综述：全部烧掉？火作为草原恢复工具的使用与效能

本文系统回顾了火在草原生态系统恢复中的应用效能，基于全球文献分析指出：火能有效移除木本生物量（尤其在温带和地中海草原），结合除草剂可提升外来物种控制效果；但多数结果无效（null effects），且效果高度依赖草原类型（如干旱草原响应差）和恢复目标（如促进非生物变化常无效）。推荐生态恢复（ecological restoration）研究与实践者参考此上下文依赖性结论。

　　

摘要

草原生态系统因退化和生物多样性丧失面临严峻挑战，恢复行动对应对气候变化至关重要。火（fire）作为自然扰动因子，在全球草原演化与管理中扮演关键角色，但作为恢复工具的系统评估仍不足。本研究通过系统性文献回顾（涵盖155篇论文），分析火在恢复五类目标中的效能：(1)增加生物多样性（biodiversity）；(2)移除木本生物量（woody biomass）；(3)控制外来物种（exotic species）；(4)促进非生物变化（abiotic changes）；(5)提升生态系统服务（ecosystem services）。结果显示，火的应用集中于北美温带草原，总体效果正面多于负面，但无效结果占主导。火结合其他技术（如除草剂）时，可显著提升外来物种控制效率，但其成功高度依赖草原类型、目标和技术组合。

引言

草原覆盖地球陆地表面的三分之一，蕴含丰富生物多样性和关键生态系统服务（如碳封存和淡水供应）。然而，土地转化、外来物种入侵及干扰制度改变（如火烧缺席）导致全球草原严重退化。生态恢复成为逆转退化的核心策略，其中火作为历史性管理工具，能调节植被结构、土壤养分循环和物种适应性。但火的应用争议大，部分源于其效果的变异性：火可刺激植物开花（flowering）和种子萌发（germination），也能减少物种丰富度；其效能受火灾制度（fire regime，如频率、强度）和生态系统类型调控。本文旨在厘清火在恢复实践中的具体作用，为优化策略提供证据支持。

方法

研究采用系统性文献检索（Web of Science，检索词涵盖草原类型和恢复术语），筛选2798篇论文后纳入155篇符合标准的研究（需含火作为恢复技术的实验评估）。数据收集分两阶段：(1)记录出版年份、地理位置（215个研究点）、草原类型（分6大类：温带、热带/亚热带、地中海、干旱（xeric）、山地（montane）和北方（boreal））、退化原因等；(2)聚焦120篇高质量研究（含对照组），提取2126个观测值，分析火单独或组合技术的效果（正/负/无效）、目标、处理时间（限定≤24个月）。统计分析基于R软件，可视化工具包括QGIS和SankeyMATIC。

结果

地理与类型分布：75%研究位于温带草原（北美主导），9%在热带/亚热带草原，干旱草原仅占6%。退化的主因是外来物种（42%）和干扰制度改变（31%）。
火处理特征：50%观测以增加生物多样性为目标，21%为控制外来物种；72%为单次火烧，58%测试火单独应用，33%结合其他技术（如除草剂（herbicide）或物种添加（species addition））。
效能分析：

• 火单独应用：整体无效结果居多（如温带草原63%无效），但移除木本生物量效果显著（70%正面，尤其温带和地中海草原）。控制外来物种时35%正面，而促进非生物变化常无效或负面（33%负面）。
• 火组合技术：结合除草剂显著提升外来物种控制效率（温带草原46%正面）。干旱草原效果最差（25%正面，30%负面）。
• 草原类型差异：温带草原中，火对木本移除和物种多样性提升有效；热带草原中外来物种控制需组合技术；干旱草原响应微