加速全球山地森林的消失威胁到热带生物多样性热点地

Article全球山区森林流失加速威胁生物多样性热点图形抽象亮点d全球山区森林流失正在迅速加速d农业 ， 火灾和商业林业是山区森林损失的主要原因d热带山地森林受到的影响最大 ， 发生在关键的生物多样性地区d保护区减少了生物多样性热点地区的山林损失Authors何欣悦 ， 艾伦 · D · 齐格勒 ，保罗 · R · 埃尔森 ，... ， 约瑟夫 · 霍尔顿 ， 多米尼克 · 斯普拉克伦 ， 曾振中通信简而言之在过去的二十年中，包括在热带敏感的生物多样性热点地区，全球山区森林的损失显着加速。虽然保护区在防止森林减少方面是有效的，但在全球剩余的山区森林中需要新的适当设计和管理的保护区，以减少与森林使用压力增加相关的生物多样性影响。通过清楚地了解山区森林丧失的当前趋势和驱动因素，我们希望为旨在保护重要的山地森林生态系统的保护工作提供信息和支持。He et al., 2023, One Earth 6, 303 - 3152023 年 3 月 17 日ª2023 Elsevier Inc. https: / / doi. org / 10.1016 / j. onear.2023. 02.005ll 社会科学由于对气候变化和人为压力的敏感性，山区森林目前在许多地区正在发生巨大变化，这将成为山区物种的主要威胁。因此，需要有关哪些山脉遭受的森林损失最多，生物多样性受到的影响程度以及当前保护区是否有效的信息。我们对山地森林损失的全球分析表明，21 世纪初山地森林损失正在加速。造成损失的主要原因是商业林业，农业和野火，但全球格局不同。不幸的是，在许多作为生物多样性热点的山区发生了严重的森林损失。然而，大多数国家的保护区在一定程度上有效地防止了这些热点地区的森林流失。开发和管理其他适当设计的保护区应有助于改善生物多样性保护和森林管理。 llArticle全球山区森林流失加速威胁生物多样性热点何欣悦,1Alan D. Ziegler,3Paul R. Elsen,4于峰,1Jessica C. A. Baker,2石井梁,1约瑟夫 · 霍尔登,6Dominick V. Spracklen,2和曾振中1*1南方科技大学环境科学与工程学院 ， 深圳2英国利兹大学地球与环境学院3泰国清迈 Mae Jo 大学渔业和水生资源学院4野生动物保护协会 ， 全球保护计划 ， 布朗克斯 ， 纽约 ， 美国5香港大学土木工程系 ， 香港6英国利兹大学地理学院7引线触点* 通讯 ： zengzz @ sustech. edu. cn https: / / doi. org / 10.1016 / j. onear.2023. 02.005SUMMARY在某些地区，森林丧失的边界已侵占山区。然而，山区森林损失的全球分布是不确定的，山区是世界上 85% 以上的鸟类、哺乳动物和两栖动物的家园。在这里，我们结合了多个数据集，包括全球森林变化和选定的物种分布，以检查时空模式，驱动因素和山区森林损失的影响。我们发现，在 2001 年至 2018 年期间，损失了 78 Mha 的山地森林，年度损失显着加速，最近的损失是本世纪初的 2.7 倍。山区森林损失的主要驱动因素包括商业林业、农业和野火。森林损失最大的地区与重要的热带生物多样性热点地区重叠。我们的结果表明，山区生物多样性热点地区的保护区的损失率低于其周围环境。增加山区保护面积应该是未来保护山地森林和生物多样性的核心。INTRODUCTION山脉对世界陆地生物多样性至关重要，因为它们为世界上 85% 以上的鸟类、哺乳动物和两栖动物物种提供了栖息地。 1 山地森林是地理分布较小的大量稀有和濒危物种的重要避难所 ，使它们代表具有高度保护意义的区域。 2 由于许多山地物种的范围狭窄，3 即使相对较小的森林栖息地减少也可能增加其风险。灭绝。不幸的是，森林的丧失和退化对依赖全球特定微环境的森林居住物种的持久性构成了重大威胁。 