生态修复过程.docx

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生态修复过程

从时间流程来说，应按调查---分析---预测---评价---规划---设计---施工---管理的顺序连贯进行；从空间来看，它由通过保护、恢复、再创等手段生成的生态系统所组成。

而生态环境的修复技术应当是这一时间流程和空间的生态分布的最优组合，修复的目的是把对自然环境的影响控制在最小的限度之内。

一、生态修复与生态工程

生物修复技术是生态工程的一个分支，生态工程的定义是：

“为了人类与自然的共同利益对生态系统进行设计的学科”。

但是这里需要说明的是，生态系统是自然的产物，与人工系统有本质的区别。

系统工程中对系统的定义是：

“系统是多种相互关联的要素，作为一个整体以达到某种目的的集合体”，在人工系统中，要素也好，要素之间的相互关联也好，都是由人工设计生成的。

而生态系统既然称为系统，也是由多种相互关联的要素构成整体的集合体。

但是，它的所有构成要素中的各类生物都是自然进化的产物，人工无法生成。

另外，各要素间的机能关联也是自然进化的产物，各生物间构成生态网络，这也是人工无法生成的。

在进行生态修复时必须充分地认识到生态系统与人工系统的这种本质差别。

二、生态系统修复的过程

⒈调查

包括资料调查及现场踏勘。

⑴资料调查

首先要编制资料目录，有关国土自然的资料会相当多，分散在国家及地方民间团体的办公机关、博物馆、大学等，甚至在地方志中也有许多有价值的资料。

还有历史资料、照片、画像等也是宝贵的资料。

⑵调查范围和空间尺度的设定

调查范围可分为大范围的概括调查和实施修复范围的调查，调查内容如下表。

调查的

种类

地形

植被

动物群

规划尺度

制图比例

网格尺度

最小抽出

单元

大范围概况调查

小地形100~1hm²

丘陵、台地、沟谷、河流、池沼

“纲”水平

常绿阔叶林、夏绿阔叶林、针叶林、宅地

两栖、爬虫类、鸟类、中型哺乳类（狸、兔等）

地域规划

以生态角度的土地利用规划为重点

1/2.5万

500m

50m*50m

（2500m²）

生态修复区调查

微地形

1hm²-百m²

山麓、缓坡、低湿地、水田

群落、群集水平

松林、灌木林、庭园、寺庙林

昆虫（肉食性）、鸟类、两栖、爬虫类、小型哺乳类

地域规划

以环境角度的土地利用规划为重点

1/2500

50m

5m*5m

（25m²）

⑶基础环境的调查和制图

基础环境调查主要是指对支持生态系统的土地环境要素进行的调查，并制图。

土地要素包括地质（表层地质）、地形、土壤、水文等四项。

其中地形、地质、土壤三项关系密切，一般可用地形来代表。

地形图多以等高线表示，在基础环境调查中，不是原封不动地搬用地形图，要用地形分类图。

按形状分类的地形，其成因、构造也大体相同，地质与土壤的分布也基本一致。

地形分类图可用地形图加航空照片判读制成，并通过现场踏勘修正。

现在可用电子地图，GIS进行机械分类。

日本国土地理研究院可以提供50m网格的电子地图，有些民间的公司还出售更高精度的电子地图。

在有蛇纹岩、石灰岩等对植被及动物有影响的特殊地质条件的地区，还需要有表层地质图；在需要对土壤肥沃度进行评价时，还需要收集或编制土壤图。

水文调查的对象主要是地表水及地下水。

要有水系图，但是光有水系图还不够，还要进行现场踏勘。

在地下水位较高，对动植物的生育、生息会有影响时，要编制地下水位图。

地下水的观测可以通过观测井水位在不同降雨季节的观测进行分类和制图。

这项工作虽然很辛苦，但是对于湿地保护是非常重要的。

涌泉对于动植物的生育、生息环境也非常重要，需要通过现场踏勘确定涌泉的位置，并制图。

在水文环境图中，如果能标上水量、水深、水温、水质等数据，作为生态系统的基本信息是非常有用的。

这些需要将现场调查结果添加在GIS图上，生成综合的生物生息水环境图，称为“水环境图”。

⑷生物调查

生物调查主要是为了把握生物相及其分布。

一般需要提出植物种清单及分布图、现有植被图、动物清单及活动痕迹位置图等。

