王 沛 趙智聰 王小珊 楊 銳

氣候變化和生物多樣性喪失是人類面臨的兩大危機(jī)，而氣候變化又會(huì)驅(qū)動(dòng)物種局部滅絕并加速生物多樣性喪失[1-3]。早在1985年，Peters等指出氣候變暖將導(dǎo)致自然保護(hù)地內(nèi)的物種滅絕并減少生物多樣性[4]。Warrende等預(yù)測(cè)，如果人類不采取氣候變暖減緩行動(dòng)(即到2100年氣溫上升4℃)，至21世紀(jì)80年代，全球34%的動(dòng)物物種和57%的植物物種的氣候適宜分布范圍面積將至少減少50%[5]。為適應(yīng)氣候變化，物種會(huì)轉(zhuǎn)移其分布范圍以追蹤其適宜氣候(species climate-driven range shift)[6]。Parmesan等于2003年對(duì)全球920種物種進(jìn)行薈萃分析，發(fā)現(xiàn)物種范圍平均每10年向兩極移動(dòng)6.1km[7]。此后，大量研究相繼表明，許多物種已經(jīng)通過(guò)改變它們的分布范圍(向更高緯度或更高海拔的地區(qū)移動(dòng))來(lái)跟蹤適宜的氣候條件以應(yīng)對(duì)全球氣候變化[8-9]。

人類活動(dòng)導(dǎo)致的棲息地喪失和破碎化是造成生物多樣性喪失的主要原因之一[10]。棲息地喪失和破碎化導(dǎo)致的連通性降低阻礙物種范圍轉(zhuǎn)移，加之氣候的快速變化，可能造成物種的轉(zhuǎn)移速度難以跟上氣候變化的速度[11-12]?；?0 534個(gè)物種范圍變化數(shù)據(jù)的研究指出，由于棲息地的破碎化，相對(duì)于海洋生物，陸地生物更難成功轉(zhuǎn)移到氣候適宜其生存的空間[13]。

在氣候變化和生境破碎化背景下，保護(hù)和加強(qiáng)連通性對(duì)于保障物種成功轉(zhuǎn)移活動(dòng)范圍、提高物種氣候適應(yīng)力及實(shí)現(xiàn)生物多樣性保護(hù)目標(biāo)至關(guān)重要[14]。加強(qiáng)連通性、建立大尺度生態(tài)廊道已經(jīng)成為促進(jìn)物種適應(yīng)氣候變化的最重要策略之一[15-16]?！独ッ?蒙特利爾全球生物多樣性框架》(Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework)(以下簡(jiǎn)稱“昆蒙框架”)提出的2050年長(zhǎng)期目標(biāo)包括所有生態(tài)系統(tǒng)的完整性、連通性和復(fù)原力得到維持、增強(qiáng)或恢復(fù)；2030年行動(dòng)目標(biāo)包括確保和促使至少30%的陸地和內(nèi)陸水域、海洋和沿海區(qū)域處于具有生態(tài)代表性、連通性良好、公平治理的自然保護(hù)地系統(tǒng)和其他有效區(qū)域保護(hù)措施(OECMs)的有效保護(hù)和管理之下；至少30%的陸地、內(nèi)陸水域、海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)退化區(qū)域得到有效恢復(fù)，以提升生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能與服務(wù)，以及生態(tài)完整性和連通性；最大限度地減少氣候變化和海洋酸化對(duì)生物多樣性的影響①。由此可見(jiàn)，連通性提升和氣候變化應(yīng)對(duì)均被“昆蒙框架”所強(qiáng)調(diào)。

在氣候變化的驅(qū)動(dòng)和人類活動(dòng)的制約下，如何在連通性概念中考慮氣候變化因素，在連通性評(píng)價(jià)和生態(tài)廊道識(shí)別方法中考慮氣候變化，基于連通性研究、規(guī)劃和提升實(shí)踐促進(jìn)氣候變化下的物種轉(zhuǎn)移，是中國(guó)生物多樣性保護(hù)和自然保護(hù)地體系建設(shè)領(lǐng)域亟須關(guān)注的問(wèn)題。

1 氣候連通性概念演化

圍繞氣候變化下景觀能否保障物種成功進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)移這一問(wèn)題，學(xué)界先后提出了氣候速度、氣候軌跡、氣候梯度廊道和氣候連通性等概念并開(kāi)展了相應(yīng)研究，以下對(duì)這些概念的提出和關(guān)系進(jìn)行梳理。

