通过整合生态系统特征和服务来确定青藏高原的保护优先区域，以提升保护效益

《Applied Geography》：Identification of conservation priority areas on the Qinghai-Tibet Plateau by integrating ecosystem features and service to enhance conservation benefits

青藏高原通过整合生态稳定性（ESI）和脆弱性（EVI）与水相关生态系统服务（WES），采用有序加权平均法（OWA）识别多层级保护优先区域（CPAs），发现一级CPA面积占比10.21%，其保护效率（3.718）是其他区域的4.2倍，且高ESI和WES区域优先保护。

　　

作者：吕大|刘玉洁|吕一禾

中国科学院地理科学与自然资源研究院陆地表面格局与模拟重点实验室，北京，100101，中国

摘要

生态保护是人类实现生态系统可持续管理的关键途径，近年来已取得显著进展。随着大量资金投入保护措施，优化保护区已成为平衡生态与经济发展的关键研究焦点。在生态保护中，生态系统服务逐渐受到越来越多的关注。选择保护优先区（CPAs）作为优化保护区网络的重要手段已被广泛采用。然而，在识别CPAs的过程中，与生态保护措施密切相关的生态系统特征往往被忽视。因此，为了阐明生态特征在优化保护区中的作用，本研究评估了生态稳定性（ESI）和脆弱性（EVI）以及与水相关的生态系统服务（WES）。通过有序加权平均（OWA）方法，将这些特征整合起来，识别了青藏高原（QTP）的多级保护优先区。结果表明，增强权衡可以显著提高保护效率。一级和二级保护优先区分别占QTP的10.21%和25.38%，其中包括EVI和WES较高的区域。一级保护优先区的保护效率（3.718）是其他级别的四倍多。自然保护区为高级保护优先区内的生态系统服务和功能提供了有效保护。因此，建议采用整合生态特征的多级保护优先区识别方法来支持保护区的空间优化。

引言

保护区（PAs）是生态保护中常用的有效景观管理方法。根据《2020年保护地球报告》，截至2020年，16.64%的陆地和内陆水域被保护区和其他有效的基于区域的保护措施（OECMs）覆盖，自2010年以来，全球保护区的面积增加了约2100万平方公里（Bingham等人，2021年）。通过减少过度开发、栖息地丧失等多种威胁，保护区保护了自然系统并增强了生态系统服务（Wolf等人，2021年）。作为许多保护计划的基石，保护区对于实现碳中和和可持续发展目标（SDGs）至关重要（Strassburg等人，2020年）。然而，保护区的建立也导致了经济发展与生态保护之间的冲突，尤其是在严格保护区内（Elleason等人，2021年）。随着全球保护和恢复项目的实施，生态保护领域投入了大量资金（Palmer，2022年；Zhai等人，2023年）。因此，生态保护和恢复的成本效益逐渐成为一个热点问题（Green等人，2024年；Pan等人，2019年；Strassburg等人，2020年；Zhai等人，2023年；Zhang等人，2016年）。

在保护与自然资本利用之间取得平衡，提高社会-生态系统的稳定性（Jó?wik & Dymek，2021年），是实现SDGs和“联合国生态系统恢复十年”目标的基础。生态系统服务作为人们从生态系统中获得的好处，是政策制定者的重要指标（IPBES，2019年）。应对可持续性挑战需要将人类系统和自然系统结合起来（Fu等人，2022年；Xia等人，2025年）。因此，生态系统服务逐渐被纳入保护区的目标中（Xu等人，2017年；Zhang等人，2014年）。鼓励确定生态系统服务的保护优先区（CPAs），以优化现有的保护区系统并提高保护效益（Mitchell等人，2021年；Shu等人，2025年；Strassburg等人，2020年；Sun等人，2025年；Xu等人，2017年）。然而，多种生态系统服务与其他保护目标之间的权衡仍然是保护区系统面临的挑战，因为根据保护目标的不同，识别出的CPAs的范围和位置可能会有很大差异（Li等人，2019年；Li等人，2015年；Liu等人，2020年）。