在进行现场调查之前，需要先收集已有资料，制成物种清单数据库，对调查地的生物相有了初步了解之后再进入现场。

①植物种清单及植物分布图的编制

植物相的调查通常要在春、夏、秋分三次进行，随季节植物会有所消长。

调查离不开现场踏勘，在踏勘范围很大，难以全部踏勘时，最少也要保证对全部植物群落进行调查。

在水边、悬崖处常有多样的特殊植物，调查不要有遗漏。

要对所有的植物种编制分布图是困难的，可以对红名单上记录的物种、以及在本地需要保护的物种（下称注目种）编制分布图。

埋在土中的种子也要进行调查，因为它只是在土中休眠，也是植物相的组成部分，而且是植物复原的重要资源。

种子调查有多种方法，可以取表土样本，直接观察，或对样本进行催芽实验，也可以在现场割掉地表植物后进行催芽实验。

②动物种清单和活动痕迹图

动物的调查方法，根据对象物种有很大不同。

调查方法有踏勘目击、发现痕迹、访问、捕获等。

动物与植物不同，它不是固定在一个场所，即使在某一地目击痕迹，也只能说明它是生息地的活动场所的一个点，还必须积累大量零星资料，制成《生息适地图》才对生态修复有用。

⒉资料分析、确定目标

⑴生态系统类型的区分

在对象区域内，一般是由多个生态系统所组成。

要对这些生态系统分类，并将他们的分布制成图，供预测、评价、规划使用。

所谓生态系统是指与周边地区具有不同的生态构造和机能，在视觉上也与周围有明显区别，而且在空间上具有较高的均匀性。

由这样概念确定的生态系统一般称为生态型（ecotope）。

构成生态型的要素是：

作为其存在的基础条件的地形、地质、水环境；在这样基础条件下生成的植被；依存与这样植被和水环境条件生活的动物群集。

我们希望尽可能地提炼出这些要素的均匀空间，但是，实际上这些要素的分布边界不是完全重合的，很难得到完全的均匀空间。

因此在实际操作上其精度只要能满足工作需要就可以了。

尽量选择最有用的要素，去掉次要要素，对生态型分类可能更实用。

⑵动物生息适地图的编制

一般是根据现有的植被图，按一定的条件，或按各类模型确定各类生物的生息适地。

如草地性鸟类、疏林性鸟类、苇地性鸟类等。

⑶保护目标的确定

①确定保护目标的方法

生态修复的目标由需要保护的物种、及其生息地的生态系统组合而成。

保护目标在原则上是以对象地区在工程建设之前的存在种和生态系统为样本。

但是如果现有的生态系统已经遭到严重的破坏，以现状为样本就未必合适，可以根据可能制定比现状生态系统要高的修复目标。

可以参照相邻地区的生态演变资料，进行类比推断，制定合理的保护目标，甚至对相邻地区也提出较高的保护要求。

②保护目标种

根据现有资料和现场调查得到的动植物清单选定保护目标种。

他们将作为环境影响评价中的对象，预测可能对它们的影响，制定相应的保护对策。

在对生态系统的影响评价中，要选出其上位性、典型性、特殊性的物种，但是基本与动物、植物的保护目标种是一致的。

对一个物种的选择应当从动物、植物两方面的生态系统同时进行，把选出的所有物种统称为“注目种”。

a.动物、植物的保护目标种

稀有种：

有灭绝危险、在红皮书中记载的物种、或与其相近的物种。

红皮书有国家版和地方版，要同时参照两种版本确定。

在地方版还没有出版时，要求生态修复事业承担部门自行对当地的稀有种进行评价。

法定保护种

根据文物保护法、自然公园法、地方公共团体的自然保护条例等规定需要保护的物种。

一般与上述稀有种重复的较多。

象征种

美丽或具有魅力，能唤起社会群众环境保护意识的物种。

花草、外形美丽的物种，能形成良好生态环境，受孩子们喜爱的物种。

b.生态系统的保护目标种

生态系统保护目标种在环境影响评价的相关法中没有出现过这种提法，可以说是“在生态系统的保护角度来说具有上位性、典型性、特殊性”的物种。

上位性物种：

在生态系统的生物群集中，处在营养阶段上位的物种，容易受到生态干扰和环境变动的影响。

如：

哺乳类——熊罴、狐狸、鼬鼠

鸟类——狗鹫、大鹰、凫、鹭、翡翠鸟

爬虫类——蟒蛇

昆虫类——田鳖

典型性物种：

在维持生物间的联系，或维持生态系统的机能方面具有重要作用的物种和群集；植物中的优势种、现存量大的物种；动物中个体数量多的物种、个头大的物种、属于代表性群落中的物种等。

