《Science of The Total Environment》：Potential mining impacts on ecosystem services and biodiversity on Brazil's quartz and iron mountains
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本研究针对采矿扩张对巴西埃斯皮尼亚苏山脉生态系统服务（ESs）和生物多样性的潜在影响展开系统评估。研究人员利用InVEST模型结合多源空间数据，量化了现有及规划采矿项目对水源涵养、土壤保持、碳储存等关键ESs及濒危物种分布区的重叠效应。结果表明，采矿项目区域 disproportionately 提供了高于其面积比例的水源产出（现有项目2.97倍）和生物多样性（濒危植物分布重叠度2.93倍），且超过56%的现有项目与ESs关键区重叠。该研究为协调矿产开发与生态保护提供了空间明确的科学依据，对制定可持续矿业政策具有重要警示意义。
在能源转型推动全球矿产需求激增的背景下，巴西作为重要矿产资源国，其矿业活动对生态系统的冲击日益引发关注。位于巴西东部的埃斯皮尼亚苏山脉，绵延1200公里横跨卡廷加、塞拉多和大西洋森林三大生物群落，不仅是铁、石英等战略矿产的富集区，更因其独特的“坎普鲁佩斯特雷”（campo rupestre）岩生草地生态系统而被誉为物种多样性与特有性中心。然而，这片为近5000万人提供水源的生态屏障，正面临采矿与采石业扩张带来的土地覆被改变、水源污染、栖息地破碎化等多重威胁。传统环境影响评估多聚焦单个项目，难以揭示矿业开发的累积性生态效应。为此，研究团队首次对该区域展开全尺度综合评估，旨在揭示采矿活动与关键生态系统服务及生物多样性的空间耦合关系，为可持续矿业规划提供证据支撑。
研究团队整合了2022年土地覆被数据、气候资料及生物物理参数，运用InVEST 3.14.0模型的季节性产水量与泥沙滞留模块，量化了水源供给、侵蚀控制和碳储存三项关键生态系统服务。同时，基于濒危动植物分布数据库（SALVE/ICMBio、CNCFlora），分析了1360个现有矿区和2308个规划矿区与639个濒危物种分布区的空间重叠情况。通过计算“矿区ESs占比/矿区面积占比”的比率，识别出ESs与生物多样性热点区域。
3.1 生态系统服务与生物多样性在全矿区尺度的分布特征
结果显示，现有采矿项目虽仅占研究区面积的2.34%，却贡献了全区水源涵养量的6.98%，其比率高达2.97，表明矿区集中于高水源供给区。规划项目区的水源产出比率亦达1.99。在土壤保持方面，现有与规划项目区的泥沙滞留量分别为预期值的1.65倍和1.44倍。碳储存比率接近1，但研究指出因未计入地下生物量（如根系和泥炭地碳库），实际碳损失可能被低估。生物多样性方面，现有矿区与濒危植物、脊椎动物分布区的重叠度分别为预期的2.93倍和1.87倍，其中30个物种的分布区有超过30%与矿区重叠，如禾本科植物L. horizontalis的分布区重叠度高达93%。
3.2 不同生物群落与单个矿区的异质性影响
分生物群落看，大西洋森林区虽仅占研究面积的17.3%，却贡献了53.4%的水源供给，其矿区对水源涵养的潜在影响最为显著。卡廷加区的矿区对泥沙滞留的干扰比率达1.6倍，而塞拉多区则因广泛分布的矿区和季节性水文特征成为冲突热点。单个矿区分析进一步揭示，41%的现有矿区水源产出比率超3，且高影响矿区多分布于铁四角地区，与该区域特有物种密集分布格局高度吻合。
研究结论强调，采矿项目与ESs及生物多样性热点区的空间重叠并非偶然，而是由矿产地质分布与生态敏感性的内在关联所驱动。尽管矿业用地面积占比有限，但其对水源安全、侵蚀控制和特有物种保护的潜在影响具有区域尺度上的放大效应。作者呼吁将空间显式评估纳入矿业规划早期阶段，优先避让高生态价值区域，并加强矿区生态修复与法律监管。值得注意的是，2025年巴西推出的“特殊环境许可证”政策可能加剧开发与保护的矛盾，本研究为此提供了风险预警和决策依据。未来需通过深化生物多样性本底调查、完善ESs模型参数（如蒸散系数、地下碳库），提升评估精度，以平衡能源转型需求与生态安全底线。
（注：论文发表于《Science of The Total Environment》；研究未涉及生命科学领域的靶点、通路或疾病模型，关键词聚焦于生态评估方法与空间分析技术。）
