張紹良， 楊永均， 侯湖平,*

1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，徐州 221116 2 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，礦山生態(tài)修復(fù)教育部工程研究中心，徐州 221116

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新型生態(tài)系統(tǒng)理論及其爭(zhēng)議綜述

張紹良1,2， 楊永均1， 侯湖平1,*

1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，徐州 221116 2 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，礦山生態(tài)修復(fù)教育部工程研究中心，徐州 221116

澳大利亞Richard J Hobbs教授等近年提出的新型生態(tài)系統(tǒng)(Novel Ecosystems)理論認(rèn)為，由于人類作用，地球生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了前所未有的變化，很多生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)越過(guò)不可逆轉(zhuǎn)的閾值，不可能恢復(fù)到原有狀態(tài)，形成了新的生態(tài)系統(tǒng)，其生物要素、非生物要素和系統(tǒng)功能等都發(fā)生了顯著改變；人類應(yīng)該面對(duì)現(xiàn)實(shí)，必須反思傳統(tǒng)生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)的行為、政策和思維；應(yīng)該致力新型生態(tài)系統(tǒng)的特征、屬性和演替規(guī)律的研究，在管理、規(guī)劃、政策、組織和技術(shù)等方面的創(chuàng)新。新型生態(tài)系統(tǒng)理論引起了很大爭(zhēng)議。質(zhì)疑者認(rèn)為，由于自然作用力和人類的持續(xù)擾動(dòng)，地球生態(tài)系統(tǒng)一直在不斷變化，所以一直都是“新”的，根本沒(méi)必要貼上“新型”標(biāo)簽；該理論基本概念模糊，理論模型不精確，缺乏嚴(yán)密的邏輯推理，還很不成熟；該理論無(wú)助于生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)的實(shí)踐，會(huì)擾亂人們的思想，沒(méi)有實(shí)踐價(jià)值。不過(guò)，支持者和質(zhì)疑者都承認(rèn)地球上很多生態(tài)系統(tǒng)的確遭到嚴(yán)重破壞，已經(jīng)發(fā)生深刻演替，極有必要對(duì)這類系統(tǒng)的非線性機(jī)制、系統(tǒng)閾值、恢復(fù)力、新范式，以及破壞后的所有特征等開(kāi)展研究，應(yīng)該理性選擇合適的修復(fù)方法，理性分析人工干預(yù)的程度及其成功的可能性，科學(xué)制定行動(dòng)方案和優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)。跟蹤國(guó)際前沿，開(kāi)展新型生態(tài)系統(tǒng)理論研究有助于豐富我國(guó)恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論以及創(chuàng)新工程實(shí)踐。

恢復(fù)生態(tài)學(xué)；新型生態(tài)系統(tǒng)；恢復(fù)力；綜述

新型生態(tài)系統(tǒng)(Novel Ecosystems)的爭(zhēng)論正在國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域激烈地進(jìn)行著[1-5]。以澳大利亞Richard J Hobbs教授為代表的理論創(chuàng)建者于2011年5月在加拿大溫哥華的Pender Island舉行了一場(chǎng)專題研討會(huì)，對(duì)新型生態(tài)系統(tǒng)的基本概念、理論框架和實(shí)踐價(jià)值等進(jìn)行了2d激烈的爭(zhēng)辯，并于2013年將之以《新型生態(tài)系統(tǒng)：正攪動(dòng)著生態(tài)世界新秩序(Novel Ecosystems: Intervening in the New Ecological World Order)》為書(shū)名正式出版。該書(shū)在國(guó)際恢復(fù)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域引起了高度關(guān)注。以美國(guó)Carolina Murcia教授、法國(guó)科學(xué)家James Aronson等為代表的反對(duì)派對(duì)新型生態(tài)系統(tǒng)理論的存在基礎(chǔ)和實(shí)踐價(jià)值等進(jìn)行了猛烈抨擊，而更多的學(xué)者[4-10]則以審慎、質(zhì)疑或欣賞的眼光發(fā)表高見(jiàn)。

作為一種新的理論，新型生態(tài)系統(tǒng)受到批評(píng)和質(zhì)疑，抑或贊揚(yáng)和肯定，均表明了該理論的魅力。盡管該理論才剛剛提出，但是其科學(xué)價(jià)值和發(fā)展前景已經(jīng)初露端倪。為此，本文介紹了新型生態(tài)系統(tǒng)的緣起、主要觀點(diǎn)以及國(guó)際社會(huì)的質(zhì)疑等，旨在把該理論介紹給國(guó)內(nèi)學(xué)者，以引起大家的關(guān)注。