1.1 相關(guān)概念的提出

2009年，Loarie等提出氣候速度(climate velocity)的概念，并對(duì)全球陸地的氣候速度進(jìn)行了評(píng)估[17]，開(kāi)啟了在宏觀尺度對(duì)氣候變化下的物種轉(zhuǎn)移路徑進(jìn)行預(yù)測(cè)的研究領(lǐng)域，此后這一概念被廣泛討論和應(yīng)用[18]。氣候速度是矢量，指地圖上的一個(gè)點(diǎn)在氣候變化條件下為了在氣候空間中保持靜止而需要移動(dòng)的速度和方向；其生態(tài)學(xué)意義是物種在氣候變化下為維持其目前的氣候條件而需要移動(dòng)的速度和方向[19]。

2013年，Nunez等首先討論了如何通過(guò)連通性規(guī)劃促進(jìn)氣候驅(qū)動(dòng)的物種范圍轉(zhuǎn)移，提出了氣候梯度廊道(climate-gradient corridors)的概念：在識(shí)別自然斑塊之間的連接廊道時(shí)，考慮氣候梯度，即對(duì)于一個(gè)生態(tài)源斑塊，將比其溫度低一定閾值的斑塊作為連接目標(biāo)斑塊，在所有起點(diǎn)為源斑塊、溫度單調(diào)降低直到到達(dá)連接目標(biāo)斑塊的廊道中，人類影響累計(jì)阻力值最低的廊道為這2個(gè)斑塊之間的氣候梯度廊道[20]。

2014年，Burrows等在氣候速度的基礎(chǔ)上提出了氣候軌跡(climate trajectory)的概念，可理解為氣候變量等值線上的點(diǎn)在特定時(shí)間段內(nèi)移動(dòng)的路徑，其計(jì)算方法為將時(shí)間段切分為許多小的單位時(shí)間間隔，從某點(diǎn)開(kāi)始，按照此點(diǎn)處的氣候速度的方向和大小進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)單位時(shí)間間隔后，移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，然后在單位時(shí)間間隔內(nèi)按照新到達(dá)點(diǎn)的氣候速度的方向和大小進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，如此不斷迭代，形成一條空間中的氣候軌跡；并對(duì)全球陸地和海洋根據(jù)氣候軌跡進(jìn)行了類型劃分，包括氣候不移動(dòng)區(qū)、氣候緩慢移動(dòng)區(qū)、氣候海岸匯、氣候內(nèi)部匯、氣候源、相對(duì)氣候匯、廊道、發(fā)散區(qū)和匯聚區(qū)9種類型[21]，相比氣候速度法，更好地預(yù)測(cè)了氣候變化下全球尺度物種范圍轉(zhuǎn)移的宏觀格局。

2016年，McGuire等對(duì)氣候連通性進(jìn)行了明確定義[22]，并進(jìn)行了美國(guó)自然土地(natural land area)氣候連通性的評(píng)估。此后，相關(guān)學(xué)者陸續(xù)給出了氣候連通性的不同定義(表1)并對(duì)氣候連通性進(jìn)行了數(shù)值模擬。

表1 氣候連通性的不同定義

1.2 相關(guān)概念的關(guān)系

學(xué)界在嘗試預(yù)測(cè)物種受氣候驅(qū)動(dòng)的范圍轉(zhuǎn)移的困難程度和空間方向時(shí)，提出了氣候速度的概念。氣候軌跡的提出則反映了學(xué)界認(rèn)識(shí)到預(yù)測(cè)氣候驅(qū)動(dòng)的物種轉(zhuǎn)移無(wú)法僅通過(guò)氣候速度矢量描述，而是應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)移路徑進(jìn)行預(yù)測(cè)。從通過(guò)連通性規(guī)劃促進(jìn)物種范圍轉(zhuǎn)移的角度，學(xué)界提出了氣候梯度廊道的概念。以上概念均可視作氣候連通性的組成部分。其中，氣候速度可理解為一種評(píng)價(jià)氣候連通性水平的指數(shù)[26]，而氣候軌跡和氣候梯度廊道則可理解為對(duì)氣候連通性進(jìn)行空間表征以識(shí)別維持氣候連通性的關(guān)鍵區(qū)域。近年來(lái)，相關(guān)研究逐漸統(tǒng)一使用“氣候連通性”的概念，一定程度上說(shuō)明了學(xué)者對(duì)于此類問(wèn)題可以在氣候連通性的概念下進(jìn)行研究逐漸達(dá)成共識(shí)。

