生態恢復

生態恢復的一般理論生態恢復是針對受損生態系統而言，受損可以理解為由於人為或自然因素的影響，引起生態系統的結構發生變化、系統內各組分間的關係受到破壞、造成系統資源短缺和某些生態學過程或生態鏈的斷裂，系統功能退化或喪失。因此，生態恢復就是通過一定的生物、物理、化學、生態或工程技術方法，人為地改變和切斷生態系統退化的主導因子或過程，調整、配置和優化系統內部及其與外界的物質、能量和信息的流動過程及其時空秩序，使生態系統恢復到合理的結構、高效的功能和協調的關係。 ^[2] 

生態恢復是研究生態整合性的恢復和管理過程的科學，已成為世界各國的研究熱點，恢復已被用作一個概括性的術語，它包括了重建、改建、改造、再植等含義，一般泛指改良和重建退化的生態系統，使其重新有益於利用，並恢復其生物學潛力。生態恢復的原則包括自然法則、社會經濟技術原則和美學原則。

“生態恢復”指通過人工方法，按照自然規律，恢復天然的生態系統。“生態恢復”的含義遠遠超出以穩定水土流失地域為目的種樹，也不僅僅是種植多樣的當地植物，“生態恢復”是試圖重新創造、引導或加速自然演化過程。人類沒有能力去恢復出真的天然系統，但是我們可以幫助自然，把一個地區需要的基本植物和動物放到一起，提供基本的條件，然後讓它自然演化，最後實現恢復。因此生態恢復的目標不是要種植儘可能多的物種，而是創造良好的條件，促進一個羣落髮展成為由當地物種組成的完整生態系統。或者説目標是為當地的各種動物提供相應的棲息環境。生態恢復的方法有物種框架方法和最大多樣性方法。

學術上用的比較多的是“生態恢復”和“生態修復”，生態恢復的稱謂主要應用在歐美國家，在我國也有應用。而生態修復的叫法主要應用在日本和我國。

Harper（1987）認為，生態恢復就是關於組裝並試驗羣落和生態系統如何工作的過程。Diamond（1987）認為，生態恢復就是再造一個自然羣落，或再造一個自我維持、並保持後代具持續性的羣落，他比較側重於植被的恢復。Jordan（1995）認為，使生態系統回覆到先前或歷史上（自然的或非自然的）狀態即為生態恢復。Cairns（1995）認為，生態恢復是使受損生態系統的結構和功能回覆到受干擾前狀態的過程。Egan（1996）認為，生態恢復是重建某區域歷史上有的植物和動物羣落，而且保持生態系統和人類的傳統文化功能的持續性的過程。

另外，焦居仁（2003）認為，生態恢復指停止人為干擾，解除生態系統所承受的超負荷壓力，依靠生態系統自身規律演替，通過其休養生息的漫長過程，使生態系統向自然狀態演化。焦居仁認為恢復原有生態的功能和演變規律，完全可以依靠大自然本身的推進過程，在其界定的定義中，生態恢復僅依靠生態系統本身的自組織和自調控能力。

關於“生態修復”，日本學者多認為，生態修復是指外界力量受損生態系統得到恢復、重建和改進（不一定是與原來的相同）。這與歐美學者“生態恢復”的概念的內涵類似。焦居仁（2003）認為，為了加速被破壞生態系統的恢復，還可以輔助人工措施，為生態系統健康運轉服務，而加快恢復則被稱為生態修復。該概念強調生態修復應該以生態系統本身的自組織和自調控能力為主，而以外界人工調控能力為輔。

美國自然資源委員會（The US Natural Resource Council，1995）把生態恢復定義為：使一個生態系統回覆到較接近於受干擾前狀態的過程。國際恢復生態學（Society for Ecological Restoration，1995）先後提出三個定義：生態恢復是修復被人類損害的原生生態系統的多樣性及動態的過程（1994）；生態恢復是維持生態系統健康及更新的過程（1995）；生態恢復是幫助研究生態整合性的恢復和管理過程的科學，生態系統整合性包括生物多樣性、生態過程和結構、區域及歷史情況、可持續的社會時間等廣泛的範圍（1995）。

上述界定的共同點是生態修復既可以依靠生態系統本身的自組織和自調控能力，也可以依靠外界人工調控能力，但均未強調生態系統本身的自組織、自調控能力和外界人工調控能力對生態系統恢復作用的主次地位。

