第1章 绪论 1
1.1 恢复生态学的定义 1
1.1.1 恢复生态学的基本涵义 1
1.1.2 恢复生态学的主要研究内容 2
1.2 恢复生态学的历史、现状与未来 3
1.2.1 恢复生态学的发展简史 3
1.2.2 恢复生态学的发展趋势 4
1.3 恢复生态学在国民经济建设中的意义 7
1.3.1 生态系统退化的现状 7
1.3.2 恢复生态学的生态、社会与经济意义 18
第2章 恢复生态学的基础理论 19
2.1 退化生态系统的恢复 19
2.1.1 土地退化与生态系统退化 19
2.1.2 退化生态系统恢复的基本原则 27
2.1.3 退化生态系统恢复的程序与方法 28
2.1.4 退化生态系统恢复的方向与目标 30
2.2 退化生态系统的脆弱性理论 32
2.2.1 脆弱性的概念 32
2.2.2 研究退化生态系统的脆弱性的意义 33
2.2.3 脆弱性与其他因素的关系 33
2.3 相关生态学理论在生态恢复中的应用 41
2.3.1 与物质相关的生态原理的应用 41
2.3.2 与能量有关的生态原理的应用 42
2.3.3 与空间有关的生态原理的应用 43
2.3.4 与时间有关的生态原理的应用 45
2.3.5 与多样性有关的生态原理的应用 45
2.4 生态恢复的动态理论 48
2.4.1 自我设计与人为设计理论 48
2.4.2 演替理论 48
第3章 退化生态系统恢复过程中能量结构的恢复 61
3.1 能量生态学概念及研究概况 61
3.2.1 辐射梯度的观测 62
3.2 能量生态学的主要研究方法 62
3.2.2 小气候梯度的观测 63
3.2.3 冠层结构的测定 63
3.2.4 生物量和热值研究法 64
3.2.5 植物光合作用与呼吸作用速率研究法 65
3.3 森林生态系统恢复过程中群落的冠层结构动态 66
3.3.1 群落的冠层结构 66
3.3.2 个体结构与群体结构 69
3.4 不同群落的冠层辐射分析 70
3.4.1 林上总辐射 70
3.4.2 林上反射率 70
3.4.3 林冠吸收率 71
3.4.4 林下透射率 71
3.5 森林生态系统恢复过程中温度与湿度的变化 72
3.5.1 不同恢复阶段群落内温度的变化 72
3.6.1 群落植物的光合与呼吸速率变化 73
3.6 森林生态系统恢复过程中群落植物光合与呼吸速率 73
3.5.2 不同恢复阶段群落内湿度的变化 73
3.6.2 光合与呼吸速率研究方法探讨 75
3.7 森林生态系统恢复过程中群落的生物量研究 75
3.7.1 部分群落优势种的单株生长式 75
3.7.2 不同恢复阶段群落的生物量分布 76
3.7.3 不同恢复阶段群落的生物量年增量和净初级生产力 78
3.7.4 不同恢复阶段森林群落凋落物的比较 78
3.8 森林生态系统恢复过程中群落优势种各器官的热值 79
3.9 不同恢复阶段群落的能量现存量与净固定量 80
3.10 森林生态系统恢复过程中群落的光能利用效率 81
3.11 南亚热带森林植被的热量平衡 83
3.11.1 热量平衡理论 84
3.11.2 热量平衡的研究方法 86
3.11.3 热量平衡的月进程 86
3.11.4 热量平衡的日进程 87
3.12.1 气候生产力模型 88
3.12 气候生产力模型 88
3.12.2 生产潜力模拟结果 90
3.13 南亚热带森林生态系统的能量流动模型结构与功能探讨 91
3.13.1 数据同化与分析 91
3.13.2 不同群落的能量流动模型 92
3.13.3 鹤山马占相思人工林的能量现存量及能量流动 97
3.13.4 黑石顶常绿阔叶林能量流动模型 99
3.14 植被恢复过程中能量特征 99
第4章 热带亚热带植被生态恢复早期水热环境的变化 101
4.1 生态系统小气候和水文学研究的基本原理与方法 103
4.1.1 森林气象学基本原理和方法在恢复生态学研究中的应用 103
4.1.2 森林水文学基本原理和方法在恢复生态学研究中的应用 105
4.2 先锋生态系统的小气候效应 107
4.2.1 3种重建先锋森林生态系统的基本情况 107
4.2.2 先锋生态系统温湿效应的动态变化规律 109
4.2.3 不同先锋森林生态系统温湿效应的比较 122
4.2.4 森林生态系统温湿度的垂直梯度分异 125
4.3 先锋森林生态系统冠层上方的辐射能环境及蒸散量 128
4.3.1 南亚热带鹤山木荷林与湿地松林冠层上方的辐射能环境 128
4.3.2 南亚热带鹤山木荷林与湿地松林冠层蒸散量 131
4.4 先锋森林生态系统的地表径流特征 136
4.4.1 地表径流特征分析 138
4.4.2 地表径流系数的月变化 140
4.4.3 地表径流量与降雨特征的关系 140
4.4.4 地表径流产流特征分析 142
