文章信息：Shrestha, N., Xu, X., Meng, J., et al. (2021). Vulnerabilities of protected lands in the face of climate and human footprint changes. Nature Communication 12, 1632. https://doi.org/10.1038/s41467-021-21914-w.

阅读人：周珂伊，2021级本科生

阅读时间：2024年3月31日

研究背景:

人类引起的全球变化增加了地球上大量物种的灭绝风险，人为压力也对生物多样性构成了巨大威胁。

一方面，现有保护区的覆盖率不足以应对当前的生物多样性危机。根据全球生物多样性框架，当前保护区的土地覆盖率范围要从15%扩大到30%（2030年），但如果只关注PA的覆盖率，可能无法实现保护目标。因为通过数量、覆盖率来定量化确定保护区范围的方式无法识别最高保护需求区域，更需要评估指定保护区的效率，评估保护区影响。

另一方面，气候变化与人类活动影响下，物种的分布范围是否发生了改变？在未来保护区的空间规划和管理中如何有效地应对这两种全球威胁同样重要。

研究过程与结果:

因此，通过制定包含物种脆弱性、气候脆弱性和人为脆弱性三个维度的框架来量化中国2500多个保护区的威胁水平，并根据保护区的脆弱性分数将其分类为不同的威胁类别，并确定需要高度保护关注的区域。

评估确定17%的保护区是气候和人为脆弱性的热点，23%的保护区是物种脆弱性的热点。同时，物种脆弱性热点具有气候高度不稳定性，气候变化与人类活动加剧情况下，这可能意味着未来物种将面临更大的挑战。

建议在未来的评估应将气候变化和人为威胁以及物种脆弱性纳入其中，以最大限度地提高保护区的保护效率。

研究意义:

研究框架有助于评估全球保护土地的脆弱性，也有助于选择有复原力的地区，以扩大保护区的覆盖范围，为其未来扩张选择近乎最佳的区域，以实现2020年后的全球生物多样性目标。

图 中国各保护区（PA）的气候和人为脆弱性的空间模式

a气候脆弱性和b人为脆弱性。接近1的值以较暖的颜色表示，表示高气候或人为脆弱性。每个子图中的插图显示了各自漏洞评分的频率分布。

图 中国各保护区物种脆弱性的空间模式

a鸟类，b哺乳动物，c两栖动物，d爬行动物和e植物。接近1的脆弱性指数以较暖的颜色表示，表示物种脆弱性高（即一般受威胁物种的高度多样性，或高度受威胁的物种数量多，如极度濒危物种，或两者兼而有之）。恐惧皮尔逊在气候、人为和物种脆弱性之间的相关系数。使用修改后的t检验计算了相关测试的意义。**p < 0.01，*p < 0.05。没有星号（*）的值并不重要。

图 五个物种群体的物种脆弱性热点与气候和人为脆弱性热点重叠

通过将每个保护区（PA）各自的脆弱性评分随机化1000次，并跟踪观察值大于随机值的位置，识别了热点。如果观察到的值在该PA的零分布（单尾测试）的最高5%范围内（即至少比1000个随机值高950倍），则被确定为热点。

图 根据三个脆弱性指数对中国保护区（PA）进行分类：气候脆弱性、人为脆弱性和物种脆弱性。

洋红色的PA代表所有三个指数标识的热点（第1级），橙色的PA代表两个指数标识的热点（第2级），绿色的PA仅代表一个指数标识的热点（第3级）。位于这三个指数热点之外的保护区以蓝色显示（第4级）。维恩图中的数字是每个类别中保护区的总数。

图 物种脆弱性（SV）热点和各组冷点之间气候变化（Δ气候）和人类足迹变化（ΔHFP）的差异。

物种脆弱性热点和冷点之间的气候变化差异，以及物种脆弱性热点和冷点之间人类足迹的变化差异。中央实线表示随机热点点和随机冷点点之间的平均差异，上限和下限代表用1000个引导复制计算的90%的置信区间。

数据：

（1）1993年和2009年全球人类足迹（HFP）地图：https://wcshumanfootprint.org

（2）过去（1961-1970年）和现在（2010-2019年）的月最低温度、每月最高温度和每月降水率：  气候研究小组(CRU TS v. 4.04)数据库（http://www.cru.uea.ac.uk/data）

（3）当前和未来气候数据（年平均温度）：worldclim数据库（http://www.worldclim.org/）

（4）受威胁的种子植物和脊椎动物的清单作为补充数据提供

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-21914-w#citeas