《Journal of Environmental Management》：Maximizing synergistic cobenefits of wetland conservation and restoration: A cost-effective integrated framework for urban sustainability
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薛莉|孙淼淼|李晓文|吕江涛|梁芳媛|拉比亚·沙比尔|郝家源|支立辉|肖志岩|彭莉北京师范大学环境学院湿地保护与修复国家重点实验室，中国北京市新街口外大街19号，100875摘要在预算限制下，湿地管理经常采用零散的保护或恢复策略，忽视了这些策略之间的协同效益，尤其是在快速城市化的
薛莉|孙淼淼|李晓文|吕江涛|梁芳媛|拉比亚·沙比尔|郝家源|支立辉|肖志岩|彭莉
北京师范大学环境学院湿地保护与修复国家重点实验室，中国北京市新街口外大街19号，100875
摘要
在预算限制下，湿地管理经常采用零散的保护或恢复策略，忽视了这些策略之间的协同效益，尤其是在快速城市化的地区。虽然现有研究主要集中在孤立的保护或恢复措施上，但很少有研究系统地将这两种方法结合起来，以在预算限制下最大化生态系统服务（ESs）的协同效益。为了缩小这一差距，我们基于系统保护规划和Marxan模型的框架，探讨了通过保护与恢复的协同作用可能带来的协同效益，并以中国武汉市的湿地为例进行了说明。我们整合了生态系统服务评估、潜在的恢复地点和水文可达性，以确定能够同时满足保护与恢复优先需求的成本效益区域。研究结果表明，综合的保护与恢复方案可以有效地提升区域内的多种生态系统服务（如碳储存、洪水调节、栖息地质量以及景观和文化价值），并且随着目标水平的提高，恢复的贡献变得越来越重要，这突显了为了综合管理城市湿地而协同实施保护与恢复的必要性。我们的研究框架可以用于为政策和管理决策提供参考，以实现生态保护与城市发展的平衡，确保湿地生态系统及其服务的长期可持续性。
引言
最近的研究越来越多地认识到保护与恢复策略之间的协同作用（Zhi等人，2023年；Lyu等人，2024年；Mutillod等人，2024年）。保护策略侧重于以较低的即时成本保护现有的高价值生态系统，而恢复策略旨在恢复退化区域以实现长期服务恢复，这通常需要大量投资（Possingham等人，2015年）。这两种策略之间存在一个关键矛盾：过度依赖保护可能会忽视具有高恢复潜力的区域，而大规模的恢复可能会分散用于保护完整栖息地的资源（Mu等人，2022年）。实证证据表明，当恢复增强了受保护湿地之间的连通性时，可以通过水文网络放大洪水调节和生物多样性的协同效益（Preston等人，2025年）。相反，如果恢复措施分散实施，例如在远离核心栖息地的孤立区域进行恢复，可能会加剧权衡，导致生态系统服务的效益不佳（Fu等人，2019年）。
人们越来越认识到，孤立的、局部规模的努力不足以实现长期的生态可持续性，特别是对于受到干扰的生态系统而言，这些生态系统需要保护和恢复的互补作用来维持其生态格局和过程（Li等人，2022年；Mu等人，2022年）。这些协同效益对于保护生物多样性、确保生态系统服务的持续提供以及适应全球变化（如城市化和气候变异性）至关重要（Zhou等人，2023年）。因此，生态恢复不应仅限于局部规模，因为它可以在更广泛的范围内贡献生态系统服务，并可能产生溢出效应（Wu等人，2024a）。
尽管对综合方法的认可度不断提高，但在理论理解和实际应用方面仍存在显著差距（Possingham等人，2015年；Fu等人，2019年）。目前缺乏一个综合框架和相关案例研究来优化保护和恢复的生态协同效益（Zhi等人，2023年；Wu等人，2024b），当前的实践往往未能考虑到这些协同生态效益以及生态系统与其周围环境之间的复杂相互作用，导致生态功能和服务提供的结果不佳（Wiens和Hobbs，2015年；Mu等人，2022年）。特别是，缺乏综合方法导致保护与恢复措施零散实施，可能无法产生协同效应甚至互补效果，从而未能最大化恢复活动的潜在效益（Puri等人，2022年）。
