2022年3月25日，中国科学院地理科学与资源研究所李广东、方创琳等在《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表题为“Globa limpacts of future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity”的论文，揭示了未来全球城市扩张对生物多样性的多维影响机制。

人类活动导致生物多样性的快速丧失是广受全球关注的重要问题，也是相关研究领域的热点前沿。其中，城市空间快速扩张通过生境转换、退化、破碎化和物种灭绝对全球生物多样性变化产生深远影响。但未来城市扩张对全球生物多样性的多维影响效应却缺少深入理解。

针对上述关键问题，李广东、方创琳等以全球到2100年5种共享社会经济路径（SSP）下城市空间扩张模拟数据为基础，对未来城市扩张对自然栖息地丧失、生境破碎化及物种丰度的影响效应进行了深入分析。

研究结果表明，在SSP情景下，到2100年城市扩张将导致1100万至3300万公顷的自然栖息地丧失（图1），并形成多个全球冷热点区。根据预测，未来美国东北部、南部和西部海岸、几内亚湾沿海、撒哈拉以南非洲等地区可能成为显著热点区。而我国、印度、日本等国家将是显著冷点区（图2）。

图1SSP情境下未来城市扩张导致的栖息地直接丧失

目前主要生物多样性优先保护区内的城市扩张水平预计将高于全球平均水平(例如，世界自然基金会Global200区域内城市扩张比全球平均水平高出37-44%)，对这些关键地区的生物多样性保护将造成冲击。目前全球自然保护区内仍有3.06万平方公里的城市用地（2015年），未来如不加以控制，将增至4.67–8.99万平方公里，全球自然保护区网络的有效性面临巨大挑战。

图2 SSP情景下到2100年全球城市扩张导致栖息地丧失的冷热点区

同时发现，到2100年全球城市扩张将造成大规模的自然栖息地破碎化。城市扩张可能使自然栖息地更接近城市图斑。同时，临近城市区域景观格局也将面临逐步缩小的图斑规模、不断增大的边缘密度以及孤立性（图3）。

图3SSP情景下未来城市扩张对栖息地破碎化的潜在影响

此外，发现其他地类转变为城市用地将使每平方公里格网内的物种丰富度（speciesrichness）降低34%，物种丰度（speciesabundance）降低52%，每10平方公里格网内可能会损失7-9个物种（图4）。因此，在全球可持续发展背景下，迫切需要制定可持续的城市发展路径，以减缓全球城市扩张与生物多样性保护之间的矛盾和冲突。

图4 未来SSP情景下城市扩张导致的生物多样性潜在丧失

中国科学院地理科学与资源研究所李广东副研究员为第一作者，通讯作者为李广东副研究员、方创琳研究员以及中山大学刘小平教授。论文合作者包括美国密歇根州立大学李英杰、中国科学院地理科学与资源研究所王振波、孙思奥、戚伟、鲍超、马海涛、范育鹏、冯雨雪，中南财经政法大学贺三维。研究得到国家自然科学基金创新群体项目（批准号：42121001）和面上项目（批准号：41971207）等资助。

论文信息：Li Guangdong*, Fang Chuanglin*, Li Yingjie, Wang Zhenbo, Sun Siao, He Sanwei, QiWei, Bao Chao, Ma Haitao, Fan Yupeng, Feng Yuxue, Liu Xiaoping*. Global impactsof future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity. Nature Communications, 2022, (13) 1628. 

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29324-2

论文下载：Globalimpacts of future urban expansion on terrestrial vertebrate diversity.pdf