生物多样性保护是实现生态系统可持续发展的前提,生物多样性保护成效评估是生物多样性监管的基础,科学、有效的评估能够明显提升生物多样性保护与管理水平,并显著改善区域生态环境.总体来看,现有的保护成效评估主要围绕自然保护地、生态环境和生物多样性等研究对象的状态和变化两个层面开展,评估指标体系的侧重点逐渐由管理成效向保护成效转变,评估方法基本涵盖了全球、地区、国家和单个自然保护地等多种空间尺度.然而,由于缺乏统一的指标体系和评价方法,导致区域间的评估结果难以比较,因此多尺度集成评估也难以开展.近年来,全国生物多样性监测网络和数据库的建立,以及多种新技术(如遥感、环境基因组学等)在生物多样性监测中的应用,使得宏观生态系统和微观基因水平的多层次连续监测成为可能.基于此,建议未来我国生物多样性保护成效评估应在认真总结全球生物多样性保护成效评估理论和方法的基础上,加强全国生物多样性监测网络的建设,发展适合中国区域特点的跨学科的综合保护成效评估指标体系.定期的生物多样性保护成效评估,有助于全面了解我国生物多样性保护现状及发展趋势,进而为生物多样性保护和管理决策提供支持和服务,也为中国履行生物多样性公约、实现联合国可持续发展目标提供数据和技术支持.

基于自然的解决方案(NbS)作为应对全球生物多样性丧失和气候变化双重危机的重要手段,已成为生态与环境科学领域的研究前沿.自然保护地是保护生物多样性和应对气候变化的重要载体,充分借鉴NbS的标准与方法在自然保护地进行科学实施,可以在生物多样性保护、减缓和适应气候变化、推动实现可持续发展等方面实现协同增效.目前我国正处于以国家公园为主体的自然保护地体系建设的关键时期,国家公园建设与管理及相关研究已成为近年来我国生态文明和美丽中国建设进程中的热点领域.为此,基于世界自然保护联盟(IUCN)提出的NbS全球标准的八项准则,首先梳理了 NbS的各项准则对我国国家公园理论与实践的适用性,进而结合NbS的八项准则,以及我国国家公园建设与管理中的实际需求,将我国国家公园建设与管理的相关理论与实践进展围绕以下四个方面进行了梳理,即:(1)如何科学建设国家公园(准则1,应对社会挑战;准则2,根据不同尺度设计);(2)国家公园如何有效治理/管理(准则5,基于包容、透明和赋权的治理过程;准则7,基于证据进行适应性管理);(3)国家公园建设与管理成效如何(准则3,带来生物多样性净增长和生态系统完整性;准则6,在首要目标和其他多种效益间公正地权衡);(4)国家公园如何实现可持续性(准则4,具有经济可行性;准则8,具可持续性并在适当的辖区内主流化).最后,充分借鉴NbS的各项准则,研究就我国国家公园建设与管理及相关研究提出了启示与展望,以期为我国国家公园相关学科的发展提供参考,并为推动将NbS纳入我国国家公园建设与管理行动提供支撑.

生物多样性持续丧失已成为全球最严重的环境挑战之一,未来7年对遏制和扭转生物多样性丧失至关重要.《生物多样性公约》机制下《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》(简称《昆蒙框架》)的达成为全球生物多样性治理带来了新的希望,为遏制和扭转生物多样性丧失提供了解决途径.作为《昆蒙框架》的核心目标,"3030"目标在国际社会广泛行动和大量科学成果的支持下应运而生.本文从全球发展趋势和国际政策推动两个层面梳理了"3030"目标的由来和发展进程,分析了其数字目标、空间范围、有效性和包容性管理等关键要素,保护地的全球目标从10％逐渐增加到30％,尽管仍未满足科学界的期望,但促进了全球保护地网络的发展.其他有效的区域保护措施(other effective area-based conservation measures,OECM)、提高保护地质量、利益攸关方参与等,均可大幅增加对陆地和海洋的保护.结合已有国际进程和科研成果,探索分析了"3030"目标的实现路径,包括强有力的国际政策引导、坚定有效的资金保障、深入严谨的科学研究基础、负责任的国家行动以及广泛包容的参与和协作.距离目标完成时限已不足7年,我们识别了实现目标尚存的诸多问题和阻碍,并提出建议,包括更加注重提升保护地质量;克服保护地调查数据的空缺和有限的监测手段;提高对海洋保护地的认识,突破局限;探索包容性管理模式,以及全球目标在国家尺度的规划和统筹等."3030"目标不仅是一项政治驱动的目标,其研究、磋商和实现过程,体现了科学、传统知识与国际政策体系相结合的新视角,反映了不断推陈出新的科学见解、社会价值观和全球挑战,促使人与自然,人与人之间关系的阶段性变化,有助于对保护地网络和其他保护空间的重新认识.

