《Landscape Ecology》：Landscape and pollinator responses to lowland fen peatland rewetting: effects of land management, spatial extent, and configuration in the Upper Rhinluch, Germany
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摘要
背景 大规模再湿润低地沼泽泥炭地作为减少农业温室气体排放的基于自然的解决方案而受到推广。由此产生的土地管理和植被组成变化可能改变景观结构，其对生物多样性和生态系统服务（如授粉）的影响尚不明确。
目标 研究人员考察了代表不同土地管理类型（基于虉草的沼泽
摘要
背景 大规模再湿润低地沼泽泥炭地作为减少农业温室气体排放的基于自然的解决方案而受到推广。由此产生的土地管理和植被组成变化可能改变景观结构，其对生物多样性和生态系统服务（如授粉）的影响尚不明确。
目标 研究人员考察了代表不同土地管理类型（基于虉草的沼泽农业或废弃再湿润沼泽）、空间范围和再湿润空间配置的多种情景。研究人员评估了这些情景如何影响景观异质性以及四种野生传粉者功能群的潜在丰度：熊蜂、挖掘蜂、食蚜蝇和蝴蝶。
方法 利用经验植被调查、高分辨率土地利用图和专家评估，研究人员使用InVEST模型对德国勃兰登堡州上林鲁赫地区进行了再湿润情景模拟。
结果 再湿润区域的空间范围，而非其配置或再湿润后的土地管理，是景观和授粉响应的主要驱动因素。更大的再湿润范围增加了组成异质性，略微降低了配置异质性，但显著降低了景观连通性和所有研究功能群的潜在丰度。这些下降反映了适宜再湿润区域的空间聚集、干草草地被以高杆沼生植物和禾草类为主的湿地植被所替代（这些植被 predominantly 风媒传粉且为传粉者提供的花资源极少），以及因水涝导致的土壤筑巢物种筑巢机会的丧失。
结论 低地沼泽泥炭地的再湿润可能改变景观结构并降低授粉潜力，尽管在更具异质性的泥炭地系统中响应可能有所不同。在再湿润期间及之后，需要有针对性的花卉丰富化管理和适应性管理以维持传粉者种群和生态系统服务。
**低地沼泽泥炭地再湿润的景观与传粉者响应：基于德国上林鲁赫地区的情景模拟研究**
**研究背景与意义**
泥炭地仅覆盖地球陆地表面约3%，却是全球最大的陆地碳库，储存约500±100 Gt碳。然而，全球约10%的泥炭地因农业排水、泥炭开采、火烧和气候变化等因素而退化，其中欧洲是泥炭地退化的全球热点区域之一，超过50%的泥炭地已被排水。排水将泥炭地从长期碳汇转变为主要的温室气体排放源。再湿润退化泥炭地已成为气候缓解和生态系统恢复的核心策略，通过堵塞排水沟、筑坝和地表重塑等措施提高地下水位、恢复厌氧条件，从而减少碳排放并增强碳固存。《巴黎协定》呼吁全球再湿润约500,000 km2的排水泥炭地，每年需再湿润约一百万公顷。矿养沼泽占欧洲泥炭地面积的一半以上，在实现这些恢复目标中预计将发挥重要作用。然而，与雨养泥炭沼泽不同，矿养沼泽的成功再湿润不仅需要堵塞排水沟，还需要恢复较大集水区的地下水与地表水补给，因此再湿润潜力受水文条件强烈制约，大规模再湿润的机会集中在水分可获得性能够恢复的区域。同时，景观尺度的再湿润需要土地利用的重大转变，许多适宜再湿润的区域目前用于农业，产生了气候目标与地方经济利益之间的张力，促使了沼泽农业等替代方法的兴起。目前，关于再湿润和沼泽农业如何影响野生传粉者及其授粉服务的研究极为缺乏。传粉者是陆地生态系统中重要的功能群，其响应不仅取决于田块内的花资源和筑巢机会，还取决于时间资源动态、景观配置及传粉者行为和生态学特性。虽然田块尺度的再湿润研究日益增多，但景观尺度的效应仍鲜为人知。因此，本研究旨在探讨退化低地沼泽泥炭地再湿润和沼泽农业作物的引入如何重塑景观异质性，并影响景观支持野生传粉者的潜在能力。
