由华东师范大学、安徽师范大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）等国内外多家科研单位合作完成的研究论文《Extensive terrestrial biodiversity threats from global hillside urban expansion》发表在Nature子刊《Nature Cities》。华东师范大学地理科学学院、地理信息科学教育部重点实验室余柏蒗教授为最后一位通讯作者（Last corresponding author），安徽师范大学黄昌教授和澳大利亚CSIRO皋磊研究员为论文共同通讯作者；安徽师范大学施开放教授和武汉大学伍亿真博士生为论文共同第一作者；澳大利亚迪肯大学Brett A. Bryan教授，福州大学陈佐旗副研究员等为论文的合作者。论文结合夜光遥感、Globeland30、物种分布等数据，在全球范围内系统评估了近20年城市爬坡对自然栖息地丧失、破碎化以及濒危物种生存危机的影响。论文由国家自然科学基金项目（编号42371332和42101345)等资助。
Citation Information
Kaifang Shi, Yizhen Wu, Xiufeng Sun, Yuanzheng Cui, Zuoqi Chen, Lisheng Song, Fengman Fang, Weidong Cao, Jinji Ma, Chang Huang*, Lei Gao*, Bailang Yu*, Brett A. Bryan. Extensive terrestrial biodiversity threats from global hillside urban expansion. Nature Cities (2025). https://doi.org/10.1038/s44284-025-00316-9.
01问题提出
随着全球城市化进程持续推进，平地资源日益稀缺，城市发展逐渐向山坡地（丘陵、山地等）等生态敏感区延伸，这一过程被称为“城市爬坡”。山坡地生态脆弱，一旦开发极易导致自然栖息地破碎化和物种生存危机。然而，当前仍缺乏全球城市爬坡对陆地生物多样性影响的系统性评估，难以支撑面向2020后全球生物多样性框架的可持续土地治理决策。基于此，本研究结合夜光遥感、Globeland30、物种分布等数据，在全球范围内系统评估了近20年城市爬坡对自然栖息地丧失、破碎化以及濒危物种生存危机的影响。
02解决方法
（1）城市爬坡识别与验证。聚焦2000-2020年非城镇用地向城镇用地的转化过程，再依据地形差异区分并定义城市爬坡与平地城市扩张。为确保数据可靠性，研究基于全球网格进行样本抽取，共获取数万个验证样本，借助夜光遥感以及Google Earth Pro高分辨率影像进行目视识别，统计正确分类样本比例，以此验证城市爬坡识别精度。
（2）自然栖息地流失计算。将城市爬坡导致的自然栖息地流失定义为2000年山坡栖息地在2020年转化为城镇用地的面积，通过空间叠加分析将2000-2020年城市扩张范围与2000年自然栖息地分布叠加。此外，通过计算山坡栖息地流失率与山坡栖息地转化率，明确城市爬坡对栖息地丧失的侵占率。
（3）栖息地破碎化分析。以斑块平均面积（MPS）为核心指标，通过将高精度栖息地地图聚合到3公里网格尺度，分别计算2000年与2020年MPS值，对比两者差值判断破碎化趋势（差值为负即破碎化加剧），再统计破碎化呈上升趋势的网格比例，以此量化城市爬坡对栖息地破碎化的整体影响强度。
（4）城市爬坡对生物多样性威胁的评估。基于“城市扩张侵占栖息地会威胁物种生存”的逻辑，通过将城市爬坡范围与受威胁物种分布的空间叠加，判断物种是否受影响，进而计算受城市爬坡影响的受威胁物种总数与受影响比例，直观呈现城市爬坡对不同区域、不同类群物种的威胁程度。
（5）未来生物多样性保护目标达成度测算。基于五种社会经济情景的未来城市爬坡预测数据，设定弱、中等、雄心三类保护目标（对应不同受威胁物种比例上限），评估2030年与2050年全球各国及生物多样性热点地区达成目标的情况。
03研究结果
（1）全球城市爬坡时空变化
2000–2020年间，全球城市爬坡面积达1165万公顷，占全球城市扩张总面积的17.42%。亚洲、北美和欧洲是城市爬坡面积最大的三个洲，而南美洲的城市爬坡比率最高（24.46%）。中美两国的城市爬坡面积位居全球国家前列。值得注意的是，尽管生物多样性热点区仅占全球陆地面积的2.4%，却承受了全球35%的城市爬坡，表明城市化压力正急剧向生物多样性热点区转移。
图1全球城市爬坡时空分布
（2）城市爬坡导致的自然栖息地流失与破碎化
城市爬坡共导致673万公顷自然栖息地流失，占全球城市化所致栖息地损失总量的24.07%。森林、草地和灌丛是受影响最严重的生态系统。值得注意的是，山坡地灌丛的平均损失率为42.26%，且城市爬坡导致的栖息地破碎化程度显著高于平原地区。
图2 城市爬坡对自然栖息地的影响
（3）城市爬坡对陆地濒危物种的影响
全球范围内，城市爬坡直接影响了6666种陆地濒危物种，占总数的70.14%。鸟类和哺乳类受影响最为严重，受影响比例分别达81.75%和81.18%。印尼、巴西和中国是受影响物种数量最多的国家。在生物多样性热点区中，热带安第斯、印缅区和中美洲区受影响物种数量最多，而高加索、伊朗-安纳托利亚和中亚山区则物种受影响比例最高。
图3 城市爬坡对陆地濒危物种的影响
（4）未来城市爬坡对2020年后生物多样性议程目标达成的潜在影响
预测至2030和2050年，多数国家和生物多样性热点区难以实现中度及以上生物多样性保护目标。即使在最乐观的SSP1路径下，也仅有少数热点区有望实现“强目标”。到2050年，预计有53个国家无法达成任何等级的保护目标，生物多样性热点区中有69%无法实现中度目标。
图4 不同情景下城市爬坡对生物多样性的威胁及其保护目标实现评估
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