利用景观生物多样性指标来评估再野化效果：以Knepp庄园和Boothby Wildland地区的农业基线为例进行比较

《Ecological Solutions and Evidence》：Using landscape biodiversity metrics to assess rewilding: A comparison of the Knepp Estate and an agricultural baseline at Boothby Wildland

本研究通过对比英国肯普庄园（已重新野化20余年）与博修比荒野（2022年开始重新野化）的α和β多样性，评估空间异质性在重新野化中的重要性。使用嵌套分形采样设计分析植物群落结构，发现肯普庄园存在显著空间结构，而博修比在早期阶段β多样性变化明显。研究表明，基于系统发育多样性的空间指标（如SES MPD和SES MNTD）能有效区分重新野化景观与农业基准景观，为监测重新野化进展提供新方法。

　　### 重新审视生态系统的多样性变化：从农业景观到自然恢复的轨迹

在当今世界，生物多样性危机已成为全球面临的最严峻挑战之一。这一危机不仅表现为单一地点物种数量的减少（即α多样性），还涉及整个景观中物种组成的变化，即β多样性。β多样性是指不同地点之间物种组成的差异，而其减少（即生物同质化）则是生态恢复过程中必须面对的重要问题。农业的扩张和集约化是导致这一现象的主要原因之一，因为它改变了自然景观的结构，减少了物种的遗传、分类和功能多样性。农业活动通常将大面积土地转变为单一作物种植区，破坏了原本丰富的生态系统，使景观变得单调且缺乏自然的异质性。

为了应对这一挑战，生态恢复正逐渐成为一种重要的解决方案。在英国，由于土地利用方式的改变，大量的自然栖息地已经被转化为农业用地，这使得恢复和保护生态系统变得尤为迫切。生态恢复的目标不仅是恢复物种数量，更是重建生态系统的结构和功能。然而，目前的生态恢复方法在衡量其成效时仍存在诸多不确定性，尤其是在评估生态系统是否朝着预期方向发展方面。因此，研究如何量化生态恢复的进展，以及如何利用多样性指标来评估恢复的成效，具有重要的现实意义。

在本研究中，我们选择了两个不同的研究系统，分别代表了农业景观和生态恢复的早期阶段与成熟阶段。Boothby Wildland 是一个刚刚开始生态恢复的农业景观，而 Knepp Estate 则是一个已经超过20年的生态恢复项目。通过三年的植物群落调查数据（2022-2024），我们比较了这两个系统在α多样性和β多样性方面的差异，以评估生态恢复的进展。我们的研究结果表明，生态恢复的进程在不同阶段表现出不同的特征，尤其是在早期阶段，景观的恢复往往表现出快速的变化。

### 植物群落的变化：从单一到多样

我们首先分析了这两个景观中植物群落的多样性变化。在2022年的调查中，Knepp Estate 的物种丰富度（SR）和 Faith’s 物种多样性（PD）均显著高于 Boothby Wildland。SR 是一个简单的分类多样性指标，它衡量了在每个1平方米样方中观察到的物种数量。Knepp 的 SR 中位数为102，而 Boothby 仅为78。这表明，在恢复多年的 Knepp，物种数量已经显著增加，而 Boothby 作为刚刚开始恢复的景观，其物种数量仍然较低。

PD 则衡量了物种的进化历史，它考虑了物种之间的亲缘关系。Knepp 的 PD 中位数为908百万年，而 Boothby 仅为391百万年。这一结果进一步支持了 Knepp 在生态恢复过程中表现出更高的生物多样性。此外，SES_MPD 和 SES_MNTD 的分析结果显示，Knepp 的植物群落呈现出更分散的进化关系，而 Boothby 的植物群落则显示出更集中的进化关系。这些指标的变化趋势表明，随着生态恢复的进行，景观的多样性结构正在逐渐发生变化。

### 生态恢复的动态变化：从农业到自然的过渡

在2022年至2024年的调查过程中，我们观察到 Boothby 的植物群落发生了显著的变化。特别是在2024年，其物种丰富度和 Faith’s PD 都有了明显的提升，而 SES_MPD 和 SES_MNTD 的值则变得更加负值，表明植物群落正在变得更加集中的进化关系。这种变化可能与种子库中的本地物种重新出现以及景观异质性的增加有关。相比之下，Knepp 的植物群落在这段时间内保持了相对稳定的状态，其物种组成和多样性结构几乎没有明显变化。

