全球都在修復濕地，但科學家發(fā)現，真正的問題可能藏在“代謝”里

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

海潮天下·導讀

2026年6月3日，《可持續(xù)發(fā)展前沿》期刊發(fā)表了一篇關于內陸淡水與濕地生態(tài)修復的綱領性前瞻文章。文章指出，當前全球廣泛實施的濕地“基于自然的解決方案”（NbS）在應對氣候變暖時面臨嚴峻的科學瓶頸：許多作為碳匯建設的濕地和生態(tài)池塘，在歐洲及全球氣溫持續(xù)升高的背景下，由于微生物活動的增強，正面臨轉變?yōu)樘荚吹木薮箫L險。為此，歐洲淡水研究中心的科研人員明確提出，必須將基礎生態(tài)學中的經典理論——“生態(tài)代謝理論”作為設計下一代濕地和淡水修復的核心底座。

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出品 | 海潮天下

過去十多年里，濕地恢復、河流重連、生態(tài)池塘建設等“基于自然的解決方案”（Nature-based Solutions，NbS）逐漸成為全球生態(tài)治理的重要工具。從改善水質、緩解洪水，到恢復生物多樣性和增加碳儲存能力，這些工程被寄予了多方面的期待。

不過，2026年6月初，一篇發(fā)表于《可持續(xù)發(fā)展前沿》（Frontiers in Sustainability）的新觀點文章提醒人們，在氣候持續(xù)變暖的背景下，許多淡水生態(tài)修復項目所依據的科學框架已經顯得不夠充分。該研究團隊認為，下一階段的淡水NBS建設需要引入更強的預測能力，而生態(tài)學領域的經典理論——生態(tài)代謝理論（Metabolic Theory of Ecology，MTE）——或許能夠提供關鍵支撐。

▲上圖：淡水生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務隨景觀尺度及異質性變化的預測模型。圖中藍色實線表明，隨著景觀異質性的增加，生態(tài)效益呈正相關增長。通過在單位面積內增加并多樣化配置“基于自然的解決方案”（NBS，圖中以池塘代表），可顯著放大這種正效應。若將這些NBS進行景觀連通，能通過提升連通性與異質性，使退化區(qū)域（褐色背景）的生態(tài)功能逐步向自然生態(tài)系統(tǒng)修復。在更大尺度上進行網絡化鏈接（如箭頭所示），效益將進一步疊加。相反，氣候變化則會產生負面壓制（紅色虛線），導致整體生物多樣性下降，且這種破壞程度與生態(tài)系統(tǒng)本身的退化水平及尺度密切相關。論文出處：Friberg N, ólavsdóttir J and Brennan GL (2026)

01

濕地會不會變成碳源？

濕地長期被視為重要的天然碳庫。

大量植物殘體和有機物在濕潤、缺氧環(huán)境中緩慢分解，使得濕地能夠持續(xù)積累碳儲量。因此，無論是在歐盟還是全球范圍內，濕地恢復都被納入應對氣候變化的重要措施。

但這種能力并非固定不變。

歐洲多個長期監(jiān)測項目顯示，過去幾十年間不少湖泊和河流的水溫持續(xù)上升。一項涉及歐洲多國湖泊的研究發(fā)現，1966年至2015年間，部分湖泊的年最高表層水溫升高超過2攝氏度。隨著升溫持續(xù)推進，生態(tài)系統(tǒng)內部的一些過程開始發(fā)生變化。

其中最敏感的是微生物活動。

溫度升高后，微生物對有機質的分解速度往往會加快，呼吸作用增強，二氧化碳和甲烷釋放量隨之增加。當分解速度超過碳固定速度時，原本儲存碳的系統(tǒng)有可能轉變?yōu)獒尫盘嫉南到y(tǒng)。

作者因此提出，在評價濕地修復項目時，僅依據當前的碳儲量、或植被覆蓋情況，已經不足以判斷其長期效果。

02

修復工程為何需要關注“代謝”

生態(tài)代謝理論誕生于21世紀初，其核心思想并不復雜。

無論是細菌、水生昆蟲、魚類還是植物，所有生命活動都依賴能量消耗。代謝速率受到體型和溫度的共同影響，而個體層面的代謝變化會逐步傳導至種群、群落乃至整個生態(tài)系統(tǒng)。

過去二十多年間，生態(tài)學家已經利用這一理論解釋了許多看似不同的現象，包括生長速率、物種分布、營養(yǎng)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)生產力等。

在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，相關研究發(fā)現，溫度變化往往能夠較好地預測群落呼吸、養(yǎng)分循環(huán)以及食物網結構的變化方向。