在识别CPAs时，需要充分考虑多种生态系统服务之间的相互关系，以追求最大的保护效益（Hao等人，2025年；Mitchell等人，2021年；Shu等人，2025年）。由于区域经济发展与保护目标之间的冲突，管理策略受到决策者态度的影响。多标准决策分析可以设计出反映管理者保护意图的多种方案，从而提供最佳的管理策略。因此，多标准决策逐渐应用于CPAs的识别，以平衡多种相互冲突的目标（Averna Valente & Vettorazzi，2008年；Vettorazzi & Valente，2016年；Yin等人，2022年；Zhang等人，2014年）。CPAs为优化保护区的空间格局提供了有效方法。生态系统状况与生态系统服务密切相关（Rendon等人，2022年）。生态系统特征，如生态稳定性和脆弱性，可以反映生态系统的实际状况（Beroya-Eitner，2016年；Van Meerbeek等人，2021年）。一般来说，环境条件较好的生态系统能够提供更多的生态系统服务，并具有更高的保护价值。气候情景、景观指数以及其他应对气候变化和土地利用改革的因素已被纳入CPA的定义框架中，但生态系统特征仍被忽视（Hao等人，2025年；Sun等人，2025年；Xu等人，2017年）。因此，这可能导致CPA覆盖范围的夸大，从而增加保护成本。因此，将生态系统特征纳入CPA识别是一种提高保护效益的积极尝试。

水资源提供了支撑所有人类活动和农业生产的基本生态系统服务（Bispo等人，2023年；Brauman，2015年；Liu等人，2024年）。供水与需求之间的平衡是可持续发展的基础。然而，自1970年以来，水的可用性与需求之间的平衡趋势恶化，水资源短缺变得普遍（Brauman等人，2020年；Green等人，2024年；UNESCO，2023年）。受保护的流域和水生生态系统是提高水资源安全性的成本效益手段（V?r?smarty等人，2021年）。水源自然保护区在确保供水质量和数量方面发挥着重要作用。然而，由于资金持续短缺，保护区的持续有效性难以保证（Green等人，2024年）。因此，保护区的定义和优化成为生态系统管理中的热点问题。作为世界上最大的“水塔”区域，青藏高原（QTP）对于自然保护和水资源调节与供应至关重要，对中国及邻近亚洲国家的生态安全具有关键作用（Xu等人，2008年）。然而，为许多QTP上的保护区提供足够的财政支持仍然是一个挑战（Immerzeel等人，2020年；Pan等人，2019年）。优化QTP上的保护区是一个紧迫的问题。本研究使用了有序加权平均（OWA）这一常见的多标准决策方法，将生态稳定性和脆弱性纳入QTP上与水相关的生态系统服务CPAs的识别中。本研究的目标是：（1）提出一个优化生态系统服务CPAs的框架；（2）探讨生态系统特征对CPAs识别的影响；（3）识别QTP上与水相关的生态系统服务的最佳CPAs。

材料与方法

生态系统服务取决于生态系统状况（Rendon等人，2022年）。较高层次的生态系统类型，如森林和湿地，可以提供更好的服务。了解生态系统的状况对于选择生态系统保护的优先区域至关重要。生态稳定性和脆弱性可以反映这些生态状况（Van Meerbeek等人，2021年；Weisshuhn等人，2018年）。因此，为了提高生态系统服务CPAs的保护效率，需要……

QTP上WES、EVI和ESI的模式

QTP在WES、EVI和ESI方面表现出明显的空间模式（图4）。从东南向西北，WES逐渐减少，EVI逐渐增加，但ESI的高值主要聚集在森林和水体中。森林作为重要的水资源保护生态类型，具有较高的WES和ESI，以及较低的EVI，尤其是东南部的原始森林。这意味着森林可以提供可持续且高质量的水资源供应能力。然而，湖泊……

整合生态系统稳定性、脆弱性和生态系统服务可以推进CPAs空间模式的优化

CPAs的识别依赖于生态系统服务。与吕等人（2021年）识别的CPAs相比，本研究中的最佳CPAs显示出显著差异。这意味着生态稳定性和脆弱性作为重要的生态系统特征，可以帮助优化生态系统服务的CPAs。CPAs的差异体现在环境危险的区域（如高山生态系统），在这些区域实施生态恢复项目的成本会显著增加（图7）。

结论

本研究表明，生态系统特征在优化生态保护中至关重要。通过结合生态稳定性和脆弱性进行OWA情景分析，识别并优化了WES的CPAs。在相同的风险水平下，增强权衡可以显著提高保护效率。同时，更高的服务期望通常需要更大的保护区面积。减少保护区面积可以降低保护成本。

作者贡献声明

吕大：撰写——初稿、方法论、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。刘玉洁：撰写——审稿与编辑、监督、概念化。吕一禾：撰写——审稿与编辑、监督、方法论、概念化。

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。