中国是全球森林恢复的引领者,当大部分国家和地区还在经历快速的森林丧失及其引起的环境和生态问题时,中国已经通过天然林保护和退耕还林等一系列大规模的森林恢复项目,在2000年到2020年间遏止了森林消退的趋势,实现了森林面积的大规模净增长,但其对于生物多样性的影响至今仍不明晰。

近日,我院教师王彬联合国内多个院校的鸟类研究团队在Nature Communications发表了题为Biodiversity benefits of China’s 20-year efforts in forest restoration的研究论文,对这一重要问题进行了深入探究。该研究以402种非迁徙的森林鸟类为指示类群,使用最新的遥感数据集对森林的3D结构和动态变化进行了描绘,结合2020年的公民观鸟数据集和生态位模型的投影功能回溯了20年间的物种栖息地变化,并且通过设计两种模拟情境将森林恢复和气候变化的效应解耦。结果显示,从2000年到2020年,中国实现了约21775 km2的森林面积净增长,虽然不同的生态区和和不同类型的恢复项目间有所差异,但是森林的质量也有了显著提升:乔木盖度扩大,林冠高度、结构复杂性和连通性都有所提高(图1)。

图1 森林范围和结构因子的变化
在控制了气候变化的影响后,这些森林面积的扩张和森林质量的提高使得73.6%的鸟类物种获得了更大面积的适宜栖息地,表明这20年间的森林恢复惠及了大部分鸟类物种(图2a)。进一步的分析显示,物种的地理和生态位特征影响了鸟类在这20年间的栖息地变化趋势,生态位更宽的物种在森林恢复中更具优势,并且森林恢复缓解了一部分气候变化带来的栖息地丧失(图2b)。

图2 森林鸟类物种的适宜栖息地变化
对森林鸟类物种丰富度的分析显示,森林恢复促使全国范围内的物种丰富度在20年间平均提高了2.9 ± 8.4(图3d),进一步量化了森林恢复对生物多样性的积极影响。同时,有森林恢复项目的区域经历了更高的物种丰富度提升,并且保护项目和造林项目的重叠区域提升最为显著(图3f),证实了我国森林恢复工程的总体成效。另一方面,天然林和人工林的物种丰富度在这20年间都有提升,并且提升程度没有显著差异,表明不同的森林管理方式效果相近(图3g)。在这个恢复过程中,乔木盖度的增大和林冠结构复杂性的增强是提高鸟类多样性的关键因子(图3h)。

图3 森林鸟类的物种丰富度变化
该研究是对21世纪中国森林恢复努力的生物多样性效益的综合评估,从森林鸟类的栖息地面积和物种丰富度两个角度验证并量化了我国森林恢复项目在全国尺度下对生物多样性的积极影响和总体成效。基于结果,该研究总结了可在未来的森林恢复中借鉴的管理建议:1)以保护为主(如天然林保护工程)和造林为主(如退耕还林、三北防护林工程)的项目相结合能够起到了最好的生物多样性恢复效果。2)天然林有更完整的生态系统服务功能,自然演替的恢复成本更低,但人工林生长快,适合于在退化土地快速建立群落,在早期也有较好的生物多样性价值。因此,应在适应的环境下针对性地推行人工林种植和天然林自然演替。3)森林的林冠结构复杂性具多重效益,在造林工程中应通过混合种植本地树种来提高复杂性,实现更好的生态系统服务功能。4)森林恢复策略的制定需因地制宜并动态监测和调整,并且在规划过程中积极吸纳当地社区和利益相关者的参与,以确保长期可持续性。
我院王彬副研究员为本文第一兼通讯作者,贵州师范大学/南京林业大学徐雨教授为共同通讯作者,中国科学院动物研究所温知新副研究员、张塔星博士后(已出站,现就职于四川师范大学),成都大熊猫繁育研究基地阙品甲副研究员,四川大学何兴成博士,西南民族大学杨楠博士,西华师范大学钟雪参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金、西华师范大学创新团队、中国科学院动物研究所、成都大熊猫繁育研究基地、北京市企业家环保基金会等项目的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-65751-7