自然保护地生态系统修复研究进展与修复策略

成超男 李 锋 杨 锐 吕 婧

生态系统修复被认为是世界范围内生态保护活动的一个关键组成部分，对全球可持续发展至关重要[1]。尽管自然保护地管理的优先目标是保护现有的、具有较高自然和文化价值的生态系统，但由于受到外部环境压力的持续影响以及退化风险的增加，生态系统修复已经成为保护地管理的一项重要工作内容。而且，在保护地开展修复活动也成为助力实现全球生态系统修复目标的重要行动之一[2]。已有研究表明，在自然保护地投入一定的恢复时间、资源和努力，不仅可以支持生物多样性保护，而且能够获得额外的、更广泛的生态系统物质和非物质的价值与利益[3]。

中国保护地生态系统修复活动已经取得了一定成果。目前，我国自然保护地占陆域国土面积的18%，提前实现了联合国《生物多样性公约》(CBD)的“爱知目标”，构建了以国家公园为主体的自然保护地体系，旨在保护具有国家代表性乃至全球价值的自然生态系统，并率先在国际上提出和实施生态保护红线制度[4]。但我国自然保护地的生态系统仍面临较大的退化压力，自然保护地约10%的生态系统处于高度脆弱状态[5]，又由于政策支持、资金投入和人力资本不足等问题，使得部分保护地无法恢复关键的生态过程，生态监测体系也有待完善，多元主体参与也较为薄弱。因此，亟待提出具有可操作性和推广性的保护地生态系统修复策略与建议，以保障我国自然保护地生态保护修复的有效性。

基于此，文章首先阐述自然保护地生态系统修复的重要意义、目标原则、修复过程以及技术方法。其次，明确中国自然保护地生态系统的主要类型，包括森林、草原和湿地等生态系统，分析以上生态系统的退化分布与退化原因，总结现状问题与关注重点，提出6项修复策略。最后，从政策制定、管理机制和融资渠道等方面，为我国自然保护地生态系统修复活动的开展提供建议。

1 研究方法

本研究通过以下3个途径，得到保护地生态系统修复的国内外典型案例。首先，系统地回顾了关于生态系统修复典型案例的文献资料。在中国知网(CNKI)和科学网(Web of Science)中，以“国家公园”“保护地”“森林生态系统修复”“湿地生态系统修复”“草原生态系统修复”“案例”等词组为关键词，通过检索汇编84篇中文文章和159篇英文文章进行研究。其次，在百度、Google等搜索引擎中，检索上述关键词，检阅自然保护地生态系统修复的网页报道以及国际生态修复协会(SER)、世界自然保护联盟(IUCN)等相关国际组织的研究报告。最后，咨询自然保护地、生物多样性保护和生态系统修复等领域的专家与学者对收集的案例进行精选。

经过筛选，研究选取了全球24个保护地生态系统修复典型案例，包括12个国内和12个国际案例(表1)。这些案例涉及生态系统修复的规划、融资和实施等多个方面，涵盖森林与林地；草原、灌木和高寒草原；湿地(河流、溪流和湖泊、沿海湿地)等多种生态系统类型。

表1 国内外典型案例Tab.1 Typical cases at home and abroad

同时，研究将钱江源国家公园、大熊猫国家公园、海南热带雨林国家公园、黄河口国家公园创建区和三江源国家公园5个国家公园作为典型案例进行实地调研。在实地调研过程中，通过半结构式访谈对自然保护地管理人员、社区居民、生态系统修复专家和非政府组织开展座谈，从多个视角更翔实地了解我国自然保护地生态系统修复面临的问题与挑战，为自然保护地生态系统修复策略的提出提供支持。

2 全球自然保护地生态系统修复的研究进展

全球生态系统退化是一个广泛而严重的问题，世界已有20亿hm2退化的土地，失去了50%的森林、50%的珊瑚礁和70%的湿地，每年约有1 200万hm2的土地呈现退化状态[6]。不可持续的土地利用和自然资源的过度开发，在不同程度上损害生态功能、减少碳储量[7]、降低生态系统服务供给以及支持生物多样性的能力[8]。

建设与扩大自然保护地的范围与面积是扭转和阻止生态系统退化的关键措施之一[2]。同时，保护地生态系统的保护或修复面积，已成为监测可持续性政策执行情况的主要指标，如2010年第11个“爱知目标”要求到2020年至少保护17%的陆地和内陆水域以及10%的沿海和海洋区域[9]；2020年后全球生物多样性框架第一份草案提出的行动目标中，要求至少有20%退化的淡水、海洋和陆地生态系统得到修复[2]。此外，建立有效、公平管理、具有生态代表性和良好景观连通性的自然保护地体系，是保障生态系统服务供给、实现生物多样性保护全球目标的一个有效措施[2]。

