碎片化保护区生态廊道设计：一个促进连通性的可推广框架用于指导保护政策

《Environmental Development》：Designing ecological corridors for connectivity in fragmented protected areas: a transferable framework to guide conservation policy

　　

摘要

智利南部生物多样性热点地区的栖息地破碎化威胁着特有物种和生态系统功能，要求在智利《生物多样性与保护区法》（第21,600号）框架下，从孤立的保护区域转向整合性的连通性网络。本研究开发了一个可复制的框架，通过多物种混合方法来参数化景观阻力，整合了六个目标物种的栖息地适宜性模型、系统化的专家知识以及加权的不确定性指标。同时将房产密度作为可行性变量纳入考量，结合高分辨率土地覆盖表征，区分保护优先与修复优先区域。结果表明，实证模型与专家知识之间具有高度的空间一致性，识别出一条178公里的走廊网络，并得到收敛性模型证据的支持。本研究提供了一个区域尺度的操作框架，以支持《生物多样性与保护区法》项下生态走廊的实施，为将财政和监管工具配置于战略性房产提供可转移的方法，并将连通性理论转化为可被机构应用的规划工具。

引言

栖息地破碎化是全球生物多样性面临的最严重威胁之一，它破坏了生态连通性，损害了物种存续和生态系统韧性所必需的关键过程（Haddad等，2015）。当连续的生境区域转变为孤立的斑块时，这种现象便会发生，其主要驱动力包括城市扩张、农业集约化、林业以及线性基础设施建设（Laurance等，2014；Taubert等，2018）。其影响包括遗传多样性丧失、种群隔离、生态流量改变以及局部灭绝风险增加（Thompson等，2017；Betts等，2019）。

为应对这一形势，生态连通性已成为当代保护的战略支柱，它促进物种移动、维持基因流动，并推动生态系统适应干扰和气候变化（Hilty等，2020）。在国际层面，全球生态连通性伙伴关系以及最近巴拿马城联合国生物多样性大会（COP16）所通过的承诺，均推动建立跨越行政边界的互联保护网络，确立生态走廊作为景观的结构要素（Hilty等，2020；CBD，2024）。

然而，这些方法的有效实施面临重大障碍，包括空间信息和建模中的缺口与不确定性、技术和财务约束，以及跨部门和治理层级间协调不足（Hilty等，2020；Liczner等，2024）。这些局限性阻碍了将概念性的连通性原则转化为具体行动，在生态破碎化程度高且土地规划缺乏有效机制来整合保护目标的情境中尤为明显。

在智利，这一情况尤为突出；尽管该国拥有广泛的保护区网络，但其空间分布极不均衡。大多数保护土地集中在山区和南部地区，而拥有高生物多样性且对连通性至关重要的谷地、沿海和过渡生态系统则代表性不足（Pliscoff & Fuentes-Castillo，2011）。这种格局与农业、林业和城市扩张相结合，造成了高度破碎化的景观，仅依赖保护区的保护已不足以维持大规模的生态过程（Echeverria等，2008；Benavidez-Silva等，2021）。

在此背景下，最近成立的生物多样性与保护区服务局（SBAP）代表了智利加强国家保护区制度框架和治理的重要里程碑。这一改革现代化并扩大了该体系，明确将生态连通性纳入其战略支柱之一，从而便利了生态走廊的创建和管理（2023年第21,600号法律）。

在这一国家框架内，奥兰地区因其高生态价值和数量众多的保护区而成为具有代表性的案例研究对象（González-Vásquez，2025）。该地区拥有具有全球意义的独特生态系统（例如南青冈林）；然而，由农业、林业和城市扩张驱动的集约化景观改造使这些生态系统破碎化，降低了功能连通性，限制了现有保护区网络的有效性（Miranda等，2017；Benavidez-Silva等，2021）。

为应对这些挑战，本研究开发了一套综合方法学框架，旨在识别并划定能够功能性衔接奥兰地区保护区网络的生态走廊。该方法优先确定关键连通区域，并通过整合空间建模、专家知识和混合景观阻力方法，评估关键物种的潜在移动路线。最终，本提案旨在通过提供定量和空间明确的输入来加强区域保护规划，同时提供一个适用于以私人土地权属为主和新兴保护治理模式下的其他破碎化景观的方法学框架。

章节片段

材料与方法

本研究将物种与环境数据汇编、栖息地适宜性建模、混合阻力矩阵构建、走廊优先级排序以及按主导管理功能分类整合为一个五阶段的分析工作流（图1）：数据汇编（2.1–2.4）、栖息地适宜性建模（2.5）、阻力矩阵与最小成本走廊网络构建（2.6–2.7）、走廊优先级排序与特征化（2.8），以及按管理功能分类

变量选择与模型性能

经过多重共线性筛查后，每个目标物种保留了七至八个预测变量（图S1；表S2；表3）。

为选择每个物种的最优随机森林（RF）模型，通过调整树的数量（ntree）和终端节点的最小尺寸（nodesize）评估了25种超参数组合，并使用AUC和TSS指标比较其性能。各物种的预测性能普遍较高，AUC范围为0.80至0.95，TSS范围为

方法学贡献

除划定空间明确的走廊外，本研究的核心方法学贡献在于将模型不确定性、专家知识和实施可行性标准整合为一个单一、可重复的优先级排序程序（第2.6节，2.8–2.9节），将连通性建模扩展到超越走廊划定的范畴，以纳入影响有效实施的因素。走廊排名对综合生态–可行性指数的敏感性（表S5）证实了

作者贡献声明（CRediT）

塞萨尔·伊巴涅斯-巴索：正式分析、方法学、撰写——审阅与编辑。里卡多·冈萨雷斯-瓦斯克斯：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据整理、概念化

未引用参考文献

Beltr?o等，2024；自然资源信息中心，2016；自然资源信息中心，2018；自然资源信息中心，2023；智利国民大会，2023；国家林业公司，2014a；国家林业公司，2014b；国家林业公司，2015；国家林业公司，2025；地理空间数据基础设施，2025；Krause & Gogol-Prokurat，2014；NASA FIRMS，2025；Parrott等，2019；Simpkins等，2018。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

里卡多·冈萨雷斯-瓦斯克斯|塞萨尔·伊巴涅斯-巴索

受保护野生区域部，国家林业公司，特木科，智利