在全球气候变化和土地利用变化的双重压力下,生态系统完整性面临严峻挑战,传统固定边界的保护区已难以适应物种分布和生态系统的动态变化。与此同时,中国明确提出 2060 年实现碳中和、2030 年达到碳排放峰值的目标。作为我国首个生态文明试验区,福建省虽拥有全国最高的森林覆盖率(66.8%),但其现有保护区仅覆盖全省面积的 8.66%,与国家目标存在较大差距。在此背景下,我站王宏信教授与福建农林大学团队提出一项针对福建省的研究通过创新动态保护策略,为生态保护和碳中和目标实现提供了科学依据。该研究成果题为“Dynamic conservation strategies for protected areas of Fujian Province: From integrated perspective of the adaptability of habitat and carbon storage to climate”并发表在一区TOP期刊《Ecological Indicators》上(https://doi.org/10.1016 /j.ecolind.2024. 112773)。
研究团队构建了结合系统动力学(SD)、斑块生成土地利用模拟(PLUS)和生态系统服务与权衡综合评估(InVEST)模型的多情景分析框架,并利用 30 米分辨率的空间数据集,涵盖土地利用、气候、土壤和保护区边界等信息,基于 CMIP6 的三种共享社会经济路径(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5),对未来土地利用、栖息地质量和碳储量变化进行预测评估。
研究结果显示,不同情景下土地利用变化趋势差异明显。所有情景中城市用地均呈现扩张态势,在 SSP5-8.5 情景下,2050 年城市用地较 2020 年将增长 120%。其中,SSP1-2.6 情景下森林、草地和水域需求增加,农田、建设用地和裸地减少;而 SSP2-4.5 和 SSP5-8.5 情景下,城市用地和裸地显著扩张并侵占内陆地区,沿海城市如福州、厦门的城市化速度尤为突出,西部山区的武夷山、戴云山则保持较高生态完整性。
在栖息地质量与碳储量方面,SSP1-2.6 情景下,2050 年平均栖息地质量从 2020 年的 0.69 提升至 0.71,平均碳储量稳定在 15.63 Mg/ha;SSP5-8.5 情景下,平均栖息地质量降至 0.66,平均碳储量降至 15.14 Mg/ha 。不同类型保护区受气候变化影响程度也有所不同,自然保护区和风景名胜区表现较好,湿地公园和海洋公园表现较差,其中海洋公园在 SSP5-8.5 情景下栖息地质量下降 6.22%,碳储量下降 3.37%。
基于研究成果,福建省西北部和北部被确定为高优先级保护热点,占全省面积的 6.79%。研究还制定了阶段性保护目标:到 2030 年保护 15% 的土地面积,重点纳入高优先级热点区域;2040 年保护面积扩展至 30%;2050 年实现 43% 的土地面积保护,全面覆盖高优先级热点。
针对研究发现的城市化与生态保护矛盾,研究团队提出多项政策建议,包括加强自然保护区管理,优先保护高栖息地质量和高碳储量区域;推动森林公园面积扩展和树种优化,解决老龄化森林生产力下降问题;对海洋公园实施差异化管理,增强其生态连通性和抗干扰能力。同时,研究也指出存在未充分考虑气候变化对生物多样性直接影响的局限性,未来计划通过整合物种分布模型和高分辨率遥感数据提升预测精度。
此项研究证实,SSP1-2.6 情景对福建省生态环境改善效果显著,武夷山和戴云山作为关键保护热点,覆盖全省 43.58% 的高栖息地质量区域和 67.32% 的高碳储量区域。未来,福建省将制定灵活的动态保护策略,逐步扩大保护区网络,并注重社区参与和长期资金支持,确保生态保护工作的可持续开展,为全国生态保护与碳中和实践提供 “福建经验”。