1930-2020年英格兰与威尔士半自然栖息地丧失的多时期评估揭示农业集约化是主要驱动力

《Landscape Ecology》：Assessing land use change and the impacts on semi-natural habitats across England and Wales using four time points between 1930 and 2020

本研究针对英国因土地利用变化导致的栖息地丧失问题，利用1930年代至2020年四个时间点的历史地图与卫星数据，首次系统量化了英格兰与威尔士半自然栖息地的演变轨迹。研究发现阔叶林是1960s后唯一增长的半自然栖息地，而粗放草地/石楠/湿地的主要流失发生在1930s-1960s（转为草地），草地（含物种丰富中性草地）的最大损失出现在1960s-1990（转为耕地），证实战后农业集约化是核心驱动力。该成果为生态修复空间定位与政策制定提供了关键时空依据。

　　

当我们漫步在英格兰与威尔士的乡间，那些点缀在农田与城镇之间的半自然栖息地——古老的阔叶林、开满野花的草地、石楠丛生的荒原、静谧的湿地——不仅是美丽的风景，更是无数野生动植物赖以生存的家园。然而，这些宝贵的生态系统正面临着巨大的威胁。全球范围内，由人类活动导致的土地利用/土地覆被（LULC）变化是生物多样性下降的主要驱动力之一。在英国，人们普遍认为，二战后的农业集约化是导致半自然栖息地锐减的“罪魁祸首”，但长期以来，由于历史数据的缺乏，我们对近一个世纪以来栖息地丧失的具体模式、速率以及不同时期的驱动因素，缺乏系统而精确的认识。理解这些历史轨迹，对于预测未来变化、制定有效的生物多样性保护和修复政策至关重要。

为了填补这一空白，一支由英国生态与水文中心（UK Centre for Ecology & Hydrology）Lucy E. Ridding领衔的研究团队，进行了一项开创性的研究。他们巧妙地整合了跨越90年的四套关键数据：基于实地调查的1930年代英国土地利用调查（LUSGB）地图、此前仅少量出版的1960年代第二次土地利用调查（2LUS）地图（本研究将其系统数字化），以及基于卫星影像的1990年和2020年英国土地覆被图（LCM）。研究人员将不同时期的数据统一分类，聚焦于“阔叶林”、“针叶林”、“粗放草地、石楠与湿地”、“草地”（包含物种丰富的中性草地和农业改良草地）、“耕地与园艺”、“淡水”、“城市”和“其他”等八大类，并对覆盖英格兰与威尔士近15%区域的110幅1960年代地图进行了高精度（总体精度95.8%）的数字化与验证，最终在一个统一的18,891平方公里区域内，揭示了半自然栖息地的世纪变迁。这项重要的研究成果发表在生态学领域知名期刊《Landscape Ecology》上。

研究揭示了英格兰与威尔士土地利用格局在过去90年间发生了剧烈而动态的变化。仅有40%的研究区域在1930年至2020年间保持土地覆被类型稳定，这意味着超过60%（11,334.6平方公里）的土地经历了至少一次转变。半自然栖息地的损失触目惊心，“粗放草地、石楠与湿地”和“草地”两大类合计净损失达3,347平方公里，占研究区域总面积的18%。然而，损失的节奏和驱动力在不同时期呈现出鲜明对比。

阔叶林是半自然栖息地中的“幸运儿”

在所有半自然栖息地中，阔叶林是唯一一个自1960年代后持续增长的类别。从1960年代到2020年，其面积增加了910平方公里。这主要得益于1985年英国出台的阔叶林政策，旨在维持和增加阔叶林面积。相比之下，针叶林的面积在整个研究期间变化不大，仅在威尔士地区1990-2020年间有所增加，这可能反映了林业经营策略的调整。

粗放草地、石楠与湿地的“早衰”

这类栖息地的损失主要发生在早期。在1930年代至1960年代期间，其面积急剧减少了26%，相当于数百平方公里。其主要去向是转变为“草地”，这一时期有43%的损失源于此类转换。这反映了战后初期农业政策鼓励粮食生产，使得许多边缘土地（如石楠荒原、湿地）被开垦为牧场或草场。此外，也有相当一部分被转为针叶林，这与当时为满足木材需求而进行的造林活动有关。

草地的“晚期剧痛”与耕地扩张

“草地”（包含具有高保护价值的中性草地）的损失模式则有所不同。其最严重的萎缩发生在1960年代至1990年之间，面积减少了21%。这背后的主要推手是农业集约化的深化，大量草地被转为耕地用于集约化农业生产，这一时期有高达41%的草地损失源于此。与此同时，城市化进程也吞噬了大量草地，在各个时期都占据了约17%-24%的损失比例。值得注意的是，1990年后，耕地面積达到峰值后开始下降，而草地的丧失速度也显著放缓，这可能与农业机械化、化肥农药使用导致边际耕地弃耕还草，以及自然保护区（如SSSI）保护力度加强有关。

驱动力的时空演变

通过分析土地覆被转换矩阵，研究清晰地揭示了不同时期半自然栖息地丧失的主要驱动力。对于“粗放草地、石楠与湿地”而言，在其损失的高峰期（1930s-1960s），转化为“草地”是绝对主导（43%），其次是转为林地（尤其是针叶林）。而对于“草地”而言，转化为“耕地”始终是其丧失的最主要原因，尤其在1960s-1990年间达到顶峰。此外，缺乏管理导致的自然演替（转为阔叶林）和城市化，也是两类栖息地共同面临的持续压力。

这项研究通过整合多时期历史数据，清晰地勾勒出英格兰与威尔士上世纪以来半自然栖息地丧失的详细图景。它不仅证实了农业集约化是核心驱动力，更重要的是，揭示了这种驱动力的作用在不同栖息地类型和不同时期存在显著差异：粗放栖息地（石楠/湿地）的流失集中于战后初期（1930s-1960s），主要通过转为草地；而更具生产潜力的中性草地的流失则滞后发生（1960s-1990），主要让位于耕地扩张。尽管1990年后损失速率放缓，但并未完全停止，表明土地利用变化仍是当前生物多样性丧失的重要威胁。

研究成果具有重要的实践意义。首先，精确的时空变化图谱有助于预测未来土地利用变化的热点区域。其次，明确了栖息地丧失的具体时间和地点，为生态修复行动提供了关键靶点——将修复努力优先投向近期丧失的栖息地，其土壤种子库和周边物种库可能尚存，成功率会更高。这正好契合了联合国“2021-2030生态系统恢复十年”以及欧盟《自然恢复法案》等国际国内倡议的目标。该研究为在这些雄心勃勃的计划中科学选址、评估恢复潜力和设定优先次序提供了宝贵的科学依据。未来研究可进一步结合历史物种分布数据，深入量化这些栖息地变化对特定类群（如鸟类、蝴蝶）生物多样性的具体影响，从而更全面地评估土地利用遗产对生态系统的长期效应。