自然保護地生態系統修復研究進展與修復策略

成超男 李 鋒 楊 銳 呂 婧

生態系統修復被認為是世界范圍內生態保護活動的一個關鍵組成部分，對全球可持續發展至關重要[1]。盡管自然保護地管理的優先目標是保護現有的、具有較高自然和文化價值的生態系統，但由于受到外部環境壓力的持續影響以及退化風險的增加，生態系統修復已經成為保護地管理的一項重要工作內容。而且，在保護地開展修復活動也成為助力實現全球生態系統修復目標的重要行動之一[2]。已有研究表明，在自然保護地投入一定的恢復時間、資源和努力，不僅可以支持生物多樣性保護，而且能夠獲得額外的、更廣泛的生態系統物質和非物質的價值與利益[3]。

中國保護地生態系統修復活動已經取得了一定成果。目前，我國自然保護地占陸域國土面積的18%，提前實現了聯合國《生物多樣性公約》(CBD)的“愛知目標”，構建了以國家公園為主體的自然保護地體系，旨在保護具有國家代表性乃至全球價值的自然生態系統，并率先在國際上提出和實施生態保護紅線制度[4]。但我國自然保護地的生態系統仍面臨較大的退化壓力，自然保護地約10%的生態系統處于高度脆弱狀態[5]，又由于政策支持、資金投入和人力資本不足等問題，使得部分保護地無法恢復關鍵的生態過程，生態監測體系也有待完善，多元主體參與也較為薄弱。因此，亟待提出具有可操作性和推廣性的保護地生態系統修復策略與建議，以保障我國自然保護地生態保護修復的有效性。

基于此，文章首先闡述自然保護地生態系統修復的重要意義、目標原則、修復過程以及技術方法。其次，明確中國自然保護地生態系統的主要類型，包括森林、草原和濕地等生態系統，分析以上生態系統的退化分布與退化原因，總結現狀問題與關注重點，提出6項修復策略。最后，從政策制定、管理機制和融資渠道等方面，為我國自然保護地生態系統修復活動的開展提供建議。

1 研究方法

本研究通過以下3個途徑，得到保護地生態系統修復的國內外典型案例。首先，系統地回顧了關于生態系統修復典型案例的文獻資料。在中國知網(CNKI)和科學網(Web of Science)中，以“國家公園”“保護地”“森林生態系統修復”“濕地生態系統修復”“草原生態系統修復”“案例”等詞組為關鍵詞，通過檢索匯編84篇中文文章和159篇英文文章進行研究。其次，在百度、Google等搜索引擎中，檢索上述關鍵詞，檢閱自然保護地生態系統修復的網頁報道以及國際生態修復協會(SER)、世界自然保護聯盟(IUCN)等相關國際組織的研究報告。最后，咨詢自然保護地、生物多樣性保護和生態系統修復等領域的專家與學者對收集的案例進行精選。

經過篩選，研究選取了全球24個保護地生態系統修復典型案例，包括12個國內和12個國際案例(表1)。這些案例涉及生態系統修復的規劃、融資和實施等多個方面，涵蓋森林與林地；草原、灌木和高寒草原；濕地(河流、溪流和湖泊、沿海濕地)等多種生態系統類型。

表1 國內外典型案例Tab.1 Typical cases at home and abroad

同時，研究將錢江源國家公園、大熊貓國家公園、海南熱帶雨林國家公園、黃河口國家公園創建區和三江源國家公園5個國家公園作為典型案例進行實地調研。在實地調研過程中，通過半結構式訪談對自然保護地管理人員、社區居民、生態系統修復專家和非政府組織開展座談，從多個視角更翔實地了解我國自然保護地生態系統修復面臨的問題與挑戰，為自然保護地生態系統修復策略的提出提供支持。

