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攝影：Steven David Johnson
生物多樣性是人類生存之本，是地球生命支持系統的核心組成部分，為人類提供了生活資源和生存環境。然而，隨著人口的迅速增長和人類活動的加劇，生物多樣性受到了嚴重的威脅，正以前所未有的速度喪失，成為當今世界性環境問題之一。本期解鎖自然的力量系列長文將重點解讀：基於自然的解決方案 (Nature-based Solutions, NbS) 在提升生物多樣性方面的作用。
全球生物多樣性危機
豐富多樣的生物，是地球經過幾十億年演變進化的結果，也是人類文明發展的基礎。自然對人類的貢獻至關重要，大多數不能被完全替代，有些甚至是不可替代的。例如，全球有20多億人依賴木材燃料來滿足其初級能源需求，約40億人的健康保健主要依賴天然藥物，用於治療癌症的藥物中約70%是天然藥物或源於自然的合成藥品。全球75%以上的糧食作物類型依靠動物傳粉。海洋和陸地生態系統每年的固碳總量相當於全球人為碳排放量的約60%（IPBES，2019）。
攝影：Robert Clark
但近幾個世紀以來，生物多樣性正以前所未有的速度喪失。
從遺傳多樣性層面，在全球範圍內，本地栽培植物和馴化動物種類和品種正在消失，農業系統對害蟲、病原體和氣候變化等威脅的抵禦能力正在喪失。到2016年，在用於糧食和農業的6190種馴養哺乳動物中，有559種（佔9%以上）已經滅絕，至少還有1000多種受到威脅（IPBES，2019）。
從物種多樣性層面，目前全球42％的陸地無脊椎動物、34％的淡水無脊椎動物和25％的海洋無脊椎動物被認為瀕臨滅絕。1970至2014年期間，全球脊椎動物物種種群豐度平均下降了60％（UNEP，2019）。
從生態系統多樣性層面，自然生態系統範圍和健康狀況的全球指標與基線相比平均下降了47%（IPBES，2019）。2010年以來全球森林面積每年減少470萬hm2（FAO，2020）。從1970年到2015年，全球溼地範圍趨勢指數平均下降35%（生物多樣性公約秘書處，2020）。
導致生物多樣性下降的直接和間接驅動因素 | IPBES，2019
人類對土地和海洋的利用方式改變、直接利用生物體、氣候變化、汙染以及外來入侵物種被認為是全球影響自然變化最大的直接驅動因素（按影響程度排列，詳見上圖）。對陸地和淡水生態系統而言，1970年以來土地用途改變是對自然的相對負面影響最大的直接驅動因素，農業擴張、不斷加速的城鎮化進程以及基礎設施擴建，在大多數情況下以犧牲森林、溼地和草原為代價。而氣候變化正日益加劇其他驅動因素對自然和人類福祉的影響（IPBES，2019）。
攝影：Gabe R. DeWitt
生物多樣性、生態系統功能以及自然對人類的許多貢獻持續下降，按照目前的軌跡，大多數國際社會和環境目標將無法實現，例如愛知生物多樣性目標和《2030年可持續發展議程》的目標。2020年，聯合國發布了第五版《全球生物多樣性展望》報告，系統評估了愛知生物多樣性目標所取得的進展。在全球層面，20個目標沒有一個完全實現，只有6個部分實現（詳見下圖）。報告指出，2010-2020年間全球試圖落實愛知2020年生物多樣性保護目標的努力或已全面失敗。同時，生物多樣性和生態系統的持續惡化，將有損80%（44項中的35項）可持續發展目標的實現，這些目標與貧窮、飢餓、健康、水、城市、氣候、海洋和土地等有關（生物多樣性公約秘書處，2020）。
註：愛知生物多樣性目標，2010年在日本愛知縣舉行的《生物多樣性公約》（CBD）第十次締約方大會上，由成員國共同通過的聯合國生物多樣性2020目標，共包括4個戰略目標， 20個具體目標和60項具體要素。
愛知生物多樣性目標及其所含要素的進展情況 | 改編自生物多樣性公約秘書處，2020
中國的生物多樣性保護
中國地域遼闊，自然資源豐富，錯綜的地理條件和氣候因素，形成了複雜多樣的自然生態系統類型，是世界上生物多樣性最為豐富的國家之一（薛達元和張淵媛，2019）。中國擁有全球高等植物總數的10%，居世界第三位，是北半球植物種類最豐富的國家（高吉喜等，2018）。據2015年發布的《中國生物多樣性紅色名錄》，中國共記錄有陸生脊椎動物2914種，哺乳動物種數為世界第一，也是鳥類最為豐富的國家之一。從遺傳多樣性角度，中國生物遺傳資源豐富，是水稻、大豆等重要農作物的起源地，也是野生和栽培果樹的主要起源中心（銀森錄和李俊生，2019）。
