Toward a social–ecological approach to ecological restoration: a look back at three decades of maritime clifftop restoration

The sharp increase in the touristic use of the maritime clifftops in western France after WWII resulted in a concentration of activities that generated ecosystem degradation in many sites (e.g. touristic infrastructure, human trampling). Consideration of the ecological value of these sites over the past three decades has led to a shift in maritime clifftop management and consequently to numerous planning and restoration projects. Using inventories of maritime clifftop restoration projects conducted in 2007 and 2016, we identified 76 restoration projects, which allowed us to study the active and passive restoration methods used. In addition, we collected and analyzed 465 vegetation monitoring plots with an average duration of 5.6 years to understand how they were used by both scientists and nonscientists. First, we describe the social–ecological systems of these restoration projects through an analysis of their social contexts, ecological stakes, and restoration goals based on 19 semistructured interviews with restoration stakeholders. Comparing our research with similar studies in the literature reveals that the main strength of maritime clifftop restorations is a strong network between scientist and nonscientist stakeholders combined with high‐level monitoring. Finally, we underline the main challenges for the future of maritime clifftop ecological restoration: (1) the need for further study of this ecological database (e.g. to study the medium‐term effect of active restoration, continue current monitoring); and (2) the need to develop sociological studies of human uses and perceptions to improve the long‐term management of restored ecosystems.     

不同生态恢复方式下生态系统服务与生物多样性恢复效果的整合分析

全球范围内关键生态系统服务的减少使人类社会面临巨大的威胁,生物多样性是生态系统提供各种产品和服务的基础。生态恢复工程对退化的生态系统服务和生物多样性进行修复,对于缓解人类环境压力具有非常重要的意义。长期的理论和实践工作形成了多种生态恢复措施:(1)单纯基于生态系统自我设计的自然恢复方式,(2)人为设计对环境条件进行干预,反馈影响生态系统的自我设计,(3)人为设计对目标种群和生态系统进行直接干预和重建。这3类恢复方式可以在不同程度上定向的影响生态系统的恢复进程,反映了人类对生态系统的低度、中度和高度介入。哪种恢复方式和介入程度能够实现更好的恢复效果,是生态恢复学中的一个关键问题,但到目前为止,虽广有争议,却无定量的分析和结论。针对这个空白,通过对ISI Web of Knowledge数据库中生态恢复相关文献的整合分析,基于数学统计的方法定量比较在不同条件下低度介入(自然恢复)、中度介入(环境干预)和高度介入(直接干预)3种恢复方式对生态系统服务与生物多样性的恢复效果。论文从4个方面展开研究:(1)低度、中度、高度介入生态恢复方式的划分,(2)比较3大类介入方式对生态系统服务和生物多样性恢复效果的差异,(3)不同气候条件、生态系统类型和恢复时间等背景因素的影响,(4)生物多样性恢复和生态系统服务恢复之间的关系。研究结果揭示了不同生态恢复方式的适用条件,以及对生物多样性和生态系统恢复相互关系的作用,对生态恢复实践中恢复方式的选择有指导作用。对未来的研究也有启示意义,如针对特定生态系统服务或具体研究问题进一步探索低度、中度和高度介入生态恢复方式的作用规律和机制;将地区的社会经济水平、生态系统的受损程度等因素纳入生态恢复方式的考察,以最优化生态恢复成本-效率等。     

生态建设补偿的定量标准——以南水北调东线水源地保护区一期生态建设工程为例

生态补偿标准的确定是生态补偿机制建立的重点和难点.以南水北调东线水源地保护一期生态建设工程的补偿为例,探讨生态建设的补偿标准.从工程投资和机会成本的角度分析生态建设的总成本为1.46亿元/年,通过生态系统服务价值评价并结合专家咨询赋权,计算出生态建设工程成功实施后,建设区域所增加的生态服务效益为0.83亿元/年,外部区域所增加的生态服务效益为2.13亿元/年;综合生态建设成本和生态效益,提出了根据生态服务效益分担生态建设成本的补偿标准分析思路,并由此计算得到外部区域对建设区域的补偿标准为1.11亿元/年.     

