《Biological Conservation》：Implications of African infrastructure development for threatened species' habitats and persistence
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为评估非洲大规模基础设施发展对生物多样性的影响，研究人员整合了未来基础设施空间数据与高分辨率受威胁脊椎动物栖息地分布图。研究发现，未来规划未能有效避开高物种丰富度栖息地，未来基础设施将比现有基础设施更频繁地侵入高丰富度栖息地与原始荒野。保守情景模拟显示，未来基础设施可导致部分物种存续能力小幅至中度下降（0.05-2%），主要集中于东非大裂谷地区29个分布区狭窄的物种；若栖息地损失范围扩大，影响将急剧恶化。研究强调需限制未来基础设施的生态足迹，并提出了由开发商资助建立“按需”地方保护区的保护信托基金方案。
基础设施建设是非洲经济发展与民生改善的优先事项，旨在应对当前基础设施严重不足的挑战，并支持联合国可持续发展目标的实现。然而，大规模的道路、铁路、矿业、油气管道等开发项目，也如同一把双刃剑，正以前所未有的速度将人类活动推向非洲大陆残存的自然区域。历史经验表明，基础设施的延伸常常伴随着栖息地的丧失与退化，对生物多样性构成直接威胁。尽管非洲基础设施投资日益增长，但其未来发展的规模、空间分布及其对生物多样性的具体影响却一直缺乏系统性的调查与量化评估。现有的研究多局限于描述基础设施与各类“关键自然区域”（如关键生物多样性区域KBA、完整森林景观IFL）的空间重叠，或简单统计受威胁物种的“名义丰富度”，难以真实反映其对物种长期存续能力的实际冲击。因此，一个核心问题亟待解答：非洲未来的基础设施发展浪潮，究竟会对这片大陆上众多濒临灭绝的野生动物的“家园”和未来命运，产生怎样具体而深远的影响？
为了精准回答这一问题，来自温哥华岛大学的研究人员Sean Sloan和Pablo Izquierdo在《Biological Conservation》上发表了一项开创性研究。他们首次在非洲大陆尺度上，系统地整合了未来各类基础设施（包括道路、铁路、发展走廊、一带一路BRI项目、输电线路、管道、矿山、油气设施）的空间规划数据，并基于最新的高分辨率栖息地制图技术，绘制了1092种受威胁陆地脊椎动物（哺乳动物、爬行动物、两栖动物、鸟类）的栖息地分布图。研究没有停留在简单的空间叠加分析，而是进一步引入了“物种存续力”这一量化指标，通过建模模拟未来基础设施导致的栖息地损失对物种长期存续潜力的影响，从而为评估基础设施发展的生态后果提供了更直接、更富生物学意义的证据。
为开展此项研究，作者主要应用了以下几项关键技术方法：首先，系统收集并整合了当前与未来非洲基础设施的多源空间矢量数据，包括发展走廊、一带一路(BRI)项目、道路铁路网络、发电厂与输电线路、矿业项目与油气设施等，构建了全面、可比的时空数据库。其次，结合卫星遥感土地覆盖数据与生物气候因子，生成了2015年非洲47种陆地栖息地类型的100米分辨率分布图，并依据国际自然保护联盟(IUCN)红色名录中物种的栖息地偏好信息，将其与物种的分布范围进行空间叠置，精准绘制了每个物种的栖息地面积(AOH)。再者，为了评估荒野状态，研究综合了人类足迹指数、全球荒野区、完整森林景观(IFL)、关键生物多样性区域(KBA)以及本研究定义的“未变化区域”（指1982-2016年间植被覆盖稳定的非农区）等多类数据集，构建了一个分层次的荒野分类体系。最后，基于物种-面积关系原理，采用存续力计算公式（Persistencets= AOHtsz，其中z为灭绝系数，取值为0.25），量化模拟了在未来基础设施影响缓冲区（设定为1公里和5公里）内栖息地损失所导致的物种存续力下降幅度。
研究结果从三个相互关联的维度揭示了未来基础设施发展对非洲生物多样性的潜在影响。
3.1. 荒野地区
研究发现，与现有基础设施相比，未来基础设施将更频繁地侵入名义上难以进入的荒野地区，尤其是那些植被保持稳定、生态价值较高的区域。当使用1公里缓冲区时，未来基础设施侵入“难以进入-稳定”类荒野的比例（5%）几乎是现有基础设施（3%）的两倍。更为关键的是，那些距离现有基础设施5公里以外的“非邻近”未来开发（主要是矿业），侵入荒野的倾向性更高。
3.2. 受威胁物种丰富度
研究绘制了非洲受威胁脊椎动物栖息地的物种丰富度分布图，发现高丰富度区域（如大湖区、东非大裂谷、马达加斯加东部等）与未来基础设施密集区高度重叠。分析表明，未来基础设施的规划并未显著避开高物种丰富度栖息地。对于物种丰富度高于第86百分位（即每栖息地斑块≥14种受威胁物种）的栖息地，未来基础设施1公里缓冲区内的覆盖面积比例（20%）显著高于现有基础设施（13%）。这意味着未来开发对生物多样性热点地区的压力相对更大。
3.3. 受威胁物种存续
研究通过建模量化了栖息地损失对物种存续力的影响。在最坏情景下（假设未来基础设施周边5公里内栖息地完全丧失，且距离现有基础设施>5公里），物种存续力下降幅度最大（>5%）的区域集中在东非大裂谷和大湖地区，主要受未来矿业集群开发的驱动。共有72个物种（占研究物种的7%）的存续力下降超过5%，这些物种普遍具有分布范围狭窄、当前栖息地面积占比较低的特征。然而，在保守的最佳情景下（假设影响仅限于未来基础设施周边1公里），存续力下降的幅度和范围均大幅减小，显著下降（>0.5%）仅影响约30个物种，且多数降幅在0.5%-2%之间。这突显了控制基础设施生态足迹（即周边栖息地受影响范围）对于缓解生物多样性影响的极端重要性。
研究的结论与讨论部分深刻阐释了其发现的意义。首先，研究证实了基础设施发展与高生物多样性区域在空间上存在固有联系，历史发展模式与物种丰富度分布呈比例关系，而未来部分“非邻近”开发（尤其是矿业）进一步表现出对高丰富度栖息地和原始荒野的“亲和性”，构成了新的威胁。其次，研究通过直接量化物种存续力响应，超越了以往仅关注与“关键自然区域”名义重叠的风险评估方式，提供了更精确的生物多样性影响评估框架。研究特别指出，尽管从大陆尺度看，在最坏情景下受显著影响的物种比例看似有限，但影响的严重性高度集中在东非大裂谷等生物多样性热点区内少数分布区极狭窄的物种身上，可能将它们推向灭绝边缘。
最后，研究强调，未来基础设施对生物多样性的最终影响，极大程度上取决于其实际造成的生态足迹大小。研究结果表明，若能通过严格的环境影响评估、减缓措施和空间规划，将基础设施的直接影响范围限制在1公里内，即可大幅降低其对物种存续的威胁。为此，论文在讨论部分创新性地提出了建立“保护信托基金”的解决方案。该方案建议，未来开发商应为其项目可能造成的生态影响提供资金，用于在项目影响区外围，特别是在高保护价值但尚未纳入法定保护区的区域，建立“按需”的地方保护地，形成由开发商资助、参与的新型保护网络。这一机制旨在为基础设施发展与生物多样性保护之间的矛盾提供一条务实且可持续的解决路径，为实现非洲的经济社会可持续发展目标与生态保护目标的平衡提供了重要思路。
