第8章 受损海洋生态系统的修复(1-2)受损生态系统的特征、受损生态系统的修复

第一节受损生态系统的特征第二节受损生态系统的修复第三节生态工程与修复技术第八章受损海洋生态系统的修复第一节受损生态系统的特征一、生态系统受损的主要形式二、受损生态系统的基本特征一、生态系统受损的主要形式根据受损过程中发生的变化突发性受损跃变式受损渐变式受损间断式受损复合式受损一、生态系统受损的主要形式1.突发性受损生态系统受到特别强烈的干扰，受害时间短，速度快，局部受损程度严重，受损后系统恢复能力弱，系统靠自然恢复的时间长。风暴潮、地震、海啸、滑坡、泥石流、旱涝等典型的突发型灾害一、生态系统受损的主要形式2.跃变式受损指生态系统在受到持续干扰作用下，最初并未表现初明显损伤，随着干扰的持续，破坏性进一步累积，达到一定程度后突然剧烈变化的一种形式。例如，大气污染胁迫下的森林生态系统、持续过度开发下的海洋生态系统等就属于这种形式。一、生态系统受损的主要形式3.渐变式受损生态系统受到干扰的强度较均衡，变化的速度较缓慢，受损程度呈逐渐加重趋势，但系统本身的恢复基础较好。海平面上升、海水入侵、地面沉降、海岸侵蚀、海岸变迁及泥沙淤积等灾害。海岸侵蚀一、生态系统受损的主要形式4.间断式受损指生态系统因周期性的干扰而受到损害的一种形式。当干扰存在时，系统受损，而干扰停止时，生态系统就开始逐步恢复。一、生态系统受损的主要形式5.复合式受损指生态系统在受损过程中，经历了两种以上受损形式。二、受损生态系统的基本特征生态系统受损后，原有的平衡状态被打破，系统的结构、组分和功能都会发生变化，随之而来的是系统稳定性减弱，生产能力降低，服务功能弱化。二、受损生态系统的基本特征1.物种多样性的变化生态系统受损关键种共生种类从属种类适应变化种类二、受损生态系统的基本特征2.系统结构简单化•种类组成发生变化•优势种群结构异常•群落结构简单化种类19851986198719881990199119921993199419981999200020012002鳀鱼Engraulisjaponicus4.161.580.288.071.560.794.186.778.358.828.145.417.422.4小黄鱼Pseudosciaenapolyactis6.522.29.69.319.417.817.431.711.4细纹狮子鱼Liparistanakae34.210.212.78.49.914.1高眼鲽Cleisthenesherzensteini10.77.3黄鮟鱇Lophiuslitulon8.64.011.017.3褐牙鲆Paralichthysolivaceus5.0大头鳕Gadusmacrocephalus3.5细条天竺鱼Apogonichthyslineatus11.1黑鳃梅童Collichthysniveatus4.75.83.4银鲳Pampusargenteus9.04.79.6黄鲫Setipinnataty4.4鲐鱼Scomberjaponicus7.0带鱼Trichiuruslepturus12.1凤鲚Coiliamystus7.5小带鱼Eupleurogrammusmuticus6.0斑鰶Konosiruspunctatus2.61985-2002年南黄海鱼类优势种组成及占渔获重量百分比银鲳051015202580110140170200230260290叉长组中值(mm)%19852000二、受损生态系统的基本特征3.食物网破裂•食物链的缩短或营养链的断裂•单链营养关系增多•种间共生、附生关系减弱湿地生态系统受到干旱的干扰海洋生态系统受到捕捞的干扰二、受损生态系统的基本特征4.能量流动效率降低•食物关系的破坏导致能量转化及传递效率降低•对光能固定作用的减弱，能量流规模缩小或过程发生变化•系统中的捕食过程和腐化过程弱化•能流损失增多，能流效率降低二、受损生态系统的基本特征5.物质循环不畅或受阻•生态系统中物质循环的途径不畅或受阻•生态系统中的水循环、氮循环和磷循环发生改变二、受损生态系统的基本特征6.生产力下降系统受损后，其生产力会大大下降。