基于生态系统服务视角的生态风险评估及生态修复空间辨识——以长江源区为例

辨识生态修复空间是进行生态恢复与重建的重要前提。在流域尺度,以长江源区为研究对象,构建了青藏高原生态修复空间辨识框架,以定量方法为主、定性方法为辅,依次开展了区域主导生态系统服务评估、生态风险评估、植被退化评价,识别了生态修复优先区,提出了系统保护与修复建议。结果表明：①2000年、2015年长江源区生态系统服务呈现从西北部向东南部增加的趋势,单位面积水源涵养量、土壤保持量分别下降18.06%、22.9%,单位面积防风固沙量增加8.84%,NPP未发生显著变化。②生态风险以1、2、3级中低风险为主,面积占比共计74.41%;4级区面积占比19.35%;5级区面积占比仅6.24%,集中分布于称多、玉树和唐古拉山。不同风险等级呈圈层递减的分布格局。③2000-2015年NDVI增长率为0.013%/a。绝大部分草地未发生退化,轻度退化草地面积占比0.82%;中重度退化草地面积占比1.09%;④严格施行划区轮牧和草畜平衡管理,坚持以自然修复为主、辅以人工修复,治理黑土滩、沙化土地、水土流失。对于昂日曲、麻多乡北、加巧曲等9个地块（393.75 km²）,严格封禁,针对性地实施沙化地修复、黑土滩修复、草原有害生物防控工程等人工干预和保护措施。研究结果能为青藏高原生态系统服务功能维护和提升、退化生态系统的修复治理提供理论依据和技术支撑。     

基于生态系统服务视角的山水林田湖草生态保护与修复——以洞庭湖流域为例

山水林田湖草系统保护与修复的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。基于山水林田湖草生命共同体理念,以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,提出生态系统服务视角下的山水林田湖草系统治理框架,以实现流域生态系统整体保护、质量提升和格局优化。基于该框架,以洞庭湖流域为例,通过流域生态系统格局、生态系统质量状况分析、流域生态系统服务重要性评估和生态问题识别,构建流域生态安全格局,为实现可持续的山水林田湖草生命共同体提出系统保护与修复布局建议。通过洞庭湖流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复重要区域的识别提供了可借鉴的指标和定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

Softening the agricultural matrix: a novel agri‐environment scheme that balances habitat restoration and livestock grazing

The loss and degradation of woody vegetation in the agricultural matrix represents a key threat to biodiversity. Strategies for habitat restoration in these landscapes should maximize the biodiversity benefit for each dollar spent in order to achieve the greatest conservation outcomes with scarce funding. To be effective at scale, such strategies also need to account for the opportunity cost of restoration to the farmer. Here, we critique the Whole‐of‐Paddock Rehabilitation program, a novel agri‐environment scheme which seeks to provide a cost‐effective strategy for balancing habitat restoration and livestock grazing. The scheme involves the revegetation of large (minimum 10 ha) fields, designed to maximize biodiversity benefits and minimize costs while allowing for continued agricultural production. The objectives and design of the scheme are outlined, biodiversity and production benefits are discussed, and we contrast its cost‐effectiveness with alternative habitat restoration strategies. Our analysis indicates that this scheme achieves greater restoration outcomes at approximately half the cost of windbreak‐style plantings, the prevailing planting configuration in southeastern Australia, largely due to a focus on larger fields, and the avoidance of fencing costs through the use of existing farm configuration and infrastructure. This emphasis on cost‐effectiveness, the offsetting of opportunity costs through incentive payments, and the use of a planting design that seeks to maximize biodiversity benefits while achieving production benefits to the farmer, has the potential to achieve conservation in productive parts of the agricultural landscape that have traditionally been “off limits” to conservation.     

