第1章绪论
1.1主要生态退化类型
生态退化是在一定的时空背景下（自然干扰或人为干扰或二者的共同作用下），生态系统的结构和功能发生位移，导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物或者人类生存的变化（量变或质变），打破了原有生态系统的平衡状态，造成破坏性波动或恶性循环。具体表现为生态系统基本结构和固有功能的破坏与丧失、生态系统的服务功能和能力下降，这个过程称为生态退化（李洪远和鞠美庭，2005）。刘国华等（2000）将生态退化定义为人类对自然资源过度以及不合理利用造成的生态系统结构破坏、功能衰退、生物多样性减少、生物生产力下降以及土地生产潜力衰退、土地资源丧失等一系列生态环境恶化的现象。另外，从景观或区域尺度看，生态退化还包括景观生态系统、人类-自然复合生态系统结构和功能的破坏（章家恩和徐琪，1999；李洪远和鞠美庭，2005）。
生态退化是生态系统内在的物质与能量匹配结构的脆弱性或不稳定性以及外在干扰因素共同作用的产物。生态退化是目前全球所面临的主要问题之一，它不仅使自然资源日益枯竭、生物多样性不断减少，而且还严重阻碍社会经济的持续发展，进而威胁人类的生存和发展。生态退化的主要形式包括水土流失、荒漠化、石漠化、森林破坏、湿地萎缩等（刘国华等，2000）。
1.1.1水土流失
水土流失是指由于自然因素或人类活动的影响，雨水不能就地消纳、顺势下流而冲刷土壤，造成水分和土壤同时流失的现象（何盛明等，1990；解明曙和庞薇，1993；项玉章和祝瑞祥，1995；孙鸿烈，2011）。水土流失出现的主要原因包括地面坡度大、土地利用不当、地面植被遭到破坏、耕作技术不合理、土质松散、滥伐森林、过度放牧等。广义的水土流失则包括水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀3种类型（孙鸿烈，2011）：①水力侵蚀是指在降水、地表径流、地下径流作用下，土壤、土体或其他地面组成物质被破坏、搬运和沉积的过程。水力侵蚀以水为载体，土壤随水流失，不仅破坏土地资源，淤积水库，抬高河床，也减少了水资源的可利用量。②重力侵蚀是指地面岩体或土体物质在重力作用下失去平衡而产生位移的侵蚀过程，可分为崩塌、崩岗、滑坡等。③风力侵蚀是指在气流冲击作用下，土粒、砂粒或岩石碎屑脱离地表，被搬运和堆积的过程。水土流失的危害主要表现在土壤耕作层被侵蚀、破坏，土地肥力日趋衰竭；淤塞河流、渠道、水库，降低水利工程效益，进而导致干旱，严重影响工农业生产；水土流失还会对山区农业生产及下游河道带来严重威胁。
1.1.2荒漠化
《联合国关于在发生严重干旱和/或荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约》中，将荒漠化界定为包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱（arid）、半干旱（semi-arid）和亚湿润干旱（drysubhumid）地区的土地退化。上述定义明确了3个基本问题，即荒漠化的驱动力、荒漠化的自然背景、荒漠化的基本性质。具体来说：①荒漠化是在包括气候变异和人类活动在内的种种因素的作用下产生与发展的；②荒漠化发生在干旱、半干旱和亚湿润干旱地区，这是荒漠化产生的背景条件和分布范围；③荒漠化从本质上说是一种土地退化过程，是全球土地退化类型的一种。荒漠化的概念有狭义和广义之分。广义的荒漠化是指在人为和自然因素的综合作用下，干旱、半干旱和亚湿润地区自然环境退化的总过程，包括盐渍化、草地退化、水土流失、土壤沙化、狭义沙漠化、植被荒漠化、历史时期沙丘前移入侵等以某一环境因素为标志的具体的自然环境退化。狭义的荒漠化则是指沙漠化。沙漠化是沙质荒漠化的简称，是土地荒漠化的一种，即沙漠形成和扩张的过程。具体地说，沙漠化是指在干旱、半干旱和亚湿润地区的沙质地表条件下，自然因素或人类活动破坏了大自然脆弱的生态系统平衡，出现以风沙活动为主要标志，并逐步形成风蚀、风积地貌结构景观的土地退化过程（吴正，1991；王涛和朱震达，2003）。