1 新型生態(tài)系統(tǒng)理論的緣起

從所謂的長(zhǎng)時(shí)間、大空間尺度看，地球甚至行星生態(tài)系統(tǒng)一直處在不斷變化之中。從無(wú)數(shù)次植物大爆發(fā)到恐龍等物種的滅絕乃至人類的產(chǎn)生等，地球生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的“更新”，不過(guò)這種變化的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自于大自然。然而，自從人類出現(xiàn)以后，尤其是工業(yè)革命以來(lái)，這種局面發(fā)生了變化。人類活動(dòng)對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)已經(jīng)越來(lái)越顯著而且普遍[6,11- 12]，甚至超過(guò)了地球自然驅(qū)動(dòng)力。各種尺度的生態(tài)系統(tǒng)中，生物要素、非生物要素、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及生態(tài)服務(wù)能力等均處在快速的變化之中，這引起了生態(tài)學(xué)家們的擔(dān)憂，恢復(fù)生態(tài)學(xué)因此而產(chǎn)生。但是如何看待這種變化，如何適應(yīng)這種變化，如何干預(yù)這種變化，以及如何開(kāi)展有效的生態(tài)恢復(fù)等等問(wèn)題，人類仍處于探索之中，亟需一種新的理論來(lái)解答。

開(kāi)始人們嘗試用“退化生態(tài)系統(tǒng)”(Degraded ecosystem)[13]或者偏途頂極群落(Disclimax)[14]等來(lái)描述生態(tài)系統(tǒng)的這種變化，但是這些術(shù)語(yǔ)都過(guò)于強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)的負(fù)面影響，忽視了其積極作用，因此難以被廣泛接受。因?yàn)楸M管地球生態(tài)系統(tǒng)的確發(fā)生了歷史巨變，然而人類依然不斷前行，而且生活越來(lái)越好，這充分證明了生態(tài)系統(tǒng)的自我適應(yīng)能力和人類對(duì)它的控制能力。直到1997年，Chapin 和 Starfield首次提出了“新型生態(tài)系統(tǒng)”術(shù)語(yǔ)[15]，用以描述阿拉斯加北方高緯度地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)在人類干擾后產(chǎn)生的新格局，該術(shù)語(yǔ)立刻得到大家的關(guān)注。Milton 于2003年提出了“新興生態(tài)系統(tǒng)(Emerging ecosystem)”的概念[16]，和新型生態(tài)系統(tǒng)的涵義類似。最先引起科學(xué)家對(duì)新型生態(tài)系統(tǒng)關(guān)注的是人類活動(dòng)導(dǎo)致的物種(尤其是植物物種)新組合。

此后幾年很多學(xué)者列舉了大量實(shí)例，證明了新型生態(tài)系統(tǒng)的存在事實(shí)[2,6-11,13,15- 16]，一些生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)完全遠(yuǎn)離原有系統(tǒng)，造成了其功能、結(jié)構(gòu)或者組成要素的不可逆轉(zhuǎn)。這促使研究者和實(shí)踐者去反思傳統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)和生態(tài)修復(fù)理念，引領(lǐng)學(xué)者去探尋新的方法(Novel approaches)和新的理論以面對(duì)這一現(xiàn)實(shí)。對(duì)不可能恢復(fù)到原有狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，如何規(guī)劃設(shè)計(jì)其新的系統(tǒng)，使之既能保持系統(tǒng)的新平衡，又能保證系統(tǒng)的功能和服務(wù)價(jià)值？如何有效管理與保護(hù)新型生態(tài)系統(tǒng)？這些現(xiàn)實(shí)難題促使了新型生態(tài)系統(tǒng)理論的問(wèn)世。

2 新型生態(tài)系統(tǒng)理論的基本觀點(diǎn)

2.1 新型生態(tài)系統(tǒng)的定義

Hobbs教授在前人研究的基礎(chǔ)上，于2006年正式提出了新型生態(tài)系統(tǒng)的定義：所謂的新型(Novelty)，是指新物種的出現(xiàn)以及生態(tài)系統(tǒng)功能的全新改變。新型生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生主要是人力作用(Human agency)，是人類行為有意或無(wú)意造成的結(jié)果，但是它一旦形成后，就不需要人類的刻意管理，它具有自我組織和自我維持的能力。

然而，新型生態(tài)系統(tǒng)的定義是備受爭(zhēng)議的，其中對(duì)“新型”的爭(zhēng)議最大。例如，生態(tài)系統(tǒng)的新型化是連續(xù)的還是非連續(xù)的？新舊系統(tǒng)是否存在明顯的拐點(diǎn)(Breakpoint)？即使有這樣的拐點(diǎn)，能觀察、測(cè)量或者計(jì)算出來(lái)嗎？這些關(guān)鍵問(wèn)題是否應(yīng)該在定義中表達(dá)出來(lái)？等等。不同學(xué)者定義也各不相同[5-7,9,15-19]。

