《Journal of Applied Ecology》：Rewilding beyond the wilderness: Beavers can restore stream biodiversity from urban to agricultural to natural landscapes
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河狸（beaver）已被誉为一种成本有效的基于自然的解决方案（nature-based solution），用于恢复退化的溪流生态系统并增强整体生物多样性（biodiversity）。然而，河狸工程（beaver-engineering）在人类影响景观中促进生
河狸（beaver）已被誉为一种成本有效的基于自然的解决方案（nature-based solution），用于恢复退化的溪流生态系统并增强整体生物多样性（biodiversity）。然而，河狸工程（beaver-engineering）在人类影响景观中促进生物多样性的程度仍知之甚少。研究人员沿瑞士人类土地利用强度（human land-use intensity）梯度，评估了水生和陆生类群（两栖类、豆娘和蜻蜓、鱼类和螯虾、大型植物（macrophytes）、浮游植物（phytoplankton）和浮游动物（zooplankton）、陆生维管植物、蝙蝠（bats）、水生无脊椎动物、飞行和陆生无脊椎动物）对河狸工程的响应。在16条溪流中，研究人员测量了有河狸坝（beaver dams）的河狸工程地点和无河狸活动的相应对照地点中的物种丰富度（species richness）、丰度（abundance）、特有物种丰富度（unique species richness）、均匀度（evenness）、β多样性（beta diversity）和γ物种丰富度（gamma species richness）。尤其是水生和半水生类群受益于河狸工程。两栖类、蜻蜓、大型植物和浮游动物在河狸工程下具有更高的物种丰富度、丰度和特有物种丰富度，而鱼类和陆生植物仅具有更高的物种丰富度和特有物种丰富度，但丰度未增加。蝙蝠仅在特有物种丰富度上增加，而对于其他陆生类群和水生无脊椎动物，研究人员发现河狸工程地点和对照地点之间无差异。群落均匀度在所有类群中基本未受影响。总体而言，带有河狸坝的河狸工程沿土地利用梯度增加了生物多样性。对于大型植物和两栖类（物种丰富度、特有物种丰富度、丰度）以及蜻蜓（物种丰富度、特有物种丰富度），在较高土地利用强度下增加较小。对于其余类群和指标，研究人员发现土地利用强度与对河狸工程的响应之间无关系。然而，对于β多样性，研究人员发现与较自然地点相比，高土地利用强度地点具有较低的嵌套成分（nestedness）和更强的群落周转（turnover），对大型植物有显著效应。γ物种丰富度基本不受土地利用强度影响，除了两栖类，它们在高度土地利用强度景观中的河狸工程地点消失，尽管总体上它们主要局限于河狸工程地点。综合与应用（Synthesis and applications）。研究人员的发现表明，河狸工程显著增强了水生和陆生生态系统中的局部生物多样性，即使在高度土地利用强度的地点也是如此。因此，河狸能够有效地从城市到农业再到自然生态系统恢复溪流生物多样性。将河狸工程整合到河流恢复策略中可以大大促进如欧盟水框架指令（EU Water Framework Directive）和国家保护政策等框架下的生物多样性目标。
**研究背景与问题**
栖息地恢复是逆转全球生物多样性（biodiversity）下降的关键策略，但水生生态系统受水文动态复杂、上游条件依赖、污染和气候变化等多重因素制约，恢复成本高且面临公众意见和土地利用竞争。再野化（rewilding），尤其是通过河狸（beaver）这类生态系统工程师（ecosystem engineer）进行的工程（beaver-engineering），被视为成本有效且可扩展的基于自然的解决方案（nature-based solution）。然而，河狸工程在人类主导景观（包括城市和农业区）中能否提升生物多样性尚不明确，现有研究多集中于近自然生态系统。因此，研究人员系统评估了河狸工程沿人类土地利用强度（human land-use intensity）梯度对多个水生和陆生类群的影响，以阐明其在退化生态系统恢复中的潜力。论文发表在《Journal of Applied Ecology》。
