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《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）提出的“3030目标”旨在到2030年将全球陆地和海洋的有效保护面积提升至30%。与其他陆生脊椎动物类群（如哺乳动物和鸟类）相比，两栖动物作为最受全球变化威胁的类群，其受关注度和保护程度却较低，补足这个保护缺口将助力实现“3030目标”。
从宏观上厘清两栖动物多样性的空间分布格局对填补保护缺口尤为重要。生物多样性是一个多维概念，包括但不限于分类多样性（Taxonomic diversity）、功能多样性（Functional diversity）、系统发育多样性（Phylogenetic diversity）等关键维度。其中，功能多样性正在成为生物多样性评估和保护不可或缺的一个重要方面，是生态系统功能的最佳预测指标，保护功能多样性不仅有助于维持生态系统的稳定性和恢复力，还能提高生态系统适应环境变化的能力；而系统发育多样性可揭示物种间的进化差异，对其有效保护是保存物种进化信息和维持物种遗传多样性的关键。过去大多数研究都侧重于描绘分类多样性的空间格局，但更为科学有效的生物多样性保护规划须同时涵盖上述多个维度的信息。
针对上述科学问题，中国科学院成都生物研究所生物多样性建模团队通过系统全面地整理汇编了469个中国两栖动物物种（尤其是近十年来新发现物种）的空间分布、涉及物种生长、繁殖和栖息地偏好等的17个重要功能性状和系统发育信息，在0.5度分辨率的空间尺度下构建了不同物种组（包括所有种、特有种和濒危物种）的分类、功能和系统发育多样性的空间分布格局。研究提出了一种衡量保护差距的新指数——保护缺口指数（Conservation gap index, CGI），可通过综合考虑多维生物多样性信息、物种濒危等级和自然保护区空间覆盖比率，在宏观大尺度上以0~1之间的连续概率定量描述每个规划单元的保护缺口高低。与传统阈值依赖型指标相比，CGI指数具有不受阈值选择影响、不受规划单元大小影响和高度可拓展性的特点，具有广泛应用前景。
研究表明，中国两栖动物的分类、功能和系统发育多样性的空间分布具有明显的地域差异性，三者的共同热点集中在我国南方的湿润山地区域。基于CGI指数的多目标策略分析表明中国两栖动物保护缺口较大的区域主要集中在热带和亚热带湿润阔叶林、温带阔叶林和混交林等生态群落，尤其体现在广西大瑶山区域。研究进一步指出对我国的长江流域、珠江流域和东南流域大约140万平方公里的森林、灌木、水体和湿地（两栖动物的主要生境）进行严格保护可助力实现“3030目标”，因为这些区域具有较高的两栖动物多维多样性，濒危物种和特有物种的比例相对较高，且现有自然保护区的覆盖率较低。此外，若对上述流域大约40万平方公里的农田和草地（两栖动物的次要生境）进行可持续管理，比如，通过减少施用有害化学用品、保护对两栖动物繁殖至关重要的小池塘等措施，可大大减少需严格保护的主要生境面积需求。
综上所述，研究提出的针对特定栖息地的保护规划是保护两栖类小型动物行之有效的手段之一。通过系统整合多维生物多样性空间分布、物种栖息地特征、土地利用与覆盖、自然保护区分布等多源大数据，研究提出的系列保护优化措施将为促进全球实现“3030目标”助力。相关成果以“Habitat-specific conservation priorities of multidimensional diversity patterns of amphibians in China effectively contribute to the ‘3030’ target”为题，近日发表于《Science of The Total Environment》。
中国科学院成都生物研究所生物多样性建模团队负责人陈有华研究员和国家林业和草原局-中国科学院国家公园研究院徐卫华研究员共同指导了该项工作。中国科学院成都生物研究所博士研究生章文艳为论文第一作者，廖梓延博士为论文通讯作者。该研究获得“十四五”国家重点研发计划“自然保护地保护成效与空间优化技术”（2022YFF1301404）、国家自然科学基金（32201424和31901221）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZK0303）、中国科学院战略性先导科技专项（B类）（XDB31000000）及博士后面上项目（2022M713073）的联合资助。
图1 中国所有（A、B、C）、特有（D、E、F）和濒危（G、H、I）两栖动物物种的分类、系统发育和功能多样性空间分布格局
图2 中国9个生物群落（A）和2729个自然保护区的空间分布（B）。自然保护区覆盖每个规划单元的面积比率（C）；综合纳入三维多样性计算的每个网格单元的保护缺口指数（CGI）（D）；CGI值排名前十的网格单元位置（E）；两栖动物所有种（F）、有尾目（G）和无尾目（H）的物种脆弱性赋分
图3 基于保护缺口指数（CGI）和栖息地偏好规划的多目标空间分析流程