2015ASLA研究類榮譽獎——森林管理促進景觀結構和功能的長期測驗

　　項目說明
　　景觀設計師設計和管理城市公園和森林，但是這些區域經常受到外來入侵植物的威脅，從而使原本的設計意圖大打折扣。我們測試了大量生態管理方案對移除入侵物種、增加生物多樣性以及提升景觀可持續性的長期影響，就是從修復開始后15—20年的時間。橫跨紐約市5個歷史公園中的30個修復和30個未修復的森林地塊的數據表明了景觀管理對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域條件和歷史外，這些修復技術對確保這些重要的林地景觀長期改善結構和發展軌跡的效果。設計意圖和生態服務都能獲得長期成功。
項目陳述
　　問題
　　一半多的人類現在居住在城市，全球城市人口和城市土地覆蓋正在急速增長。景觀設計師正在被要求設計出生態功能和生物多樣性，以此增加城市的生態服務。同時，城市環境壓力影響產生生態系統模式和過程的景觀建筑設計的長期用途，減少城市生態系統的能力提供生物多樣性和人類幸福感產生的必要條件。
　　在此背景下，城市公園中棲息地碎塊對景觀設計師在提供當地生物多樣性、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。提升景觀設計和管理的能力來提供生態效益越來越重要。
市政區正在進行城市森林的生態修復，提供必需的生態系統服務，包括棲息地斑塊在城市環境中的修復和再生策略。這些棲息地斑塊可能在受保護、土壤相對完整的歷史公園中，或是之前有其他土地利用的區域。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系統功能的入侵植物。什么樣的管理技術能夠避免這種退化呢？
　　為了理解用于提升景觀管理和設計實踐以及改善城市環境健康的生態修復策略的長期成果，我們測試了美國一個最大和最長壽的城市公園森林修復項目，進行對比實驗。
　　與過去的研究作對比
　　景觀設計師和生物學家已經開始聚焦增強城市重要的環境效益。但是，生態修復的許多努力都希望達到原始區域的狀態。這個方法注定要失敗，因為城市環境比之前的定居條件改變了許多。城市環境需要一個更加動態、多方面的方法——一個將都市主義的空間異質性、變化的干擾格局以及社會和生態之間的互動考慮在內的方法。這些是公共花園設計師和管理者擔憂的基本問題。這個多年研究解決了城市條件和生物威脅，以及通往可持續發展的城市管理努力。
　　關系調查
　　這個研究測試了那些森林的命運，它們是紐約城市公園自然資源機構（New York City Parks Natural Resources Group）早期利用新生態修復方案改善公園中森林健康的焦點。紐約城市公園自然資源機構自1984年成立以來一直致力于城市森林碎塊的生態修復工作，那時從初始繪圖中發現了公園森林（以入侵性的木質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，我們回到修復改善的區域，對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？這個修復方法能成功應用于其他遭受入侵物種侵害的歷史城市花園中嗎？
　　調查方法
　　我們測試了本土和設計的森林結構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物種和種植本土植物修復城市森林。我們評估了修復區域中30個20米×20米地塊現有的生態條件，就是第一次治理15——20年后植物社區的情況。我們揭開了修復工作開始時公園局使用的區域和方法，也就是15——20年之前的情況，然后和員工在此區域工作2年取樣整個區域的植被結構和成分。我們將修復森林與30個同等面積的紐約城市花園森林地塊（也受到木質植物的入侵，但沒有修復）進行對比。這個數據集包括8000多個木質莖以及2000多個超過200多個品種的草本植物的辨別和測量。
　　為了測試管理強度與城市化是否對這些公園環境產生影響，我們將植物群落數據與40個區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）以及一個20年的修復管理活動進行對比。盡管管理數據庫不會包括所有區域的特定治理，但我們能夠依據在每個修復區域工作多少次來決定管理努力的程度。景觀專業人士可以根據這個信息制定管理方案。
　　我們假設成功的修復工作會導致修復區域和未修復區域之間群落成分和結構的不同。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計意圖，對比被入侵而沒有修復的區域，這會使修復區域減少目標化的入侵物種、增加本土樹種的比例、增強森林結構的復雜性以及本土木質種類的自然再生。這些不同表明景觀管理方法的成功，證明修復方案的設計和投資。
　　結果以及重要性
　　結果支持這個假設，就是移除入侵性木質藤蔓和灌木能顯著改變城市修復森林的軌跡。很顯然入侵物種豐富性越少、垂直森林結構越復雜以及本土樹木補進的幾率越大，修復開始后15—20年會表明入侵物種會隨著種植導致植物群落不同軌跡的植物而被移除——以及修復的成果。
　　沒有被修復的入侵區域本土植物覆蓋只占29%，而修復區域本土覆蓋占61%。修復區域樹木總數（每個地塊的本土樹木和本土樹木幼苗）要多。目標化的入侵物種覆蓋在未修復的區域占50%，在修復區域只占7%。
另外重要的發現是所有的區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循環。我們發現再生物種呈現出未來的新型組合，包括許多引入的物種和適應分配的棲息地的本土植物。
　　治理記錄顯示出修復區域在移除原始入侵物種以及種植樹木之后在維護數量上有很大的變化，而且我們發現修復區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有關。除了這些不同外，管理的長期、積極的影響在原始修復后沒有進行維護的區域也能看到。
　　景觀設計實踐的適應性
　　這個研究的結果表明景觀設計師在初始設計和管理規劃中移除和防止有害的非入侵物種的生態修復決策能對城市公園產生顯著的、積極、長期的價值。在大約20年后，被治理的區域比未治理的區域更加健康（根據幾個生物多樣性指標測量的）。這些結果表明區域歷史和長期過程的重要性以及城市環境對土壤、物種庫以及干擾格局的重要影響。這些景觀方法現在被認為是景觀設計師在面對頑固的城市生物威脅時維護有價值的景觀結構和功能的新方案的基礎。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，然后通過生態原理和測試知曉，經野外試驗得到證實。
　　“我們對城市森林的理解就像對城市野草的理解一樣，一無所知。”——2015獎項評委
　
　　高銀鋒/譯
　　原文鏈接：https://www.asla.org/2015awards/96274.html
　　版權聲明：如轉載、鏈接、轉貼或以其它方式使用本稿，須注明來源作者。違反上述聲明者，本站必將追究其相關法律責任。