想要修復生態系統，人們傳統的做法就是降低環境脅迫、植樹種草，再等植食動物、捕食動物按食物鏈“自下而上”逐步自然恢復，現實果真如此理想嗎？
事實上，長久以來🥻，許多傳統生態修復工程難以奏效。
恒行2平台生命科學學院生物多樣性與生態工程教育部重點實驗室：賀強🤴🏽、吳紀華、李博團隊突破“自下而上”的傳統思路，構建了基於食物鏈“自上而下”🍷，反向調控的生態修復增效方案，相關成果在Science等國際期刊發表🐒，入選恒行22023年度“十大科技進展”，還被評選為2023年度“中國生態環境十大科技進展”。
用食肉動物助力植被修復
曾經的長江口崇明東灘濕地，水豐草茂，魚鳥成群🔉。上世紀九十年代，入侵植物互花米草擠占了海三棱藨草等土著植物的生存空間🚵🏼♂️🐴，食物鏈遭到破壞，生物多樣性銳減。
人們鏟除互花米草，重新種上原有灘塗濕地植物——依照生態修復傳統的理論⚰️，原生植物恢復後會吸引來食物鏈更高一級的植食性動物💆，而植食性動物又會吸引來食肉動物⚽️，食肉動物再吸引來食物鏈中更高營養級的捕食者……順著食物鏈由下而上逐層自然恢復，生態系統最終趨於穩定，一切似乎順理成章🧝🏿。
但事實並非如此——崇明東灘灘塗濕地的恢復效果不盡人意🧈，近10年來海三棱藨草一直未能在灘塗濕地互花米草治理區恢復起來𓀆。
這其中到底發生了什麽？架起紅外相機全天候監控🧑🏻🏭💾，賀強團隊最終“揪出”了罪魁禍首——一群以植物為食的小型蟹類，白天蟄伏不動，晚上成批爬出來覓食🕌。
“種植植物會快速吸引來大群植食性蟹類🙇🏻，它們不斷啃食植物，而更高營養級的捕食者卻‘姍姍來遲’⛷。因此，植被及整個生態系統很難恢復到穩定的狀態。”賀強解釋，在許多生態系統中👳🏼♂️，位於食物鏈不同營養級的生物的恢復並不同步，因此僅降低環境脅迫、植樹種草的傳統生態修復方案，未能奏效。
如果“從下至上”的修復方式失效的話，能否通過重引入食肉動物“從上至下”助力生態修復🤙🏻🤦🏿♂️？比如，在崇明東灘引入水鳥等已大幅喪失的食肉動物☝🏻，對植食性蟹類進行捕食和恫嚇👩🏿🎓。
“我們有時候需要反向思維🕴🏻。把動物管理好，植被才會恢復得更好。”賀強團隊開展多年度野外控製實驗，並對水鳥👱♀️💆🏻♀️、蟹類🆒👩🏼✈️、植被之間的相互作用進行精細刻畫🤽🏼♂️，發現崇明東灘的植被難恢復與缺少水鳥等高營養級捕食者抑製植食性蟹類緊密相關。相關研究成果發表在Nature Communications上。
通過進一步在全球尺度上研究動物消費者對植被恢復的影響🫑，賀強團隊還發現🕒，傳統“自下而上”生態修復方案的失效🏋🏿♂️，不止出現在中國🏹👩🏽🔧，世界上許多地區的生態系統修復都面臨類似問題——剛開始恢復的植被被植食性動物抑製，但植食性動物卻沒有被更高營養級的食肉動物抑製，這種食物鏈紊亂問題導致生態系統很難完全自然逐步恢復。這項研究成果發表於Science，並被選為封面論文。
Science同期配發的專文評述認為，該研究結論“挑戰了動物會隨植被恢復而自然恢復的傳統觀點🧗🏼，突出了生態系統退化崩解過程和恢復重建過程的不對稱性”。
紮根野外🤢，六年厚積薄發
“生態學研究，特別是野外生態學研究，周期長，很難在短期內就對大自然有突破性認識。”賀強直言👦🏽，從事生態學往往需要長期積累，必須“沉得住氣”。