原因在于：①光能利用率减弱；②由于竞争和对资源利用的不充分，光效率降低，净初级生产力下降；③初级生产者结构和数量的变化导致次级生产力的降低。二、受损生态系统的基本特征7.其他服务功能减弱•生物生产和维持生物多样性等功能外，•调节气候、干扰调节、水调节、水供应、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环、废物处理、传粉、生物防治、休闲娱乐和文化等服务功能二、受损生态系统的基本特征8.系统稳定性降低在受损的生态系统中，由于结构的不正常，稳定性降低，系统在正反馈机制驱动下会使系统更远离平衡。第二节受损生态系统的修复一、受损海洋生态系统的修复二、受损河流生态系统的修复三、受损湖泊生态系统的修复一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响•不合理的人为开发利用活动•对海洋生态环境变化规律缺乏了解和认识•生态环境管理和保护缺乏针对性和有效性一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响（1）海洋工程建设沿海地区大量侵占海岸带和海域，尤其是围填海工程、沿海城市化建设、各种海洋设施建设等，对海洋生态系统产生严重的影响和损害。一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响（1）海洋工程建设•港口码头•油气平台•人工岛•跨海路桥•海岸防护•海底采矿•离岸排放•海底管线•局部海域的生态功能造成严重损害•造成海洋生境破碎和食物链破坏•局部海域的“海洋荒漠”现象•正常入海的淡水径流和泥沙减少一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响（2）过度捕捞•每年从海洋捕捞和收获上亿吨的鱼、虾、贝、藻等海产品；•大多数高等级的鱼类数量急剧下降，出现过度捕捞的局面；•FAO的报告称，70%以上的海洋鱼类资源处于过度捕捞的状态；•渔获物营养级下降；•渔业对象为小型、中上层种类。0%10%20%30%40%50%FullyexploitedModeratelyexploitedOverexploitedDepletedRecoveringUndeveloped一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响（3）海洋污染•污染物负荷大大超过海洋的自净能力。•近岸内湾有机质污染导致海区严重的富营养化，赤潮现象频繁发生。2008年污染海域分布示意图2007~2008年全国各海区赤潮发生情况对比海区赤潮发生次数累计发生面积（平方公里）2007200820072008渤海7167230黄海5126551578东海6047978712070南海10849660合计82681161013738一、受损海洋生态系统的修复1.海洋生态系统受损的主要方式及影响（4）海水养殖造成海洋资源枯竭和生态衰退•占用产卵场、育肥场•造成养殖生态系统失衡•养殖污染•捕捞杂幼鱼做饵料，缩短了食物链一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（1）海洋生境的修复①再造海洋植被或生境；②海岸带修复，预防海岸侵蚀；③围隔而自然恢复植被或生境；一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（1）海洋生境的修复④引进或再次引进关键的动物和植物种类；⑤重建构建海洋水文功能，河口湿地生态恢复，如恢复滨海湿地淡水供给；⑥严重污染区底质污染整治一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（2）渔业生物资源增殖修复•水产生物苗种与亲体放流•增殖场的建造与改良一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（3）遏制海洋污染•开展“碧海行动”，改善海洋环境质量。•严格控制陆源、海上污染源、海上流动污染源污染，遏制海洋环境恶化。