黃河源 | 攝影：李全舉
中國高度重視生物多樣性保護，是最早加入CBD的締約方之一。中國已經建立了以自然保護區為主體，風景名勝區、森林公園、溼地公園、水產種質資源保護區、海洋特別保護區等組成的自然保護地體系，正在積極推進以國家公園為主體的自然保護地體系改革，同時實施了如「天然林資源保護」、「退耕還林還草」、「野生動植物保護及自然保護區建設」等一系列重大生態工程，提前實現愛知目標提出的到2020年達到17%的目標。
然而，中國生物多樣性退化的總體趨勢尚未得到根本遏制。《2019中國生態環境狀況公報》顯示，在我國34450種已知高等植物中，需要重點關注和保護的高等植物10102種，佔評估物種總數的29.3%，近危等級2723種。4357種已知脊椎動物（除海洋魚類）、9302種已知大型真菌中，需要重點關注和保護的脊椎動物2471種、大型真菌6538種，分別佔評估物種總數的56.7%、70.3%（生態環境部，2020）。動植物棲息地喪失和碎片化，外來物種入侵危害、資源過度利用與幹擾等問題仍然存在。
NbS推動生物多樣性保護主流化
目前即便是生物多樣性保護和生態修復的範圍和規模都在大幅增加，但自然資源的持續退化仍然為生物多樣性和人類福祉帶來負面影響。
圖片來源： iStock
通過在生物多樣性保護目標與可持續發展目標之間搭建橋梁，NbS可以有效扭轉其持續衰退的趨勢。NbS將生物多樣性的價值帶入到那些更關注經濟發展、基礎設施建設、人類健康與福祉以及氣候變化等問題的政策制定者的視野當中，使他們認識到生物多樣性能夠為實現這些目標所做出的貢獻，從而使生物多樣性保護在政府的各個層級和各個領域中的主流化成為可能，並帶來額外的資源與資金，為推動生物多樣性的保護、恢復和可持續利用提供了一個變革性的、可以動員全社會力量的手段。
不同類型NbS助力提升生物多樣性
儘管NbS的出發點是應對人類社會挑戰，但其本質仍然是通過保護、恢復和可持續的管理生物多樣性和生態系統，持續的產生能夠為人類社會提供的各種生態系統服務和價值。能夠同時為人類福祉和生物多樣性提供效益的方法才能稱之為NbS。可以說，保護生物多樣性是NbS的前提基礎。目前國際上不同機構對於NbS的定義，都把生物多樣性保護作為其基本內容和目標。在IUCN新近發布的NbS全球標準中，也明確指出：NbS要確保對生物多樣性的保護和提升，應為生物多樣性和生態系統完整性帶來淨收益（IUCN，2020）
生物多樣性高的健康生態系統是產生重要生態系統服務和提升氣候適應能力的前提基礎，也是使NbS能夠成功應對社會、經濟和環境挑戰的關鍵。大量研究表明，較高的生物多樣性能豐富群落組成、生態過程和功能以及遺傳與譜繫結構，對提升生態系統的穩定性和恢復能力具有重要作用。例如，生物多樣性更強的森林有助於提供更廣泛的生態系統服務（Gamfeldt et al.，2013）。要想確保生態系統能夠最大化的提供服務和惠益，在設計和實施NbS措施時就必須將生物多樣性納入考量，不能因為其他優先目標而犧牲生物多樣性要素（Naumann et al.，2020）。
不同的NbS對於支持生物多樣性保護的程度也各不相同，這也會反過來影響到NbS措施本身的韌性，即它們抵抗外界擾動以及受到幹擾後恢復常態以持續供給生態系統服務的能力。那些保護和恢復自然生態系統，利用多樣化本土物種的NbS措施在提供氣候變化減緩和適應服務中扮演著重要的角色，同時也能夠提供其他的生態系統文化服務。與之相比，那些不夠遵從生態原則和支持生物多樣性的NbS措施，例如大規模種植外來單一樹種，從長時間尺度看對於外界環境變化更為脆弱，並且可能需要在不同的生態系統服務之間做出權衡，甚至在不良規劃時還會取代天然林和農田，對生物多樣性產生不利影響（IPBES，2019）。當前在氣候政策中過於狹窄的強調以造林為主的NbS措施，對於長期的碳匯、人類適應以及生物多樣性保護都可能有一定的風險。與種植外來樹種的速生林相比，重視多樣性和完整性高的自然生態系統才更能夠幫助各個國家實現巴黎協定的目標和其它可持續發展目標（Seddone et al.，2020）。
保護自然生態系統完整性
