研究提出面向“人类世”湖泊生态系统可持续性修复新框架

湖泊是地球生命支持系统的关键组成部分，在维护生物多样性、保障饮用水安全等方面具有重要作用。长期以来，湖泊评价与修复框架普遍依赖静态的“状态—阈值”思路，关注湖泊距离“参考状态”偏离程度，忽视了湖泊变化的动态轨迹。这种片面关注状态的方式已难以支持有效决策。

近期，中国科学院南京地理与湖泊研究所等研究团队，系统梳理了全球水生态系统修复的理论脉络，并通过整合古生态学、多尺度监测与系统动力学知识，提出了面向“人类世”湖泊治理的“状态—速率的双变量动态框架”，为全球湖泊治理提供了新的科学思路。

“状态—速率的双变量动态框架”是从长期、演化的视角出发，评估湖泊生态系统的“当前状态”（即退化程度）和“变化速率”（即变化快慢），尤其是关注过去100年至200年人类活动最密集时期的动态轨迹。研究团队将湖泊按照生态状态与变化速度分为四类——I 型：状态良好、变化缓慢的稳定湖泊；II 型：状态尚可，但变化加快的早期警戒湖泊；III 型：已跨越临界点，处于剧烈转型期的湖泊（含IIIa快速转型与IIIb缓慢转型）；IV 型：已陷入新稳态、变化缓慢的高度退化湖泊。这一框架摆脱了传统“单一状态指标”的局限，强调湖泊生态系统具有长期演替、阶段性转折及潜在临界点的特征，并指出人类世湖泊治理的核心不是简单地回到过去，而是理解“过去—现在—未来”的动态连续体，为制定适应性、可实施的管理策略提供了精准定位。

团队基于四类湖泊的不同动态特征，进一步提出了差异化的管理策略，即对于Ⅰ、Ⅱ型湖泊，应以预防和保护为主，建立早期预警系统，维持生态韧性，阻止跨越临界点。这类湖泊治理投入少、见效快，应作为优先保护对象；对于Ⅲ型湖泊，需采取“适应与转型”策略；对于Ⅳ型湖泊，则需接受生态系统已发生根本性转变的现实，并通过生态工程、生物技术等手段引导形成混合或新型功能性的生态系，同时通过参与式情景规划，协同各方利益相关者，以确定可行的生态服务目标。

    该“速率—状态”框架的提出，为湖泊生态系统提供了更具科学指导性、符合“人类世”动态特征的评估工具，也为决策者提供了清晰的差异化管理策略，提高了修复工作的针对性和资源配置效率。为进一步支撑“人类世”湖泊的可持续发展，研究提出未来应重点关注的三大研究方向。一是定义淡水转型的“安全操作速率”：借鉴行星边界理论，探索并设定湖泊生态系统能够承受的“安全变化速率”阈值；二是利用“大历史数据”赋能湖泊修复：促进古生态学数据与现代监测、模型数据深度整合，将长期动态信息转化为实际修复策略；三是采纳社会—生态系统方法：认识到湖泊修复是复杂的社会治理挑战，需将科学、治理、利益相关需求和多重价值整合，以实现长期的社会—生态效益。

相关研究成果发表在《科学通报》(Science Bulletin）上。

论文链接

a. 概念示意图展示了生态系统状态与变化速率随时间变化的关系；b. 根据图a所示的动态轨迹（状态—变化速率关系）

基于生态状态与变化速率的湖泊类型管理战略框架