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生物多样性友好景观的悖论:保护与全球变化赢家的角力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:SCIENCE ADVANCES 11.7
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为解决全球变化下生物多样性保护的矛盾,研究人员探讨了生物多样性友好景观(biodiversity-friendly landscapes)对全球变化赢家(global change winners)的双重影响。通过分析瑞士农田2050个植被样方数据,发现景观尺度措施虽促进入侵物种扩散,但局部生物抗性(biotic resistance)的抑制作用更强。该研究为从斑块保护转向景观策略提供了关键证据,发表于《SCIENCE ADVANCES》。
当前,人类活动引发的全球变化(global change)正导致第六次物种大灭绝,而传统保护措施在斑块(patch-scale)尺度上的局限性促使学界转向景观尺度策略。然而,生物多样性友好景观(biodiversity-friendly landscapes)可能暗藏悖论:一方面通过提升局部生物多样性增强对入侵物种的抗性(biotic resistance),另一方面却因改善栖息地连通性(habitat connectivity)而加速全球变化赢家(如入侵植物、耐热或耐营养物种)的扩散。这一矛盾直接关系到保护策略的成败,但此前缺乏量化研究。
瑞士农业科学院(Agroscope)的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表论文,通过分析瑞士125个1 km2农田景观中2050个植被样方的5年动态数据,结合结构方程模型(SEM),首次量化了这一悖论。研究发现,尽管景观措施促进部分耐热种(thermophytes)和耐营养种(nutriophytes)的扩散,但局部生物多样性提升带来的抗性效应总体更强,抑制了全球变化赢家的扩张。
研究采用三项关键技术:1)基于瑞士农田生物多样性监测计划(Swiss farmland biodiversity monitoring program)的植被调查数据,追踪入侵植物(invasive neophytes)、耐热种(T4/T5指标种)和耐营养种(N4/N5指标种)的盖度与出现率变化;2)利用景观度量学(landscapemetrics)计算栖息地丰富度(land-cover richness)和交错度(interspersion);3)通过结构方程模型(SEM)解析生物保护措施(如生态焦点区域ecological focus areas)的直接与间接效应。
结果部分
生物抗性效应:生物多样性友好景观显著提升局部物种丰富度(local-scale biodiversity),使所有全球变化赢家的盖度增长降低35-50%。耐热种和耐营养种的新增出现概率也受抑制,但入侵植物因局部干扰仍可定殖。
景观促进效应:栖息地连通性使耐热种扩散概率增加22%,而耐营养种的盖度与出现率分别受营养输入减少和栖息地丰富度的正负双向调节。入侵植物则主要受局部管理措施影响,与景观尺度无关。
气候与物种库作用:气温升高直接促进入侵植物出现和耐热种盖度,但预存在物种库(preexisting pool)的饱和效应抑制了耐营养种的进一步扩张。
讨论与意义
该研究揭示了生物多样性友好景观的净效应仍以抑制为主,为农业景观从斑块管理转向“全域策略”提供了关键支持。尤其在全球农田占陆地1/3的背景下,通过扩大生态焦点区域(如延迟收割、低养分投入)可协同提升生物抗性与栖息地质量。然而,耐热种的扩散风险提示需结合气候适应性设计保护网络。这一成果为《2020后全球生物多样性框架》的落地实践提供了量化依据,也为其他受全球变化威胁的生态系统(如森林、湿地)的保护策略优化指明了方向。
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