气候庇护所（climate refugia）识别作为智利中部提升生态系统保护的高优先级区域：推进Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework（K-M GBF）Target 3

《Conservation Science and Practice》：Climate refugia identification as high-priority areas to improve ecosystem conservation in central Chile

　　

气候庇护所（climate refugia）是尽管存在不利气候条件仍适宜物种生存的区域。它们使物种和生态系统得以持续存在，作为追踪气候生态位的踏脚石，并为生物多样性、生态系统功能以及生态系统服务的持续供给提供长期庇护。本研究中，研究人员在智利中部应用气候庇护所识别框架；该区域是生物多样性热点的一部分，以高特有率和公共与私人保护覆盖低为特征。研究结果显示，92.3%的已识别气候庇护所位于当前保护区网络之外，并且仅基于现有公共和私人保护，研究区内无生态系统达到国际采用的30%保护目标。然而，研究人员的方法表明，纳入气候庇护所保护机会（仅覆盖研究区4.28%）可显著改善生态系统代表性，使6个生态系统超过30%阈值（占研究区内生态系统总数33%）。这些结果表明，气候庇护所可通过提高生态系统代表性在无需大规模扩大保护地的情况下战略性提升保护成效。在Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework（K-M GBF）背景下，研究人员的发现强调气候庇护所是推进智利Target 3的一种成本有效且空间明确的方法。

论文主体内容解读

研究背景与问题：Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework（K-M GBF，昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架）在2022年COP15通过，其Target 3要求到2030年至少保护30%的陆地、海洋和淡水生态系统。扩展保护区网络时需优先纳入对生物多样性重要区域，并考虑支撑物种和生态系统持续存在的要素。气候庇护所（climate refugia）是可能免受当代气候变化影响、使物理与生态资源及相关过程长期存续的区域。该概念源于生物地理学与古气候背景，尤其是第四纪冰期避难所；宏观庇护所（macrorefugia）通常由区域气候适宜性定义，可用物种分布模型（SDMs，species distribution models）识别；微庇护所（microrefugia）则更多由地形复杂性、植被结构、水体邻近等局地缓冲条件维持。智利保护区包括国家保护区系统（SNAP，National System of Protected Areas）、自然圣地、私人保护区和Ramsar湿地，覆盖大陆领土21.83%，但SNAP空间偏倚，中央智利地中海区保护不足6%。地中海生态系统占地表约5%，却拥有近20%世界维管植物多样性；中央智利是五个地中海气候区之一，高度多样且受气候变化、火灾、土地利用变化、栖息地丧失等威胁。因此，研究人员在智利中部开展研究，以气候庇护所识别补充现有保护区网络，解决生态系统代表性不足并支持K-M GBF Target 3。

主要关键技术方法：研究区为智利中部31°30′–34°30′S地中海气候区，按海岸、内陆、安第斯分区。以SRTM高程数据（90 m重采样至100 m）计算地形多样性指标HLI（heat load index，热负荷指数）、IMI（integrated moisture index，综合湿度指数）和RI（roughness index，粗糙度指数）；以VoCC（velocity of climate change，气候变化速度）R包估算backward climate velocity，基于南部南美1950–2000气候与WorldClim 2.0，HadGEM3-3GC31-LL全球环流模型（GCM）、SSP5 8.5、2081–2100，并用delta法匹配；backward biotic velocity来自国家气候变化适应计划的本土植物SDMs。用Zonation 5的CAZ2（Core-Area Zonation算法）空间优先化，地形权重1.0、速度权重0.5，取前30%为气候庇护所，并分为headwater forests、riparian forests、forests、non-forests。构建保护可行性指数，等权整合总植物丰富度、受威胁植物丰富度、到道路距离、到保护区距离及地块大小土地成本代理，50%截断；叠加气候庇护所得保护机会。用Luebert and Pliscoff植被分类评估生态系统代表性，ArcGIS Pro 3.7.1，WGS84/UTM Zone 19S。数据来源包括SNAP、SIMBIO、Asi Conserva Chile、DGA、BCN、CIREN等。

