预测未来人类与野生动物冲突区域：一个整合气候连通性和物种分布建模的过程导向框架

《Landscape and Urban Planning》：Predicting future Human-Wildlife conflict Zones: A process-oriented framework integrating climate connectivity and species distribution modelling

　　

王亚芳|韩启尧|刘书燕|张世丽|金龙|牟思成

中国南京农业大学景观建筑设计系

摘要

人与野生动物之间的冲突（HWC）对生物多样性和人类福祉构成了日益严峻的挑战，而气候变化预计会加剧这些冲突。本研究提出了一个基于过程的框架，通过整合物种分布模型和方向性气候连通性来预测未来的HWC风险（2050年代、2070年代和2090年代），并将其应用于中国中下游长江流域的780,000平方公里区域。该框架结合了栖息地适宜性、迁徙连通性和人类干扰因素，识别出两种类型的HWC区域：栖息地适宜性与人类冲突区域（以下简称“栖息地-人类冲突”），指的是未来适宜栖息地可能受到人类压力影响的静态冲突；以及迁徙连通性与人类冲突区域（以下简称“迁徙-人类冲突”，指的是物种迁徙可能因人类活动而受到干扰的动态冲突。我们的研究结果揭示了在气候变化和土地利用变化下的未来生物多样性热点区域，以及沿温度梯度的迁徙通道。研究发现，HWC区域主要集中在农业区和城市化平原地区，并且预计这些区域会向北扩展。在高排放情景下，到2090年代，栖息地-人类冲突区域将占研究区域的70%以上。相比之下，迁徙-人类冲突区域的面积基本保持稳定，但其空间分布更加集中在流域的北部。尽管这些发现具有预测性，但它们为识别未来的冲突热点和制定景观尺度的保护与规划策略提供了宝贵的见解。我们的研究强调了需要采取适应性管理策略和长期规划来减轻HWC并增强气候适应能力。

引言

人与野生动物之间的冲突（HWC）是现代生物多样性危机的关键驱动因素（Guarnieri等人，2024年），已成为保护区和当地社区关注的焦点（Xu等人，2019年）。随着野生动物种群及其活动范围的扩大进入人类主导的景观，许多国家和地区都出现了HWC事件的显著增加（Wang等人，2024年；Baek等人，2025年；Neupane等人，2025年）。这些冲突发生在野生动物与人类活动相互作用时，常常导致农作物破坏（Mbise，2025年）、牲畜被捕食（Schiess-Meier等人，2007年；Cheng等人，2024年），甚至对人类造成直接伤害（Mukeka等人，2019年），同时还会造成巨大的经济损失。在中国，近年来HWC事件明显加剧（Yin等人，2021年；Xu等人，2025年）。2017年至2021年间，共报告了约387万起野生动物造成的损失事件，其中包括27,800起涉及人员伤亡的事件，例如亚洲黑熊和亚洲象造成的严重伤害（Long和Li，2025年；Wang等人，2025年）。这些事件影响了272万公顷的农田和林地，直接经济损失约为24亿美元（Qin等人，2024年；Wan等人，2025年）。

气候变化加剧了HWC的全球性影响，通过加剧资源短缺和重塑物种分布与行为，系统性地提高了冲突的频率和严重程度（Abrahms，2021年；Abrahms等人，2023年；Jiang等人，2025年）。其背后的机制多种多样，从资源短缺导致觅食行为改变（例如美国干旱期间黑熊寻找人类食物（Calhoun等人，2025年）到极端事件导致的物理位移（如洪水迫使蛇进入开阔地带（Ochoa等人，2020年）以及环境压力迫使老虎进入居民区（Haque等人，2015年）。这类冲突不仅威胁人类生计安全，还加速了物种数量的下降，进一步破坏了生物多样性（Nyhus，2016年；Guarnieri等人，2024年）。此外，旨在增强连通性的保护规划可能会无意中将迁徙通道引导至人类主导的区域，从而加剧冲突，最终削弱保护效果（Gross等人，2021年）。

为了描绘HWC风险的空间分布模式，许多研究采用了生态建模方法，如物种分布模型（SDMs）和生态位因子分析模型（ENFA），以绘制物种分布图，并将其与反映人类活动的指数叠加（例如Cheng等人，2024年；Li等人，2018年）。例如，SDMs被用于识别北美洲人类与木响尾蛇之间的冲突热点（Borash & Pauli，2022年），并评估意大利农业景观中刺猬的栖息地适宜性（以及相关的HWC模式（Franchini等人，2024年）；而ENFA则被用于评估中国亚洲象的HWC风险（Li等人，2018年）。在更广泛的空间尺度上，通过将物种分布范围与人类压力指数叠加，也在大陆（Diminin等人，2021年）和全球层面（Allan等人，2019年）上绘制了HWC地图。

