One Earth|无路区是扩大保护区的有效战略:来自中国的证据

政务   2024-09-09 09:00   湖北  

转自:Earth Scholar



背  景

道路正在以前所未有的规模在全球范围内扩张,道路影响的空间范围远远超出了道路本身,这在当前的全球保护框架中基本上被忽视了。重大生态影响超出道路范围的地区被定义为道路影响区,其余地区被视为无道路地区。无路地区已被证明具有很大的保护价值,因为它们代表了自然或半自然的景观,减少了工业规模的影响。此外,无路地区在维持生态系统进程、缓冲气候变化和保护生物多样性方面具有不可替代的作用。不幸的是,国际协定未能强调无路地区对全球保护目标的突出贡献。建立保护区是保护生物多样性的全球基本战略,被视为实现可持续发展目标的必要条件。根据《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》制定的全球生物多样性承诺要求,到2030年,保护区和其他有效的基于区域的保护措施将覆盖地球的30%。由于到2023年,全球保护区覆盖率不到17%,因此扩大保护区仍然是未来保护计划的优先事项。扩大保护区的最大挑战之一是确定“在哪里保护”,这通常比确定“保护多少”更重要。为了发展,大多数国家倾向于在经济潜力不大的偏远地区建立保护区,而不是在有很大保护贡献的地区建立保护区。因此,许多保护区被批评为不具代表性或表现不佳。主流研究结合了物种、生态区域、人类足迹或碳储量的空间数据来确定保护的地点。这些战略的主要限制是没有对不同情景进行成本效益比较。他们衡量土地的保护价值,但在扩大保护区时往往忽视来自人口、土地利用甚至空间正义的挑战。中国是一个人口众多、生物多样性价值高的国家,拥有全球十分之一的物种和高比例的世界特有物种。这些情况使得该国的生物多样性保护工作特别复杂,但从全球的角度来看又特别重要。2021年,中国主办《生物多样性公约》第十五次缔约方大会。随后的《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》表明了提供最具成本效益的方式来扩大保护区的紧迫性和必要性。虽然中国的无路地区构成了保护区扩张的一个有希望的特征,但一项全球分析表明,中国的无路地区保护不力。在这里,研究制定了一个框架,以确定中国保护区潜在扩张的无路区域。首先,研究使用NDVI作为道路生态影响的代理,通过机器学习方法确定道路影响区。其次,从生态系统功能的角度对无路区和保护区的保护价值进行了评价和比较。在此基础上,提出了4种保护策略,并对物种代表性、种群数量、人类足迹和基尼系数的保护结果进行了比较。最后,研究估计了在县范围内保护无路地区的权衡


研究结论
无路地区的阈值随道路水平和区域的不同而不同。从2009年到2018年,无路地区以平均每年191377平方公里的速度减少,相当于每秒失去一个足球场的大小。2009年、2015年和2018年,无路面积分别占中国国土面积的70.5%、58.6%和52.6%。无路斑块数量从3112个增加到10542个,平均面积从2167±SD 21699 平方公里减少到479±SD 7141平方公里(图1)。令人担忧的是,中国的无路面积一直在快速减少(图1 D)。至少从2009年到2018年,道路密度与无路面积之间存在高度相关性(R2 > 0.9)。不同道路类型(如高速公路、乡村公路)预测的无路面积相似。研究基于2018年的最新数据估算了道路总密度。预计到2050年,道路总密度将由目前的30.2 km/100平方公里转变为SSP4的最小值31.1 km/100平方公里, SSP5的最大值33.4 km/100平方公里。相应的无路面积最小为4,751,407平方公里,最大为4,932,437平方公里,平均萎缩4.6%。近80%的现有保护区位于无路地区,而78%的无路地区仍然不受保护。考虑到超过1万平方公里(全球重要荒野大小阈值)的无路斑块有61个,且许多无路斑块具有较高的生物多样性保护价值,这些无路斑块对2020年后保护区的扩展具有重要的指导作用。研究者还分别在斑块尺度和网格尺度上计算和比较生物多样性保护值(图2)。在斑块尺度上,研究将连通区域作为一个整体,应用9个生态系统结构、组成和功能指标来衡量保护区(图2a)和无路区的保护价值:面积、坡度、土壤有机碳、净初级生产力、重点生物多样性区、生物多样性栖息地指数、生态系统多样性、物种丰富度和物种风险。由于保护区和无路区面积差异显著,研究采用基于相似性的抽样方法,确定了397个欧氏距离最小、距离现有保护区最近的无路区(图2 B)。研究发现,采样的无路区具有显著高于对照保护区的保护价值无显著区域差异。在网格尺度上,研究综合了6个指标(土壤有机碳、净初级生产力、生物多样性栖息地指数、潜在清洁水供应、物种丰富度和受威胁物种丰富度),以1平方公里分辨率计算和比较单位面积的保护价值(图2C和2D)。考虑到单位的保护值在空间上是自相关的,研究采用倾向得分匹配(PSM)方法和空间计量模型来验证无道路区域在扩大保护值中的作用。匹配后,研究运行空间误差模型(SEM),发现保护区的无路类别比非无路部分具有更高的保护价值(表1)。在这里,研究展示了4种简单的选择无路无保护地区的策略(基于不同的价值主张)如何相互比较(图3)。这些简单的策略揭示了无路地区改变中国保护区现状的潜力(表2)。以生物多样性为导向的战略将代表最多样化的物种,但导致在扩大的保护区内人类活动的潜在重叠增加。为了更好地理解保护无路地区的可行性,研究开发了一个权衡图来衡量县级无路地区的规模(无路地区的保护需求)和交通优势的经济影响(由道路产生的经济增长)(图4)。与道路有关的经济效益相对较大的地区,以及对无道路地区的保育需求不大的地区,特别适合兴建新道路(灰色地带)

图1. 中国无路地区。(A - D) 2009年中国无路区空间格局 (A), 2015年中国无路区空间格局 (B);2018年中国无路区空间格局分析 (C); 基于中国“十四五”交通规划下道路密度和五种共享社会经济路径(SSP)的2025年和2050年无路区域预测 (D)。



图2. 不同尺度下无路地区及保护区的保育价值。 (A - D)保护区在斑块尺度上的保护值 (A),采样无路区在斑块尺度上的保护值(B),基于栖息地面积的(受威胁)哺乳动物和鸟类物种丰富度图在网格尺度上的保护值1  (C),基于栖息地面积的森林哺乳动物、鸟类和两栖动物物种丰富度图在网格尺度上的保护值2 (D)。


图3. 根据不同的策略,选择无路地区,以达到30%的保护目标。(A)诚信战略。(B)面向生物多样性的战略。(C)面向功能的战略。(D)面向成本的战略。


图4.  无路地区保护需求与县域公路经济增长的权衡


表1. 无路地区对扩大保护价值影响的SEM估计


表2. 选择无路保护区作为中国保护区补充的不同策略的预期效果


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参考文献

Chen S, Di Marco M, Li BV, Li Y, 2024. Roadless areas as an effective strategy for protected area expansion: Evidence from China. One Earth. 7, 1456-1468, https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.oneear.2024.07.005.


文案:苏昊

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