协同生物多样性保护和生态系统服务功能维持对制定系统性保护规划具有重要意义.研究以青藏高原为研究区,应用Maxent模型模拟了重点植物的空间分布,结合世界保护联盟(IUCN)重点动物空间分布数据和生态系统服务空间分布,利用Zonation模型依次识别了基于单一因素的保护优先区以及集成生物多样性和生态系统服务的保护优先区,评估了青藏高原现有自然保护地对保护优先区、重要物种及生态系统服务的保护状况和保护空缺.结果表明:(1)青藏高原保护优先区保护价值呈现由东南向西北递减趋势,优先区主要分布在青藏高原东南缘喜马拉雅山地、雅鲁藏布江中游河谷及横断山区等区域,生物多样性保护优先区和生态系统服务保护优先区分布略有差异,存在43.2%的空间重叠;(2)在重要物种保护上,自然保护地对两栖动物的保护率最高,平均保护了 38.2%,哺乳动物次之(24%),爬行动物的保护率较低,仅为 10.2%.对生态系统服务功能覆盖率分别是 44.1%(防风固沙)、27.1%(水源涵养)、22.3%(土壤保持)、17.1%(碳固定)和 16.6%(洪水调蓄);(3)自然保护地对研究识别的保护优先区存在保护空缺,仅覆盖了 26.8%的集成保护优先区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级优先区保护空缺面积占青藏高原面积的 7.2%、6.9%和 7.7%.研究结果可为青藏高原以国家公园为主体的自然保护地体系优化提供科学依据与理论支撑.

联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)提出"30×30"目标,呼吁到2030年保护全球30％的陆地和海洋面积.目前自然保护地覆盖率不足、拓展空间有限、与其他土地类型兼容性有限,实现生物多样性全面有效保护的目标不能仅仅依靠自然保护地.然而,国际上提倡的"其他基于区域的有效保护措施"(other effective area-based conservation measures,OECMs)尚存较多局限,与我国实际情况的适配性不足,难以直接指导我国自然保护地体系外就地保护实践.中国需要尽快建立一套与当前自然保护地相互补充的、符合中国国情的就地保护体系.基于此,本研究提出"自然保护兼用地"(conservation compatible land,CCL)的概念——"由各类主体申请、各级政府依法确认,以保护和利用相兼容的管理方式,对高生物多样性地区进行长期、有效保护的陆域或水域",作为我国自然保护地外的就地保护措施.本研究对CCL的内涵、定位、特征进行初步界定,并从法律政策和管理实践方面论述其可行性.未来我国的国土空间布局应包含自然保护专用地(自然保护地和生态保护红线)、CCL(兼有生物多样性保护以及农林渔牧、文化、生活等其他使用功能)以及可持续利用地(其他生产与生活用地)三大类.CCL有助于整合我国现有的自然保护地体系外的保护措施,全面系统认识自然保护地外的就地保护措施的作用,梳理经验、推广实践、整合资源、扩大影响.未来可进一步形成多层次、多梯度、保护与利用统筹协调的全域土地利用空间格局,使每一寸中国国土都兼顾保护与发展功能.本研究旨在为中国自然保护地外的就地保护实践提供理论依据,并为全球"30×30"生物多样性保护目标贡献中国智慧与中国方案.

市域是自然保护地整合优化的具体实施单元,揭示市域自然保护区的时空格局演变特征和发展趋势对于全面建设中国特色自然保护地体系具有重要的现实意义.基于1975-2020年间隔5 a的10期中国自然保护区名录,通过标准差椭圆、探索性空间数据分析、空间Markov链等方法首次从市域尺度探讨了中国自然保护区的时空动态演变特征和发展趋势,并引入地学信息图谱构建其变化模式.结果表明:①中国市域自然保护区比例呈现先快速增长后逐步稳定的趋势,但整体仍以低值区为主.市域间自然保护区比例差异明显,逐步形成了"西高东低"的空间格局.重心整体表现为"东南-西北-东北"的迁移过程,重心移动距离和速度逐渐缩小.1990年以后,中国市域自然保护区比例始终呈现"东北-西南"向的空间分布格局.②市域自然保护区比例存在显著的空间相关性且相关性总体呈上升之势,但空间集聚水平的变化逐年缩小.局部空间异质性较强,高高和低低集聚区均呈扩张态势.③从变化模式图谱来看,中国市域自然保护区比例等级以"前期变化-低频-逐步提升"(ESC-LQ-T1)的方式进行,主要图谱类型为"空缺区转为低值区".市域自然保护区比例等级类型转移具有稳定性和显著的时空异质性,后期出现了"俱乐部收敛"现象,且邻域背景在其动态变化过程中发挥着重要作用.未来要加强对空缺区和低值区市域单元的自然资源进行摸底评估,将其最有价值的区域纳入自然保护区,同时推广区域联合保护机制,促进自然保护地体系高质量建设.

