中國網/中國發(fā)展門戶網訊  中國長期以來高度重視自然保護地體系建設，1956年建立中國第一個自然保護區(qū)——鼎湖山國家級自然保護區(qū)（以下簡稱“鼎湖山保護區(qū)”），1993年成立中國生物圈保護區(qū)網絡。截至2025年3月，中國已有34個世界生物圈保護區(qū)，這些保護區(qū)的監(jiān)測、研究與保護工作在與國際接軌的同時，也在本土化實踐中形成了自己的特色。例如，鼎湖山保護區(qū)自建立以來，特別是成為世界生物圈保護區(qū)以來，就緊緊圍繞世界生物圈保護區(qū)的使命和學科前沿開展科學研究，在生物多樣性保護、可持續(xù)發(fā)展、支持減緩和適應氣候變化等方面取得了重要進展與豐碩成果。

本文通過全面梳理鼎湖山保護區(qū)近70年的研究進展與科研監(jiān)測實踐，探討科學研究如何支撐生物圈保護，總結相關經驗與啟示并以此提出相關建議，以期為世界生物圈保護區(qū)網絡的科學研究與保護提供參考。

鼎湖山及鼎湖山保護區(qū)概況

鼎湖山地處廣東省肇慶市，位于北緯23°09′21″—23°11′30″，東經112°30′39″—112°33′41″。因受副熱帶高壓的控制，北回歸線附近的陸地約2/3的區(qū)域終年干旱少雨，變成了沙漠、荒漠或稀樹草原；然而，北回歸線經過的華南及南亞地區(qū)，因受季風氣候的影響，降雨充沛、溫暖濕潤，形成了森林地帶，鼎湖山便是其中最富代表性的森林區(qū)域之一。其中，鼎湖山的季風常綠闊葉林具有400多年的保護歷史，其物種豐富、結構復雜，是嶺南地區(qū)古老的地帶性植被。由于全球同緯度帶上森林的稀缺性，以及鼎湖山森林的獨特性，使其在全球與森林有關的研究中具有很強的代表性，凸顯其重要的科學研究價值與生態(tài)環(huán)境價值。鼎湖山上除季風常綠闊葉林外，還有針闊葉混交林等其他7種植被類型，森林覆蓋率高達98%。因此，鼎湖山被譽為“北回歸沙漠帶上的綠色明珠”。

正是因為鼎湖山森林的悠久性、獨特性、復雜性、完整性，中國科學院華南植物園于1956年在此建立自然保護區(qū)，這是我國第一個自然保護區(qū)，也是唯一隸屬中國科學院的保護區(qū)，由中國科學院華南植物園負責管理。1979年，鼎湖山保護區(qū)成為中國首批加入聯(lián)合國教育、科學及文化組織（簡稱“聯(lián)合國教科文組織”）“人與生物圈計劃”（MAB）的世界生物圈保護區(qū)。鼎湖山緊挨肇慶市鼎湖區(qū)，鼎湖山保護區(qū)因此成為中國離城市最近的自然保護區(qū)之一，也是距離城市最近的“原始森林”。

鼎湖山保護區(qū)覆蓋整個鼎湖山，總面積為1155公頃。早在20世紀70年代，鼎湖山保護區(qū)就在全國率先劃分為絕對保護區(qū)和一般保護區(qū)。其中，絕對保護區(qū)實行全封山，嚴禁一切干擾和破壞森林的行為；一般保護區(qū)實行半封山，允許割草、扒樹葉和撿拾直徑不超過5厘米的小枝。1988年，鼎湖山保護區(qū)又明確提出了3個功能區(qū)（核心區(qū)、緩沖區(qū)和過渡區(qū)）的分區(qū)與管理；2001年，根據《中華人民共和國自然保護區(qū)條例》，鼎湖山保護區(qū)對3個功能區(qū)進行了調整，并將過渡區(qū)更名為實驗區(qū)，形成了目前的分區(qū)格局。其中，核心區(qū)、緩沖區(qū)和實驗區(qū)面積分別為800、220和135公頃，分別占保護區(qū)總面積的69.3%、19.0%和11.7%。