在过去十年中，整体恢复和调节湿地生态系统的概念也受到了关注，强调了修复相邻流域区域和更大范围流域生态系统结构和功能的完整性的必要性（Hallett等人，2023年）。对全球湿地恢复项目的评估表明，恢复湿地的生态功能仅达到健康自然湿地平均水平的23%–26%（Moreno-Mateos等人，2012年）。为了提高恢复的效果，需要注意湿地恢复模式与周围完整湿地之间的协同效应。
作为绿色基础设施的重要组成部分，城市湿地提供了连接生态保护和人类福祉的多功能景观。它们的空间配置，如与城市公园的连通性或与排水系统的整合，直接影响城市缓解气候风险和提升社会福利与公平的能力（Zhou等人，2024b）。城市湿地与自然湿地不同，它们的生物多样性较低，但在城市生态系统服务中发挥着关键作用。然而，城市湿地受到人类活动的严重影响，自我恢复能力较差（Rojas等人，2019年）。
城市湿地的保护和恢复需要被重新定义为景观规划中的一个动态空间协商过程（Datri等人，2024年）。这不仅需要生态优先级的确定，还需要协调城市扩张、农业集约化和洪水风险缓解之间的竞争需求（Cimon-Morin和Poulin，2018年；Frantzeskaki等人，2019年）。虽然之前的研究分别探讨了湿地保护或恢复的具体策略，但在理解如何协调这些策略以在城市空间和预算限制下最大化其协同效益方面仍存在研究空白（Wu等人，2024b；Baker等人，2025年），并且在预算限制下综合保护和恢复的成本效益也鲜有动态研究（Zhou等人，2023年）。这些差距阻碍了快速城市化地区有效的湿地管理，那里日益严重的土地稀缺性要求进行严格的优先级排序（Liu等人，2023年）。
我们的研究通过开发一种空间明确的综合方法来量化武汉城市湿地保护与恢复之间的协同效应，从而在统一的规划框架内实现这两种策略的成本效益整合。具体来说，我们的研究旨在：（1）开发一个空间明确的框架来量化湿地保护与恢复之间的协同效益；（2）探索成本效益高的综合保护和恢复模式，以最大化区域生态系统服务；（3）为平衡城市发展与淡水湿地保护和可持续性提供政策相关的见解。
章节摘录
研究区域和数据来源
武汉市（行政边界）位于长江中游（图1），面积为8569.15平方公里，属于亚热带湿润季风气候，年降水量在1150至1450毫米之间（Huang等人，2022年）。该地区拥有密集的河流和湖泊湿地网络，占其总面积的27.15%，包括166个湖泊和165条长度超过5公里的河流。值得注意的是，武汉被指定为“国际湿地城市”
潜在恢复区域
武汉市现有的淡水湿地总面积估计为1423.23平方公里。在潜在的湿地恢复区域中，可以从已开发的土地上恢复的湿地主要集中在靠近现有自然淡水湿地的地方，覆盖面积为606.23平方公里。相比之下，可以从水产养殖区恢复的湿地面积较小，为146.76平方公里，主要分布在河流和湖泊湿地周围（图3）。整体生态系统
综合保护和恢复的协同效益
在这项研究中，我们在一个统一的框架内共同优化了目标、成本和效益（即ESV），以优先考虑并协调武汉市的淡水湿地保护和恢复。这种方法促进了从小规模、零散的湿地恢复措施向更全面和协调的战略转变。
结果证实，在大多数预算限制下，保护仍然是最具成本效益的策略，这体现在单位面积成本（CPA）最低
结论
本研究提出了一种以成本效益方式整合湿地保护和恢复的优化框架，并通过武汉市的案例进行了验证。通过采用系统保护规划（SCP）和Marxan工具，并根据多种生态系统服务价值来优先选择区域，我们的方法在预算限制下优化了资源分配，有效利用了保护和恢复地点选择之间的协同效应。至关重要的是，我们
CRediT作者贡献声明
薛莉：概念化、形式分析、调查、方法论、初稿撰写、审阅与编辑。孙淼淼：概念化、数据管理、可视化、初稿撰写、审阅与编辑。李晓文：概念化、资金获取、方法论、项目管理、监督。吕江涛：数据管理、资源协调、验证。梁芳媛：数据管理、调查、验证。拉比亚·沙比尔：数据管理、调查。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（编号：32171572）、京津冀区域环境综合治理（编号：2025ZD1208102）和国家自然科学基金山东联合基金（编号：U22A20558）的财政支持。作者感谢所有匿名审稿人和编辑提出的建设性意见，这些意见改进了本文的质量。