2.1 重要意义

国际组织与机构对自然保护地生态系统修复的研究，主要围绕保护生态系统完整性[10]、评估生态系统服务与净增益[11]、保护生物多样性与入侵物种防控[12]、应对气候变化与海洋生态系统修复[13]、荒野保护与再野化[14]以及适应性管理[15]等议题展开。中国生态系统保护修复研究，大多基于“社会-经济-自然”复合生态系统理论，开展以人为主体的社会与经济系统以及自然与生态系统相关的修复活动[16]。在我国生态文明建设和国土空间生态保护修复的背景下，开展保护地生态系统修复至少具有以下3个方面的重要意义。

2.1.1 保护修复生态系统完整性

自然保护地内及周边的修复工作是IUCN和CBD保护地工作计划的一个重要优先事项，该计划鼓励各国制定和实施与恢复和重建保护地生态系统完整性相关的措施[17]。具有高度生态系统完整性和连通性的保护地，将具有更强的恢复力与弹性[18]，能够更好地适应新的气候条件，以维持原有生态系统的原真性与价值。

2.1.2 促进净增益的最优化

净增益(Net Gain)是生态保护修复活动在生态系统完整性、生物多样性和人类福祉方面所获得的可衡量的复合结果[19]。针对生物多样性保护，保护地通常是脆弱或特殊物种唯一剩余的栖息地，通过栖息地修复能够维持或恢复受威胁的种群，也可在景观层面构建陆地和水域网络以加强生态廊道的连通性[20]。针对人类福祉，保护地越来越关注对退化的生态系统服务进行修复，如碳储存与固定、食品安全和供水质量等。根据保护监测中心的数据，世界上至少有15%的陆地森林碳被储存在保护地[21]。因此，在保护地开展修复活动，一方面能够提高对基于自然的解决方案(NbS)的理解，另一方面可以激发人们在日常生活中采取更广泛的行动[22]，以增强生态系统应对环境变化的恢复力。

2.1.3 协调生态保护与社区发展

一个健康有弹性的保护地能够为区域发展创造更多机会。促使社区参与生态系统修复活动的关键因素，包括协调社区利益，鼓励社区参与保护地长期的维护、管理和监测项目。通过建立宣传、教育和研究平台，能够让社区居民了解、认识和领会生态系统完整性、生物多样性和生态系统修复活动的重要性，更广泛地分享成功信息和经验教训[10]，以转变他们的认知与生产生活方式，进而有效地协同生态保护修复与社区发展。

2.2 目标原则

生态系统修复一直缺乏与生态系统保护类似的详细目标[23]。因此，在生态系统恢复10年和2020年后全球生物多样性框架的背景下[24]，基于我国《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》以及SER围绕保护地修复的重点内容和主要问题，研究整合与归纳了自然保护地生态系统修复的原则、愿景、目标与指标(表2)，以推动生态系统修复活动的实施与评估。

表2 自然保护地生态系统修复的目标与原则Tab.2 Objectives and principles of ecosystem restoration in protected areas

2.3 修复过程

生态系统为解释自然界的复杂性提供了一个实用模型或抽象化概念[25]，主要由生物成分、非生物环境、生物与非生物内部和之间的过程及相互作用(能量流动和物质循环)以及这些组成部分的物理空间构成，是生物圈的一个基本组织单元[26]。

生态系统退化是指生态系统在自然或人为干扰下所形成的偏离状态[27]。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)将生态系统退化定义为：“生态系统结构、功能或为人类提供惠益的能力长期呈现下降趋势。[28]”生态系统修复(Ecosystem Restoration)被定义为停止和扭转生态系统退化的过程[29]，通常包括清除和控制干扰因素，在退化问题诊断、确定参照生态系统和基线的基础上，依据演替规律，选取消极或积极的技术方法进行修复。

2.4 技术方法

生态系统修复的技术方法主要包括自然恢复、辅助再生、生态重建和保护保育4种模式。针对我国自然保护地生态系统修复技术的选取，应从尊重自然、顺应自然、保护自然、人与自然和谐共生的视角出发，坚持自然恢复为主、自然恢复和人工修复相结合的原则。对退化、受损和破坏的生态系统进行修复、连通生态廊道和重建重要的生物栖息地，实施废弃地治理，以提升自然保护地生态系统的原真性和完整性。同时，应加强对自然保护地外来入侵物种的防范和应对，切实履行森林、草原和湿地防火、防灾和减灾等责任。

