【IUCN報(bào)告系列】生態(tài)系統(tǒng)分類與地圖同IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類交叉引用的標(biāo)準(zhǔn)、方法及指南
《生態(tài)系統(tǒng)分類與地圖同IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類交叉引用的標(biāo)準(zhǔn)、方法及指南》(Standards, methods and guidelines for cross-referencing ecosystem classifications and maps to the IUCN Global Ecosystem Typology) 制定了一套用于將各生態(tài)系統(tǒng)類型對接至《IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類體系》的結(jié)構(gòu)化嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。該指南旨在確保生態(tài)系統(tǒng)分類對接過程的科學(xué)性、透明性與結(jié)果的可比性,最終為從全球到地方尺度的生物多樣性評估、生態(tài)系統(tǒng)核算及跨境保護(hù)合作奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

《生態(tài)系統(tǒng)分類與地圖同IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類交叉引用的標(biāo)準(zhǔn)、方法及指南》
生態(tài)系統(tǒng)分類互操作性的需求及GET的作用
當(dāng)前,各國生態(tài)系統(tǒng)分類體系多基于特定區(qū)域獨(dú)立構(gòu)建。這些體系雖凝聚了地方專業(yè)力量,在各自的適用范圍內(nèi)發(fā)揮著重要作用。不同司法管轄區(qū)(如相鄰國家)之間的分類系統(tǒng)缺乏協(xié)調(diào),導(dǎo)致對同一片跨境生態(tài)系統(tǒng)的描述、命名和劃分方式可能截然不同,嚴(yán)重阻礙了需要超越行政邊界的保護(hù)規(guī)劃、跨境生態(tài)系統(tǒng)管理等。為了解決上述問題,全球生態(tài)系統(tǒng)分類體系(Global Ecosystem Typology,GET)并非旨在取代這些寶貴的國家和地區(qū)級分類系統(tǒng),而是作為一個(gè)統(tǒng)一的參考框架和通用生態(tài)語言來發(fā)揮作用。
其核心作用體現(xiàn)在:
尊重與包容:GET明確在其等級結(jié)構(gòu)的第6級為地方和國家分類系統(tǒng)提供了位置。這意味著各國可以繼續(xù)保持和使用其原有的、深入嵌入本地決策流程的分類系統(tǒng),無需推倒重來。
實(shí)現(xiàn)集成與合成:通過將地方分類系統(tǒng)的單元交叉引用到GET的上層(特別是第3級,生態(tài)系統(tǒng)功能組),GET成功地將這些異構(gòu)的系統(tǒng)整合到一個(gè)全球一致且可比較的框架中,解決了跨邊界不一致的問題。
提供一致性與可比性:GET的上層級別(1-3級)基于生態(tài)系統(tǒng)的功能屬性(如能量來源、脅迫水平、關(guān)鍵生態(tài)過程)進(jìn)行劃分,而非物種組成。這使得在功能上相似但地理上遠(yuǎn)隔千里、物種迥異的生態(tài)系統(tǒng)(如不同大陸的熱帶雨林)可以被歸入同一個(gè)功能組,從而為全球性的概括、預(yù)測和知識轉(zhuǎn)移提供了科學(xué)基礎(chǔ)。
通過建立GET與各國家分類體系之間的科學(xué)關(guān)聯(lián),可在保持各國分類系統(tǒng)完整性的同時(shí),優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)信息的獲取、整合與利用,從而更好地服務(wù)于多層面政策制定與研究需求。在實(shí)際操作中,需將地方或國家層面的分類單元對接至GET第3級生態(tài)系統(tǒng)功能組(Ecosystem Functional Groups,EFGs),比對過程還可能推動地方分類體系的進(jìn)一步完善。盡管各國分類體系普遍遵循生態(tài)系統(tǒng)的基本概念,但其在具體設(shè)定上存在較大差異,且已深度嵌入本國決策機(jī)制中。因此,強(qiáng)行推動分類體系的全球統(tǒng)一并不現(xiàn)實(shí),更可行的路徑是依托GET作為一種通用框架,在充分尊重現(xiàn)有系統(tǒng)完整性的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)系統(tǒng)間的互操作性,最終實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類體系(GET)
IUCN全球生態(tài)系統(tǒng)分類體系(GET)是由國際專家合作開發(fā)并經(jīng)IUCN認(rèn)可的全球標(biāo)準(zhǔn),旨在構(gòu)建一套適用于全球生態(tài)系統(tǒng)研究的“通用語言”。該體系采用六級層級結(jié)構(gòu),粒度逐級遞增,分為功能成分(1–3級)與組成成分(4–6級)兩大部分。上三級以功能組為核心,采用自上而下構(gòu)建,確保全球一致性;下三級則聚焦生物組成的區(qū)域差異,通過自下而上整合,兼顧地方分類的準(zhǔn)確性與自主性。

