Future-proofing ecosystem restoration through enhancing adaptive capacity
通过增强适应能力实现面向未来的生态系统恢复
文献作者：Marina Frietsch, Jacqueline Loos, Katharina Löhr, Stefan Sieber & Joern Fischer
本文探讨了社会生态系统修复的复杂性，提出了增强生态修复适应能力的策略，以应对气候变化、资源过度开发和政治不稳定等主要挑战。作者通过文献综述提出了三个指导主题：一是顺应现有系统，二是创建自我维持的适应性系统，三是促进多样性和参与。文章还介绍了两步方法，并通过卢旺达西部的一个案例展示了如何应用这些原则来提高生态修复项目的适应能力，为未来生态修复项目提供了切实可行的框架，有助于在应对不确定性和复合威胁时更具韧性。
本文的研究背景围绕全球范围内生态系统退化和修复的紧迫需求展开，主要是气候变化、资源过度开发和政治不稳定，以及其他的复杂的社会-生态挑战。文章提到，生态系统的退化已经成为全球气候变化和生物多样性减少的重要驱动因素，而生态系统修复则被广泛认为是解决这些问题的关键战略之一。为了响应这一挑战，全球范围内正在展开各种生态修复项目，例如联合国将2021-2030年定为“生态系统恢复十年”，旨在推动全球生态修复行动。然而，尽管修复活动逐渐增多，修复实践仍面临复杂的多维挑战。
首先，气候变化正在迅速改变全球的生态系统，过去的生态参考状态与当前或未来的物理、社会条件可能大相径庭。全球变暖导致的温度上升、降水模式变化和极端天气事件频率增加，使得生态修复面临前所未有的复杂性和不确定性。其次，资源过度开发尤其是由于人口增长和全球资源需求增加，导致自然资源的过度利用，这种情况在许多低收入国家尤为明显，往往与资源提取和生态退化密切相关。政治不稳定也是生态修复的一大挑战，政治动荡、社会冲突以及治理结构的削弱可能导致修复区域的生态破坏和管理困难，尤其是在面临武装冲突的地区。
研究背景中还强调，尽管这些挑战在理论上已经被广泛讨论，但在实际修复项目中，如何有效应对这些威胁仍未得到充分探索。因此，本文旨在填补这一空白，提出增强修复项目适应能力的理论框架和实际操作指南，以确保生态修复能够有效应对未来的复杂和不确定的环境变化。通过结合生态修复和社会-生态系统的理论，作者希望为未来的修复项目提供可操作的原则和方法，确保它们不仅能够恢复生态功能，还能在长期内保持适应性和韧性。
图1 全球恢复承诺模式、气候变化的预计影响、资源过度开发和政治不稳定
正在实施或计划开展许多恢复活动的地区 （a） 受到气候变化 （b）、资源过度开发 （c） 和政治不稳定 （d） 的不成比例的影响。数据来源：PBL 荷兰环境评估机构全球恢复承诺数据库中的恢复承诺.b气候变化以 2080-2099 年期间高于 35 °C 的天数表示，来自气候影响实验室.c联合国《2019 年世界人口展望》中的人口增长和联合国环境规划署国际资源小组全球物质流数据库中的国家物质足迹.d世界银行全球治理指标项目带来的政治不稳定.
