本文发表在国际权威期刊Journal of Environmental Management 2021年第299卷，第一作者为清华大学建筑学院博士生彭钦一，通讯作者为清华大学国家公园研究院院长、建筑学院景观学系主任杨锐。本研究提出了一种在大尺度区域内定量评价生物多样性保护与人类活动冲突风险的新方法。以往关于保护冲突的评估主要使用叠图法和基于参与式制图的定量方法，不利于进一步精细化的保护冲突管理。本研究从冲突风险的定义入手，在IUCN物种红色名录空间分布数据的基础上，进一步细化中国境内分布的2493种濒危脊椎动物的适宜栖息地，使用Zonation软件计算中国陆域范围的生物多样性保护价值，再结合人类活动强度，得到“潜在冲突强度”和“偏好冲突”两个指标，形成中国陆域保护冲突风险指数，从而绘制中国陆域生物多样性保护冲突的连续谱地图，识别国家、省域、区县尺度的冲突风险热点区域。研究认为32.86%的中国陆域面积需要在不同级别的行政管理中特别关注保护冲突的管理。通过系统的文献检索，收集了中国国内实际发生生物多样性保护冲突的96处案例点，对冲突风险的识别结果进行验证。研究提出的生物多样性保护冲突定量评价方法，能够识别不同尺度的行政单元内保护冲突管理的重点区域，为有针对性的自然保护地管理、国土空间规划提供参考，并为中国2020年后生物多样性保护目标的实现以及中国的可持续城镇化提供科学依据。同时，该方法具有一定的普适性，因此有潜力推广运用于其他国家，以及全球尺度的保护冲突研究。

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研究背景

全球生物多样性下降促使人们呼吁制定雄心勃勃的生物多样性保护和保护区 (PA) 覆盖目标，以解决扩大生物多样性的需求，保护一些由人类主导的景观。在《生物多样性公约》中提出要保护至少30%的地球，重点关注的是对生物多样性特别重要的地区。人类活动被视为生物多样性的主要威胁，并可能在土地利用和人与野生动物相互作用等领域引发生物多样性保护冲突，确定生物多样性保护可能与当前人类活动发生冲突的地方对于这些地区的主动规划和管理非常重要。

在空间上评估这些冲突最广泛使用的方法是重叠法（常与土地利用适宜性或土地利用变化分析相结合，可大规模应用，只能产生定性结果）和来自公众参与 GIS 数据的冲突二维模型（PPGIS）（仅限于具有离散和不完整输出的局部规模）。由于人类活动的强度是连续的，每一块土地都在一定程度上受到人类活动的影响。同时，每块土地都有其对生物多样性的价值。因此，保护冲突的风险也被视为一个连续体。然而，仍然缺乏揭示大范围地区冲突风险连续性的定量方法。填补这一研究空白的意义重大，特别是对于决策者确定需要特别关注的区域并正确实施保护行动。

本研究提出了一种新的量化模型来衡量生物多样性保护与当前人类活动之间的冲突风险，主要探讨以下问题：

（1）建立和验证大范围地区冲突风险评估的量化模型，并以中国为例对冲突风险进行量化；

（2）探索中国冲突风险热点的空间格局；

（3）评估潜在冲突的影响，为中国的空间规划和保护规划提供建议。

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冲突风险评估的量化模型流程图

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研究材料与方法

2.1 数据收集和处理

（1）生物多样性：利用DEM数据和土地覆盖数据绘制了分布在中国的600个哺乳动物、372个两栖动物、268个爬行动物和1253个鸟类的适宜栖息地，称为栖息地区域（AOH）；剪裁了分布在中国的42个生态区，分配了每种土地覆盖类型的自然度值（即农田 = 0.2；森林 = 1；草地 = 0.9；灌木地 = 0.9；湿地 = 1；水 = 1；苔原 = 1；不透水表面 = 0.05；裸地= 0.9；雪/冰 = 1)。

（2）人类活动：从荒野连续统图中推导出人类活动强度（HAI）指标，综合公路/铁路密度、居民点密度、人口密度、土地利用的生物物理自然性、距居民点距离、距公路/铁路距离。

（3）保护区：改进了来自世界保护区数据库 （WDPA）的保护区分布数据，通过比较从政府收集的 PA 边界。合并重叠特征后，共收集到 848 个保护区，占中国陆地面积的 14.77%。

