印度尼西亚泥炭地恢复的障碍与技术：一个综述

这篇论文研究了印度尼西亚泥炭地复垦所面临的障碍，并回顾了迄今在热带地区恢复受损泥炭地所使用的技术。印度尼西亚泥炭地恢复的直接障碍包括改变的泥炭地地形、泥炭地排水、入侵蕨类和灌木物种的存在、频繁火灾和洪水风险。间接障碍包括气候变化、不一致的土地利用政策和缺乏替代生计选择。我们指出，迄今为止实施的大多数恢复活动都是小规模试验，使用的恢复技术包括堰塞、苗木移植和种子传播促进。我们认为，印度尼西亚泥炭地的成功恢复与有意义的土地利用政策和治理改革以及具体恢复方法的技术有效性同样重要。

全球热带泥炭地中约47%（21 Mha）位于印度尼西亚。这种碳丰富的资源含有全球泥炭碳（57 GtC）中高达65%（Page等人，2011），以及全球基于森林的碳储量（861 GtC）中的7%（Pan等人，2013）。除了作为碳库的重要性，泥炭地还支持着高生物多样性，包括猩猩和虎等具有高保护价值的特有和稀有物种（Morrogh-Bernard等人，2003；Posa等人，2011；Sunarto等人，2012）。它还为数千名当地居民提供生计（Anshari等人，2005；Silvius和Diemont，2007；Suyanto等人，2009）。印度尼西亚的大部分泥炭地是低地雨养性，其主要营养补给源来自大气降水或从腐烂植物物质中循环利用（Rieley和Page，2008）。由于水位较高、营养物质较低和酸性条件，植物物质的分解速度较慢（Yule，2010）。这使得泥炭地的形成和积累成为可能。

尽管泥炭地在印度尼西亚具有价值，但该生态系统已经发生了巨大的转变，转变为其他土地利用方式，导致大片泥炭地受到破坏。伐木、转化为工业种植园、排水和火灾被认为是导致泥炭地退化的主要因素（Hooijer等人，2006；Koh等人，2011；Hooijer等人，2012；Miettinen等人，2012；b；Margono等人，2014）。泥炭地转化为大规模工业种植园，尤其是油棕园，从1990年到2000年增加了约0.604 Mha，从2000年到2010年增加了约0.612 Mha。这些数字分别代表了两个十年内森林转化的年增长率分别为42.27%和13.70%（Miettinen等人，2012）。与此同时，与此转化相关的人工排水开发的范围也显著增加（Böhm和Siegert，2001；Hooijer等人，2006；Joosten，2009；Franke等人，2012）。据估计，到2008年，印度尼西亚总计21 Mha的泥炭地中约有12.5 Mha被用于农业和林业排水（Joosten，2009）。火灾也在加剧泥炭地的退化。频繁的火灾限制了森林成功再生（Page和Waldes，2008；Page等人，2009a）。在过去的20年中，在印度尼西亚尝试了许多泥炭地恢复计划。这些计划包括通过堵塞疏导渠道进行泥炭地复湿（Suryadiputra等人，2005；Dohong和Lilia，2008；Page等人，2009b；Jaenicke等人，2011；Ritzema等人，2014），通过生产和移植苗木进行裸露泥炭地的植被恢复（van Eijk等人，2009；Graham和Page，2014），促进种子传播工具的使用（Graham和Page，2012），以及了解自然或自发再生的潜力（Gunawan等人，2007；van Eijk等人，2009；Gunawan等人，2012；Blackham等人，2013；Blackham等人，2014）。尽管各种组织尝试了这些计划，但目前仍缺乏严格和一致地对热带地区泥炭地恢复问题和技术进行评估的研究，特别是关于：（a）在恢复过程中遇到的主要障碍类型；（b）在印度尼西亚解决泥炭地退化问题中所使用的恢复措施和技术及其有效性。因此，本文回答了以下问题：（a）在印度尼西亚实施泥炭地恢复时可能阻碍成功的主要障碍是什么；（b）在印度尼西亚解决泥炭地退化问题时使用了哪些恢复措施和技术？此外，还对各种泥炭地恢复技术进行了评估。