一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（4）加强渔业科学管理•进行养殖系统环境质量生态与优化，开展海水养殖清洁生产•退化天然渔场环境整治与生态修复；•强制规定网目大小和捕鱼季节，严格执行禁渔休渔制度，控制破坏性渔业活动。一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（5）受污生态环境的生物修复•利用生物的特性和机能修复环境•海水养殖富营养化的治理过程中，江篱、紫菜、石莼等大型海藻是常有效的生物过滤器一、受损海洋生态系统的修复2.受损海洋生态系统的修复（6）加强海洋与渔业保护区建设加强海洋与渔业保护区建设是保护海洋生物多样性、渔业生物资源和防止海洋生态环境全面恶化的最有效途径之一。二、受损河流生态系统的修复二、受损河流生态系统的修复1.河流生态系统受损的主要方式及影响（1）水利工程建设对河流生态系统的影响在各种水利工程中，对河流影响最显著的是拦河大坝。大坝修建后，河流的许多自然功能河过程都发生了改变。大坝以下的河流，实际上由自然生态系统变为受控的“半自然生态系统”。国家自然科学基金重大项目“大型水利工程对长江流域重要生物资源的长期生态学效应”开展了水利工程建设对河流生态系统影响相关的研究。二、受损河流生态系统的修复1.河流生态系统受损的主要方式及影响（2）农业活动对河流生态系统的影响最明显和最主要的有两个方面：①对河岸带和河流阶地上天然植被的开采，将其变为耕地；②现代农业使用的化肥和农药等有毒有害物质对河流水质的污染。二、受损河流生态系统的修复1.河流生态系统受损的主要方式及影响（3）城市化对河流生态系统的影响流域城市化对河流生态系统产生的影响主要包括：①城市化对水资源需求量的剧增与河流供给能力的矛盾；②城市污水排放与河流自净能力的矛盾；③流经城市内河段水环境的彻底改变等。二、受损河流生态系统的修复2.受损河流生态系统的修复受损河流生态系统的修复方法与湖泊相近，但也有不同。①自然河流有许多通道、水库和浅滩，在修复时可考虑重建这些“附件”增加河流的境蜒度和河流的生境多样性及抗逆性；②可充分利用河滨或河岸水分和营养充分的特点，首先在这些环境中进行植被恢复，吸引各种动物在此栖息，进而向周围传播和扩展；③要从整个区域或大的景观层次上进行规划和治理。二、受损河流生态系统的修复2.受损河流生态系统的修复通常采用的方法主要有：（1）建立沿岸绿化带，加强植被的生态功能（2）人工清淤（3）控制污染源（4）科学调控河水流量和流速（5）加强渔业管理二、受损河流生态系统的修复2.受损河流生态系统的修复河流生态修复景观1河流生态修复景观2三、受损湖泊生态系统的修复1.湖泊生态系统的受损及原因（1）环境污染如酸雨造成的湖泊酸化、工业污染物排放、农药中有机或无机污染毒物（如重金属、DDT）等进入湖泊。（2）水利建设水利工程建设造成江湖的阻隔，阻碍了一些鱼类和水生生物的生态通道；更重要的是使湖泊的水文条件和物理状况发生变化。三、受损湖泊生态系统的修复1.湖泊生态系统的受损及原因（3）过度放养人工放养量过大，会使饵料生物中的大型植物特别是沉水植物群落衰退。沉水植物的生态功能是吸收大量的营养物质，抑制浮游藻类大量繁殖和生长，使水质清澈，被称之为“水草净化功能”。三、受损湖泊生态系统的修复1.湖泊生态系统的受损及原因（4）湖泊的富营养化湖泊水域富营养化的加速与人口的急剧增长关系密切，与不合理的养殖方式也有关。（5）外来种的侵入如凤眼莲（水葫芦），原产南美。三、受损湖泊生态系统的修复2.受损湖泊生态系统的修复（1）受损湖泊生态系统修复的方法和技术①严禁围湖造地；②营造林地，提高湖泊周围整个流域的植被覆盖率，减少面源污染的危害，增强涵养水分的能力；③加大人为调控湖泊水位的力度，防止湖泊的干枯；④对于大量淤积的湖泊，清淤是有效的修复措施。三、受损湖泊生态系统的修复2.受损湖泊生态系统的修复（2）富营养化湖泊的修复方法①用工程方法分流或切断进入湖泊的点源污染，减少向湖泊中输入污染物和过多营养物质；②以改进农业耕作方式，减少化肥和农药施用量为基础的面源控制，减少湖泊营养物质的进入；③生物学和生态学的措施，即“生物操纵”。