碳储存变化背景下东营市海岸带生态系统保护修复

生态修复是指在不同人为干预程度下,协助已遭受退化、损伤或破坏的生态系统恢复的过程。我国海岸带地区资源丰富、位置优越,但过度的开发建设活动严重破坏了当地的生态环境,急需对受损的海岸带生态系统进行保护和修复。以东营市海岸带地区为例,运用InVEST模型对其2005、2010、2015和2018年4个时间段的碳储存功能进行评估并分析碳储存及"碳源碳汇"的动态变化,以间接反映出区域生态系统的稳定性和健康程度。结果表明,2005-2018年东营市海岸带碳储存功能持续减弱,13年间碳储存总量减少了1.341×10⁶ t,生态系统碳储存功能受到严重破坏,其中有8.68×10⁴ hm²生态系统碳储存功能评价等级为差和极差,空间上受损最为严重的区域主要分布在岸线附近的北部、东北部和东南部。按照东营市海岸带碳损失空间差异和生态系统演替规律,从3个方面提出相应的修复方案,包括加强恢复区保护力度、稳定碳储存能力,整顿辅助区粗放模式、塑造碳储存廊道和退还重建区滨海湿地、扭转碳损失趋势,以期通过改善和恢复研究区海岸带生态系统碳储存功能,实现对受损生态系统的有效保护和修复。     

基于生态系统评价的山水林田湖草生态保护与修复体系构建研究——以乌梁素海流域为例

山水林田湖草系统保护与修复工程实施的重要目标是维护和提升区域生态系统服务。从乌梁素海流域山水林田湖草的生态现状与功能出发,对乌梁素海流域水土流失、土地沙化等生态敏感性及土壤保持、水源涵养、生物多样性等生态功能重要性进行系统评价,形成基于生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果。以维护和提升人类福祉所需的重要生态系统服务为目标,以乌梁素海流域生态敏感性和生态功能重要性相结合的空间格局评价结果为基础,制定了“一中心、二重点、六要素、七工程”的乌梁素海山水林田湖草生态保护与修复体系,并基于此将乌梁素海流域生态保护修复分为6个主要治理区域,形成“四区、一带、一网”的生态安全格局,通过具体工程实施,流域生态环境质量和生态服务能力将取得明显提升,防风固沙能力有效增强,生物多样性持续改善,水环境质量稳定达标,生态系统的稳定性明显加强。通过乌梁素海流域的分析案例为流域山水林田湖草生态保护与修复关键区域的识别提供了定量分析方法,为流域尺度构建生态安全格局、实现山水林田湖草系统保护和修复提供思路和途径。     

景感生态学在流域生态系统保护与修复实践中的应用——以大凌河流域北票段为例

生态系统保护与修复已成为我国生态文明建设的一项核心内容,自2016年以来,在全国24个省（自治区、直辖市）已开展了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点工程。以大凌河流域北票段为研究区,探讨了景感生态学理论在山水林田湖草生态系统保护与修复实践中的应用。基于景感生态学理论,构建大凌河流域北票段生态系统保护与修复综合治理框架,以保持、改善和提升生态系统服务,实现可持续发展为目标,构建了"一中心、二重点、五要素、六工程"的生态系统保护与修复景感空间体系,并基于此将大凌河流域北票段生态系统保护与修复分为5个重要治理区域,形成"一带四区"的生态安全格局,提出了应用景感生态学理论,构建区域居民的共同行为规范,引导并实现人类对自然生态系统的有利影响,进一步提升生态系统保护与修复效果的对策建议。通过大凌河流域北票段的分析案例,以景感营造的理念开展区域生态系统保护与修复顶层设计,为促进区域可持续发展提供思路和途径。     