2013年，Hobbs等吸收了大家的觀點(diǎn)，重新定義了新型生態(tài)系統(tǒng)： 由非生物要素、生物要素和社會(huì)要素(以及它們間相互作用)構(gòu)成。由于人類作用，該系統(tǒng)和歷史上曾經(jīng)盛行的生態(tài)系統(tǒng)不同，它無(wú)需人類集約經(jīng)營(yíng)管理，即有自組織和顯現(xiàn)新品質(zhì)的趨勢(shì)[20]。

Hobbs等認(rèn)為，上述概念是依據(jù)3個(gè)基本原理而提出的：第一個(gè)是個(gè)體論(individualistic concept)，正是因?yàn)閯?dòng)植物個(gè)體能夠不停的自由移動(dòng)(植物通過(guò)外力或者花粉傳播)，以適應(yīng)環(huán)境的變化，才導(dǎo)致了群落在某個(gè)時(shí)間尺度上的持續(xù)變化。沒(méi)有生物圈的這一基本屬性，新型生態(tài)系統(tǒng)是不可能產(chǎn)生的。第二個(gè)是生態(tài)系統(tǒng)生物要素和非生物要素的互相制約和互相影響(Abiotic-biotic tether)，沒(méi)有生物和非生物之間的相互作用，互相適應(yīng)，生態(tài)系統(tǒng)就不會(huì)得到自我更新。第三個(gè)是人類活動(dòng)所產(chǎn)生的持續(xù)變化(Pervasive human-caused change)。正是人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)、普遍、全方位的干擾，才形成了新型生態(tài)系統(tǒng)。在人類社會(huì)里，生態(tài)系統(tǒng)不斷更新的原動(dòng)力主要來(lái)自人類活動(dòng)的影響。

新型生態(tài)系統(tǒng)的定義是該理論最核心的問(wèn)題，因?yàn)樗缍嗽摾碚撗芯康膶?duì)象、內(nèi)涵和框架。Hobbs等也認(rèn)為，上述定義還不夠完美，還需要進(jìn)一步討論。

2.2 新型生態(tài)系統(tǒng)的來(lái)源

圖1 新型生態(tài)系統(tǒng)的定義[11]Fig.1 The definition of novel ecosystems[11]

Hobbs等認(rèn)為，新型生態(tài)系統(tǒng)來(lái)源于兩大方面：一是原生-自然(或半自然)生態(tài)系統(tǒng)的退化和被侵入；二是集約管理的生態(tài)系統(tǒng)(如農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等)的廢棄。圖1[11]表達(dá)了其過(guò)程：(1)由于人類活動(dòng)的不斷加強(qiáng)，土地荒漠化、沙漠化、鹽堿化和水土流失等土地退化以及采礦、森林砍伐、城市化等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)行為，導(dǎo)致了原生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和系統(tǒng)要素等發(fā)生根本變化，新型生態(tài)系統(tǒng)由此產(chǎn)生。(2)由于人類活動(dòng)空間的不斷擴(kuò)張，人類流動(dòng)的范圍、速度和頻度等不斷加大，物種擴(kuò)散和空間移植也因此變得普遍而頻繁，外來(lái)物種的侵入導(dǎo)致本土物種的退化甚至滅絕，新型生態(tài)系統(tǒng)因此產(chǎn)生。(3)人類過(guò)度墾殖、過(guò)度放牧或過(guò)度開(kāi)發(fā)引起土地退化，生產(chǎn)力不斷下降，效益不斷降低,最后不得不棄用，這些被拋棄的土地也淪為了新型生態(tài)系統(tǒng)。

2.3 新型生態(tài)系統(tǒng)的判別方法

生物和非生物要素變化到何種程度，以及系統(tǒng)功能變化到何種程度，新型生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)呢？這是該理論備受關(guān)注的理論難題之一。人類活動(dòng)已經(jīng)深刻影響了地球，如大氣CO2濃度增高導(dǎo)致全球氣候變暖、工業(yè)化造成大量廢棄物的排放等已經(jīng)深刻影響著地球的水土資源、全球人口持續(xù)增長(zhǎng)和城市化導(dǎo)致土地利用覆被變化和人為氮沉降增加、外來(lái)物種的侵入導(dǎo)致本土物種的滅絕等等，這些都深刻改變了地球的原貌和生物要素的生存條件。從這個(gè)意義上講，地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)都是新型的，不存在分界點(diǎn)。然而，這種認(rèn)識(shí)僅具有理論意義，沒(méi)有實(shí)踐價(jià)值。

