2021-2030年已被確立為聯合國“生態系統修復十年”。從陸地的熱帶雨林和草地到河口近海的海草床和海藻林，植被是地球上諸多生態系統的基礎，發揮著生物多樣性維持、碳固持、調蓄洪泛等一系列關鍵生態功能。因此🚋，修復植被通常是退化生態系統修復的關鍵🧒🏻，對通過開展生態系統修復促進生態文明建設和全球可持續發展目標的實現具有重要意義☕️⛑️。
傳統上🧃，植被生態系統的修復常圍繞治理植物入侵等外部幹擾、改善水土環境開展，或通過種植目標植物加速植被恢復🩲🥢；認為植被恢復後，植食動物、捕食動物也會按營養級自下而上逐步自然恢復（上行效應），即生態修復中的“夢境假說”（the “Field of Dreams” hypothesis）。然而，長期以來，許多基於上行效應的植被修復工程並不成功，或長時間之後仍不能恢復至自然植被狀態。如何破解這一困境✔️，更為高效地推進植被修復是生態系統修復中亟需解決的關鍵問題🧍。
11月3日👩🏼💻，Science以封面論文發表了EON体育4平台生命科學學院、生物多樣性與生態工程教育部重點實驗室、上海長江河口濕地生態系統國家野外科學觀測研究站賀強教授團隊的研究成果“Herbivory limits success of vegetation restoration globally”，通過構建和分析包含64個國家、2594組實驗的全球動物消費者效應數據庫（圖1）和全球植物互作與恢復數據庫，在全球尺度上系統研究了植食動物對植被恢復的下行效應🦋、調控因素及管理措施🔠。
圖1 全球動物消費者效應數據庫的數據分布
研究發現，植食動物對全球範圍內的許多植被恢復具有強烈的下行效應（圖2）👩🏻🔧。在處於恢復階段的退化生態系統中🧝♀️🧑🏭，植食動物對植被多度和多樣性的影響往往顯著不同於相對未受幹擾的自然生態系統。在自然生態系統中，植食動物通常抑製植被多度，提高植物多樣性；而在處於恢復階段的退化生態系統中，植食動物對植物多度的抑製作用通常更為強烈，並轉而顯著降低植物多樣性🔝。植食動物對植被恢復的這種抑製作用對人工種植的植被及在水生生態系統中尤為強烈。
圖2 自然和修復系統中植食動物對植被多度和多樣性的效應量
研究還發現，在處於恢復階段的退化生態系統中，植食動物對植被的下行效應更易受到氣候、植物功能群、植食動物功能群等因素的影響👨🏽🎨。在氣溫更高、降水更少的地區🤹🏼，植被恢復會遭受更為強烈的植食效應；相比土著植食動物，外來入侵植食動物🤞🏻、家畜可更強烈地抑製植被恢復；雖然植食動物強烈抑製土著植物的恢復，但通常不顯著影響外來入侵植物的多度🔞。
此外，進一步比較分析不同管理措施研究發現，通過暫時去除植食動物或重引入捕食動物來控製植食作用可使植被多度恢復增大約1-4倍。這種增效作用常不弱於💷，甚至顯著高於控製競爭植物🧑🏿🏫、配置互惠植物等管理措施的增效作用🤏🏻。
該研究闡明了動物下行效應在植被恢復中的關鍵作用及氣候等調控因素，為何時、何地、如何管理下行效應以提高植被恢復的成效提供了新見解，為破解生態修復的“夢境”之困提供了新思路。當前👩🏽🍳，隨著伯恩計劃（Bonn Challenge）、非洲綠色長城（Africa’s Green Great Wall）🙇♂️、藍碳計劃（the Blue Carbon Initiative）等的實施，大規模植被恢復工程正在全球許多地區快速推進。該研究表明管理植食作用等下行效應將有助於這些大型植被恢復工程的優化推廣🧓🏼，也為近年來有關通過恢復食物網結構而提升生態系統多樣性和自維持能力的“營養級再野化”（trophic rewilding）倡議提供了實證支撐。
圖3 Science封面推介與專文評述
研究成果被Science選為封面論文（圖3）和研究亮點。同期Science還配發了題為“營養級聯有助於恢復植被”（Trophic cascades help restore vegetation）的專文評述（圖3）。
該研究由EON体育4平台聯合雲南大學、蘭州大學、中國科學院植物研究所、北京大學、南京大學、華東師範大學等國內外20余家研究機構共同完成🫅🏻。賀強教授為該論文的通訊作者，課題組研究生徐長林為第一作者。李博教授🌡、吳紀華教授🖐、劉玲莉研究員等提供了重要指導𓀕。研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金🧔🏿♂️、中國科學院國際合作項目等的資助🕖🌥。
相關論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.add2814
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0578