功能成分(第1-3級)
第 1 級將生物圈劃分為4個(gè)核心領(lǐng)域(Realms),包括陸地、淡水、海洋和地下,并設(shè)過渡領(lǐng)域以涵蓋交界區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)性。
第 2 級將每個(gè)領(lǐng)域進(jìn)一步劃分為2–7個(gè)功能生物群系(Functional biomes)及9個(gè)過渡生物群系(Transitional biomes),用于識別同一領(lǐng)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)形成機(jī)制的主要差異。
第3級生態(tài)系統(tǒng)功能組(Ecosystem functional groups, EFG)是關(guān)鍵分類單元,依據(jù)功能屬性而非生物類群定義,為預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的響應(yīng)提供基礎(chǔ),已被采納為生態(tài)系統(tǒng)核算與昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架國家報(bào)告的參考體系。
組成成分(第4-6級)
第4級區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)亞群(Regional ecosystem subgroups)通過細(xì)分第3級單元形成全球類型的代理單元。該層級假設(shè)全球尺度地理信息可反映生物組成差異,因而同一EFG在不同區(qū)域?qū)?yīng)不同生物組合;其生物表征精度通常低于基于實(shí)測或地方證據(jù)的第5級。
第5級全球生態(tài)系統(tǒng)類型(Global ecosystem types))通過合并高度相似的亞全球類型,以消解不同來源第六級單元間的差異。
第6級亞全球生態(tài)系統(tǒng)類型(Subglobal ecosystem types)整合地方至國家層面的分類單元,是體系中最精細(xì)的層級。通過將其與第3級EFGs建立明確對應(yīng),既可簡化系統(tǒng)復(fù)雜性、解決分類不一致問題,也能補(bǔ)充功能屬性信息的缺失。

生態(tài)系統(tǒng)分類的交叉引用原則
原則1. 確保分類基礎(chǔ)一致
將生態(tài)系統(tǒng)分類體系與GET進(jìn)行對接時(shí),需確保該分類單元符合生態(tài)系統(tǒng)的基本定義,即“由生物群落與非生物環(huán)境相互作用形成的動態(tài)功能整體”。這一原則是全球生態(tài)系統(tǒng)分類實(shí)現(xiàn)科學(xué)性與可比性的基礎(chǔ)。
原則2. 依據(jù)屬性判定從屬關(guān)系
不同分類體系單元之間的關(guān)聯(lián),本質(zhì)上是基于實(shí)體屬性比較的邏輯結(jié)果。通過系統(tǒng)比對屬性特征,可建立從簡單的一對一到復(fù)雜的多對多映射關(guān)系。在GET中,這一原則具體表現(xiàn)為:生態(tài)系統(tǒng)類型(第5–6級)需通過屬性匹配與相應(yīng)的EFG(第3級)建立從屬關(guān)系,無論其源自理論分類還是實(shí)地觀測。該方法為跨體系比對提供了基礎(chǔ),也支持實(shí)地?cái)?shù)據(jù)與理論框架的銜接。
原則3. 綜合評估多項(xiàng)證據(jù)
本原則強(qiáng)調(diào)在判定從屬關(guān)系時(shí),需系統(tǒng)收集、評估并權(quán)衡所有相關(guān)屬性證據(jù)。證據(jù)可包括分類體系本身提供的描述,以及來自遙感、實(shí)地觀測等外部數(shù)據(jù)源的信息。應(yīng)對證據(jù)按診斷價(jià)值、可靠性及相互佐證程度進(jìn)行分級,遵循“多源優(yōu)于單一,直接優(yōu)于間接”的原則。所有證據(jù)的處理過程須完整記錄,以確保透明和可重復(fù);在大規(guī)模比對中可采用“總述 個(gè)別詳述”的分層記錄方式。這一原則通過規(guī)范證據(jù)使用方式,保障比對結(jié)果的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。
原則4. 明確識別與表達(dá)不確定性
生態(tài)系統(tǒng)分類的比對天然伴隨不確定性,此類不確定性可能源于信息質(zhì)量有限、證據(jù)沖突、生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化、屬性重疊或人為主觀判斷等多種因素,需通過置信區(qū)間、有界估計(jì)等量化工具對其予以透明化表征。對存在不確定性的生態(tài)系統(tǒng)類型,可采用“模糊從屬”方式,允許一個(gè)分類單元以總和為1的概率成員值(Membership values)量化多個(gè)候選EFG的歸屬概率。同時(shí),需完整記錄最佳判斷及其不確定性范圍,包括各替代方案及其可能性,以支持政策與管理中情景分析與從屬關(guān)系的動態(tài)更新。
分步比對流程
生態(tài)系統(tǒng)比對應(yīng)以系統(tǒng)化方式逐一評估生態(tài)系統(tǒng)類型,通過逐步排除與目標(biāo)類型屬性不符的候選功能組,逐漸縮小可能歸屬的功能群組范圍,直至剩余一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)合理選項(xiàng)。隨后,依據(jù)相關(guān)屬性的證據(jù)權(quán)重及從屬關(guān)系的不確定性,為這些候選功能群組分配成員值。在缺乏大規(guī)模、均衡的多生態(tài)系統(tǒng)屬性定量數(shù)據(jù)的情況下,成員值估算往往具有一定主觀性。因此,建議通過結(jié)構(gòu)化專家征詢流程,引入多名分析人員共同參與評估。最終,需整合多位分析人員的成員值估計(jì)結(jié)果,形成可靠的分類對照關(guān)系,同時(shí)量化不確定性并完整記錄方法流程。