基于NPP分配的生产和生态功能协同提升模式——以西藏拉萨河谷半农半牧村为例

在人类占用净初级生产力（HANPP）等研究基础上,提出了净初级生产力（NPP）权衡假设,即生态系统供给、调节服务的权衡受到HANPP各组分分配比例的影响;基于NPP权衡假设构建了生产生态协同提升模式效果的分析框架。以西藏拉萨河流域白朗村为例,基于实地采样、监测数据,分析了生态修复前、协同提升及河谷种草模式下,白朗村的HANPP组分、空间格局,以及生产、生态功能（牲畜养殖数量、碳固定服务和空气净化服务）。结果表明：在实施生态修复前,白朗村共有牲畜15990羊单位,HANPP为35.0 g C/m²,占潜在NPP的13.8%,其中收获导致的HANPP_harv占40.0%;生态系统空气净化服务为12.0 g SO₂ m^-2 a^-1,碳固定服务为6245.4 g C m^-2 a^-1。协同提升后,HANPP总量基本保持不变,但结构发生了变化,其中HANPP_harv提高了4.2%,土地利用导致的HANPP_luc降低了1.8%。同时,养殖牲畜数量增加6.3%,生态系统调节服务基本保持同一水平。在河谷种草模式下,HANPP总量相比实施生态修复前降低了67.0%,结构变化更加剧烈。HANPP_harv增加了84.2%,为25.8 g C/m²;HANPP_luc降低了167.0%,为-14.2 g C/m²。牲畜数量大幅增加了2.2倍（35195.0羊单位）;而空气净化服务也提高了15.1%（13.8 g SO₂ m^-2 a^-1）,碳固定服务提高了5.0%（6560.1 g C m^-2 a^-1）。研究表明,NPP权衡假设可以为定量分析区域尺度生态系统服务权衡提供一定的理论支持,促进生产生态功能协同提升的生态修复模式优化。     

主体功能区视角下的生态补偿研究——以湖北省为例

合理界定区域生态补偿主客体,确定生态补偿优先级是构建区域生态补偿机制的核心内容。从主体功能区视角出发,在测算湖北省生态系统服务价值的基础上,界定生态受偿与补偿支付主体,确定生态受偿与补偿支付等级与次序。结果表明：（1）湖北省生态系统服务总价值、市场价值和非市场价值在空间分布上具有相似性,总体呈现出"西部高,东中低"的格局,高值区多集中于重点生态功能区和农产品主产区,低值区多集中于重点开发区;（2）30个重点生态功能区的生态受偿等级总体分为五级,呈现出"西高东低"的空间分布格局,房县为第一生态受偿区;（3）29个农产品主产区生态受偿优先级总体分为五级,随县为生态受偿一级区域;（4）30个重点开发区的补偿支付等级总体分为五级,呈现出"东先西后"的空间分布格局,在生态补偿支付实践中,国家层面重点开发区应先于省级层面重点开发区。     

生态保护修复对碳酸盐岩溶蚀速率的影响——以重庆市为例

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现"双碳"目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实验法和土壤取样测试分析法,研究不同生态保护修复措施下土壤碳库、碳酸盐岩溶蚀速率等变化特征,探讨不同生态修复方式对碳酸盐岩溶蚀速率的影响。结果表明:灰岩矿山修复区、石漠化治理区,土壤无机碳(SIC)含量较高,约为土壤有机碳(SOC)的4.5倍,且对碳酸盐岩溶蚀速率有一定的抑制作用;修复时间越长,土壤有机碳(SOC)含量越高,但SOC含量与碳酸盐岩溶蚀速率的相关性不显著;从夏季(监测期7、8月遭受极端高温干旱)至秋、冬、春季,土下及地表试片溶蚀速率明显增大;不同生态保护修复方式或植被恢复类型,碳酸盐岩溶蚀速率明显不同,北碚矿山修复区月桂林＞草灌从(橘树)＞草灌从(桃树)＞花椒树＞李子树,巫山生态修复区石漠化治理林地＞封山育林林地＞石漠化治理果园。     

