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1、第八章 欧洲地区的典型案例,第一节 中欧退化林地的生态恢复第二节 西欧大型河流与洪积平原生态恢复工程第三节 欧洲西北部湿地与淡水湖泊生态系统恢复工程第四节 阿尔卑斯山高寒生态系统恢复工程,第一节 中欧退化林地的生态恢复,（一）酸化和超营养作用有证据表明欧洲大部分地区酸雨带来了严重的土壤酸化，土壤的酸化通常是由其他生态因子如N投入过度所造成的。通过定位试验的反复研究，或同时比较同一区域同一植被类型植物社会谱系表，都可以检测植物物种组分的变化。,二、森林破坏的原因,在过去四十年中，欧洲森林植被发生类似的变化，即氮指示物种（其表征指标包括物种数量、频率、覆盖度/丰富度和平均生态指示值）不断增加，这是
2、植物物种对含氮化合物（如NOx，NHx）分解的强烈反应。,（二）全球气候变化CO2等温室气体的排放导致全球升温；整个欧洲从北部斯堪的纳维亚到西班牙、希腊，自20世纪60年代以来，生长季节已经延长了大约11天。（三）森林管理在中欧，人为管理导致森林群落物种组成明显变化；收获管理也会影响森林结构。,二、森林破坏的原因,三、森林植被恢复的技术与方法（一）近自然森林的管理 主要措施包括：选择当地、乡土适宜物种；在特定砍伐系统内收获木材；利用天然树木自我生长代替补种树木；在森林中保留死亡的树木作为物种多样性（真菌、昆虫和脊椎动物、鸟类）的重要载体。（二）森林改造 中欧森林受土地利用的影响很大。其中，19
3、世纪开始的松树（Pinus sylvestris）和挪威云杉（Picea abies）林的人工造林活动对森林植被的恢复影响最为深刻。,结构不良的森林立地的改善方法（引自Spieker 和 Hansen，2002）,德国东北部四个研究点森林地表和土壤表层中腐殖质累积与土壤有机质的相对分布（引自Fischer等，2002）:森林立地由松林转化为松属/山毛榉属混合林的过程中腐殖质覆盖层发生了明显变化,随着山毛榉属所占比例增多，由于生态干扰过程，腐殖质形成层中土壤有机物质含量降低；至于土壤碳储存和分布，可以增强两个发展过程：在森林转化的初始阶段，较早的混合立地中总的腐殖质储存量增加，反之后期土壤有机储
4、量持续下降,（三）受灾森林立地的更新在中欧地区，暴风雨（雪）是影响森林结构的重要自然灾害。土壤的机械扰动促进了具有持久稳固种子库的植物种的生长。,三、森林植被恢复的技术与方法,（四）退耕还林自从20世纪80-90年代欧洲大部分地区开展退耕还林（耕地弃荒）活动以来，人工造林（以前是森林而最近被占用的非林地的森林恢复）在景观规划中发挥了重要作用；从Baden-Wrttemberg废荒试验和Gttingen新植物园试验可以得出森林恢复有两个重要的方式。,三、森林植被恢复的技术与方法,德国Gottingen新植物园的演替试验：19681999年苔藓、草本、灌丛和乔木层的覆盖度。首先木本植物高度小于5m
5、（灌层）；1989年部分树木高度超过5m，灌木层下降，乔木层开始增长。,1968-1999年不同生活型植物覆盖度的相对重要性（自由发展）。T：一年生植物；G：地下芽植物；H：地面芽植物；C：地上芽植物；N：矮高位芽小灌木（灌丛）；P：高位芽植物（乔木）,（五）废弃矿地的绿化造林 在欧洲大部分地区，通常采用的是绿化造林恢 复，即在以前没有森林覆盖的底土层和表土层上造林。未加工矿山土壤上绿化造林的早期试验研究在德国由Heuson（1929）和Copien（1942）实施。在当时的研究中，他们建造了混合立地，利用多种物种进行长期试验，包括松树、橡树、酸澄和落叶松属植物以及先锋乔木种如桤木、白杨、桦树
