西班牙和苏格兰潜在关键地质遗产区（KGAs）与关键生物多样性区（KBAs）之间的协同作用：迈向全面的自然保护框架

《Journal for Nature Conservation》：Synergies between potential key geoheritage areas (KGAs) and key biodiversity areas (KBAs) in Spain and Scotland: Toward a holistic nature conservation framework

关键地质保护区与生物多样性保护区的空间重叠及功能关联研究，揭示西班牙和苏格兰地区78%的潜在关键地质保护区面积位于关键生物多样性保护区内，强调地质特征与生物多样性的相互作用及整合管理必要性。

　　

M.R. Monge-Ganuzas | J.E. Gordon | R. Crofts | D.Juffe Bignoli | J.B. Brilha

ProGEO，国际地质遗产保护协会，邮政信箱670，SE-751 28，乌普萨拉，瑞典

摘要

地质多样性为生态系统提供了非生物基础，并支持生物多样性。然而，其在保护规划中的作用仍然被忽视。本研究调查了西班牙和苏格兰潜在关键地质遗产区域（KGAs）与关键生物多样性区域（KBAs）之间的空间重叠和功能联系，旨在促进更加综合的保护框架。利用国家地质遗址名录和世界生物多样性区域数据库，我们进行了空间分析，并基于地质特征和栖息地数据推断出生态依赖性。

在西班牙，78%的潜在KGAs面积完全位于KBAs范围内，尽管KGAs仅占KBAs总面积的1.7%。这些KGAs包括火山、喀斯特、海岸和构造系统，它们为受保护物种提供了栖息地。在苏格兰，所有40个具有全球重要性的KBAs都显示出与地质遗产的功能联系，特别是通过海岸地貌、土壤和水文系统支持海鸟和湿地物种。

研究结果表明，KGAs和KBAs的共存为综合管理提供了机会，通过认识到非生物系统和生物系统的相互依赖性来提高保护效果。这一创新框架在气候变化和土地利用压力下支持整体保护策略。研究强调了跨学科方法以及能够同时管理生物多样性和地质遗产的熟练从业者的必要性。

引言

地质多样性——即地质、地貌、土壤和水文特征的多样性——为生态系统提供了必要的非生物基础，并支持生物多样性（Gray, 2013; Schrodt et al., 2019, Schrodt et al., 2024, Tukiainen and Toivanen, 2025）。地质多样性常被称为“自然的舞台”，它影响栖息地和物种在各个尺度上的空间分布、多样性和功能（Beier et al., 2015; Gordon et al., 2022a; Tukiainen et al., 2023, Maliniemi et al., 2024, Miller et al., 2024, Beierkuhnlein et al., 2025）。

物种及其栖息地在多个方面依赖于地质多样性。例如，来自岩石、土壤、水和空气的营养物质供应至关重要（Salvati, 2025）。地形类型影响太阳能的可利用性、气候模式和水文分布——这些都是所有尺度上生物多样性的关键决定因素（Cardoso et al., 2020; García-Llorente et al., 2018）。土壤由岩石风化和未固结沉积物形成，既是生物资源也是生物地球化学过程的介质（Huang et al., 2012）。活跃的地质过程也影响着地球上的生命。冰川、河流和海岸系统塑造了栖息地和物种分布（Fortelius et al., 2015），而内部过程如火山活动和构造运动则创造了有利于稀有或特有物种的环境（Pereira et al., 2015）。在较长的时间尺度上，构造运动重新分配陆地和海洋，形成山脉，影响全球生态系统。这些非生物因素不仅影响生物多样性，还通过涉及植物、动物和地貌过程的多向反馈与生物成分相互作用（Corenblit et al., 2011, Viles, 2020, Beierkuhnlein et al., 2025）。

地质遗产指的是因其科学、教育或旅游价值而被认定为自然遗产一部分的地质特征和地貌，有时还具备文化、美学和生态价值等（Crofts et al., 2020, Reynard and Brilha, 2025）。这些特征可能包括化石露头和地层序列，以及独特的岩石构造和动态过程，如喀斯特系统或冰川景观。根据Brocx和Semeniuk（2007）的定义，地质遗产涵盖了具有内在重要性或能提供关于地球演化、科学历史、教育或文化认同见解的地质元素，无论是在全球、国家还是地方层面。选择地质遗产遗址——有时称为“地质遗址”——通常遵循明确的标准：稀有性、代表性、完整性、科学重要性和教育潜力。IUCN的地质保护指南等政策框架强调需要通过结构化的评估协议来保护地质遗产和生物多样性（Brilha et al., 2025）。此外，联合国教科文组织的世界遗产运营指南通过要求自然遗址展示卓越的普遍价值、持续的地质过程或地球历史的重要例子来扩展这些标准，并根据标准（viii）将其视为说明地球演化主要阶段的关键（UNESCO, 2022）。因此，地质遗产不仅仅是生物保护的辅助部分：它是自然遗产中一个被认可且至关重要的组成部分，需要系统地识别和保护。

尽管地质多样性具有这一基础性作用，但保护科学和实践历史上一直将地质多样性和地质遗产与生物多样性视为独立的领域。这种分离导致了管理方法的碎片化，忽视了非生物系统和生物系统之间的功能依赖性。最近的研究开始弥合这一分歧，表明整合地质多样性和生物多样性保护可以提高生态韧性和管理效果。例如，Fang等人（2025）展示了自然世界遗产地缓冲区内的农林系统如何同时支持地质完整性和生物多样性。同样，Vasiliev等人（2025）提出了一个空间优化框架，用于在气候变化情景下最大化生物多样性保护。这些研究强调了综合方法的潜力，但也揭示了实证证据、空间分析和政策转化方面的持续差距。