人生活在一定的生態環境之中，生態環境是人類社會經濟可持續發展的基礎，良好的生態是人類生存和生活的必要條件之一。工業革命以來，隨着人口的增加和工業化的發展，資源環境的開發利用達到空前的強度，在推動全球社會經濟進步的同時，也導致生態系統遭受不同程度的破壞，帶來了諸如森林減少、濕地萎縮、生物多樣性喪失等一系列嚴重的生態系統退化問題，對生物圈的演化產生了重大影響，嚴重製約了人類社會經濟的可持續發展，甚至危及人類自身的安全，生態問題從未像現在這樣突出地呈現在人們面前，考驗着人類的智慧。 生態環境退化問題已經成為維持人類生存和社會經濟可持續發展的嚴重威脅，如何整治日趨惡化的生態環境，防止自然生態環境的退化，有效處理和解決全球生態系統退化問題，恢復和重建已經受損的生態系統原有結構和功能，是改善生態環境、提高區域生產力、實現可持續發展的關鍵，已經成為全球全人類面臨的共同課題。加強生態恢復理論研究，在適當的地區進行生態恢復的實踐實驗，對探索適合區域生態恢復的途徑，走區域生態可持續發展道路具有重大意義。在此背景下，生態恢復研究得到關注，成為當前生態學研究的熱點和前沿問題之一。

20世紀60年代以來，全球變化、生物多樣性喪失、資源枯竭以及生態破壞和環境污染等已嚴重威脅人類社會的生存和發展。因此，如何保護現有的自然生態系統，整治與恢復退化的生態系統，重建可持續的人工生態系統，成為當今人類面臨的重要任務。

退化生態系統恢復的指標是多方面的，但最主要的是土壤肥力的恢復和物種多樣性的恢復。

（一）當生態系統受害是不超負荷，並且是可逆的情況下，壓力和干擾被移去後，恢復可在自然過程中發生。

如在中國科學院海北高寒草甸生態系統開放試驗站，對退化草場進行圍欄封育，幾年之後草場就得到了恢復。

（二）是生態系統的受害是超負荷的，併發生不可逆變化，只依靠自然過程並不能使系統恢復到初始狀，必須依靠人的幫助，必要時還須用非常特殊的方法，至少要使受害狀態得到控制。

例如在沙化和鹽鹼化非常嚴重的地區，依靠自然演替恢復到原始狀態是不可能的。

我們可以引進適合當地氣候的草種、灌木等，進行人工種植，增加地面的植被覆蓋，在此基礎上再進行更進一步的改良。

生態恢復研究的目標是通過人工設計和恢復措施，在受干擾破壞的生態系統的基礎上，恢復和重新建立一個具有自我恢復能力的健康的生態系統（包括自然生態系統、人工生態系統和半自然半人工生態系統）；同時，重建和恢復的生態系統在合理的人為調控下，既能為自然服務，長期維持在良性狀態，又能為人類社會、經濟服務，長期提供資源的可持續利用，即服務於包括人在內的整個自然界和人類社會。

生態恢復是恢復生態學研究的基本內容，其概念源於生態工程或生物技術，但由於研究的着眼點、研究角度以及退化生態系統的不同，對生態恢復的理解也有一定的差異，以至出現了多種關於生態恢復的定義和説法。 生態恢復主要研究生態系統退化的原因、退化生態恢復與重建的技術與方法、生態學過程與機理，主要目的是通過改良和重建退化自然生態系統，恢復其生物學潛力。它主要致力於那些在自然災變和人類活動壓力下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建，是最終檢驗生態學理論的判決性試驗。其研究內容主要涉及兩個方面：一是對生態系統退化與恢復的生態學過程，包括各類退化生態系統的成因和驅動力、退化過程、特點等的研究；二是通過生態工程技術對各種退化生態系統恢復與重建模式的試驗示範研究，恢復受損生態系統到接近於它受干擾前的自然狀態，也即，重建該系統干擾前的結構與功能有關的物理、化學和生物學特徵。

生態恢復的方法有物種框架方法和最大多樣性方法。

是指建立一個或一羣物種，作為恢復生態系統的基本框架。這些物種通常是植物羣落中的演替早期階段（或稱先鋒）物種或演替中期階段物種。這個方法的優點是隻涉及一個（或少數幾個）物種的種植，生態系統的演替和維持依賴於當地的種源（或稱“基因池”）來增加物種和生命，並實現生物多樣性。因此這種方法最好是在距離現存天然生態系統不遠的地方使用，例如保護區的局部退化地區恢復，或在現存天然斑塊之間建立聯繫和通道時採用。

