科学通报 | 中国科学院动物研究所刘宣团队综述全球变化背景下我国生物多样性保护的跨尺度思考

概述

在全球变化持续加剧的背景下，生物多样性保护已不再只是单个物种、单个保护地或单一生态系统的问题，而是涉及局域、区域、国家乃至全球多个尺度相互联系的系统性挑战。近日，中国科学院动物研究所刘宣研究员团队在《科学通报》发表题为“全球变化背景下我国生物多样性保护的跨尺度思考”的文章，从土地利用变化、人类过度利用、外来物种入侵、环境污染和气候变化五类主要致危因素出发，系统梳理其驱动机制、影响方式及保护管理启示，并提出“预警–行动–反馈”的生物多样性保护跨尺度框架，助力全球变化背景下我国生物多样性保护成效的提升。该文章为“循古道尔世纪之路：中国生物多样性研究与保护探索”专题(辑)稿件。

背景介绍

生物多样性是维持生态系统稳定、保障人类福祉和支撑可持续发展的重要基础。然而，近年来全球生物多样性正在持续下降。土地利用变化导致栖息地丧失和破碎化，人类过度利用使部分野生动植物资源快速衰退，外来物种入侵改变本地群落结构，污染物通过全球水循环、大气环流和食物链不断扩散与富集，气候变化则正在重塑物种分布、物候节律和生态系统功能。而且，这些威胁因素并非只在某一尺度上发挥作用，而是常常在不同空间层级之间传导和反馈。例如，局域尺度上的湿地丧失和水网硬化可能造成两栖动物栖息地破碎化，并进一步影响区域物种分布格局；区域或全球贸易网络可能推动过度利用和外来物种扩散；污染物可通过全球物质循环和能量流动进入更大范围；气候变化虽然具有全球性特征，但其局地生态效应又因微生境、地形和物种特性的影响而不同。因此，单纯依赖局域保护实践或仅开展大尺度格局评估，都难以充分应对复杂的生物多样性下降过程。

主要内容

文章指出，全球变化背景下的生物多样性保护需要更加重视跨尺度联系。五类主要致危因素虽然在形成机制和生态后果上存在差异，但均表现出明显的跨尺度特征（图1）。

图1 全球变化背景下生物多样性五大致危因素的跨尺度影响示意图

在土地利用变化方面，栖息地丧失和破碎化不仅改变局域种群生存条件，还会造成景观连通性下降和边缘效应增强，进而影响物种扩散、迁移和区域多样性格局。文章强调，大尺度遥感和土地利用产品有助于识别土地利用变化高风险区域，而局域尺度的长期野外研究则能够揭示物种所具体依赖的微生境条件及对栖息地丧失的响应。

在人类过度利用方面，捕猎、捕捞、采伐和采集等活动往往发生在局域尺度，但其背后常受到全球市场需求、贸易网络和政策环境等大尺度因素驱动。因此，野生动植物资源保护既需要国家层面的名录管理和政策约束，也需要区域和局域尺度的持续监测与严格执法。

在外来物种入侵方面，物种引入、建群、扩散和生态危害通常发生在不同尺度。文章认为，应在国家和区域尺度加强高风险物种识别、口岸检疫和早期预警，同时在局域尺度针对已入侵物种的生境选择、扩散动态和种群特征，因地制宜采取根除、遏制或长期控制措施。

在环境污染方面，污染源往往具有局地性，但污染物可以通过全球物质循环和能量流动在区域乃至全球范围内扩散。因此，污染治理不能只关注污染物浓度变化，还应将生物群落恢复、栖息地质量改善和生态系统功能恢复纳入成效评估。

在气候变化方面，气候变暖和极端事件对生物多样性的影响具有全球性，但不同区域、不同生境和不同物种的响应并不相同。文章指出，气候变化风险识别不仅需要借助大尺度气候预测，也需要长期野外监测来验证和修正预测结果，尤其应关注岛屿、跨境、高山等气候敏感区域。

基于上述分析，文章提出 “预警–行动–反馈”的跨尺度保护框架（图2）。该框架强调，在全球和国家尺度开展风险识别、早期预警和政策制定；在区域尺度识别保护优先区并进行空间规划；在局域尺度实施栖息地修复、物种保护、入侵防控和污染治理等具体行动；再通过长期监测和成效评估，将局域保护实践的结果反馈至区域和国家尺度，以不断优化风险识别、保护规划、管理措施和保护行动。

图2 全球变化背景下我国生物多样性保护跨尺度“预警–行动–反馈”框架示意图

文章认为，大尺度研究和长期野外研究并不是相互替代的关系，而是跨尺度保护体系中不可或缺的两个部分。大尺度研究能够帮助识别关键区域、高风险物种和潜在威胁，为保护资源配置提供方向；长期野外研究则能够揭示物种分布、种群动态、栖息地质量和具体威胁机制，为保护行动提供可操作依据。二者结合，有助于把有限保护资源优先投向关键生态系统、关键区域和关键物种。

面向未来，我国生物多样性保护需要进一步加强遥感、人工智能、地基激光雷达、红外相机、长期样地监测等多源数据融合，提升对栖息地变化、物种分布变化和生态系统响应的监测能力。同时，应推动跨区域、跨部门协同治理，将重点流域、重要迁徙迁飞通道和贸易网络等跨尺度生态过程纳入保护管理。只有将风险预警、局域行动和反馈调整有效连接起来，才能构建更加科学、动态和适应性的生物多样性保护体系。

中国科学院动物研究所博士生李炎夏和王智凝为第一和第二作者，刘宣研究员为通讯作者。相关研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目(2023YFC3108800)、国家自然科学基金(32171657)、第三次新疆科学考察项目(2022xjkk0800)、中国科学院动物研究所自主部署项目(2023IOZ0104)的支持。

文章信息

李炎夏, 王智凝, 刘宣. 全球变化背景下我国生物多样性保护的跨尺度思考. 科学通报, 2026. DOI: 10.1360/CSB-2026-0216.

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