2022年3月18日，北京大学城市与环境学院生态研究中心华方圆研究员带领的保护生态学课题组牵头7国研究人员组成的跨学科团队，在Science以长文形式在线发表题为“The biodiversity and ecosystem service contributions and trade-offs of forest restoration approaches”的研究论文。研究汇总分析了来自全球53个国家地区、264个野外研究的近2.6万条数据，发现与结构简单的人工林相比，天然林可以更好地支持生物多样性保护和实现地表碳存储、土壤保持、水源涵养的生态系统服务，但是人工林在木材生产方面具有优势。
云南大学国际河流与生态安全研究院两位客座学者Sampurno Bruijnzeel教授和张君博士共同参与了此项研究，其中Sampurno Bruijnzeel教授为该论文的水文数据采集工作作出了重要贡献，并同时对土壤侵蚀数据的收集和整理工作提供了宝贵建议，是本论文的第二及共同通讯作者。张君博士对该论文的水文和土壤侵蚀数据的收集与分析工作作出了贡献。Bruijnzeel教授指出：“以前对天然林和人工林生态系统服务功能的评价主要集中在生物多样性和碳储存潜力上。而这项新的研究中，我们首次将森林的土壤保持、水源涵养以及木材生产效率也做了综合考虑，从而可以更好地为森林恢复提供决策。”
图1.A发育良好的天然林提供优质水源；B.菲律宾桃花心木人工林对土壤侵蚀的保护有限。
该研究通过梳理整合现有证据，对一系列人工林与天然林在地表碳存储、土壤保持、水源涵养、木材生产这四个关键生态系统服务和生物多样性上的成效进行了对比，以衡量在森林恢复方式的选择上，不同恢复目标之间的协同或权衡关系，从而为森林恢复的政策制定提供科学支持。该论文首次从“多种红利”的视角，构建和分析了现有最完备的人工林与天然林配对数据集。结果表明，天然林在保护生物多样性与地表碳存储、土壤保持、水源涵养这三项生态环境系统服务功能都比人工林成效更好。人工林相比天然林成效的差距在土壤保持方面尤其突出，并且在水源涵养方面随气候的干旱程度增加而越发严重。
Bruijnzeel教授特别强调：“在以木材或纸浆生产为主要目的的人工种植林中，树木生长得更快，这意味着它们需要从土壤中汲取更多的水分，尤其在较为干旱的地区，这将减少可用于补充和维系水源的地下水储备。更糟糕的是，此类人工林通常比天然林遭受更加频繁的采伐，从而会导致更大的土壤扰动和更差的径流调节。”
图2.用于采伐树木的重型机械压实土壤并导致地表漫地流
这些发现提示，如果森林恢复的主要目标是生态益处，那么即使不从生物多样性的考虑出发，我们也应该优先恢复天然林。恢复的方式需要因地制宜，基于土地退化程度、水热条件、距离动植物种源地距离等因素，灵活采用自然恢复、人工种植多种本地乔灌草植物、人工辅助促进自然恢复等一系列方法。
文章还发现，世界各地许多林龄较老或处于废弃状态、不再用于木材生产的人工林，其生物多样性、地表碳存储、土壤保持、水源涵养成效都低于天然林。考虑到这类人工林的普遍性，将它们恢复成天然林将能带来很大的生态红利。该研究对森林恢复的政策制定具有重要参考意义。
该研究得到北京大学生态研究中心学科建设人才启动经费、中科院战略性先导科技项目、英国皇家学会牛顿基金、巴西圣保罗基金的资助；合作团队来自以下11个单位和机构：北京大学、英国剑桥大学、英国伦敦大学国王学院、云南大学、巴西圣保罗大学、智利拉弗龙特拉大学、荷兰应用科学研究组织、澳大利亚新南威尔士大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、英国阿伯丁大学和英国谢菲尔德大学。
文章引用信息：Hua F.,Bruijnzeel L.A.,Meli P.,Martin P.A.,Zhang J.,Nakagawa S.,Miao X.,Wang W.,McEvoy C.,Peña-Arancibia J.L.,Brancalion P.H.S.,Smith P.,Edwards D.P.,Balmford A.The biodiversity and ecosystem service contributions and trade-offs of forest restoration approaches.Science,10.1126/science.abl4649(2022).
图片来源：Sampurno Bruijnzeel教授，张君研究员
文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl4649
新闻主体内容转自：https://news.pku.edu.cn/jxky/33572b6856284b11a044c0e51ba28eaa.htm
其他有关新闻链接：
https://www.cam.ac.uk/research/news/forest-restoration-trade-offs-between-environmental-and-wood-production-goals
https://www.kcl.ac.uk/news/forest-restoration-must-navigate-trade-offs-between-environmental-and-wood-production-goals
供稿：国际河流与生态安全研究院
编辑：李哲
责任编辑：王崴
