想要修复生态系统，人们传统的做法就是降低环境胁迫、植树种草，再等植食动物、捕食动物按食物链“自下而上”逐步自然恢复，现实果真如此理想吗？
事实上，长久以来，许多传统生态修复工程难以奏效。
复旦大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室：贺强、吴纪华、李博团队突破“自下而上”的传统思路，构建了基于食物链“自上而下”，反向调控的生态修复增效方案，相关成果在Science等国际期刊发表，入选复旦2023年度“十大科技进展”，还被评选为2023年度“中国生态环境十大科技进展”。
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成果被评选为2023年度“中国生态环境十大科技进展”
打破生态修复传统观点，用食肉动物助力植被修复
曾经的长江口崇明东滩湿地，水丰草茂，鱼鸟成群。上世纪九十年代，入侵植物互花米草挤占了海三棱藨草等土著植物的生存空间，食物链遭到破坏，生物多样性锐减。
长江口崇明东滩曾经一望无际的海三棱藨草湿地
人们铲除互花米草，重新种上原有滩涂湿地植物——依照生态修复传统的理论，原生植物恢复后会吸引来食物链更高一级的植食性动物，而植食性动物又会吸引来食肉动物，食肉动物再吸引来食物链中更高营养级的捕食者……顺着食物链由下而上逐层自然恢复，生态系统最终趋于稳定，一切似乎顺理成章。
但事实并非如此——崇明东滩滩涂湿地的恢复效果不尽人意，近10年来海三棱藨草一直未能在滩涂湿地互花米草治理区恢复起来。
这其中到底发生了什么？架起红外相机全天候监控，贺强团队最终“揪出”了罪魁祸首——一群以植物为食的小型蟹类，白天蛰伏不动，晚上成批爬出来觅食。
“种植植物会快速吸引来大群植食性蟹类，它们不断啃食植物，而更高营养级的捕食者却‘姗姗来迟’。因此，植被及整个生态系统很难恢复到稳定的状态。”贺强解释，在许多生态系统中，位于食物链不同营养级的生物的恢复并不同步，因此仅降低环境胁迫、植树种草的传统生态修复方案，未能奏效。
如果“从下至上”的修复方式失效的话，能否通过重引入食肉动物“从上至下”助力生态修复？比如，在崇明东滩引入水鸟等已大幅丧失的食肉动物，对植食性蟹类进行捕食和恫吓。
“我们有时候需要反向思维。把动物管理好，植被才会恢复得更好。”贺强团队开展多年度野外控制实验，并对水鸟、蟹类、植被之间的相互作用进行精细刻画，发现崇明东滩的植被难恢复与缺少水鸟等高营养级捕食者抑制植食性蟹类紧密相关。相关研究成果发表在Nature Communications上。
通过进一步在全球尺度上研究动物消费者对植被恢复的影响，贺强团队还发现，传统“自下而上”生态修复方案的失效，不止出现在中国，世界上许多地区的生态系统修复都面临类似问题——刚开始恢复的植被被植食性动物抑制，但植食性动物却没有被更高营养级的食肉动物抑制，这种食物链紊乱问题导致生态系统很难完全自然逐步恢复。这项研究成果发表于Science，并被选为封面论文。
Science同期配发的专文评述认为，该研究结论“挑战了动物会随植被恢复而自然恢复的传统观点，突出了生态系统退化崩解过程和恢复重建过程的不对称性”。
扎根野外、沉淀六年，研究成果迎来迸发
“生态学研究，特别是野外生态学研究，周期长，很难在短期内就对大自然有突破性认识。”贺强直言，从事生态学往往需要长期积累，必须“沉得住气”。
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团队成员对野外修复实验样地进行定期监测
长期的野外调查和数据积累，是生态学科研人员的“必修课”。2006年，还在读大二的贺强就开始到黄河口开展生态学野外调查，结下和滨海湿地的不解之缘。当年，他揣着纸质地图，每天单程骑二三十公里自行车，将黄河口的每条小道走了个遍。
如今，每年4到10月份这段植被的生长季，贺强团队成员都会前往长江口、黄河口开展滨海湿地生态学野外调查和实验。早出晚归，风吹日晒，浑身淤泥……是团队成员的工作常态。
滨海湿地野外研究常常需要乘船到近海的小岛或泥沙淤积新形成的大片滩涂上去，由于没有路，进去必须“跟着潮水走”——涨潮时驾小艇或冲锋舟进入，再趁涨潮的机会出来。因此，大家很多都练就了开船的看家本领。
团队研究生驾驶冲锋舟开展野外调查
“去野外开展现场研究，才会更好地认识到生态修复正面临什么样的实际问题。”贺强说，特别是植食、捕食等生物之间的相互作用变化复杂，更是需要靠长期野外研究才能摸清其在自然界中的作用规律。
扎根野外，厚积薄发。2018年，贺强结束在美国杜克大学海洋实验室的博士后研究，来到复旦工作。虽然前几年也陆续发表过一些成果，但直到2023年团队才迎来成果的迸发，在Science、Nature、Science Advances、Nature Communications等国际期刊发表系列论文。
过程中，团队将相关研究提交Science编辑部时，还曾遭受过拒稿。“虽然审稿专家一致认可该研究对生态修复的意义，但其中有一位审稿专家认为我们的结论缺乏热带地区的数据支撑。编辑部因此拒绝了我们的论文，但同时邀请我们在补充数据和分析后重新投回来。”贺强记得清楚。
根据专家建议，团队又花了近半年时间，对热带地区的数据进行了补充分析，进一步打磨论文。二次投稿后，论文终于被接收。
“被Science选为封面文章更是意外之喜！”贺强激动道，这进一步说明编辑部认可该研究对促进生态系统修复的意义，也有助于提升我国生态学研究的国际影响力。
做能“派上用场”的科学，提供生态修复“中国方案”
“我们的工作就是大自然的医生。”贺强说，团队将努力针对生态保护修复面临的实际问题，做能“派上用场”的科学。
“生态学理论研究和应用实践在国内外还普遍存在脱节问题。”贺强说，高效推进生态保护修复，需要更好地联系理论和应用，但是不能直接照搬套用基于自然生态系统研究而建立的理论，而是要在保护修复实践中进一步检验和发展理论。
贺强团队发表在Science上的研究就发现，植食动物对植物多样性的作用在自然生态系统和退化生态系统之间发生了反转：虽然在自然生态系统中植食动物常显著提高植物多样性，但在退化生态系统中则强烈抑制植物多样性。
团队成员合影
“加强理论与应用的联系对高效推进海岸带保护修复尤为关键。”贺强认为，我国作为沿海大国，海岸带人口密集，人类活动影响剧烈、复杂，推进保护修复尤为迫切，科学支撑尤为关键。
未来，贺强团队将继续围绕海岸带保护修复，致力于做“顶天立地”的研究——推动国际理论前沿进展，服务国家应用需求，为海岸带生态保护修复提供更好、更多的“中国方案”。