研究结果

3.1 气候庇护所识别：通过Zonation优先化及地形与速度变量，研究人员识别出气候庇护所空间分布。安第斯覆盖最高，海岸山高海拔、研究区北部中高，海岸与低内陆低。分区间，安第斯气候庇护所占57.4%、内陆46.4%、海岸35.7%。生态系统代表性方面，安第斯3/7个生态系统超过60%，另2个接近50%；海岸2/8个超过50%，多数为20%–30%；内陆多数为30%–50%。类型上，headwater forests占比最大，海岸13.6%、安第斯25.7%；forest与non-forest在不同分区表现相反；riparian forests在各区均略高于2%或不足2%。保护现状方面，现有保护中公共保护地为主，headwater forests为11.4%、non-forest为7.3%、riparian forests为3.2%、forest为2.3%，私人保护贡献0.4%–0.8%；仅7.7%的气候庇护所与现有公共或私人保护地重叠，92.3%未受保护。

3.2 气候庇护所保护机会：通过保护可行性指数与气候庇护所叠加，研究人员发现可行性指数呈西—东梯度，高值集中于海岸，低值集中于安第斯。保护机会分布与气候庇护所相反，向海岸转移。分区上，海岸保护机会占29.2%、内陆21.8%、安第斯15.1%。类型上，海岸以headwater forests和forests为主，内陆以non-forests和forests为主，安第斯各类型≤5.5%。在Target 3评估中，现有保护在各分区均低于11%，安第斯10.9%、海岸3.0%、内陆1.5%，无生态系统达到30%；纳入保护机会后，原文结果部分称7个生态系统超过30%阈值，摘要和讨论概括为6个关键生态系统（占研究区生态系统总数33%），例如海岸P39、P46，安第斯P33、P41，内陆P27、P32；其他生态系统多数显著增加，约400,000 ha（4.28%研究区）可提升生态系统代表性至33%。

讨论部分总结

4.1 气候庇护所：安第斯最高，与方法中强调地形复杂性和气候稳定性的标准一致；RI在最小面积中捕获最高比例优先庇护所，峡谷和溪流系统促进湿度保持与微气候缓冲。气候与生物速度指标也识别出高海拔庇护所，山地陡峭气候梯度可降低速度。尽管生态价值高，93.8%研究区未保护，92.3%气候庇护所未保护；保护集中在安第斯高海拔孤立区，海岸和内陆不足。仅基于生物物理潜力不足以确定可实施保护优先区。headwater forests最重要，riparian forests虽面积小但可作为关键微庇护所；中央智利未来更干，保护河滨和源头森林对水供给及GBF Target 11重要。

4.2 保护机会：纳入可行性后空间格局反转，保护机会集中于海岸，原因包括植物丰富度高、可达性、土地所有权碎片化和已有小保护区带来的连通机会。安第斯潜在庇护所高，但可行性较低，受大地产、可达性低和已有保护集中于偏远高海拔等影响。保护机会识别生态价值与实施潜力的交集；气候庇护所可作为保护镶嵌中的关键元素，促进景观渗透性、生物多样性持续和人类福祉，并与Lawler et al.提出的框架一致。约400,000 ha（4.28%）纳入可使代表性升至33%，支持Target 3，尤其在智利中部。

4.3 保护治理、局限性与未来方向：研究结果支持智利Biodiversity and Protected Areas Service（SBAP，生物多样性与保护区服务局）和新SNAP框架，Multiple-Use Conservation Areas可整合长期生物多样性保护与自然对人类的贡献。局限包括：前30%为Zonation规划阈值而非生态阈值；可行性指数未来应纳入市场土地价值；SDM为大陆尺度1 km²，限制细尺度环境异质性表达；分析仅含植物，未含动物和真菌。未来更精细微气候制图和更多类群可改进气候庇护所识别与保护优先区补充。

研究结论翻译：在快速变化的星球上，气候与生物多样性之间的协同作用不断改变，气候庇护所提供了一条强大而实用的路径，以构建更具韧性、适应性和代表性的保护网络，帮助弥合地方生物多样性承诺与应用保护实践之间的差距。