自然恢复优于人工恢复：中国稀树草原生态系统沿海拔梯度提升生物多样性与生物量的实证研究

这篇综述通过对比自然恢复（FR）与人工恢复（AC/LL）对中国西南干热河谷稀树草原草本群落的长期影响，揭示自然恢复在提升生物多样性（Margalef/Shannon指数）和生物量积累（t ha?1）上的显著优势，同时指出人工恢复效果受海拔依赖性限制。研究为退化生态系统恢复策略选择提供了关键科学依据，强调自然恢复在碳汇（carbon sink）和生态功能恢复中的不可替代性。

　　

1 引言

全球生态系统退化导致生物多样性下降和碳汇功能减弱，稀树草原（savanna）占全球陆地面积的20%，其恢复策略亟待优化。中国西南干热河谷稀树草原长期面临过度放牧和气候干旱威胁，研究通过对比围封自然恢复（FR）与台湾相思（AC）、银合欢（LL）人工林恢复效果，首次系统评估了沿海拔梯度（960-1560 m）的长期生态响应。

2 材料与方法

研究在金沙江中游干热河谷设置低、中、高三个海拔梯度样地，对比五种处理：自然林（NF）、退化林（DF）、AC林、LL林和FR。通过1 m²样方调查草本群落结构（高度、盖度）、多样性指数（Margalef/Shannon）和生物量（根冠比R/S），采用双向ANOVA分析海拔与恢复策略的交互效应。

3 结果

3.1 群落结构变化

FR处理使草本平均高度和盖度较DF提升86.1%-82.4%，且随海拔升高效果增强。AC在低海拔促进盖度，而LL在高海拔表现更优，但两者均导致单优种（如扭黄茅H. contortus）优势度上升。

3.2 物种多样性

FR在高海拔使Shannon指数显著高于NF（p<0.05），而LL在中海拔降低多样性42.3%。AC通过促进非禾本科杂草（forbs）丰富度提升多样性，但LL因林冠密闭（郁闭度0.7）抑制物种共存。

3.3 功能群组成

FR促使优势种从H. contortus向拟金茅（E. binata）转变，其重要值（IV）增加2.1倍；AC处理下杂草IV提升67%，而LL导致单优群落形成。

3.4 生物量分配

FR生物量（7.8 t ha^?1）显著高于AC/LL（2.3-3.1 t ha^?1），但R/S比与NF无差异。DF因放牧压力使R/S比升高38%，反映资源向地下分配的适应策略。

4 讨论

4.1 恢复策略的海拔依赖性

AC的固氮作用在低海拔促进杂草多样性，而LL的快速生长特性在高海拔更适应冷湿环境。但两者林冠遮荫（light limitation）和凋落物层抑制草本生物量积累。

4.2 自然恢复的协同效应

FR通过排除放牧压力，使E. binata通过深根系（root turnover）竞争取代H. contortus，实现生物量与多样性同步提升，印证了"干扰释放假说"。

4.3 人工恢复的局限性

LL林下H. contortus单优化导致生态弹性下降，建议通过目标疏伐（target thinning）优化林分结构。

5 结论

自然恢复在稀树草原恢复中展现出普适性优势，而人工恢复需考虑海拔特异性。研究为《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》的陆地退化修复目标提供了中国案例，强调自然力驱动（natural regeneration）在碳中和背景下的核心价值。未来需关注复合胁迫（如干旱加剧）对恢复效果的潜在影响。