基于生态系统服务供需平衡的宁夏固原生态修复分区与优化策略

科学开展生态修复分区是落实差异化修复策略和促进区域提质建设的重要前提。本研究以宁夏固原市为例,基于多源数据,运用InVEST模型、耦合协调度模型、空间自相关等方法,以乡镇为尺度单元量化区域生态系统服务供给量和需求量,构建供需匹配与协调关系,划定生态修复分区,并根据分区内部自然资源和社会经济发展特征提出相应优化策略。结果表明: 固原市产水、固碳、土壤保持和生境质量4种服务供给较高的地区主要位于南部乡镇,人口密度、经济发展水平较高且对生态系统服务需求较大的地区主要位于中心城区和各县城政府驻地所在乡镇。各乡镇生态系统服务供需匹配关系以低供给-高需求和高供给-低需求的空间错配型为主导,且平均协调度指数为0.5,表现为供需关系基本协调。结合生态系统服务供需关系和区域自然地理格局,将固原市划分为生态重点修复区、生态潜在修复区、生态经济重整改造区、特色农业发展区、生态核心保护区和生态产业提质建设区6类,同时提出差异化生态修复路径,为针对性开展生态修复实践提供科学支撑。     

Beyond hectares: four principles to guide reforestation in the context of tropical forest and landscape restoration

New climate change agreements emerging from the 21st Conference of the Parties and ambitious international commitments to implement forest and landscape restoration (FLR) are generating unprecedented political awareness and financial mobilization to restore forests at large scales on deforested or degraded land. Restoration interventions aim to increase functionality and resilience of landscapes, conserve biodiversity, store carbon, and mitigate effects of global climate change. We propose four principles to guide tree planting schemes focused on carbon storage and commercial forestry in the tropics in the context of FLR. These principles support activities and land uses that increase tree cover in human‐modified landscapes, while also achieving positive socioecological outcomes at local scales, in an appropriate contextualization: (1) restoration interventions should enhance and diversify local livelihoods; (2) afforestation should not replace native tropical grasslands or savanna ecosystems; (3) reforestation approaches should promote landscape heterogeneity and biological diversity; and (4) residual carbon stocks should be quantitatively and qualitatively distinguished from newly established carbon stocks. The emerging global restoration movement and its growing international support provide strong momentum for increasing tree and forest cover in mosaic landscapes. The proposed principles help to establish a platform for FLR implementation and monitoring based on a broad set of socioenvironmental benefits including, but not solely restricted, to carbon mitigation and wood production.     

两种生态系统服务价值评估方法比较研究——以四川省金堂县三星镇土地整治工程为例

乡镇土地整治是建设中国美丽乡村的重要途径,对当地生态环境带来正面和负面影响,如何准确评价其生态效益是国家开展土地整治和美丽乡村建设需要面临的重要科学问题。以中国西南部丘陵地区典型乡镇——四川省金堂县三星镇的土地整治工程为例,对比分析了生态系统服务价值当量修正法和单项服务评价法评估土地整治生态效益的异同,以期确定适合我国西南部丘陵地区乡镇土地整治生态效益评估的合理方法。研究结果表明:单项服务评价法的评估结果(生态系统服务价值约300万元)比当量修正法(生态系统服务价值约290万元)高3.5%。当量修正法评估的各项生态系统服务价值增量由高到低依次为:调节服务价值>支持服务价值>供给服务价值>文化服务价值;单项服务评价法评估的生态系统服务价值增量大小排序为:调节服务价值>支持服务价值>文化服务价值>供给服务价值。方法依据和参数的选取不同,导致评估结果具有显著差异,主要表现在单项服务评价法测算的维持养分循环价值、美学景观价值分别是当量修正法的46.90倍和6.94倍,当量修正法测算的水文调节价值是单项服务评价法的5.93倍。单项服务评价法针对各项生态系统服务...     

