基于功能连通性的海洋保护区网络扩展策略显著提升保护效益与经济效益

为解决海洋生物多样性保护中连通性标准选择难题，研究人员在法国狮子湾开展系统性保护规划(SCP)研究，对比结构连通性与功能连通性对五类柳珊瑚物种保护效益的影响。结果表明采用幼虫扩散模拟的功能连通性方案可降低20-135%成本，显著提升保护效益，为全球30×30海洋保护目标提供科学决策依据。

　　

在地中海蔚蓝的海面下，柳珊瑚构成的"海底森林"正面临前所未有的生存危机。这些形成关键栖息地的生物不仅支撑着海洋生态系统的多样性，更是沿海经济的重要资源。然而当前全球海洋保护区(MPA)仅8.4%的覆盖率中，仅有2.9%属于严格保护区域，且大多数设计时忽视了种群连通性这一关键生态因素。更严峻的是，在少数考虑连通性的保护规划中，普遍采用易于量化的结构连通性（物理连接）标准，而非真正决定物种长期存续的功能连通性（幼虫扩散等生态过程）。这种保护策略的局限性在法国狮子湾体现得尤为明显——该区域破碎化的硬质底栖生境中，柳珊瑚种群正遭受渔业活动、旅游开发等多重威胁。

为破解这一保护困局，研究人员开展了一项开创性研究。通过对比结构连通性与功能连通性在系统性保护规划(SCP)中的应用效果，首次在操作层面验证了基于幼虫扩散模拟的功能连通性标准对海洋保护网络优化的实际价值。研究发现，采用功能连通性标准设计的保护方案不仅能更精准地覆盖关键种群分布区，还可将保护成本降低20-135%，显著提升保护效益与经济效益的比值。这一成果为全球正在推进的"30×30"海洋保护目标（即到2030年保护30%海洋面积）提供了关键科学依据，尤其对地中海等半封闭海域的生物多样性保护具有示范意义。论文发表在《Biological Conservation》期刊。

研究团队运用三项核心技术方法：1) 基于Marxan和Marxan Connect软件平台，构建包含138个规划单元(PU)的系统保护规划模型；2) 采用80-300米分辨率的三维水动力模型，模拟柳珊瑚幼虫在早期夏季和晚期夏季的7天扩散过程；3) 整合IMPACTS数据库的人类活动压力数据，量化保护成本。研究区域覆盖狮子湾8个硬质底栖生境站点，通过601个采样点获取五类柳珊瑚（Eunicella singularis等）的种群分布数据。

研究结果部分呈现了多层次发现：

【MPA网络设计】显示功能连通性方案始终优先选择狮子湾中部区域（Aigues-Mortes等），而结构连通性方案则偏向边缘隔离区域。在10%保护目标下，功能连通性方案对E. singularis等四种柳珊瑚的保护效益提升2-6倍。

【Marxan实施】证实现有严格保护区（占生境5.45%）的纳入可显著提升保护效益，特别是在10%目标下使最低保护比例从0%提升至3-6%。

【功能连通性情景】揭示早期与晚期夏季幼虫扩散模式相似度达70%以上，验证了季节变化对连通性评估的影响有限。

【保护计划评估】数据表明，30%保护目标下结构连通性方案对L. sarmentosa保护效益波动极大（20-93%），而功能连通性方案稳定性更高（38-75%）。稀有物种P. clavata在所有方案中均未获得有效保护。

讨论部分强调了三大科学价值：首先，研究首次在操作尺度证实功能连通性标准的经济效益优势——在10%保护目标下，功能连通性方案对E. singularis的保护效益成本比从0.6提升至6.3。其次，揭示了生境替代方法的局限性：基于硬质底栖生境的保护规划难以覆盖P. clavata等分布受限物种，建议结合物种层级分布模型。最后，研究验证了空间依赖法在破碎化生境中的优越性，为Marxan Connect等新工具的应用提供实证支持。

这项研究对全球海洋保护政策具有深远影响。其建立的评估框架可直接应用于其他海域的保护规划，特别是为地中海邻国实现"30×30"目标提供技术范本。研究指出的稀有物种保护盲区也警示学界：在扩大保护面积的同时，必须发展更精细的物种层级保护策略。正如作者强调的，真正的海洋保护效益不在于简单的面积数字，而在于科学设计的连通性网络能否维系代际间的生命之流。