近30年来,羌塘高原野牦牛(Bos mutus)种群数量虽缓慢恢复,但仍为野生有蹄类中仅有的易危物种.由于其对人为活动规避明显且具有极强的攻击性,野牦牛栖息地分布和质量数据仍很匮乏.把野外调查与最大熵(Maxent)、土地利用模拟模型(FLUS)、InVEST三种模型相结合,系统分析羌塘高原野牦牛栖息地分布及其影响因素,并通过未来气候、未来土地覆被和未来食物情景构建2050年不同温室气体排放浓度(RCPs)情景下羌塘高原生境状况,预测栖息地变化状况,以期为青藏高原生物多样性维护提供数据支撑.结果发现:2020年前后野牦牛栖息地总面积为25.1万km2,集中分布在那曲市北部,阿里地区分布零散.栖息地以草原和荒漠为主,部分位于冰川区,野牦牛对气候条件反应敏感,偏好生活在暖季降雨量约在200mm,冷季降雨量约1 0mm,年最低温度-30℃的区域,坡度耐受性高.约92％的野牦牛栖息地位于羌塘国家自然保护区内,仅有南部约1.2万km2栖息地与人类活动交叠明显.2050年前后羌塘高原暖湿化明显,草原面积增加,野牦牛栖息地将向西北部无人区扩张,目前栖息地分布较零散的阿里地区也将出现大面积高质量栖息地,三种RCPs情境下栖息地面积分别为28.2万km2(RCP2.6)、28.4万km2(RCP4.5)和28.0万km2(RCP8.5),新增栖息地以极重要栖息地为主,边界与羌塘自然保护区范围更加吻合,自然保护地体系建设将有力支撑野牦牛的保护.

我国自然保护区经过 60 余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用.研究系统整理了我国现有 2672 个自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计.运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析.结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了"起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善"的 5 个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿"胡焕庸线"呈"西少东多、西聚东散"的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等 11 个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系.最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议.在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考.

国家公园是指由国家建立并主导管理的、旨在保护为人类提供福祉的自然资源和生态系统.学界已对国家公园的保护、管理与利用等开展了多方面、深层次的研究.生态系统服务是自然资源为人类提供福祉的重要基础,分析国家公园生态系统服务的研究态势可为我国在该领域的发展提供参考和借鉴,为建立和管理以国家公园为主的自然保护地体系提供理论依据.本文综述了国家公园生态系统服务与生物多样性的关系、在土地利用下的响应及机制、对气候变化的响应与反馈、价值的量化评估、服务权衡5个方面的研究进展.强调国家公园生态系统服务兼具综合性、复杂性和异质性等特点,提出该研究领域需以生态学理论为基础,同时紧密结合社科类研究,尤其重视机器学习和空间工具在生态系统服务评估框架、方法与模型研究中的应用.未来应当在加强研究国家公园生态系统服务驱动机制的同时,注重优化系统模型,聚焦大尺度、综合性研究,并持续关注国家公园生态系统服务与人类福祉的依存关系.

景观美学的理论维度已从风景美学延伸至生态美学,为促进生态美学理论在客观法和空间水平上向"数字化+可视化"发展,以宁夏贺兰山国家级自然保护区为例,创新性地提出了利用地理要素构建分类的数字景观模型并借用基于景观生态学的景观格局指数进行视觉景观特征评估的研究框架.在筛选地貌(自然和垂直要素)和土地利用(文化和水平要素)景观要素的基础上,构建了一套景观分类指标体系;通过GIS进行空间叠加分析,识别了研究区域中的 440 种景观斑块和类型,以此作为视觉景观特征评估的基本单元;基于生态美学理论,构建了视觉景观多样性、自然性和独特性 3 个视觉景观特征评估指标,借用景观格局指数进行度量并通过FRAGSTATs与GIS可视化;通过SPCA分析得到权重后绘制了视觉景观特征综合评估的空间分布.结果显示,诸多相互作用的景观要素"聚集"在一起产生了不同水平的视觉景观特征,与低水平视觉景观特征有关的景观类型在要素组成上较为复杂,而与高水平视觉景观特征有关的景观类型主要与坡度适中的东南向山谷地貌与荒草地、未成林封育地和乔木林等土地利用的共同作用有关.研究认为,可视化的视觉景观特征评估结果有助于识别需得到保护修复、规划利用及管理协调的景观斑块或类型,有利于增加保护地整体的生态美学价值.