1.1.3石漠化
石漠化亦称作石质荒漠化，是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下，受人类活动干扰，使地表植被遭受破坏，导致土壤严重流失，基岩大面积裸露或砾石堆积、土地丧失农业利用价值和生态环境退化的土地退化过程，是岩溶地区土地退化的极端形式（李阳兵等，2004；王德炉等，2004）。石漠化的发生以脆弱的生态地质环境为基础，以强烈的人类活动为驱动力，以土地生产力退化为本质，以出现类似荒漠景观为标志（王世杰，2002）。石漠化多发生在土层厚度薄（多数不足10cm）的石灰岩地区，地表呈现类似荒漠景观的岩石逐渐裸露的演变过程。从成因来说，导致石漠化发生的主要因素是人类活动。石漠化的一般演化过程是：长期、大面积的陡坡开荒，造成地表裸露，加上喀斯特石质山区土层薄、基岩出露、暴雨冲刷力强，大量的水土流失后岩石逐渐裸露，从而呈现出石漠化现象。
1.1.4退化生态系统
退化生态系统是指生态系统在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的系统。与自然系统相比，退化生态系统的种类组成、群落或系统结构发生改变，生物多样性减少，生物生产力降低，土壤和微环境恶化，生物间相互关系改变（Chapman，1992；Daily，1995；Ren and Peng，1998）。退化生态系统形成的直接原因是人类活动，部分来自自然灾害，有时两者叠加发生作用。生态退化的过程由干扰强度、持续时间和规模决定（任海等，2004）。Daily（1995）对造成生态退化的人类活动进行了排序：过度开发（含直接破坏和环境污染等）占34%，毁林占30%，农业活动占28%，过度收获薪材占7%，生物工业占1%。自然干扰中外来种入侵、火灾及水灾是*重要的因素。密集的人为活动已经导致草地退化、林地退化、湿地退化、土壤盐碱化等众多问题，因此从增强生态系统服务功能、提高生物多样性和生产力等方面改善退化生态退化状况是重要途径。
1.2生态技术的概念和作用
1.2.1生态技术的概念
从现有研究和实践应用的角度来看，生态技术广泛存在，但目前尚无准确的、普遍认同的定义。从其功能和作用的角度来看，生态技术是指脆弱生态区生态治理和恢复的技术，即生态治理和恢复过程中用到的技术及组合，可以促使生态原真性得到恢复，即生态系统结构恢复、功能提升并具有持续性，同时能够节约资源和能源、公众可接受、有利于区域经济发展、促进生态文明建设的措施和方法；生态技术是符合生态理念、直接产生生态效益的技术，具有生态、社会和经济多目标的特点（甄霖等，2019）。从实践应用的角度出发，生态技术主要表现为单项技术和技术模式的形式。单项技术是指直接作用于生态系统，通过促进生态恢复进而带动区域发展的单一技术，可以从作用原理、作用范围、细目、工艺描述、适用退化类型、适用地域、技术来源等方面加以描述。技术模式一般是针对特定地域生态退化问题及其治理的需求而形成的，适宜该区域生态、经济、社会文化等背景，能促进生态安全和经济社会健康发展的一系列生态技术的有机组合与集成。其主要特点和组成要素包括地域适宜性，具有较高的科技含量、实用价值和推广潜力，比较成熟且具有成功案例支持，具备可重复性和可操作性，技术的使用具有阶段性和层次性（甄霖和谢永生，2019）。因此，技术模式是科学技术与当地自然、社会经济条件密切结合的产物（王立明和杜纪山，2004），其核心是调整人类生存发展与生态环境之间存在的不合理、不协调的关系（谢永生等，2011）。技术模式可以从技术组成、适用退化类型、技术来源、适用地域、技术应用案例等方面加以描述。
