缓解和适应气候变化的生物多样性保护廊道研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王盼 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 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 | 李仁强 |
| 关键词 | 气候变化 缓解 适应 生物多样性保护廊道 多物种保护 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 全球气候变化加剧导致物种迁移、栖息地变迁以及栖息地破碎化，传统保护网络难以有效应对气候变化对生物多样性造成的压力。亟需构建融合缓解与适应协同效应的生物多样性保护廊道体系，以提升生态系统的连通性，有效地保护物种及其栖息环境，促进物种适应气候变化的同时，提高生物多样性保护行动缓解气候变化的能力。 为了在中国构建缓解和适应气候变化的生物多样性保护廊道，本研究首先以中国的1023 种重要保护物种为研究对象，使用物种分布模型模拟了当前和本世纪末多气候情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5)下的物种栖息地适宜性分布；其次，结合物种当前和未来的适宜栖息地以及中国植被碳和土壤碳分布格局数据，利用基于退火算法的系统保护规划模型(Marxan)识别了气候变化影响下中国生物多样性和生态系统碳储量协同保护优先区；然后，将保护优先区作为生态源地，基于电路理论和最小累积阻力模型，识别了仅考虑保护重点保护物种的、考虑重点保护物种和生态系统碳储量的两种生物多样性保护廊道，并对比分析了两种生物多样性保护廊道缓解气候变化的能力；最后，基于构建的考虑保护重点物种和生态系统碳储量的生物多样性保护廊道，使用复杂网络分析方法分析了生物多样性保护网络的拓扑结构和鲁棒性。本研究得到以下主要结果： (1)当前以及本世纪末SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 情景下的重要保护物种丰富度整体上都呈现出南高北低的空间分布趋势。当前气候条件下，中国南方的城市是物种丰富度高值分布的集中区域，如云南、贵州、四川、广西等省份，中国北方的城市物种丰富度则相对较低，主要分布在内蒙古、黑龙江、新疆等区域；本世纪末SSP1-2.6 排放情景下，物种丰富度高值区域主要分布在云南、四川等区域，低值区域则主要分布在新疆中部、内蒙古西部以及青海西北部等区域，且黑龙江、吉林、辽宁一代的物种丰富度值有所增高；本世纪末SSP2-4.5 排放情景下，物种丰富度高值主要分布在云南、四川、广西、广东、西藏东部及青海东部等区域，低值则主要分布在新疆中部、内蒙古西部以及河南与安徽的交界处等区域。本世纪末SSP5-8.5 排放情景下，物种丰富度高值区域更加集中，主要分布在云南、四川等区域，低值则主要在内蒙古、新疆、河南及黑龙江东部等区域，新疆北部及内蒙古东北部区域的物种丰富度有所增加。综合对比不同情景下的物种栖息地适宜性模拟结果，从当前到本世纪末SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 情景下的物种丰富度高值逐渐向高纬度区域移动。 (2)本研究识别了中国陆地生态系统的33 个在气候变化下物种保护和生态系统碳储量协同保护优先区，总面积达280.46 万km2，约占中国陆地面积的29.22%，识别的保护优先区覆盖了31.31%的中国陆地生态系统碳储量。保护优先区1-6主要分布在新疆、保护优先区7、25、31 主要位于内蒙古、优先区8-11 则主要分布在青海与西藏区域、保护优先区12-25 则位于云南、广西、广东等中国南方的省份、优先区26-30 主要分布在黑龙江、吉林当中国北方的区域，保护优先区31 位于台湾、优先区32 分布在海南。(3)本研究以识别的保护优先区为基础选取了31 个生态源地，总面积达277.17 万km2。31 个生态源地共覆盖了1001 种重点保护物种的当前和未来适宜栖息地，具有良好的保护代表性。研究共识别出68 条考虑保护重点物种的生物多样性保护廊道，总长20855.03 km；同时也识别出68 条考虑保护重点物种和生态系统碳储量的生物多样性保护廊道，总长度为20713.49 km。研究基于考虑保护重点物种和生态系统碳储量的生物多样性保护廊道的构建结果，识别出23 处生态夹点以及59 处生态障碍点。 (4)考虑保护重点物种和生态系统碳储量的生物多样性保护廊道的平均碳密度为1.28×10-5 Pg C/km2，仅考虑保护重点物种的生物多样性保护廊道的平均碳密度为1.17×10-5 Pg C/km2。在构建生物多样性保护廊道时，考虑让生物多样性保护廊道覆盖更多的生态系统碳储量，则每平方千米能够多保护0.11×10-5 Pg的碳，能够有效增强生物多样性保护廊道缓解气候变化的潜力。 (5)复杂网络分析结果显示，生态源地ES8、ES12、ES19、ES26、ES16 以及ES13 的在生物多样性保护网络中发挥着重要的拓扑连接作用。连接鲁棒性、节点恢复鲁棒性以及边缘恢复鲁棒性都表明网络对恶意攻击敏感，即生物多样性保护网络对核心生态源地的依赖性极高，关键生态源地的失效会迅速瓦解生物多样性保护网络的整体连通性，将来在气候变化下中国生物多样性保护网络建设需要得到重点关注。 本研究通过对多物种构建缓解和适应气候变化的生物多样性保护廊道，首先有效覆盖了中国重点保护物种当前和本世纪末的适宜栖息地，并通过廊道增强栖息地之间的连通性，以提高物种适应气候变化的能力；其次在构建生物多样性保护廊道时考虑生态系统碳储量，让廊道覆盖高碳区域，以增强生物多样性保护行动缓解气候变化的协同效益；此外本研究以中国的1023 种重点保护物种为研究对象，能为提高保护投资效益的多物种保护行动提供参考。研究结果同时也能为中国实现“30×30 目标”、推动落实《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》以及达成双碳目标提供科学依据。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 103 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/215701]  |
| 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 | 王盼. 缓解和适应气候变化的生物多样性保护廊道研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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