4.5 退化生态系统植被恢复过程中小气候的变化 146
4.5.1 退化生态系统与先锋森林生态系统气温的比较 147
4.5.2 退化生态系统与先锋森林生态系统土壤温度比较 151
4.5.3 退化生态系统与先锋森林生态系统空气相对湿度比较 157
4.5.4 退化生态系统与先锋森林生态系统土壤湿度比较 158
4.6 退化生态系统恢复过程中能量平衡各分量的变化 160
4.7.1 降水量与蒸发潜力的差异 163
4.7 退化生态系统恢复过程中水量平衡各分量的变化 163
4.7.2 水量平衡各分量的差异 164
4.8 基于水热的植被生态恢复机制 167
4.8.1 中国热带亚热带地区植被生态恢复的限制因子 167
4.8.2 恢复成功与否的标准 168
4.8.3 植被生态恢复的水热原理 169
4.8.4 基本原理对于恢复实践的启示 170
第5章 植物营养生态特性与植被恢复先锋种群的选择 172
5.1 植物营养生态学概念 172
5.1.1 定义 172
5.1.2 研究范畴 172
5.1.3 研究意义 174
5.1.4 存在问题与前景 174
5.2 植物种群重要营养策略 175
5.2.1 植物形态及生长习性与营养适应策略 175
5.2.2 营养利用效率与影响因素 177
5.2.3 营养转移及其影响因子 180
5.2.4 植物对元素的选择吸收 183
5.2.5 营养分配与防御策略 184
5.3 南亚热带几种先锋树种的养分含量格局 184
5.3.1 枝、根养分含量与径级的关系 184
5.3.2 不同器官的养分差异 187
5.3.3 种间养分的差异 187
5.3.4 不同器官养分相似性的数学分析 190
5.4 南亚热带几种先锋种群体内元素的相关性 192
5.5 南亚热带几种先锋种群的营养转移特征 194
5.5.1 营养转移率 195
5.5.2 营养转移量 197
5.6 植物对环境营养有效性的影响 198
5.6.1 重要有机酸分子对磷吸附的影响 198
5.6.2 有机酸分子对阳离子的影响 202
5.6.4 几种人工林对土壤矿质氮形态的影响 203
5.6.3 有机酸分子对土壤铝毒性的响应 203
5.7 森林土壤铵吸附特征 204
5.7.1 植物物质对土壤吸附铵的影响 205
5.7.2 关于化学动力学 209
5.7.3 森林土壤铵吸附动力学研究 212
5.8 植物物质对环境酸碱度的影响 216
5.8.1 作用机制 216
5.8.2 几种人工林对环境酸碱度的影响 217
第6章 植物种类的生理生态特性对植被恢复过程+的效应 218
6.1 植被恢复过程中种与生态系统的功能关系 219
6.1.1 种对生态功能效应的形式 220
6.1.2 生物多样性与生态系统的功能关系 224
6.1.3 种在退化生态系统功能恢复中的作用 226
6.2 演替种类组成发展趋势的理论研究 227
6.3.1 演替生境的形成 229
6.3 植被恢复中演替植物的环境特点及变化规律 229
6.3.2 演替生境的物理环境的变化趋势 230
6.4 建群种的生理生态特性对植被恢复过程的效应 235
6.4.1 华南丘陵退化荒坡先锋马占相思林的水分生态 237
6.4.2 华南丘陵退化荒坡先锋马占相思林的呼吸变化 240
6.4.3 先锋群落叶面积指数变化特点 247
6.4.4 植被恢复树种在不同实验光环境下叶片气体交换的生态适应特点 250
6.5 全球变化背景下植物生理生态响应对植被恢复演替的影响 261
6.5.1 全球变化背景下大气CO2浓度升高与森林群落结构和功能的变化 262
6.5.2 全球变化与群落的演替 263
6.5.3 植被恢复演替植物光合作用对空气CO2浓度增高的响应 264
6.5.4 补增UV-B辐射对植物羧化和电子传递速率影响 269
第7章 退化生态系统恢复过程中动物及土壤生物群落的演替与功能 275
7.1 动物群落的多样性及生物量发展与植被的恢复状况的关系 275
7.1.1 动物多样性变化过程与植被复杂化过程相一致 276
7.1.3 节肢动物群落的多样性与稳定性和植被结构的复杂性紧密相连 277
7.1.2 动物生物量随植被的恢复而增加 277
7.1.4 有害动物的发生、发展与森林植被的发展状况相关 281
7.2 退化生态系统恢复过程中动物对植物的保护与传播作用实例 283
7.2.1 大型森林蜘蛛的捕虫功能 284
7.2.2 屋顶鼠的捕虫功能 284
7.2.3 屋顶鼠传播植物种子的功能 286
7.3 土壤生物群落结构变化与植被的恢复 288
7.3.1 土壤微生物群落结构与生物量在不同植被类型下的变化 288
7.3.2 土壤动物群落在植被重建发展过程中的演替 291