4 此外 ，气候变化迫使许多山地物种迁移到更高的海拔以寻找合适的栖息地，5, 6，但它们这样做的能力可能受到地形限制和栖息地完整性的限制。 7 因此，了解全球山区森林流失的动态对于预测和减轻对敏感森林物种的潜在影响至关重要。One Earth 6, 303 - 315, 2023 年 3 月 17 日ª2023 年 Elsevier Inc. 303 llArticle山区森林的损失在历史上在许多地区都是有限的，因为高海拔和陡峭的斜坡给人类开发带来了物理障碍。 9 因此，大多数森林开发发生在更容易进入的低地地区，以获得各种活动 ，包括伐木和农业。 10 - 12 然而，自 21 世纪之交以来，山区森林被越来越多地用于木材和木材产品，以及支持新兴的农业系统，如繁荣作物和树木种植园，例如在东南亚。这些活动重塑了山地森林，有可能减少避难所地区的面积和数量，增加了森林灭绝的风险，并在 2011 年出现了更高的森林损失，导致了更高的森林损失，并在全球范围内增加了 1因此，需要在 21 世纪进行更广泛的全球分析 （ 具有共同的分析框架 ），当时有证据表明森林流失的前沿正在侵蚀山区，以准确了解全球山区森林流失的模式，趋势，驱动因素和影响。这些信息对于将来制定有效的生物多样性保护和森林管理策略至关重要。在这里，我们对 21 世纪前 20 年的全球山区森林损失进行了全面评估。我们首先评估了全球山区的森林损失模式，并确定了显示再生迹象的地区比例。其次，我们确定了在一系列海拔梯度中，生物多样性热点区域内的森林损失程度，因为海拔调节了生物物理气候影响 17，因此有可能重塑预期的物种对气候变化的反应。 19 第三，我们估计了保护区 （ PA ） 及其周围山区生物多样性热点区域内山区森林损失的分数。我们还通过将我们的山区森林损失图和统计数据与其他最近开发的土地利用图进行比较，研究了山区森林损失的驱动因素。 20 我们发现，在 21 世纪的前两个时期，全球山区的年度森林损失显着加速。不幸的是，许多山区森林损失最大的地区与关键的热带生物多样性热点地区重叠。在全球范围内，林业造成了最大的山区森林损失。然而，在生物多样性热点地区，商品农业是东南亚山地森林流失的主要驱动力，而在热带非洲和南美洲，轮作种植尤为突出。我们的结果还强调了 PA 在保护山区森林依赖的生物多样性方面的重要性，并为创建旨在保护森林及其所拥有的生物多样性的特定区域保护建议提供了坚实的基础。Results山地森林变化的模式和驱动因素2000 年 ， 全球山区森林覆盖了 1100 万公顷 （ Mha ） （ 表 1 ） 。 2001 年至 2018 年之间 ， 山区发生了约 78 Mha 的森林损失 ， 自 2000 年以来 ， 全球范围内的相对总损失为 7.1 ％ （ 表 S1 ） 。年平均总损失为 4.3 Mha—1 ， 相当于年 0.39%—1 (Table 1). We found that mountain forest loss was signifi - cantly according worldwide, with a rate at 0.202 Mha yr—2 （ p < 0.01 ） 。重要的是 ， 2010 年前后的森林损失率存在显着差异。山区的年森林损失比 < 3.5 Mha 年增加了 1.5 倍以上—1 在 2001 年至 2009 年至 5.2 Mha 年—1 在 2010 年至 2018 年期间。热带山脉经历了最快速的加速 ， 2010 年之后的年度损失是 2010 年之前的两倍。这种转变可能与农业向高地地区的快速扩张有关 ， 例如在东南亚大陆 ， 14, 15 以及随着低地森林的枯竭或成为加强森林保护的重点 ， 增加了对山区森林产品的开发。在 2001 年至 2018 年之间 ， 全球山区森林损失在 2016 年达到了突出的峰值 （ 比上一年高出约 65 ％ ） 。这种激增主要是由亚洲山地的森林损失驱动的 （ 图 1A ） 。