新型生態(tài)系統(tǒng)理論認(rèn)為新型生態(tài)系統(tǒng)是可以分辨出來(lái)的，判別的標(biāo)準(zhǔn)是，系統(tǒng)是否越過(guò)了一個(gè)生態(tài)閾值(Ecological threshold)。當(dāng)超過(guò)這個(gè)閾值后，系統(tǒng)要不就不可能回到原有狀態(tài)，要不就要花費(fèi)很大的成本，而這個(gè)成本不足以被恢復(fù)后的系統(tǒng)產(chǎn)生的服務(wù)價(jià)值所支付，即所謂的生態(tài)修復(fù)得不償失[20]。

但是這個(gè)閾值是否存在？如何測(cè)量和監(jiān)測(cè)？判別的敏感指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)是什么？這成為目前爭(zhēng)論的另一個(gè)焦點(diǎn)?！靶隆本拖瘛懊馈币粯?，因人而異，這就意味著，在談到新型時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)空尺度必須認(rèn)真定義[21]。于是有的學(xué)者嘗試用歷史參照系統(tǒng)(Reference)來(lái)比照，以此判別新型生態(tài)系統(tǒng)[17-18]。由于地球上幾乎不存在未受到擾動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，因此只有采取“用空間換時(shí)間”或“用現(xiàn)在替代過(guò)去”兩種方法建立參照系統(tǒng)。但是歷史參照物是否有效和可能？現(xiàn)有參照物又是否合適呢？這兩類參照物各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步的理論研究和實(shí)踐探索。

2.4 歷史系統(tǒng)、復(fù)合系統(tǒng)和新型系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換

圖2 生物和非生物要素變化不同程度下生態(tài)系統(tǒng)的不同類型[22] Fig.2 Types of ecosystems under varying levels of biotic and abiotic change[22]

圖3 和生物/非生物要素新型有關(guān)的歷史生態(tài)系統(tǒng)功能相似性的狀態(tài)-空間圖[27] Fig.3 A state-space of functional similarity to the historical ecosystem in relation to abiotic and biotic novelty[27]

新型生態(tài)系統(tǒng)理論認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)可以分為歷史系統(tǒng)(Historical ecosystems)、復(fù)合系統(tǒng)(Hybrid ecosystems，能夠部分恢復(fù)到原有狀態(tài)的系統(tǒng))和新型生態(tài)系統(tǒng)。其中，在歷史系統(tǒng)中，生物要素和非生物要素盡管也在變化，但是沒(méi)有越過(guò)閾值；到復(fù)合系統(tǒng)時(shí)，有部分生物要素或者非生物要素越過(guò)了閾值，表現(xiàn)出與歷史系統(tǒng)明顯的不同，但是這些要素經(jīng)過(guò)恢復(fù)措施有可能再回到歷史狀態(tài)。而在新型生態(tài)系統(tǒng)中，生物和非生物要素都和以前明顯不同，而且系統(tǒng)已越過(guò)閾值，而且不可逆轉(zhuǎn)。圖2[22]表示這3種系統(tǒng)要素之間的變化。箭頭代表著可能變化的方向: “1”表示可逆轉(zhuǎn)，從復(fù)合系統(tǒng)回到歷史系統(tǒng)中；“2”表示不可逆轉(zhuǎn)，從歷史/復(fù)合系統(tǒng)到新型系統(tǒng)中；“3”表示在新型系統(tǒng)狀態(tài)下，要素之間也在變化，但是沒(méi)有越過(guò)閾值，所以新型生態(tài)系統(tǒng)本身也是穩(wěn)定的，是具備恢復(fù)力(Resilience)的。

2.5 新型生態(tài)系統(tǒng)的管理

關(guān)于新型生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生后，人們是否還必須進(jìn)行恢復(fù)和治理的問(wèn)題，Hobbs[23]與Kueffer和Daehler[24]均認(rèn)為，新型生態(tài)系統(tǒng)既然已經(jīng)形成了，那么原有的恢復(fù)、治理思維都要改變，因?yàn)檫@些所謂的恢復(fù)、治理仍然是人類對(duì)系統(tǒng)干預(yù)的持續(xù)，其目的還是恢復(fù)到歷史狀態(tài)，是和新型生態(tài)系統(tǒng)的目標(biāo)背道而馳的，類似于“把牙膏再灌回管子里”。不過(guò)他們也承認(rèn)，有些時(shí)候，擾動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)不是很嚴(yán)重，和歷史系統(tǒng)的區(qū)別不大，恢復(fù)的系統(tǒng)目標(biāo)也和原有系統(tǒng)變化不大，那么此時(shí)系統(tǒng)修復(fù)是必要的。