生态技术主要应用于退化系统的生态治理和恢复。国际生态恢复学会（Society for Ecological Restoration，SER）自20世纪90年代起就生态恢复定义展开过几次大讨论，目前广泛接受的是2004年国际生态恢复学会给出的定义，即生态恢复是指协助已经退化、损害或者彻底破坏的生态系统恢复到原来发展轨迹的过程。通常情况下，需要恢复的是受直接或间接的人类活动干扰影响，已经退化、被损害或者彻底破坏的生态系统（Society for Ecological Restoration，2004）。生态恢复与生态重建是两个密切联系但又有所不同的概念：生态恢复是指改造退化土地，使某一特定生态系统的原始状态及其所有的功能和服务复原，其主要目的是仿效一个自然的、功能性的、自我调节的并与其生态景观相整合的系统（U.S.National Research Council，1992）。生态恢复是一个协助生态整体性恢复与管理的过程（Higgs，2003）。根据修复场地生态损害或退化程度的差异，生态恢复模式可以分为自然再生、辅助再生和生态重建三类。自然再生适用于生态损害相对较低的区域，一般来说，场地具备较强的自然恢复能力；辅助再生适用于生态损害中度甚至更高的区域，一般来说，场地具备一定的自然恢复能力；生态重建适用于生态损害高或退化程度高的区域，一般来说，场地自然恢复能力已基本丧失。因此，生态重建是指极力修复受到破坏或被阻隔的某些部分的生态系统功能，其主要目的是恢复生态系统的生产力（Society for Ecological Restoration，2004；McDonald et al.，2016）。在实际生态恢复中，通常采用多种方法、以空间镶嵌的方式实施生态修复，如对于生态系统相对较好的区域，通常采用自然恢复的模式，而对于生态系统受损较为严重的区域，则常常采用生态重建或辅助再生模式等。无论采用哪种恢复方法或模式，对于退化生态系统的恢复能力评估至关重要，这就要求按照生态退化程度和恢复能力的高低来决定人工干预程度，并在此基础上选取适宜的恢复技术。本书中的生态治理主要指在脆弱生态区通过应用生态技术实现生态恢复或生态重建。
1.2.2生态技术的作用
生态技术是针对生态退化问题进行治理和恢复的技术，因此生态技术的界定需要针对生态恢复的目标确定相关标准。在标准制定过程中，需要从生态、社会和经济等各个方面进行综合考虑，考虑的主要内容包括：①该项生态技术的应用是否有利于调节区域生态系统结构和功能；②通过应用该项生态技术，利益相关者的收入是否得到改善；③该项生态技术的应用是否能够促进区域总体发展。
生态技术的功能和作用包括：①调节生态系统结构和功能，生态系统结构得到恢复，总体功能得到提升，生态系统完整性得到恢复（如实现植物群落稳定）；②生态技术应用带来的生态恢复使得区域经济得到发展，公众收入水平得到提高；③公众的社会参与意识和技能得到提高，人类社会系统和自然生态系统和谐、共同发展；④利于生态恢复和区域发展。
生态技术的特点包括：①符合生态学原理，适合当地自然环境和地域文化条件；②成本低；③副作用小；④有较强的可持续性；⑤偏自然（自然恢复为主、人工恢复为辅）；⑥单项技术和技术模式。
生态技术的作用对象和范围*早于1976年欧洲共同体在巴黎举办的“无废工艺和无废生产国际研讨会”上针对工业领域提出，大会认为生态技术的作用对象应该是生态问题。这里的生态问题是指由于生态平衡遭到破坏，生态系统的结构和功能严重失调，威胁人类的生存和发展的现象，不能简单地概括为环境污染、生态破坏问题。
1.3生态技术的分类
从现有研究和实践应用的角度来看，生态技术存在多种多样的类型。针对生态技术具有多目标性的特点，同时从多层次、多功能的特性等方面分析，生态技术是一个内容相对完整、结构相对稳定的技术体系，包括大类、中类、小类和细类4个层次，分别代表技术的专业序列、技术功能、技术实现手段、技术表现形式（吕燕和杨发明，1997；李阔和许吟隆，2015）。从恢复生态学、技术经济学、社会学角度来看，生态技术可根据主要的生态退化类型及其诱发生态退化的经济社会学成因进行分类：按照生态技术的作用原理，生态技术可以分为工程技术、生物技术、农耕技术、物理技术、化学技术、管理措施等（张海元，2001；张克斌等，2003；代富强和刘刚才，2011；刘宝元等，2013）；按照技术地位，生态技术可以分为核心技术和配套技术，如草原水土保持技术中的围栏封育和划区轮牧为核心技术，同
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