 344

參考文獻 359

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本期編輯丨王芳

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