尽管现有研究大大提高了我们对HWC发生地点及其在当前条件下可能发生地点的理解，但大多数评估仍然较为静态，对于未来气候变化和社会经济变化下冲突风险的变化了解有限。直到最近，才有研究开始明确预测气候变化情景下HWC相关区域的变化。例如，Ma等人（2024年）通过整合基于共享社会经济路径（SSPs）的人口预测和来自多个SDMs的气候驱动的脊椎动物丰富度预测，绘制了2015年至2070年全球人类与野生动物重叠区域的变化，从而识别出新的冲突热点。类似地，Guarnieri等人（2024年）在不同的社会经济和气候变化情景下预测了非洲和亚洲的未来人象冲突风险，指出由于农田扩张和人口增长，风险显著增加。在更细的空间尺度上，González-Crespo等人（2023年）开发了一个空间明确的建模框架，用于预测城市景观中人类与野猪互动的位置和频率，支持更精准的管理。

然而，大多数这些预测将未来的HWC风险定义为预测的栖息地适宜性与人类活动之间的空间重叠，隐含地假设物种可以无限制地扩散到新的适宜区域。这种静态的叠加方法可能忽略了景观阻力、扩散限制以及气候驱动的物种迁移路径上的动态冲突风险（Morrison等人，2025年）。为了解决这一限制，需要超越“目的地”重叠的概念，明确考虑扩散限制和气候驱动的迁徙连通性。因此，一些研究人员开始将景观连通性或迁移路径建模纳入HWC研究，评估迁移潜力如何影响冲突的发生（例如Buchholtz等人，2020年；Chen等人，2025年；Vasudev等人，2023年）。利用从阻力表面和基于电路的模型得出的连通性指标，这些研究表明，高度连通的区域可能与更高的HWC事件频率或概率相关。这突显了需要一种基于过程的方法，不仅能够识别未来适宜栖息地中可能出现的HWC位置，还能预测沿气候驱动的迁移路径可能发生的冲突地点。

在这里，我们开发了一个基于过程的框架，整合了物种分布模型和方向性气候连通性，以识别未来气候变化和土地利用变化情景下的潜在HWC区域，并将其应用于中下游长江流域（MLYRB）。作为中国生态安全的重要区域，以及具有全球意义的淡水和湿地生物多样性热点，MLYRB面临着快速城市化和密集人类活动带来的日益加剧的保护与发展矛盾，到2020年，超过58%的居民居住在城市地区（Liu等人，2024年；Yi等人，2021年）。这一景观是一个关键的社会生态界面，恢复中的野生动物种群与密集的人类居住区日益重叠，但未来的HWC风险尚未得到充分研究。通过绘制预测的栖息地适宜性和气候驱动的迁移连通性与人类压力区域的交集，我们的研究生成了未来HWC风险的空间明确预测。这些预测为优化保护网络和指导积极的、景观尺度的干预措施提供了可操作的指导，以在全球环境变化下平衡生物多样性保护与人类福祉。

章节摘录

研究区域

中下游长江流域（MLYRB）位于北纬24°29′–35°20′，东经108°22′–123°10′，总面积约为780,000平方公里（图1），涵盖了多样的地形——平原、丘陵和山脉，并拥有广泛的水系、湿地和森林资源，使其成为重要的生物多样性热点（Lu等人，2023年；Rao和Sun，2022年）。除了其生态重要性外，该流域还拥有几个人口密集的城市集群，包括武汉、南京和长沙，这些城市是区域经济的

生物多样性热点的时空动态

不同栖息地类型的生物多样性热点（BHs）的时空动态随时间而变化（详见图S5-6中的物种丰富度变化）。在当前时期，森林类型的BHs主要分布在长江以南的低地和高地之间的过渡地带，形成斑块状或环状的空间模式（图S7）。相比之下，湿地和草地类型的BHs主要集中在长江沿岸。

讨论

本研究通过整合栖息地适宜性、方向性气候连通性和人类压力，提供了一个基于过程的框架，用于预测未来的HWC风险。通过区分栖息地-人类冲突区域和迁徙-人类冲突区域，该框架将相对静态的栖息地-人类重叠与潜在气候驱动的迁移路径上的冲突风险区分开来。这种区分很重要，因为未来的HWC不仅可能出现在适宜的栖息地中

结论

本研究提供了一个空间明确的、基于过程的框架，用于预测气候变化下MLYRB地区的未来HWC区域。通过整合栖息地适宜性、方向性气候连通性和人类压力，我们区分了栖息地-人类冲突区域和迁徙-人类冲突区域，从而将相对静态的栖息地-人类重叠与潜在气候驱动的迁移路径上的冲突风险区分开来。这种区分提供了更动态的

CRediT作者贡献声明

王亚芳：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、方法论、调查、数据管理。韩启尧：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念化。刘书燕：软件、资源管理、数据管理。张世丽：软件、数据管理。金龙：数据管理。牟思成：验证、数据管理。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金（资助编号：52408070）的资助。