《Frontiers in Marine Science》：Advancing knowledge on biodiversity-driven ecological connectivity at sea and across the land–sea interface: challenges and future directions
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海洋功能连通性（Marine Functional Connectivity, MFC）科学——研究海洋生物运动及其跨尺度生态后果的学科——正成为一个关键框架，用于理解海洋生物多样性如何支撑海洋盆地、深度梯度及陆海系统中的空间联系与相互依赖关系。尽管在海底测绘
海洋功能连通性（Marine Functional Connectivity, MFC）科学——研究海洋生物运动及其跨尺度生态后果的学科——正成为一个关键框架，用于理解海洋生物多样性如何支撑海洋盆地、深度梯度及陆海系统中的空间联系与相互依赖关系。尽管在海底测绘、海洋观测和水文建模方面取得了重大进展，但海洋功能连通性的知识仍然零散，不足以有效指导管理。海洋物种在生态系统和政治边界之间运输能量、营养物质、生物量和物质，使得MFC对保护、气候韧性和可持续海洋治理至关重要。近几十年来，通过遗传学、遥测、自然标记、扩散建模和遥感，在观测和量化MFC方面取得了显著进展。然而，在分类群、栖息地、深度、区域和时间尺度上仍存在主要差距。全球变化通过改变海洋条件、物种分布和生态系统动态，进一步使MFC评估复杂化。解决这些差距需要协调的全球观测、开放获取的数据共享、标准化的指标，以及将生物多样性数据整合到全球海洋模型和海洋数字孪生（Digital Twins of the Ocean）中。预测建模、生态网络分析、食物网理论和社会生态框架的进展正在改善MFC向海洋空间规划和生态系统管理中的整合。然而，连通性过程仍未被充分纳入治理和决策框架，特别是在不同管辖区域和国家管辖范围以外区域（Areas Beyond National Jurisdiction）。未来进展将取决于更强的国际合作、跨学科研究、技术创新以及科学、政策和管理之间更紧密的整合。
在海洋及陆海界面生物多样性驱动的生态连通性方面推进认知：挑战与未来方向——论文解读
**研究背景与问题**
海洋功能连通性（Marine Functional Connectivity, MFC）科学聚焦于海洋生物运动及其跨尺度生态后果，是理解海洋生物多样性如何支撑海洋盆地、深度梯度及陆海系统空间联系的关键框架。尽管在海底测绘、海洋观测和水文建模方面取得重大进展，但当前对海洋功能连通性的知识仍碎片化，不足以有效指导管理实践。全球变化（如海洋温度升高、酸化）进一步改变物种分布与生态系统动态，使MFC评估复杂化。同时，海洋物种通过能量、营养物质、生物量和物质的跨生态系统运输，对保护、气候韧性和可持续海洋治理至关重要，但连通性过程在治理和决策框架中（尤其是不同管辖区域和国家管辖范围以外区域）仍未被充分纳入。因此，亟需整合全球观测、开放数据共享、标准化指标及跨学科方法，以推进MFC认知及其在海洋空间规划、生态系统管理中的应用。该论文发表于《Frontiers in Marine Science》。
**关键技术方法概述**
研究人员综合分析了现有MFC观测与建模方法，包括遗传学、自然标记、遥测、生物物理扩散模型、环境DNA（eDNA）及遥感等技术。数据来源涵盖全球海洋观测系统（如GOOS BioEco、GEO-BON的MBON和Move-BON）、动物运动数据库（如Movebank、MegaMove、MICO）及海洋生物地理信息系统（OBIS）。模型方面涉及生态网络分析、图论、食物网理论（Food Web Theory, FWT）、生物多样性-生态系统功能（Biodiversity–Ecosystem Functioning, BEF）框架及社会生态模型，并通过多模型集成（如FishMIP）进行预测。决策支持工具包括Marxan Connect、prioritizr包和BlueBioSites数字平台。
