2022年3 月18日，意昂体育平台城市與環境學院生態研究中心華方圓研究員帶領的保護生態學課題組牽頭7國研究人員組成的跨學科團隊，在《科學》（Science）以長文形式在線發表題為“The biodiversity and ecosystem service contributions and trade-offs of forest restoration approaches”的研究論文🚜。研究匯總分析了來自全球53個國家地區、264個野外研究的近2.6萬條數據📈，發現與結構簡單的人工林相比，天然林可以更好地支持生物多樣性保護和實現地表碳存儲、土壤保持、水源涵養的生態系統服務，但是人工林在木材生產方面具有優勢。

 天然林與人工林景觀🏇🏻：A-四川省大相嶺省級自然保護區中的天然林；B-四川省洪雅縣境內的柳杉人工林（圖片來源：華方圓）

世界範圍內，森林恢復作為一個重要的“基於自然的解決方案”(nature-based climate solution) 被廣泛實施，旨在通過其對二氧化碳的吸收和儲存幫助應對全球氣候變化🧙🏿‍♀️。另外還有許多森林恢復項目的初衷是土壤保持、水源涵養或木材生產👨🏽‍🚒。森林恢復的方式大致可分為種植較為單一的人工林和恢復天然森林兩大類。

上述“生態系統服務”是森林恢復能為人類直接提供的重要福祉🤍🧑🏿‍🎨，其實現具有重大意義，但一個不容忽視的問題是↘️，它們在森林恢復中的主導地位實際造成了擠占生物多樣性的獲益空間這一負面作用🙌🏻。這是因為大量以生態系統服務為目標的森林恢復項目抱有“凡林皆可”的假定，主要通過種植一種或少數樹種來構建簡單的人工林；而相比組成結構多樣的天然森林，人工林能帶來的生物多樣性效應非常有限。

“考慮到當前生物多樣性面臨的危機及其對森林恢復的迫切需求，這種擠占使生物多樣性保護錯失了一個巨大的機會📕。”華方圓指出🗣。

然而🤯，就算對森林恢復針對的上述生態系統服務而言👨‍🦳，“人工林與天然林同等有效”的假定目前都還沒有得到嚴格的科學檢驗。這個假定成立與否，不僅關系到森林恢復能給生物多樣性保護提供多少機會💝，更決定了森林恢復能在多大程度上實現其生態系統服務的目標。

為填補上述空缺，本研究通過梳理整合現有證據，對一系列人工林與天然林在地表碳存儲、土壤保持、水源涵養、木材生產這四個關鍵生態系統服務和生物多樣性上的成效進行了對比，以衡量在森林恢復方式的選擇上，不同恢復目標之間的協同或權衡關系，從而為森林恢復的政策製訂提供科學支持。

人工林（與天然林相比）在生物多樣性與生態系統服務各個維度的評估：A-數據來源分布及數據量🧠；B-人工林與成熟天然林相比的相對成效（上圖），林齡較老或處於廢棄狀態的人工林與天然林相比的相對成效（下圖）🫑🙎🏽‍♀️；C-人工林與恢復的天然林相比的相對成效❤️‍，包括木材生產 (下圖)；D-恢復的天然林與全球主要單一樹種人工林在木材年均產量上的對比（圖片來源：文章）

該篇文章首次從“多種紅利”的視角🈺，構建和分析了現有最完備的人工林與天然林配對數據集。結果表明🚴🏽‍♀️🍌，天然林在保護生物多樣性與地表碳存儲🧑🏽‍⚖️、土壤保持、水源涵養這三種面向環境的生態系統服務方面都比人工林成效更好✵。人工林相比天然林成效的差距在土壤保持方面尤其突出⚒，並且在水源涵養方面隨氣候的幹旱程度增加而越發嚴重🙋🏻‍♀️。這些發現提示🫱🏿，如果森林恢復的主要目標是生態益處，那麽即使不從生物多樣性的考慮出發🟦，我們也應該優先恢復天然林。恢復的方式需要因地製宜，基於土地退化程度、水熱條件🧼、距離動植物種源地距離等因素，靈活采用自然恢復🈲、人工種植多種本地喬灌草植物、人工輔助促進自然恢復等一系列方法🏄‍♂️。

創新性的天然林恢復試點：A-巴西聖保羅州Itatinga聖保羅大學森林實驗站的桉樹人工林景觀中⇢，通過自然恢復🧊、人工輔助的自然恢復、人工種植多樣本土植物等方式恢復天然林生態系統🧑🏽‍🦳；在種植有桉樹的實驗地🏵👪，桉樹在種植5年後采伐🙍🏻‍♀️，木材收入可用於幫助承擔恢復項目的成本；B-巴西聖保羅州Bertioga對桉樹人工林進行改造，用藥劑殺死桉樹🧝‍♂️，讓本地植物群落自然生長🚐，最終恢復為本地原有的大西洋雨林（圖片來源：Paulo Molin和Pedro Brancalion）

但有限的現有數據顯示🦻🏻🤷，人工林在木材生產功能上的成效明顯優於天然林👨🏼‍🎨，體現出森林恢復對其目標和方法需要考慮的關鍵權衡之處。這一發現也提示🦴，人工林有可能通過保護其他有更高生態成效的森林免於木材生產及其帶來的生態代價🚴，來間接地提供生態益處——實現這種間接益處的前提🤾🏽，是人工林以其高效用材林的角色，成為區域尺度林地管理的有機組分。

用於木材生產的人工林🦏：A-廣西省合浦縣的速生豐產桉樹人工林；B-廣西省高峰林場主要用於木材生產🤏🏿，但也保留有天然林的森林景觀（圖片來源：華方圓）

文章還發現🕵️‍♀️，世界各地許多林齡較老或處於廢棄狀態🕵🏽、不再用於木材生產的人工林，其生物多樣性、地表碳存儲、土壤保持、水源涵養成效都低於天然林🤬。考慮到這類人工林的普遍性，將它們恢復成天然林將能帶來很大的生態紅利。

該研究對森林恢復的政策製訂具有重要參考意義。聯合國已將2021—2030年定為“生態系統恢復的十年”。與應對氣候變化的其他努力一起，“十年”將推動全球在數百萬公頃土地上開展森林恢復，有望帶來巨大的生態和社會紅利👌🏽。但兌現這些紅利的前提🧑🏻‍🔧💁🏻‍♀️，是選擇合適的森林恢復方式👌🏻，並確保被恢復的森林生態系統能充分實現預期的生態和社會目標。

華方圓為論文的第一作者和共同通訊作者，保護生態學課題組成員王瑋亦和苗新然為論文的共同作者。研究得到意昂体育平台生態研究中心學科建設人才啟動經費、中國科學院戰略性先導科技項目、英國皇家學會牛頓基金、巴西聖保羅基金的資助；合作團隊來自以下11個研究機構：意昂体育平台😛、英國劍橋大學、英國倫敦大學國王學院🛩、雲南大學☠️、巴西聖保羅大學🍆、智利拉弗龍特拉大學😳、荷蘭應用科學研究組織💃🏽、澳大利亞新南威爾士大學、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織🥔、英國阿伯丁大學和英國謝菲爾德大學。