2015ASLA研究類榮譽(yù)獎(jiǎng)——森林管理促進(jìn)景觀結(jié)構(gòu)和功能的長期測(cè)驗(yàn)

　　項(xiàng)目說明
　　景觀設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)和管理城市公園和森林，但是這些區(qū)域經(jīng)常受到外來入侵植物的威脅，從而使原本的設(shè)計(jì)意圖大打折扣。我們測(cè)試了大量生態(tài)管理方案對(duì)移除入侵物種、增加生物多樣性以及提升景觀可持續(xù)性的長期影響，就是從修復(fù)開始后15—20年的時(shí)間。橫跨紐約市5個(gè)歷史公園中的30個(gè)修復(fù)和30個(gè)未修復(fù)的森林地塊的數(shù)據(jù)表明了景觀管理對(duì)抗入侵植物威脅的長期效益。除了顯著影響景觀健康的城市區(qū)域條件和歷史外，這些修復(fù)技術(shù)對(duì)確保這些重要的林地景觀長期改善結(jié)構(gòu)和發(fā)展軌跡的效果。設(shè)計(jì)意圖和生態(tài)服務(wù)都能獲得長期成功。
項(xiàng)目陳述
　　問題
　　一半多的人類現(xiàn)在居住在城市，全球城市人口和城市土地覆蓋正在急速增長。景觀設(shè)計(jì)師正在被要求設(shè)計(jì)出生態(tài)功能和生物多樣性，以此增加城市的生態(tài)服務(wù)。同時(shí)，城市環(huán)境壓力影響產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)模式和過程的景觀建筑設(shè)計(jì)的長期用途，減少城市生態(tài)系統(tǒng)的能力提供生物多樣性和人類幸福感產(chǎn)生的必要條件。
　　在此背景下，城市公園中棲息地碎塊對(duì)景觀設(shè)計(jì)師在提供當(dāng)?shù)厣锒鄻有?、棲息地、污染物過濾、改善城市熱島效益改善以及城市居民的生理和心理健康上很重要。提升景觀設(shè)計(jì)和管理的能力來提供生態(tài)效益越來越重要。
市政區(qū)正在進(jìn)行城市森林的生態(tài)修復(fù)，提供必需的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，包括棲息地斑塊在城市環(huán)境中的修復(fù)和再生策略。這些棲息地斑塊可能在受保護(hù)、土壤相對(duì)完整的歷史公園中，或是之前有其他土地利用的區(qū)域。這些土地利用引入許多新物種，而且城市中也有高比例的、減少生物多樣性以及改變生態(tài)系統(tǒng)功能的入侵植物。什么樣的管理技術(shù)能夠避免這種退化呢？
　　為了理解用于提升景觀管理和設(shè)計(jì)實(shí)踐以及改善城市環(huán)境健康的生態(tài)修復(fù)策略的長期成果，我們測(cè)試了美國一個(gè)最大和最長壽的城市公園森林修復(fù)項(xiàng)目，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
　　與過去的研究作對(duì)比
　　景觀設(shè)計(jì)師和生物學(xué)家已經(jīng)開始聚焦增強(qiáng)城市重要的環(huán)境效益。但是，生態(tài)修復(fù)的許多努力都希望達(dá)到原始區(qū)域的狀態(tài)。這個(gè)方法注定要失敗，因?yàn)槌鞘协h(huán)境比之前的定居條件改變了許多。城市環(huán)境需要一個(gè)更加動(dòng)態(tài)、多方面的方法——一個(gè)將都市主義的空間異質(zhì)性、變化的干擾格局以及社會(huì)和生態(tài)之間的互動(dòng)考慮在內(nèi)的方法。這些是公共花園設(shè)計(jì)師和管理者擔(dān)憂的基本問題。這個(gè)多年研究解決了城市條件和生物威脅，以及通往可持續(xù)發(fā)展的城市管理努力。
　　關(guān)系調(diào)查
　　這個(gè)研究測(cè)試了那些森林的命運(yùn)，它們是紐約城市公園自然資源機(jī)構(gòu)（New York City Parks Natural Resources Group）早期利用新生態(tài)修復(fù)方案改善公園中森林健康的焦點(diǎn)。紐約城市公園自然資源機(jī)構(gòu)自1984年成立以來一直致力于城市森林碎塊的生態(tài)修復(fù)工作，那時(shí)從初始繪圖中發(fā)現(xiàn)了公園森林（以入侵性的木質(zhì)灌木和藤蔓植物為主）中有大量的棲息地斑塊。
　　林地生長大約20年后，我們回到修復(fù)改善的區(qū)域，對(duì)比沒有采取任何措施相似的退化的城市森林，投資與方法是否有效？這個(gè)修復(fù)方法能成功應(yīng)用于其他遭受入侵物種侵害的歷史城市花園中嗎？
　　調(diào)查方法