2.4.1 自然恢复

在轻度退化区域可采用自然恢复(Natural Regeneration)的方法，通过消除胁迫因子，如切断污染源、禁止不当放牧和封山育林，仅依靠生态系统的自我调节和自组织能力使其向有序的方向自然演替。

三江源国家公园是采用自然恢复方法修复草原生态系统的典型模式。三江源国家公园采用“退牧还草”、封育围栏和补播改良等方法，当地土壤水分状态得到改善、草地覆盖率以及鲜草生产能力都得到了有效提升。同时，积极落实生态产品价值实现机制与生态补偿政策，构建企业、合作社规模化种植加工为主、牧户种植为辅、农牧结合的草产业格局，以维持三江源高寒草原生态系统的原真性和完整性[30]。

美国黄石国家公园通过保持强大的科研与监测能力进行湿地生态系统修复。黄石国家公园主要通过自然恢复的方式，如减少人类的直接干扰、控制入侵物种，并通过大黄石区网络(Inventory and Monitoring，I& M)长期监测两栖动物的数量与生境状况，并以植被情况作为公园健康状况的关键指标，保护和修复湿地生态系统的面积和完整性[31]。

2.4.2 辅助再生

在中度或较高退化区域可采用辅助再生(Assisted Regeneration)的方法，即在消除退化胁迫因子的基础上，进一步采用积极的干预措施，如改善物理环境、参照本地生态系统引入适宜物种以及纠正非生物损害等，以触发生态系统的自然恢复。

钱江源国家公园通过辅助再生的方法修复荒山。该国家公园参考天然林的群落结构，营造不同的人工混交林以修复森林生态系统，实施修复后的荒山区域，其内部常绿和落叶树种的木材蓄积量有所增加，而且国家公园生态系统的健康程度、生态系统服务以及景观风貌均得到显著提升。

印度科拉迪奥国家公园通过生态补水形成人工湿地是辅助再生方法修复湿地生态系统的典型模式。科拉迪奥国家公园是古北迁徙水鸟的重要越冬地，也因其是大型非候鸟繁殖的聚集地而闻名，该国家公园的湿地生态系统主要通过精心设计的堤坝和水闸系统进行生态补水，以提供不同水深的湿地区域供各种鸟类栖息，每年水量供应至少为550千立方英尺(约15 574m3)[32]。而且为了提高当地社区在管理中的作用，该国家公园已在周围村庄启动了生态发展计划。

2.4.3 生态重建

在退化严重区域可采用生态重建(Ecosystem Reconstruction)的方法，不仅需要消除或扭转退化胁迫因子，纠正对生物和非生物的损害，而且应重新引入其所有或大部分的理想生物群落，以尽可能地恢复到参照生态系统的状态。

尼泊尔基于社区的森林景观修复计划是生态重建的典型模式。尼泊尔政府通过引入外部援助组织的技术与支持，帮助保护地周边社区居民重新种植乡土树种，带领社区发现森林生态系统所提供的服务，如薪材、牲畜饲料以及其他森林产品和服务机会，并鼓励社区居民重视环境保护。该计划不仅使得全国森林面积从1999年39.6%增长到2015年44%，而且对整个流域的管理和修复也起到至关重要的作用[33]。

黄河口国家公园创建区通过生态重建的方式形成“河-陆-滩-海”生态系统的良性循环。2019年以来自然保护地通过科学合理的生态补水、淡水压碱和生态围堰，探索形成了以水系连通为主的河流沼泽湿地修复、以疏通潮沟营造植被生长条件为主的盐沼湿地修复以及根除互花米草为主的潮间带湿地修复模式。

2.4.4 保护保育

保护保育(Ecosystem Conservation)主要是保护生物物种、不同生物群落所依存的栖息地以及原住居民文化与传统生活习惯，以维持自然资源的永续存在与可持续利用，其中，荒野保护与再野化是典型的保护保育模式[34]。

美国优胜美地国家公园平衡荒野保护与游客体验。优胜美地国家公园位于美国加利福尼亚州东部的内华达山脉上，全园拥有94%的荒野土地，为了缓解国家公园内非消费性教育职能与游客活动对自然系统造成的压力，公园基于游客使用度和荒野承载力评估，合理布局游览路径和露营区域，并运用游览路径起点配额制度，监测和管理游客对荒野区域的使用程度，以维持国家公园生态系统的完整性[35]。

俄罗斯“更新世公园”通过再野化修复草原生态系统。将食草动物通过人工的方式引入北极，如驯鹿、雅库特马、驼鹿等在冬季寻找食物时会踩踏积雪，破坏保温层，从而使永久冻土更深地冻结，以促进高产放牧生态系统的形成。这种高产放牧生态系统与现代北极生态系统的主要区别在于不同的生物循环速率，更高的生物循环速率将获得更多生态效益[36]。