由于早期氣候變化對(duì)物種遷移的影響不顯著，因此傳統(tǒng)的連通性研究往往關(guān)注生境破碎化問(wèn)題，較少考慮氣候變化[20]，而氣候連通性是在目前氣候變化加速對(duì)物種遷移產(chǎn)生顯著影響的背景下提出的。綜合不同學(xué)者的闡釋，可將氣候連通性定義為：景觀中各物種能夠在氣候變化過(guò)程中轉(zhuǎn)移其活動(dòng)范圍以追蹤其適宜氣候條件的順暢程度。氣候連通性本質(zhì)上是景觀連通性(或稱生態(tài)連通性)的組成部分，擴(kuò)展了連通性的范疇，可理解為面向物種進(jìn)行氣候驅(qū)動(dòng)的范圍轉(zhuǎn)移的景觀連通性。

2 氣候連通性研究方法

2.1 研究現(xiàn)狀

截至2023年5月，Web of Science核心合集上主題包括“climate”和“connectivity”的文章有7 593篇，而篇名包括“climate”和“connectivity”的文章僅有144篇；主題包括“climate connectivity”的文章只有30篇，篇名包括“climate connectivity”的僅10篇。在國(guó)際學(xué)界，氣候連通性研究尚處于起步階段，概念和方法尚未統(tǒng)一，是一個(gè)相對(duì)較新且迅速發(fā)展的研究領(lǐng)域[27]。

現(xiàn)有研究已經(jīng)說(shuō)明了保障氣候連通性的重要性。如Mallory等基于多項(xiàng)實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)氣候變化導(dǎo)致的冰層變薄和積雪深度變薄等現(xiàn)象，造成了多個(gè)國(guó)家的馴鹿(Rangifer tarandus)種群的遷徙路徑加長(zhǎng)和遷徙時(shí)間提前(馴鹿在遷徙過(guò)程中，往往會(huì)通過(guò)海冰，海冰過(guò)薄時(shí)，馴鹿難以通過(guò)，無(wú)法按照往年的既定路線遷徙，需要繞道而行)[28]；Hodgson等基于長(zhǎng)期的物種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，證明棲息地的配置對(duì)氣候變化下物種進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)移的速度的大小有重要影響[29]，此研究明確說(shuō)明了在人類世下，需要重視對(duì)氣候連通性的保障[30]。雖然大量研究基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)了氣候變化驅(qū)動(dòng)物種進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)移，進(jìn)而認(rèn)為需要保障氣候連通性促進(jìn)物種成功進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)移，但對(duì)范圍轉(zhuǎn)移的特征進(jìn)行定量計(jì)算并探討景觀性質(zhì)對(duì)氣候變化下范圍轉(zhuǎn)移特征影響的研究較少。

現(xiàn)有研究在計(jì)算氣候連通性時(shí)，主要是基于連通性模型，在氣候變化預(yù)測(cè)情景下，對(duì)景觀從當(dāng)前到未來(lái)某一時(shí)期的氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬。例如，McGuire等發(fā)現(xiàn)美國(guó)59%面積的自然土地的氣候連通性無(wú)法支持物種在未來(lái)100年間成功轉(zhuǎn)移范圍[22]；Parks等發(fā)現(xiàn)人類對(duì)土地的使用顯著降低了北美洲的氣候連通性[26]，并對(duì)全球陸域自然保護(hù)地的連通性進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)全球現(xiàn)有的陸域自然保護(hù)地?zé)o法有效支持物種進(jìn)行氣候驅(qū)動(dòng)的范圍轉(zhuǎn)移，強(qiáng)調(diào)需要采取創(chuàng)新的土地管理策略來(lái)促進(jìn)物種范圍轉(zhuǎn)移[6]；Figueiredo等發(fā)現(xiàn)氣候變暖會(huì)顯著降低珊瑚種群之間的連通性[31]；Senior等發(fā)現(xiàn)全球超過(guò)62%面積的熱帶森林已經(jīng)不能成功促進(jìn)物種范圍轉(zhuǎn)移[32]；Petsas等則評(píng)估了全球海洋表面的氣候連通性，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)海洋生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)的海洋表面氣候連通性較差[33]。上述研究表明，全球范圍內(nèi)氣候連通性不容樂(lè)觀，亟待保護(hù)和提升，這也說(shuō)明了進(jìn)行大尺度氣候連通性研究的重要性。以下對(duì)現(xiàn)有的氣候連通性的數(shù)值模擬方法和基于數(shù)值模擬的指數(shù)評(píng)價(jià)方法及空間規(guī)劃方法進(jìn)行總結(jié)。

