《Environment International》：Towards a unified framework for biodiversity action in the Triple Planetary Crisis
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气候变化、污染与生物多样性丧失共同构成三重地球危机（Triple Planetary Crisis），正侵蚀支撑经济、公共健康与人类福祉的生态基础。然而在这三类威胁中，生物多样性仍是认知最不足、政策与决策融合度最低的领域。当前监测工作呈碎片化特征，往往难以捕捉
气候变化、污染与生物多样性丧失共同构成三重地球危机（Triple Planetary Crisis），正侵蚀支撑经济、公共健康与人类福祉的生态基础。然而在这三类威胁中，生物多样性仍是认知最不足、政策与决策融合度最低的领域。当前监测工作呈碎片化特征，往往难以捕捉化学污染、入侵物种、栖息地退化、富营养化及极端气候等多种压力如何交互驱动生态系统的非线性衰退，这一缺口导致社会缺乏充分能力预判与缓解生态风险。研究人员提出一个跨学科框架，将深时（deep?time）生态与环境记录同新兴预测工具相结合，重建长期基线并预测生物多样性对多重胁迫因子的复杂响应。研究人员进一步明确了将该诊断体系嵌入经济与治理体系的路径，把生物多样性直接与风险评估、投资决策及监管框架挂钩。上述进展共同指向一个决策支持平台，使政府、企业与社区能够预判风险、评估干预措施，并设计兼顾生物多样性保护与经济社会韧性的战略。
1. 背景与变革需求
世界正面临由气候变化、污染和生物多样性丧失共同构成的日益加剧的三重地球危机，威胁地球生命根基。这三大相互关联的挑战已成为行星稳定性与人类福祉最紧迫的威胁之一。在表征与预测气候变化影响方面已取得显著进展，世界卫生组织预计2030至2050年间每年将新增25万例气候相关死亡，主要源于粮食不安全、热应激与虫媒疾病。污染每年导致全球约900万例过早死亡的贡献已有充分记录。相比之下，该危机中的生物多样性维度仍研究不足、价值被低估且应对乏力。生物多样性作为地球生命多样性，是支撑社会与经济赖以生存的生态系统健康与韧性的基础，为清洁水源、粮食生产、养分循环、气候调节及洪水与疫病自然防护等关键生态系统服务提供支撑。生物多样性丧失应对不足，部分原因在于评估数百万物种所受多重交互威胁的极度复杂性，其中高达91%的物种尚未被描述。这种复杂性因多重威胁叠加而加剧：全球贸易中现有超过35万种化学品，极少单独存在，而是形成混合体，其综合效应难以预测且可能产生协同作用。大陆尺度的混合物暴露研究已明确表明，化学混合物正在对生物多样性造成可测量且有害的影响。这些混合物的冲击又因气候变化、生境破碎化与过度开发等共存压力而被放大，使生物多样性丧失成为极为复杂且紧迫的挑战。随着三重地球危机深化，生物多样性侵蚀直接损害生命支持系统，威胁长期环境可持续性与社会韧性。尽管国际社会已做出努力，如《昆明?蒙特利尔全球生物多样性框架》、生物多样性和生态系统服务政府间科学?政策平台（IPBES）及联合国生态系统恢复计划，研究人员对真实世界中生物多样性丧失主要驱动因子的理解仍然有限，阻碍了制定有效且可操作的策略来保护自然生态系统并减缓生物多样性丧失。即使可采取行动，也需摆脱历史上各自为政的方式。应对生物多样性丧失需要整合政府间气候变化专门委员会（IPCC）、IPBES及新成立的化学品、废物与污染政府间科学?政策平台的职能，构建一体化响应。缺乏稳健的诊断与预测能力，将严重削弱研究人员有效干预、阻止并最终逆转生物多样性下降的能力。人类社会实际上处于盲目依赖状态——深度依赖生物多样性，却正在主动侵蚀维系自身的系统，且缺乏全面框架来追踪或应对这种破坏。过去30年全球生物多样性已下降69%，生物多样性热点地区的遗传多样性下降幅度高达28%。淡水生态系统支持着与其空间占比极不相称的高生物多样性，却遭受了最严重的损失，其生物多样性下降速度是陆地与海洋生态系统的两到三倍，主要归因于气候变化、土地利用集约化、水文改造与化学污染的共同作用。这种快速衰退直接影响饮用水、食物、水电、休闲与文化服务等关键生态系统功能与服务。除生态后果外，生物多样性丧失还构成重大经济风险，被列为未来十年首要商业威胁之一，预计到2030年每年将导致全球GDP损失2.7万亿美元。生物多样性支撑农业、渔业、林业与水管理等重要部门，却仍未被充分纳入经济预测、企业风险分析与可持续性规划。欧盟《企业可持续发展报告指令》（CSRD）与自然相关财务披露工作组（TNFD）等新兴框架旨在弥补这一缺口，但其有效性取决于是否有稳健的、基于科学的生物多样性数据、可靠且全面的决策支持工具，以及由政府、行业与公众共同推动的广泛采纳。传统生物多样性监测依赖空间分布数据、短期监测与孤立胁迫因子子集，多数工作仅追踪单一威胁，且与生物多样性观测在时间、空间上很少对齐。环境压力监测（如化学污染物）与生态观测（如物种存在与丰度）缺乏共位性，反映了监管孤岛与方法论传统的差异。