7.4 土壤生物在营养循环和能量转换中的作用 299
7.4.1 土壤微生物的分解功能在植被发展过程中的变化 300
7.4.2 土壤动物在生态系统中的分解作用 302
7.4.3 土壤动物在凋落物前期分解中的作用大于土壤微生物的作用 305
7.4.4 土壤生物在土壤生态系统能量转换中的作用 307
8.1.1 概述 312
8.1 退化生态系统恢复过程中碳元素相关特征 312
第8章 退化生态系统植被重建的碳元素特征及土壤生态 312
8.1.2 土壤微生物量碳 313
8.1.3 地统计学在土壤、生态学研究中的应用 317
8.1.4 马占相思人工林地土壤有机碳的空间分布特征 321
8.1.5 马占相思人工林森林土壤CO2排放通量及与环境因子的模拟 326
8.1.6 土壤利用方式变化对土壤碳的影响 332
8.1.7 鹤山几种不同土地利用方式的土壤碳储量 334
8.2 广东省森林土壤的碳储量估计及对全球变化的贡献 340
8.2.1 广东省森林植被及土壤碳储量估计 340
8.2.2 植被恢复对缓解全球变化的贡献 342
8.3 退化森林生态系统恢复过程的碳同位素示踪 343
8.3.1 鼎湖山森林生态系统的土壤剖面选择 343
8.3.2 鹤山森林生态系统剖面选择 344
8.3.3 土壤剖面的碳同位素测定结果 345
8.3.4 碳同位素测定结果的分析与讨论 348
8.4.2 研究方法 350
8.4.1 试验区及林分概况 350
8.3.5 小结 350
8.4 桉林重建林地过程中的巨尾桉养分循环特征 350
8.4.3 结果与分析 351
8.4.4 结论与讨论 359
8.5 桉林重建过程中土壤酶活性与微量元素含量关系 360
8.5.1 试验地区与研究方法 360
8.5.2 步骤与分析结果及讨论 362
8.5.3 结语 366
8.6 重建桉树人工林地的土壤微生物类群生态分布规律 366
8.6.1 土壤微生物的垂直分布 366
8.6.2 土壤微生物数量与生态环境 367
8.6.3 土壤微生物数量与林分生长 368
8.7 桉树重建人工林植被林地土壤肥力灰色关联分析 369
8.7.1 试验地概况 369
8.7.2 采样与测定方法 369
8.7.4 土壤养分灰色关联分析结果 370
8.7.3 土壤肥力综合评价 370
8.7.5 土壤酶灰色关联分析结果 371
8.7.6 结论 372
第9章 区域退化生态系统的恢复及生态系统管理 374
9.1 退化生态系统的定义及其特征 374
9.2 中国退化生态系统的类型与分布 374
9.3 退化生态系统恢复的目标与原则 375
9.4 退化生态系统恢复的方法与程序 376
9.5 退化生态系统恢复的机制 377
9.6 退化生态系统恢复的标准与时间 378
9.7 南亚热带森林恢复的过程与机制 380
9.8 生态系统健康评估及其在恢复生态学中的应用 380
9.8.1 生态系统健康的定义 381
9.8.2 生态系统健康的评估 382
9.8.3 生态系统健康的等级理论 389
9.9 生态系统管理的基本原理 390
9.8.4 生态系统健康在恢复生态学中的应用 390
9.9.1 生态系统管理的定义 391
9.9.2 生态系统管理的原理及其要素 392
9.9.3 热带亚热带森林的生态系统管理 395
第10章 矿业废弃地的生态恢复理论与中国热带亚热带实践 399
10.1 矿业废弃地的生态环境问题 399
10.1.1 生态景观被破坏 399
10.1.2 土地遭受严重污染 399
10.1.3 土壤结构被破坏，养分缺乏 400
10.1.4 地下水和下游水质受到影响 400
10.1.5 生物多样性锐减 400
10.2 矿业废弃地的自然恢复 401
10.2.1 植物定居与自然恢复过程 401
10.2.2 植物对矿区环境的适应性机制 402
10.3 矿业废弃地的人工恢复 405
10.3.1 矿业废弃地的人工恢复之涵义 405
10.3.2 开展人工恢复的指导思想 406
10.3.3 基质改良措施 407
10.3.4 植物种类选择 411
10.3.5 人工播种 414
10.3.6 矿山废水的生态处理 415
10.3.7 生态恢复过程与生态系统全面恢复 417
10.4 矿业废弃地成功恢复的指标体系及评价方法探讨 420
10.4.1 较早的评价体系 420
10.4.2 最近的评价体系 421
10.5 中国热带亚热带矿业废弃地的生态恢复实践 422
10.5.1 中国采矿地恢复的历史概况 422
10.5.2 典型采矿地的生态恢复实践 424
10.5.3 生态恢复效益评价 428
10.6 讨论 428
参考文献 431
名词术语 463
英文摘要 484