應用物種框架方法的物種選擇標準：

抗逆性強：這些物種能夠適應退化環境的惡劣條件。

能夠吸引野生動物：這些物種的葉、花或種子能夠吸引多種無脊椎動物（傳粉者、分解者）和脊椎動物（消費者、傳播者）。

再生能力強：這些物種具有“強大”的繁殖能力，能夠幫助生態系統通過動物（特別是鳥類）的傳播，擴展到更大的區域。

能夠提供快速和穩定的野生動物食物：這些物種能夠在生長早期（2-5年）為野生動物提供花或果實作為食物，而且這種食物資源是比較穩定的和經常性的。

是儘可能地按照該生態系統退化以前的物種組成及多樣性水平種植物種進行恢復，需要大量種植演替成熟階段的物種，先鋒物種被忽略。這種方法適合於小區域高強度人工管理的地區，例如城市地區和農業區的人口聚集區。這種方法要求高強度的人工管理和維護，因為很多演替成熟階段的物種生長慢，而且經常需要補植大量植物，因此需要的人工比較多。

採用最大多樣性方法，一般生長快的物種會形成樹冠層，生長慢的耐蔭物種則會等待樹冠層出現缺口，有大量光線透射時，迅速生長達到樹冠層。

因此可以配種10%左右的先鋒樹種，這些樹種會很快生長，為怕光直射的物種遮擋過強的陽光，等到成熟階段的物種開始成長，需要陽光的時候，選擇性地砍掉一些先鋒樹，砍掉的這些樹需要保留在原地，為地表提供另一種覆蓋。留出來的空間，下層的樹木會很快補充上去，過大的空地還可以補種一些成熟階段的物種。

最大多樣性方法是儘可能地按照該生態系統退化以前的物種組成及多樣性水平種植多樣物種進行恢復。

1．礦區生態破壞的類型

礦區根據其產品可以分為冶金礦區（黑色金屬、有色金屬、稀土元素等）和非金屬礦區（煤礦、石料、陶土）等。礦區的開採方式可以分為露天開採和地下開採。主要通過以下三個方面造成生態破壞：

● 開採活動的直接破壞；

● 廢棄物堆置造成的破壞；

● 廢棄物中酸性、鹼性或重金屬成分，通過徑流或大氣污染造成周圍環境污染。

根據所受影響的不同，礦區生態破壞可以分為三種類型，即景觀破壞型、環境質量破壞型和生物羣落破壞型。

2．礦區廢棄地的生態重建

礦區廢棄地重建的目標有兩個，一是建立一個與當地自然界相和諧的人工生態系統，二是原來自然生態系統的恢復與再造。具體的措施涉及工程措施、植被恢復、生態系統的功能設計等方面。

植被恢復和生態系統的功能設計必須考慮當地的自然條件。如處於暖温帶闊葉林帶南部的安徽淮北地區利用塌陷地養魚、種藕，這些措施在草原區的赤峯一帶顯然是不能實現的。露天礦的開墾往往直接剝離土壤層，在開採後再回填，植被的演替規律對於回填區植被恢復和作物配置具有重要的意義。

我國採掘業佔用土地3000萬畝，排放煤矸石、粉煤灰等固體廢棄物74億噸以上，佔壓耕地120餘萬畝。我國的治理面積只有6%，而美國則達到85%，西歐達到50-60%，礦區廢棄地的治理在我國仍有大量工作要做。

在第七章中提到荒漠化是由於自然和人為因素引起的乾旱、半乾旱和半濕潤地區的土地退化。沙化是荒漠化最主要的一種類型。隨着人類的過度放牧，原來被植被覆蓋的固定沙丘上植被蓋度下降，固定沙丘變成半流動甚至流動沙丘。此外，在風力作用下，原來沒有被沙丘覆蓋的區域逐漸被流沙所覆蓋，這些都是土地沙化的主要原因。

在內蒙古多倫縣南沙梁，過度放牧造成了大面積沙化。自2000年以來，採用以下手段，使流動沙丘很快受到了遏止：（1）通過圍封防止牲畜的進入，有效阻止了植被的進一步退化；（2）通過飛播沙蒿等適應沙地生境的先鋒植物的種子，使植被蓋度迅速增加，防止了流動沙丘面積的擴大。在我國西北地區，為了防止流動沙丘面積的擴大，採用喬、灌、草相結合的方法，首先用黏土設置方格，機械固定沙丘，然後栽種草本植物和灌木固沙，栽種喬木防風，有效防止了沙丘的推進。在這些具體的治沙經驗中，充分利用了羣落結構和演替的相關知識。 ^[3] 

2000~2005年，為尋找渾善達克沙地退化生態系統恢復的途徑，控制沙塵源頭，中國科學院植物研究所在正藍旗巴音胡舒嘎查（村莊），進行退化生態恢復試驗與示範工作，取得了明顯的生態、社會和經濟效益。該嘎查位於內蒙古正藍旗內，這個村有72户，人口310人,土地12.6萬畝，屬典型的渾善達克沙地。渾善達克沙地是離北京最大的沙塵源，既有裸露的沙丘，又有嚴重退化的草地。針對這種生態現狀，科學家的主要做法是：

