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应用古生态学界定湖泊“人类世基线”-浅水湖泊生态修复的新视角

    全球淡水湖泊的退化正威胁着生物多样性和关键的生态系统服务。恢复水生大型植物是扭转这一退化趋势的关键,但仍面临一个根本性挑战:修复目标究竟是应着眼于历史基线条件,还是接受人类世背景下的新型生态系统?由于缺乏退化前状态的长期数据,这一困境进一步加剧。目前的评估主要依赖于短期的现场观测,对历史参考状态的认知十分有限,从而阻碍了有效恢复目标的制定。

    针对上述问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所张科研究员团队,在英国生态学会旗舰期刊《Journal of Applied Ecology》发表研究成果,将湖泊古生态从“描述历史”推向“指导恢复”的实践层面。研究以长江中下游典型浅水湖泊—梁子湖为案例,我们提出一种方法学路径,整合了来自沉积古DNA(sedaDNA)、孢粉、植物大化石、卫星遥感及野外调查的多学科证据,以重建大型植物的长期动态,并据此提出了基于“人类世基线”的水生植被分阶段恢复路径与目标。

1. 湖泊水生大型植物恢复路径与目标设定的多学科方法概念图

    一. 古生态学的独特价值:把“历史”变成“尺子”

    传统生态恢复依赖最近几十年的监测数据,但这一段往往已经是退化后的“基线”,导致管理者容易低估系统原本应有的状态。古生态学提供了三种不可替代的能力:

    · 重建退化前的真实面貌:通过沉积物中的古DNA、孢粉、植物大化石,研究团队恢复了梁子湖过去120年间水生植物群落的完整演变轨迹,发现了1960年前的贫营养–敏感型沉水植物主导状态,这在现代监测中已完全消失。

    · 区分“可恢复阶段”与“崩溃阶段”:古生态记录显示,1960–2010年间湖泊处于“藻–草共存”的过渡态,生态质量仍属“良好–中等”;而2010年后退化为藻类主导的“差”状态。完全回到1960年前已不现实,但回到1960–2010的共存状态是可实现的第一步。

    · 生态质量比(EQR)评估清晰地揭示了梁子湖的退化轨迹:将连续的生态变化转换为清晰的状态等级(高/良好/中等/差/劣),管理者可直接用作恢复成效的考核指标。

2. 基于沉积古DNA(sedaDNA)分析的过去120年水生植被群落组成变化

    二. 应用路径与目标:从“单一历史基准”到“动态人类世基线”

    研究团队提出“人类世基线”概念:不依赖于原始的、不受干扰的状态,而是选择一个在人类影响下仍具有生态功能和恢复潜力的历史阶段(梁子湖的1960–2010年)作为恢复的第一目标。将多指标数据转换为生态质量比(EQR),为区分湖泊的抵抗阶段(可行目标)与崩溃阶段(退化状态)提供了定量基础。对于梁子湖而言,这一区分至关重要:它使维持中营养、草-藻共存状态成为合理的管理目标,防止资源被浪费在试图实现当前流域无法支持的贫营养本底基线状态上。

3. 基于多指标重建的生态质量比(EQR)状态分类的水生植被退化轨迹与恢复路径图

    本研究提出的水生植物动态恢复路径与目标,超越了“历史生态系统”与“新型生态系统”之间的极化争论。这一路径将人类世基线作为迈向长期恢复的务实踏脚石,为管理者提供了分阶段、现实可行的恢复目标,在维持生态系统服务的同时,将可操作的历史参照状态作为长远愿景。所建立的方法为制定有效的恢复策略提供了实践基础,可应用于梁子湖及其他类似的浅水湖泊,并直接为联合国“生态系统恢复十年”框架下的全球淡水生态修复提供科学依据。

    上述研究成果以Applied paleoecology for macrophyte restoration: Defining Anthropocene baselines in Lake Liangzi为题,近期发表于国际权威期刊Journal of Applied Ecology。

    文章信息:Jin, Y., Zhang, K.*, Lin, Q., Liu, S., Huang, S., Han, Y., Luo, J., Meadows, M. E. (2026). Applied paleoecology for macrophyte restoration: Defining Anthropocene baselines in Lake Liangzi. Journal of Applied Ecology, 63, e70400.