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李锋教授团队在中国生态修复优先区研究方面取得新进展
2025.12-31

近日,清华大学建筑学院景观学系、生态修复研究中心团队联合美国亚利桑那州立大学,在国际期刊Cell Reports Sustainability 发表研究成果,构建了融合生态与社会经济因素的中国陆地生态系统修复优先区识别框架和方法体系,为科学制定生态修复与管理政策提供参考。

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全球生态系统退化持续加剧,生物多样性下降威胁着生态安全与人类福祉。《昆明–蒙特利尔全球生物多样性框架》(GBF)为全球生物多样性保护与生态系统修复绘制了行动蓝图,明确提出到2030年实现“30×30”目标——即有效保护至少30%的陆地、内陆水域和海洋区域,同时修复不少于30%的退化生态系统。中国在过去几十年已实施退耕还林、“山水工程”等一系列重大生态修复项目,为全球生态系统修复做出了重要贡献。然而,从全国尺度看,针对生态退化状况的量化评估及修复空间优先级识别的相关研究仍非常缺乏,尤其是在同步考虑生态与社会经济权衡方面依然存在不足。

因此,本研究面向全球“30×30”目标,旨在制定符合《生物多样性公约》(CBD)与 GBF 要求的国家级生态系统修复行动方案,并构建综合方法框架,用于识别和揭示中国陆地生态系统修复优先区(图1)。研究首先基于2000-2020年全国陆地生态系统数据,从两个方面评估生态系统退化:(1)通过生态系统类型转移量化生态系统面积损失;(2)利用植被指数(NDVI)与土壤保持能力评估生态完整性下降。进一步,采用生物多样性完整度指数(BII)、森林景观完整度指数(FLII)、生境质量及碳储量四个指标衡量生态系统服务,综合评估全国生态系统现状。同时,将这些结果与人口密度、土地利用类型、国内生产总值(GDP)、人类足迹等社会经济指标进行耦合分析。在此基础上,研究采用 Zonation 空间优先度排序模型,在五种未来社会经济—气候情景(SSP–RCP)下识别和揭示全国生态系统修复优先区(10%、20%和30%),并检验结果的稳健性。

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图1中国陆地生态系统修复优先区识别的方法体系

研究结果表明,在生态系统面积损失方面,全国仅约 2.7% 的陆地生态系统发生退化,主要与城市扩张密切相关。在生态系统完整性方面,Sen 斜率分析显示,全国 NDVI 与土壤保持能力总体呈上升趋势。综合面积损失与生态完整性下降的结果,全国约有 40% 的陆地生态系统呈退化状态(图 2)。

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图2 中国陆地生态系统退化评估

研究评估了包括生物多样性、景观完整性、生境质量和碳储量在内的生态系统服务,根据聚类分析结果,将其重要性划分为三个等级。其中,生态系统服务高值区(E3)约占全国陆地生态系统的22.84%,主要集中在东北、东南及西南等森林密集地区。同时,识别了生态系统退化与生态系统服务高值区的冲突区域(图3),包括 E3D1、E3D2 和 E3D3 三类类型,约占全国陆地生态系统的5.17%,主要分布于广西、贵州、西藏、新疆和内蒙古等地区。同时,国家公园范围内也存在此类冲突区域,约占国家公园总面积的18%。

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图3 中国陆地生态系统退化与生态系统服务的冲突区域

研究在五种 SSP-RCP 情景下评估了社会经济活动,并根据聚类分析结果将其重要性划分为三个等级。预计到 2030 年,约占全国陆地生态系统42%的区域,将成为生态系统退化与社会经济活动同时发生的冲突区域(图4)。在这些冲突区中,生态系统退化程度严重且社会经济活动强度高的区域(即 D3S3 类型)约占全国陆地生态系统的0.58%~0.65%。

在全国前30%的陆地生态系统修复优先区中,水域约占47%,草地约占24%,森林约占15%,干旱地约占11%,农田和城市区域合计约占3%。其空间分布与《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》高度契合,同时揭示出部分潜在的修复盲区,为政策优化提供了科学依据(图5)。研究建议建立长期监测体系,引入多元化资金支持,特别关注西部干旱草原等经济欠发达地区;并在国家公园等自然保护地管理中纳入生态修复目标,以提升生境质量与生态连通性。

研究团队认为,这一框架不仅契合中国国情,也可为其他生物多样性富集且发展压力较大的发展中国家提供参考。未来研究工作需要在进一步提升数据精度、加强动态监测、促进多方协作并达成共识等方面努力,确保科学成果在实际生态修复与政策制定中得到充分应用。

清华大学建筑学院成超男博士后和李锋教授为论文共同第一作者,李锋教授、杨锐教授和美国亚利桑那州立大学邬建国教授为通讯作者。研究得到京津冀环境综合治理国家科技重大专项项目(2025ZD1205200)和国家自然科学基金重点项目(71734006)的资助。

论文DOI:https://doi.org/10.1016/j.crsus.2025.100588

原文链接:https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(25)00284-8

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图4 中国陆地生态系统退化与社会经济活动的冲突区域

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图5中国在五种SSP-RCP情景下的陆地生态系统修复优先区

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