E.O.Wilson()在其广受赞誉的作品《生命的多样性》中提出,“(新千年的)下一个世纪将是生态恢复的时代”。鉴于人类影响在世界范围内的普遍性,无数其他人也注意到了这种情绪,并将调查工作集中在相对年轻的“生态恢复和恢复”学科上。因此,最近的许多研究已经开始确定与一系列自然和人类干扰相关的生态系统功能、恢复力和恢复的基本指标和相互作用,然后将这些知识直接应用于“恢复”实践。然而,鉴于该领域的诸多进步,很明显,自然生态系统本质上是复杂的,鉴于扰动的规模和严重程度,完全恢复其原始(或历史)状态往往变得越来越困难(如果可能的话);特别是对于那些受到高度自信的人类活动(如集约农业和采矿)影响的生态系统。此外,人口和定居点的持续扩张、前所未有的土地使用转换规模以及气候变化的总体和不可分割的交织影响,加剧了这些根本挑战。
由于这些原因,目前的争论(根据各种说法)仍然集中在如何衡量“恢复”的成功轨迹,以及某些人为活动相对于“恢复”要求是否真正可持续(Harris等人,年,Hobbs,年)。尽管这些理论概念在现代仍然有些模糊,但语用重点必然从“回到过去”转向恢复生物多样性和生态系统功能的基本水平(Jackson和Hobbs,,Suding,)——无论是在自然生态系统甚至是新生态系统的背景下(Hobbsetal.,,Seastedtetal.,)。当然,恢复受人类成因影响的生态系统的挑战和要求应该因气候、地质和扰动性质以及预期的最终土地使用而有很大差异。然而,随着自然资源变得越来越稀缺,预计农业和工业活动除了侵犯自然生态系统外,还会越来越多地相互影响,从而在确定未来的恢复结果时,给研究人员、从业者和监管机构带来不可避免的困境。
现代澳大利亚生态恢复的背景(这是本期《农业、生态系统和环境》特刊的基础)可以让我们一窥这一困境,以及目前为实现适当而非理想的恢复目标而采用的创新战略。澳大利亚的陆地面积超过万平方公里,拥有一系列令人惊叹的区域生态系统(例如,分布在赤道、热带和亚热带、沙漠、草原和温带环境中),其动植物多样性被认为是巨大的多样性,并包含具有国际意义的生物多样性热点(Myersetal.,,Williamsetal.,)。
此外,其经济活动历史上一直围绕着农业(特别是小麦和畜牧业生产),最近,以采矿和矿物加工为主(尤其是煤炭、铁矿石和铝土矿,以及许多其他金属和矿产资源),造成了巨大的人为足迹,加上潜在的不稳定天气条件、旱地盐度、土壤肥力退化和(或)本地生物多样性丧失。为了解决这一广泛的问题,以下研究集(代表实验、实地和理论/统计建模调查)强调了澳大利亚农业生态土地恢复的当前最先进水平,重点是最终土地使用和生态功能,以及它对生物多样性相互作用和物种保护的影响。因此,本特刊在主题上分为农业生态和采矿后景观的恢复,主要在但不限于西澳大利亚州、东部昆士兰州和新南威尔士州。
澳大利亚的大部分农业景观都遭受了大量的森林砍伐,导致地下水位上升,地表土壤的风化层盐也随之增加,由于旱地的盐度导致生态严重退化。目前阻止甚至扭转这些广泛影响的解决方案包括将根深蒂固的树木重新引入景观中(例如,Stirzaker等人,年),从而在农业背景下的重新造林区也可以在增强碳固存和生物多样性方面发挥作用。在这个问题上,Harper等人(年)和Perring等人()评估了用原生桉树重新造林退化农业景观的影响,并比较了它们对西澳大利亚小麦带和里奇菲尔德多生态系统实验(西澳大利亚)内碳固存和土壤肥力模式的后续影响。在这里,作者提出了一个问题,即恢复是否可以实现多种结果,以提供一系列有益的生态系统服务。因此,George等人()在对农林系统中交错的碳封存、生物多样性和盐度管理的审查中补充了这些长期实地研究,并强调这一战略是实现澳大利亚可持续农业景观的一种手段。认识到土壤生物学和作物-微生物共生的重要性,Ryan和Kirkegaard()通过对澳大利亚北部和南部种植区(分布在澳大利亚东部和西部)的比较荟萃分析,有争议地研究了丛枝菌根真菌(AMF)在澳大利亚广泛种植系统肥力中的农艺相关性。通过扩展,这些作者讨论了AMF是否能够提供生态系统服务,从而为农田恢复做出贡献。
此外,澳大利亚的采矿后景观也面临着与森林砍伐和生态退化相关的类似挑战,其中关键的调查问题更关键地围绕着恢复基本地貌要素,以提供功能性的扰动后生态系统。如上所述,目前的恢复做法旨在通过重新引入和保护本地生物多样性来实现一系列有益的生态系统服务,但对这些恢复生态系统的长期成功和可持续性的全面衡量仍然难以捉摸。在这方面,Williams等人()和Arnold等人(,它们是历史上的牧场。同样,Vickers等人(年)评估了昆士兰西北部牧场内重建原生草原的挑战。Doley等人()将采矿后土地恢复的更广泛背景放在了重点位置。他描述了在公认的景观流动性、适应性生态系统管理和生态系统管理概念范围内,将干扰和恢复过程联系起来的概念路径。
恰当地说,其中许多主题在生态恢复领域产生了反响,这突出了一个事实,即在当前的“恢复时代”所吸取的教训从未与我们退化的世界景观如此重要。虽然《农业、生态系统和环境》并不经常成为此类主题的明显出版论坛,我们希望本文所讨论的集体问题(接近于用于缓解环境退化和土地利用变化的战略,以及恢复环境的生物和物理特征,包括其多样性和可持续性水平,以及与自然生态系统的相似性和不同性)应该具有更广泛的吸引力,并提供相关的信息对农业界和整个科学界的见解。
Recentadvancesinrestorationecology:ExaminingthemodernAustralianagro-ecologicalandpost-mininglandscapes