涵蓋全球40%土地和30%以上人口的旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，人地關(guān)系緊張，對氣候變化敏感，是全球可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵區(qū)域之一。過去幾十年，全球旱區(qū)經(jīng)歷了快速的城市擴展過程。有效評估旱區(qū)城市擴展過程對自然生境的影響具有重要科學意義。然而，已有研究主要從直接影響角度評估全球旱區(qū)城市擴展過程對自然生境的影響，沒有同時考慮城市擴展過程的直接和間接影響。針對這一問題，北京師范大學地理科學學部何春陽教授團隊與青海省人民政府——北京師范大學高原科學與可持續(xù)發(fā)展研究院、延邊大學地理與海洋科學學院和美國得克薩斯農(nóng)工大學地球科學學院等單位合作，利用生境質(zhì)量指數(shù)模型，在全區(qū)、生物群區(qū)和生態(tài)區(qū)等多個尺度上系統(tǒng)評估城市擴展過程對自然生境的影響，發(fā)現(xiàn)全球旱區(qū)城市擴展過程對自然生境的間接影響遠大于直接影響。2022年7月25日，《自然-可持續(xù)》（Nature Sustainability）雜志在線發(fā)表了這一研究成果。

研究表明全球旱區(qū)1992-2016年經(jīng)歷了快速的城市擴展過程。城市面積從1992年的9.46萬km2增加到2016年的23.04萬km2，增長了13.58萬km2，年均增長率為3.78%，是全球同期城市面積年均增長率的1.09倍。城市面積占比從1992年的0.16%增加到2016年的0.38%，增加了0.22%。其中，干燥型亞濕潤區(qū)的城市擴展速度最快。該區(qū)域城市面積占比增加了0.35%，是全球旱區(qū)城市面積占比增加值的1.6倍。各生物群區(qū)中，紅樹林群區(qū)城市擴展速度最快。該群區(qū)城市面積占比增加了1.8%，約為旱區(qū)平均城市擴展速度的8倍。紅樹林群區(qū)中，印度河三角洲-阿拉伯海紅樹林生態(tài)區(qū)城市擴展速度最快（圖1）。

圖1 全球旱區(qū)1992-2016年城市擴展過程（a）全球旱區(qū)（b）各生物群區(qū)（c）紅樹林群區(qū)各生態(tài)區(qū)

研究發(fā)現(xiàn)全球旱區(qū)城市擴展過程導(dǎo)致自然生境質(zhì)量下降。全球旱區(qū)1992-2016年城市擴展過程導(dǎo)致平均生境質(zhì)量從0.3981下降到0.3951，下降了0.76%。干燥型亞濕潤區(qū)城市擴展過程對自然生境的影響最嚴重。該區(qū)域城市擴展過程導(dǎo)致生境質(zhì)量損失0.93%，是全球旱區(qū)生境質(zhì)量平均損失的1.22倍。各生物群區(qū)中，紅樹林群區(qū)城市擴展過程對自然生境的影響最嚴重。紅樹林群區(qū)城市擴展過程導(dǎo)致自然生境損失5.5%，是全球旱區(qū)生境質(zhì)量平均損失的6.6倍。研究還識別了8個城市擴展過程影響自然生境的熱點地區(qū)。在這些熱點地區(qū)，城市擴展過程導(dǎo)致生境質(zhì)量平均損失6.8%，是全球旱區(qū)生境質(zhì)量平均損失的9倍（圖2）。

圖2 全球旱區(qū)1992-2016年城市擴展過程對自然生境的影響（a）全球旱區(qū)（b）各類型旱區(qū)（c）各生物群區(qū)

研究揭示全球旱區(qū)城市擴展過程對自然生境的間接影響遠大于直接影響。全球旱區(qū)城市擴展過程導(dǎo)致生境質(zhì)量間接損失0.71%，直接損失0.05%，間接影響是直接影響的近14倍。在不同類型旱區(qū)，城市擴展過程導(dǎo)致生境質(zhì)量間接損失0.24% - 0.81%，直接損失0.02% - 0.07%，間接影響是直接影響的10 - 17倍。在各生物群區(qū)中，城市擴展過程對自然生境的間接影響也都大于直接影響。其中，熱帶亞熱帶針葉林群區(qū)直接影響和間接影響的差距最大，間接影響是直接影響的42倍。在各熱點地區(qū)，城市擴展過程平均導(dǎo)致生境質(zhì)量間接損失6.26%，直接損失0.55%，間接影響是直接影響的12倍（圖3）。