1111，热带泥炭地退化的驱动因素 伐木、转化为工业种植园、排水和火灾被频繁地认为是导致印度尼西亚泥炭地砍伐和退化的主要驱动因素（Böhm和Siegert，2001；Page等人，2002；Aldhous，2004；Koh等人，2011；Miettinen等人，2012；b）。印度尼西亚国家规划署的一项研究估计，到2006年，该国约45%的泥炭地被灌木/草地（20%）、农田（15%）和其他非森林植被（10%）所占据（BAPPENAS，2009）。此外，灌木/草地覆盖在2000年至2006年期间增加了55%（相当于4.4Mha），与此同时，森林泥炭地在同一时期减少了15%（剩余12.0Mha）。Miettinen等人（2012）报告了苏门答腊和加里曼丹泥炭沼泽森林覆盖的显著减少。这两个岛屿的泥炭沼泽森林覆盖面积从1990年的约8.78 Mha（78%）分别减少到2000年的5.95 Mha（53%）和2010年的4.21 Mha（38%）。这些数字分别代表了1990年至2000年和2000年至2010年两个十年间泥炭沼泽森林每年的减少率分别为3.40%和3.82%（图1）。泥炭地转化为大规模农业，尤其是工业棕榈油和纸浆木材种植园，已成为过去20年的主要问题。苏门答腊的工业棕榈油总面积从1990年的0.02-0.26 Mha大幅增加到2000年的0.53-0.70 Mha和2010年的1.05-1.40 Mha。类似地，加里曼丹泥炭地上的棕榈油种植面积从1990年的仅为0.001 Mha增加到2000年的0.02-0.05 Mha和2010年的0.26-0.31 Mha（图2）。泥炭地排水增强了泥炭的氧化、压实和固结，导致泥炭沉降和大气和河流碳排放的释放（Hooijer等人，2006；2012；Jauhiainen等人，2012）。重复火灾主要由泥炭森林砍伐和人工运河建设引发（Hooijer等人，2006；Hoscilo等人，2008；Page等人，2009a，b）。

222，有效热带泥炭地恢复的制约因素 湿地恢复，包括泥炭地生态系统的恢复，面临着各种各样的障碍，可能涉及生态、生物物理、社会经济和政策等各种因素（Zedler，2000；Page和Waldes，2008；Collier，2011）。这些障碍可能是直接的或间接的。直接的障碍可能涉及生态（例如物理、水文条件）和生物约束。而间接的障碍可能来自外部和社会政治因素，如气候变化、执法不力、监管措施的不一致和社会经济条件。

333，生物物理因素 改变泥炭物理特性和微地形是植被清除、人工排水渠道建设和频繁火灾的结果。改变的泥炭物理特性和微地形可能限制泥炭森林再生的成功，因为这些变化会影响微气候条件、水文波动、泥炭氧化和火灾，从而导致泥炭沉降、泥炭高低起伏地形的减少和洪水风险的增加（Page等人，2009b；Graham和Page，2014）。清除泥炭森林植被会造成大片天幕间隙，增加太阳辐射输入强度，降低泥炭湿度，增加蒸发。因此，泥炭表面温度会升高（Page等人，2008；Gandois等人，2013；Graham和Page，2014；Page和Hooijer，2014）。反过来，更高的温度会影响泥炭湿度、蒸发蒸腾、泥炭碳动力学和水文平衡（Page等人，2009b；Dommain等人，2011）。

在泥炭地区广泛修建排水渠道会导致泥炭物理特性和地形特征的变化，由于降低的水位表，增加了泥炭氧化和沉降，造成地表下的氧化带（泥炭地的氧化带）加深（Rydin和Jeglum，2013）。泥炭沉降将影响泥炭地微地形和水文，从而影响水文和植被恢复的效果（Applegate等人，2012）。此外，退化的泥炭地容易发生频繁火灾。频繁的火灾不仅会消耗泥炭物质，由于燃烧导致泥炭地微地形的变化，而且还有可能破坏木质和非木质植被，这对于恢复退化的泥炭地来说是必不可少的（Page等人，2009a；Hoscilo等人，2011）。

