计划火烧作为生态修复工具：提升南欧废弃山地生物多样性与优化火制度的研究

《Fire Ecology》：The role of fire as a restoration tool for biodiversity and fire regimes in abandoned mountain areas of southern Europe

本研究针对南欧废弃山地景观中生物多样性下降与野火风险加剧的双重挑战，创新性地将计划火烧(PF)与农业-森林镶嵌景观管理策略相结合。通过REMAINS空间显式模型模拟20种管理情景对114种脊椎动物栖息地可用性的影响，发现整合计划火烧与高自然价值农田(HNVF)及防火智能(FS)景观策略可使受威胁物种栖息地增加37-42%，证实计划火烧可作为基于自然的生态系统管理工具，为地中海保护区生态修复提供科学依据。

　　

在欧洲南部连绵的群山之中，一片横跨葡萄牙与西班牙边境的跨界生物圈保护区——Geres-Xurés，正面临着前所未有的生态挑战。随着农村人口外流和传统农业活动的废弃，曾经由人类活动塑造的多样性地中海景观正在被快速生长的灌木丛和同质化植被所覆盖。这种看似"自然恢复"的过程，却意外地引发了更频繁、更严重的野火，同时对依赖开放栖息地的野生动物造成了严重威胁。

火，这个在地中海生态系统中演化了数百万年的自然力量，如今却成为了争议的焦点。历史上，当地社区曾巧妙利用火来管理土地，维持着农业、牧场和野生动物的平衡。然而，现代消防政策却将火视为必须完全排除的威胁，导致了燃料负荷的持续积累。气候变化更是雪上加霜，延长了干旱炎热期，增加了极端野火的发生频率。

在这看似矛盾的局面中，计划火烧(Prescribed Fire， PF)这一管理工具应运而生。与破坏性的野火不同，计划火烧是在严格控制条件下有计划使用的火，旨在降低燃料负荷，恢复生态平衡。虽然在美国和澳大利亚等地区已被广泛应用，但在南欧地区，由于社会接受度、法律障碍和生态影响不确定性等因素，计划火烧的实施仍然有限。

Pais等研究人员在《Fire Ecology》发表的研究，正是要回答这个关键问题：在废弃的山地景观中，计划火烧能否成为同时促进生物多样性和减少野火风险的有效工具？研究团队提出了一种创新性的解决方案——将计划火烧与农业景观管理和防火智能森林转换相结合，探索这种综合管理策略对脊椎动物栖息地的潜在影响。

研究方法概述

研究团队开发了REMAINS空间显式半随机模型，模拟2021-205年间野火蔓延、植被动态和土地利用变化。该模型整合了四种主要变化驱动因子：野火（包括火点 ignition、蔓延、燃烧和灭火）、计划火烧（模拟燃料减少带来的灭火机会）、植被动态（自然演替和火后 regeneration）以及土地利用变化（如农业废弃）。

研究设计了20种管理情景，分为三大类：延续当前趋势的"一切照旧"(BAU)情景；强调防火智能管理的农业镶嵌景观(HNVF)、防火智能森林(FS)及其组合(HNVF_FS)情景；以及综合火管理情景，将计划火烧单独或与上述策略结合应用。计划火烧设定了两种处理强度：每年1000公顷（0.5%森林覆盖）和10000公顷（5%森林覆盖），并采用随机分配和针对高风险区两种空间分配策略。

通过物种分布模型(Species Distribution Models， SDMs)预测了114种脊椎动物（鸟类、两栖类和爬行类）在不同情景下的栖息地可用性变化。模型采用集成预测方法，结合了六种建模技术，确保预测结果的可靠性。

研究结果

计划火烧与防火智能景观管理对脊椎动物的影响

研究发现，计划火烧情景对伊比利亚特有种（3种）的栖息地可用性提升显著，相比1990年水平增加21-24%。对于受威胁物种（18种），单纯的农业和农林镶嵌策略（无计划火烧）可使栖息地增加约28%，而将计划火烧与这些策略结合，增幅可达37-42%，甚至超过历史水平。

对于受欧洲鸟类和栖息地指令保护的物种（19种），计划火烧情景可使栖息地可用性提高13-20%，而与农业和农林镶嵌策略结合后，增幅可达25%。非保护物种（95种）在计划火烧与农业策略结合的情景下，栖息地增加23-25%。

研究还发现，计划火烧对不同类型的物种群体影响各异。灌木丛物种从计划火烧中获益最多，特别是当年均处理10000公顷时，能有效抵消预期下降。农业和森林物种在火与景观转换结合的情景下表现最佳，而岩石区域物种则主要通过农业用地扩张而非火本身来维持栖息地。

火抗性景观与生物多样性保护

研究表明，景观异质性是生物多样性保护的关键因素。计划火烧不仅通过减少燃料负荷来降低高严重度野火风险，还通过创造多样化燃烧模式来增强栖息地异质性，这种效应被称为"火多样性假说"(pyrodiversity hypothesis)。

不同情景间的权衡与协同效应

虽然计划火烧单独实施已能带来显著生态效益，但其效果在与土地用途政策结合时得到最大化。值得注意的是，计划火烧的空间分配策略对效果有重要影响：在景观中随机分配燃烧区域比针对特定高风险区域能产生更异质化的镶嵌模式，从而更有利于生物多样性。

研究也揭示了不同策略间的权衡关系。例如，重新野生化废弃景观对森林栖息物种有益，但可能对开放栖息地物种造成压力。而将计划火烧纳入农业和农林镶嵌景观的策略，则能在支持开放栖息地物种的同时，不对广布型森林物种产生显著负面影响。

研究结论与意义

本研究证实了计划火烧作为生态修复工具的潜力，特别是在与可持续农业林业实践结合时，能成为理想的生物多样性管理工具。研究结果支持了"火是生态系统可持续性和生物多样性保护重要元素"的观点，强调了将火重新引入管理实践的必要性。

从实际应用角度，研究指出最可持续的野火缓解方法是通过整合计划火烧到农业-森林镶嵌景观中的预防性集体行动。这种综合管理策略不仅能降低野火风险，还有助于将火制度恢复到生态边界内。

然而，研究也承认了计划火烧在地中海地区实施面临的文化、社会经济和法律障碍。公众教育、政策调整和社会接受度是推广这种管理策略的关键挑战。未来气候变化可能通过延长干旱期和增加植被可燃性来改变管理效果，这进一步凸显了综合管理策略的重要性。

这项研究为保护区的生态管理提供了科学依据，表明通过精心设计的火管理制度，可以在减少野火风险的同时促进生物多样性保护，实现人与自然的和谐共存。在气候变化和土地废弃加剧的背景下，这种基于自然的解决方案显得尤为重要。