2 全球自然保護地生態系統修復的研究進展

全球生態系統退化是一個廣泛而嚴重的問題，世界已有20億hm2退化的土地，失去了50%的森林、50%的珊瑚礁和70%的濕地，每年約有1 200萬hm2的土地呈現退化狀態[6]。不可持續的土地利用和自然資源的過度開發，在不同程度上損害生態功能、減少碳儲量[7]、降低生態系統服務供給以及支持生物多樣性的能力[8]。

建設與擴大自然保護地的范圍與面積是扭轉和阻止生態系統退化的關鍵措施之一[2]。同時，保護地生態系統的保護或修復面積，已成為監測可持續性政策執行情況的主要指標，如2010年第11個“愛知目標”要求到2020年至少保護17%的陸地和內陸水域以及10%的沿海和海洋區域[9]；2020年后全球生物多樣性框架第一份草案提出的行動目標中，要求至少有20%退化的淡水、海洋和陸地生態系統得到修復[2]。此外，建立有效、公平管理、具有生態代表性和良好景觀連通性的自然保護地體系，是保障生態系統服務供給、實現生物多樣性保護全球目標的一個有效措施[2]。

2.1 重要意義

國際組織與機構對自然保護地生態系統修復的研究，主要圍繞保護生態系統完整性[10]、評估生態系統服務與凈增益[11]、保護生物多樣性與入侵物種防控[12]、應對氣候變化與海洋生態系統修復[13]、荒野保護與再野化[14]以及適應性管理[15]等議題展開。中國生態系統保護修復研究，大多基于“社會-經濟-自然”復合生態系統理論，開展以人為主體的社會與經濟系統以及自然與生態系統相關的修復活動[16]。在我國生態文明建設和國土空間生態保護修復的背景下，開展保護地生態系統修復至少具有以下3個方面的重要意義。

2.1.1 保護修復生態系統完整性

自然保護地內及周邊的修復工作是IUCN和CBD保護地工作計劃的一個重要優先事項，該計劃鼓勵各國制定和實施與恢復和重建保護地生態系統完整性相關的措施[17]。具有高度生態系統完整性和連通性的保護地，將具有更強的恢復力與彈性[18]，能夠更好地適應新的氣候條件，以維持原有生態系統的原真性與價值。

2.1.2 促進凈增益的最優化

凈增益(Net Gain)是生態保護修復活動在生態系統完整性、生物多樣性和人類福祉方面所獲得的可衡量的復合結果[19]。針對生物多樣性保護，保護地通常是脆弱或特殊物種唯一剩余的棲息地，通過棲息地修復能夠維持或恢復受威脅的種群，也可在景觀層面構建陸地和水域網絡以加強生態廊道的連通性[20]。針對人類福祉，保護地越來越關注對退化的生態系統服務進行修復，如碳儲存與固定、食品安全和供水質量等。根據保護監測中心的數據，世界上至少有15%的陸地森林碳被儲存在保護地[21]。因此，在保護地開展修復活動，一方面能夠提高對基于自然的解決方案(NbS)的理解，另一方面可以激發人們在日常生活中采取更廣泛的行動[22]，以增強生態系統應對環境變化的恢復力。

2.1.3 協調生態保護與社區發展

一個健康有彈性的保護地能夠為區域發展創造更多機會。促使社區參與生態系統修復活動的關鍵因素，包括協調社區利益，鼓勵社區參與保護地長期的維護、管理和監測項目。通過建立宣傳、教育和研究平臺，能夠讓社區居民了解、認識和領會生態系統完整性、生物多樣性和生態系統修復活動的重要性，更廣泛地分享成功信息和經驗教訓[10]，以轉變他們的認知與生產生活方式，進而有效地協同生態保護修復與社區發展。

2.2 目標原則

生態系統修復一直缺乏與生態系統保護類似的詳細目標[23]。因此，在生態系統恢復10年和2020年后全球生物多樣性框架的背景下[24]，基于我國《關于建立以國家公園為主體的自然保護地體系的指導意見》以及SER圍繞保護地修復的重點內容和主要問題，研究整合與歸納了自然保護地生態系統修復的原則、愿景、目標與指標(表2)，以推動生態系統修復活動的實施與評估。