这种动态变化反映了生态恢复的不同阶段。在早期阶段，恢复的景观通常表现出较高的变化率，而随着恢复的深入，变化趋于平缓。这一现象在 Boothby 的调查中尤为明显，其植物群落的组成和多样性在三年内发生了显著的变化。而在 Knepp，由于已经经历了较长的恢复期，其植物群落的结构和功能已经趋于稳定。这种稳定性可能与长期的管理策略有关，如不同的放牧制度和植被恢复措施。

### 放牧制度对生态恢复的影响

在 Knepp Estate，不同放牧制度对植物群落的结构产生了显著影响。Knepp 被划分为三个区域：北部、中部和南部，每个区域采用了不同的放牧策略。北部和南部的放牧压力相对较低，而中部的放牧压力较高，这种差异导致了植物群落的多样性变化。例如，中部区域的物种丰富度和 Faith’s PD 均低于其他两个区域，这可能与高强度放牧对植被的抑制作用有关。放牧不仅影响了物种的分布，还改变了景观的结构和功能。

在 Boothby，由于尚未引入大型放牧动物，其植物群落的多样性变化主要体现在自然恢复过程中。虽然其物种数量在三年内有所增加，但整体的多样性结构仍然较为单一。这表明，在生态恢复的早期阶段，放牧制度的引入可能对恢复进程起到关键作用。因此，放牧制度的管理策略应被视为生态恢复的重要组成部分。

### 评估生态恢复成效的指标

为了评估生态恢复的成效，我们采用了一系列的多样性指标，包括 SR、Faith’s PD、SES_MPD 和 SES_MNTD。这些指标不仅能够反映物种数量的变化，还能揭示物种之间的进化关系和景观结构的变化。通过这些指标，我们可以更全面地理解生态恢复的进程，并为未来的恢复项目提供科学依据。

此外，我们还利用了空间分析的方法，评估了不同尺度下的多样性变化。这种方法能够揭示景观结构对多样性的影响，从而为生态恢复的评估提供更精确的视角。通过比较不同区域的多样性指标，我们发现，在 Knepp，不同区域的多样性变化显著，而在 Boothby，由于管理策略的单一性，其多样性变化较为缓慢。

### 未来的研究方向与建议

本研究的结果表明，空间多样性指标对于评估生态恢复的成效具有重要意义。SES_MPD 和 SES_MNTD 能够有效区分恢复和未恢复的景观，这为未来的生态恢复项目提供了新的评估工具。然而，目前的评估方法仍存在局限性，特别是在如何量化恢复进程方面。因此，未来的研究应进一步探索这些指标在不同景观中的适用性，并结合更多的生态恢复案例进行验证。

同时，生态恢复项目的监测和评估方法也需要不断优化。目前的监测方法往往缺乏对空间结构的考虑，这可能导致对恢复进程的误判。因此，我们需要开发更灵活、高效的监测方法，以便在不同尺度上评估生态恢复的成效。此外，生态恢复项目的实施需要综合考虑多种因素，包括物种的引入、放牧制度的管理以及景观的异质性。

### 结论

综上所述，生态恢复不仅是恢复物种数量的过程，更是重建生态系统结构和功能的复杂任务。通过比较恢复和未恢复景观的多样性指标，我们可以更好地理解生态恢复的进程，并为未来的恢复项目提供科学依据。在本研究中，我们发现，空间多样性指标能够有效区分恢复和未恢复的景观，并揭示生态恢复的动态变化。因此，未来的生态恢复项目应更加注重这些指标的应用，并结合空间分析方法，以更全面地评估恢复的成效。

随着生态恢复项目的不断增加，我们需要建立一套标准化的评估体系，以便更有效地监测和管理这些项目。这不仅有助于提高生态恢复的科学性，还能促进公众对生态恢复重要性的认识。通过不断优化监测方法，我们有望实现更有效的生态恢复，为生物多样性的保护和恢复做出更大的贡献。