另外，具有生物群集多样性和生态变迁特征的物种也被列为典型种。

在维持生物间的联系，或维持生态系统的机能方面具有重要作用的物种如：

植物群落——头陀菌、小楢林、芒草原（是多量物种的生息环境）

哺乳类——鹿类（食性对植物有很强的影响）

鸟类——啄木鸟类（在树身穿孔，捕食甲虫类）

带有生物群集多样性和生态变迁特征的物种如：

哺乳类——狸（森林）

鸟类——木鼠鸟（日本五十雀，体小，尾短、背青、腹白，生活在落叶阔叶林内）

两栖类——红山蛙、山椒鱼（与蝾螈相近，生活在水田、森林）

昆虫类——大紫蝶（杂木林）

特殊性物种：

在小规模的湿地、洞穴、坟头、石灰岩地区等特种环境中生息的种、群集。

分布较窄的物种。

鱼类——佛鳅（小规模的涌泉）

⑷保护目标与生态型的把握

①植物和生物型的对应关系

生态型图是以植被图为蓝本编制的，所以关于各植物种的分布情况，即使不特别说明，也是可以基本掌握的。

但是对保护目标种，必须有专题图说明其分布情况，也需要与生态型图叠合比较。

在生态型图中，只表示了“在某一生态型中，某一物种生育在什么地方”，对各类保护物种，为了确定其详细的生育场所，还需要分别画出他们的分布图。

②动物和生物型的对应关系

动物是运动的，它不一定与生态型图是一对一的关系。

一般来说，动物可能在几个生态型中生活，分别在那里觅食、休息、营造巢穴。

还有像两栖类动物那样，其幼虫在水域、成虫在陆域生活，有些物种在生命史的不同阶段生活在不同的生态型中。

利用已有信息，对这样的物种和种群大多可以得到他们的活动信息。

但是如果只依据物种的一般信息，以及它地域的资料来确定动物的生息地，有时会与事实有出入。

因此，对于特别重要的物种，以及了解不多的物种，应当到现场进行实地考察，确定他们生活在什么生态型中。

③生态型与保护目标种行列式

保护目标种，与其生育、生息环境的生态型的对应关系，可以用行列式加以表示。

根据现场调查结果，其个体数及生育地面积已经明确时，可以对生物型的属性用定量的信息加以表示。

⒊影响的预测与评价

⑴影响的种类

建设事业对生态系统的影响可综合为以下四类。

①生息地消失

是指由于植被、地形的改变，直接造成生态系统的破坏，这是狭义的生息地消失。

例如，在建设公路时，公路的占地和施工占地，使生息地直接丧失。

还有从广义来说，由于间接的影响也可以使生息地消失。

测出具体面积后，可以对生息地的消失进行定量的影响预测。

②生息地被分割

是指由于建设项目，生息地被分割。

被分割后，生息地相互间种的往来受到障碍。

其结果有可能使被分割的群体数少于可能生存的最小个体数，使该物种不可能持续生存。

另外由于动物间不能往来，就意味着花粉媒介及种子的散布机会减少，对植物的繁殖带来影响。

在被孤立的树林中，由哺乳类动物散布的树种会减少，由鸟类散布的树种的实生会增加。

生息地被切割的影响对不同物种会有很大不同，难以定量预测。

③生息地受干扰

是指由于建设事业从周围容易进入光、风、噪音、振动等物理影响，使生物的生息环境质量降低。

沿公路的树林中，鸟类不能繁殖就是一例。

干扰的影响会波及多远，随物理影响的种类和生物种的不同而有较大的差别。

因此，要进行定量的预测，可根据类似事例的分析，或进行实验确定其影响范围。

④公路事故

动物在通过公路时，不及躲避，被碰撞或碾轧引起伤亡。

对生息环境的影响可能是多种因素的复合，也可能由一种影响引起连锁影响。

⑵预测的手法

影响预测是预测当项目实施时，会对生态系统和各类物种产生什么样的影响。

影响预测有定量预测和定性预测。

在预测时，尽可能进行定量预测，有困难时只好进行定性预测。

应用包含生态型面积和物种个体数等数量信息的行列式，对生息地的消失、干扰等影响可以进行定量的预测。

但是，对于生息地被分割及公路事故的影响预测，仅利用行列式就无法进行定量预测。

对这类影响进行定量预测需要进行野外实验和建立专用模型。

⑶多方案的比较研究

对上述影响预测，需要对项目的多方案和多种修复方案进行组合，进行多方案的比较研究。

对每一方案都要分别从生态、经济两方面进行评价。

⒋生态修复规划

⑴生态修复的手法

具体的生态修复措施大致分为“回避”、“减轻”、“补偿”三大类。

在进行生态修复规划时，是对所保护、恢复、创建的生态系统的质量、面积、布置等进行平面规划。

平面规划可以利用三种修复措施进行不同的组合，一般有如下三种手法。

①回避+减轻

以回避为主，回避后还残留的对生息地的干扰、分割等影响尽量使其减轻。