鼎湖山的研究歷程及進展

 3個階段的研究概況

早期：植物和生態(tài)調查及生物多樣性監(jiān)測階段。早在1861—1862年，由英國學者T. Sampson在鼎湖山采集到首批模式標本大葉石上蓮（Oreocharis benthamii Clarke）和盾果草（Thyrocarpus sampsonii Hance）后，便開啟了鼎湖山的植物標本采集與科學研究，并持續(xù)至今。鼎湖山的生態(tài)監(jiān)測最早可追溯到20世紀50年代：從1950年開始，研究人員進行林分改造的試驗研究；中山大學生物學系自1953年開始對鼎湖山植物和土壤進行調查；中山大學地理系1958年開展景觀調查與大比例尺景觀圖繪制，1959年開始對典型群落進行小氣候監(jiān)測。自鼎湖山保護區(qū)成立以來，研究人員就對區(qū)域內的植物多樣性開展監(jiān)測研究，采集了3萬多號臘葉標本，并于1976年出版了《鼎湖山植物手冊》。1975年，鼎湖山保護區(qū)建立氣象觀測站并開始氣象觀測。早期階段開展的僅僅是零星的、不系統(tǒng)的監(jiān)測研究。1978年，廣東鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站暨中國科學院鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站（以下簡稱“鼎湖山站”）正式成立，并對鼎湖山的水、土、氣、生做系列本底調查，建立了一批森林永久觀測樣地及森林水文和小氣候梯度觀測設施。到1985年，基本完成了鼎湖山的本底調查工作，并繪制了保護區(qū)地質地貌圖、土壤類型分布圖、森林植被圖等。這些生態(tài)調查和生物多樣性監(jiān)測本底數(shù)據為鼎湖山的分區(qū)管理和優(yōu)先保護對象的“一對象一策略”提供了重要指導。

中期：生態(tài)系統(tǒng)結構功能和動態(tài)研究階段。鼎湖山站于1982年建立了2000平方米的季風常綠闊葉林永久樣地，1992年擴大為10000平方米。利用樣地開展了典型森林生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能、光能利用效率、生物量、生產力、森林群落構建及其動態(tài)等方面研究，填補了該地區(qū)地帶性森林生態(tài)系統(tǒng)生產力研究的空白，同時還開展森林水文、土壤養(yǎng)分、凋落物動態(tài)等長期定位觀測工作。1988年，鼎湖山站加入中國生態(tài)系統(tǒng)研究網絡（CERN），開展以地帶性森林生態(tài)系統(tǒng)結構與功能為主的各項研究工作，并積極尋求與國內外相關科研機構開展生物多樣性保護及維持機制、人為干擾對森林生態(tài)系統(tǒng)影響等方面的研究，尤其是在森林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)及群落動態(tài)學、水文學過程等方面的研究取得重要進展。這些研究為鼎湖山在區(qū)域經濟發(fā)展及人為干擾脅迫下的主要保護對象——季風常綠闊葉林的結構、功能、動態(tài)和服務的維持提供了生態(tài)系統(tǒng)適應性管理的系統(tǒng)解決方案，支撐了鼎湖山及周邊地區(qū)的社會、經濟、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

近期：綜合研究階段。21世紀初期，鼎湖山站基于前期建立的永久樣地和基礎設施獲取的數(shù)據，在生態(tài)系統(tǒng)結構和功能研究方向取得了突破性的成果。鼎湖山站發(fā)現(xiàn)季風常綠闊葉林的結構發(fā)生了變化，有向灌叢化逆向演替的趨勢；發(fā)現(xiàn)超過400年的成熟森林土壤仍然具有較大的碳匯功能，提出生態(tài)系統(tǒng)“非平衡理論框架”，相關成果入選2006年“中國基礎研究十大新聞”。同時，在全球環(huán)境變化與人為干擾持續(xù)加劇的雙重壓力下，鼎湖山站開始研究多尺度環(huán)境脅迫因子與生態(tài)系統(tǒng)響應機制間的耦合關系，并建立了一系列觀測設施和控制實驗平臺，包括2002年建立通量觀測塔用于生態(tài)系統(tǒng)碳水通量監(jiān)測；隨后，又陸續(xù)建立一系列關于全球變化因子控制（氮沉降、酸沉降、降水變化、增溫等）的長期實驗平臺，用于開展鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)對全球變化響應與適應研究。2005年，中國科學院華南植物園建立了南亞熱帶常綠闊葉林20公頃固定樣地（以下簡稱“鼎湖山大樣地”）和大型集水區(qū)，以用于生物多樣性和長期生態(tài)水文監(jiān)測。2000年以來，鼎湖山站主要側重開展森林生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、磷、水循環(huán)及其耦合過程對全球變化的響應與適應規(guī)律研究，試圖揭示南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)碳的源匯功能。2011年開始聚焦森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能，重點探究全球變化背景下常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)服務功能的動態(tài)趨勢及其演變機理。鼎湖山大樣地加入中國森林生物多樣性監(jiān)測網絡（CForBio），為生物多樣性維持機制等方面的研究作出了貢獻。目前，鼎湖山站正在打造“天空地一體化”立體觀測研究平臺，將在鼎湖山新建一座60米高的主塔，并把原來高27米的副塔增高至30米，以服務于國家“雙碳”目標及粵港澳大灣區(qū)發(fā)展需要。這些研究在促進鼎湖山生物多樣性維持和可持續(xù)發(fā)展、減緩和應對氣候變化方面發(fā)揮了重要作用。