6、和黑槐，适当改良土壤后，机械式种植建立起的森林群落取得了较好的效果。,三、森林植被恢复的技术与方法,第二节 西欧大型河流与洪积平原生态恢复工程,一、欧洲河流破坏的原因,（一）自然影响主要指气候变化的影响。,10000年以前结束的、距今最近的一次冰期气候变化使泰晤士河向南移动了几千米，然后流入了当前伦敦所在地的河口。,（二）人为影响土地利用变化：森林砍伐、植被破坏等；工农业污染造成的影响；规模化灌溉系统计划的实施；大坝/水库建设；矫正和加深河流、分离河漫滩、抽干地下水等；城市扩张。,一、欧洲河流破坏的原因,影响河流系统的主要人类活动（引自Mant和Janes，2005）,在莱茵河流域，森林退化率
7、约为75%，莱茵河河道两旁残存的森林面积仅有150km2,气候变化：自1988年以来，在苏格兰的许多地方，洪水频率和数量明显增加；城市化：伴随着防洪技术的不断发展，河漫滩的防洪作用常被忽视，工业用地和居民住宅侵占的河漫滩湿地常被遗忘；经济因素：目前仍没有阻止河漫滩开发和推动河流修复的专项经费计划，也缺乏对退化河流系统进行修复的经济可行性论证，导致许多河流修复工作随机、分散地开展。,（三）目前的干扰和威胁,一、欧洲河流破坏的原因,二、典型河流和河漫滩的修复工程 目前仍缺乏河流和河漫滩修复的简单、易行的方法，每个修复工程都根据自身的特点，制定相应的工作方案和行动计划；在某些情况下，恢复措施可能是将
8、原来矫正的河道恢复到一个弯曲状态，同时增加生物多样性。,英国Durham镇河流弯曲段图（引自Mant和Janes，2005）,旧河岸的重塑（引自Mant和Janes，2005）：在有些情况下，生态修复需要重塑河岸、建造湿地狭道等较为温和修复方法进行协助完成,2m湿地护岸,（一）英国生态系统退化背景：在过去的强制管理下，基本上每条河流都进行过灌溉、疏浚和矫正改造；自1990年以来，各级政府和社会团体都致力于改变流域管理的单纯防洪作用，其中，最具代表性的是斯科涅河（skerne）修复工程。斯科涅河是位于达拉谟达林顿的一条内河，在过去约两百年的时间里，由于工业化的发展和居民区的扩展，斯科涅河被矫正改
9、造，生态破坏严重。斯科涅河修复工程在该河流上选取2km的一段流域开展修复实验，目的是重建一个更加自然的流域，将其变为优美、宜人的自然景观。,二、典型河流和河漫滩的修复工程,工程措施：修复河道形态、重塑河岸景观、清除河道内的各种外加装置，美化风景、合理布置出水口、平整堑壕、增加河漫滩的承载力、增加本土濒危植物的数量、建造替代湿地系统等。最终实现了恢复目标：重建了具有更强自我调整能力、更加自然的河流系统，同时保证了洪水的有效管理，确保了野生动物、环境舒适性及水环境质量的保护。,二、典型河流和河漫滩的修复工程,（二）丹麦在丹麦，近30 000 km的自然河流已在形态上发生了改变，另有30 000 k
10、m的河流因湿地、河漫滩排水工程或发展农业而被改造。在诸多恢复工程中，古曾河（Skjern）修复工程最具代表性。1998年，丹麦议会以票决通过了修复古曾河低洼水道、重塑超过2 200 hm2典型河漫滩和多支流河流蜿蜒河道的公共工程法案。,二、典型河流和河漫滩的修复工程,（三）荷兰退化原因：农业生产、不断升高的堤坝和上游污染；主要措施：恢复河道自然形态、降低河漫滩的地势等，增加由于原来采砂和恢复次级水道而产生的静水体系统作为鱼类和大型无脊椎动物的避难所，限制任何持续性的防洪措施对河漫滩的无续利用，利用河流自然过程进行防洪控制，通过疏浚工程去除沉积的黏土、恢复河漫滩原来轮廓来降低其地势恢复河漫滩的承
11、载能力、提高栖息地的多样性。,二、典型河流和河漫滩的修复工程,（四）意大利退化原因：意大利阿尔卑斯和亚平宁地区的水力发电系统和蓄水设施的建设、沿着山谷和河漫滩的城市化发展。Zero River工程 目的：保护主要淡水资源和与威尼斯泻湖相连的河口环境 途径：通过流域内风险的分担和建立污染物的缓冲区来减轻水体富营养化 成果：该工程已在原来人工开凿的河道上，恢复了16 km的水道、30 hm2的河漫滩、10 hm2芦苇地和160hm2滨水湿地植被。,二、典型河流和河漫滩的修复工程,Zero River河整治工程（引自Mant和Janes，2005）,莱茵河修复工程退化的原因：1449年的过度捕捞和污