数据处理和分析在ArcGIS 10.2 中使用 Albers 等面积圆锥投影进行。所有栅格文件的像素大小为 1 km × 1 km。

2.2 评估生物多样性保护价值（BCV）

使用 Zonation 绘制了中国的BCV。

2.3 评估生物多样性保护与人类活动之间的冲突风险

每个网格单元的冲突风险指数(CRI)由潜在冲突强度(PCI)和偏好冲突(PC)确定。PC 得分反映了行政单位在保护方面的分歧程度，而PCI反映了潜在冲突的严重程度。为了评估 PCI 得分，我们将每个网格单元的HAI 和 BCV 总结为：

PC 得分的评估从测量每个单元中保护的潜在支持和反对开始。我们认为 BCV较高的地区更需要保护，而 HAI较高的地区的保护更有可能受到更高成本和保护反对的阻碍。对于每个网格单元，通过使用自然断点法对BCV 进行切片来确定潜在支持的得分，而通过切片 HAI 来确定潜在反对的得分。为了减少与切片数量（N）相关的不确定性，我们使用蒙特卡罗方法生成每个网格单元的 PC 得分 500 次。在每一代中，N 是一个从 100到 10,000 的随机数。然后，通过以下公式计算每一代的 PC得分：

其中 PCi 是第 i 代（i ≤ 500）中每个网格单元的偏好冲突指数，Psi 是归一化为 0-1 后潜在支持的得分，Poi 是归一化为 0-1 后潜在反对的得分。

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中国的生物多样性保护价值和人类活动强度图。(a)由分区法评估的生物多样性保护价值；(b)由荒野连续图得出的人类活动强度

2.4 评估生物多样性保护与人类活动之间的冲突风险

采用了经典定义，即风险是通过后果的概率和严重程度来衡量的。因此，CRI得分通过以下公式计算：

其中 CRIi 是第i 代每个网格单元的冲突风险指数，PCi 是第 i 代每个网格单元的偏好冲突指数。最后，将 500 个结果的平均值作为每个网格单元的冲突风险：

2.5 评估模型的敏感性和准确性

对于敏感性分析，由于CRI连续谱图的不确定性主要来自每一代 N 的数量，计算了 500 个CRI 结果的标准偏差，以显示模型的整体敏感性。

为了验证冲突风险评估的准确性，在知网中进行了相关文献检索。收集了96 个具有发生冲突的特定位置信息的参考站点。为了反映不同治理水平下冲突管理的缺位区域，采用自然断点法将CRI连续图分为4类（最高冲突风险、高冲突风险、低冲突风险和最低冲突风险）。将冲突风险热点定义为在任何一个尺度上被确定为最高冲突风险和高冲突风险的区域。为了减少参考点位置不准确带来的误差，认为如果参考点的2 km缓冲区中存在冲突风险热点，则该参考点可以被成功识别。

2.6 评估潜在冲突的影响

首先计算了有多少人和物种生活在冲突风险热点地区，以揭示这些地区在空间规划中的重要性。然后，用PAs覆盖热点地区，评估在热点地区设置PAs的可行性，并探讨PAs的大小与CRI平均得分(MCRI)之间的关系。最后，为了进一步说明潜在冲突对生物多样性保护的影响，采用等面积法将BCV划分为10个级别，并计算了MCRI和冲突风险热点在每个BCV级别中所占的比例，以显示MCRI与BCV之间的关系，为2020年后生物多样性保护策略提供参考。

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研究结果

3.1 冲突风险在中国的分布

中国的CRI平均得分为0.255，最高得分为3.656。从空间格局来看，CRI得分较高的区域主要分布在沿海地区、台湾岛、海南岛、长江经济带和四川盆地周边地区。CRI得分高的地区与中国“十四五”规划提出的城市化愿景有着相似的空间格局，尤其是黄河以南城市群。

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中国的冲突风险连续图

模型的灵敏度和准确性500代的标准偏差，最大标准偏差约为 0.017，因此非常低。这表明CRI评分几乎不受N个数的影响。在96个参考站点中，83个站点，即86.46%的站点被完全识别为冲突风险热点（56个被识别为1级冲突风险热点），表明我们结果的准确性很高。

3.2 中国冲突风险热点空间格局

冲突风险热点占中国陆地面积的32.86%，主要分布在胡焕庸线东南侧。冲突风险热点可分为2个等级，1级（四川盆地周边地区和沿海地区）和2级（南方）冲突风险热点分别占8.13%和24.73%，保护与开发之间的权衡可能特别复杂。

