《Trends in Ecology & Evolution》:Navigating transformations from degraded to functional ecosystems
编辑推荐:
这篇综述提出,在逆转生态系统退化时,需采用全新的决策范式,以应对其中的不确定性与生态系统的动态演化。作者主张借鉴自然资源管理领域的工具,将原有的“抵抗-接受-引导”(RAD)框架扩展为“抵抗-接受-引导-恢复”(RADR)框架。RADR框架通过清晰区分“恢复”(主动回归历史状态)和“抵抗”(维持现状、抵御未来变化)两种路径,旨在提升规划、沟通和管理的清晰度与透明度,尤其适用于涉及新型生态系统或可能产生不可预知后果的生态修复与再野化项目。
逆转生态系统退化亟需管理范式转变
在全球范围内,遏制生物多样性丧失的挑战表现各异,而逆转生态系统退化已成为一项关键解决方案。这一过程涵盖多种形式,包括生态恢复、生态修复和再野化。尽管它们的目标和结果有所不同,但其共同的范围使其对实现生物多样性目标至关重要。然而,管理这些方法可能引发的大规模生态系统转变,在决策方面带来了重大挑战,特别是在应对不确定性与利益相关者沟通时。
生态系统并非静止不变,而是不断响应变化的条件而演化。因此,与逆转生态系统退化相关的诸多不确定性,会随着变化程度和时间的推移而增加。这妨碍了我们预测结果和制定相应计划的能力。此外,许多在逆转退化时应用的管理工具都假定了一定程度的“稳态”,但这并非必然。例如,适应性管理是一种广泛应用的方法,通过监测、评估和调整的迭代过程实现渐进式改善,但这种方法假定“最优状态”是静止的。相比之下,许多再野化项目采取的“不干涉”被动管理方法,因其侧重于过程且缺乏明确目标,可能面临较少挑战。但我们认为,在逆转生态系统退化的决策中需要一个范式转变,以有效涵盖不确定性和生态系统不断演化的本质。这个转变可以通过识别并借鉴面临类似挑战的其他领域(特别是自然资源管理)的工具来加速。
决策工具能否有效纳入变化与不确定性?
许多用于逆转生态系统退化的决策工具,由于知识局限和条件不断变化,未能有效纳入不确定性。然而,逆转生态系统退化面临的挑战与自然资源管理领域相似,例如高度不确定性、透明度的重要性以及快速响应变化的能力。该领域已经发生范式转变,认识到专注于维持或恢复物种与生态系统的方法存在不足,这催生了更适用于在非稳态世界中转变生态系统的新方法。在过去十年中,“抵抗-接受-引导”决策框架应运而生,以应对这一转变,并解决“自然性”和“历史范围”概念的缺陷。
RAD框架由管理者设计,提出了作为对生态轨迹的三种可能响应路径:抵抗路径旨在基于历史或可接受的当前条件,维持或恢复生态系统的组成、结构、过程或功能;接受路径允许生态系统的组成、结构、过程或功能自主变化;引导路径则积极塑造变化,将生态系统的组成、结构、过程或功能引向更受青睐的新条件。这种看似简单的方法涵盖了整个决策空间,其应用在自然资源管理领域迅速扩展。每个路径在管理者有意干预的程度、或涵盖单一/多个生物体、功能群或过程方面可以有所不同。这种灵活性意味着它可以应用于侧重于历史生态系统的恢复方法,同时纳入不确定性和潜在变化,以及某些再野化方法中不太明确的结果。因此,RAD框架的三条路径为管理者处理大规模生态系统变化提供了一个直接、透明且灵活的工具。
然而,RAD框架在逆转生态系统退化方面的一个关键缺陷在于,其可用路径未能区分旨在抵抗未来变化的行动与旨在主动推动生态系统回归历史状态的行动。因此,抵抗路径包含了多个基线:历史生态系统和可接受的当前条件。这造成了抵抗路径目标的模糊性。在自然资源管理中,由于侧重于应对当代变化(如气候变化),这两种选择之间的差异相对较小,但在逆转生态系统退化时,这些差异可能很大且后果严重。一个著名的早期再野化实验——荷兰奥斯特瓦尔德斯帕拉森自然保护区——的例子可以说明这一点。该项目最初遵循抵抗路径,重新引入大型草食哺乳动物以恢复放牧过程。然而,随后食草动物数量过度增加,导致栖息地退化,引发了大规模死亡。公众压力促使管理方法从接受所有变化,转变为通过移除个体来抵抗食草动物造成的一些极端变化。在此案例中,RAD框架中的抵抗路径既可描述引入食草动物的初始行动(因为它抵抗了一种历史变化),也可描述对种群过剩的后续反应(它抵抗了被恢复的食草动物引起的变化)。因此,尽管管理者的目标发生了重大转变,但路径描述未变,框架未能提供同等的清晰度和透明度。
