• 周一. 6 月 23rd, 2025

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如何做好海洋生态修复?牛津大学提出的海洋景观生态学”5C”框架

 

 

海洋生态系统在全球范围内正面临着前所未有的退化压力,联合国《生物多样性公约》的”昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”设定了到2030年修复30%退化生态系统的目标,为了实现这一目标,由牛津大学领衔的一项研究,就海洋景观生态学提出了5C框架:环境背景(Context)、空间配置(Configuration)、生态连通性(Connectivity)、尺度考量(Consideration of scale)和文化因素(Culture),为系统性海洋修复提供了科学指导。


环境背景(Context):因地制宜的恢复基础

环境背景维度强调每个恢复地点独特的时空特征和周边条件,即使是看似相似的两个栖息地斑块,由于地理位置、水文条件和人类活动历史的差异,其生态功能可能存在显著不同。例如,盐沼作为鱼类育幼场的功能在不同区域差异很大,这主要受潮汐状况等环境背景因素的影响。

在历史背景方面,了解生态系统历史状态对设定恢复目标至关重要,生态恢复项目需要参考这种历史基线,同时考虑气候变化等新型压力因素的干扰。

此外,社会背景同样重要,公众对恢复项目的支持程度会随时间和地点变化,也会显著影响项目成效。因此,成功的恢复规划必须综合考虑生物物理条件和社会经济背景,评估未来气候变化和人类活动可能带来的影响。

空间配置(Configuration):栖息地排列的生态效应

空间构型关注栖息地斑块的空间排列方式,包括海底地形、栖息地镶嵌格局和水文特征等。现代遥感技术和地理信息系统GIS的进步,使得量化海洋景观构型成为可能。

栖息地边缘区域往往具有特殊生态功能,斑块边缘和生态过渡带通常支持更高的物种多样性,同时调节捕食者-猎物关系和沉积过程。在植被修复项目中,可以通过优化播种深度和密度,利用了密度依赖和规模依赖的生态反馈机制提升生态修复效应。

在比如牡蛎礁恢复项目中,在礁石背测水动力能量降低,通过种植海草幼苗促进了海草的自然补充,体现了栖息地配置构型对恢复协同效应的重要性。

生态连通性(Connectivity):维系系统活力的纽带

生态连通性指景观促进或阻碍生物、物质和能量流动的程度,分为结构连通性和功能连通性两类,结构连通性是指栖息地在空间上的连续程度,功能连通性是指实际支持生态过程的能力。功能连通性因物种、生活史阶段和环境条件而异,测量难度较大。

现代技术为量化海洋连通性提供了多种手段,比如利用栖息地适宜性模型预测了鱼类营养盐输送的热点区域、基因分析和生物地球化学示踪技术则能追溯个体的迁移历史等方法。维持生态连通性对保障基因流动、生态系统功能和恢复力至关重要,连通性好的区域,生态修复效果更佳。

多尺度考量(Consideration of scale):跨越时空的恢复视角

海洋生态过程和人类活动在多种时空尺度上交互作用,生态修复方式与过程的观测结果取决于所选择的尺度,因此,有效的海洋恢复必须采用多尺度方法,考虑从局部栖息地斑块到区域海陆界面的各级尺度。

虽然Marxan和 Zonation等决策支持工具有助于在实施之前进行多尺度评估和修复方案测试,但这些工具在恢复规划中的应用仍然有限,谨慎的做法是确定周围海景的生态影响尺度,确定全面恢复所需的关键生态联系,并了解生物物理系统如何与当地文化相互作用

气候变化给尺度考量增加了新的复杂性,气候驱动的海洋变化正在改变物种分布和连通性格局,因此,建议根据实时生物和海洋学数据调整管理措施,实施用”动态海洋管理”方法。

文化维度(Culture):融入人文关怀的恢复实践

文化维度承认人类与海洋的深层联系,包括认知、价值观、使用方式和文化实践等,文化海洋景观概念强调,海洋不仅是生物物理实体,也是人类认知和实践的产物。

文化海景生态学视角强调人类如何影响海景以及受海景影响,将文化海景视为适应性社会生态系统,为理解人类对海洋场所的价值观如何在环境和文化变迁中演变奠定了基础。在平衡的社会生态系统中,通过承认、恢复和维护与场所的文化关系,生物物理修复可以与生物文化修复和恢复力交织在一起,从而增进健康、福祉和幸福感。

考虑到不同观点和利益相关者的包容性和多元化知识贡献可以增强修复绩效,而不仅仅是创造栖息地有效的海景恢复需要生态专业知识以及对现在和过去文化背景的理解,因此不同合作伙伴的参与至关重要。

图:海景生态学5C要素(环境、配置、连通性、尺度考量和文化)的整合🔽

旨在增强在互联的陆海生态系统中扩大沿海修复规模的策略。所有五个要素都是在一系列空间尺度(X轴)上需要考虑的关键因素,包括栖息地斑块、海景、陆海界面以及区域尺度。在跨越时间(Y轴)从过去退化的栖息地开始的过程中,基于所有五个要素的修复限制和机遇至关重要,以确保应用海景修复最佳实践来支持正在恢复的栖息地,同时确定关键指标以监测未来的修复成果。

 

 

 

 

 

 

 


参考文献:Wedding, L.M., Stuart, C.E., Govers, L.L. et al. Five ways seascape ecology can help to achieve marine restoration goalsLandsc Ecol 40, 115 (2025). https://doi.org/10.1007/s10980-025-02099-9

 

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