第一，減少牲畜壓力，釋放自然力。研究人員用圍網將4萬畝嚴重退化的草場封育起來，並組織專人每天騎馬巡邏，防止牲口進入破壞。2001年，恢復好的草長到80~140釐米；最高產草量每畝為5300斤（鮮重）；2002年，植被總蓋度達60%，與當地未封育的草場相比，固定沙丘提高了近3.8倍，沙丘低地的羣落生物量分別提高9倍。2003年，灘地草叢最高達1.85米,生物量超過6500斤/畝（鮮重）。牧民由每户每年買2萬斤乾草，到每户分到7萬斤乾草，從此牧草出現了富裕。野生動物方面，野兔、狐狸、大雁、灰鶴甚至狼又回到了這片久違的土地。而在沒有封育的退化土地上，草的收穫量最低只有50斤/畝（鮮重）。

對於榆樹疏林種羣，圍封保護同樣也取得了顯著效果。在圍封保護兩年後，調查圍封保護區與未圍封區藍旗榆種羣的種齡結構，發現兩個地區種羣中1~10年生齡級種羣數量呈現出顯著差別。試驗區沙地榆幼樹豐富，平均達到1.8株/平方米，其中固定沙丘的陰坡的坡基處，聚集着的當年幼苗，可以高達158株/平方米。只要保護，都可以發育成稀樹疏林，因為渾善達克的榆樹沒有一棵是人栽的。

值得注意的是，研究人員也採取了人工造林阻擋沙塵暴的做法，實踐證明這種措施是失敗的，投資10萬元種植的防護林都死了，變成了牧民的柴火；飛機播種的許多種子最終也沒有競爭過本地的植物，造成了很大的浪費。

第二，人工種植高效飼料，保證牲畜的“口糧”。天然草原保護後，牲口的飼料遂成問題。為解決這個矛盾，研究人員在村子裏種下了1000多畝（約佔該村總土地面積的1%）高產英紅玉米（畝產3000~5000公斤鮮重），解決牲口春季的餵養問題。產出的玉米秸稈不僅滿足了村裏7000多頭牲畜的越冬“口糧”，牲口吃不完的還可以製作成青儲飼料，解決春季餵養問題。結合恢復生態學的理論和牧民遊牧的實踐，他們提出，在已經嚴重退化的土地上實行禁耕、禁牧，讓其自然恢復，而牧民飼養牲畜所需要的飼料則在少量的小範圍的人工高效地上進行生產，從而使大面積的天然草地獲得喘息，自然修復。他們把這稱為“以地養地”模式，又稱“十分之一遞減”模式，具體含義是：種植1畝人工飼草料地，可使50~100畝退化沙地草地得到恢復。

第三，改變牧民的生產方式，運用高效的公司機制使土地升值。在科學家的幫助和參與下，當地成立了“正藍旗渾善達克生態科技開發有限責任公司”，即按照內蒙古相關政策建立的一個生態特色產業基地。嘎查以土地、草場等折價入股，股權佔75%，中國科學院植物研究所的3名項目執行專家以技術、科技等無形資產入股，股權佔20%，正藍旗科技中介機構以管理和技術等無形資產作價入股，股權佔5%。

中國科學院的試驗有許多值得借鑑和推廣的地方，其中非常重要的一條是，只要在實際操作中減少人為壓力、釋放自然力，就可以起到事半功倍的效果。 ^[1] 

2022年12月13日，在加拿大蒙特利爾舉辦的《生物多樣性公約》第十五次締約方大會（COP15）第二階段會議期間，首批十大“世界生態恢復旗艦項目”發佈。分別是：踐行中國山水林田湖草生命共同體理念的“中國山水工程” ；旨在恢復覆蓋巴西、巴拉圭和阿根廷森林生態的“大西洋森林三國公約”；已恢復約7500公頃沿海生態的“阿布扎比海洋恢復計劃”；印度政府投資高達42.5億美元的“恆河復興”項目；由非洲聯盟於2007年發起的“綠色長城修復與和平計劃”；旨在恢復塞爾維亞、吉爾吉斯斯坦、烏干達和盧旺達山地生態系統的“多國山地倡議”；重點關注瓦努阿圖、聖盧西亞和科摩羅獨特生態系統的“小島嶼發展中國家項目”；旨在於2030年恢復10萬公頃土地並創造5000個永久性工作崗位的“中美洲乾旱走廊計劃”項目；為扭轉中亞地區廣闊草原等衰退趨勢創建的“阿爾滕達拉草原保護倡議”；旨在為紅樹林自然復興創造條件的“印尼自然建造項目”。 ^[4]