2.2 數(shù)值模擬

基于氣候類似物分析識(shí)別空間中任意點(diǎn)在未來(lái)的氣候類似物(climate analog)，通過(guò)生物氣候因子和人類影響指數(shù)等數(shù)據(jù)建立阻力面，采用連通性模型(最小成本路徑模型或電流理論模型)，模擬任意點(diǎn)與其未來(lái)氣候類似物的最小成本路徑或電流密度分布，測(cè)算二者間的最小成本距離或電阻距離已經(jīng)成為對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬的基本范式[6，23，26]。在識(shí)別未來(lái)的氣候類似物時(shí)，往往進(jìn)行多氣候情景分析。Sonntag等在對(duì)歐洲氣候連通性進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同的未來(lái)氣候情景對(duì)分析結(jié)果影響不大[34]，強(qiáng)調(diào)了氣候連通性分析的穩(wěn)健性。Dobrowski等使用最小成本距離代替直線距離對(duì)氣候速度進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)現(xiàn)在山地，相對(duì)于最小成本距離，直線距離顯著低估了山地的氣候速度，認(rèn)為最小成本距離比直線距離更適用于對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬[35]。Carroll等使用最小成本路徑模型和電流理論模型分別對(duì)北美洲的氣候連通性進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)氣候、地形和人為因素決定了北美陸地與未來(lái)氣候類似物之間的連通性，且2種模型的模擬結(jié)果具有較大差異[23]。如何更好地對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，是氣候連通性研究需要解決的瓶頸問(wèn)題。

2.3 指數(shù)評(píng)價(jià)

在對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，學(xué)界已經(jīng)提出若干用于評(píng)價(jià)氣候連通性的指數(shù)，包括對(duì)空間中某處氣候連通性(即物種從此位置出發(fā)并成功進(jìn)行轉(zhuǎn)移的可能性)進(jìn)行評(píng)價(jià)的氣候速度、擴(kuò)散暴露度(dispersal exposure)、氣候暴露度(climate exposure)和人類暴露度(human exposure)[6，26]等；以及對(duì)空間中某處維持氣候連通性的價(jià)值(即作為物種轉(zhuǎn)移路徑的可能性)進(jìn)行評(píng)價(jià)的最短路徑中心度(shortestpath centrality)和電流中心度(current-flow centrality)[23]。

氣候速度的數(shù)值越大，說(shuō)明位于此處的物種成功轉(zhuǎn)移的難度越大，氣候連通性越小。氣候速度根據(jù)計(jì)算方法可分為局部氣候速度(local climate velocity)和類似物氣候速度(climateanalog velocity)2種[18-19]?？臻g中某點(diǎn)的局部氣候速度的大小等于氣候變量隨時(shí)間的變化率除以氣候變量的空間梯度，方向與氣候變量的空間梯度相反[17，19]。Burrows等對(duì)全球陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)的局部氣候速度進(jìn)行了評(píng)估[36]，也有學(xué)者針對(duì)全球內(nèi)陸水域和深海進(jìn)行了局部氣候速度評(píng)估[37-38]。Ohlemüller等最早利用一個(gè)地方與其未來(lái)氣候類似物之間的直線距離來(lái)評(píng)價(jià)生物群落整體受到氣候變化的威脅[39]。Ordonez等在此基礎(chǔ)上提出了類似物氣候速度，其數(shù)值等于空間中某點(diǎn)與其在未來(lái)距其直線距離最近的氣候類似物的直線距離除以從現(xiàn)在到未來(lái)的時(shí)間長(zhǎng)度[18]。相對(duì)于局部氣候速度，類似物氣候速度的生態(tài)學(xué)意義更加明確。擴(kuò)散暴露度、氣候暴露度和人類暴露度則分別衡量了空間中某點(diǎn)到未來(lái)某個(gè)時(shí)期的氣候類似物的直線距離、累計(jì)氣候阻力和累計(jì)人類影響阻力，從不同角度預(yù)測(cè)了物種實(shí)現(xiàn)氣候驅(qū)動(dòng)的范圍轉(zhuǎn)移的順暢程度?？臻g中某點(diǎn)的最短路徑中心度是采用最小成本路徑模型模擬空間中所有點(diǎn)到其氣候類似物的最小成本路徑后，統(tǒng)計(jì)此點(diǎn)位于多少條最小成本路徑上。而電流中心度則是采用電流理論模型模擬空間中所有點(diǎn)到其氣候類似物的電流密度面(柵格數(shù)據(jù))，將所有電流密度面疊加后，生成的總電流密度面柵格數(shù)據(jù)的值即為空間中任意點(diǎn)的電流中心度。

