《Global Ecology and Biogeography》:DiVert: A Global Database of Land Use and Management Effects on Local Vertebrate Abundance and Diversity
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鉴于土地利用(land use)是全球生物多样性(biodiversity)丧失的主要驱动因素,了解不同土地利用类型和管理实践如何影响生物多样性至关重要。现有的关于生物多样性对土地利用响应的全球数据库通常仅区分宽泛的土地利用类型,侧重于广泛的分类覆盖范围,但牺
鉴于土地利用(land use)是全球生物多样性(biodiversity)丧失的主要驱动因素,了解不同土地利用类型和管理实践如何影响生物多样性至关重要。现有的关于生物多样性对土地利用响应的全球数据库通常仅区分宽泛的土地利用类型,侧重于广泛的分类覆盖范围,但牺牲了细节或完整性,或者未将原始植被(primary vegetation)中的生物多样性作为基准。在此,研究人员介绍了DiVert:一个全面的全球数据集,包含与原始植被相比的各种土地类型和管理实践中脊椎动物(vertebrate)丰度(abundance)和多样性(diversity)的局部测量数据。
**研究背景与问题**
土地利用是全球生物多样性丧失的主要驱动因素,其通过减少和破碎化物种的自然栖息地(Gallego-Zamorano et al. 2020; Kuipers et al. 2021),以及伴随的管理活动(如伐木、放牧和农药使用)对生物多样性造成影响(Beckmann et al. 2019; Newbold et al. 2015)。为了限制进一步的生物多样性丧失,必须理解不同土地利用类型和管理实践如何影响生物多样性,以及这种影响如何在不同物种或具有不同特征的物种组之间变化。尽管已有一些数据库整理了人类土地利用类型和自然栖息地中物种多样性的数据,但现有数据库存在局限性:例如PREDICTS数据库具有广泛的分类覆盖范围,但缺乏关于管理实践和其他可能对生物多样性重要的具体背景细节(Rodríguez et al. 2024);Kuipers et al. (2023) 的数据库虽包含更详细的土地管理信息,但仅限于哺乳动物在农田和人工林中的丰度和多样性;Jones et al. (2021) 关注作物产量,缺乏对非农业土地利用类型的覆盖。因此,一个涵盖多种土地利用和管理实践、并包含每种具体土地利用类型及其管理详细信息的综合性脊椎动物生物多样性数据集尚未出现。为此,研究人员构建了DiVert数据集,以填补这一空白。该研究发表在《Global Ecology and Biogeography》。
**技术方法**
研究人员首先按照脊椎动物类别(哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物)在ISI Web of Science数据库中进行系统文献检索,采用基于“群体、暴露、比较、结局”(PECO)原则的检索词(表1),包括与六种主要土地类型(农田、林业、牧场、城市、次生植被和原始植被)及农林复合系统相关的术语。文献筛选由所有共同作者完成,数据提取由MJEB、MD、SH和JS执行,并通过Cohen's kappa系数检验一致性(κ = 0.76)。纳入标准包括:提供丰度或物种多样性测量值,且数据同时包含土地利用类型和原始植被参考样地;土地类型可明确分类为七种主要类型之一;仅纳入提供局部测量值的原始研究。数据提取时,研究人员将数据结构化为数据来源、研究、样地和物种等级,并从文本、表格或使用WebPlotDigizer从图表中提取数据。为每个记录分配七种土地类型之一,并收集更具体的土地利用和管理信息,包括作物多样性、转换后时间、伐木类型、作物与非作物植被的本土性、自然边缘带的存在以及城市土地类型等。数据验证方面,研究人员通过将物种记录位置与IUCN或BirdLife International的分布图对比(扩展100 km缓冲区)检查物种名称的准确性,并核实土地利用信息是否与主要土地类型一致。
**研究结果**
**数据库规模与组成**
DiVert数据库包含来自678个数据来源的5702个多样性值和177340个丰度值,数据收集时间跨度为1955年至2024年。记录覆盖两栖动物(6%)、鸟类(82.6%)、哺乳动物(7.6%)和爬行动物(3.8%)。丰度数据的99.3%以物种水平提供,0.7%以属级水平提供;多样性指标按科、目或纲分类提供。大多数记录来自亚洲、非洲和中南美洲的热带地区,鸟类和哺乳动物也有来自北美和欧洲温带地区的记录。
**土地类型覆盖**
数据涵盖七种主要土地类型:原始植被、农林复合系统、农田、林业、牧场、次生植被和城市。其中,次生植被的数据来源最多(392个),其次是林业(203个)和农田(193个)。研究人员还报告了41个与土地利用和管理实践相关的变量,揭示了主要土地利用类型内部的显著管理变异。例如,26%的农田样地为单一种植(monocultures),60%为多种种植(polycultures),其余14%作物多样性未知;林业样地中,2%采用皆伐(clear cutting),46%采用择伐(selective cutting),9%采用减少影响伐木(reduced impact logging),43%的采伐管理方式未知。
**丰度与多样性变化趋势**
大多数多样性值在研究涉及的土地利用或土地管理类型中低于对应的原始植被参考样地。对于丰度,部分土地利用类型-分类类别的组合中,大多数丰度值等于或高于参考样地,尤其是鸟类(图4)。研究人员计算了对数响应比(lnRR,lnRR),表明不同土地类型和管理实践下的效应大小存在差异。
**讨论与结论**
DiVert数据库的精细信息允许进行对生物多样性相关的土地利用分类(Rodríguez et al. 2024)。例如,可用于研究自然元素纳入和栽培物种多样化能在多大程度上减少农业对野生动物的负面影响(Kuipers et al. 2023)。该数据库还可回答其他问题,如人类土地利用类型中的生物多样性如何受先前土地利用、转换后时间、栽培植被的本土与非本土来源以及这些因素间相互作用的影响。将此类信息纳入全球生物多样性模型(如GLOBIO模型,Schipper et al. 2020)有望促进对生物多样性时空变化的更准确预测,从而辅助更明智的土地利用和管理决策(Kuipers et al. 2023; Priyadarshana et al. 2024),并显示当前土地利用和管理如何转向对生物多样性更友好的方向。研究结论部分翻译如下:DiVert提供了迄今为止不同土地类型中脊椎动物丰度和多样性记录的最大数据集,在土地类型和管理实践方面具有高度细节。研究人员注意到来自热带的记录多于温带地区,这源于只纳入将土地利用类型与原始植被进行比较的研究。尽管完全未受干扰的样地在某些地区缺失,但研究人员有意排除了使用次生林等作为参考样地的研究,以最大化数据库内参考样地的可比性。对主流全球土地利用图和生物多样性数据库所区分的主要土地类型的关注意味着诸如采矿或光伏设施等不太普遍的土地利用形式未被覆盖,但这些形式可能对生物多样性产生重大影响(Barbarossa et al. 2026; Gómez-Catasús et al. 2024)。该数据库可促进全球生物多样性建模的改进,并为在人类影响日益加剧的背景下,通过更好的土地管理来缓解生物多样性丧失提供基础(Williams et al. 2020; Leclère et al. 2020)。