土壤纤毛虫群落对退耕还林生态恢复的响应——以侧柏林为例

为了了解土壤纤毛虫群落对退耕还林区生态恢复下土壤环境变化的响应及尝试利用土壤纤毛虫群落特征评价退耕还林生态恢复的效果,于2010年3月至9月采用"非淹没培养皿法"、活体观察法、蛋白银染色法和Foissner计数法对甘肃陇南武都退耕还林区5个不同恢复阶段的样点和1个荒草坡对照样点的土壤纤毛虫群落特征进行了研究,同时测定了p H值、温度、含水量及速效磷、有效钾、铵态氮、有机质和有机碳含量等土壤环境因子并分析了生态恢复条件下土壤纤毛虫群落特征与土壤环境因子的相关性。研究中共鉴定到71种纤毛虫,隶属于3纲、10目、22科、29属。研究发现,不同恢复年限的土样中土壤纤毛虫的物种分布存在明显差异,并随恢复时间的延长,样点间物种相似性减小,群落组成复杂化,物种数、种群密度和物种多样性指数总体均呈增长趋势。优势类群也发生了演替,由恢复初期的肾形目演替到后期的下毛目。相关性分析结果表明,在生态恢复条件下,土壤有机质和铵态氮含量是影响土壤纤毛虫群落结构稳定性的主要因素,不同纤毛虫类群对生态恢复的响应存在差异。冗余分析显示,土壤纤毛虫群落很好地响应了生态恢复过程中土壤环境条件的变化。     

河岸带农田不同恢复年限对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响——以温榆河为例

弃耕地撂荒是土壤与植被向自然方向进行的次生演替,研究河岸带土壤撂荒后碳氮磷生态化学计量特征,是恢复和重建由农田干扰导致的退化河岸带生态系统的重要科学基础之一。以河岸带农地为对照,不同撂荒年限(撂荒2年、撂荒8年、撂荒10年)的土壤为研究对象,探索不同撂荒年限对土壤碳、氮、磷含量及相互关系的影响。结果表明:(1)土壤有机碳、氮的含量均呈现撂荒10年>撂荒8年>农田>撂荒2年;土壤中磷含量呈现撂荒10年>撂荒8年>撂荒2年>农田;农田和各撂荒年限的土壤碳、氮、磷含量,均随着土层深度的增加而呈降低的规律,但土壤碳和氮差异的显著性比磷明显。(2)河岸带土壤中C/N、C/P的均值均呈现:撂荒10年>农田>撂荒8年>撂荒2年趋势。N/P的均值呈现:撂荒10年(0.78)>农田(0.77)>撂荒8年(0.77)>撂荒2年(0.67),表明N是本研究区河岸带植被恢复的限制性营养元素。(3)河岸带农田和不同撂荒年限土壤碳、氮含量均存在极显著的耦合线性关系,而碳与磷、氮与磷之间的线性拟合程度相对较低。(4)在农田撂荒演替的初期阶段(2...     

Understanding the key characteristics and challenges of pine barrens restoration: insights from a Delphi survey of forest land managers and researchers

Pine barrens are open‐canopy ecological communities once prevalent on sandy soils across the northern Great Lakes Region of the United States and Canada, though fire suppression and plantation forestry have now reduced them to a few isolated areas. Efforts to restore pine barrens are underway on some public lands, but lack of knowledge on the social and ecological issues and challenges that affect these projects impedes fuller progress. As a precursor to designing a public preference survey for pine barrens restoration, we sought input from those with expert knowledge about pine barrens. Using a three‐round modified Delphi survey, forest land managers and researchers identified the key characteristics of pine barrens and important current and future management challenges. Key characteristics were related to fire, landscape structure, plant and animal species, soils, and social themes. Current and future challenges were related to landscape, invasive species, social, economic, climate change, and science themes. Four social issues (education, fire acceptance, fire risk, aesthetics) were rated among the top current challenges but none of them maintained prominence as future challenges. Potential explanations for this shift are that the experts felt these social concerns would be resolved in time or that other issues, such as development pressures and budgets for carrying out restoration, would become greater future challenges. Our approach can be used by managers and researchers to better understand the ecosystems they seek to restore and to communicate with public stakeholders about restoration efforts.