2.4 空間規(guī)劃

基于氣候連通性數(shù)值模擬和指數(shù)評(píng)價(jià)，可以識(shí)別具有高氣候連通性維持價(jià)值的區(qū)域，進(jìn)行氣候連通性空間規(guī)劃。Stralberg等在氣候連通性模擬和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，基于氣候連通性維持價(jià)值、氣候類型宏避難所(climate-type macrorefugia)、鳴禽宏避難所(songbird macrorefugia)、樹(shù)木宏避難所(tree macrorefugia)和環(huán)境多樣性(environmental diversity)，考慮到人類發(fā)展需求，構(gòu)建了適應(yīng)氣候變化的北美自然保護(hù)地網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[40]。Carroll等綜合氣候連通性、氣候避難所(climatic refugia)和碳儲(chǔ)存價(jià)值，識(shí)別了應(yīng)對(duì)氣候變化的北美洲自然保護(hù)地?cái)U(kuò)張優(yōu)先區(qū)，并發(fā)現(xiàn)適應(yīng)氣候變化和減緩氣候變化的優(yōu)先區(qū)的空間分布并不一致[41]。以上2項(xiàng)研究均認(rèn)為，需要將氣候連通性作為自然保護(hù)地網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃考慮的內(nèi)容之一。

此外，許多研究并未對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬和指數(shù)評(píng)價(jià)，而是直接面向氣候連通性維持和提升進(jìn)行空間規(guī)劃研究，例如氣候軌跡法和氣候梯度廊道法。氣候梯度廊道法在美國(guó)得到了多尺度的應(yīng)用，如McGuire等識(shí)別了美國(guó)國(guó)土尺度的氣候梯度廊道[22]；美國(guó)華盛頓州野生動(dòng)物棲息地連通性工作組(Washington Wildlife Habitat Connectivity Working Group)完成了《哥倫比亞高原氣候梯度廊道分析》《華盛頓州氣候梯度廊道研究報(bào)告》和《美國(guó)華盛頓州-加拿大不列顛哥倫比亞省跨界氣候連通性項(xiàng)目》②；Alagador等提出了氣候變化下的自然保護(hù)地動(dòng)態(tài)空間規(guī)劃模型[42-43]；Keeley等將提升氣候連通性的規(guī)劃策略總結(jié)為以下7點(diǎn)：增加整個(gè)景觀的棲息地總量、將棲息地集中在少數(shù)的大面積地區(qū)、在自然保護(hù)地間建立廊道、在景觀基質(zhì)中營(yíng)建小型踏腳石、擴(kuò)大現(xiàn)有自然保護(hù)地的面積、改善景觀基質(zhì)的滲透性、維護(hù)已經(jīng)自然隔離的生境的密度以允許生境之間的生態(tài)交換，并概括出7種基于結(jié)構(gòu)連通性的規(guī)劃方法和6種基于焦點(diǎn)物種的規(guī)劃方法[24](圖1)；Choe等則通過(guò)案例研究對(duì)比了面向氣候連通性規(guī)劃的不同方法，發(fā)現(xiàn)不同方法識(shí)別出的對(duì)于維持氣候連通性具有重要價(jià)值的區(qū)域存在較高的不一致性[44]。

圖1 氣候連通性研究方法總結(jié)(作者繪，“基于結(jié)構(gòu)連通性的規(guī)劃方法”和“基于焦點(diǎn)物種的規(guī)劃方法”根據(jù)Keeley等在2018年的研究成果整理得出)

2.5 方法總結(jié)