那么管理是否有必要呢？Hallett等認(rèn)為[25]，即使是新型生態(tài)系統(tǒng)，管理也是十分必要的，管理的目標(biāo)是要維護(hù)系統(tǒng)的功能。圖3[27]表示系統(tǒng)功能的變化和生物/非生物要素變化之間的關(guān)系。這里的功能是指提供棲息場(chǎng)所、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生物多樣性維持等。上邊的“沒(méi)有可能”表示要素相同而功能不同，這種情況基本不可能出現(xiàn)。圓圈“○”表示系統(tǒng)沒(méi)有越過(guò)閾值，變成新型系統(tǒng)；方框“□”表示已經(jīng)進(jìn)入到新型系統(tǒng)。A、B、C表示了3種不同的管理目標(biāo)：“A”表示通過(guò)要素修復(fù)等措施，盡量保證系統(tǒng)維持在原有系統(tǒng)狀態(tài)，功能的相似性不變；“B”表示即使系統(tǒng)功能和生物-非生物要素已經(jīng)發(fā)生了一些變化，但是仍然期望采取生態(tài)恢復(fù)措施，系統(tǒng)仍維持原有功能和結(jié)構(gòu)；“C”表示即使系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到了新型狀態(tài)，但管理的目標(biāo)仍然是維持新系統(tǒng)的功能和原有系統(tǒng)的相似。

2.6 新型生態(tài)系統(tǒng)基本框架

圖4 新型生態(tài)系統(tǒng)框架圖[23] Fig.4 The novel ecosystems framework[23]

綜合上述觀點(diǎn)，Hobbs等給出了新型生態(tài)系統(tǒng)框架(圖4)。橫軸表示系統(tǒng)的新型程度，取決于生物和非生物要素偏離歷史系統(tǒng)的距離?？v軸表示人類作用的程度，包括人類對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，也包括對(duì)系統(tǒng)的修復(fù)、維護(hù)等。四個(gè)角代表了4種不同的靜止?fàn)顟B(tài)，其實(shí)它們是很少存在的。箭頭代表了系統(tǒng)在不同狀態(tài)間的運(yùn)動(dòng)，以及不同時(shí)間引起系統(tǒng)變化的驅(qū)動(dòng)力。例如，即使沒(méi)有人的干預(yù)，氣候變化也會(huì)使系統(tǒng)不斷朝著新型發(fā)展，所以是一條和縱軸垂直的線。

2.7 新型生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)證研究

新型生態(tài)系統(tǒng)概念被提出后，很多生態(tài)科學(xué)家、規(guī)劃師和生態(tài)工程實(shí)踐者對(duì)此開(kāi)展了實(shí)證研究，例如，EWEL通過(guò)對(duì)佛羅里達(dá)州Hole-in-the-Donut島土地利用的變化以及巴西堅(jiān)果這一外來(lái)植物的命運(yùn)的調(diào)查，證實(shí)了新型生態(tài)系統(tǒng)的存在[26]。Perring 等根據(jù)8000年來(lái)地球人口和土地利用的變化證明了新型生態(tài)系統(tǒng)存在的普遍性，而且對(duì)不同的新型程度的差異進(jìn)行了分析[27]。Martinuzzi以波多黎各島森林外來(lái)物種數(shù)量變化及其空間分布，證實(shí)了物種侵入能改變森林生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，但是發(fā)現(xiàn)在很多極端環(huán)境中，本土物種還是占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)[28]。此前也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)新型化現(xiàn)象，如Weiss通過(guò)調(diào)查加利福尼亞草地氮沉降致使本土植被外來(lái)物種替代的狀況，發(fā)現(xiàn)了新型生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)生[29]。 Lugo調(diào)查波多黎各島林地變遷，從林地到農(nóng)地到廢棄地到草地再到林地，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)40a的演替，新的林地中本土物種和外來(lái)物種幾乎平分天下，新型生態(tài)系統(tǒng)不可避免出現(xiàn)了[30]。

2.8 新型生態(tài)系統(tǒng)理論價(jià)值

新型生態(tài)系統(tǒng)的支持者認(rèn)為[2,21-22]，這一新的理論具有十分重要的價(jià)值，表現(xiàn)在：(1)為反思現(xiàn)有生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)技術(shù)、工程、政策和規(guī)范等提供了新的思路；(2)為遏制生態(tài)系統(tǒng)退化提供了新思維；(3)有助于確定物種和生態(tài)系統(tǒng)功能重建的現(xiàn)實(shí)目標(biāo)，而不是恢復(fù)到原有狀態(tài)這一理想目標(biāo)；(4)生態(tài)管理和生態(tài)工程中承認(rèn)生態(tài)恢復(fù)的局限性以及重建遇到的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化障礙，有助于新的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和經(jīng)營(yíng)管理，以降低成本和提高效率；(5)有助于開(kāi)發(fā)新的生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)；(6)可應(yīng)用于生態(tài)恢復(fù)工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)；(7)有助于開(kāi)發(fā)新的實(shí)用性恢復(fù)技術(shù)。

