1. 研究背景
生态系统恢复是将退化土地恢复为具有与原始生态系统类似复杂性、结构多样性和服务水平的自然生态系统的过程。在全球倡议如Bonn挑战计划和联合国生态系统恢复十年框架下,各国承诺到2030年在全球范围内恢复近10亿公顷土地,并将生态恢复视为解决多种环境问题的综合方案。恢复可能通过增加局部物种的丰富度和数量,推动遏制全球生物多样性丧失,同时通过改善土壤稳定性、水资源可用性以及防洪保护提供气候变化适应能力。生态系统恢复还可以通过增强土壤和生物量中大气碳的吸收来缓解气候变化,但作为气候缓解策略的恢复效果和局限性仍是需要研究的重要课题。
2.创新之处
在这里,我们提供了基于全球实证的概述,分析退化土地恢复对土壤有机碳(SOC)储量变化的影响。我们通过二阶荟萃分析(second-order meta-analysis)量化生态系统恢复对SOC固存的影响。在这项分析中,我们使用混合效应回归模型来整合、分析并综合41项相关的荟萃分析,这些分析基于3953项原始研究,产生了380个汇总分析(即原始研究中处理与对照比较的加权平均值)。
我们系统地将恢复土地与退化土地进行比较以分析SOC恢复情况,并与原始生态系统进行对比以评估SOC含量是否可以达到原始区域的水平。在比较恢复与退化土地时,我们对森林、草原、灌木丛和湿地生态系统分别进行元回归分析,并检查恢复前土地利用和恢复策略对SOC变化的影响。我们假设恢复前的土地利用会影响恢复区域的碳含量,因为一些土地利用类型(如采矿和农业)对环境有长期影响,可能会影响恢复。我们还分析了土壤碳含量与恢复策略的关系,因为研究者们对恢复方法对恢复结果的影响存在分歧。这项全面的全球概述研究,为在不同背景下理解恢复对气候缓解的有益作用及其局限性提供了更广泛的分析视角。
3. 关键图表
图1 恢复生态系统与退化土地相比的土壤有机碳(SOC)变化。
图2 恢复生态系统中土壤有机碳(SOC)的变化(根据恢复前不同的土地利用类型与退化土地进行比较)。
4. 主要结论
生态系统恢复可以增强我们应对气候变化的能力,因为恢复中的生态系统将大气中的二氧化碳封存在生物量和土壤中。然而,不同恢复生态系统中土壤有机碳(SOC)储量的恢复程度尚不明确。在这里,我们通过整合41项荟萃分析到二阶荟萃分析中,展示了全球不同环境下的SOC恢复情况。我们发现,自恢复项目启动以来,与退化状态相比,在16种生态系统-先前土地利用组合中的12种中,SOC显著增加,平均增加范围从25%(草原;10–39%,95%置信区间)到79%(灌木丛;38–120%置信区间)。然而,与原始状态相比,恢复生态系统中的SOC仍存在缺口,缺口范围从14%(森林;12–16%置信区间)到50%(湿地;14–87%置信区间)。虽然恢复确实增加了SOC中的碳封存,但这不应被视为完全抵消自然生态系统碳损失的方式,自然生态系统的保护应被优先考虑。
5. 发表信息
Ascenzi, I., Hilbers, J.P., van Katwijk, M.M. et al. Increased but not pristine soil organic carbon stocks in restored ecosystems. Nat Commun 16, 637 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-55980-1
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