表2 自然保護地生態系統修復的目標與原則Tab.2 Objectives and principles of ecosystem restoration in protected areas

2.3 修復過程

生態系統為解釋自然界的復雜性提供了一個實用模型或抽象化概念[25]，主要由生物成分、非生物環境、生物與非生物內部和之間的過程及相互作用(能量流動和物質循環)以及這些組成部分的物理空間構成，是生物圈的一個基本組織單元[26]。

生態系統退化是指生態系統在自然或人為干擾下所形成的偏離狀態[27]。生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺(IPBES)將生態系統退化定義為：“生態系統結構、功能或為人類提供惠益的能力長期呈現下降趨勢。[28]”生態系統修復(Ecosystem Restoration)被定義為停止和扭轉生態系統退化的過程[29]，通常包括清除和控制干擾因素，在退化問題診斷、確定參照生態系統和基線的基礎上，依據演替規律，選取消極或積極的技術方法進行修復。

2.4 技術方法

生態系統修復的技術方法主要包括自然恢復、輔助再生、生態重建和保護保育4種模式。針對我國自然保護地生態系統修復技術的選取，應從尊重自然、順應自然、保護自然、人與自然和諧共生的視角出發，堅持自然恢復為主、自然恢復和人工修復相結合的原則。對退化、受損和破壞的生態系統進行修復、連通生態廊道和重建重要的生物棲息地，實施廢棄地治理，以提升自然保護地生態系統的原真性和完整性。同時，應加強對自然保護地外來入侵物種的防范和應對，切實履行森林、草原和濕地防火、防災和減災等責任。

2.4.1 自然恢復

在輕度退化區域可采用自然恢復(Natural Regeneration)的方法，通過消除脅迫因子，如切斷污染源、禁止不當放牧和封山育林，僅依靠生態系統的自我調節和自組織能力使其向有序的方向自然演替。

三江源國家公園是采用自然恢復方法修復草原生態系統的典型模式。三江源國家公園采用“退牧還草”、封育圍欄和補播改良等方法，當地土壤水分狀態得到改善、草地覆蓋率以及鮮草生產能力都得到了有效提升。同時，積極落實生態產品價值實現機制與生態補償政策，構建企業、合作社規模化種植加工為主、牧戶種植為輔、農牧結合的草產業格局，以維持三江源高寒草原生態系統的原真性和完整性[30]。

美國黃石國家公園通過保持強大的科研與監測能力進行濕地生態系統修復。黃石國家公園主要通過自然恢復的方式，如減少人類的直接干擾、控制入侵物種，并通過大黃石區網絡(Inventory and Monitoring，I& M)長期監測兩棲動物的數量與生境狀況，并以植被情況作為公園健康狀況的關鍵指標，保護和修復濕地生態系統的面積和完整性[31]。

2.4.2 輔助再生

在中度或較高退化區域可采用輔助再生(Assisted Regeneration)的方法，即在消除退化脅迫因子的基礎上，進一步采用積極的干預措施，如改善物理環境、參照本地生態系統引入適宜物種以及糾正非生物損害等，以觸發生態系統的自然恢復。

錢江源國家公園通過輔助再生的方法修復荒山。該國家公園參考天然林的群落結構，營造不同的人工混交林以修復森林生態系統，實施修復后的荒山區域，其內部常綠和落葉樹種的木材蓄積量有所增加，而且國家公園生態系統的健康程度、生態系統服務以及景觀風貌均得到顯著提升。

印度科拉迪奧國家公園通過生態補水形成人工濕地是輔助再生方法修復濕地生態系統的典型模式。科拉迪奧國家公園是古北遷徙水鳥的重要越冬地，也因其是大型非候鳥繁殖的聚集地而聞名，該國家公園的濕地生態系統主要通過精心設計的堤壩和水閘系統進行生態補水，以提供不同水深的濕地區域供各種鳥類棲息，每年水量供應至少為550千立方英尺(約15 574m3)[32]。而且為了提高當地社區在管理中的作用，該國家公園已在周圍村莊啟動了生態發展計劃。