Friberg及其同事認為，這些成果尚未充分進入生態(tài)修復實踐。

當前許多NBS項目的設計依據仍然集中于棲息地面積、水文條件或植被結構等因素，而對于未來幾十年生態(tài)系統(tǒng)代謝過程如何變化，考慮相對有限。

從工程角度看，這意味著修復方案需要增加一個新的維度：不僅要評估生態(tài)系統(tǒng)今天的狀態(tài)，還要推演未來氣候條件下生態(tài)過程可能出現的變化軌跡。

例如，同樣是一片恢復濕地，在當前溫度條件下能夠實現較好的碳積累和水質凈化功能，但隨著水溫上升，其呼吸作用、溫室氣體排放和氧氣消耗速率都可能發(fā)生改變。這些變化最終會影響工程的長期表現。

(圖文無關) 華北平原的季節(jié)性河流景觀。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

03

面積之外，更重要的是連通性和異質性

該文同時指出，生態(tài)修復領域長期關注的面積問題，也需要放在更大的空間尺度上重新理解。

生態(tài)學中的“物種—面積關系”顯示，面積較大的棲息地通常能夠維持更高的物種豐富度。但作者強調，面積本身并非全部答案。

在許多流域中，濕地、池塘和河流修復工程往往以孤立斑塊形式存在。即使單個項目規(guī)模不小，如果彼此之間缺乏聯系，生物遷移和基因交流仍然受到限制。

相比之下，由河流廊道、洪泛平原和濕地網絡構成的連通景觀，更容易維持較高水平的生物多樣性、抵御極端氣候事件帶來的沖擊。

類似的邏輯，同樣適用于生境異質性。

從工程實施角度看，統(tǒng)一的設計方案通常更容易施工和管理。但生態(tài)系統(tǒng)的運行規(guī)律并不總是偏好整齊劃一的環(huán)境。不同水深、不同流速、不同植被結構共同構成的復雜棲息地，往往能夠容納更多生態(tài)功能類型。

在氣候變化背景下，這種復雜性還意味著更大的緩沖能力。某些物種可能因高溫受到抑制，而另一些物種則能夠填補其生態(tài)功能，由此維持系統(tǒng)整體運行。

(圖文無關)▲河道作為一條天然的生態(tài)廊道，順著山勢蜿蜒流淌，將兩側巨大的山體、梯田、森林以及零星散落的村落有機地鏈接在一起。這種巨大的垂直地貌提供了極高的生境異質性。根據景觀尺度理論，河道及其周邊的濕地灘涂，作為整個宏觀景觀中的關鍵斑塊，其生態(tài)系統(tǒng)服務供給能力（如水源涵養(yǎng)、水質自凈、生物多樣性維持）并不是孤立存在的。它深度依賴于從山頂森林到山坡梯田，再到谷底河流的這種大尺度空間連通性。（題：Qianjia；?黃成德 攝影）

04

從“恢復過去”

走向“面向未來的修復”

文章提出的另一個概念是“預修復”（prestoration）。

這一思路近年來開始出現在恢復生態(tài)學領域，其出發(fā)點是：修復工程不應簡單復制歷史狀態(tài)，而應結合未來環(huán)境變化進行規(guī)劃。

對于淡水生態(tài)系統(tǒng)而言，這一點尤為重要。

許多冷水性魚類、無脊椎動物已經面臨棲息地升溫問題。即使當前環(huán)境仍適合其生存，未來幾十年也可能發(fā)生明顯變化。

研究人員舉例說，在河流沿岸增加遮蔭植被、保護地下水涌出形成的冷水區(qū)，或者提前構建生態(tài)廊道，都屬于面向未來氣候條件的修復措施。這類設計思路，就得提前把氣候模型、物種分布模型和生態(tài)代謝理論結合起來進行預測。

換句話說，修復對象已經不再只是今天所看到的生態(tài)系統(tǒng)，而是未來幾十年持續(xù)變化中的生態(tài)系統(tǒng)。

（圖文無關）▲城市中的河道——亮馬河的河道治理，體現了在單位面積內主動增加并多樣化配置“基于自然的解決方案”的實踐。密集生長、錯落有致的水生植物帶與挺水群落，就是一種微觀尺度上的NbS斑塊。這些植物根系與依附其上的微生物群落共同構成了天然的生物過濾器。正如“地球之腎”的過濾機制，它們能夠減緩局部流速，吸附、固定并分解城市地表徑流帶來的氮、磷等營養(yǎng)元素及有機污染物;這種人為創(chuàng)造的濕地生境不僅增加了局域的內部異質性，也使原本的功能單一、生硬的硬化人工溝渠，在水質自凈和棲息地營造等功能上，逐步向自然生態(tài)系統(tǒng)修復與靠近。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

