中国地级市与县级行政区土地占用生物多样性足迹评估:基于 LC-IMPACT 模型的时空特征分析

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Ecological Economics 6.6

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  为解决土地利用导致的生物多样性丧失问题,研究人员基于 LC-IMPACT 模型,对中国 2006-2021 年 367 个地级市、2850 个县级行政区的土地占用生物多样性足迹(BF)展开研究。发现 BF 区域差异显著, urban BF 呈增长趋势,为政策制定和企业评估提供工具。

  生物多样性是地球生命网络的基石,维系着生态系统稳定与人类存续。然而,全球物种正以惊人速度消逝 —— 世界自然基金会(WWF)数据显示,1970 年以来监测的野生动物种群数量平均下降 69%,土地利用导致的栖息地破坏被国际自然保护联盟(IUCN)列为主要威胁,影响 86% 的濒危鸟类、哺乳动物和 88% 的濒危两栖动物。尽管《昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架》呼吁 2030 年前遏制生物多样性丧失,但精准量化人类活动对生物多样性的影响仍缺乏精细化工具,尤其在中国,省级尺度以上的生物多样性足迹(Biodiversity Footprint, BF)研究尚不完善,难以支撑区域政策制定。
为填补这一空白,国内研究团队基于 LC-IMPACT 模型(生命周期影响评估模型),首次开展中国地级市(367 个)和县级行政区(2850 个)尺度的土地占用 BF 长期评估(2006-2021 年)。研究聚焦农业用地、林地、草地和城市用地四类土地类型,通过计算表征因子(Characterization Factor, CF,单位土地占用的生物多样性损害量化值),揭示土地利用对生物多样性影响的时空特征。相关成果发表于《Ecological Economics》,为生物多样性治理提供了关键科学依据。

研究方法与数据


研究采用 LC-IMPACT 模型计算 BF,该模型因能空间化土地占用影响路径,被认为是评估土地占用 BF 的优选工具。核心步骤包括:①基于中国生态分区数据,确定各区域土地利用类型的 CF 值,反映单位面积土地占用导致的生物多样性损害程度;②整合 2006-2021 年土地利用面积数据,结合 CF 值计算各行政区及全国尺度的 BF;③通过空间统计分析,揭示 BF 的区域异质性及变化趋势。数据来源涵盖中国土地利用遥感监测数据及生态分区地理信息数据。

研究结果


表征因子(CF)特征


  • 土地类型差异:CF 值从高到低依次为城市用地>农用地>草地>林地,表明城市开发对生物多样性的损害最大,这与城市土地高强度改造自然环境直接相关。
  • 空间分布特征:中国南方地区 CF 值普遍高于北方,西南地区及北回归线以南区域 CF 值最高,反映出这些区域生物多样性对土地占用更敏感。

生物多样性足迹(BF)时空演变


  • 总体趋势:多数地级市 BF 呈增长态势,仅西北和西南部分区域下降。全国 BF 在 2006-2021 年间波动,2017 年达峰值(0.5174% PDF,表征全球生物多样性损失比例)。
  • 土地类型分异:农用地 BF 在高、低纬度地区上升,中纬度地区下降;林地 BF 在西北增加、东南减少;草地 BF 整体下降;城市 BF 则普遍增长,凸显城市化进程对生物多样性的持续压力。
  • 经济与农业分区差异:东部经济区单位面积 BF 显著高于其他区域,土地利用的生物多样性成本更高;黄淮海农业区城市 BF 最高,西部三大农业区其他土地类型 BF 居首。

研究结论与意义


本研究首次在国内实现地级市与县级尺度的 BF 精细化评估,证实土地占用导致的生物多样性损失存在显著空间异质性,城市化和农业扩张是主要驱动因素。研究构建的 CF 和 BF 体系可为企业披露生产活动的生物多样性影响提供技术工具,助力政府制定差异化土地利用政策,甚至推动生物多样性配额交易市场建立。此外,研究提出的模型框架具有全球可扩展性,通过替换目标国家的土地覆盖数据,可支持其他地区开展微观尺度 BF 评估,为《昆明 - 蒙特利尔框架》的落地提供了关键方法论支撑。

该研究突破了传统 BF 以贸易为中心的分析范式,将评估单元细化至行政基层,标志着生物多样性量化研究向政策实操层面的重要迈进。其成果不仅为中国生物多样性保护提供了 “地图” 与 “标尺”,更通过标准化的 CF 计算流程,为全球发展中国家开展精细化生物多样性评估树立了范例,对推动人与自然和谐共生的全球议程具有深远意义。

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