444，水文因素 改变的水文条件和频繁火灾是阻碍泥炭森林再生的主要障碍（Wösten等人，2006；2008；Page等人，2009a；Graham和Page，2014）。泥炭地排水引起的自然水文平衡紊乱是泥炭地退化的起点。虽然存在不需要泥炭地排水的可持续选择性砍伐实践，但排水渠道的建设是与其他类型的砍伐活动、农业实践、种植园建设和泥炭沼泽森林木材采伐相关的常见做法（Hooijer等人，2006；Wösten等人，2006；Jaenicke等人，2011）。排水渠道的功能取决于正在进行的土地利用类型。例如，在农业和种植园部门，排水渠道的功能是两重的：首先，降低地下水位，以便可以在泥炭上种植作物；其次，排水渠道可以用于将农产品运输到当地加工工业或市场（Hooijer等人，2006；Jaenicke等人，2011）。在森林经营区，运河主要用于将砍伐的木材从森林内部运输到河流，然后运输到下游的木材加工工业（Jaenicke等人，2011）。在干旱事件中，排水和退化的泥炭沼泽森林可能面临缺水问题，并面临生理性水分亏缺（Page和Waldes，2008）。在干旱事件中，由于存在人工排水渠道，地下水位显著下降，并加深了泥炭的氧化带，从而增加了泥炭沉降（Wösten等人，2008；Hooijer等人，2012）。同样，泥炭地排水会影响物理特性，使泥炭易受不可逆转的干燥和收缩的影响，从而抵抗水分，阻碍水文和植被恢复（Rieley和Page，2008；Hooijer等人，2012）。干旱和雨季之间水文制度的波动和不稳定可能是恢复成功的主要障碍。水文制度的动态性高度依赖于影响泥炭生态系统水平衡的因素（Ritzema，2007；Wösten等人，2007）。中加里曼丹的地下水位在由厄尔尼诺事件引起的长期干旱期间可能会下降几米（Wösten等人，2008；Ballhorn等人，2009；Ritzema等人，2014）。在极端干旱期间，地下水位的过度下降可能使泥炭面临极端高温，这可能会导致对这些条件非常不耐受的幼苗和树苗的死亡（Page等人，2008；2009b）。另一方面，拉尼娜事件期间的降水过多可能会对植被产生其他问题，并影响泥炭物理特性。在印度尼西亚的雨季期间，持续的洪水可能使泥炭地连续数天或数月被水淹没。这可能会威胁到对长时间水淹不耐受的植物物种的生存能力。例如，在森巴克国家公园贾姆比省进行的一项研究中指出，2004年的长时间和深度洪水导致大部分种植的苗木死亡，种植的苗木存活率仅为5%（van Eijk等人，2009）。

555，生态因素 可能会妨碍成功泥炭地植被恢复的最重要的生物障碍是入侵和有侵略性的木本和非木本杂草的存在。在加里曼丹中部和苏门答腊进行的研究指出，在泥炭火灾发生后，茂密的灌木和蕨类社区主导了裸露的泥炭地，阻碍了土著后继种子的重新建立（Graham等人，2007；Page等人，2009a；van Eijk等人，2009）。茂密的植被阻挡了阳光的照射，形成了加深的阴暗处，营养物质的竞争加剧，使土著植物物种很难生存。研究表明，种子来源的位置和反复燃烧导致蕨类和灌木覆盖物的侵入，通常以足以阻碍土著树种再生的密度发生（Page等人，2009b；Blackham等人，2014）。火灾不仅会破坏热带泥炭地中已建立的幼苗和树苗，还经常破坏父本树木，这些树木是现场种子来源和种子传播者。缺乏种子来源和种子传播者可能妨碍退化泥炭地的自然再生（Graham等人，2007；D'Arcy和Graham，2008；Graham和Page，2014）。保护与恢复区相邻的残留自然泥炭森林补丁是必要的，以便提供物种再定殖的种子来源（Hoscilo等人，2011）。

