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全球生物多样性加速丧失,土地利用 / 土地覆盖变化(LUCC)是主因。研究人员整合多阶段数据,探究中国 LUCC 对濒危脊椎动物的影响。发现不同区域受不同 LUCC 类型影响,且不同类群受益情况不同。该研究为实现《昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架》提供科学参考。
在地球的漫长历史中,生物多样性一直是维持生态平衡、保障地球健康运转的关键因素。然而,进入人类世后,生物多样性的丧失速度却达到了前所未有的程度。大量研究表明,土地利用 / 土地覆盖变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)是导致生物多样性丧失的主要驱动力。
中国作为世界上最大的发展中国家,自 21 世纪以来,经济经历了飞速发展。这一过程中,城市化进程加速,大量耕地被转化为城市建设用地;同时,在耕地占补平衡政策下,许多自然栖息地又被开垦为耕地,例如三江平原众多自然湿地在 2000 - 2015 年间被开垦为稻田,致使如白鹳(Ciconia boyciana)等旗舰水鸟的栖息地质量下降。但另一方面,中国也积极开展了一系列生态恢复项目,像退耕还林(Grain for Green)等,致力于恢复和扩大自然栖息地。
这种独特的 “耕地介导的 LUCC” 模式对中国生物多样性产生了显著影响,可其具体情况却在很大程度上被忽视。而且,由于保护资源有限、物种数据获取困难,难以对所有物种进行评估,脊椎动物因自身特点成为生物多样性研究的重要对象,可中国濒危脊椎动物的精确空间分布情况,尤其是不同分类群的分布,尚不明确。这些知识空白严重阻碍了中国实现《昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架》(Kunming - Montreal Global Biodiversity Framework,GBF)的相关目标。
为填补这些知识空白,研究人员开展了此项研究。研究人员利用 GLOBIO4 LULC 数据集(2000/2020)分析 LUCC 的空间格局,该数据集源于 ESA - CCI 土地覆盖时间序列,空间分辨率为 300 米;同时使用 BiodiversityMapping 数据集识别相关信息。此外,研究选择六边形网格作为空间分析单元,因其在生态和地理研究中相比传统网格有独特优势。
中国 2000 - 2020 年 LUCC 的时空格局
研究发现,2000 - 2020 年间,中国耕地变化的空间格局呈现出北增南减、西增东减的特点。共有 2164 个热点区域(即耕地扩张区域),主要分布在甘新地区(1,126 个)、长江中下游平原(409 个)以及内蒙古和长城沿线地区(362 个);同时,有 22,598 个冷点区域(即耕地减少区域) 。
利用六边形网格耦合 LUCC 和生物多样性
通过将 LUCC 与濒危脊椎动物的空间分布数据进行耦合分析,研究发现有 445 个濒危脊椎动物物种丰富度高的区域可能受到耕地扩张的威胁,主要集中在东北地区和长江中下游平原;421 个区域受居民点扩张影响,集中在长江中下游平原和华南地区;还有 296 个区域与大规模生态恢复项目相关且濒危脊椎动物物种丰富度高。
从不同分类群来看,濒危哺乳动物和两栖动物从生态恢复项目中受益最多,而鸟类受益最少。
此项研究整合了长期的土地利用数据和濒危脊椎动物空间分布数据,定量分析了 2000 年以来 LUCC 对中国生物多样性的影响。研究结果明确了不同类型 LUCC 对濒危脊椎动物的影响区域和不同分类群的受益差异,为中国实现《昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架》的目标提供了科学依据,有助于中国制定更具针对性的生物多样性保护策略,合理规划土地利用,平衡经济发展与生物多样性保护之间的关系。
研究人员运用了多源数据整合技术,将 GLOBIO4 LULC 数据集和 BiodiversityMapping 数据集相结合;采用了基于时间序列遥感数据的分析方法,对 2000 - 2020 年的土地利用变化进行时空分析;还利用六边形网格进行空间分析,以更准确地探究 LUCC 与生物多样性的关系。
研究表明,自 2000 年起,中国北方和西部地区耕地显著扩张,东部地区主要是居民点扩张,而不同区域受不同 LUCC 类型影响的濒危脊椎动物分布不同,不同分类群在生态恢复中的受益情况也不同。这一研究结论对生物多样性保护意义重大,其明确了关键区域和重点保护对象,为后续生物多样性保护工作指明了方向,有助于推动中国生物多样性保护事业的发展,更好地实现全球生物多样性保护目标。