3 中国自然保护地生态系统的退化现状与存在的问题

3.1 退化分布

近几十年来，中国持续遭受较为严重的生态系统退化[37]，主要涵盖森林、草原和湿地生态系统[38]，总体退化情况为：1)青藏高原和柴达木盆地主要表现为草原生态系统退化[39]，而且青海南部、西藏北部和柴达木盆地分布着最广泛和最严重的退化牧场[40-41]；2)大兴安岭西部、华北平原、横断山脉、岭南丘陵、大巴山和四川盆地等区域主要表现为森林生态系统退化[42]；3)在黄土高原地区存在较为严重的水土流失[43]；4)长江、黄河中下游，以及河口、海岸带等区域主要表现为湿地生态系统退化，涵盖河流湿地、湖泊湿地、沿海湿地等多种类型[44]。

3.2 退化原因

不断改变的自然环境和社会经济条件，包括极端天气的频发、土地利用变化、对资源需求的增加以及严重的污染问题，正在加速保护地的生物多样性丧失和生态系统退化。从区域大尺度来看，自然条件因素是造成生态系统退化的主要原因之一，包括温度、降雨、水土流失、荒漠化和自然灾害等。

同时，从局部小尺度来看，不适当的人类活动也是世界许多自然保护地生态系统退化的主要原因之一，举例如下。1)土地利用变化。社会经济活动(如人口密度和城市化率)、畜牧业、农业、渔业等活动强度的增加，会导致生态空间被挤压进而造成景观类型发生较大的转变。2)资源开采。目前，一些地区非法侵占林地、草原和湿地等自然生态空间，破坏生态资源的现象依然存在。又由于城市开发强度(如水坝建设、矿产资源开采)的加深，引发了自然资源的过度使用与退化。3)污染严重。工业与农业造成大量的水体污染，部分近海湿地已成为油类污染和污水排放的受纳体。4)由于基层管护基础设施落后、生态系统保护和管理能力不足等问题较为突出，使得保护地生态系统仍面临较为严峻的退化状况。

3.3 问题与挑战

将文献研究与5个典型案例实地调研结果相结合发现，尽管中国在国家层面已提出了关于生态系统修复的政策支持与技术指导，国家公园也已开展了有关生态系统修复的相关实践，但自然保护地生态系统修复活动仍存在以下问题：1)缺少生态本底调查与评估，未能对生态系统的退化现状和变化趋势进行准确评估、诊断与预测；2)生态监测体系有待完善、数据共享机制缺失，对于生态基线和参照生态系统的确定也缺乏依据；3)未能充分倡导自然恢复的解决方案以减少人为干预，修复活动多以小尺度、单一要素为主，对景观/区域层面的修复技术考虑不足；4)生态系统修复活动金融投资的可持续性较低，多元主体参与和市场体系也较为薄弱；5)目前尚未充分激发社区居民的参与热情，应积极转变他们的思想认识与生产方式；6)对全部利益相关者公平和切实地参与生态系统修复相关工作的思考较为不足。

3.4 关注重点

具体而言，针对我国自然保护地生态系统修复活动应更加关注以下8个方面：1)对气候敏感性较强的生态系统进行保护修复，如高寒草原生态系统、热带雨林生态系统、潮间带湿地生态系统等，以实现对生态系统原真性、完整性和多样性保护的目标；2)加强对生态过程的修复，如水文连通性、营养循环和长期稳定性等；3)促进保护地自然资本和生态系统服务贡献的最优化；4)加强生物多样性保护，如修复与扩大野生动物栖息地，构建生态廊道等[45]；5)控制外来入侵物种，一些外来入侵物种逐渐成为新的优势种群，将危及保护地的生物多样性；6)通过荒野保护与再野化修复保护地的生态位与食物链[46]；7)积极应对气候变化引起的自然灾害，如火灾、洪涝灾害、滑坡等，关注碳储存与“碳交易”以拓展修复活动的融资渠道；8)注重文化修复，如对社区居民传统生态智慧与知识的整理、保护与应用。

4 中国自然保护地生态系统修复的策略

4.1 策略1：选择合理的参照生态系统

依据全面的本底调查数据，明确生态系统修复的目标，选择合理的参照生态系统以支持生态系统修复方案的制定。对生态系统演替历史了解得越多，修复从业者越能针对保护地的实际问题提出更有效的解决方案。同时，基于大量的历史与监测数据，在修复过程中不断对标参照生态系统，也能够支持生态系统修复项目实施后的维护与管理。

