葡萄牙构建气候韧性保护网络的系统性规划：基于物种分布模型与时空优化的保护策略

为解决欧洲生物多样性战略2030目标下葡萄牙保护网络扩展的科学性问题，研究人员开发了整合物种分布模型(SDM)和时空优化算法的系统性保护规划协议。该研究通过分析236种陆生脊椎动物在RCP6.0和RCP8.5气候情景下的分布变化，识别出西部沿海和东北部特拉斯奥斯蒙特斯地区作为关键气候庇护所（retention refugia和displacement refugia），提出新增保护区域可使国土保护覆盖率达31%。这项研究首次在伊比利亚半岛实现多类群、跨气候情景的时空互补性优化，为气候变化下的保护网络设计提供了可复制的技术框架。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，传统保护区的静态管理模式正面临严峻挑战。葡萄牙作为欧洲生物多样性热点区域，当前保护网络仅覆盖22%国土，且需在2030年前扩展至30%。更棘手的是，现有保护区的选址多依赖专家经验或行政便利，缺乏对气候驱动下物种分布动态的科学考量。这种"保护缺口"与"气候适应性缺口"的双重压力，促使科学家们重新思考：如何构建一个既能满足欧盟保护面积目标，又能保障物种长期存续的气候韧性网络？

为回答这个问题，由Miguel B. Araújo领衔的国际研究团队在《Biological Conservation》发表了一项开创性研究。他们开发了一套整合多学科方法的系统性保护规划协议，核心在于将物种分布模型与时空优化算法耦合。研究团队首先收集了葡萄牙236种陆生脊椎动物（包括44种哺乳动物、150种鸟类、18种两栖类和24种爬行类）的分布数据，基于WorldClim气候数据库的RCP6.0和RCP8.5情景，使用11种统计和机器学习算法构建物种分布模型。通过加权集成预测，识别出两类关键气候庇护所：范围保持庇护所（retention refugia，即物种能持续存在的区域）和范围转移庇护所（displacement refugia，即物种被迫迁徙的新栖息地）。创新性地采用图论算法计算最大分散距离100km的独立扩散链（dispersal chains），并设置100km²、500km²和1000km²三种保护目标进行时空互补性优化。

3.1. 气候变化对脊椎动物物种的预期影响
模型预测显示，RCP6.0情景下78%的鸟类和哺乳动物将面临分布范围缩减，中位收缩率超78%。两栖类和爬行类受影响稍轻，但仍有62%-69%和45%-50%的物种会丧失适宜栖息地。RCP8.5情景下这种影响更为剧烈，凸显气候缓解政策对生物多样性保护的关键作用。

3.2. 保持和转移庇护所
空间分析揭示了两大核心气候庇护区：西部大西洋沿岸的"奥埃斯特"（Oeste）地区将成为未来物种转移的主要目的地，而东北部"特拉斯奥斯蒙特斯"（Trás os Montes）山区则兼具保持和转移庇护功能。值得注意的是，现有保护区（RNAP）内保持庇护所的物种丰富度（34种）是未保护区的两倍，证实了当前保护网络对静态保护的有效性。

3.3. 扩散链的距离和轨迹
物种追踪气候变化的迁移距离呈现显著类群差异：两栖类在RCP6.0下需迁移中位距离44.5km，而爬行类仅需11.8km。迁移轨迹分析显示，物种普遍呈现从低地向高地、从内陆向海岸的定向移动模式，如瓜迪亚纳河谷向阿尔加维山区的南迁，以及科阿河谷向杜罗河北上的迁徙廊道。

3.4. 具有气候变化适应能力的空间保护优先级
当保护目标设为500km²/物种时，新增庇护所和扩散链可使保护覆盖率达25%-26%，而1000km²目标下可达31%。优化方案始终突出西部沿海和东北山区的重要性，这些区域当前保护薄弱却承载关键生态功能。通过构建整合地形异质性、北向/西向坡向和湿地廊道的成本表面，研究团队还设计了区域优化和全局优化两种气候连通性方案。

这项研究的突破性价值体现在三个方面：方法学上，首次实现了多物种、多气候情景的时空互补性优化，解决了传统工具如Marxan和Zonation无法处理物种迁移动态的局限；实践层面，为葡萄牙提供了可直接落地的保护扩展方案，证明科学指导的保护网络扩张比行政便利性导向的方案节省3%-8%的土地需求；政策意义上，建立了将欧盟生物多样性战略2030与气候变化适应相衔接的示范案例。

研究同时揭示了科学决策面临的现实障碍：葡萄牙政府曾试图通过将地质公园、生物圈保护区等管理松散区域纳入保护统计来"达标"，这种忽视气候庇护所科学识别的做法，可能导致关键生物多样性区域失去保护机会。正如作者强调的，在气候变化背景下，保护区的质量（气候韧性）比单纯的数量达标更为重要。这项研究为全球特别是生物多样性热点地区的气候适应性保护规划提供了可复制的技术框架和深刻的政策启示。