與“人與生物圈計劃”有關的研究進展

生物多樣性研究。鼎湖山是中國最早開展生物多樣性研究的平臺之一。鼎湖山現(xiàn)有野生高等植物1948種，記錄有獸類43種、鳥類277種、兩棲類23種、爬行類59種、魚類25種、已鑒定昆蟲996種；有國家重點保護野生動物73種，其中一級7種、二級66種；以鼎湖山采集的模式標本命名的物種達202種，包括植物63種、動物68種、菌物71種；以“鼎湖”命名的物種共44種，包括植物18種、動物11種、真菌4種、細菌11種。有關生物多樣性的研究主要圍繞森林群落結構、功能、分布格局和動態(tài)等方面。在鼎湖山森林中，一系列的研究發(fā)現(xiàn)：樹木物種主要呈現(xiàn)聚集分布；群落構建的確定性過程和隨機過程存在空間尺度效應；個體資源分配模式對群落結構和功能有重要影響；中性過程與生態(tài)位分化共同驅動南亞熱帶樹種的共存機制；生態(tài)策略在空間分布上表現(xiàn)出垂直分異特征。通過長期生態(tài)監(jiān)測和生態(tài)系統(tǒng)功能研究，了解了鼎湖山保護區(qū)中格木、穿山甲等珍稀物種的生存狀態(tài)、分布范圍及受到威脅的因素，從而制定了有效的保護措施，擴大了這些珍稀物種的種群。

全球變化研究。鼎湖山站關于全球變化的研究始于20世紀末?；谟谰脴拥氐拈L期監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)全球變化導致鼎湖山地帶性常綠闊葉林在過去30多年間朝著灌叢化的方向逆向演替，提出了受酸沉降影響嚴重的鼎湖山森林的酸度仍可恢復的觀點?；陂L期通量觀測數(shù)據，研究表明極端氣候事件帶來的最大葉片羧化速率動態(tài)變化和生態(tài)系統(tǒng)呼吸滯后效應是調控亞熱帶森林固碳年際變異的重要因素；發(fā)現(xiàn)鼎湖山森林在旱季比雨季吸收更多的碳，季節(jié)性干旱導致亞熱帶森林固碳量增加。基于氮沉降長期控制實驗，發(fā)現(xiàn)氮沉降降低群落原有物種多樣性，利于新物種遷入并改變群落演替方式；揭示了長期氮沉降調控熱帶森林土壤碳排放的格局及機理，為氮沉降促進熱帶森林土壤碳固持現(xiàn)象提供了重要證據；提出了土壤碳吸存假說，揭示了氮沉降促進熱帶森林捕獲大氣碳的機理；指出富氮豆科樹種具有更高的¹⁵N截留能力；闡明了長期氮和磷添加可能會影響亞熱帶森林底層土壤碳的穩(wěn)定性，并指出未來研究需要更多地關注森林不同土層有機碳的穩(wěn)定性及其驅動機理?；谒岢两悼刂崎L期實驗，發(fā)現(xiàn)土壤磷轉化對酸雨的響應具有季節(jié)性差異，植物在雨季可以調動菌根真菌促進閉蓄態(tài)磷的溶解，緩解酸化引起的磷限制；證明在酸沉降影響下，土壤有機碳含量增加?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)位移（自然增溫）實驗，鼎湖山站發(fā)現(xiàn)氣候變暖對樹木功能性狀及其可塑性有著顯著的影響；闡明了控制增溫下植物和微生物不同步的熱適應驅動了生態(tài)系統(tǒng)由碳源轉變?yōu)樘紖R；發(fā)現(xiàn)增溫激活了植物多種磷獲取策略以維持較高的磷需求，緩解了植物磷限制；指出增溫影響下植物氮需求增強和土壤氮供應降低導致生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)更封閉，緩解了南亞熱帶高氮沉降帶來的氮污染風險。鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應機制、物種遷移模式的變化等研究結果被聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告引用且被國家行動計劃采用，為國家制定適應和減緩氣候變化的策略提供了科學依據。

