应用成核法成功驱动热带退化河岸走廊跨尺度恢复
热带河岸走廊(即河流两岸的带状森林)是维持生物多样性与生态功能的关键地带,但退化严重。传统大面积造林成本高且易致同质化,“应用成核法”(applied nucleation)则通过种植小面积树木斑块启动恢复。该方法被寄予厚望,但其长期、多尺度成效缺乏系统验证。
2003年,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)的科研人员在版纳植物园内退化河岸走廊开展了基于应用成核法的植树护堤活动。2023年,该园植物适应性与生态恢复团队对这一活动的恢复效果进行了跨尺度评估。他们对比了核区(NA)、自然扩展区(EA)与热带季节雨林区(TR),评估指标包括群落尺度的物种多样性、功能组成、生物量和景观尺度的森林覆盖面积、自然岸线保有率、景观连通性。
关键发现如下:
(1)群落尺度:20年后,恢复林(NA和EA)的树木多样性和生物量仅达到参考森林的19%–30%,且功能组成呈 “先锋瓶颈” ——喜光先锋物种占比超过75%(参考森林耐荫物种占80%),表明群落仍处于早期阶段。其中,榕属植物贡献了NA中76.8%的树木生物量,成为快速构建结构骨架的关键奠基物种。
(2)景观尺度:森林覆盖面积增加36%(+64公顷),自然岸线保有率从38%提升至90%,景观连通性提高119%。依据中国《生态保护修复成效评估技术指南(试行)》(HJ 1272-2022),综合生态修复指数得分为100/100,评级为“优秀”。
该研究首次在中国热带地区报道了应用成核法的20年跨尺度评估结果,明确了榕属作为高生物量基础物种的核心作用。研究指出:应用成核法能有效启动多尺度河岸带森林恢复,但先锋物种长期主导会形成演替瓶颈。为加速生物多样性恢复,在结构骨架建立后,需补植演替中后期物种,引导群落向顶级森林方向演替。
相关研究成果以 “Applied nucleation triggers cross-scale recovery in degraded tropical riparian corridors: a 20-year multi-scale assessment in China” 为题发表于国际生态修复领域权威期刊Restoration Ecology。版纳植物园已毕业硕士研究生代倩和袁浩(在读博士研究生)为该论文共同第一作者,宋亮研究员为通讯作者。该研究得到了版纳植物园“十四五”规划、云南省重点研发计划、云南省“兴滇英才支持计划”及云南省重点实验室建设项目的支持,特别鸣谢版纳植物园已退休人员李彦昌老师、杨大荣研究员等人对树木种植的支持和付出。

图1 恢复林与参考林的多样性格局。

图2 版纳植物园河岸走廊景观格局时空变化:(a)森林面积(阴影区为2023年恢复林);(b)自然岸线保留率(虚线为2023年恢复岸段);(c)景观连通性。

图3 应用成核法促进退化热带河岸走廊恢复进程示意图。