2022年3月25日，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所李廣東、方創(chuàng)琳等在《自然-通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“Globa limpacts of future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity”的論文，揭示了未來全球城市擴(kuò)張對(duì)生物多樣性的多維影響機(jī)制。

人類活動(dòng)導(dǎo)致生物多樣性的快速喪失是廣受全球關(guān)注的重要問題，也是相關(guān)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿。其中，城市空間快速擴(kuò)張通過生境轉(zhuǎn)換、退化、破碎化和物種滅絕對(duì)全球生物多樣性變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。但未來城市擴(kuò)張對(duì)全球生物多樣性的多維影響效應(yīng)卻缺少深入理解。

針對(duì)上述關(guān)鍵問題，李廣東、方創(chuàng)琳等以全球到2100年5種共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)路徑（SSP）下城市空間擴(kuò)張模擬數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)未來城市擴(kuò)張對(duì)自然棲息地喪失、生境破碎化及物種豐度的影響效應(yīng)進(jìn)行了深入分析。

研究結(jié)果表明，在SSP情景下，到2100年城市擴(kuò)張將導(dǎo)致1100萬至3300萬公頃的自然棲息地喪失（圖1），并形成多個(gè)全球冷熱點(diǎn)區(qū)。根據(jù)預(yù)測，未來美國東北部、南部和西部海岸、幾內(nèi)亞灣沿海、撒哈拉以南非洲等地區(qū)可能成為顯著熱點(diǎn)區(qū)。而我國、印度、日本等國家將是顯著冷點(diǎn)區(qū)（圖2）。

圖1SSP情境下未來城市擴(kuò)張導(dǎo)致的棲息地直接喪失

目前主要生物多樣性優(yōu)先保護(hù)區(qū)內(nèi)的城市擴(kuò)張水平預(yù)計(jì)將高于全球平均水平(例如，世界自然基金會(huì)Global200區(qū)域內(nèi)城市擴(kuò)張比全球平均水平高出37-44%)，對(duì)這些關(guān)鍵地區(qū)的生物多樣性保護(hù)將造成沖擊。目前全球自然保護(hù)區(qū)內(nèi)仍有3.06萬平方公里的城市用地（2015年），未來如不加以控制，將增至4.67–8.99萬平方公里，全球自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)的有效性面臨巨大挑戰(zhàn)。

圖2 SSP情景下到2100年全球城市擴(kuò)張導(dǎo)致棲息地喪失的冷熱點(diǎn)區(qū)

同時(shí)發(fā)現(xiàn)，到2100年全球城市擴(kuò)張將造成大規(guī)模的自然棲息地破碎化。城市擴(kuò)張可能使自然棲息地更接近城市圖斑。同時(shí)，臨近城市區(qū)域景觀格局也將面臨逐步縮小的圖斑規(guī)模、不斷增大的邊緣密度以及孤立性（圖3）。

圖3SSP情景下未來城市擴(kuò)張對(duì)棲息地破碎化的潛在影響

此外，發(fā)現(xiàn)其他地類轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘杏玫貙⑹姑科椒焦锔窬W(wǎng)內(nèi)的物種豐富度（speciesrichness）降低34%，物種豐度（speciesabundance）降低52%，每10平方公里格網(wǎng)內(nèi)可能會(huì)損失7-9個(gè)物種（圖4）。因此，在全球可持續(xù)發(fā)展背景下，迫切需要制定可持續(xù)的城市發(fā)展路徑，以減緩全球城市擴(kuò)張與生物多樣性保護(hù)之間的矛盾和沖突。

圖4 未來SSP情景下城市擴(kuò)張導(dǎo)致的生物多樣性潛在喪失

中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所李廣東副研究員為第一作者，通訊作者為李廣東副研究員、方創(chuàng)琳研究員以及中山大學(xué)劉小平教授。論文合作者包括美國密歇根州立大學(xué)李英杰、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所王振波、孫思奧、戚偉、鮑超、馬海濤、范育鵬、馮雨雪，中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)賀三維。研究得到國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：42121001）和面上項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：41971207）等資助。

論文信息：Li Guangdong*, Fang Chuanglin*, Li Yingjie, Wang Zhenbo, Sun Siao, He Sanwei, QiWei, Bao Chao, Ma Haitao, Fan Yupeng, Feng Yuxue, Liu Xiaoping*. Global impactsof future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity. Nature Communications, 2022, (13) 1628. 

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29324-2

論文下載：Globalimpacts of future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity.pdf