**研究内容与主要结论**
本研究以德国勃兰登堡州上林鲁赫地区13,414公顷的区域为研究对象，该区域是典型的退化低地沼泽泥炭地，其中10,641公顷为有机土壤，8,704公顷登记在综合管理与控制系统（IACS）中用于农业，主要为干草生产和放牧的粗放草地。研究识别出2,124公顷具有全年或季节性（冬季）再湿润潜力的退化泥炭地。研究构建了一系列景观情景，整合三个关键维度：与温室气体减排目标一致的空间再湿润范围（RW30、RW60、RW100）、土地管理类型及其比例分配（PAL、REC、LTW）、以及再湿润区域的空间配置（AGG、CON、ISO）。研究人员使用InVEST模型的作物授粉模块模拟四种野生传粉者功能群的潜在丰度，采用Shannon多样性指数（SHDI）、平均斑块面积、边缘密度和有效网眼大小等景观指标评估结构异质性和破碎化。研究发现，再湿润区域的空间范围而非其配置或再湿润后的土地管理，是景观结构和授粉响应的主要驱动因素。更大的再湿润范围增加了组成异质性，略微降低了配置异质性，但显著降低了景观连通性和所有研究功能群的潜在丰度。熊蜂和挖掘蜂的相对下降幅度最大，夏季的降幅略大于春季。这些下降主要归因于再湿润区域以高杆沼生植物和禾草类为主的植被替代了干草草地，这些植物主要为风媒传粉，为传粉者提供的花资源极少，同时水涝导致土壤筑巢物种的筑巢机会丧失。值得注意的是，长期废弃再湿润沼泽在几乎所有传粉者功能群和季节中显著提高了平均PAI，表明长期维持废弃的半自然栖息地可有效缓解PAI下降。该研究发表在《Landscape Ecology》期刊。
**关键技术方法**
本研究使用了以下主要技术方法：（1）基于经验的植被调查，包括对虉草沼泽农业样地的重复简化植被调查（2024年7月至11月和2025年5月至7月，每月一次，每次5个随机1-m2样方），以及利用71个历史植被采样点数据（LfU 2025）；（2）高分辨率土地利用/覆盖（LULC）地图构建，整合IACS田间块数据（2018-2022年）、CIR生物群落类型数据集和地下水水位数据，栅格化分辨率5米；（3）专家评估方法，由三位熟悉当地情况的独立专家评估不同LULC类型的相对花资源和筑巢适宜性；（4）InVEST模型（版本3.15.0）作物授粉模块模拟传粉者潜在丰度；（5）景观指标计算，使用R语言landscapemetrics包（版本2.2.1）。研究样本来自德国勃兰登堡州上林鲁赫地区。
**研究结果**
**对结构景观异质性和破碎化的影响**
所有情景的总体趋势表明，随着再湿润区域空间范围的增加，景观组成异质性增加（SHDI升高），配置异质性相对稳定或略有下降（平均斑块面积和边缘密度降低），而景观破碎化显著增加（有效网眼大小降低）。再湿润区域的空间配置影响配置异质性指标，小且孤立的再湿润斑块情景（RW30-ISO和RW60-ISO）平均斑块面积最低，大且聚集的斑块情景（RW30-AGG和RW60-AGG）最高。中等的连接斑块情景（RW30-CON和RW60-CON）的破碎化程度较低，而分散的再湿润斑块增加了破碎化，表明再湿润区域的空间配置可以部分缓解整体景观破碎化的增加。
