《Landscape Ecology 4.0》：Combining occupancy and dispersal models to predict the conservation benefits of land-use change
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为解决在有限资金下评估栖息地创建策略成本效益的问题，研究人员开展了结合占用和扩散模型预测土地利用变化保护效益的研究。结果表明林地创建空间配置影响鸟类种群增长，短期难以实现生物多样性目标。该研究为林地创建策略提供指导。
在全球致力于遏制生物多样性丧失、缓解气候变化的大背景下，土地利用规划中的栖息地创建至关重要。然而，当前约 40% 的地球陆地被农业占据，在这些生产性土地上开展栖息地恢复，必须平衡生态效益与粮食生产、粮食安全之间的关系。对于私有农地，提供经济激励以推动土地管理向保护方向转变十分必要，但公共支出有限，精准预测激励计划的环境效益成为关键。同时，新林地种植位置、规模和空间配置等因素对生物多样性影响复杂，现有研究很少涉及生产力与生物多样性的权衡以及经济因素的作用。而且，获取长期数据困难，林地斑块的占用受多种因素影响，导致预测土地利用变化对生物多样性的影响极具挑战。
为应对这些问题，英国多所高校和研究机构的研究人员开展了一项研究。研究人员利用基于经济主体的模型（ABM）模拟土地所有者对林地创建经济激励的决策，生成不同空间配置的潜在景观。同时，为 10 种林地鸟类构建基于个体的模型（IBM），模拟其在改变后的景观中的扩散和定居情况。研究区域为英格兰中部 25×25 km 的正方形区域，主要为耕地。选择该区域内 10 种最常见的林地鸟类作为研究对象。
研究人员通过以下关键技术方法开展研究：运用 ABM 确定林地种植地块，根据不同规则选择种植公顷数，生成 “已登记” 和 “未登记” 两类场景；构建栖息地适宜性地图，综合考虑多种因素计算每个斑块的适宜性值；使用 RangeShiftR 包模拟鸟类多代扩散和定居，调整相关参数使种群达到平衡。
研究结果如下：
- 已登记场景：每平方公里种植 10 公顷聚集林地的场景下，林地鸟类数量每单位成本的预测增加量显著。5 公顷随机种植和聚集种植对鸟类种群增长影响相似；10 公顷随机种植总体增长较高，但每 10 万英镑支出的效益未提升；10 公顷聚集种植在总体和每 10 万英镑支出上均产生更高的鸟类种群增长。且仅在 10 公顷聚集种植场景下，种群增长百分比与物种的林地专业化程度呈正相关。此外，林地种植带来的种群增长速度因物种而异，通常在增长前会有持续约 10 年的下降，恢复到种植前水平需 13 - 16 年，接近 100 年时才能实现最终增长的 100%。
- 未登记场景：在所有未登记场景中，聚集种植和邻木种植（wood - adjacent planting）对鸟类的益处始终大于随机种植。每平方公里种植公顷数的限制影响聚集种植的斑块大小，随着限制提高，鸟类种群增加更明显，在 5 - 10 公顷时达到最佳效果。在较低种植密度下，邻木种植比聚集种植更有益。
- 敏感性：种植补贴每 10 万英镑总丰度的预测增加量大多对 9 个变量 ±10% 的调整不敏感。±25% 调整时，部分物种对某些变量敏感；±50% 调整时，多数物种对多数变量敏感。
研究结论和讨论部分指出，该研究表明林地创建的空间配置对其生物多样性效益影响重大。聚集种植和邻木种植比随机种植更有利于鸟类种群增长，邻木种植在斑块较小时优势明显，当斑块达到 5 - 10 公顷时，与聚集种植的效益相近。大规模种植对单个物种的效益可能比预期更有限，这与物种在非林地栖息地的密度和林地斑块的适宜性差异有关。同时，研究也存在一定局限性，如模型架构导致部分结果可能与实际生物过程不符，对一些物种的栖息地功能描述不准确等。但总体而言，该研究为林地创建策略提供了重要指导，强调应注重空间配置，保护现有林地，合理设定目标，为相关政策制定和未来研究提供了参考依据。研究成果发表在《Landscape Ecology》上，为该领域的发展做出了重要贡献。
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