本文的研究区以卢旺达西部的阿尔伯特裂谷（Albertine Rift）为例，展示了如何通过增强适应能力来应对生态系统修复中的挑战。阿尔伯特裂谷是非洲最重要的生物多样性热点之一，拥有丰富的生态系统和多样的物种，但在过去的几十年里，该地区的生态系统遭受了大规模的退化。不仅生态脆弱，而且面临多种社会、经济和环境压力。
卢旺达西部的阿尔伯特裂谷属于热带高地气候，气候特征包括温和的温度和两季降雨。预计到本世纪末，气候变化将带来显著的温度升高、降雨量重新分布和增加、以及栖息地向高海拔地区的转移。这些变化将导致植被类型分布的变化和生境的同质化，还会增加洪水和山体滑坡的风险。
该地区的大规模森林砍伐和生态退化主要发生在过去的一个世纪里。特别是在20世纪90年代，卢旺达的内战和种族灭绝事件对该地区的生态系统造成了毁灭性的影响。战后，为了满足社会和经济需求，卢旺达进行了早期的生态恢复工作，但这些恢复项目主要集中在种植生长迅速的外来树种（如桉树）和推行农林业实践。然而，这些早期的恢复工作虽然在短期内满足了当地社区的木材和燃料需求，但也造成了单一树种林地的扩展，这些林地的生物多样性较低，土壤也在持续退化。
研究区内地形复杂，拥有许多陡坡，因此该地区非常容易发生山体滑坡和洪水等地质灾害，尤其是在极端气候条件下。随着气候变化的加剧，这些自然灾害的风险预计将进一步增加。
该地区以小规模农业为主，当地居民依赖土地进行粮食生产和维持生计。随着人口增长，农业活动加剧，进一步加剧了土地退化的问题。农业集约化和单一种植模式的普遍采用，也限制了生态系统的恢复和可持续性发展。
数据来源
文章使用了PBL荷兰环境评估署的全球修复承诺数据库，该数据库汇集了各国在生态修复领域的承诺和计划，为评估全球修复项目的分布和影响提供了基础数据。
气候变化的数据来源于气候影响实验室（Climate Impact Lab），具体分析了RCP 8.5情景下未来2080-2099年全球温度的变化趋势，尤其是年均气温超过35°C的天数预测。该数据揭示了未来全球气候变化对修复地区的潜在影响，特别是极端天气事件频率的增加。
关于资源过度开发的讨论，作者引用了联合国人口展望（United Nations World Population Prospects）和联合国环境规划署国际资源小组的全球物质流动数据库（International Resource Panel Global Material Flows Database）的数据。这些数据涵盖了全球人口增长预测以及各国的资源使用情况，尤其是标注了2019年资源使用量最高的国家。这些数据用来分析人口增长和资源消耗如何加剧生态系统的压力，特别是在资源丰富且开发程度较低的国家。
世界银行的全球治理指标项目（Worldwide Governance Indicators project）通过分析各国政府被暴力或非法手段推翻的可能性，提供了全球范围内的政治稳定性评价。这一数据用于探讨政治不稳定对生态修复工作的影响，尤其是在过去经历过冲突或当前处于不稳定状态的国家。
作者引用了生态学文献中的研究，特别是关于气候变化如何影响物种分布、生态系统功能和生物群落的文献。比如，文中提到了气候模型预测的生物群落迁移、生态系统结构的改变以及极端天气事件如何影响生态修复的长期成功。这些文献数据为气候变化背景下的生态修复提供了理论支持。
本文通过对卢旺达阿尔伯特裂谷地区的案例研究，展示了数据的实际应用。虽然该地区的具体数据采集细节未在文章中明确说明，但文中提到该案例基于历史的生态退化、过去的修复尝试以及未来可能的气候和社会经济变化。
本文的研究方法综合了多学科的理论框架，主要依靠文献综述、理论综合以及案例研究等方法，构建出适应性强的生态系统修复模型。
本文首先通过系统性文献综述整合了生态修复和社会-生态系统的相关理论与研究成果。通过对现有文献的梳理，作者总结了关于生态修复如何应对气候变化、资源过度开发和政治不稳定等主要威胁的理论框架。并基于文献综述，综合了生态修复和社会-生态系统的不同学科视角，提炼出三个核心主题：（1）顺应现有系统，（2）创建自我维持、适应性系统，以及（3）促进多样性和广泛参与。通过将不同理论框架整合为这三大主题，为生态修复的实际应用提供了理论指导。
为了在实际修复项目中应用这些理论，作者设计了一种两步法用于帮助修复实践者评估具体地点的挑战并制定相应的应对策略。