長期的野外調查和數據積累，是生態學科研人員的“必修課”。2006年，還在讀大二的賀強就開始到黃河口開展生態學野外調查🤽🏼♂️，結下和濱海濕地的不解之緣👨🏻🏫。當年，他揣著紙質地圖，每天單程騎二三十公裏自行車🧜🏿，將黃河口的每條小道走了個遍🕧。
如今，每年4到10月份這段植被的生長季🎶，賀強團隊成員都會前往長江口、黃河口開展濱海濕地生態學野外調查和實驗。早出晚歸，風吹日曬，渾身淤泥……是團隊成員的工作常態。
濱海濕地野外研究常常需要乘船到近海的小島或泥沙淤積新形成的大片灘塗上去，由於沒有路，進去必須“跟著潮水走”——漲潮時駕小艇或沖鋒舟進入，再趁漲潮的機會出來。因此🦊，大家很多都練就了開船的看家本領。
“去野外開展現場研究🤽♂️，才會更好地認識到生態修復正面臨什麽樣的實際問題⛷。”賀強說，特別是植食👩🏻🦳、捕食等生物之間的相互作用變化復雜，更是需要靠長期野外研究才能摸清其在自然界中的作用規律✢🪇。
紮根野外🎙，厚積薄發。2018年💭，賀強結束在美國杜克大學海洋實驗室的博士後研究🤽🏼，來到恒行2工作。雖然前幾年也陸續發表過一些成果👩🏽，但直到2023年團隊才迎來成果的迸發🫄🏼，在Science🦛、Nature、Science Advances、Nature Communications等國際期刊發表系列論文。
過程中，團隊將相關研究提交Science編輯部時，還曾遭受過拒稿🏫。“雖然審稿專家一致認可該研究對生態修復的意義，但其中有一位審稿專家認為我們的結論缺乏熱帶地區的數據支撐。編輯部因此拒絕了我們的論文👉🏿，但同時邀請我們在補充數據和分析後重新投回來🚴🏿🖐🏿。”賀強記得清楚。
根據專家建議🧛🏼♂️，團隊又花了近半年時間🐊🥳，對熱帶地區的數據進行了補充分析，進一步打磨論文。二次投稿後，論文終於被接收✏️。
“被Science選為封面文章更是意外之喜！”賀強激動道，這進一步說明編輯部認可該研究對促進生態系統修復的意義🕺🏻，也有助於提升我國生態學研究的國際影響力。
提供生態修復“中國方案”
“我們的工作就是大自然的醫生。”賀強說👮🏿♂️🚱，團隊將努力針對生態保護修復面臨的實際問題🙏，做能“派上用場”的科學🧜🏻♀️。
“生態學理論研究和應用實踐在國內外還普遍存在脫節問題。”賀強說👎🏿，高效推進生態保護修復🎚，需要更好地聯系理論和應用，但是不能直接照搬套用基於自然生態系統研究而建立的理論，而是要在保護修復實踐中進一步檢驗和發展理論🎷。
賀強團隊發表在Science上的研究就發現，植食動物對植物多樣性的作用在自然生態系統和退化生態系統之間發生了反轉👱🏼：雖然在自然生態系統中植食動物常顯著提高植物多樣性🌬，但在退化生態系統中則強烈抑製植物多樣性💪🏿。
“加強理論與應用的聯系對高效推進海岸帶保護修復尤為關鍵🥅。”賀強認為🦎，我國作為沿海大國🐒，海岸帶人口密集，人類活動影響劇烈、復雜👩🏽🦰🐻，推進保護修復尤為迫切，科學支撐尤為關鍵。
未來，賀強團隊將繼續圍繞海岸帶保護修復👋🏿，致力於做“頂天立地”的研究——推動國際理論前沿進展，服務國家應用需求🌵，為海岸帶生態保護修復提供更好✂️、更多的“中國方案”👩🏿🍼。