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中国一级和二级冲突风险热点空间分布

3.3 潜在保护冲突的影响

超过 5.86 亿人生活在冲突风险热点地区，占中国人口的42.98%，超过2.28亿人生活在1级热点地区。冲突风险热点地区有2456种物种有合适的栖息地。其中，88种仅分布在热点地区。与保护区和中国陆地的平均物种丰富度相比，冲突风险热点（每平方公里128.77种）和一级热点（每平方公里130.56种）的物种丰富度要高得多。

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冲突风险热点对社会生态系统的潜在影响。(a) 冲突风险热点地区的人口  (b) 冲突风险热点地区的生物多样性

3.4 潜在保护冲突的影响

冲突风险热点的保护区覆盖率仅为10.69%，在中国仍存在重要的保护空白。在现有的保护区中，长江流域和东部沿海的保护区通常具有较高的 MCRI 分数（图6a）。此外，当 PA尺寸减小时，PA 的 MCRI 分数正在增加（图6b）。由于冲突风险热点占保护区总面积的23.81%，存在于91.53%的保护区，因此生物多样性保护与人类活动之间的潜在冲突在保护区内较为普遍。

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中国冲突风险与保护区的关系。（a）PA 的 MCRI 分数；(b) MCRI 分数和 PA 大小之间的散点图（使用常用对数计算后）

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讨  论

4.1 研究的改进之处

本研究为量化生物多样性保护与当前大范围人类活动之间的冲突风险提供了一个量化且广泛适用的模型，中国的例子证明了该模型的高精度和低灵敏度。与重叠方法相比，该模型不仅可以生成潜在冲突的分类图，还可以生成冲突风险的连续图。

模型产生的 CRI得分可以比较任意两个网格单元之间的冲突风险，并降低与分类相关的不确定性。与冲突的二维模型相比，我们的模型使用连续数据作为输入，从而可以量化大尺度区域内每个网格单元的CRI得分。更重要的是，使用二维模型的冲突评估通常分辨率较低，受数据质量的限制而该模型可以提高评估的分辨率。CRI连续统图可以在不同的尺度上使用，以识别在不同治理水平上需要特别关注的区域，与单一尺度的评估相比。

4.2 对中国可持续发展的影响

（1）为实现有效保护，MCRI得分较高的单位应分配更多的单位面积管理资源。由于小型保护区更容易受到潜在冲突的影响，因此需要更具创新性和包容性的管理。

（2）冲突风险高的地区通常不适合设立保护区。在大多数冲突风险热点地区，设置保护区可能会影响到许多人类利益并引发激烈的争议，然而缺乏保护措施可能会对重要的生物多样性特征造成破坏，这是一种困境。为实现2020年后生物多样性目标，冲突风险热点，特别是一级热点，应优先纳入国家生物多样性战略和行动计划，并在相应层次的空间规划中予以强调。

（3）应制定积极的战略以防止冲突爆发并实现保护和发展的双赢局面，例如，其他有效的基于区域的措施(OECM) 、土地利用、参与式治理、生态走廊建设和多功能景观。

（4）由于气候变化可能会改变生物多样性的分布和人类活动的方式，同时土地覆被变化受到复杂驱动因素的影响，综合监测系统在热点地区对于了解土地利用变化的机制具有重要意义，并有助于动态治理。

（5）CRI得分高的区域与城市群具有相似的空间格局，因此需要更加关注。尤其是珠江三角洲和长江三角洲，它们承受着城市扩张的巨大压力。对于中央政府来说，一些行政单位的空间规划，如长三角城市群的县以及广东省应格外重视。

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不足与展望

在本研究中，虽然将 IUCN的分布数据细化为AOH，这是在大范围地区可获得的最佳数据，但不可避免地存在误差。CRI 分数只反映了当前人类活动下发生冲突的可能性。CRI 得分高的地区面临更高的冲突风险，但在当地人民和政府的努力下，也很有可能成为和谐景观。实际上，一些热点已经得到了成功的治理，已经成为人与自然和谐相处的景观原型。

未来有必要进一步探索热点地区土地覆被变化的复杂机制，总结出考虑社会-生态系统复杂性的有效治理模式。预测不同气候变化和土地利用情景下冲突风险的空间分布，对于实践也具有重要意义。本研究收集了尽可能多的实际发生冲突的参考站点，以显示评估的高精度，尽管它可能仍然不全面。未来关于特定冲突案例的数据收集和研究可以帮助验证和改进评估。

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Peng, Q., Yang, R., Cao, Y., Wang, F., Hou, S., Tseng, T.-H., Wang, X., Wang, P., Zhao, Z., Yu, L., Locke, H., 2021. One-third of lands face high conflict risk between biodiversity conservation and human activities in China. Journal of Environmental Management 299, 113449.