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文章引言
理解栖息地质量如何随着土地利用和土地覆盖动态变化,对于保护生物多样性及维持生态系统服务至关重要,尤其是在受城市扩张和农业影响的高山敏感地区。文章由厄瓜多尔昆卡大学的Lorena González等人撰写,意在运用空间建模方法评估厄瓜多尔南部Aguilan流域与Tabacay流域当前及未来不同土地利用变化情景下的栖息地质量,并提供至2030、2040和2050年的预测结果,为保护规划和流域管理提供实证依据。
研究过程与结果
为了评估栖息地质量,作者采用了“生态系统服务与权衡综合价值评估”(InVEST) 模型,该模型将土地利用/土地覆盖数据与风险因素结合起来估算栖息地质量指数 (HQI)。研究区域包括厄瓜多尔Paute河流域内的Aguilan和Tabacay河子流域。作者收集2018年的土地利用和覆盖数据,并构建了两种未来情景的预测地图:一种基于现有人口增长率和近期土地利用变化趋势,另一种为悲观情景,假设人口增长加速、保护森林政策取消及自然路径改为道路。这些LULC投影数据连同耕地和城市土地等威胁的空间层和栖息地敏感性数值输入InVEST模型。HQI被划分为由非常低到非常高的五类,通过空间地图展示基线年份和预测年份以分析时空动态。
结果显示,2018年超过一半的研究区域具有中等或更高的栖息地质量,这反映了当地实施的Reciprocal水协议等保护政策的积极影响。然而未来预测情景显示,在趋势和悲观情景下栖息地质量均会下降,悲观情景下降更为显著,尤其是在城市和耕地扩张区域。栖息地质量空间分布图显示,高海拔保护森林区域的HQI值仍保持相对较高,但处于流域下部的城市扩张和农业用地增加区域,其栖息地条件明显恶化。栖息地质量类别分解表明,HQI低和非常低的区域比例随时间增加,表明其生态条件显著退化。
对不同土地利用类型的分析显示,森林是所有情景下HQI值较高的主要原因,而草地、耕地和城市区域在未来预测中表现出明显的栖息地质量下降趋势。特别是草地在基线期高HQI的覆盖率在未来情景中显著减少,这是由于未来预计的耕地和城市土地扩张所致。耕地和城市区域本身具有较低HQI价值,城市扩张与栖息地退化直接相关。这些趋势表明自然栖息地对高强度土地利用和用地碎片化高度敏感,植被覆盖对于维持栖息地质量具有关键作用。

城市用地范围内栖息地质量指数覆盖状况的空间分布,对比展示 (a) 趋势情景与 (b) 悲观情景下的差异。
研究总结
作者得出结论,到2050年土地利用变化可能导致Aguilan和Tabacay河子流域栖息地质量下降,特别是在城市和农业扩张情景下。诸如Cubilan森林等保护区表现出较强韧性并保持较高HQI,突显了保护区的重要性。研究强调需要政策积极干预,包括加强现有保护机制和制定土地利用法规,以限制栖息地退化并实现社会经济发展与生态保护之间的平衡。作者还指出,InVEST模型在高山赤道背景下的创新性应用,并建议未来研究将气候变化变量及更多生态与社会经济因素纳入分析,以支持更有力的土地利用规划和生态系统管理决策。
阅读英文原文:https://www.mdpi.com/2673-4834/6/1/10
Earth 期刊简介
Earth (ISSN 2673-4834) 期刊发表综述、常规研究论文和简报。期刊旨在鼓励科研人员尽可能详尽地发表其实验与理论研究成果。因此,期刊对论文的最大篇幅不作限制,要求完整呈现实验细节以确保研究结果的可复现性。特别欢迎涉及新颖且具创新性的研究提案和思路的稿件;支持将完整计算流程、实验步骤的电子文件或软件以及源代码作为补充材料提交。
期刊主题领域包括但不限于:气候变化与环境效应;大气/水体/土壤质量与污染防治;自然资源管理与生态保护;生物多样性保护与生态系统服务;环境健康与灾害风险评估;可持续发展与城乡系统韧性;环境研究的技术创新与数据科学应用;人类健康与环境系统交互;粮食安全的环境驱动机制;土地利用转型的生态响应;极端事件与复合风险研究等。
期刊主编
Prof. Dr. Charles Jones
加州大学圣塔芭芭拉分校地理系
Interests: climate variability; climate change; predictability; monsoons; regional modeling; extreme fire-weather (气候变率;气候变化;可预见性;季风;区域建模;极端火灾天气)。
投稿优势
Earth 期刊目前已被Scopus、ESCI (Web of Science)、AGRIS、GeoRef等多个重要数据库收录,JCR分区位于Q2, Citescope分区位于Q1。
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土地利用变化
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自然灾害
粮食—环境关联
环境健康风险
城市可持续发展
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Earth 第一届国际地球科学在线会议通知
The 1st International Online Conference on Earth Science (IOCEA2026),将于2026年9月2日至4日在MDPI会议平台Sciforum上在线举办,本届电子会议主席由Charles Jones教授、Hossein Bonakdari教授以及Riccardo Buccolieri教授共同担任。
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