近几十年来，在气候变化和人类活动的双重干扰下，全球湿地的损失和功能退化速率远大于其它自然生态系统，严重影响了区域生态环境和可持续发展。为服务国家生态文明建设需求，维持湿地可持续发展，急需开展湿地保护和恢复的基础理论及关键技术研究工作。从湿地生态恢复目标的制定方法上看，由于缺乏对湿地弹性和适应性循环的深入了解，目前常用的历史记录法、参考点法等通常把系统受到扰动之前的生态特征设定为恢复参考目标，导致恢复所需成本过高、周期过长。

为探索是否可以利用湿地沉积记录揭示生态系统的弹性和适应性循环机制并指导制定湿地恢复目标，我们利用一个退化的湿地(洪河湿地)和一个在近十几年来逐渐消失的湿地(申家店湿地)，选取耐受性较强的植被群落和硅藻群落等慢变量(slow variables)，评估其在近百年来人类活动胁迫下表现出的弹性特征和适应性循环过程。分析发现，上个世纪70年代末，植被群落和硅藻群落在严重人类活动的干扰下逐渐从喜湿物种转变为了喜干物种。基于STARS计算和F统计等识别稳态转换早期信号的方法，发现湿地在1990年前后发生了稳态转换(图1)。湿地排干和地下水的过度使用等人类活动是造成洪河和申家店湿地发生稳态转换的主要原因。

图1 申家店和洪河湿地在严重人类活动干扰下的稳态转换

基于湿地生态系统慢变量的变化和稳态转换的时间，可以判断出三江平原湿地生态系统在70年代末之前是处于适应性循环的保持(conservation)阶段，70年代末至1990年处于释放(release)阶段，1990年以后则处于重组(reorganization)阶段，从贫营养-喜湿的一个状态转变为了富营养-喜干的一个状态(图2)。生态系统在保持阶段早期具有较高的弹性力和稳定的状态，尽管生态系统已遭受轻微的人类活动干扰，这个阶段的生态特征仍可以作为湿地恢复的参考基准。相比以生态系统受到扰动之前的生态特征作为恢复目标，这个方法更加的经济、合理，恢复后的湿地生态系统功能也更加稳定。

图2 生态系统的适应性循环及生态功能的下降

相关论文发表在国际期刊Earth’s future上，本研究得到了国家自然科学基金项目(No. 42001081. 42171103)，中国博士后科学基金项目(No. 2020M680694)，中国科学院青年创新促进会项目(No. 2020235)以及中国科学院特别研究助理项目的联合资助。

　　论文信息如下：

　　Hanxiang Liu, Chuanyu Gao*, Guoping Wang*. Considering the adaptive cycle and resilience of the ecosystem to define reference conditions for wetland restoration. Earth’s Future (2022), 10. e2021EF002419. https://doi.org/10.1029/2021EF002419