氣候連通性研究主要包括對(duì)氣候連通性進(jìn)行數(shù)值模擬和指數(shù)評(píng)價(jià)，以及面向氣候連通性維持和提升的空間規(guī)劃，具體研究方法如圖1所示。部分研究在氣候連通性保護(hù)優(yōu)先區(qū)識(shí)別的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃方法(SCP)將氣候連通性與其他氣候適應(yīng)和氣候減緩內(nèi)容耦合考慮。針對(duì)氣候連通性的研究方法不斷豐富，已有許多軟件和程序包可進(jìn)行相關(guān)計(jì)算(表2)。

表2 氣候連通性相關(guān)的軟件和程序包

然而，氣候連通性研究面臨著現(xiàn)有模型尚不完善、建模過(guò)程具有不確定性和難以對(duì)規(guī)劃進(jìn)行檢驗(yàn)等諸多挑戰(zhàn)[27]。此外，氣候連通性計(jì)算仍然面臨計(jì)算量大的問(wèn)題，例如受限于計(jì)算速度，現(xiàn)有的基于氣候類似物的氣候連通性研究通常沒(méi)有考慮某點(diǎn)與所有氣候類似物之間的連通性，而僅考慮其與最近的氣候類似物之間的連通性。

傳統(tǒng)的連通性研究提出了大量的連通性指數(shù)，其中許多從圖論和網(wǎng)絡(luò)分析的角度評(píng)價(jià)斑塊或廊道對(duì)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性的貢獻(xiàn)高低進(jìn)而進(jìn)行規(guī)劃研究[45-46]，為氣候連通性研究方法的完善奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的氣候連通性研究主要是在像元層面進(jìn)行指數(shù)計(jì)算，然后統(tǒng)計(jì)得到斑塊層面的指數(shù)結(jié)果，但尚未納入網(wǎng)絡(luò)分析，無(wú)法有效支撐氣候連通性提升實(shí)踐，因此應(yīng)整合傳統(tǒng)的連通性評(píng)價(jià)和規(guī)劃方法。

3 中國(guó)氣候連通性研究與提升建議

氣候連通性是在協(xié)同生物多樣性保護(hù)和氣候變化適應(yīng)背景下提出的概念，對(duì)氣候連通性進(jìn)行研究和提升，對(duì)于氣候變化下生物多樣性的長(zhǎng)期保護(hù)具有重要意義。然而，我國(guó)學(xué)界尚未重視對(duì)氣候連通性的研究。本文基于對(duì)氣候連通性的概念辨析和方法總結(jié)，以及我國(guó)在生物多樣性保護(hù)和連通性提升方面的相關(guān)政策，提出進(jìn)行中國(guó)氣候連通性研究與提升的5項(xiàng)建議。

3.1 開(kāi)展氣候連通性評(píng)估和氣候驅(qū)動(dòng)下物種遷移路徑監(jiān)測(cè)及模擬研究

已有學(xué)者對(duì)中國(guó)國(guó)土尺度氣候避難所進(jìn)行了識(shí)別[47]，對(duì)氣候變化下不同物種的分布范圍進(jìn)行了預(yù)測(cè)[48-50]，探討了氣候變化下單一物種或多物種棲息地連通性的變化情況[51-54]，并初步探討了從當(dāng)前棲息地到未來(lái)?xiàng)⒌氐倪B通廊道分布情況[55]。但總體來(lái)看，我國(guó)缺乏國(guó)土尺度基于氣候類似物的氣候連通性評(píng)估，以及對(duì)物種從當(dāng)前棲息地到未來(lái)?xiàng)⒌氐倪w移路徑的監(jiān)測(cè)和模擬研究，難以支持面向氣候變化適應(yīng)的保護(hù)規(guī)劃制定。針對(duì)氣候變化下的物種范圍轉(zhuǎn)移的具體遷移路徑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)物種在氣候變化驅(qū)動(dòng)下的遷移路徑特征進(jìn)行深入研究，對(duì)于理解氣候連通性的本質(zhì)、確定國(guó)土尺度氣候連通性評(píng)估的方法和參數(shù)具有重要意義。已有學(xué)者提出了針對(duì)探測(cè)氣候變化引起的范圍變化的多物種監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法[56]，可供氣候變化驅(qū)動(dòng)下的物種遷移路徑監(jiān)測(cè)工作參考。建議盡快開(kāi)展上述研究，以支持全國(guó)和區(qū)域尺度的生物多樣性保護(hù)、自然保護(hù)地體系整合優(yōu)化和生態(tài)紅線劃定工作。