认识到地质遗产、地质多样性和生物多样性的互补作用对于设计能够应对气候变化、海平面上升和人为压力的保护策略至关重要。地质基底影响土壤化学、水文和微气候，进而塑造栖息地结构和物种分布。相反，生物过程也可以改变地貌特征，如生物地貌反馈所示（Viles, 2020）。然而，现有的保护框架大多仍然孤立存在。IUCN的关键生物多样性区域（KBAs）计划确定了对生物多样性持续存在至关重要的地点，而新兴的关键地质遗产区域（KGAs）倡议旨在保护具有国际意义的地质遗址。大多数KBAs是根据生物标准指定的，往往忽视了维持它们的非生物条件。同样，地质遗产遗址很少根据其生态功能进行评估。

本文通过两个国家案例研究——西班牙和苏格兰——探讨了潜在KGAs和KBAs之间的空间和功能关系。利用基于GIS的空间分析、视觉解释和生态依赖性的定性评估，我们研究了地质遗址与生物多样性热点之间的重叠程度，并推断地质特征在支持受保护物种和栖息地方面的功能作用。该研究是在国际自然保护联盟（IUCN）不断发展的保护议程框架内进行的，该联盟越来越强调整合自然界的生物和非生物组成部分。其使命是“创造一个重视和保护自然的公正世界”，其2030年工作计划通过五条途径促进变革：识别、保留、恢复、利用和重新连接（Justice et al., 2025）。我们的目标有四个：评估KGAs和KBAs之间的空间一致性；识别地质多样性和生物多样性之间的功能联系；评估这些联系对保护规划和管理的影响；以及为支持整体自然保护的发展做出贡献。通过比较两个对比鲜明的生物地理背景，本研究提供了实证证据和政策相关的见解，推动了地质遗产和生物多样性保护的科学和实践整合。

关键生物多样性区域（KBAs）

KBAs是有助于全球生物多样性持续存在的地点（KBA, 2025）。它们是通过标准化和全球适用的标准和阈值确定的，理想情况下由KBAs国家协调小组应用。KBAs并不规定这些地点应该如何管理，但可以用来指导保护区的扩展，以及识别其他有效基于区域的保护措施（OECM, 2025）的地点。

KBAs还将发挥

关键地质遗产区域（KGAs）

Brilha等人（2025, p.8）将KGAs定义为：

“具有明确边界的区域，其中包含重要的地质特征（包括岩石、矿物、化石、沉积物、土壤、地貌和景观），这些特征代表了过去的或正在进行的地球过程，对全球理解地球的历史及其生命支持系统有重大贡献，并提供了提高公众对地质遗产保护意识、知识和理解的机会。”

除了它们的

方法

为了更好地理解地质遗产和生物多样性之间的联系，我们探讨了具有全球重要性的KBAs与有潜力被指定为KGAs的地质遗址之间的空间和功能关系。

研究重点关注两个国家案例研究：西班牙和苏格兰。选择这两个国家是因为它们具有不同的生物地理背景、完善的地质遗产名录以及积极参与IUCN的KBAs计划。

西班牙拥有广泛的地质系统——火山、

西班牙案例研究中的空间重叠

2025年11月，西班牙确定的KBAs共有471个地点。KBAs在西班牙的总面积约为23,667,536公顷，占该国陆地领土的约36.1%。

潜在的西班牙KGAs对应于252个全球地质遗址，总面积为405,099公顷，仅占KBAs总面积的1.7%。其中，159个潜在KGAs（占KGAs总数的66%）与KBAs重叠，总面积为314,847公顷（占KBAs总面积的78%）。

案例研究洞察：连接地质遗产、地质多样性和生物多样性

西班牙和苏格兰的案例研究都显示了潜在KGAs和KBAs之间的强烈空间和功能关系，但它们在规模、生态背景和非生物支持系统的性质方面存在显著差异。这些差异为地质特征如何支撑生物多样性提供了宝贵的见解，以及如何相应地调整保护策略。

在西班牙，分析涵盖了471个KBAs，占全国

结论

研究表明，地质遗产和生物多样性优先事项经常共存并且功能上相互依赖。在西班牙，约63%的潜在KGAs（159/252）与KBAs重叠，其中78%的KGAs面积（314,847公顷，占405,099公顷）位于KBAs范围内——尽管KGAs仅占KBAs总面积的1.7%。在苏格兰，50%的具有全球重要性的KBAs包含一个或多个GCR地质遗址，累计面积重叠率为24.8%。在两国中，地质基底、地貌和

未引用的参考文献

Cardoso Gomes et al., 2020, Gordon et al., 2022, Gordon et al., 2022, Association, 2022, Prosser, 2019.

CRediT作者贡献声明

M.R. Monge-Ganuzas：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，项目管理，方法论，调查，形式分析，概念化。J.E. Gordon：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，监督，方法论，调查，形式分析，概念化。R. Crofts：撰写——审阅与编辑，验证，监督，形式分析。D.Juffe Bignoli：撰写——审阅与编辑，验证，监督。J.B. Brilha：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

我们衷心感谢IGME–CSIC提供西班牙的全球地质遗址数据，以及KBA合作伙伴关系提供关键生物多样性区域（KBAs）的空间数据。我们还要感谢两位审稿人和编辑提出的有益评论，这些评论改进了手稿的质量。