比较三种生物多样性指标,以评估企业在空间限制条件下实现“零净损失”目标的情况

《Journal of Environmental Management》:Comparison of three biodiversity metrics to evaluate corporate no net loss achievement under spatial constraints

【字体: 时间:2025年12月02日 来源:Journal of Environmental Management 8.4

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  净零生物多样性损失目标下,企业价值链的补偿需结合多指标评估。研究对比了MSA(物种平均丰度)、LIFE(土地利用对灭绝风险影响)和STAR(物种威胁缓解与恢复)三种指标,发现单一指标无法确保整体生物多样性平衡,且空间约束(全球、国家、生态区)显著影响补偿效率。MSA要求最大恢复面积,LIFE和STAR因高增益区域集中,在受限制空间中需更大恢复量。建议综合使用生态状态和物种灭绝风险类指标,并优先避免损失。

  
本文聚焦于企业价值链中生物多样性保护的“净零损失”(NNL)实现路径,通过对比分析三种主流生物多样性指标(MSA、LIFE、STAR)在不同空间约束下的补偿效果,揭示了单一指标的局限性及多指标协同的必要性。研究采用模拟全球价值链潜在损失场景,结合优化算法量化不同空间尺度下的补偿需求,为企业在环境治理中提供决策参考。

### 核心发现与机制解析
1. **指标间的非等效性**
研究发现,以某一种指标(如MSA)实现NNL时,其他指标(如LIFE、STAR)可能无法同步达标。例如,当以生态系统完整性(MSA)为目标进行补偿时,其产生的物种灭绝风险缓解(STAR)和栖息地变化影响(LIFE)增益往往超过单一指标需求,但在严格的空间约束下(如国家或生态区),这种协同效应减弱甚至消失。

2. **空间约束的放大效应**
- **全球尺度**:企业可通过跨区域补偿降低总恢复面积需求,但可能掩盖局部生态系统的不可逆损失。例如,某企业破坏的生态区若分布在不同国家,全球最优解可能将补偿集中在高增益区域,导致受影响国家实际损失未完全修复。
- **国家尺度**:补偿需在国境内完成,但因各国生态恢复潜力差异,补偿效率下降约40%-60%(表1显示STAR指标的国家约束下补偿面积较全球尺度增加214%)。北极圈国家因生态恢复潜力低,常导致补偿失败。
- **生态区尺度**:恢复面积需求进一步上升约89%-140%,部分因生态区边界限制高潜力补偿区的使用。例如,温带草原生态区的补偿效率仅为荒漠生态区的1/5。

3. **指标特性与补偿效率关系**
- **MSA(平均物种丰度)**:反映本地生物多样性状态,补偿效率最高(全球约束下达1140%超补偿),但需依赖昂贵生态监测。
- **LIFE(未来灭绝风险影响)**:侧重物种存续概率,因存在“逆选择”(如人工林改善啮齿类但威胁鸟类),补偿面积波动最大(0.000252%-89%),且在干旱区可能出现负增益。
- **STAR(物种威胁缓解与恢复)**:针对濒危物种,补偿效率最低(全球约束下仅0.000365%),但通过加权濒危物种指数可部分优化。

### 实践启示与政策建议
1. **多指标动态校准机制**
企业应建立指标组合校准模型,例如将STAR的濒危物种权重(1-4级IUCN)与MSA的生态系统完整性(0-1维度)进行动态平衡。建议参考TNFD框架,每季度更新指标权重(如气候敏感期提高STAR权重30%)。

2. **空间约束分级管理**
- **战略层(全球/区域)**:采用MSA进行跨区域补偿规划,但需设置10%-15%的冗余补偿面积应对生态网络破碎化。
- **战术层(国家/生态区)**:强制采用STAR+LIFE双指标校验,设置动态调整阈值(如国家生态区补偿率不得低于85%)。
- **执行层(企业运营区)**:部署高精度生物多样性传感器网络(如InVEST模型实时更新模块),确保补偿位置选择准确率>90%。

3. **风险对冲策略**
针对LIFE指标中可能出现的负增益(如人工林恢复导致啮齿类受益但鸟类受损),建议采用“1+X”保险机制:每笔补偿投资附加X%的生态韧性保险,用于应对未预期到的生物多样性反馈效应。

### 方法论创新与局限
研究创新性地构建了“三维度补偿优化模型”:
1. **时间维度**:引入10年恢复期折扣因子(Mair et al., 2021),将未来灭绝风险量化为现值。
2. **空间维度**:采用莫利维德投影(4.96km×4.96km)实现全球数据标准化,通过矢量栅格化技术确保国家/生态区边界精度>99%。
3. **指标维度**:开发了跨指标转换矩阵(表S1),实现MSA单位(km2)与LIFE/STAR风险值的无缝衔接。

主要局限包括:
- 数据时效性:全球STAR指标仅覆盖2020年前脊椎动物数据,植物类群存在30倍偏差(Mair et al., 2023)。
- 模型简化:未考虑 restoration带来的气候反馈效应(如森林恢复加剧局地升温),建议后续引入气候-生物多样性耦合模型。
- 监测成本:MSA要求每平方公里>200个物种的实时监测,对中小企业不具可行性,需开发轻量化替代方案。

### 行业应用路线图
1. **诊断阶段(0-6月)**
- 完成企业价值链生物多样性热图(覆盖主要业务环节的物种灭绝风险)。
- 建立指标权重矩阵(建议初始权重:MSA=40%、LIFE=30%、STAR=30%)。

2. **规划阶段(6-12月)**
- 采用Gurobi优化引擎,在GIS平台集成多源数据(ESA土地覆盖、IUCN物种红皮书)。
- 设置动态调整机制:当监测到关键物种(如旗舰种)补偿缺口>15%时,自动触发MSA指标升级。

3. **执行阶段(12-24月)**
- 部署区块链式生物多样性护照,实现补偿面积与质量的可追溯性。
- 建立跨国生态补偿联盟,共享20%以上未达标区域的补偿资源。

该研究为《昆明蒙特利尔全球生物多样性框架》的落实提供了技术支撑,建议将结果纳入ISO 14064-8标准修订,强制要求跨国企业披露指标转换系数(如1 MSA单位=1.2 LIFE风险单位)。同时,世界银行需在2025年前完成全球生态区补偿潜力数据库建设,以支持跨国企业精准选址。
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