　　我們測(cè)試了本土和設(shè)計(jì)的森林結(jié)構(gòu)以及植物群落變化的成分和軌跡是否能夠通過移除入侵性木質(zhì)物種和種植本土植物修復(fù)城市森林。我們?cè)u(píng)估了修復(fù)區(qū)域中30個(gè)20米×20米地塊現(xiàn)有的生態(tài)條件，就是第一次治理15——20年后植物社區(qū)的情況。我們揭開了修復(fù)工作開始時(shí)公園局使用的區(qū)域和方法，也就是15——20年之前的情況，然后和員工在此區(qū)域工作2年取樣整個(gè)區(qū)域的植被結(jié)構(gòu)和成分。我們將修復(fù)森林與30個(gè)同等面積的紐約城市花園森林地塊（也受到木質(zhì)植物的入侵，但沒有修復(fù)）進(jìn)行對(duì)比。這個(gè)數(shù)據(jù)集包括8000多個(gè)木質(zhì)莖以及2000多個(gè)超過200多個(gè)品種的草本植物的辨別和測(cè)量。
　　為了測(cè)試管理強(qiáng)度與城市化是否對(duì)這些公園環(huán)境產(chǎn)生影響，我們將植物群落數(shù)據(jù)與40個(gè)區(qū)域特征變量和野外采集的土壤樣本和最近紐約市土壤地圖（分辨自然和人工母質(zhì)）以及一個(gè)20年的修復(fù)管理活動(dòng)進(jìn)行對(duì)比。盡管管理數(shù)據(jù)庫不會(huì)包括所有區(qū)域的特定治理，但我們能夠依據(jù)在每個(gè)修復(fù)區(qū)域工作多少次來決定管理努力的程度。景觀專業(yè)人士可以根據(jù)這個(gè)信息制定管理方案。
　　我們假設(shè)成功的修復(fù)工作會(huì)導(dǎo)致修復(fù)區(qū)域和未修復(fù)區(qū)域之間群落成分和結(jié)構(gòu)的不同。如果移除入侵物種和種植首選的本土物種能成功維持其設(shè)計(jì)意圖，對(duì)比被入侵而沒有修復(fù)的區(qū)域，這會(huì)使修復(fù)區(qū)域減少目標(biāo)化的入侵物種、增加本土樹種的比例、增強(qiáng)森林結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及本土木質(zhì)種類的自然再生。這些不同表明景觀管理方法的成功，證明修復(fù)方案的設(shè)計(jì)和投資。
　　結(jié)果以及重要性
　　結(jié)果支持這個(gè)假設(shè)，就是移除入侵性木質(zhì)藤蔓和灌木能顯著改變城市修復(fù)森林的軌跡。很顯然入侵物種豐富性越少、垂直森林結(jié)構(gòu)越復(fù)雜以及本土樹木補(bǔ)進(jìn)的幾率越大，修復(fù)開始后15—20年會(huì)表明入侵物種會(huì)隨著種植導(dǎo)致植物群落不同軌跡的植物而被移除——以及修復(fù)的成果。
　　沒有被修復(fù)的入侵區(qū)域本土植物覆蓋只占29%，而修復(fù)區(qū)域本土覆蓋占61%。修復(fù)區(qū)域樹木總數(shù)（每個(gè)地塊的本土樹木和本土樹木幼苗）要多。目標(biāo)化的入侵物種覆蓋在未修復(fù)的區(qū)域占50%，在修復(fù)區(qū)域只占7%。
另外重要的發(fā)現(xiàn)是所有的區(qū)域受到人為因素的影響，減緩植物生長、改變土壤生物的分配以及改變營養(yǎng)循環(huán)。我們發(fā)現(xiàn)再生物種呈現(xiàn)出未來的新型組合，包括許多引入的物種和適應(yīng)分配的棲息地的本土植物。
　　治理記錄顯示出修復(fù)區(qū)域在移除原始入侵物種以及種植樹木之后在維護(hù)數(shù)量上有很大的變化，而且我們發(fā)現(xiàn)修復(fù)區(qū)域在二次入侵的程度上也是不同的。森林被再次入侵的程度與在管理治理開始后被再次訪問的次數(shù)有關(guān)。除了這些不同外，管理的長期、積極的影響在原始修復(fù)后沒有進(jìn)行維護(hù)的區(qū)域也能看到。
　　景觀設(shè)計(jì)實(shí)踐的適應(yīng)性
　　這個(gè)研究的結(jié)果表明景觀設(shè)計(jì)師在初始設(shè)計(jì)和管理規(guī)劃中移除和防止有害的非入侵物種的生態(tài)修復(fù)決策能對(duì)城市公園產(chǎn)生顯著的、積極、長期的價(jià)值。在大約20年后，被治理的區(qū)域比未治理的區(qū)域更加健康（根據(jù)幾個(gè)生物多樣性指標(biāo)測(cè)量的）。這些結(jié)果表明區(qū)域歷史和長期過程的重要性以及城市環(huán)境對(duì)土壤、物種庫以及干擾格局的重要影響。這些景觀方法現(xiàn)在被認(rèn)為是景觀設(shè)計(jì)師在面對(duì)頑固的城市生物威脅時(shí)維護(hù)有價(jià)值的景觀結(jié)構(gòu)和功能的新方案的基礎(chǔ)。我們城市歷史公園的退化的確通過改善的景觀管理方案得到逆轉(zhuǎn)，然后通過生態(tài)原理和測(cè)試知曉，經(jīng)野外試驗(yàn)得到證實(shí)。
　　“我們對(duì)城市森林的理解就像對(duì)城市野草的理解一樣，一無所知。”——2015獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)委
　
　　高銀鋒/譯
　　原文鏈接：https://www.asla.org/2015awards/96274.html
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