高强度恢复策略显着提升农田池塘景观中湿地植物和水生甲虫多样性恢复：大规模木质植被与沉积物清除的关键作用

《Ecological Solutions and Evidence》：Go hard or go home: Major removal of woody vegetation and sediment greatly enhances wetland plant and water beetle diversity recovery in a farmland pond landscape

本文通过实证研究揭示，在农田池塘景观中实施高强度恢复干预（结合大规模木质植被与沉积物清除）能显着提升湿地植物α多样性和稀有物种（特别是轮藻类）恢复效果，水生甲虫多样性也呈现积极响应。研究首次证实恢复强度对生物多样性结果的关键影响，为农业景观中淡水生物多样性保护提供了科学依据。

　　

引言

池塘作为农业景观中生物多样性保护和生态系统服务提供的重要栖息地，在欧洲各地因农业集约化和传统管理停止而遭受严重损失。开放式冠层农田池塘的大量消失导致景观尺度生物多样性下降。为恢复农业池塘景观的生物多样性，近期研究提倡通过清除木质植被和/或沉积物来恢复过度生长的"晚期演替"池塘。然而，少有研究记录池塘和池塘景观物种对此类干预的实时响应，特别是关于干预强度如何影响生物多样性结果的证据完全缺失。

材料与方法

研究在英国东部诺福克郡的海登庄园进行，调查了典型中等规模耕地农场中池塘生物多样性对恢复的短期（1-3年）响应。在11个恢复池塘和4个对照池塘中，对湿地植物和水生甲虫（鞘翅目）进行了恢复前和恢复后两次调查，涉及三种管理方案：仅大规模清除木质植被；大规模清除木质植被和少量沉积物；大规模清除木质植被和大量沉积物。

研究区域面积8.2平方公里，包含50多个池塘，其中15个被纳入研究。所有研究池塘均位于耕地中，周围被木质植被和/或粗糙草地带环绕。湿地植物调查通过涉水观察和双头耙采集深水区植物进行，水生甲虫使用标准ISI池塘网（1毫米网眼）采样3分钟。

结果

湿地植物响应：大规模木质植被和沉积物清除与湿地植物α多样性的最大提升相关，对恢复稀有植物物种（特别是轮藻类）最为有效。恢复后池塘景观湿地植物物种总数从27种增至59种，增幅达118.5%，平均每站点物种丰富度从5种增至15.5种。稀有物种增加21种，其中11种出现在大规模清除组。

水生甲虫响应：水生甲虫多样性对大规模木质植被和沉积物清除呈现积极响应，物种丰富度显着提升。六种红色名录物种在恢复干预后回归研究池塘景观。甲虫个体数量从平均4只增至25只，最大捕获量从11只增至64只，总体丰度提升623.8%。

讨论

生物多样性提升：恢复后1-2年内，恢复池塘实现了高水平的水生和边缘植物覆盖，特别是大规模清除组的池塘。与先前对陆地化池塘和恢复开放式冠层池塘的空间替代时间比较研究一致，本研究显示池塘恢复后湿地植物和水生甲虫群落的物种多样性在短期内大幅增加。

种子库驱动的植被恢复：恢复池塘中湿地植物恢复的显著快速性值得讨论。大规模清除组池塘的早期特征通常是轮藻类、眼子菜科（特别是浮叶眼子菜）和水毛茛的优势度。轮藻类作为先锋植物，其卵孢子能形成大量沉积物繁殖体库。该地区农塘通常有200-300年历史，沉积物清除工作常暴露数世纪前的沉积层，这是管理方法的关键组成部分。

建议与结论

研究强调，在充分缓冲农业活动的农田环境中，池塘是水生生物多样性的重要贡献者。尽管需要包括更多池塘的更广泛研究来加强结论，我们自信地提出以下建议：将池塘恢复置于景观尺度保护计划和政策的核心位置；高强度沉积物清除恢复对池塘具有最大变革效应；涉及沉积物清除的恢复可通过发掘仍具活力的湿地植物种子库，为稀有植物保护做出重要贡献；建议进行5-10年湿地植物和水生甲虫对恢复的响应监测；面对高度陆地化池塘占主导的情况，实践者应"全力以赴"，给予这些池塘所需的主要干扰和演替重置。

作者贡献与致谢

Ben Siggery和Carl D. Sayer构思并设计研究，多位作者参与数据收集和分析工作。感谢海登庄园提供研究场地访问权限，以及多个机构对恢复工作的资金支持。