恢复措施导致的贫营养泥炭地长期植被变化

《Journal of Applied Ecology》：Restoration induced long-term vegetation change in oligotrophic peatlands

研究分析了芬兰三个保护区疏干林地恢复11年后的植被动态，比较了两种采伐方法（仅茎去除和整树去除）的影响。结果显示植被组成在5年后接近未疏干湿地，但恢复过程非线性，莎草属（Sphagnum）覆盖可作为恢复成功的关键指标。功能多样性初期上升后下降，空间异质性显著，需长期监测。

　　在生态环境日益受到人类活动和气候变化影响的背景下，湿地生态系统的恢复成为了一个重要议题。特别是在欧洲，由于长期的农业利用、林业开发以及泥炭地开采，大约60%的泥炭地已经被破坏。而林业排水作为导致泥炭地退化的主要因素之一，尤其是在芬兰，这种现象已经造成了大量泥炭地的丧失，并对生物多样性保护和生态系统功能产生了深远的影响。因此，如何有效地恢复这些被破坏的泥炭地，使其恢复到未受干扰的状态，成为当前生态研究的重要方向。

本研究聚焦于林业排水后泥炭地的生态恢复过程，特别关注植被组成和功能特征的变化。研究地点位于芬兰东部的Kainuu地区，包括三个受保护的Natura 2000区域：Elimyssalo、Iso-Palonen和Teerisuo-Lososuo。这些地区原本是寡营养针叶苔原，但因林业活动而被排水。为了恢复这些泥炭地，研究团队实施了两种不同的树木收割方式：一种是仅移除树干，另一种是移除整个树木，包括树干和枝叶，但保留根系。同时，通过填埋排水沟来恢复水文条件。这种恢复措施旨在提高水位，从而促进原生植被的重新建立。

在恢复过程中，植被的演替并非线性过程。研究发现，植被组成和功能特征的变化呈现出不同的时间模式，且不同植物功能群的恢复速度存在差异。在最初的恢复阶段，某些物种的覆盖面积出现下降，这可能是由于排水后的环境变化导致的。随后，一些指示未排水泥炭地的物种，如苔藓和莎草，其覆盖面积开始增加，并且植物功能多样性也逐渐提升。此外，研究还发现，莎草类植物对恢复措施的响应速度明显快于泥炭藓类植物。这可能与莎草对环境变化的适应能力有关，也反映出恢复过程中不同植物类群的生态位变化。

在植物功能特征方面，研究团队对多种关键指标进行了分析，包括特定叶面积（SLA）、叶干物质含量（LDMC）、植物高度、叶片厚度等。这些指标可以反映植物对资源获取策略的适应性，进而影响其在恢复后的生态系统中的表现。研究结果显示，恢复后的植物功能特征在某些方面表现出与未排水泥炭地相似的趋势，但这种变化并非一蹴而就，而是需要一定时间才能显现。例如，恢复初期，植物高度和叶片厚度的变化可能受到恢复过程中土壤养分释放和光照条件改善的影响，但随着时间推移，这些特征的变化逐渐趋于稳定。

研究还特别关注了恢复过程中植物功能多样性的变化。功能多样性指数，如功能丰富度、功能均等性、功能离散度和功能分散度，被用来衡量植被组成在恢复过程中的变化趋势。结果显示，恢复后的植物功能多样性在前五年内迅速提升，随后缓慢下降，但仍保持在一个相对较高的水平。这表明，虽然泥炭地的植被逐渐恢复，但其生态功能的完全重建仍需较长时间。此外，泥炭藓类植物的功能多样性变化较为温和，这可能与其繁殖能力和扩散潜力有关。相比之下，某些植物功能群的扩散速度较快，能够快速占据恢复后的生态位，从而对植被组成产生显著影响。

研究团队还发现，恢复后的植被组成在空间上表现出一定的异质性。特别是在靠近原排水沟的位置和中间的泥炭地条带之间，植被恢复的速率和覆盖面积存在显著差异。这提示我们，在进行泥炭地恢复监测时，需要考虑到这些空间异质性，以便更准确地评估恢复效果。此外，恢复过程中不同树木收割方法对植被组成的影响较小，表明恢复效果更多地依赖于水文条件的改善，而非树木收割方式。

基于这些发现，研究团队提出了一些重要的结论。首先，恢复措施有助于泥炭地植被向未排水状态靠拢，尽管恢复后的植被组成与原始状态仍存在一定差异。其次，泥炭藓类植物的覆盖面积可以作为评估泥炭地恢复效果的重要指标，这为未来的生态恢复监测提供了新的思路。此外，研究强调了长期监测的重要性，因为泥炭地的恢复是一个复杂且缓慢的过程，需要持续关注植被组成和功能特征的变化趋势。

为了更好地评估恢复效果，研究团队建议将泥炭藓类植物的覆盖面积作为关键指标。这不仅因为泥炭藓在未排水泥炭地中占据重要地位，还因为其对水文条件的敏感性。此外，研究还指出，恢复后的泥炭地在空间上表现出不同的恢复模式，特别是在靠近原排水沟和中间的泥炭地条带之间。因此，在进行生态恢复监测时，应全面覆盖这些不同的生态位，以确保评估的准确性和全面性。

总体而言，本研究为林业排水后泥炭地的生态恢复提供了重要的数据支持和理论依据。它揭示了植被组成和功能特征在恢复过程中的动态变化，并强调了长期监测和空间异质性评估的重要性。这些发现不仅有助于理解泥炭地恢复的生态过程，也为未来的生态修复策略提供了科学指导。通过综合考虑植被组成、功能特征和空间分布，研究团队为泥炭地的可持续恢复和生态服务的恢复提供了新的视角和方法。