中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團隊在揭示我國西南喀斯特地區(qū)石漠化治理的成就與當前面臨新挑戰(zhàn)的基礎上，提出了地質背景制約下提升喀斯特區(qū)生態(tài)恢復持續(xù)性的社會-生態(tài)研究框架，相關成果近期以A social-ecological framework to enhance sustainable reforestation under geological constraints為題發(fā)表在國際地學領域知名期刊Earth’s Future上。
王克林研究員團隊發(fā)現大規(guī)模生態(tài)保護與修復下我國西南喀斯特石漠化治理取得顯著成就，從自然維度看，西南喀斯特地區(qū)石漠化面積實現持續(xù)凈減少，成為全球近20年“變綠”的熱點區(qū)，生態(tài)恢復固碳貢獻及其潛力大，但巖土組構差異影響植被恢復類型與質量，特別是土壤豐量、土壤-植被系統(tǒng)礦質養(yǎng)分制約部分喀斯特區(qū)森林景觀恢復；從社會維度看，喀斯特地區(qū)人地關系由緊張向結構性均衡轉變，農村人口及農村地區(qū)實際人口壓力顯著緩解，農村發(fā)展過程與生態(tài)修復進程促進喀斯特區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)轉型，喀斯特區(qū)人地關系拐點來臨。地質背景制約下，喀斯特地區(qū)生態(tài)修復面臨不同地質環(huán)境下造林適宜地點選擇、人工林生產力與生態(tài)系統(tǒng)服務提升、區(qū)域“變綠”與經濟效益的權衡等新的問題與挑戰(zhàn)。
上述石漠化有效治理及“變綠”可持續(xù)性問題的解決需要綜合多尺度、跨學科研究方法，聚焦喀斯特地區(qū)森林退化和造林的核心要素碳酸鹽巖制約和人類擾動，團隊岳躍民研究員提出了提升喀斯特地區(qū)造林可持續(xù)性的社會-生態(tài)研究框架（圖1）。該框架旨在考慮不同的社會-生態(tài)背景優(yōu)化未來生態(tài)建設空間，建立在人類活動與不同生態(tài)系統(tǒng)要素之間長期、連續(xù)的相互作用及反饋基礎上。相比常見社會-生態(tài)系統(tǒng)通用框架往往忽略了歷史變化的影響，該框架整合長期的人類干擾和森林演變定義了連續(xù)時間尺度的社會-生態(tài)系統(tǒng)互饋過程，明確了我國西南喀斯特地區(qū)長時間尺度人類擾動與森林演變的關鍵時期，包括人為干擾開始期(明清時期，公元1400-1920年)、人類干擾強烈期(1920-2000)、當代保護和恢復期(2000年以來)、未來生態(tài)空間優(yōu)化期 (至2100年)，利用沉積物分析、歷史文獻記載、長時序與高分辨率遙感、深度學習等多種研究方法和手段，重建自明清以來西南喀斯特地區(qū)人為擾動下“天然林-毀林-再造林”的森林格局演變過程，提供了一個全面和前瞻性的策略解析地質環(huán)境制約下社會-生態(tài)系統(tǒng)復雜動態(tài)過程，為西南喀斯特地區(qū)生態(tài)建設空間優(yōu)化及生態(tài)修復精準施策提供重要科學基礎。
該框架的多功能性也可延伸應用在其他生態(tài)脆弱區(qū)不同社會-生態(tài)背景下的生態(tài)恢復實踐，結合歷史及近期的森林動態(tài)與毀林過程將增強我們對人類活動或氣候變化引起的森林結構和功能變化的深入理解，提供一個強有力的證據基礎來評估區(qū)域森林可恢復的程度及是否真正需要造林措施。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目(2022YFF1300700)、國家自然科學基金重點基金(41930652,U20A2048) 、湖南省科技創(chuàng)新領軍人才(2023RC1075)等資助。
圖1 融合長時間尺度人類擾動與森林演變的社會-生態(tài)研究框架