景观改造对生物多样性的多尺度影响：从局地α多样性到景观γ多样性的权衡机制

《Ecography》：Alpha, beta and gamma diversity in relatively natural, mixed and transformed landscape scenarios

本研究通过整合全球生物多样性数据库（PREDICTS）与遥感土地覆盖数据，创新性地构建了自然、混合与完全改造三类景观情景，系统量化了人类活动对多尺度生物多样性（α、β、γ多样性）的差异化影响。研究发现，混合景观虽降低局地物种丰富度（α多样性），但通过提升生境异质性显著增加物种周转（β多样性），从而维持景观尺度总多样性（γ多样性）。成果为协调土地利用与生物多样性保护提供了关键科学依据，尤其支持"昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架"中人与自然共生景观的建设目标。

　　

研究背景

人类活动导致的土地覆盖变化引发生物多样性丧失和生物同质化，但景观尺度上人为土地利用变化对多维生物多样性（α、β、γ多样性）的影响机制尚不明确。传统研究多聚焦单一维度多样性，缺乏对景观尺度多维度响应的系统评估。

材料与方法

研究整合PREDICTS全球生物多样性数据库（含11,737个站点、9个生物类群）与2001–2013年MODIS土地覆盖数据（500米分辨率），构建三类景观情景：

1. 1.
   相对自然景观：仅包含PREDICTS定义的"原始植被"站点
2. 2.
   部分改造景观：包含原始与人为改造站点的混合情景
3. 3.
   完全改造景观：仅含人为改造站点
   通过混合效应模型分析景观情景对多样性指标的影响，并采用再抽样法（rarefaction）控制采样规模差异。

核心发现

1. 1.
   α多样性响应：从相对自然景观到部分改造景观，局地平均物种数下降11.41%（15.4种→13.7种），完全改造景观进一步降至12.4种（χ²=35.91, p<0.001）。
2. 2.
   β多样性转折：部分改造景观的S?rensen相异性指数最高（0.78），较相对自然景观（0.76）提升2.6%，主要驱动因素为生境类型数量增加（平均2.77类）及跨生境比较比例升高（38.8%）。物种周转（turnover）成分显著增加，印证异质性提升机制。
3. 3.
   γ多样性权衡：部分改造景观通过β多样性提升抵消α多样性损失，维持总物种数（65.08种）与自然景观相当（63.35种）；但完全改造景观γ多样性显著下降12.6%（至56.87种），揭示完全改造的生态代价。

机制解析

跨生境比较的相异性（0.60）显著高于生境内比较（0.54）（图3），证实景观异质性通过引入人工生境特有物种促进β多样性。完全改造景观虽保留部分异质性，但α多样性衰减过度导致γ多样性不可维持。

政策启示

研究支持"半自然混合景观"可作为生物多样性保护与土地利用的平衡点，符合《生物多样性公约》"人与自然共生景观"理念。但需警惕完全改造导致的多样性系统性崩塌，强调自然生境斑块在景观规划中的生态缓冲作用。

研究局限与展望

基于场景分解而非长期观测数据的推论需谨慎解读；未来需结合连续改造强度梯度、多空间尺度分析及气候因子互作机制深化研究。