3 對(duì)新型生態(tài)系統(tǒng)理論的質(zhì)疑

正如其它新理論一樣，新型生態(tài)系統(tǒng)概念一經(jīng)提出，立即引來(lái)了質(zhì)疑[1,3-4,12]：(1)關(guān)于概念的質(zhì)疑。有的認(rèn)為新型生態(tài)系統(tǒng)概念不清，內(nèi)涵不明，缺乏基礎(chǔ)，新舊系統(tǒng)的界線和判別標(biāo)準(zhǔn)模糊；有的認(rèn)為基本概念存在邏輯矛盾和生態(tài)術(shù)語(yǔ)不準(zhǔn)確問(wèn)題(Ecological imprecisions)；有的干脆否定新型生態(tài)系統(tǒng)的定義，因?yàn)槌晒Φ纳鷳B(tài)恢復(fù)項(xiàng)目和生態(tài)保護(hù)工程也可認(rèn)為是新型生態(tài)系統(tǒng)，但是不被目前的定義所包含，而這種新型生態(tài)系統(tǒng)更有意義。(2)關(guān)于新型生態(tài)系統(tǒng)是否存在的質(zhì)疑。有的認(rèn)為，所謂的新型生態(tài)系統(tǒng)其實(shí)是子虛烏有的(Ubiquitous)，因?yàn)榱信e的那些實(shí)證根本不能說(shuō)明新型生態(tài)系統(tǒng)正在全球蔓延而且不可逆轉(zhuǎn)；有的認(rèn)為，新型生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)悖論：既然新型生態(tài)系統(tǒng)具有自組織能力和維持這一新?tīng)顟B(tài)的能力，那么這隱含說(shuō)明舊的生態(tài)系統(tǒng)是沒(méi)有恢復(fù)力的,但是由于新的系統(tǒng)仍然是在不斷變化的——過(guò)去的新系統(tǒng)，現(xiàn)在成了舊系統(tǒng)——恢復(fù)力卻因“新”、“舊”的人為劃分而變化，很顯然，這不符合恢復(fù)力的生態(tài)系統(tǒng)基本屬性。從漫長(zhǎng)的生態(tài)系統(tǒng)演化角度看，有無(wú)人類干預(yù)，系統(tǒng)都一直在更新著，所以這種新系統(tǒng)本身就存在。(3)關(guān)于生態(tài)閾值的質(zhì)疑。有的學(xué)者證明，不存在新型生態(tài)系統(tǒng)理論所謂的不可逆轉(zhuǎn)的閾值，因?yàn)楹芏鄶_動(dòng)后由于系統(tǒng)恢復(fù)力的存在，系統(tǒng)能回到原有狀態(tài)，也就是自己能夠跨過(guò)這一閾值；有的認(rèn)為，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政治對(duì)恢復(fù)的制約因素并不是生態(tài)閾值，但是新型生態(tài)系統(tǒng)理論卻特別強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。(4)對(duì)該理論價(jià)值的質(zhì)疑。有的認(rèn)為，該理論是對(duì)現(xiàn)有生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)實(shí)踐的挑戰(zhàn)，沒(méi)有管理實(shí)踐價(jià)值，反而對(duì)生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)政策會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響；有的認(rèn)為，經(jīng)過(guò)30來(lái)年的努力，恢復(fù)生態(tài)學(xué)正被越來(lái)越多的政府、組織所接受，越來(lái)越多的工程、項(xiàng)目如自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)修復(fù)工程等正在全球展開(kāi)，此時(shí)此刻出現(xiàn)的新型生態(tài)系統(tǒng)思潮無(wú)疑對(duì)此十分有害，會(huì)擾亂決策者和實(shí)踐者的思路，葬送目前的大好形勢(shì)；有的認(rèn)為，對(duì)演化的生態(tài)系統(tǒng)沒(méi)有必要強(qiáng)加一個(gè)新的標(biāo)簽(New label)，尤其是像“新型生態(tài)系統(tǒng)”這樣排除恢復(fù)、默認(rèn)現(xiàn)狀的觀點(diǎn)，因?yàn)樗鼘?duì)生態(tài)管理有負(fù)面影響。