**土地利用转变和再湿润情景下传粉者丰度响应**
当前景观（BASE情景）在所有传粉者功能群和两个季节中具有最高的平均传粉者丰度指数（PAI）。随着再湿润空间范围的增加（RW30-、RW60-、RW100-），总PAI逐步下降。熊蜂和挖掘蜂的相对下降幅度最大，夏季降幅略大于春季。下降主要集中在再湿润区域内靠近主要水道的区域，并随距离增加逐渐减弱，但其影响可延伸至周围景观数公里。完全沼泽农业利用（RW100-PAL）和部分废弃反映近期再湿润条件（RW100-REC）之间的总PAI下降差异较小（低于1%），而长期再湿润废弃地（RW100-LTW）几乎在所有传粉者功能群和季节中显著提高了平均PAI。在空间配置比较中，总PAI下降的差异远小于空间范围变化引起的差异，但空间配置的影响随再湿润范围增加而变得更显著。在所有功能群和季节中，具有中等的连接斑块的情景RW60-CON表现最优，与RW60-AGG和RW60-ISO相比PAI下降最小。此外，在西北部少数以玉米为主的农田区域，完全再湿润情景（RW100-）下的土地利用变化导致PAI呈正趋势，表明土地利用变化对传粉者潜在丰度的影响取决于预先存在的土地利用管理方式。
**讨论与结论**
本研究发现，增加再湿润空间范围显著改变景观结构，将原先同质的草地基质转变为新型栖息地斑块镶嵌体，增加了组成异质性。然而，这种转变伴随着所有传粉者功能群潜在丰度的一致下降，无论再湿润后的土地管理方式或空间配置如何。这与农业景观中常见的模式形成对比，在农业景观中，组成异质性的增加通常与更高的传粉者丰度和多样性相关。这种差异表明，单纯增加栖息地数量并不一定能改善传粉者的条件，新再湿润区域的栖息地质量较低是模拟下降的主要驱动因素。与干草管理的沼泽泥炭地相比，两种土地管理方式（沼泽农业和废弃沼泽）的特征是花资源可用性降低和筑巢机会有限。虉草是风媒禾本科物种，花缺乏花蜜且提供的可获取花粉极少，对传粉者基本无吸引力。然而，实地植被调查显示，虉草在研究区域主要呈散生斑块分布，与局部微地形变化和相应地下水位差异相关，形成了更湿润和更干燥微生境的精细尺度镶嵌体，支持包含为传粉者提供花资源的物种的不同植物群落。废弃再湿润沼泽中，管理停止和持续水涝促进了优势虉草群落或高杆沼生植物（如宽叶香蒲、芦苇、大甜茅）的建立，这些物种主要为风媒传粉，导致春季和夏季花资源极低。持续水涝还降低了土壤筑巢传粉者的土壤适宜性。再湿润导致的景观破碎化使陆地栖息地更孤立，再湿润区域可能成为某些物种，特别是小型、低移动性传粉者的障碍，限制种群连通性并增加对景观变化的脆弱性。再湿润的实施方式决定了这种模式：相互连接的排水梯级内的沟渠堵塞迫使再湿润在整体水管理单元尺度上进行，产生大型、高度聚集的湿地，减少了剩余陆地栖息地的连续性。本研究承认InVEST模型方法的局限性，特别是LULC类别评分的主观性，建议精确定义植被组成特征并进行实地植被调查。研究提出管理建议：在沼泽农业中采用定期长期切割制度；建立开花带或栖息地斑块；实施空间异质性的水分管理；通过田间边缘、树篱、灌木和小型木本斑块增强景观连通性；促进中等规模、水文可行的单元再湿润，避免形成景观屏障。结论强调，大规模再湿润排水低地沼泽泥炭地是减少农业景观温室气体排放的基于自然的解决方案，但需认识到其对传粉者群落的潜在负面影响，采取互补措施如针对性花卉丰富化，以在过渡期间及之后支持传粉者种群和生态系统服务。