2.4.3 生態重建

在退化嚴重區域可采用生態重建(Ecosystem Reconstruction)的方法，不僅需要消除或扭轉退化脅迫因子，糾正對生物和非生物的損害，而且應重新引入其所有或大部分的理想生物群落，以盡可能地恢復到參照生態系統的狀態。

尼泊爾基于社區的森林景觀修復計劃是生態重建的典型模式。尼泊爾政府通過引入外部援助組織的技術與支持，幫助保護地周邊社區居民重新種植鄉土樹種，帶領社區發現森林生態系統所提供的服務，如薪材、牲畜飼料以及其他森林產品和服務機會，并鼓勵社區居民重視環境保護。該計劃不僅使得全國森林面積從1999年39.6%增長到2015年44%，而且對整個流域的管理和修復也起到至關重要的作用[33]。

黃河口國家公園創建區通過生態重建的方式形成“河-陸-灘-海”生態系統的良性循環。2019年以來自然保護地通過科學合理的生態補水、淡水壓堿和生態圍堰，探索形成了以水系連通為主的河流沼澤濕地修復、以疏通潮溝營造植被生長條件為主的鹽沼濕地修復以及根除互花米草為主的潮間帶濕地修復模式。

2.4.4 保護保育

保護保育(Ecosystem Conservation)主要是保護生物物種、不同生物群落所依存的棲息地以及原住居民文化與傳統生活習慣，以維持自然資源的永續存在與可持續利用，其中，荒野保護與再野化是典型的保護保育模式[34]。

美國優勝美地國家公園平衡荒野保護與游客體驗。優勝美地國家公園位于美國加利福尼亞州東部的內華達山脈上，全園擁有94%的荒野土地，為了緩解國家公園內非消費性教育職能與游客活動對自然系統造成的壓力，公園基于游客使用度和荒野承載力評估，合理布局游覽路徑和露營區域，并運用游覽路徑起點配額制度，監測和管理游客對荒野區域的使用程度，以維持國家公園生態系統的完整性[35]。

俄羅斯“更新世公園”通過再野化修復草原生態系統。將食草動物通過人工的方式引入北極，如馴鹿、雅庫特馬、駝鹿等在冬季尋找食物時會踩踏積雪，破壞保溫層，從而使永久凍土更深地凍結，以促進高產放牧生態系統的形成。這種高產放牧生態系統與現代北極生態系統的主要區別在于不同的生物循環速率，更高的生物循環速率將獲得更多生態效益[36]。

3 中國自然保護地生態系統的退化現狀與存在的問題

3.1 退化分布

近幾十年來，中國持續遭受較為嚴重的生態系統退化[37]，主要涵蓋森林、草原和濕地生態系統[38]，總體退化情況為：1)青藏高原和柴達木盆地主要表現為草原生態系統退化[39]，而且青海南部、西藏北部和柴達木盆地分布著最廣泛和最嚴重的退化牧場[40-41]；2)大興安嶺西部、華北平原、橫斷山脈、嶺南丘陵、大巴山和四川盆地等區域主要表現為森林生態系統退化[42]；3)在黃土高原地區存在較為嚴重的水土流失[43]；4)長江、黃河中下游，以及河口、海岸帶等區域主要表現為濕地生態系統退化，涵蓋河流濕地、湖泊濕地、沿海濕地等多種類型[44]。

3.2 退化原因

不斷改變的自然環境和社會經濟條件，包括極端天氣的頻發、土地利用變化、對資源需求的增加以及嚴重的污染問題，正在加速保護地的生物多樣性喪失和生態系統退化。從區域大尺度來看，自然條件因素是造成生態系統退化的主要原因之一，包括溫度、降雨、水土流失、荒漠化和自然災害等。