调整“抵抗-接受-引导”框架以逆转生态系统退化
为提高RAD框架在逆转生态系统退化背景下的清晰度和透明度,我们提议将RAD的抵抗路径拆分为两条:恢复和抵抗,从而创建“抵抗-接受-引导-恢复”框架。恢复路径上的行动主动推动生态系统的组成、结构、过程或功能轨迹回归历史状态,而抵抗路径上的行动仅旨在基于当前条件维持生态系统的组成、结构、过程或功能,抵抗未来变化。这种拆分承认了逆转退化的积极管理行动,并区分了积极重塑当前系统的行动与在面对变化时维持现状的行动,包括那些由恢复路径上的行动所引发的变化。这种路径分离通过使潜在变化的范围、起点和最终目标更加明显,增加了透明度并加强了与利益相关者的沟通。
继续以奥斯特瓦尔德斯帕拉森为例,旨在通过重新引入大型食草动物来恢复已丧失的历史放牧过程的行动,在RADR框架中被视为恢复,因为它积极寻求推动轨迹趋向历史基准。对食草动物数量过剩的处理,本可以通过继续恢复路径并引入捕食者来控制,但这被认为不可行。通过人类干预处理食草动物数量过剩的替代策略则被视为抵抗策略,旨在维持当代条件(即退化发生前)的现状。不同的轨迹在RADR框架中明确遵循不同的路径,使得这些差异和任何潜在的冲突更容易向利益相关者传达。
与RAD框架一样,在RADR框架中,在任何特定时间、地点和生态系统组成部分只能遵循一条路径,但多条路径可以互补地应用于整个生态系统。管理者可以选择引导生态系统的某些轨迹或组成部分,同时接受其他部分的变化。这对于逆转生态系统退化尤其相关,原因包括:1. 即使重新引入单一物种也可能在生态系统中引发一系列级联变化;2. 总体计划可能包含多个独立项目或阶段,意味着生态系统处于可能不稳定的长期过渡状态;3. 由于灭绝,或目标区域的面积、位置限制,可能无法重建所有自然过程。RADR框架为管理者提供了灵活性,允许他们选择接受某些变化,或继续积极恢复整个区域以反映历史组成和过程,同时抵抗不必要的变化。
RADR框架中的不同管理路径也可以像在RAD中一样,应用于不同的空间或时间尺度。例如,重新引入海狸会产生大规模生态系统变化,其中大部分是积极的。然而,研究表明,在某些条件下,海狸筑的坝可能会阻碍褐鳟的产卵洄游。管理者可以选择在这些高风险时期,或在褐鳟的关键特定区域改变RADR框架路径,以透明地减轻任何负面影响,同时接受其他方面和位置的变化。框架中的管理路径随时间变化,可以反映生态系统的变化或对生态系统过程认识的增加。这可能包括决定接受气候变化下区域某些物种不可避免的丧失,只对少数关键物种采取抵抗变化的行动以维持生态系统过程,因为对所有物种都进行资源密集型的抵抗路径管理变得不可行。
确定何时需要进行干预,或何时应改变管理路径是复杂的,需要与利益相关者协商。制定一系列生态系统的“运行边界”有助于考虑利益相关者可能接受或不可接受的情况。边界可以代表“触发点”,即计划中的承诺,规定当某个值超出其边界时应(及应)采取目标行动。触发点可以基于证据、专家判断和利益相关者意见的组合来制定,也可以启动对RADR框架管理路径的重新评估,甚至改变逆转退化的期望目标。
RADR框架与适应性管理循环相结合,也可用于优化多阶段项目中维持生态系统各个层面所需的干预措施。在这些情况下,当评估阶段显示出不理想的结果时,可以应用适应性管理循环来优化某些管理干预措施,或引入新的可调整行动,以确保RADR框架路径仍然可行。随后的评估将判断这些方法的有效性,新信息将有助于我们理解期望的目标生态系统是否可行。RADR框架能够纳入逆转生态系统退化引发的多重变化,并实现透明有效的沟通,这当前环境、社会和政治背景下进行大规模生态系统转变至关重要。
结语
在快速变化的世界中逆转生态系统退化和生物多样性丧失伴随着高度不确定性。我们迫切需要通过“边做边学”来扩展对干预形式、时机和方式的认知,这需要稳健、透明和适应性强的框架。区分旨在主动恢复至历史生态系统的行动与旨在防止或最小化变化的行动,可以实现生态系统变化方面更高的透明度和沟通。这对于应对行动可能带来的不可预见后果至关重要。RADR框架是在高度不确定性的背景下,为大规模生态系统转变完善决策方法迈出的下一步,以期逆转退化的生态系统并实现全球生物多样性目标。