3.2 探索自然保護(hù)地邊界動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制

氣候變化已經(jīng)導(dǎo)致我國(guó)部分自然保護(hù)區(qū)野生生物生境出現(xiàn)面積減少、破碎度增加和適宜性下降等變化，導(dǎo)致保護(hù)對(duì)象面臨數(shù)量減少乃至局部滅絕的風(fēng)險(xiǎn)，使自然保護(hù)區(qū)對(duì)保護(hù)對(duì)象的保護(hù)功能面臨削弱乃至喪失的風(fēng)險(xiǎn)[57]。為適應(yīng)氣候變化，自然保護(hù)地應(yīng)進(jìn)行適應(yīng)性管理，制定多情景響應(yīng)預(yù)案，提升氣候韌性[58]。由于物種會(huì)不斷轉(zhuǎn)移范圍，現(xiàn)有的自然保護(hù)地需要根據(jù)物種轉(zhuǎn)移進(jìn)行邊界的動(dòng)態(tài)調(diào)整。已有的案例研究表明，我國(guó)現(xiàn)有的自然保護(hù)地?zé)o法有效保護(hù)物種的未來(lái)適宜棲息地并滿足物種在未來(lái)成功進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)移的需求[49，51，55]。我國(guó)當(dāng)前的自然保護(hù)區(qū)優(yōu)化調(diào)整尚未充分考慮氣候變化，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)[57]。因此，應(yīng)從提升氣候韌性、保障氣候連通性的角度，探索自然保護(hù)地邊界動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，將物種未來(lái)的潛在棲息地，以及從當(dāng)前棲息地到未來(lái)?xiàng)⒌亻g的潛在轉(zhuǎn)移路徑納入自然保護(hù)地范圍。

3.3 制定國(guó)土尺度氣候連通性保護(hù)和提升規(guī)劃

構(gòu)建自然保護(hù)地間的生態(tài)廊道，建立生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，是提升連通性的主要措施[16，59]。已有學(xué)者對(duì)中國(guó)自然保護(hù)地的連通性進(jìn)行了評(píng)估，并識(shí)別了中國(guó)自然保護(hù)地連通性提升優(yōu)先區(qū)[60]，分析了中國(guó)生態(tài)空間網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空演變[61]，呼吁建立大尺度生態(tài)廊道以保護(hù)生物多樣性[62]，在區(qū)域尺度探索了自然保護(hù)地間生態(tài)廊道的規(guī)劃方法[63-64]，以及綜合人類影響和氣候變化的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[65]?！秶?guó)家公園等自然保護(hù)地建設(shè)及野生動(dòng)植物保護(hù)重大工程建設(shè)規(guī)劃(2021—2035年)》將連通生態(tài)廊道作為國(guó)家公園建設(shè)8項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一，在野生動(dòng)物保護(hù)部分提出開(kāi)展生態(tài)廊道建設(shè)，改善棲息地質(zhì)量和連通性。

在國(guó)土尺度的連通性保護(hù)和提升及生態(tài)廊道建設(shè)方面，我國(guó)尚處在理論研究和概念規(guī)劃階段，相關(guān)研究尚未重視氣候變化對(duì)生態(tài)廊道布局的影響，尚未出臺(tái)明確的大尺度連通性保護(hù)規(guī)劃。因此，應(yīng)從國(guó)土尺度開(kāi)展氣候連通性保護(hù)和提升規(guī)劃，在布局大尺度生態(tài)廊道時(shí)考慮氣候變化適應(yīng)。

3.4 落實(shí)大尺度氣候連通性保護(hù)和生態(tài)廊道建設(shè)路徑

建議結(jié)合我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)各項(xiàng)政策，盡快落實(shí)大尺度氣候連通性保護(hù)和生態(tài)廊道建設(shè)路徑，充分結(jié)合碳中和政策和生態(tài)保護(hù)紅線政策。自然保護(hù)地保護(hù)的是生態(tài)系統(tǒng)的綜合價(jià)值，應(yīng)協(xié)同治理生物多樣性保護(hù)和碳中和，實(shí)現(xiàn)對(duì)二者的協(xié)同增效[66]。建議重視對(duì)兼具高氣候連通性維持價(jià)值和高碳匯價(jià)值的自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，考慮在這些區(qū)域新增自然保護(hù)地。

