复旦大学王玉涛教授团队联合中国科学院地理资源所研究人员在Cell Press出版社的交叉学科期刊《Nexus》上发表了题为《保护中国生物多样性免受关键矿产开采影响》的研究文章。该论文聚焦能源转型过程中关键矿产开采与生物多样性保护之间的潜在冲突，通过对中国矿产地分布数据与保护地（UNEP- WCMC, World database on protected areas, 2018）的空间叠加分析，研究发现能源采矿活动对保护地构成了潜在威胁。同时，能源转型关键矿产开采对保护地的影响正逐渐超过传统化石能源矿产。研究团队建议采取综合性策略以实现生物多样性保护与能源转型的协同发展，如因地制宜地制定包括生态修复、可持续采矿实践和严格限制等措施的组合政策。
研究背景
推动生物多样性保护是全球重要议题。2023年在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）举办期间，中国宣布牵头发起“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”（以下简称“昆蒙框架”）实施倡议。“昆蒙框架”确立了 “3030”目标，即在2030年实现30%陆地和30%海洋区域得到有效保护，保护生物多样性迫在眉睫。
全球能源转型为生物多样性保护带来了新机遇，也带来了挑战。一方面，能源转型有助于减缓气候变化，从而减少气候变化引发的生物多样性丧失。但是，清洁能源技术的迅速发展也加剧了矿产资源的需求，尤其是关键矿产资源的需求迅速增加。在实现能源转型过程中，关键矿产的开采可能会加剧生物多样性损失（图1）。为回答上述问题，本研究选取中国这一全球能源转型矿产供应链关键国家，基于中国矿产地分布与保护地数据，研究分析能源采矿活动（传统能源矿产VS清洁能源关键矿产）与保护地的空间重叠情况，并就实现生物多样性保护与能源转型的协同发展提供建议。
图1 采矿活动威胁生物多样性。A：可持续发展目标框架内气候变化、能源转型、生物多样性和关键矿产需求之间的相互关系。B：采矿活动对保护地的影响示意图。
核心内容
1. 中国能源矿产地与保护地的空间分布
本研究发现，在保护地内有1,338个已开发的矿产地（涵盖正在开采和停止开采两类）。若未来所有未开发的矿产地均得以开发，这一数字将攀升至1,956个（图2A）。保护地内清洁能源矿产地数量普遍高于传统化石能源，尤其是在未开发和正在开采阶段。保护地内未开发的清洁能源矿产地数量是传统化石能源矿产地的三倍。从地域分布来看，与矿产地重叠程度较高的保护地主要集中在中国的西南部，特别是在云南和西藏等地。总体来看，能源矿产的开发给生物多样性保护带来了不可忽视的压力。
图2 与保护地重叠的矿产地
相较于保护地内部，其周边矿产地分布更为广泛。具体而言，在保护地边界外10公里范围内，矿产地数量是区域内的2.5倍。随着与保护地距离逐渐拉大，周围矿产地的数量也随之显著增加。结果显示，矿产地数量从距离保护地边界1公里内的412个增加到10公里内的4,945个，再到50公里内的30,400个。而对处于未开发的矿产地，未来的增长主要集中于清洁能源矿产。在10公里半径的范围内，已开发的清洁能源矿产地有1,483个（包括已停运和正在开采）。若将未开发阶段的所有矿产地纳入考虑，则该范围内的清洁能源矿产地数量预计将增加50%以上，达到2,358个。
图3 保护地边界外1、10和50 km内的矿产地数量
2. 采矿活动对保护地的直接影响
本研究采用了以矿点为中心，半径为1km的缓冲区来界定受采矿活动直接影响的区域。研究结果显示，能源开采活动覆盖了约6,307平方公里的保护地（图4）。值得注意的是，如果考虑所有开发阶段的总影响，清洁能源矿产的影响将会超过传统化石能源矿产。不同类型的矿区以及他们所处的开发阶段对保护地的威胁程度存在差异。具体而言，正在开采的传统化石能源矿区与保护地的重叠面积为1,593平方公里，这一面积占所有能源矿产采矿活动直接影响的25.25%，并且这一重叠面积已经超过了传统化石能源矿产总影响面积的一半。相比之下，清洁能源矿产在不同阶段的影响较为均衡。正在开采的清洁能源矿区对保护地的直接影响面积为1,704平方公里（占27.02%），而未开发的清洁能源矿区影响面积为1,486平方公里（占23.57%）。停止开采阶段的直接影响最小，为438平方公里（6.93%）（图4）。对于未开发的矿区，清洁能源矿产对保护地产生的潜在影响明显大于传统化石能源矿产。因此，未来清洁能源矿产对保护地的直接影响可能会超过传统化石能源矿产。
