Going with the grain: 精细尺度保护地役权数据集对比研究 —— 解开土地保护数据谜题

【字体: 时间:2025年04月03日 来源:Landscape Ecology 4.0

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  当前,私人土地保护对维持全球生物多样性愈发关键,保护地役权(CEs)成为重要手段。但国家保护地役权数据库(NCED)存在缺陷,为解决此问题,研究人员对比 NCED 和精细粒度保护地役权数据集(GCED),发现二者在多方面存在差异,该研究为合理选择数据集提供参考。

  在全球生物多样性保护的大背景下,私人土地保护的重要性日益凸显。随着气候变化的加剧,物种灭绝的风险不断上升,保护地役权(Conservation Easements,CEs)作为一种在私人土地上实现生物多样性保护的有效方式,正被广泛应用。它通过私人契约的形式,在不购买整块土地的情况下,限制土地的某些开发利用,从而达到保护土地生态功能的目的。
然而,目前用于研究和管理 CEs 的数据却存在诸多问题。国家保护地役权数据库(National Conservation Easement Database,NCED)作为美国唯一的全国性公开 CEs 数据库,虽然在一定程度上提供了数据支持,但因其完全基于自愿参与,导致数据存在明显的缺陷。例如,数据完整性在地理和时间上存在差异,缺乏 CEs 修正案的历史信息,部分数据缺失严重,这使得研究人员难以准确追踪、监督和规划 CEs,也给相关研究带来了很大的困扰。

为了解决这些问题,来自美国多所高校和研究机构(包括克莱姆森大学、南卡罗来纳大学等)的研究人员 Caitlin S. Dyckman、Stella Watson Self 等开展了一项对比研究,旨在评估 NCED 和精细粒度保护地役权数据集(Granular Conservation Easement Datasets,GCED)的差异,并分析它们在不同研究目标中的实用性。该研究成果发表在《Landscape Ecology》杂志上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种技术方法。首先,通过系统的文献回顾,梳理了使用 NCED 数据的相关研究。其次,构建 GCED 数据集,从美国六个州的十二个县的记录员办公室收集了 1997 - 2008/2009 年间的 CEs 数据,并开发了独立的编码工具。最后,运用空间分析技术,包括创建 NCED 子集、进行空间几何匹配、计算 Jaccard 相似系数以及开展 Ripley’s K 函数、Average Nearest Neighbor(ANN)和 Global Moran’s I 等空间统计分析。

研究结果


  1. 对 NCED 的依赖:研究人员通过系统回顾文献发现,2007 - 2022 年间,有 42 项研究使用了 NCED 数据,其中大部分研究聚焦于 CEs 的空间特征,如重叠区域分析(66.7%)、保护区 / CEs 面积计算(83.3%)等。然而,许多研究没有充分认识到 NCED 数据的缺陷,57.1% 的研究既未承认其缺点,也未通过其他数据源进行修正。
  2. 空间和内容比较
    • NCED 属性完整性:研究证实 NCED 存在信息缺失问题,如 CEs 建立年份和报告面积等关键属性缺失严重,且这些缺失在不同年份无规律可循,这对依赖这些数据进行的分析产生了严重影响。
    • 内容比较:GCED 和 NCED 的属性类别总体相似,但在 CEs 目的子类别、CEs 持有人类型等方面存在差异。例如,GCED 的 CEs 目的分类更细致,而 NCED 通过 GAP 状态和 IUCN 类别对使用强度进行分类。在 CEs 持有人类型上,两者只有部分类别相似。
    • 面积、数量和空间比较:在比较 GCED 和 NCED 子集 A 的 CEs 面积、数量和空间配置时,发现两者存在显著差异。多数县的 GCED 和 NCED 子集 A 的 CEs 数量不匹配,GCED 的数量在多数县超过 NCED 子集 A;CEs 空间配置也不同,通过 Jaccard 相似系数评估,部分县的空间相似性较低。

  3. 分析结果差异:通过对两个数据集进行 Ripley’s K 函数、ANN 和 Global Moran’s I 等空间统计分析发现,不同数据集的分析结果存在差异。如在 Global Moran’s I 分析中,四个县使用 GCED 和 NCED 子集 A 得出的结果不同,这表明数据集的选择会影响空间分析的结论。

研究结论与讨论


该研究通过定性和定量分析,揭示了 NCED 存在的诸多局限性。这些局限性不仅影响了对 CEs 的准确分析,还可能导致在法律、保护生物学和空间分析等多个领域产生错误的结论。例如,在法律层面,NCED 对相邻但目的和建立日期不同的 CEs 处理不当,可能会混淆重要属性;在保护生物学方面,将不同目的的 CEs 视为一个,可能会高估景观价值,影响保护工作的有效性。

此外,研究还指出,使用 NCED 进行分析时,必须谨慎考虑其局限性,根据研究目的选择合适的数据集。对于全国性规模的评估,NCED 可能提供更广泛的地理覆盖,但对于更本地化的区域研究,需要构建类似 GCED 的数据集或对 NCED 进行补充,以确保数据的准确性和分析结果的可靠性。

总之,该研究强调了生成更完整 CEs 数据集的重要性,为后续研究和土地保护工作提供了重要的参考,提醒研究人员在使用 NCED 数据时要充分认识其局限性,并采取相应的措施加以修正,以避免得出错误的研究结论,为土地保护和生物多样性保护提供更科学、准确的数据支持。
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