同時，從局部小尺度來看，不適當的人類活動也是世界許多自然保護地生態系統退化的主要原因之一，舉例如下。1)土地利用變化。社會經濟活動(如人口密度和城市化率)、畜牧業、農業、漁業等活動強度的增加，會導致生態空間被擠壓進而造成景觀類型發生較大的轉變。2)資源開采。目前，一些地區非法侵占林地、草原和濕地等自然生態空間，破壞生態資源的現象依然存在。又由于城市開發強度(如水壩建設、礦產資源開采)的加深，引發了自然資源的過度使用與退化。3)污染嚴重。工業與農業造成大量的水體污染，部分近海濕地已成為油類污染和污水排放的受納體。4)由于基層管護基礎設施落后、生態系統保護和管理能力不足等問題較為突出，使得保護地生態系統仍面臨較為嚴峻的退化狀況。

3.3 問題與挑戰

將文獻研究與5個典型案例實地調研結果相結合發現，盡管中國在國家層面已提出了關于生態系統修復的政策支持與技術指導，國家公園也已開展了有關生態系統修復的相關實踐，但自然保護地生態系統修復活動仍存在以下問題：1)缺少生態本底調查與評估，未能對生態系統的退化現狀和變化趨勢進行準確評估、診斷與預測；2)生態監測體系有待完善、數據共享機制缺失，對于生態基線和參照生態系統的確定也缺乏依據；3)未能充分倡導自然恢復的解決方案以減少人為干預，修復活動多以小尺度、單一要素為主，對景觀/區域層面的修復技術考慮不足；4)生態系統修復活動金融投資的可持續性較低，多元主體參與和市場體系也較為薄弱；5)目前尚未充分激發社區居民的參與熱情，應積極轉變他們的思想認識與生產方式；6)對全部利益相關者公平和切實地參與生態系統修復相關工作的思考較為不足。

3.4 關注重點

具體而言，針對我國自然保護地生態系統修復活動應更加關注以下8個方面：1)對氣候敏感性較強的生態系統進行保護修復，如高寒草原生態系統、熱帶雨林生態系統、潮間帶濕地生態系統等，以實現對生態系統原真性、完整性和多樣性保護的目標；2)加強對生態過程的修復，如水文連通性、營養循環和長期穩定性等；3)促進保護地自然資本和生態系統服務貢獻的最優化；4)加強生物多樣性保護，如修復與擴大野生動物棲息地，構建生態廊道等[45]；5)控制外來入侵物種，一些外來入侵物種逐漸成為新的優勢種群，將危及保護地的生物多樣性；6)通過荒野保護與再野化修復保護地的生態位與食物鏈[46]；7)積極應對氣候變化引起的自然災害，如火災、洪澇災害、滑坡等，關注碳儲存與“碳交易”以拓展修復活動的融資渠道；8)注重文化修復，如對社區居民傳統生態智慧與知識的整理、保護與應用。

4 中國自然保護地生態系統修復的策略

4.1 策略1：選擇合理的參照生態系統

依據全面的本底調查數據，明確生態系統修復的目標，選擇合理的參照生態系統以支持生態系統修復方案的制定。對生態系統演替歷史了解得越多，修復從業者越能針對保護地的實際問題提出更有效的解決方案。同時，基于大量的歷史與監測數據，在修復過程中不斷對標參照生態系統，也能夠支持生態系統修復項目實施后的維護與管理。

4.2 策略2：確保監測和維護活動得到長期的資金支持

保護地生態系統修復工作需確保監測和維護活動得到長期的資金支持，如果中途結束修復活動，或缺乏后期維護與管理，將會導致已實施的工作被浪費，甚至會產生新的問題。通過科學評估和適應性管理能夠降低相關風險。此外，搭建長期有效的監測與數據庫平臺，能夠幫助管理者和利益相關者識別未來潛在的風險，為制定生態系統修復的技術與方法、適應性管理的反饋機制以及科研合作平臺的構建提供必要的信息支持。