与 2016 年的峰值相比 ， 2017 年和 2018 年的年度山地森林损失有所下降 ， 但这 2 年的年度损失 （ 平均为 6.5 Mha yr—1 ） 与 21 世纪早期相比仍然很高。关键与山地森林损失相关的活动是商业林业 (42%), 其次是野火 (29%), 轮作种植 (15%) 和商品农业 (10%; 图 3A).这些驱动因素与最近报告的全球森林损失活动形成鲜明对比。 20 虽然我们的重点是森林损失，但我们注意到，世界各地的山区森林也取得了实质性进展。使用基于样本的方法，22, 23 我们发现，到 2019 年，在 2001 - 2018 年的某个时候，23.2% (4, 982 个有效像素中的 1, 157 个) 的森林损失区经历了一定程度的树木覆盖率再生 (图 S1; 数据 S1) 。在 2000 - 2018 年的整个期间，每年的山林净损失率 （ 包括森林损失和收益 ） 为每年 0.31 ％ （ 表 1 ） 。全球七个地区中的五个 （ 亚洲 ， 南美 ， 非洲 ， 欧洲和澳大利亚 ） 在观察期间经历了山区森林损失的显着加速 ， 北美和大洋洲除外 （ 图 1A ； 表 1 ） 。在 18 年的研究期间 ， 山区森林损失最大的地区发生在亚洲 （ 39.8 Mha ） ， 占比超过全球总数的一半 (表 1) 。山区森林损失的增加主要发生在南亚 (% 30◦N ） ， 其中高人口密度可能对森林覆盖率和完整性产生负面影响。 24, 25 但是 ， 北亚山区森林损失的趋势并不显著 （ 表 1 ） 。我们还发现了亚洲山区森林损失的驱动因素和森林收益比例的明显区域差异 （ 表 1 和 S1 ） 。北亚山区森林损失 （ > 30◦N) 主要归因于野火 (例如 ， 俄罗斯) ； 该地区只经历了一小部分森林收益 (~15%) 。相比之下 ， 南亚的山地森林损失是由商业驱动的304 One Earth 6, 303 - 315, 2023 年 3 月 17 日 ~ llArticle表 1. 不同地区 / 气候的山地森林覆盖变化 （ 2000 - 2018 ）2000 年山地森林面积山林总损失年度相对山山地森林损失加速山地森林增益比例年净率山林Region(Mha)2001 - 2018 (Mha)森林损失 (%)(10—2 Mha 年—2(%)损失 （ 每年% ）亚洲560.539.80.3912.2 (a)27.00.30北亚255.814.10.311.014.90.27南亚304.725.70.4711.4 (a)39.90.29北美 ab220.518.70.471.515.90.41南美洲158.98.30.291.4 (a)33.20.19Africa66.06.40.542.8 (a)15.40.48Europe71.93.40.260.9 (a)16.40.22澳大利亚15.01.00.380.247.40.20大洋洲7.20.40.320.1 (a)46.70.17全球1,100.078.00.3920.2 (a)23.20.31Tropical436.132.90.4213.1 (a)31.20.30温带419.927.90.374.6 (a)27.30.28北方244.017.20.391.612.50.352000 年的山地森林是基于 2000 年 25 ％ 的树木覆盖率阈值 （ Mha ） 的山地森林面积。2001 - 2018 年山区森林总损失是该期间的总损失 （ Mha ） 。年相对森林损失 （ 毛额 ） 是该地区 18 年中相对森林损失的平均值 （ = 2000 年的山区森林损失 / 山区森林覆盖率 ） （ ％ ） 。山地森林损失加速度是该地区山地森林损失随时间的梯度 （ Mha 年。—2) ， 由年度损失的回归确定 (因变量 ， 这是一个以年为单位的比率—1) 和年份 (独立) 使用泰尔 - 森估计器 ， 因此 ，Mha yr 的单位—2.