中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統觀(guān)測研究站王克林研究員團隊在揭示我國西南喀斯特地區石漠化治理的成就與當前面臨新挑戰的基礎上，提出了地質(zhì)背景制約下提升喀斯特區生態(tài)恢復持續性的社會(huì )-生態(tài)研究框架，相關(guān)成果近期以A social-ecological framework to enhance sustainable reforestation under geological constraints為題發(fā)表在國際地學(xué)領(lǐng)域知名期刊Earth’s Future上。

王克林研究員團隊發(fā)現大規模生態(tài)保護與修復下我國西南喀斯特石漠化治理取得顯著(zhù)成就，從自然維度看，西南喀斯特地區石漠化面積實(shí)現持續凈減少，成為全球近20年“變綠”的熱點(diǎn)區，生態(tài)恢復固碳貢獻及其潛力大，但巖土組構差異影響植被恢復類(lèi)型與質(zhì)量，特別是土壤豐量、土壤-植被系統礦質(zhì)養分制約部分喀斯特區森林景觀(guān)恢復；從社會(huì )維度看，喀斯特地區人地關(guān)系由緊張向結構性均衡轉變，農村人口及農村地區實(shí)際人口壓力顯著(zhù)緩解，農村發(fā)展過(guò)程與生態(tài)修復進(jìn)程促進(jìn)喀斯特區社會(huì )-生態(tài)系統轉型，喀斯特區人地關(guān)系拐點(diǎn)來(lái)臨。地質(zhì)背景制約下，喀斯特地區生態(tài)修復面臨不同地質(zhì)環(huán)境下造林適宜地點(diǎn)選擇、人工林生產(chǎn)力與生態(tài)系統服務(wù)提升、區域“變綠”與經(jīng)濟效益的權衡等新的問(wèn)題與挑戰。

上述石漠化有效治理及“變綠”可持續性問(wèn)題的解決需要綜合多尺度、跨學(xué)科研究方法，聚焦喀斯特地區森林退化和造林的核心要素碳酸鹽巖制約和人類(lèi)擾動(dòng)，團隊岳躍民研究員提出了提升喀斯特地區造林可持續性的社會(huì )-生態(tài)研究框架（圖1）。該框架旨在考慮不同的社會(huì )-生態(tài)背景優(yōu)化未來(lái)生態(tài)建設空間，建立在人類(lèi)活動(dòng)與不同生態(tài)系統要素之間長(cháng)期、連續的相互作用及反饋基礎上。相比常見(jiàn)社會(huì )-生態(tài)系統通用框架往往忽略了歷史變化的影響，該框架整合長(cháng)期的人類(lèi)干擾和森林演變定義了連續時(shí)間尺度的社會(huì )-生態(tài)系統互饋過(guò)程，明確了我國西南喀斯特地區長(cháng)時(shí)間尺度人類(lèi)擾動(dòng)與森林演變的關(guān)鍵時(shí)期，包括人為干擾開(kāi)始期(明清時(shí)期，公元1400-1920年)、人類(lèi)干擾強烈期(1920-2000)、當代保護和恢復期(2000年以來(lái))、未來(lái)生態(tài)空間優(yōu)化期 (至2100年)，利用沉積物分析、歷史文獻記載、長(cháng)時(shí)序與高分辨率遙感、深度學(xué)習等多種研究方法和手段，重建自明清以來(lái)西南喀斯特地區人為擾動(dòng)下“天然林-毀林-再造林”的森林格局演變過(guò)程，提供了一個(gè)全面和前瞻性的策略解析地質(zhì)環(huán)境制約下社會(huì )-生態(tài)系統復雜動(dòng)態(tài)過(guò)程，為西南喀斯特地區生態(tài)建設空間優(yōu)化及生態(tài)修復精準施策提供重要科學(xué)基礎。

該框架的多功能性也可延伸應用在其他生態(tài)脆弱區不同社會(huì )-生態(tài)背景下的生態(tài)恢復實(shí)踐，結合歷史及近期的森林動(dòng)態(tài)與毀林過(guò)程將增強我們對人類(lèi)活動(dòng)或氣候變化引起的森林結構和功能變化的深入理解，提供一個(gè)強有力的證據基礎來(lái)評估區域森林可恢復的程度及是否真正需要造林措施。

該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金 、湖南省科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才等資助。

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圖1 融合長(cháng)時(shí)間尺度人類(lèi)擾動(dòng)與森林演變的社會(huì )-生態(tài)研究框架