为人类、生物多样性和气候提供基于自然的解决方案的植物生态学

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-10-24 DOI:10.1111/1365-2745.14441

Yvonne M. Buckley, Amy Austin, Richard Bardgett, Jane A. Catford, Andy Hector, Amy Iler, Pierre Mariotte

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摘要

1 引言 "简而言之，我们的世界需要在各条战线上采取气候行动--事无巨细、无处不在、一气呵成" 联合国秘书长安东尼奥-古特雷斯（António Guterres）（古特雷斯，2023 年）。"减缓、阻止并最终扭转气候变化的解决方案，以及解决土地和水体不可持续利用问题的解决方案，迫切需要在地方和全球范围内实施，以使人类和自然能够在不断变化的地球上繁荣发展（Diaz 等人，2015 年；IPBES，2019 年）。要实现《巴黎协定》（联合国，2015 年）的雄心壮志，就必须加快气候行动；要履行《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》（《生物多样性公约》，2022 年）的承诺，就必须保护和恢复生物多样性。然而，气候危机和生物多样性危机密切相关，不能孤立解决（InterAcademy Partnership，2021；Pörtner 等人，2021）。气候和生物多样性危机的综合解决方案（Gorman 等人，2023 年）以及其他全球可持续发展挑战包括识别、设计和实施基于自然的解决方案（NbS）。"基于自然的解决方案 "是一个总括术语，包括生态学的许多现有应用（Cohen-Shacham 等人，2016 年；Seddon 等人，2020 年）。所有 NbS 的定义都包括在自然和管理的生态系统中采取行动，为气候变化等全球挑战提供解决方案，同时造福人类，保护和恢复生物多样性的概念。NbS 从根本上涉及人类如何与生物多样性互动，既是生态系统的管理者，也是所提供生态系统服务的受益者（图 1）。人类是 NbS 概念的核心，既是管理者也是受益者（Standish & Parkhurst, 2024 年）。然而，作为生态系统的主要生产者和地球上的主要生命形式（Bar-On 等人，2018 年），植物是 NbS 的核心，而植物生态学则是理解 NbS 如何以及为何发挥作用的核心。成功的 NbS 可以解决一个重要问题（如减缓或适应气候变化），同时为人类和生物多样性带来益处。植物为减缓和适应气候变化提供了解决方案；它们调节生物地球化学循环、温室气体通量和地球系统，并介导气候对生态系统功能和复原力的影响。将植物生态学应用于与 NbS 相关的各个领域由来已久，包括基于生态系统的方法、生态农业、林业、恢复、保护和害虫控制的种群生态学。植物生态学可为开发和评估基于生态系统服务流向人类的生态过程奠定基础。NbS 与生态学的一般应用不同之处在于，NbS 解决的是对人类和生物多样性都有益的社会挑战（图 1）。植物与生态系统的其他生物和非生物成分以及人类系统之间的深层联系是 NbS 的基础。在此，我们收集了九篇小型综述，对 NbS 的植物生态学进行了重点分析，并强调了未来研究的关键见解、挑战和机遇。正如下面的概述所示，这些微型综述涵盖了部署 NbS 的广泛领域：从多物种牧场和草地到森林和沿海湿地系统（图 2）。在这篇社论中，我们确定了三个总体主题以及一般挑战和机遇，希望它们将为植物生态学研究和 NbS 的进一步发展指引新方向。NbS 可分为不同强度的干预措施，从保护现有生态系统到恢复退化的生态系统，直至建立合成生态系统。在 NbS 中，生物多样性轴也各不相同，从生物多样性相对较低的系统（如农业生态系统中的合成多物种灌丛或城市雨水花园（Ishimatsu 等人，2017 年））到涉及生物多样性较高的系统（如用于碳储存的高多样性森林）。植物生态学的不同领域（彩色椭圆）可应用于生物多样性干预强度空间。这里强调了三个领域，但并不排斥或局限于干预强度-生物多样性空间的特定区域：功能特征、生物多样性和生态系统功能以及抵抗力和恢复力。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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3.0 months

期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.