综述:热带生态系统多功能性评估及其对可持续土地管理的启示:基于驱动因素-压力-状态-影响-响应框架的系统性文献综述

《Frontiers in Forests and Global Change》:Tropical ecosystem multifunctionality assessment and insights for sustainable land management: a systematic literature review using the driver-pressure-state-impact-responses framework

【字体: 时间:2025年11月14日 来源:Frontiers in Forests and Global Change 3.2

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  热带生态系统多功能性(EMF)受驱动因素(如土地利用变化)和压力(环境与人类行为)影响,生物物理方法占主导但需结合社会科学方法。研究揭示本地响应不足,需整合多学科视角和政策。

  热带生态系统多功能性(Ecosystem Multifunctionality, EMF)是生态系统科学中的一个重要概念,指生态系统同时提供多种生态功能和生态服务的能力。这一特性不仅反映了自然系统的复杂性,也突显了其对人类福祉的深远影响。近年来,关于EMF的研究逐渐增多,但其评估方法和关注维度仍存在明显的不足。本文通过系统综述四十篇相关文献,探讨了EMF的主要驱动因素、影响因素、评估方法以及应对策略,并分析了DPSIR框架在理解这些复杂关系中的作用。研究发现,尽管生物物理方法在评估EMF方面占据主导地位,但社会科学研究方法的应用仍较为有限,这在一定程度上影响了对人类与自然互动的全面理解。同时,大多数研究的应对措施集中在国家层面,忽视了地方层面,特别是那些支持综合景观管理的政策。因此,实现EMF的全面评估需要一种更加综合的方法,兼顾社会需求和生态系统健康,从而提升可持续土地管理(Sustainable Land Management, SLM)的效果。

热带生态系统在地球自然过程中扮演着关键角色,例如全球碳循环的三分之一来自热带森林的光合作用和生物量积累。这些生态系统不仅生物多样性丰富,还拥有大量特有物种,为人类提供了多种生态服务,如食物供应、水净化、气候调节等。然而,随着农业扩张、采伐活动和气候变化等人类行为的加剧,这些生态系统正面临前所未有的挑战。特别是热带森林,其多功能性正在受到严重威胁。为了应对这些挑战,有必要对生态系统进行综合评估,不仅关注其生物物理特性,还应纳入社会和经济因素,以实现更全面的管理策略。

DPSIR框架(Drivers, Pressures, State, Impacts, Responses)在分析EMF方面具有重要意义。该框架能够系统地描述生态系统变化的驱动因素及其因果关系,同时帮助识别政策制定中的关键问题。在本研究中,DPSIR框架被用于分析影响EMF的生物物理和社会因素,以及这些因素如何影响生态系统状态和人类福祉。研究发现,大多数驱动因素是直接的,如土地利用变化,而压力则来源于人类活动和环境因素。例如,森林砍伐导致土壤结构不稳定和营养流失,从而削弱生态系统的功能。此外,基础设施建设也对土壤特性产生负面影响,进一步威胁生态系统服务的可持续性。

生态系统状态的变化,如栖息地丧失和生物多样性下降,往往与生态系统的多功能性密切相关。研究表明,土壤有机碳(SOC)的减少是影响生态系统功能的重要因素之一。同时,生物多样性的变化也对生态系统服务的提供产生重要影响。例如,森林中的物种多样性增强可以提升其生态功能,而过度的农业活动则可能导致生态系统功能的下降。在评估EMF时,需要关注这些动态变化及其对生态系统健康的影响。

在应对策略方面,大多数研究集中在国家层面,而地方层面的措施较少。国家层面的政策包括土地管理措施、景观管理计划、再造林、恢复林以及支持生物多样性保护和碳排放减少的政策。然而,这些政策的实施往往忽略了地方社区的需求和视角,特别是那些直接依赖生态系统服务的群体。因此,实现更有效的EMF管理,需要在政策制定过程中纳入多层级的参与,包括地方、国家和国际层面。此外,社区主导的倡议在促进可持续土地管理方面具有重要价值,例如通过维护或增强边缘植被,支持生态系统的健康和地方社区的福祉。

DPSIR框架在识别EMF的因果关系方面具有显著优势。通过该框架,可以更清晰地理解驱动因素、压力、状态、影响和响应之间的复杂互动,以及这些互动如何在不同时间和空间尺度上产生协同效应或权衡关系。例如,全球市场对木材的需求可能导致本地森林的过度开发,从而影响其多功能性。此外,DPSIR框架还揭示了时间维度的重要性,即某些驱动因素可能需要较长时间才能显现其对生态系统状态的影响。这种滞后效应强调了生态系统评估和管理的复杂性,以及对长期数据的必要性。

在研究方法方面,生物物理方法仍然是评估EMF的主要手段,通常采用平均值和阈值法来计算多功能性指数。然而,这些方法在捕捉生态系统服务与人类需求之间的关系方面存在局限性。相比之下,社会科学研究方法的应用较少,但其在理解人类对生态系统服务的感知和利用方面具有独特价值。通过参与式方法,如访谈、问卷调查和参与式地图,可以更深入地了解不同利益相关者对生态系统服务的偏好和使用方式。这些方法有助于制定更有效的管理政策,以平衡生态保护和人类需求。

混合方法则结合了生物物理和社会科学的视角,能够更全面地分析生态系统与人类之间的复杂互动。然而,混合方法在实际应用中仍面临挑战,例如如何有效整合不同利益相关者的价值观,以及如何在数据稀缺的情况下提高评估的准确性。因此,未来的研究应进一步探索如何在生态系统评估中纳入社会维度,以提升EMF研究的全面性和实用性。

研究还发现,EMF的评估方法在不同地区和时间阶段存在差异。例如,在拉丁美洲,研究主要集中在森林恢复和农业景观的多功能性上,而在亚洲和非洲,研究则更关注生物多样性对生态系统多功能性的影响。此外,随着可持续发展目标(SDGs)的推进,越来越多的研究开始关注综合景观管理、生态系统多功能性与治理权衡之间的关系。这些研究强调了跨尺度互动的重要性,以及如何在不同社会-生态背景下制定适应性的管理策略。

总的来说,EMF的评估和管理需要多学科的综合视角,同时兼顾生态和人类需求。通过引入“自然对人类的贡献”(Nature’s Contributions to People, NCP)概念,可以更全面地理解生态系统服务的价值,从而制定更有效的政策和管理措施。此外,研究还指出,当前的EMF评估存在一定的局限性,如对社会维度的忽视、对地方层面的不足关注以及对长期数据的缺乏。因此,未来的研究应进一步探索如何在这些方面进行改进,以实现更全面的生态系统管理。

本研究的局限性在于,尽管使用了广泛的关键词进行文献检索,但仍未能涵盖所有相关研究,特别是那些关注特定社会群体的文献。此外,DPSIR框架在区分驱动因素和压力方面存在一定的模糊性,因此在本研究中,我们提出了自己的定义,以更好地适应实际研究需求。最后,由于缺乏对地方利益相关者数据的直接获取,本研究未能全面反映其观点和优先事项。因此,未来的研究应进一步加强跨区域的综合分析,同时纳入更多社会和伦理维度,以推动可持续土地管理的实践。

综上所述,EMF的研究和管理需要更加全面和综合的方法,以应对生态和人类需求之间的复杂关系。通过结合生物物理和社会科学的视角,以及采用NCP等概念,可以更有效地评估生态系统多功能性,并制定相应的管理策略。同时,未来的研究应进一步探索如何在这些方面进行改进,以实现更可持续的生态系统管理。
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