僅靠自然保護(hù)地?zé)o法完成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和生物多樣性保護(hù)，自然保護(hù)地外的生態(tài)空間應(yīng)發(fā)揮作為自然保護(hù)地間生態(tài)廊道和踏腳石的功能。我國(guó)的生態(tài)保護(hù)紅線政策為生物多樣性保護(hù)提供了有力支撐，如Choi等認(rèn)為生態(tài)保護(hù)紅線對(duì)中國(guó)沿海鳥類重要棲息地的保護(hù)效益顯著大于自然保護(hù)區(qū)，進(jìn)而提出生態(tài)保護(hù)紅線可以支撐中國(guó)達(dá)到2020年后生物多樣性保護(hù)的目標(biāo)[67]。生態(tài)保護(hù)紅線與自然保護(hù)地的空間關(guān)系尚在探討之中[68-69]，建議在監(jiān)測(cè)和研究的基礎(chǔ)上，確保將維持自然保護(hù)地間氣候連通性的關(guān)鍵區(qū)域納入生態(tài)紅線。

3.5 加強(qiáng)國(guó)際合作保障跨國(guó)氣候連通性

20世紀(jì)70年代，在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署主持下，國(guó)際社會(huì)開(kāi)始了締結(jié)一項(xiàng)保護(hù)遷徙野生動(dòng)物物種法律文書的談判，于1979年通過(guò)了《保護(hù)遷徙野生動(dòng)物物種公約》(The Conventionon the Conservation of Migratory Species of Wild Animals，CMS)，并于1983年11月1日生效[70]。截至2022年3月1日，CMS已經(jīng)有133個(gè)締約方，中國(guó)是CMS部分協(xié)定的締約方，尚未成為CMS的締約方③。CMS提出了《中亞哺乳動(dòng)物倡議》，并編制了《線狀基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)中亞地區(qū)遷徙性哺乳動(dòng)物的影響及解決指南》，指出包括中國(guó)在內(nèi)的8個(gè)中亞區(qū)域國(guó)家是全球僅存的“野生動(dòng)物遷徙熱點(diǎn)區(qū)”之一，而道路、鐵路、管線和圍欄等線性基礎(chǔ)設(shè)施導(dǎo)致此區(qū)域內(nèi)12種遷徙性哺乳動(dòng)物不同程度的種群隔離和遷移困難，因此必須對(duì)氣候變化與線狀基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)這些遷徙物種造成的聯(lián)合影響進(jìn)行研究，并針對(duì)這些影響采取相應(yīng)的措施④。隨著氣候變化，物種的長(zhǎng)距離范圍轉(zhuǎn)移需求對(duì)跨國(guó)連通性提出了更高的要求。Li等的系列研究表明，全球雪豹(Panthera uncia)棲息地主要分布在邊境地區(qū)，氣候變化對(duì)雪豹分布范圍影響顯著，需要重視對(duì)跨國(guó)棲息地的連通性保護(hù)和提升[71-73]。

《國(guó)家公園等自然保護(hù)地建設(shè)及野生動(dòng)植物保護(hù)重大工程建設(shè)規(guī)劃(2021—2035年)》強(qiáng)調(diào)了跨境保護(hù)和國(guó)際合作，指出對(duì)邊境區(qū)域分布的東北虎(Panthera tigris altaica)、亞洲象(Elephas maximus)、雙角犀鳥(Buceros bicornis)和怒江金絲猴(Rhinopithecus strykeri)等物種構(gòu)建跨境大尺度棲息地互聯(lián)互通保護(hù)機(jī)制，建立跨境調(diào)查監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展跨境生態(tài)廊道建設(shè)。綜上，保障跨境氣候連通性對(duì)我國(guó)部分瀕危物種的長(zhǎng)期保護(hù)具有重要意義。建議中國(guó)成為CMS的締約方，推動(dòng)跨國(guó)氣候連通性維持和提升工作。

致謝：感謝大熊貓國(guó)家公園成都管理分局對(duì)本研究的支持。

注釋：

① 來(lái)源：https://www.cbd.int/conferences/2021-2022/cop-15/documents。

② 來(lái)源：https://waconnected.org/climate-changeanalysis。

③ 來(lái)源：https://www.cms.int/en/parties-rangestates。

④ 來(lái)源：https://www.cms.int/en/publication/guidelines-addressing-impact-linearinfrastructure-large-migratory-mammalscentral-asia。