**研究内容与结论**
研究者在瑞士中部16条溪流中，每条溪流设置成对样地：河狸工程地点（包含活动河狸坝）和对照地点（无河狸活动，相距约500米）。对10个类群（两栖类、蜻蜓、鱼类与螯虾、大型植物、浮游生物、陆生维管植物、蝙蝠、水生无脊椎动物、飞行和陆生无脊椎动物）测量了物种丰富度、丰度、特有物种丰富度、均匀度、β多样性和γ物种丰富度。结果显示：河狸工程显著提高了大多数水生和半水生类群的物种丰富度、丰度和特有物种丰富度，尤其在两栖类、蜻蜓、大型植物和浮游生物中；鱼和陆生植物仅提高丰富度和特有物种丰富度；蝙蝠仅特有物种增加；而水生无脊椎动物、陆生无脊椎动物和飞行节肢动物无显著差异。群落均匀度基本不受影响。沿土地利用强度梯度，河狸工程对生物多样性的增强效应整体成立，但对大型植物、两栖类和蜻蜓，效应在高强度土地利用下减弱。β多样性分析发现，高土地利用强度地点嵌套成分较低、群落周转更强（仅大型植物显著）。γ物种丰富度普遍不受影响，但两栖类在高强度土地利用地点从河狸工程点消失。
**关键研究方法（≤250字）**
研究人员于2021—2022年在瑞士中部16条溪流采样，每条溪流设河狸工程样地（Pool）和对照样地（Control），相距约500米。10个类群数据收集方法包括：电捕鱼（鱼类与螯虾）、四次数蜻蜓调查、水线巡视（两栖类）、大型植物物种鉴定与计数、踢网采样（水生无脊椎动物）、50升水体暗场成像显微镜（浮游生物）、飞行拦截陷阱（飞行节肢动物）、声学记录仪（蝙蝠）、吸虫取样（陆生无脊椎动物）和5m2样方记录（陆生植物）。土地利用强度源自GIS中250米半径内农业与城市用地面积占比。统计分析采用广义线性混合模型（GLMMs）和线性模型，评估河狸工程主效应及与土地利用强度的交互作用，并计算β多样性（S?rensen指数分解为嵌套与周转）和γ物种丰富度。
**研究结果**
**物种丰富度、丰度与特有物种丰富度**：通过GLMMs比较，两栖类、蜻蜓、大型植物、浮游生物和鱼类在Pool样地的物种丰富度显著高于Control（p<0.05）；两栖类、蜻蜓、大型植物和浮游生物的丰度也显著更高；特有物种丰富度方面，上述类群及蝙蝠均显著增加。水生无脊椎动物、陆生无脊椎动物和飞行节肢动物无显著差异。均匀度仅飞行节肢动物在Pool样地显著降低。
**土地利用强度交互作用**：线性模型显示，随着土地利用强度增加，两栖类、蜻蜓和大型植物的物种丰富度、丰度和特有物种丰富度（Δ Pool–Control）显著下降（p<0.05），表明效应减弱。其余类群无显著关系。单独分析表明，高农业用地强度负向影响两栖类和蜻蜓的Δ丰富度，高自然用地强度正向影响这些类群及大型植物。高城市用地强度下陆生无脊椎动物的Δ丰富度增加。
**β多样性与γ物种丰富度**：Pool样地累积特有物种136种（包括22种瑞士红名单物种），Control样地71种（6种红名单）。β多样性嵌套成分随土地利用强度增大而减小，仅大型植物显著（R2=0.52, p<0.01），表明高土地利用强度下群落周转增强。γ物种丰富度除两栖类（随强度增加显著降低，R2=0.53, p<0.01）外均无显著变化。
**讨论与结论总结**
**讨论部分**（保留4.1–4.4小节标题）
**4.1 水生与陆生类群对河狸工程的响应**：河狸工程通过增加栖息地异质性和生产力（如形成静水池塘、积累有机物）显著提升水生与半水生类群物种丰富度、丰度和特有物种丰富度，这与研究假设H1一致。陆生类群仅有植物和蝙蝠表现提升，可能因河狸工程对陆地的物理改造（如光照、土壤湿度）较温和，且早期演替阶段（4–14年）尚未完全惠及陆生无脊椎动物。两栖类和蜻蜓作为半水生类群获益最明显。
**4.2 土地利用强度梯度下不同类群的响应**：与假设H2相反，河狸工程的生物多样性增益并未在高强度土地利用中更高。部分敏感类群（大型植物、两栖类、蜻蜓）的效应甚至减弱，但即使在高度改造景观中仍为正值。这表明区域物种库规模、栖息地连通性和物理限制（如狭窄渠道）可能限制河狸工程效应。城市地区陆生节肢动物丰富度增加，提示局部价值。
**4.3 β多样性与γ物种丰富度**：与假设H3和H4相反，嵌套成分随土地利用强度降低（而非升高），γ物种丰富度普遍未因强度而变化。低嵌套成分反映河狸工程可能逆转了人类活动对群落的过滤作用，促成新颖物种群落。两栖类γ丰富度在高强度土地利用中下降，表明其高度敏感。
**4.4 应用**：河狸工程显著提升物种丰富度、丰度和特有物种丰富度，尤其在近自然系统，但在农业和城市景观中亦有效。这支持河狸作为可扩展、自维持的自然解决方案纳入河流恢复策略，如瑞士湿地森林促进计划、美国与英国基于自然的恢复，以及欧盟水框架指令和“30 by 30”保护目标。但需注意基础设施冲突（如道路、建筑），需通过场地特化管理平衡生态效益与损失。
**研究结论部分翻译**
研究人员的发现表明，河狸工程显著增强了水生和陆生生态系统中的局部生物多样性，即使在高度土地利用强度的地点也是如此。因此，河狸能够有效地从城市到农业再到自然生态系统恢复溪流生物多样性。将河狸工程整合到河流恢复策略中可以大大促进如欧盟水框架指令和国家保护政策等框架下的生物多样性目标。
