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为应对栖息地丧失与破碎化对生物多样性的威胁，研究人员聚焦生态网络（ENs）展开研究。通过对比新科学知识与 ENs 反馈，发现其忽视空中 / 土壤生境及光、声、味等感官污染，提出向多维 ENs 转型，具重要科学与实践意义。
在地球生态系统面临日益严峻挑战的当下，栖息地丧失与破碎化成为威胁生物多样性的重要因素。人类活动如城市化扩张、农业集约化发展以及交通基础设施建设等，不仅导致自然栖息地面积锐减，还使得残留的栖息地斑块相互隔离，破坏了物种的生存与繁衍环境。传统的生态网络（Ecological Networks, ENs）作为应对这一问题的重要工具，自 20 世纪 80 年代提出以来，在全球范围内得到广泛应用，其通过保护栖息地面积和维持景观连通性来促进生物多样性保护。然而，随着科学研究的深入，传统 ENs 在应对复杂生态问题时的局限性逐渐显现，例如对空中和土壤生境的忽视，以及未能充分考虑人工光、噪声、气味等感官污染物的影响。在此背景下，开展对多维生态网络的研究，以更全面地应对栖息地丧失和破碎化的复杂性，成为生态保护领域的迫切需求。
法国国家自然历史博物馆（Museum national d’Histoire naturelle）等机构的研究人员开展了相关研究，旨在揭示传统生态网络在概念和实施中的不足，并提出改进框架。研究成果发表在《Landscape Ecology》上，为生态网络的优化设计与管理提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了文献对比分析和批判性评估的方法。通过将关于栖息地丧失和破碎化的新科学知识与生态网络的反馈进行对比，识别出传统 ENs 在设计和管理中存在的瓶颈问题。同时，结合案例分析，探讨了扩展生态网络维度的可行性和具体路径。
传统生态网络的局限性
传统 ENs 在设计与实施中主要聚焦于地上生态系统，且多考虑栖息地丧失和破碎化的物理驱动因素。在空间维度上，其虽能在多尺度上考虑物种的生活史特征，但往往忽略了生态过程的时间轴，如基于昼夜循环的昼夜节律。在生境类型上，ENs 主要关注陆地和水生 compartment（区室）以及植被模式，而空中和地下生境常被忽视。例如，蝙蝠的保护策略几乎完全集中于地面栖息地，而其生存和活动依赖的空气域（aerosphere）却未得到充分重视；土壤中的微生物作为地球生物多样性的重要组成部分，也在 ENs 政策中被系统性地遗忘。此外，传统 ENs 主要应对由线性交通基础设施等物理景观特征导致的栖息地破碎化，而人工光（Artificial Light at Night, ALAN）、噪声、气味等感官污染物的影响极少被纳入考量。例如，法国地区 ENs 评估显示其未包含 ALAN，针对噪声污染的无噪声 ENs 推广也不足，气味方面的关注更是局限于生态工程措施。
生态网络应嵌入的多维维度
- 空气和土壤区室：空气域是许多飞行物种（如鸟类、蝙蝠、昆虫等）的重要栖息地和移动通道，但其中的障碍物（如建筑物、风力发电机、电线等）对飞行物种造成了严重威胁。例如，风力发电机的叶片可能导致蝙蝠和鸟类因碰撞或气压伤死亡。土壤则为众多生物（如细菌、真菌、无脊椎动物、植物根系等）提供了生存和移动的空间，人类活动如建筑基础建设、农业耕作等会对土壤生物造成物理或化学障碍。然而，目前 ENs 对空气和土壤生境的考虑有限，仅在道路等场景中设置了一些针对性设施（如蝙蝠桥、土壤生物通道）。
- 感官污染物：物种依赖视觉、听觉、嗅觉刺激进行栖息地寻找和移动，而人类活动产生的感官污染物会干扰这些自然刺激。ALAN 已被证明会对动植物和生态系统造成多种危害，如改变栖息地质量、成为夜间景观的屏障；人为噪声会影响动物的交流、行为和觅食，改变物种分布和生态系统组成；人为气味可能干扰生物的嗅觉交流，降低信号强度或传递错误信息，但目前针对气味污染的研究和措施较少。
绿色基础设施：实施多维生态网络的解决方案
绿色基础设施（Green Infrastructure, GI）作为一种整合自然和半自然区域的规划网络，有潜力成为实施多维生态网络的有效工具。研究人员建议将 GI 扩展至多个维度，包括针对飞行物种的空中基础设施、土壤野生动物的棕色基础设施（Brown Infrastructure）、夜间黑暗环境的黑暗基础设施（Dark Infrastructure）、无噪声环境的无噪声基础设施（可借鉴 “白噪声” 概念称为白色基础设施）以及应对人为气味的嗅觉基础设施。在法国，黑暗基础设施已在全国范围内推广，部分地区也开展了无噪声和棕色基础设施的试点项目，综合性的 GI 项目也在逐步兴起。
探索性实践考量
设计多维 GI 需从扩展生态网络的诊断入手，通过识别核心区、走廊和障碍，纳入空气、土壤生境及感官驱动因素，选择具有代表性的物种 guild（类群），评估种群生存力和景观渗透性，并将科学结果转化为基于政治项目的规划地图，同时需解决数据和知识不足的问题（如物种对感官污染物的敏感性阈值）。在管理方面，需采取针对性的缓解措施，如风力发电机叶片在特定时期减速或停止、减少城市不透水面积、优化夜间照明、降低噪声源噪声、源头控制人为气味等，并通过跨部门协调和长期监测确保 GI 的有效性。
研究结论表明，传统生态网络在应对栖息地丧失和破碎化时存在显著局限性，向多维生态网络转型是提升生物多样性保护成效的必然选择。通过将 GI 扩展至空气、土壤生境及感官污染维度，发展针对性的基础设施，能够更全面地应对生态挑战。尽管相关知识尚未完全完善，但立即采取行动对于保护生物多样性和人类福祉至关重要。该研究为全球生态网络的优化提供了理论框架和实践指导，有助于推动跨学科、跨部门的合作，共同应对生态环境危机。