人與自然和諧共生研究。鼎湖山保存有400多年的原始林，長期被視為人與自然共生研究的典型案例，但在20世紀初的過度砍伐也導致部分原始林退化為次生林。自建立鼎湖山保護區(qū)后，開展了自然生態(tài)恢復和人工促進恢復的試驗研究，如生物防火林帶的研究成果成為南亞熱帶森林修復的參考系統(tǒng)，并在生態(tài)保護、可持續(xù)發(fā)展及文化傳承等方面進行了大量示范應用。鼎湖山具有極高的生物多樣性，在自然演替過程中，植物-土壤-微生物建立的互惠關系，促進了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。鼎湖山的森林覆蓋率達98%，年徑流量超1300萬立方米，具有重要的水源涵養(yǎng)和碳匯功能，也是肇慶市重要的水源地之一。鼎湖山成熟森林（林齡>400年）仍可持續(xù)固定土壤有機碳，具有持久碳匯的強大功能。對鼎湖山碳儲存的經濟價值進行量化研究發(fā)現(xiàn)，鼎湖山每年平均吸收5300噸碳，相當于人民幣330萬元的經濟增加值。通過建立“核心區(qū)-緩沖區(qū)-實驗區(qū)”的分區(qū)管理模式，鼎湖山實現(xiàn)了生物多樣性恢復與生態(tài)系統(tǒng)服務功能的提升，野生維管束植物從建區(qū)時的1284種增至目前的1778種，核心保護對象季風常綠闊葉林從不足130公頃擴展至220多公頃，基于良好的植被恢復和保護，動物多樣性更加豐富，鳥類、獸類等不斷出現(xiàn)新分布種，形成了“自然恢復為主、人工幫助為輔”的中國方案。鼎湖山站的這些研究有助于區(qū)域水源保護、氣候調節(jié)，減緩人類干擾對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響，并為制定保護政策以維持和提升生態(tài)系統(tǒng)服務功能，提升社區(qū)參與度，實現(xiàn)經濟發(fā)展與生態(tài)保護的雙贏提供了支撐。

啟示和建議

通過梳理鼎湖山保護區(qū)近70年的研究與保護成果，同時結合中國乃至全球生物圈保護區(qū)的成功經驗，可獲得以下5個方面的啟示與建議。

基于研究的保護具有強大生命力。如果說鼎湖山是植物學家在植物資源調查過程中為了保護自然資源和開展科學研究而建議政府設立保護區(qū)的話，那它成為世界生物圈保護區(qū)后，一直堅持研究（research）支撐保護（resolution），以及在保護實踐中探索科學問題的“雙向2R”模式，實現(xiàn)了科研不僅要“在”保護區(qū)，更要“為”保護區(qū)?？茖W研究特別是長期定位研究是深入了解生態(tài)系統(tǒng)、精準實施保護措施的關鍵所在。例如，通過監(jiān)測和研究各類植被生態(tài)系統(tǒng)特征與規(guī)律，為保護和恢復提供理論指導；又如，通過對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的研究，探索保護區(qū)的可持續(xù)發(fā)展模式?？茖W研究在對鼎湖山的生態(tài)學認識、保護和利用方案、可持續(xù)發(fā)展路徑選擇等方面都發(fā)揮著重要的作用。

通過國際合作提升水平和知名度。鼎湖山保護區(qū)積極與美歐科研團隊開展國際合作。通過國際合作，不僅引進了國際先進的保護理念、技術和管理經驗，還提升了自身在國際生態(tài)保護領域的知名度和影響力，為保護區(qū)的高質量發(fā)展注入了新動力。例如，在美國和中國人與生物圈國家委員會合作項目的推動下，通過開展鼎湖山人為活動對森林生態(tài)系統(tǒng)結構與功能影響研究，提高了鼎湖山的科研和管理水平；又如，在與美國史密森研究院的合作中，學習到了國外在生態(tài)系統(tǒng)長期監(jiān)測方面的先進技術手段，優(yōu)化了自身的監(jiān)測體系。通過智能化升級改造，該監(jiān)測體系引領著中國生態(tài)系統(tǒng)研究網絡野外臺站的信息化，同時為保護區(qū)的防火和野生動植物監(jiān)測提供實時自動化服務。鼎湖山站還吸引了大量生態(tài)學、經濟學、社會學學者開展合作研究，這些跨學科研究為解決復雜的生態(tài)問題提供全方位視角，也為制定更有效的保護政策和管理措施服務。總之，鼎湖山保護區(qū)的國際合作提升了我國在國際生態(tài)保護領域的話語權，也共同推動了全球生物圈保護事業(yè)的進步。