666，频繁火灾 火灾是妨碍印度尼西亚泥炭地森林成功恢复的最重要障碍（Giesen和Euroconsult，2004；van Eijk和Leenman，2004；Page等人，2008；2009b；van Eijk等人，2009；Hoscilo等人，2011）。泥炭火灾可以通过对种子库的影响和有机物损失导致的土壤肥力降低，严重限制森林再生（Giesen和Euroconsult，2004）。在单次火灾事件后，泥炭沼泽森林的自然或自发再生是可能的。然而，频繁间隔的多次火灾可能会妨碍泥炭森林物种的再生。相反，频繁火灾促进了同质化和较低的非木本植物群落（如蕨类和菅草）的出现和占主导地位（Hoscilo等人，2008）。在中加里曼丹的研究中发现，多次和重复的火灾妨碍了森林演替，甚至促使了逆向演替（Hoscilo等人，2008；Page等人，2008；Page等人，2009a）。许多研究建议采取防火措施，以确保泥炭森林的再生能够发生。

777，机构、监管和政策因素 监管和政策措施方面的不确定性阻碍了印度尼西亚成功的泥炭地恢复计划。泥炭地保护、保护和恢复的法律依据很薄弱，主要是因为泥炭深度决定了对泥炭地的保护（印度尼西亚共和国总统办公室，1990）。对于泥炭深度小于3米的泥炭地，没有保护措施，即使这种类型的泥炭地可能具有重要的社会生态和生物多样性价值。尽管存在3米的法定标准，但深层泥炭地并不免于转化为其他土地利用，尤其是工业种植园（Silvius和Suryadiputra，2005；Hooijer等人，2006）。印度尼西亚监管措施的另一个问题是各个部门和机构对泥炭地的监管的不一致。例如，2009年印度尼西亚农业部第14号法规允许在泥炭深度超过3米的地方种植油棕，如果该泥炭地位于保护区之外或已被规划体制分配用于种植（印度尼西亚共和国农业部，2009）。这直接违反了中央政府关于自然森林和泥炭地转化为种植的暂停的政策，无论深度如何（印度尼西亚共和国总统办公室，2011；2013）。

888，社会经济因素 贫困水平较高和缺乏生计选择是生活在泥炭沼泽地区社区面临的两个重要问题。这可能导致当地利益相关方过度利用、烧毁或开发泥炭地森林资源，从而妨碍恢复工作（Anshari等人，2005；Noor等人，2005；Silvius和Diemont，2007；Suyanto等人，2009）。由于其酸性和低营养素水平，泥炭地被认为是农作物耕种的边缘土地。当地自给自足的农民解决泥炭酸性问题、促进泥炭肥力和增加养分的唯一方法是使用火。火用于印度尼西亚传统农业实践中有两个目的：首先，清除杂草、灌木和其他覆盖植被，为农作物的种植腾出空间；其次，火可以产生灰分，用于中和泥炭酸性和作为肥料改善作物产量（Saharjo，2007）。此外，使用火进行传统农业是成本效益高的，因为清理土地以进行农业只需要很少的工作和劳动力（Chokkalingam等人，2005）。例如，为了提高作物和蔬菜的产量，中加里曼丹Kalampangan村的农民通过燃烧泥炭和收获后的杂草的混合物来生产灰分肥料。这样做也节省了金钱，因为他们不需要购买人工肥料（Dohong和Lilia，2003）。用于清除杂草和生产灰分肥料的火可能会影响泥炭物理特性并改变微地形，这可能妨碍泥炭森林再生，并且火灾有可能杀死种子苗和树苗，这些是种子来源。

