2021-2030 年已被确立爲聯合國 " 生态系統修複十年 "。從陸地的熱帶雨林和草地到河口近海的海草床和海藻林，植被是地球上諸多生态系統的基礎，發揮着生物多樣性維持、碳固持、調蓄洪泛等一系列關鍵生态功能。因此，修複植被通常是退化生态系統修複的關鍵，對通過開展生态系統修複促進生态文明建設和全球可持續發展目标的實現具有重要意義。
傳統上，植被生态系統的修複常圍繞治理植物入侵等外部幹擾、改善水土環境開展，或通過種植目标植物加速植被恢複；認爲植被恢複後，植食動物、捕食動物也會按營養級自下而上逐步自然恢複（上行效應），即生态修複中的 " 夢境假說 "（the "Field of Dreams" hypothesis）。然而，長期以來，許多基于上行效應的植被修複工程并不成功，或長時間之後仍不能恢複至自然植被狀态。如何破解這一困境，更爲高效地推進植被修複是生态系統修複中亟需解決的關鍵問題。
11 月 3 日，國際綜合性期刊Science 以封面論文發表了複旦大學生命科學學院、生物多樣性與生态工程教育部重點實驗室、上海長江河口濕地生态系統國家野外科學觀測研究站賀強教授團隊的研究成果 "Herbivory limits success of vegetation restoration globally"，通過構建和分析包含 64 個國家、2594 組實驗的全球動物消費者效應數據庫（圖 1）和全球植物互作與恢複數據庫，在全球尺度上系統研究了植食動物對植被恢複的下行效應、調控因素及管理措施。
賀強教授爲該論文的通訊作者，課題組研究生徐長林爲第一作者。
研究成果被Science 選爲封面論文和研究亮點。同期 Science 還配發了題爲 " 營養級聯有助于恢複植被 "（Trophic cascades help restore vegetation）的專文評述。
Science 封面推介與專文評述
研究發現，植食動物對全球範圍内的許多植被恢複具有強烈的下行效應（圖 2）。在處于恢複階段的退化生态系統中，植食動物對植被多度和多樣性的影響往往顯著不同于相對未受幹擾的自然生态系統。在自然生态系統中，植食動物通常抑制植被多度，提高植物多樣性；而在處于恢複階段的退化生态系統中，植食動物對植物多度的抑制作用通常更爲強烈，并轉而顯著降低植物多樣性。植食動物對植被恢複的這種抑制作用對人工種植的植被及在水生生态系統中尤爲強烈。
圖 1 全球動物消費者效應數據庫的數據分布
圖 2 自然和修複系統中植食動物對植被多度和多樣性的效應量
研究還發現，在處于恢複階段的退化生态系統中，植食動物對植被的下行效應更易受到氣候、植物功能群、植食動物功能群等因素的影響。在氣溫更高、降水更少的地區，植被恢複會遭受更爲強烈的植食效應；相比土著植食動物，外來入侵植食動物、家畜可更強烈地抑制植被恢複；雖然植食動物強烈抑制土著植物的恢複，但通常不顯著影響外來入侵植物的多度。
此外，進一步比較分析不同管理措施研究發現，通過暫時去除植食動物或重引入捕食動物來控制植食作用可使植被多度恢複增大約 1-4 倍。這種增效作用常不弱于，甚至顯著高于控制競争植物、配置互惠植物等管理措施的增效作用。
該研究闡明了動物下行效應在植被恢複中的關鍵作用及氣候等調控因素，爲何時、何地、如何管理下行效應以提高植被恢複的成效提供了新見解，爲破解生态修複的 " 夢境 " 之困提供了新思路。當前，随着伯恩計劃（Bonn Challenge）、非洲綠色長城（Africa ’ s Green Great Wall）、藍碳計劃（the Blue Carbon Initiative）等的實施，大規模植被恢複工程正在全球許多地區快速推進。該研究表明管理植食作用等下行效應将有助于這些大型植被恢複工程的優化推廣，也爲近年來有關通過恢複食物網結構而提升生态系統多樣性和自維持能力的 " 營養級再野化 "（trophic rewilding）倡議提供了實證支撐。
該研究由複旦大學聯合雲南大學、蘭州大學、中國科學院植物研究所、北京大學、南京大學、華東師範大學等國内外 20 餘家研究機構共同完成。賀強教授爲該論文的通訊作者，課題組研究生徐長林爲第一作者。李博教授、吳紀華教授、劉玲莉研究員等提供了重要指導。研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院國際合作項目等的資助。
相關論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.add2814
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0578
