研究提出面向“人类世”湖泊生态系统可持续性修复新框架
2025/12/24
湖泊是地球生命支持系统的关键组成部分,在维护生物多样性、保障饮用水安全等方面具有重要作用。长期以来,湖泊评价与修复框架普遍依赖静态的“状态—阈值”思路,关注湖泊距离“参考状态”偏离程度,忽视了湖泊变化的动态轨迹。这种片面关注状态的方式已难以支持有效决策。
近期,中国科学院南京地理与湖泊研究所等研究团队,系统梳理了全球水生态系统修复的理论脉络,并通过整合古生态学、多尺度监测与系统动力学知识,提出了面向“人类世”湖泊治理的“状态—速率的双变量动态框架”,为全球湖泊治理提供了新的科学思路。
“状态—速率的双变量动态框架”是从长期、演化的视角出发,评估湖泊生态系统的“当前状态”(即退化程度)和“变化速率”(即变化快慢),尤其是关注过去100年至200年人类活动最密集时期的动态轨迹。研究团队将湖泊按照生态状态与变化速度分为四类——I 型:状态良好、变化缓慢的稳定湖泊;II 型:状态尚可,但变化加快的早期警戒湖泊;III 型:已跨越临界点,处于剧烈转型期的湖泊(含IIIa快速转型与IIIb缓慢转型);IV 型:已陷入新稳态、变化缓慢的高度退化湖泊。这一框架摆脱了传统“单一状态指标”的局限,强调湖泊生态系统具有长期演替、阶段性转折及潜在临界点的特征,并指出人类世湖泊治理的核心不是简单地回到过去,而是理解“过去—现在—未来”的动态连续体,为制定适应性、可实施的管理策略提供了精准定位。
团队基于四类湖泊的不同动态特征,进一步提出了差异化的管理策略,即对于Ⅰ、Ⅱ型湖泊,应以预防和保护为主,建立早期预警系统,维持生态韧性,阻止跨越临界点。这类湖泊治理投入少、见效快,应作为优先保护对象;对于Ⅲ型湖泊,需采取“适应与转型”策略;对于Ⅳ型湖泊,则需接受生态系统已发生根本性转变的现实,并通过生态工程、生物技术等手段引导形成混合或新型功能性的生态系,同时通过参与式情景规划,协同各方利益相关者,以确定可行的生态服务目标。
该“速率—状态”框架的提出,为湖泊生态系统提供了更具科学指导性、符合“人类世”动态特征的评估工具,也为决策者提供了清晰的差异化管理策略,提高了修复工作的针对性和资源配置效率。为进一步支撑“人类世”湖泊的可持续发展,研究提出未来应重点关注的三大研究方向。一是定义淡水转型的“安全操作速率”:借鉴行星边界理论,探索并设定湖泊生态系统能够承受的“安全变化速率”阈值;二是利用“大历史数据”赋能湖泊修复:促进古生态学数据与现代监测、模型数据深度整合,将长期动态信息转化为实际修复策略;三是采纳社会—生态系统方法:认识到湖泊修复是复杂的社会治理挑战,需将科学、治理、利益相关需求和多重价值整合,以实现长期的社会—生态效益。
相关研究成果发表在《科学通报》(Science Bulletin)上。
a. 概念示意图展示了生态系统状态与变化速率随时间变化的关系;b. 根据图a所示的动态轨迹(状态—变化速率关系)
基于生态状态与变化速率的湖泊类型管理战略框架
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