4.2 策略2：确保监测和维护活动得到长期的资金支持

保护地生态系统修复工作需确保监测和维护活动得到长期的资金支持，如果中途结束修复活动，或缺乏后期维护与管理，将会导致已实施的工作被浪费，甚至会产生新的问题。通过科学评估和适应性管理能够降低相关风险。此外，搭建长期有效的监测与数据库平台，能够帮助管理者和利益相关者识别未来潜在的风险，为制定生态系统修复的技术与方法、适应性管理的反馈机制以及科研合作平台的构建提供必要的信息支持。

4.3 策略3：从场地尺度转向区域尺度的系统修复

实现生态系统修复从场地尺度向区域尺度的系统转变，以促进区域协调发展提升生态系统质量。成功的生态系统修复取决于充分地解决土地和区域层面的关键问题，包括来自更大尺度的景观或海域的威胁、跨越生态系统边界的能量和生物群落交流、水文连通性以及边缘效应等。同时，国土空间生态保护修复强调从系统性、整体性和全域性的视角出发，统筹山、水、林、田、湖、草、沙等各类生态要素，对生态系统进行整体保护、系统修复和综合治理，以提升区域生态系统整体的稳定性与安全性。通过景观、海域或区域尺度的空间规划，也将有助于调整保护地生态系统修复目标、计划和措施的制定与选择。

4.4 策略4：实现多元融资与成本效益评估

保护地生态系统修复活动除财政资金支持外，需实施多元化的融资方式，以减轻中央和地方政府财政压力，并确保修复活动的可持续性。目前，自然保护地的生态补偿资金来源也较为单一，尚未提供针对生态系统修复的专项资金支持。同时，采用成本-效益评价指标体系，评估自然保护地生态系统修复项目的实施效果，将有助于有效地引入社会资本参与保护地的建设，以推动形成由多主体、多渠道资金共同参与保护地生态系统修复的模式，进而协同生态保护修复与社区发展。

4.5 策略5：加强社区合作与教育宣传

鼓励社区参与生态系统修复活动。生态系统修复活动能够促进社区教育，如让学生参与保护修复相关的公益活动、鼓励他们攻读与生态相关的专业以及为他们提供在就业市场上有用的技能等。此外，修复项目可视为是公众对保护地支持的一种方式，精心设计的生态系统修复项目能够作为保护地内的旅游景点，游客通过体验生态系统修复后的成果或亲身参与相关活动，以起到宣传生态系统修复理念与思想的作用。

4.6 策略6：促进多主体参与

全部利益相关者对保护地生态系统修复的认识和理解是有效执行相关修复活动的基础。生态系统修复活动是地方、区域、国家和全球各级公共、私营部门以及利益相关者的共同责任，应始终将促进包容性和共同参与治理、社会公正性与公平性贯穿于整个修复过程之中。

5 结语

本研究系统回顾了国内外自然保护地生态系统修复的文献资料与典型案例，并对我国5个案例进行实地调研，分析了自然保护地生态系统修复的重要意义、目标原则、修复流程以及技术方法。在全球推广NbS以及我国深化国土空间生态保护修复的背景下，针对我国自然保护地生态系统修复面临的挑战和要点提出具体的修复策略。同时，为顺利开展自然保护地生态系统修复的相关工作，提供以下3点建议。

1)推动自然保护地生态系统修复相关政策的制定。一个有利的政策环境，包括通过部门间的政策协调，对于实现生态系统修复的长期目标至关重要。生态系统修复相关政策的制定，有助于确保生态系统修复活动的可持续性。此外，全球、国家和地方成功的生态系统修复案例的推广和应用，能够促进和影响生态保护修复法律、政策和措施的落实。

2)完善自然保护地生态系统修复的管理机制。运作良好的管理机制，能够系统性地协调各机构、部门和利益相关者的行动，以确保生态系统修复活动获得最优化的效益。而且高效率的管理机制可以提供更多的发展机会，以增加参与修复活动的人员、组织和机构的工作能力。

3)增强自然保护地生态系统修复资金的可持续性。确保、调动和维持足够的资金(来自政府、私营部门、国际组织或其他来源)以保证生态系统修复活动全过程的长期可持续性。同时，在不损害生态系统结构、过程和功能、符合相关政策并且在财务允许的范围内，可适当开展多功能经营、生态旅游、为生态系统服务付费和其他自然资源的可持续利用活动。

致谢：感谢清华大学建筑学院景观学系、生态修复研究中心在站博士后李晓婷和刘海轩对本研究案例收集与整理所作出的贡献。