恢复生态学目前是一门比较成熟的科学,它解释了自然生态系统如何对不同生态修复干预措施作出反应,以及相关的概念和模型。生态修复干预措施是恢复生态学的应用手段,需要将相关科学知识运用到资源管理的实际问题中,其中包括:确定干预措施的优先顺序、了解干预措施的特点,以及确定合理且切合实际的修复目标(图2.3)。
术语“修复”在生态系统管理中有很多使用方式。生态修复一般是指将生态系统恢复到自然状态或开发前的状态的过程。美国国家科学研究委员会(1992)对修复的定义如下:“……将生态系统大致恢复到受干扰前的近似状态。在恢复过程中,生态资源的损害得到修复,生态系统的结构和功能得以重构……目的是为了恢复其可持续发展并与周边环境相统一的能力。”
“修复”区别于“复原”。复原是仅对退化的系统中发生变化的某些要素采取措施,但其目的仍是尽可能将生态系统恢复至原始状态。相比之下,整治指的是将生态系统改变至另一状态,既不同于当前状态,也不同于原始状态,以改善生态系统某些功能(图2.4)。事实上,在很多情况下,由于经济社会活动对生态系统长期、持续的影响,导致试图将生态系统复原到自然状态既不现实,也不可取。
图2.3 恢复生态学及其在生态修复过程中的应用
图2.4 河流生态系统修复、复原和整治的区别
目前有许多关于生态修复的定义。生态修复学会将其定义为“协助恢复已退化、已受损或已被破坏的生态系统的过程”。湿地科学家学会将湿地修复定义为“对已经退化或改变用途的自然湿地采取措施,重新确立生态过程、功能和生物(非生物)联系,并建立与其景观整合的持久稳定、具有自我恢复力的系统”。
目前景观的很多组成部分都在进行生态修复,这其中就包括河流生态系统。随着人们更加深入地了解河流运行的方式、河流影响因素的性质以及对生态系统退化和生态系统服务损失等问题的应对措施,河流生态修复的概念逐步形成。过去,人们理想化地希望将生态系统恢复到自然状态或原始状态。随着时间的发展,生态修复和河流生态修复的理念已经更加结合实际情况(表2.1)。
表2.1 修复和复原的定义演变
Wohl等(2005)将河流生态修复定义为“在已经退化的流域内,为改善水文、地貌和生态过程,并替代系统中丧失的、受到损害的或受到影响的因素所采取的措施”。这种定义已经考虑到主观和社会价值因素,即如何界定需要进行改善的因素,这其中包括了对财产的保护,以及对审美价值或休闲娱乐价值的提升。因此,“河流生态修复”可以更为明确地定义为“通过在流域范围内重构支持生态系统所必需的生态过程,以恢复退化的流域系统的生态完整性的活动”。而在河流生态修复范畴内的复原,主要是通过相关过程的重新建立,或者相关要素的替换,解决导致生态系统退化的原因;而非处理退化产生的表面现象,以达到生态系统某种稳定状态。
本书的定义采用了类似的较为宽泛的形式。“河流生态修复”包括为改善生态系统功能、河流健康状态和相关生态系统服务所采取的干预措施。修复后的河流系统的功能或结构可以不同于“原始状态”的河流系统,但与已经退化的河流系统相比较,相关功能或结构得以改善。
河流生态修复的定义为:“对已经退化的河流系统,通过替换已丧失、受损或受影响的要素,以及重新构建必要的生态过程,恢复河流的生态结构和功能,从而支撑河流生态系统的健康,并改善河流所提供的生态服务。”
按照这个定义,可以用示意图的方式区分原始河流生态系统、退化后河流生态系统及修复后河流生态系统中的系统结构与功能,如图2.5所示。
图2.5 原始河流生态系统、退化后河流生态系统及修复后河流生态系统中的系统结构与功能