05

淡水修復

正在進入預測時代

作者特別強調，推動這種轉變所需的數據基礎，其實已經部分具備了。

過去數十年積累的大規(guī)模生物監(jiān)測數據、全球物種分布數據庫、湖泊和河流水溫數據，以及近年來快速發(fā)展的遙感、#eDNA 技術，都為預測模型提供了前所未有的數據來源。

在作者看來，未來淡水NbS的發(fā)展方向，很可能從經驗驅動逐步轉向預測驅動。

比如說，工程設計階段，就得同時回答幾個問題：哪些物種能夠適應未來溫度條件？哪些區(qū)域能夠長期維持生態(tài)功能？哪些修復措施在幾十年后仍然有效？……

這些問題的答案，很大程度上取決于生態(tài)系統(tǒng)內部的代謝過程如何響應不斷變化的氣候。

正因為如此，生態(tài)代謝理論從基礎生態(tài)學走向生態(tài)工程實踐，正在成為國際淡水修復領域值得關注的新趨勢。它所關注的除了生態(tài)系統(tǒng)的結構本身，還有支撐這些結構持續(xù)運轉的動力機制。

（圖文無關）▲上圖：東北的塔頭濕地，它本質上是一個極端緩慢代謝（slow metabolism）的生態(tài)系統(tǒng)。塔頭濕地的核心組成部分——“塔頭墩子”是泥炭地的一種典型形態(tài)?！八^墩子”是濕地中高出水面幾十厘米到一米的草墩，它是由沼澤中苔草的根系經歷死亡、生長、再腐爛、再生長，與泥灰碳經年累月凝結形成的，過程極其緩慢，一個直徑半米的塔頭可能需要上千年才能形成，是濕地中珍貴的“活化石”。其實，塔頭濕地能夠儲存大量碳，并不是因為植物長得特別快，而是因為分解過程特別慢。攝影：?黃喜民 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

海潮君·寫在最后

近年來，基于自然的解決方案（NbS）這個概念，雖然迅速成為聯合國、歐盟、世界銀行以及各國生態(tài)政策的重要框架，好像什么事情戴個NbS帽子就變得高級了。但其實，它在學術界受到的批評也越來越多，而且這些批評并非來自反對生態(tài)修復的人，而恰恰來自生態(tài)學、保護生物學和環(huán)境治理領域的研究人員。常見的批評如，認為NbS概念過大，幾乎什么都能裝進去；過度強調生態(tài)系統(tǒng)服務，弱化生物多樣性；氣候緩解效益被高估了，以及它忽視了生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性、被當作廉價替代方案，還缺乏長期監(jiān)測與證據，等等。

這篇最新的文章中，筆者覺得，真正值得關注的，倒還不是生態(tài)代謝理論（MTE）本身。它指出了當前全球生態(tài)修復領域一個長期被忽視的問題——絕大多數NbS項目仍在用靜態(tài)思維應對動態(tài)變化的生態(tài)系統(tǒng)。

過去二十年，生態(tài)修復基本上都在關注棲息地面積、植被覆蓋和工程規(guī)模等結構指標，但氣候變化影響的重點并不是結構，而是過程。溫度改變的是代謝速率、能量流動和物質循環(huán)，而這些過程最終決定碳匯功能、食物網穩(wěn)定性和生態(tài)系統(tǒng)韌性。

從更大的尺度看，這篇文章反映出生態(tài)修復科學正在經歷一次范式轉換。未來評價一個濕地或河流修復項目，關鍵問題可能不再是看你“恢復了多少”，而是“在未來幾十年的氣候變化下，它還能運行多久”？這意味著生態(tài)修復的目標正在從重建歷史狀態(tài)，轉向維持未來功能。所以說，如果說過去的生態(tài)修復是一門景觀工程學，那么下一階段更接近一門預測科學?；蛟S，誰能夠預測生態(tài)系統(tǒng)在升溫背景下的功能軌跡，誰才能真正定義下一代NbS。

本文參考資料
感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Friberg N, ólavsdóttir J and Brennan GL (2026) Underpinning upscaling of nature-based solutions (NBS) in freshwaters using ecological principles and existing data. Front. Sustain. 7:1793189. doi: 10.3389/frsus.2026.1793189
https://www.frontiersin.org/journals/sustainability/articles/10.3389/frsus.2026.1793189/full

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資訊源 | Friberg N, ólavsdóttir J and Brennan GL (2026)

文 | 王芊佳

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年6月

聯系小編 | editor@oceanbiodiversity.cn

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