21世纪以来全球自然保护区耕地扩张的时空格局及其对生物多样性的潜在威胁
文献类型：学位论文
| 作者 | 孟紫琪 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 董金玮 |
| 关键词 | 全球 保护区 耕地扩张 生物多样性 影响因素 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 目前全球正处于人类主导的时代，导致了物种进入第六次大灭绝时期。而人类活动，特别是农业扩张，被认为是威胁全球陆地生物多样性的重要因素之一。过去20年间，由于人口的迅速增长以及对粮食的需求大幅度增加，全球耕地面积加速扩张，造成了生物多样性显著下降，并使国际自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature, IUCN）将农业列为濒危物种的主要威胁。建立自然保护区是保护物种和栖息地、遏制生物多样性丧失的核心途径，自然保护区日益成为受威胁物种的最终避难所。目前已有部分研究表明保护区内部的生物多样性保护成效比外部的保护成效更好；但更多的研究表明，保护区内部的生物多样性在继续下降，这主要与保护区内部日益增加的人类活动压力有关，特别是农业活动。已有研究表明，保护区内部耕地压力在1990–2005年间持续增加，耕地在保护区中的面积比例高达6%（2013年）。但是，进入21世纪以来，全球自然保护区中的耕地变化的完整过程和格局、及其对生物多样性的潜在影响，目前仍不明确。 因此，本文在对比分析多源高精度耕地数据集的基础上，刻画了2000–2019年全球自然保护区内耕地变化过程的地理格局，采用内外对比法评价了保护区抵抗耕地扩张的有效性，评价了耕地扩张过程对生物多样性的潜在威胁，采用空间和非空间变化系数法对不同自然和人为因素进行了归因。具体开展的工作和主要发现包括： （1）保护区内耕地现状分析。以2019年为基准年，基于马里兰大学全球土地分析团队的30米全球耕地分布数据集（Global Land Analysis and Discovery, GLAD）分析发现，39%的保护区内部普遍存在耕地，保护区内的耕地面积占全球保护区面积的1.7%；古北界（Palearctic）和旧热带界（Afrotropic）的保护区内耕地最多，占保护区内耕地总面积的83%；此外，欧洲和非洲的部分国家内耕地面积分布较广；基于不同的IUCN保护区管理类别来看，IUCN V类的保护区内部耕地比例较大，而严格保护的IUCN I、II、III类的保护区内耕地比例较小；基于不同的保护区大小来看，保护区越大，其内部的耕地比例就越大，而小面积保护区内的耕地比例较小。 （2）2000–2019年保护区内的耕地动态变化分析。对2000–2019年间保护区内的耕地动态变化进行了分析，利用绝对变化法、相对变化法和线性回归法从整体现状、不同的地理区域、保护区的IUCN管理类别和保护区大小的角度出发进行研究。基于GLAD数据集的结果表明：1/3的保护区在2000–2019年期间经历了其边界内的耕地普遍扩张，在这期间保护区内的耕地增速显著，2015–2019年保护区内耕地面积扩张的速度是2003–2007年的58倍；基于绝对面积变化法，保护区内的耕地扩张广泛存在于旧热带界（Afrotropic）的保护区、管理不太严格的保护区及面积较大的保护区内；基于相对变化法，IUCN Ib类型的保护区内耕地扩张速率显著，但该类别是世界上最后的没有人类活动或人类活动极少的荒野地区，因此需要对该类别的保护区增加治理力度。基于AGLC（Annual Global Land Cover）和GlobeLand30数据集的研究也一致显示保护区内耕地显著扩张。 （3）保护区抵抗耕地压力的有效性评价。通过内外对比法对保护区抵抗耕地压力有效性进行评价。基于倾向性得分匹配法和马氏距离匹配法的结果表明：旧热带界（Afrotropic）的保护区、IUCN Ib的保护区及面积较大的保护区在抵抗保护区内的耕地扩张方面是相对无效的，这进一步表明了这三类保护区相对较弱的保护效果。 （4）全球保护区内耕地扩张和生物灭绝风险关系的空间一致性。结合“红色名录”生物多样性数据集，选择四类代表性动物（哺乳动物、两栖动物、爬行动物和鸟类动物），通过双变量分级彩色地图法构建了全球保护区内耕地扩张和生物灭绝风险之间的关系。结果表明保护区内的耕地扩张会对生物多样性产生潜在的威胁，如果不对保护区内部的耕地扩张加以控制，则会威胁2020年后生物多样性框架（Post-2020 Global Biodiversity Framework）的保护陆地30%的面积的目标。 （5）保护区内耕地扩张的归因分析。利用空间和非空间变化系数法，选择了保护区类别、保护区大小、所处大洲、政府腐败指数、政府管理水平、人类发展指数、人口密度、农业在国内生产总值（Gross Domestic Product, GDP）中份额、保护区外对应的背景耕地变化率等9个指标，进行归因分析，结果表明：背景耕地扩张率对保护区内的耕地扩张存在较大影响，即一个国家其本身耕地扩张率高，那么在保护区内的耕地扩张也较为明显，这表明全球粮食需求的增加在一定程度上加大了耕地扩张到保护区内部的风险；其次，资金短缺、治理不善、贫困和非法野生动物贸易等也加剧了保护区内部的耕地扩张。 本文分析了全球自然保护区内部耕地变化在2000–2019年间的时空格局，揭示了其过程在不同地区、不同保护级别、不同保护区规模的分异规律，填补了现有研究的空白。研究结果表明保护区内面临着巨大的耕地扩张压力，特别是在需要最严格保护的保护区内，耕地扩张的现象依然十分显著，因此保护区内的巨大的耕地扩张压力值得引起人们的注意。研究结果可为2020年后生物多样性框架的制定提供科学依据，进而降低生态系统的脆弱性，促进人与自然的可持续发展及2050年保护“半个地球”愿景的实现。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 135 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199852]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟紫琪. 21世纪以来全球自然保护区耕地扩张的时空格局及其对生物多样性的潜在威胁[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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