12、染导致鱼类数量显著下降；1817-1874年间，莱茵河流域开展了大规模工程建设，河流的矫直、改道活动显著增加。采取的恢复措施：1952年开始，莱茵河管理委员会开展了改善水环境质量、削减水体污染、恢复流域生态系统等工程项目，包括德国的泄洪工程项目和荷兰的堤坝拆除工程项目等，明显改善了莱茵河流域的生态环境。,（五）跨境河流修复工程,二、典型河流和河漫滩的修复工程,多瑙河三角洲的修复工程湿地破坏的原因 以航海为目的的流域发展计划严重破坏了湿地生态系统；农业生产需要而建设水坝和开凿水渠，使湿地破坏问题更加严重。两个重要的多瑙河三角洲恢复计划 源头、中游和三角洲支流国家实施的绿色多瑙河计划；多瑙河下游国
13、家实施的多瑙河喀尔巴阡山计划,二、典型河流和河漫滩的修复工程,第三节 欧洲西北部湿地与淡水湖泊生态系统恢复工程,一、湿地退化的原因,（一）土地利用变化（二）酸化（三）富营养化（四）大气沉降,二、恢复方法（一）泥炭沼泽的恢复（促进泥炭藓生长）加入少量HCO3-（浓度01mmol/L）；适当伐木和关闭排水沟渠（二）草甸沼泽的恢复 恢复传统的管理 恢复水力条件 表土去除 植物移栽,三、湖泊生态系统的恢复（一）湖泊生态系统受损的原因环境污染水利工程建设过度养殖富营养化生物入侵,（二）受损湖泊生态系统的修复湖泊生态系统修复的方法和技术主要有：严禁围湖造田；营造林地，提高湖泊周围的植被覆盖率，减少面源污染
14、的危害，增强涵养水分的能力；加大人为调控湖泊水位的力度，尽量防止水位频繁地剧烈变化，维持湖泊的最低水位；对于已有大量淤积的湖泊，清淤是十分有效的修复措施。,三、湖泊生态系统的恢复,芬兰Vesijarvi湖1975年截污后湖水总磷的变化,芬兰Vesijarvi湖生态恢复前后相关参数的变化,第四节 阿尔卑斯山高寒生态系统恢复工程,一、阿尔卑斯山地生态系统退化的原因,（一）土地利用变化矿产开发活动引起的森林植被破坏农业生产活动引起的草地植被破坏（二）旅游业发展滑雪道、升降机、缆车以及其他运输设施的建设破坏了高寒草甸植被；防护性设施（尤其是洪水和雪崩的防护栏）同样占用大面积的土地，对山地生态系统的健康
15、产生了严重威胁,索道、滑雪道和运输设施对阿尔卑斯山地生态系统的干扰与破坏,二、高山环境中可持续性修复的途径（一）概述,高海拔地区的修复会受到诸多因素的限制。随着海拔高度的增加，修复工程的难度也不断加大。如果不考虑滑雪道、旅游业基础设施以及洪水和雪崩防护栏建设工程造成的地形因素的改变，可以通过补种对高山环境有较强适应能力的、高品质植株材料或种子，配以良好的生态修复技术，就可以获得恢复工程的成功实施。,（二）植被自然恢复,植被选择：植被选择要考虑适应性、本土性和区域性；基质培育：用砾石（不同粒径的石料）作为基质培育的基本材料，获得典型高海拔地区修复区域和无植被区域的镶嵌斑块，为植被自然恢复提供良好的基质条件和空间环境；施肥：滑雪道上应使用缓释而长效的肥料，以促进腐殖质的形成，尽可能使用有机肥如腐熟的农家肥、复合肥或生物堆肥。,二、高山环境中可持续性修复的途径,（四）用营养体进行修复,草皮和草皮切块草皮卷 盆栽植物,（五）覆膜和地质纤维网,覆膜播种纤维网干草覆膜,（六）修复地的管理,二、高山环境中可持续性修复的途径,查找资料，分析欧洲生态退化的主要特征和分布情况？分析欧洲林地恢复的技术方法如何在不同尺度上所起的作用。试说明阿尔卑斯山高寒生态系统恢复工程对我国退化高寒生态系统恢复的借鉴意义。分析欧洲河流破坏的主要原因，并与中国的情况加以比较。,思考题,