科研成果為政府決策和社會參與提供依據。生物圈保護區(qū)理念提倡的科研不僅是科學家的科研，它還十分重視當?shù)厝嗣窈驼膮⑴c。政府和社區(qū)重視科學研究可為管理決策和社區(qū)發(fā)展提供支撐。當?shù)卣趯ΡＷo和協(xié)同發(fā)展的研究結果，持續(xù)加大森林防火和生物入侵防控的財政投入，出臺一系列優(yōu)惠政策鼓勵保護區(qū)周邊社區(qū)發(fā)展生態(tài)友好型產業(yè)，減少對保護區(qū)生態(tài)資源的依賴，生態(tài)評估結果為保護區(qū)的利益相關者參與、治理、資金和資源調動等管理決策提供有力的支持。基于科學研究的社區(qū)廣泛參與也為保護工作增添活力。例如，對鼎湖山負氧離子的科學觀測得知其負氧離子濃度最高達10.56萬個/立方厘米，是全國負氧離子濃度最高的保護區(qū)與旅游景區(qū)之一（鼎湖山亦是國家5A級旅游景區(qū)），由此吸引了更多游客，增加了社區(qū)旅游收入；而且志愿者、社會組織等社會力量通過參與科普宣傳和生態(tài)修復等活動，形成了共同關注、共同參與保護的良好氛圍。

基于科學研究的科學普及非常重要。鼎湖山保護區(qū)重視科普工作，通過建設科普場館和自然教育徑、開展自然教育活動等方式，創(chuàng)新科普形式和手段；同時，結合科研成果與現(xiàn)代信息技術，向公眾普及生態(tài)保護知識、傳播生態(tài)文化，使得越來越多的人了解到保護區(qū)的重要價值，從而增強公眾對生態(tài)保護的責任感。例如，通過對鼎湖山成熟林可持續(xù)積累有機碳、發(fā)現(xiàn)新物種等科學研究成果的傳播，提高了公眾對生物圈保護的認識和理解，促進了公眾參與生物圈保護的意識與行動?？茖W普及不僅能減少人為破壞生態(tài)環(huán)境的行為，還能促進生態(tài)旅游等綠色產業(yè)的健康發(fā)展，實現(xiàn)生態(tài)保護與經濟社會發(fā)展的良性互動。

自然保護與區(qū)域發(fā)展相協(xié)同。1979年加入世界生物圈保護區(qū)網絡后，鼎湖山保護區(qū)在管理中融入生物圈保護區(qū)的理念，與周邊社區(qū)建立以生態(tài)補償為基礎的共管機制，推動生態(tài)保護與文旅融合，通過發(fā)展生態(tài)旅游，延伸綠色經濟，支撐區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。目前，鼎湖山每年吸引200多萬人次的游客前來觀光度假，僅門票收入就超過5000萬元。豐富的旅游文化活動促進了周邊餐飲、文化、土特產、紀念品等產業(yè)的發(fā)展，從而帶動周邊社區(qū)居民的就業(yè)與生活水平提升。此外，鼎湖山潔凈而充沛的水源為當?shù)厣鐓^(qū)提供了另一條致富之路。目前，當?shù)乩枚剿椿蚨狡放频娘嬘盟髽I(yè)至少有13家，其中有多家每年上繳利稅超過1000萬元，飲用水的生產與銷售成了當?shù)夭糠稚鐓^(qū)、街道和居民的重要收入來源。當?shù)厣鐓^(qū)得到發(fā)展、居民生活得到改善后，他們對鼎湖山的保護也就會變得越來越自覺。例如，保護區(qū)每年招聘的數(shù)十名志愿者中絕大多數(shù)都是周邊社區(qū)的居民。這些居民之所以樂于充當志愿者，根本原因就是他們從保護中獲得了實實在在的益處，并把鼎湖山當成其“精神家園”和“財源”。正是這種相互支持、相互促進，使人與自然和諧共生的理念在鼎湖山保護區(qū)得到很好的踐行。

總之，鼎湖山保護區(qū)基于科學研究的保護工作取得了較好成效，為中國乃至全球提供了多方面的經驗和啟示，不愧是“中國自然保護區(qū)的旗幟”。在未來的生物圈保護工作中，可以充分借鑒鼎湖山保護區(qū)的“雙向2R”模式，強化科學研究、拓展國際合作、促進政府與社會力量協(xié)同、做好自然教育工作，共同為全球生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定和生物多樣性保護貢獻力量，推動實現(xiàn)人與自然和諧共生的美好愿景。

（作者：夏漢平、劉菊秀、魯顯楷、任海，中國科學院華南植物園；《中國科學院院刊》供稿）