有的學(xué)者同意新型生態(tài)系統(tǒng)存在的事實(shí)，但是對(duì)其部分觀點(diǎn)持不同意見(jiàn)，如有的認(rèn)為，氣候變化、物種侵入和其它變化的全球過(guò)程(如氮沉降)導(dǎo)致了新型生態(tài)系統(tǒng)的不可逆轉(zhuǎn)、不可避免和不斷擴(kuò)散，我們必須面對(duì)這一事實(shí)。然而，放棄對(duì)破壞的生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，這存在很大風(fēng)險(xiǎn)。誰(shuí)能預(yù)測(cè)這種放之任之的未來(lái)是什么樣[26]？有的認(rèn)為，新型生態(tài)系統(tǒng)的概念和有關(guān)生態(tài)管理的新方法是很有必要的，因?yàn)榛謴?fù)生態(tài)學(xué)學(xué)科正在產(chǎn)生很多錯(cuò)誤的期待，正在浪費(fèi)有限的資源。但是，這并不意味著，在資源有限的條件下，所有破壞的生態(tài)系統(tǒng)都不能夠或者都不應(yīng)該被恢復(fù)[31]；有的認(rèn)為，從古生態(tài)學(xué)角度論證，新型生態(tài)系統(tǒng)觀點(diǎn)必須被接受，但是，并不意味著必須接受所有的新型生態(tài)系統(tǒng)。相反地，需要澄清我們的價(jià)值，優(yōu)先的順序，了解新型生態(tài)系統(tǒng)及其未來(lái)[12]。

由此可見(jiàn)，質(zhì)疑的焦點(diǎn)很多，幾乎是全方位的。但是主要集中在這種新型系統(tǒng)存不存在？有沒(méi)有必要這樣的理論？其實(shí)踐意義和政策制定的作用在哪里？等方面。

有意思的是，這場(chǎng)爭(zhēng)論不是以國(guó)家為陣營(yíng)的，幾乎每個(gè)國(guó)家都有支持者和反對(duì)者，這反應(yīng)了新概念的復(fù)雜性、不成熟性和爭(zhēng)議性。

4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

無(wú)論是支持者還是反對(duì)者，都認(rèn)為：對(duì)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，很有必要繼續(xù)開(kāi)展實(shí)證研究，包括其非線性機(jī)制、系統(tǒng)閾值、恢復(fù)力、新的范式，以及新型系統(tǒng)的所有特征。另外絕大部分學(xué)者認(rèn)為，面對(duì)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該理性研討合適的修復(fù)/恢復(fù)方法，人工干預(yù)的程度及其成功的可能性，以及行動(dòng)方案優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)等。正如Hobbs教授所說(shuō)，當(dāng)前研究的重點(diǎn)應(yīng)該從什么是新型生態(tài)系統(tǒng)的爭(zhēng)論轉(zhuǎn)向我們?cè)鯓釉谡吆凸芾矸矫嬗行Ц深A(yù)這一系統(tǒng)[20]。當(dāng)然也要冷靜思考新型生態(tài)系統(tǒng)的概念和理論框架是否能有助于人們了解、管理和恢復(fù)擾動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)。

正如批評(píng)者指出的，該理論要著力研究并提出一個(gè)實(shí)用的和可操作的框架——而不能是空洞的概念——以明確何時(shí)需要干預(yù)、怎樣才是有效的干預(yù)，需要構(gòu)建復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)和新型生態(tài)系統(tǒng)的識(shí)別模型，需要建立嚴(yán)密的理論來(lái)證明何時(shí)和為什么不可逆轉(zhuǎn)的閾值導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)向新的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)移乃至恢復(fù)是不可能的。科學(xué)家還必須了解生態(tài)系統(tǒng)退化、侵入和自然恢復(fù)的過(guò)程，為這一新理論提供支撐。

由此可以看出，新型生態(tài)系統(tǒng)理論未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)可以歸納為：(1)加強(qiáng)實(shí)證研究。目前亟需更加可靠、有力的實(shí)證，證明人類活動(dòng)產(chǎn)生了這樣的新生態(tài)系統(tǒng)。(2)加強(qiáng)理論創(chuàng)新。除了新型生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵和特征外，新型生態(tài)系統(tǒng)的識(shí)別和評(píng)價(jià)將成為研究熱點(diǎn)。(3)加強(qiáng)量化研究。目前新型生態(tài)系統(tǒng)理論還僅僅停留在概念的發(fā)展層面，未來(lái)量化研究將成為主流。只有開(kāi)展量化研究，才能對(duì)不同系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化及其閾值等做出科學(xué)的界定。(4)加強(qiáng)新型生態(tài)系統(tǒng)的管理政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等的研究以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。除此之外，新型生態(tài)系統(tǒng)不是消極的理論，相反是喚醒人類對(duì)這種生態(tài)系統(tǒng)變化的正視，是對(duì)現(xiàn)有很多土地復(fù)墾、生態(tài)修復(fù)和生態(tài)保護(hù)失敗案例的反思，所以要避免走向哲學(xué)思辨和形而上學(xué)，避免弱化科學(xué)價(jià)值和實(shí)踐意義。