在建设项目规划的早期，如果可以选择回避时，应尽量采用这种手法。

保护效果好，而且用于生态修复的费用较少。

但是也往往使项目的规模受到限制，没有变更的余地。

②补偿+减轻

以补偿为主，补偿后残留的对生态系统的影响尽量使其减轻。

但是用补偿手段再创的生态系统是否能发挥原有生态系统同样的机能无法确认。

而且，用补偿手段再创的生态系统到能够发挥机能，也还需要相当的时间，在消失与再创之间有一段时间差。

这段时间很多物种失去了生息地，花费也较大。

③回避+补偿+减轻

采用了全部措施，大部分的生态修复使用这种手法。

在规划中，从以回避为主的方案，到以补偿为主的方案，应生成几个方案，作为预测评价对象，从中选择最优方案。

对于所选择的方案，也不是原封不动地采用，在比较研究的阶段如果发现问题还需要改进，形成最终的平面规划。

⑵生态修复规划的原则

①生息地的大小、形状、配置

生息地的大小、形状、配置决定了可以在这里生存的生物群集。

生息地的规划原则是：

A.面积越大越好，B.在同样面积的情况下，比较完整的较好，C.在不能取得完整时，互相接近的比分散的好，D.邻接的形态，块状的比直线的要好，E.互相能够联系的要比四处分散的好，F.在同样面积时，越接近圆形的越好。

对于猛禽类等上位性物种，应有鸟类、哺乳类、两栖类等大量食物，需要较大面积的生息地。

而且，在生息地互相接近，或有回廊连接的情况下，生物间容易互相往来，扑食、繁殖、避难的范围广，对生存有利。

生息地越接近圆形，具有稳定内部环境的面积也越大。

对于只能在森林深处稳定环境中生存的物种来说，应当尽量保证有这样较大范围的稳定环境。

在实际的生息地规划中，应遵从这些原则，尽可能确保有大块完整的生息地，在不能保证的情况下，也要尽量设立联络回廊，使生息地尽可能一体化。

②生态过度带的保护和恢复

生物的过度带是指在较短的距离内，环境有所变化的场所，也称推移带。

在海岸、河边、湖岸的水陆交界处，以及森林和草原的边界都是典型的生态过度带。

在生态过度带，在很窄的范围内就有多样的环境，所以会有多种物种生存。

在对象区域内原则上应保留这样的过度带，在无法保证时，应在它处恢复同样的生物带。

③动态平衡的维持

生态的动态平衡是指由于某种原因，使生态系统的一部分受到物理性破坏时，在其恢复过程中，还存在有多样迁移阶段的植被，以及相应的生活在那里的动物群集。

生物的物种当中，有的是生活在受到干扰的场地，有的生活在稳定的环境。

干扰分为自然的干扰和人为的干扰。

自然的干扰如河水的增加、火山熔岩、台风等造成植物群落的破坏，裸地形成。

植被中迁移初期相的植物，裸地刚形成它就迅速侵入并形成群落。

为了维持自然的干扰，在规划中应考虑能够容许河流水位增涨、侵蚀和淤积等自然力引起的地形变化。

④避免特殊物种从生息地向它处移植

在环境影响评价制度公布之前，常采用“移植”保护的办法。

这种移植大多是只将被保护的特殊物种从生息地移往它处。

其结果往往是在短期内移植得到了成功，但多数物种在中长期由于不能适应环境而灭绝。

未能移植的多数物种，自然随生息地的消失而消亡。

所以，在生态修复中，这种移植保护的办法除非万不得已，不可采用。

应当通过严格的补偿修复，使一个完整的生态系统得到恢复。

⑶生态补偿修复的原则

①补偿地址的选择

进行生态补偿时，需要确定补偿的地址。

补偿地址选择的原则应当与原有生态系统的基础环境相类似。

这样的场所形成与原生态系统相同生态系统的潜在可能性较高。

所以，生态系统的补偿修复容易得到成功，工程费用和管理费用也可以降低。

原有生态系统与补偿地址的距离越近越好。

一般来说，距离越近，越容易找到类似的基础环境，动物的移动也比较容易。

②时间差的掌握

在新的场所，即使能够形成原有的生态系统，但是到能够发挥机能也需要相当时间，在湿地和草场的情况下需要2~3年，而对落叶阔叶林的二次林最低要15~20年。

应当尽量使原有物种能够在这样的环境中生存。

对于天然的森林，这样的时间差可能要70年以上，原有物种难以在这样的新环境中生存，所以对天然林应当采取回避保护的办法。

⒌生态修复的设计

⑴恢复、再创生态系统的设计

恢复和再创生态系统时，首先必须明确最终目标的构造。

所谓构造，首先是生态系统的基础环境，如地形、土壤、水环境等，以及在基础环境上生成的植物群落的组成、群落高、密度等，即生态系统的设计图。

其次，要描绘出实现最终目标的过程。

生态工程主要是利用自然营造力形成生态系统，但是在形成基础环境后，要促使迁移的初期~中期阶段的群落形成。

⑵减轻影响设施的设计