图4 采矿活动对保护地的直接影响
3. 采矿活动对保护地的间接影响
本研究将矿产地周围10km半径的缓冲区设定为受采矿活动间接影响的区域（同时考虑50km半径作为极限情况的分析边界）。研究表明，约有12.0%的保护地土地（ 167,551平方公里）受到采矿的间接影响。其中，未开发矿区的间接影响区域与保护地的空间重叠率最高（7.9%），其次是正在开采矿区（6.9%）和停止开采矿区（2.7%）。进一步分析发现清洁能源矿产在各个开发阶段对保护地的影响都超过了传统化石能源矿产，尤其是在未开发阶段（图5）。若所有未开发的清洁能源矿产均得以开发，预计未来将有额外87,447平方公里的保护地面积受到影响，这一影响区域占保护地总面积的6.27%。因此，清洁能源矿产将成为未来保护地面临的主要威胁来源（图5）。此外，研究发现，如果仅开发保护地外的矿区，保护地受采矿活动影响的总面积将从13.2%降低至3.44%。
图5 采矿对保护地的间接影响
4. 研究展望
从保护生物多样性的角度出发，严格禁止保护地内的采矿活动无疑是有效减少采矿活动对生物多样性负面影响的最有效策略。然而，在政策制定过程中，还需全面考量社会经济影响等其他重要因素。一刀切的采矿限制不仅可能对当地经济发展和社会稳定带来负面影响，还可能导致关键矿产的短缺，从而阻碍能源转型的进程。因此，本研究建议因地制宜地制定综合性策略，结合不同地区的社会经济发展状况和生态保护需求，采取差异化的采矿管理政策。对于未来研究，本研究建议结合能源转型、生态保护及地缘政治冲突等背景设定情景，建立综合评估模型评估不同政策组合（如严格限制、生态恢复与可持续采矿实践）对社会、经济和生态的综合影响，为政策制定者提供更加全面、客观的决策依据，从而推动实现能源转型与生物多样性保护的协同发展。
论文总结
本研究基于中国矿产地数据库，深入分析了能源矿产地（传统能源和清洁能源关键矿产）与保护地的空间重叠情况。结果表明，采矿活动已经对中国的保护地构成了威胁，且未来关键矿产的开采相较于传统能源矿产将带来更为严峻的威胁。为实现保护地内外的长期保护与社会经济平衡，建议采取更为综合的策略，因地制宜地制定包括生态修复、可持续采矿实践和严格限制等措施的组合政策。未来的研究建议结合能源转型、可持续发展目标和“昆蒙框架”“3030”目标等，构建不同情景，系统评估不同措施的社会、经济和生态影响，以筛选出实现生物多样性保护与能源转型协同发展的最佳策略。
研究团队介绍
复旦大学博士生孙琳和俞华军博士后为论文共同第一作者，复旦大学王玉涛教授为本文的通讯作者。
王玉涛教授团队长期从事生态环境系统工程方向的研究，聚焦在全生命周期视角下产业系统与生态环境的复杂交互机制，近年来在Nature、Global Environmental Change、ES&T、Nature Communications、Resources, Conservation and Recycling等国际期刊上发表系列研究论文，在UNEP出版首份全球生物基经济评估报告。
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▌论文标题：
Safeguarding biodiversity from critical mineral mining in China
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.ynexs.2024.100042
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