生態(tài)系統(tǒng)分類比對分析工具
生態(tài)系統(tǒng)分類比對分析工具包括以下四類:
成員值矩陣模板(Membership matrix template):用于系統(tǒng)記錄生態(tài)系統(tǒng)類型與EFG之間的從屬關(guān)系及相應(yīng)推理依據(jù),支持與空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),確保比對過程透明、可重復(fù)。
結(jié)構(gòu)化專家征詢(Structured expert elicitation):通過多名專家獨(dú)立估算、集體討論與修訂,最終匯總評估結(jié)果,有效減少主觀偏差。建議至少2名專家參與,3名及以上更佳。
多通道數(shù)字識別檢索表(Multi-access digital identification key;開發(fā)中):基于預(yù)建的EFG屬性矩陣,借助逐步邏輯排除縮小候選EFG范圍,其靈活性高于傳統(tǒng)檢索表。
人工智能診斷工具(Artificial intelligence diagnostic tools;測試中):依托大型語言模型或機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可處理文本、空間、圖像等多模態(tài)數(shù)據(jù),自動推薦候選 EFGs。其性能依賴輸入信息的詳細(xì)程度,未來有望通過融合多源數(shù)據(jù)進(jìn)一步提升分類準(zhǔn)確性。

構(gòu)建具備互操作性的生態(tài)系統(tǒng)分類與地圖應(yīng)用能力
將國家或地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)分類及分布圖與IUCN GET進(jìn)行對接,可為數(shù)據(jù)管理者與使用者提供一條實(shí)現(xiàn)國際數(shù)據(jù)互操作的可行路徑,從而促進(jìn)全球生態(tài)信息的共享與協(xié)同應(yīng)用。盡管在建立本地分類系統(tǒng)與GET EFGs的對應(yīng)關(guān)系時(shí)需投入初步資源,但該關(guān)聯(lián)一旦確立并優(yōu)化完成,后續(xù)便無需大量維護(hù),僅隨國家數(shù)據(jù)的更新而相應(yīng)調(diào)整即可。
跨系統(tǒng)分類對接難免存在不確定性與診斷誤差。為盡可能降低偏差,建議通過以下方式進(jìn)行優(yōu)化:
確保待對接單元符合生態(tài)系統(tǒng)的基本定義;
全面搜集并系統(tǒng)評估與候選EFGs及本地生態(tài)系統(tǒng)屬性相關(guān)的各類信息;
先依據(jù)地理位置與環(huán)境類型排除明顯不匹配的EFGs,再基于關(guān)鍵區(qū)分屬性逐步縮小候選范圍;
采用成員值而非二元劃分,以科學(xué)表達(dá)歸屬關(guān)系中的不確定性;
完整記錄對接流程、判斷依據(jù)及結(jié)果,確保過程可追溯、可更新。
盡管數(shù)字識別工具與人工智能技術(shù)有助于提升對接效率和一致性,但仍存在誤判可能。因此,無論結(jié)果來自工具自動輸出還是專家判斷,都應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格審核。為進(jìn)一步減少誤差,推薦采納以下做法:
在訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫與參考矩陣中納入更豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)屬性;
解讀屬性時(shí)充分考慮其自然時(shí)空變異特征;
確保參考數(shù)據(jù)包含大量具有代表性的樣本;
對輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格管控;
將初步對接結(jié)果送交專家評議;
積極補(bǔ)充新的觀測數(shù)據(jù)與案例,共同增強(qiáng)GET及其應(yīng)用的魯棒性與適用性。
未來如能建立開放的GET全球交叉參考數(shù)據(jù)庫,將極大推動上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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