國(guó)內(nèi)盡管還沒(méi)有見(jiàn)到關(guān)于新型生態(tài)系統(tǒng)的討論，但是關(guān)于人類應(yīng)該如何面對(duì)破壞和退化的生態(tài)系統(tǒng)方面，有些生態(tài)學(xué)家還是發(fā)表了真知灼見(jiàn),如不能不負(fù)責(zé)任地把生態(tài)重建的責(zé)任推諉給自然去曠日持久地恢復(fù)[32]；面對(duì)可持續(xù)發(fā)展的新生態(tài)觀，應(yīng)該引入恢復(fù)力思維(Resilience thinking)，深入研究生態(tài)系統(tǒng)承受干擾并仍然保持其基本結(jié)構(gòu)和功能的能力[33]；未來(lái)應(yīng)該考慮以生態(tài)過(guò)程調(diào)控為主，誘導(dǎo)生態(tài)系統(tǒng)的正反饋的自發(fā)恢復(fù)，考慮生境景觀間的相互作用[34]。這些觀點(diǎn)其實(shí)都觸及到了新型生態(tài)系統(tǒng)的基本要義。

我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源開(kāi)采大國(guó)，采礦造成的生態(tài)破壞十分嚴(yán)重。我國(guó)還是一個(gè)自然災(zāi)害比較多的國(guó)家，洪災(zāi)、旱災(zāi)、地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害年年不斷。我國(guó)中西部分布著廣袤的生態(tài)脆弱區(qū)，生態(tài)退化現(xiàn)象十分普遍。人工林地逆向演替，外來(lái)物種侵入現(xiàn)象日益嚴(yán)重。尤其是我國(guó)快速城市化和工業(yè)化引起了十分嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題都要求創(chuàng)新生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)保護(hù)的新思維，而新型生態(tài)系統(tǒng)理論無(wú)疑是一個(gè)指向。

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Overview of novel ecosystems theory and its critiques

ZHANG Shaoliang1,2, YANG Yongjun1, HOU Huping1,*

1 School of Environment Science & Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China 2EngineeringResearchCenterofMineEcologicalConstruction,MinistryofEducation,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China

Novel ecosystems theory was recently founded by Australian Professor Richard J Hobbs, et al. This theory argued that many historical ecosystems on the Earth had been transformed due to human activities and had crossed an irreversible threshold and could not be restored to the historical condition. Therefore, the biotic and abiotic elements and ecosystem function varied remarkably. This variation was indisputable; hence, human beings should become more responsible, and the past activities, planning, management, and policy of ecological reservation and restoration need to be reconsidered. The characteristics, attributes, and succession tendency of novel ecosystems need to be investigated for implementing innovative management, planning, policy, organization, and technology practices of ecological reservation and restoration. However, these ideas have spurred vigorous debates. Some research scholars contended that there was no need to develop a new label for the transformed ecosystems, because the global ecosystem continues to change at a larger temporal and spatial scale intervened by physical and anthropogenic disturbances; the definition of novel ecosystems was still impaired by logical contradictions and ecological imprecisions; it challenged the current practices of conservation and restoration since it could render decision- and policy-making difficult. Nonetheless, unanimous agreement was obtained on the fact that some seriously damaged ecosystems had profoundly degraded; therefore, investigating the nonlinear mechanisms, thresholds, resilience, new paradigms, and features of damaged ecosystems was necessary. Hence, rational and deliberative restoration options need to be considered, anthropogenic intervention degree and the possibility of success need to be cautiously studied, and scientific optional actions and standards need to be identified.

restoration ecology; novel ecosystems; resilience; literature overview

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51474214)

2015- 02- 27;

日期:2015- 12- 14

10.5846/stxb201502270394

*通訊作者Corresponding author.E-mail: hphou@163.com

張紹良， 楊永均， 侯湖平.新型生態(tài)系統(tǒng)理論及其爭(zhēng)議綜述.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(17):5307- 5314.

Zhang S L, Yang Y J, Hou H P.Overview of novel ecosystems theory and its critiques.Acta Ecologica Sinica,2016,36(17):5307- 5314.