999，印度尼西亚泥炭地恢复活动 印度尼西亚的热带泥炭地恢复活动是一个新兴活动，目前还处于起步阶段。早在21世纪初，一些非政府组织、保护组织和研究机构就在印度尼西亚中加里曼丹、贾姆比、南苏门答腊和利奥省启动了泥炭地恢复计划，以应对这些泥炭地区泥炭地退化及其相关影响的严重情况（表1）。包括湿地国际-印度尼西亚项目、加拿大野生动物栖息地和马来西亚全球环境中心在内的三个保护组织于2003年至2005年间通过一个名为印尼气候变化、森林和泥炭地（CCFPI）的合作机构首次引入了泥炭地复湿的方法，通过堵塞农业人工渠道和非法伐木者在中加里曼丹和南苏门答腊的渠道（Suryadiputra等人，2005）。这种泥炭地复湿活动被认为是印度尼西亚甚至是热带地区的首次尝试（Ritzema等人，2014）。在CCFPI的推动下，大约修建了7座大坝，用于封堵中加里曼丹北西区的前超级水稻项目（Mega Rice Project，EMRP）A区，以及73座小坝，用于封堵中加里曼丹南巴里托地区普宁村非法伐木者挖掘的排水渠道（Suryadiputra等人，2005；Dohong和Lilia，2008；Jaenicke等人，2011）。此外，还在2004年11月在南苏门答腊的梅兰格地区封堵了4个非法伐木者的沟渠，修建了大约12座小坝（Suryadiputra等人，2005）。在CCFPI堵塞渠道的成功和经验之后，2007年至2008年，在荷兰外交部（DGIS）资助的中加里曼丹泥炭地项目（CKPP）下，又建造了另外19座大坝，已经提到过的那19座大坝，CKPP合作伙伴还在中加里曼丹的Sebangau国家公园修建了5座大坝和263座小坝。

泥炭地复湿活动还在EMRP的C区实施，参与了欧盟资助的名为恢复热带泥炭地以可持续利用可再生自然资源（RESTOPEAT）的KEYTROP框架下。在2005年，最终在EMRP的C区的Kalampangan和Taruna渠道修建了6座大坝（Limin等人，2007；Jauhiainen等人，2008；Ritzema等人，2014）。印度尼西亚世界自然基金会也在2005年在中加里曼丹的Sebangau国家公园进行了泥炭地复湿项目。在2005年，他们在SSI运河上修建了5座大坝（Panda等人，2012）。此外，CKPP合作伙伴在Sebangau国家公园修建了263座小坝，该项目中共修建了263座小坝。在2005年至2009年期间，WWF-Indonesia在Sebangau国家公园封堵了约176条非法伐木者的渠道（Maya，2009）。Orang-utan Tropical Peatland Project（OuTrop）通过整个Sebangau泥炭沼泽森林自然实验室修建了379座小坝（沟宽1-2米），截至2010年（The Orang-utan Tropical Peatland Project，2010）。绿色和平组织在利奥省的Kampar半岛森林中实施了泥炭地复湿计划，通过封堵该地区的人工开放渠道（Lisa，2009）。由于关于该运河封堵活动的信息有限，尚不清楚该组织在其名为Defender Climate Camp的活动期间成功修建了多少座大坝，该活动于2009年10月至11月期间进行。

在许多泥炭地区，裸露泥炭地的苗木恢复工作与泥炭地复湿活动同时进行，自20世纪初以来一直在中加里曼丹等许多泥炭地区实施。在中加里曼丹的EMRP地区（Suryadiputra等人，2005；Central Kalimantan Peatland Project，2008；Page等人，2009b；Graham和Page，2014）和贾姆比的Berbak国家公园（Giesen，2004；van Eijk和Leenman，2004；van Eijk等人，2009），已实施了苗木育苗和种植计划。在CCFPI计划2003-2005期间对EMRP封堵的运河沿线进行裸露泥炭地植被恢复的苗木育苗和种植工作在湿地国际组织的支持下进行（Suryadiputra等人，2005）。CKPP计划还在CKPP计划2007-2008期间在EMRP和Sebangau国家公园进行了苗木苗圃和苗木移植活动（Central Kalimantan Peatland Project，2008）。然而，需要注意的是，各种组织实施的泥炭地复湿和植被恢复活动在性质和规模上大多是“试验和试点”性质的。