對現有健康完整的自然生態系統進行保護使其不受損害，進而充分利用其提供的各種生態系統服務來解決社會挑戰是NbS最核心、投入產出比最高的措施。
通過全球尺度的空間分析，揭示了陸域生物多樣性保護與氣候變化減緩之間的高度協同潛力。在設定保護30%全球陸地面積的目標前提下，同時考慮生物多樣性價值和碳存儲的篩選標準識別出的優先區域可以使88%的物種降低滅絕風險，同時將5000億噸碳儲存在生態系統中，代表了80%的最大碳效益（只考慮碳存儲）和95%的最大生物多樣性收益（只考慮生物多樣性價值）（下圖）。
基於不同篩選標準的全球保護優先區域（上：同時考慮生物多樣性保護和碳存儲；下左：只考慮碳存儲；下右：只考慮生物多樣性價值）| 改自：De Lamo et al., 2020
中國的生態保護紅線制度被認為是將維護生物多樣性、減緩氣候變化以及實現其他可持續的土地利用在空間規劃中深度協同，有效保護自然生態系統完整性與連通性的NbS創新，能夠為世界各國尤其是一帶一路國家提供經驗借鑑（Schmidt-Traub，2020）。2019年，中國提出的「劃定生態保護紅線，減緩和適應氣候變化」成功入選聯合國氣候行動峰會「基於自然的解決方案」全球15個精品案例。
修復退化生態系統
土地退化在2010年已造成全球34%生物多樣性喪失，預計到2050年這一比例將高達38-46%（Van der Esch，2017）。遏制土地退化和恢復已退化土地對保障人類必需的生物多樣性、生態系統服務及人類福祉至關重要。
2019年，聯合國宣布「2012-2030聯合國生態系統恢復十年」倡議，計劃將恢復生態系統定義為重要的NbS，旨在擴大對退化和破壞生態系統的恢復，以此作為應對氣候危機、加強糧食安全、保護水資源和生物多樣性的有效措施1。
2016 年起，中國啟動了「山水林田湖草」生態修復實踐，2020年8月由自然資源部牽頭聯合財政部和生態環境部共同發布的《山水林田湖草生態修復工程指南》充分參考了NbS的新理念和新方法，充分體現了NbS的全球標準，引領生態保護修復工程回歸初心，依靠自然尋找方案（羅明等，2020），為中國生態保護修復工程實踐提供指引，也可為實現聯合國「2021-2030生態系統恢復十年計劃」提供中國智慧與經驗。
1 生態系統修復十年戰略將「生態系統修復」的範圍定義為「包括有助於保護和修復受損生態系統的一系列廣泛做法和目標生態系統條件」。詳見：https://www.decadeonrestoration.org/resources
可持續管理生產性土地
研究證實，在生產性土地（農田、牧場、木材生產用林地等）上開展生物多樣性友好型的管理，例如混農林業、混牧林業、多樣化種植、可持續森林管理等等，可以在保護生物多樣性的同時提升棲息地連通性，使生產性土地成為保護地體系的有益補充，並增強其氣候適應能力，也可以使經濟生產更為可持續（Kremen & Merenlender, 2018）。
2019年發布的《世界糧食和農業生物多樣性狀況》報告強調，各國對採取生物多樣性友好型實踐和方法的興趣在增加，在報告調研的91個國家中，80%的國家表示採取了一種或多種生物多樣性友好型實踐和方法（FAO，2019）。
攝影：Nick Hall
中國是世界農業用地面積最大的國家, 同時也是全球生物多樣性最豐富的國家之一。儘管已經建立了覆蓋國土面積18%的自然保護地，但對分布在東部和南部經濟發達、人口稠密地區的大多數生物多樣性保護不足，而這些區域與生物多樣性重疊度高的棲息地主要是農田。Li et al.（2020）研究發現，農田在我國是重要的鳥類適宜棲息地，農田等生產性土地對於生物多樣性保護目標具有重大意義，保護農田生物多樣性在很大程度上可以彌補自然保護地的空缺。
■ NbS農田生物多樣性案例：
「候鳥歸家」——美國加州水鳥共享稻田
美國的加利福尼亞州地處「太平洋候鳥遷飛路線（Pacific Flyway）」的關鍵節點，每年有數以百萬計的遷徙水鳥，如鷸和鴴，在由阿拉斯加和加拿大的夏季繁殖地遷飛到中南美洲冬棲地的途中，會在加州中央山谷（Central Valley）的溼地和森林中停歇，並為接下來的長途飛行補充所需能量。它們的停駐為這裡的土壤，包括農田，帶來了豐富的營養，並通過成為食物鏈中的一環在當地的生態系統中發揮著重要功能。同時，形態各異的鳥類通過觀鳥和狩獵為這裡帶來了數十億美元的經濟收入。