作者首先建议对特定修复地点的威胁进行评估。这一阶段旨在识别气候变化、资源过度开发和政治不稳定等威胁在不同时期可能对修复地点产生的影响。例如，研究人员需要确定气候变化将如何在未来30年或100年内改变修复区域的环境条件。威胁评估涉及使用气候模型、人口增长预测和政治稳定性数据等多种来源的信息，以确定潜在的挑战。
在识别出主要威胁后，研究人员需要基于上述三大核心主题制定具体的应对策略。例如，如何通过多样化物种选择来提高生态系统的恢复力，如何通过分散化的治理结构提高修复项目的适应能力，如何通过参与式管理增加社区的参与度和项目的长期成功率等。
为了验证所提方法的可操作性和有效性，作者以卢旺达西部的阿尔伯特裂谷作为研究案例。该地区经历了大规模的生态退化和森林丧失，因此是生态修复的重点区域。通过这一案例，作者展示了如何将三大核心主题和两步法应用于实际的生态修复项目中。
在案例分析中，研究者使用了全球气候模型、人口数据和土地利用信息，结合该地区的历史退化情况，对未来可能面临的挑战进行分析。根据气候变化的预测，阿尔伯特裂谷地区将面临温度上升、降水模式变化、以及极端天气事件的增多。基于这些威胁评估，研究者提出了一系列适应性策略，如种植能够适应未来气候条件的多样化物种，推广农林业实践以平衡生态恢复与经济发展等。
作者强调，生态修复不仅是生态维度的工作，还涉及复杂的社会因素。因此，在方法设计中，研究者特别关注了如何将社会-生态系统的韧性理论与生态修复相结合。例如，作者提出通过多利益相关者参与、分散治理权力等手段，提升项目的社会适应能力。这种跨学科的整合方法有助于在应对复杂社会和环境挑战时，提供更加全面的解决方案。
同时，虽然本文的大部分分析基于理论综述和案例研究的定性分析，但也使用了大量定量数据进行支持。这种定性与定量相结合的分析框架确保了研究结论具有理论和数据的双重支撑。
图2 通过整合恢复和弹性原则来保护恢复地点
面向未来的恢复实践的三个高层次指导主题是从 52 项现有恢复和复原力原则的综合中得出的。这些指导原则可以应用于恢复项目，以促进特定地点技能、机制、策略和机构结构的发展，从而提高恢复系统的适应能力。
1.提出三大指导主题：
文章通过对生态修复和社会-生态系统的文献进行综合分析，提炼出三个核心主题，这些主题被认为是增强修复项目适应能力的关键。
顺应现有系统：研究结果表明，生态修复项目应考虑到社会-生态系统的复杂性，并基于当地的生态条件和社会背景进行设计。研究建议修复活动需要根据具体地点的生物物理特征和退化驱动因素进行量身定制，避免试图回归到历史的生态状态，而是根据当前条件及未来可能的变化，灵活调整修复目标。
创建自我维持的适应性系统：研究强调修复项目不仅要恢复生态功能，还要建立能够适应变化的自我维持系统。这意味着修复工作需要设计多中心治理体系，监测和管理反馈机制，以确保项目能够随时间发展进行调整。通过这些措施，修复系统能够应对气候变化、极端天气事件以及其他不可预测的挑战。
促进多样性和参与：研究发现，参与多样性和社会资本的建设对修复项目的长期成功至关重要。通过促进功能和响应的多样性，以及加强社会参与，修复项目能够更好地适应未来的不确定性。多样性的提升不仅体现在物种的多样性上，也体现在社会参与的广泛性上，包括从地方社区到各级政府的广泛协作。
2. 两步法的应用：
3. 卢旺达案例研究的具体应用：
4. 应对复合威胁的策略建议：
5. 其他潜在挑战与复杂互动的讨论：
图3 三个指导主题在卢旺达西部气候变化威胁中的示例应用
在实践中，这三项指导原则可以应用于任何可能的威胁。在这里，我们将其应用于气候变化对卢旺达西部阿尔伯蒂娜裂谷的影响。第一步，需要了解当前背景和焦点威胁的影响。在第二步中，可以根据这三个指导原则制定可能的针对具体情况的应对措施。
文章强调了在面对气候变化、资源过度开发和政治不稳定等复杂且相互交织的全球性挑战时，生态系统修复的重要性和必要性。本文的研究结果为生态系统修复提供了新的理论和实践框架，通过提出三大核心主题和两步法策略，明确了如何增强修复项目的适应能力。研究不仅探讨了如何应对未来的气候变化、资源过度开发和政治不稳定，还展示了如何通过跨学科的方法，结合生态和社会因素，为全球修复项目提供有效的应对策略。
作者 | 敬诒
编辑 | 回毅滢
