【摘要】：全球范圍內(nèi)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的減少使人類社會(huì)面臨巨大的威脅,生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)提供各種產(chǎn)品和服務(wù)的基礎(chǔ)。生態(tài)恢復(fù)工程對(duì)退化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生物多樣性進(jìn)行修復(fù),對(duì)于緩解人類環(huán)境壓力具有非常重要的意義。長期的理論和實(shí)踐工作形成了多種生態(tài)恢復(fù)措施:(1)單純基于生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計(jì)的自然恢復(fù)方式,(2)人為設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境條件進(jìn)行干預(yù),反饋影響生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計(jì),(3)人為設(shè)計(jì)對(duì)目標(biāo)種群和生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行直接干預(yù)和重建。這3類恢復(fù)方式可以在不同程度上定向的影響生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)進(jìn)程,反映了人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的低度、中度和高度介入。哪種恢復(fù)方式和介入程度能夠?qū)崿F(xiàn)更好的恢復(fù)效果,是生態(tài)恢復(fù)學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵問題,但到目前為止,雖廣有爭議,卻無定量的分析和結(jié)論。針對(duì)這個(gè)空白,通過對(duì)ISI Web of Knowledge數(shù)據(jù)庫中生態(tài)恢復(fù)相關(guān)文獻(xiàn)的整合分析,基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法定量比較在不同條件下低度介入(自然恢復(fù))、中度介入(環(huán)境干預(yù))和高度介入(直接干預(yù))3種恢復(fù)方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生物多樣性的恢復(fù)效果。論文從4個(gè)方面展開研究:(1)低度、中度、高度介入生態(tài)恢復(fù)方式的劃分,(2)比較3大類介入方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生物多樣性恢復(fù)效果的差異,(3)不同氣候條件、生態(tài)系統(tǒng)類型和恢復(fù)時(shí)間等背景因素的影響,(4)生物多樣性恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)恢復(fù)之間的關(guān)系。研究結(jié)果揭示了不同生態(tài)恢復(fù)方式的適用條件,以及對(duì)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)相互關(guān)系的作用,對(duì)生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐中恢復(fù)方式的選擇有指導(dǎo)作用。對(duì)未來的研究也有啟示意義,如針對(duì)特定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)或具體研究問題進(jìn)一步探索低度、中度和高度介入生態(tài)恢復(fù)方式的作用規(guī)律和機(jī)制;將地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、生態(tài)系統(tǒng)的受損程度等因素納入生態(tài)恢復(fù)方式的考察,以最優(yōu)化生態(tài)恢復(fù)成本-效率等。
【圖文】：

http://www．ecologica．cn3．2生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及不同服務(wù)類型間的恢復(fù)效果比較首先，如圖1，將恢復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)與退化生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)比值換算為提升的百分比后發(fā)現(xiàn)，采用低度介入的恢復(fù)方式時(shí)，生物多樣性較退化系統(tǒng)提升了25%，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升了31%。中度介入時(shí)，生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分別提升了22%和31%。高度介入時(shí)，兩項(xiàng)分別提升了151%和45%。與參照系統(tǒng)相比較，采用低度介入的恢復(fù)方式時(shí)，生物多樣性離參照系統(tǒng)的差距是13%，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較參照系統(tǒng)提升了16%。中度介入時(shí)，生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較參照系統(tǒng)分別提高了6%和51%。高度介入時(shí)，兩項(xiàng)分別較參照系統(tǒng)提高了1%和22%。非參數(shù)檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，低度介入、中度介入和高度介入的恢復(fù)方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生物多樣性的提升效果之間的差異顯著。相對(duì)于退化的生態(tài)系統(tǒng)，人類高度介入的時(shí)候恢復(fù)效果最好。與參照生態(tài)系統(tǒng)對(duì)比時(shí)，中度介入程度的恢復(fù)效果最好。圖1不同生態(tài)恢復(fù)方式對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與生物多樣性的總體影響Fig．1Generaleffectsofrestorationapproachesonecosystemservicesandbiodiversity其次，針對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，不同恢復(fù)方式的效果比較如圖2所示。本研究的樣本數(shù)據(jù)不涉及文化服務(wù)，因此只包括供給服務(wù)、支持服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)3種。圖2中各響應(yīng)值中位數(shù)都＞0，表明不同生態(tài)恢復(fù)方式對(duì)這3類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型都有明顯的提升效果，且恢復(fù)后的水平超過未被破壞的參照生態(tài)系統(tǒng)(低度介入方式對(duì)供給服務(wù)的恢復(fù)除外，因本研究只有一個(gè)此類樣本)。經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn)的結(jié)果(表3)證實(shí)，與退化生態(tài)系統(tǒng)相比，恢復(fù)目標(biāo)是調(diào)節(jié)服務(wù)時(shí)，高度介入的恢復(fù)效果顯著優(yōu)于低度和中度介入;與參照系統(tǒng)比，恢復(fù)目標(biāo)是支持服務(wù)時(shí)，中度介入的恢復(fù)效果優(yōu)于低度和高度介入，其他情況不顯著。3?

http://www．ecologica．cn圖2生態(tài)恢復(fù)方式對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型的影響Fig．2Effectsofrestorationapproachesondifferentecosystemservicestypes圖內(nèi)數(shù)字為樣本量，數(shù)字下方*為Wilcoxon測試響應(yīng)值中位數(shù)與0的差別;＊＊＊P＜0．001，＊＊P＜0．01，*P＜0．05表3不同介入程度/不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型之間生態(tài)恢復(fù)效果差異的Kruskal-Wallis檢驗(yàn)結(jié)果Table3TheresultsofKruskal-Wallistestsunderdifferentrestorationapproachesandecosystemservicetypes生態(tài)恢復(fù)類別Categoriesofrestoration生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(對(duì)比退化系統(tǒng))Ecosystemservices(vsDegraded)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(對(duì)比參照系統(tǒng))Ecosystemservices(vsＲeference)不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型之間的差異Amongecosystemservicetypes低度介入LowintensityN=48H=1．832P=0．400N=44H=4．321P=0．115中度介入IntermediateintensityN=213H=10．411P=0．005N=241H=0．074P=0．963高度介入HighintensityN=246H=8．583P=0．014N=337H=47．486P=0．014低、中、高介入恢復(fù)方式之間的差異Amongapproaches供給服務(wù)ProvisioningN=21H=0．502P=0．778N=29H=4．056P=0．132支持服務(wù)SupportingN=309H=0．225P=0．894N=384H=36．197P=0．000調(diào)節(jié)服務(wù)ＲegulatingN=177H=20．577P=0．000N=209H=0．962P=0．618N:樣本量Samplesize;H:卡方值Chi-squarevalue溫帶與熱帶之間的恢復(fù)結(jié)果逐一比較表明，低度與中度介入方式所產(chǎn)生的恢復(fù)效果在溫帶和熱帶之間沒有明顯的差異(P＞0．05)，高度介入的恢復(fù)效果在溫、熱帶之間有顯著差異(表4)。其表現(xiàn)為，相對(duì)于退化生態(tài)系統(tǒng)，在熱帶的恢復(fù)效果優(yōu)于溫帶;而采用參照生態(tài)系統(tǒng)作比較時(shí)，在溫帶的恢復(fù)效果優(yōu)于熱帶。3．3．2不同生態(tài)系統(tǒng)類型本研究中的樣本數(shù)據(jù)涉及到水生和陸生兩種生態(tài)系統(tǒng)。
【作者單位】： 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院地表過程分析與模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京大學(xué)土地科學(xué)中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41371096,41130534)
【分類號(hào)】：Q16

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本文編號(hào)：2548829