加利福尼亞科魯沙稻田裡成群的黑腹濱鷸 | 攝影：Drew Kelly
加州的溼地曾經每年冬季可以容納4000-8000萬隻水鳥。然後隨著 20 世紀農田、水壩、房屋和道路的發展，超過 95％ 的天然溼地已經消失，也威脅了野生生物的生存。儘管如此，加州目前仍然保有世界上最大規模的冬季遷徙水鳥群體，為60%雁鴨類物種和30%遷飛候鳥提供著棲息地。但隨著城市、農田和道路的進一步擴張，水鳥們僅存的家園危在旦夕。
在過去數十年中，TNC與合作夥伴一起為美國農業部「農場法案」資助下的農田開展水鳥棲息地提升項目，幫助農民進行「候鳥友好」的稻田管理實踐。為了加速這一進程並擴大規模，2014年，TNC啟動了「候鳥歸家項目（BirdReturns）」，在加州中部的薩克拉門託山谷跟農民合作，首次利用私營資金激勵農民採取環境友好的耕作措施。通過對冬季稻田進行水位管理，幫助從阿拉斯加遷徙至南美巴塔哥尼亞的候鳥們與農民共享稻田作為臨時溼地棲息地，來順利完成它們一年一度的遷徙。
日落時，候鳥湧向薩克拉門託山谷的溼地項目所在地 | 攝影：Drew Kelly
薩克拉門託山谷擁有一片完美平整的稻田，這裡的稻米產量相當高，僅次於產量第一的密西西比河三角洲。農民通常要從每年的4月一直耕作到8月或10月。在此期間，乃至在稻子收割後，農民都會往田裡灌水，使得稻田變成了臨時的「溼地」。如果按照傳統保護方式購買下這塊土地並將其恢復為溼地，需要花費高達1.5億美元的購買費用和大概2500萬美元的修復費用，以及每年至少10萬美元的維護費用。而實際上，鳥類只在特定的時間段需要將其作為棲息地以滿足它們遷徙的需要，並不需要購買土地全年的時間。在這種情況下，TNC創新性地提出了鳥類與農民共享稻田的做法。
TNC首先與康奈爾鳥類實驗室和PointBlue保護科學組織合作，應用康奈爾鳥類實驗室的eBird項目採集的來自全國觀鳥人士的鳥類實地觀測數據，通過計算機模型來進行分析，並和陸地衛星以及NASA的Terra和Aqua衛星的中解析度成像光譜儀所得的衛星遙感影像相結合。依靠這些模型，能夠了解鳥類在春秋兩季遷徙途中位於中央山谷的聚集區域，同時估算出遷徙的候鳥數量，幫助項目識別可供候鳥覓食的關鍵地點。
加州稻田裡的沙丘鶴 | 攝影：Drew Kelly
確定關鍵棲息地後，TNC便與加州水稻委員會一起，邀請當地農民提交租借稻田的出價標書，時間可以為4周、6周或8周。加州中部谷地的稻農會在收割後灌溉稻田軟化殘株，以便來年清除。農民通過反向拍賣，向TNC出價，給出每英畝稻田淺浸的價格。項目團隊進行比價，並與模型得到的棲息地優先程度進行比對後作出選擇，向農民支付淺浸農地的費用。
自2014年以來，TNC已從當地農民那收到了超過450份投標，並為鳥類創造了4萬多英畝的短期棲息地。通過增加田中的水量，或是放慢排水的速度，薩克拉門託山谷可以成為一個「棋盤式」的人工溼地，可以為候鳥們創造更多不同類型的棲息地。2014年春天，團隊對參與農地以及無水的管控農地進行了調查。他們發現，超過50種不同種類的18萬多候鳥使用了10000英畝的臨時溼地，這是旱田上鳥類數量的30倍。
通過這種做法，TNC成功為遷徙鳥類提供了臨時棲息地，為此支付的價格卻不高。研究顯示，按照平均出價來算，估計該項目每年最高花費在140萬美元左右，而實際支出仍遠遠低於這一數字。這種做法得到了當地農民的高度認可。一方面，在不對農耕帶來負面影響的情況下，農民獲得了一些額外收入；另一方面，這個項目也賦予了農民成就感，他們切身感到通過自身的參與改善了環境，而且促使當地的稻業獲得了長足的發展。
結語
NbS為2020後全球生物多樣性框架提供了一個新思路和方法，將生物多樣性保護目標與2030年可持續發展議程、2℃氣候目標、土地退化零增長等全球重大議題協同起來，使生物多樣性可以被更廣泛的群體所認知，並納入到社會經濟發展不同領域不同部門的決策過程中，以此動員更多的金融、商業以及社會力量投入到生物多樣性保護、應對氣候變化與實現可持續發展目標的行動中。自然正受到威脅，但它也極具彈性，NbS可有效提升生物多樣性，助力自然重新煥發生機。
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