**研究结果**
**2 推进全球MFC观测与数据**
通过遗传学、遥测、自然标记、生物物理扩散模型和环境DNA等方法，研究人员量化了海洋物种个体、基因、生物量和能量通量，但发现存在显著偏倚：多数研究集中于硬骨鱼类、硬珊瑚和大型甲壳类，而海洋哺乳动物、海龟、浮游生物、大型藻类、海草及无脊椎动物等代表性不足；区域上偏重欧洲、美国、澳大利亚，而北极、南大洋、南大西洋和西北太平洋研究匮乏；深度上以浅海和上层（0–200 m）为主，中深层和深海生态系统研究不足。此外，时间尺度上的动态变化（如气候快速变迁）加剧了认知缺口。
**3 推进MFC估计、指标与建模工具**
研究人员指出，需建立跨分类群和区域的互操作MFC指标，结合生物多样性分布、丰度和运动数据，嵌入全球模型框架。当前方法整合仍罕见，多限于单物种研究。新进展包括遗传学、建模与古历史时间序列的综合，以及自然标记与遥测的联合应用。功能生态学、多物种追踪和生物物理建模的进步（如高分辨率扩散路径图）为整合多维度MFC（遗传、个体发育、营养连通性）提供了新机会。全球观测网络（如Move BON）和开放数据平台（如OBIS、Movebank）是关键支撑。
**4 推进MFC在不同尺度预测空间模型中的整合**
通过整合多学科数据集，MFC建模取得进展。研究人员发现，将MFC与物种生物地理学、生理学和行为学结合，可揭示扩散性状和相互作用对分布与群落组成的影响。图论和网络模型在空间保护规划、海洋保护区（MPA）设计和生态系统渔业管理中表现出潜力。基于性状的BEF方法和食物网理论（FWT）有助于识别关键连接物种，并理解跨生态系统的能量流动。社会生态模型（如空间化食物网模型）可捕捉人类活动对连通性的影响，全球多模型集成（如FishMIP）提供更稳健的预测。
**5 改进基于MFC的决策工具与政策框架**
尽管连通性已被纳入MPA网络设计和生态修复，但海洋治理仍优先保护重要区域而非链路。实用指南（如生态网络、走廊、OECMs）正在涌现，但需主流化。决策支持工具（如Marxan Connect、prioritizr、BlueBioSites）逐步改进，但需更全面的框架以覆盖MFC所有方面。多层空间网络模型和全球倡议（如FishMIP）正在推动生态系统渔业管理。定义功能连通性功能群有望增强工具整合。
**结论与讨论**
论文总结讨论部分强调，实现有效MFC监测与应用需要快速的多学科和跨学科进展，结合前所未有的国际合作与数据共享。尽管近期在生物多样性监测框架、方法和工具方面取得进展，但科学与实践之间的差距仍待弥合，需加强科学家与管理者合作。关键优先事项包括：通过技术创新和能力建设推进并协调方法，加强区域和跨境合作，扩大对忽视地区、栖息地和分类群的覆盖，并通过统一术语和可访问的决策支持工具将连通性数据嵌入管理。这些步骤将把生物与生态系统监测及MFC评估定位为加速全球变化背景下保护与资源管理的核心支柱。
研究结论部分翻译：实现有效的MFC监测与应用需要快速的多学科和跨学科进展，结合前所未有的国际合作与数据共享。令人鼓舞的是，近期在生物多样性监测框架、方法和工具方面的进展已推动研究和管理朝此方向前进。然而，缩小科学与实践之间的差距需要科学家与管理者之间更紧密的合作。关键优先事项包括：通过技术创新和能力建设推进并协调方法，加强区域和跨境合作，扩大对忽视地区、栖息地和分类群的覆盖，并通过统一术语和可访问的决策支持工具将连通性数据嵌入管理。这些步骤将把生物与生态系统监测及MFC评估定位为加速全球变化背景下保护与资源管理的核心支柱。