4.3 策略3：從場地尺度轉向區域尺度的系統修復

實現生態系統修復從場地尺度向區域尺度的系統轉變，以促進區域協調發展提升生態系統質量。成功的生態系統修復取決于充分地解決土地和區域層面的關鍵問題，包括來自更大尺度的景觀或海域的威脅、跨越生態系統邊界的能量和生物群落交流、水文連通性以及邊緣效應等。同時，國土空間生態保護修復強調從系統性、整體性和全域性的視角出發，統籌山、水、林、田、湖、草、沙等各類生態要素，對生態系統進行整體保護、系統修復和綜合治理，以提升區域生態系統整體的穩定性與安全性。通過景觀、海域或區域尺度的空間規劃，也將有助于調整保護地生態系統修復目標、計劃和措施的制定與選擇。

4.4 策略4：實現多元融資與成本效益評估

保護地生態系統修復活動除財政資金支持外，需實施多元化的融資方式，以減輕中央和地方政府財政壓力，并確保修復活動的可持續性。目前，自然保護地的生態補償資金來源也較為單一，尚未提供針對生態系統修復的專項資金支持。同時，采用成本-效益評價指標體系，評估自然保護地生態系統修復項目的實施效果，將有助于有效地引入社會資本參與保護地的建設，以推動形成由多主體、多渠道資金共同參與保護地生態系統修復的模式，進而協同生態保護修復與社區發展。

4.5 策略5：加強社區合作與教育宣傳

鼓勵社區參與生態系統修復活動。生態系統修復活動能夠促進社區教育，如讓學生參與保護修復相關的公益活動、鼓勵他們攻讀與生態相關的專業以及為他們提供在就業市場上有用的技能等。此外，修復項目可視為是公眾對保護地支持的一種方式，精心設計的生態系統修復項目能夠作為保護地內的旅游景點，游客通過體驗生態系統修復后的成果或親身參與相關活動，以起到宣傳生態系統修復理念與思想的作用。

4.6 策略6：促進多主體參與

全部利益相關者對保護地生態系統修復的認識和理解是有效執行相關修復活動的基礎。生態系統修復活動是地方、區域、國家和全球各級公共、私營部門以及利益相關者的共同責任，應始終將促進包容性和共同參與治理、社會公正性與公平性貫穿于整個修復過程之中。

5 結語

本研究系統回顧了國內外自然保護地生態系統修復的文獻資料與典型案例，并對我國5個案例進行實地調研，分析了自然保護地生態系統修復的重要意義、目標原則、修復流程以及技術方法。在全球推廣NbS以及我國深化國土空間生態保護修復的背景下，針對我國自然保護地生態系統修復面臨的挑戰和要點提出具體的修復策略。同時，為順利開展自然保護地生態系統修復的相關工作，提供以下3點建議。

1)推動自然保護地生態系統修復相關政策的制定。一個有利的政策環境，包括通過部門間的政策協調，對于實現生態系統修復的長期目標至關重要。生態系統修復相關政策的制定，有助于確保生態系統修復活動的可持續性。此外，全球、國家和地方成功的生態系統修復案例的推廣和應用，能夠促進和影響生態保護修復法律、政策和措施的落實。

2)完善自然保護地生態系統修復的管理機制。運作良好的管理機制，能夠系統性地協調各機構、部門和利益相關者的行動，以確保生態系統修復活動獲得最優化的效益。而且高效率的管理機制可以提供更多的發展機會，以增加參與修復活動的人員、組織和機構的工作能力。

3)增強自然保護地生態系統修復資金的可持續性。確保、調動和維持足夠的資金(來自政府、私營部門、國際組織或其他來源)以保證生態系統修復活動全過程的長期可持續性。同時，在不損害生態系統結構、過程和功能、符合相關政策并且在財務允許的范圍內，可適當開展多功能經營、生態旅游、為生態系統服務付費和其他自然資源的可持續利用活動。

致謝：感謝清華大學建筑學院景觀學系、生態修復研究中心在站博士后李曉婷和劉海軒對本研究案例收集與整理所作出的貢獻。