此外，这些方法难以捕捉当今生物多样性危机的复杂性与紧迫性。生物多样性变化源于环境、社会与经济驱动因子的累积与交互效应，且区域差异巨大。但大多数现有模型难以全面诊断这些动态或预测未来响应，尤其是在数据匮乏地区、极端条件下，或生态变化呈非线性、滞后或由多重交互压力驱动的情形中。经过数十年研究，传统监测方法仍不足以应对三重地球危机的紧迫性。概念空白、方法局限及碎片化的科学与政策路径持续拖慢进展，迫切需要具备预测性与整合性的工具，以厘清复杂的环境压力网络，并为大规模前瞻性生物多样性管理提供信息支持。本立场论文首先识别阻碍应对气候变化、污染与生物多样性丧失互联威胁的关键挑战，进而提出一个新的跨学科框架，利用来自淡水生态系统的深时生态与环境历史、前沿预测工具与社会经济建模，克服这些障碍并推动变革性行动。该框架专为现实应用设计，提供实用工具以支持循证政策制定、监管改革与可持续商业实践，通过将科学与行动连接，重新调整生物多样性研究与行星韧性迫切需求的关系。
2. 应对三重地球危机的挑战
2.1 理解生物多样性压力的碎片化路径
尽管对驱动生物多样性丧失的复杂压力的认识不断提高，研究人员对这些威胁的理解仍在空间、学科与概念维度上呈碎片化。生态学、生态毒理学与环境化学历来通过不同的方法论视角研究生物多样性丧失，通常聚焦于孤立胁迫因子或简化的实验条件。常规生物多样性监测常遗漏大片地理区域，特别是在资源匮乏地区，导致对生态变化的认识不完整。同时，经典生态学研究通常通过野外梯度评估个别压力，如酸化或富营养化，而生态毒理学则依赖实验室毒性测试，在受控条件下评估单一化学品。因此，累积性与交互性压力，尤其是化学混合物、气候胁迫与生境变化，很少在统一的解析框架内被评估。这种碎片化既是概念上的也是方法上的，涉及知识在不同学科间的生成与组织方式，增加了后文将讨论的监测局限性与制度治理孤岛的复杂性。学科间的概念与方法脱节长期掩盖了对生物多样性威胁的影响，其中化学混合物是日益突出但特征不明的主要威胁，全球使用的35万余种物质及其在自然环境中非预期共存即是明证。由此产生的组合复杂性限制了现有模型的诊断能力，并阻碍风险沟通。混合物毒性压力指标等新进展已开始弥合诊断工具与风险沟通之间的鸿沟，通过将复杂的化学数据转化为针对整体混合物或特定化合物组的连续指数，实现对综合化学暴露如何与其他胁迫因子交互影响生物多样性的更现实、可扩展且具政策相关性的评估，从而消解应用生态学与传统生态毒理学间的长期割裂。
2.2 生物多样性与威胁监测的时空错位
理解与扭转三重地球危机的核心障碍在于生物多样性监测与环境压力监测之间存在时空错位。尽管在识别生物多样性丧失主要驱动因子方面已取得实质性进展，但这些驱动因子的测量很少与生物观测直接对齐。生物多样性数据与环境压力数据往往在不同地点、不同时间分辨率及独立监测框架下收集。这种结构性脱钩阻碍了稳健诊断气候变化、污染、生境退化与入侵物种如何交互产生累积性与非线性生态变化。许多环境压力与生物响应在长时间尺度上展开，但生物多样性评估常依赖短期数据集，而化学或气候监测遵循独立的监管周期。监管评估出于实际或历史原因，通常只评估单一胁迫因子或有限的指示物种，而非跨生物组织层次的多种交互压力。因此，生物多样性丧失的系统性特征仍难以量化，研究人员预判临界点或级联生态效应的能力受到严重制约。入侵物种会重构食物网与生态系统功能，而工业化学品的快速扩张已引入数千种污染物，包括生态后果尚不确定的新兴全氟和多氟烷基物质（PFAS）。气候变化通过升温与极端事件直接加剧这些压力，并通过改变化学物生物可利用性、充当协同胁迫因子及压缩适宜生境间接加剧。据估计，重塑生态系统的速度已超过物种适应速度，威胁约100万种物种灭绝。然而，这些压力很少与生物多样性变化同步监测，限制了归因影响、优先开展减缓行动及预测未来生态系统轨迹的能力。
2.3 缺乏标准化度量指标
追踪与应对生物多样性丧失的一大挑战在于缺乏共识，即哪些指标能最有效捕捉有意义的生态变化。常用的物种丰富度与丰度等指标提供了有价值但有限的代表性，往往无法揭示生态系统功能或韧性的转变。为应对这一问题，基本生物多样性变量（EBVs）的开发旨在将近100项指标整合成核心集合，实现监测标准化。然而，EBVs主要依赖选定指示物种的静态快照来代表生态系统健康，在捕捉物种交互作用及生态系统随时间对环境变化的响应方面存在不足。相比之下，功能生物多样性通过衡量群落内物种的生态角色与性状，提供了更具动态性与过程导向的视角，能够在物种总数保持不变的情况下检测生态系统稳定性变化与崩溃的早期预警信号。通过纳入功能属性与物种交互作用（包括种间及物种与环境间的交互），功能生物多样性为理解生态系统如何应对环境压力及哪些物种对维持关键生态系统功能至关重要提供了动态透镜。重要的是，将这些生态洞见转化为清晰、标准化的指标，可使政策制定者、企业与监管机构做出明智的战略决策，揭示生物多样性如何支撑粮食生产、水安全与气候韧性，并将自然价值纳入经济预测、风险评估与可持续性规划，最终对生物多样性保护的操作化及协调保护与经济社会目标至关重要。
2.4 缺乏逆转生物多样性危机的预测能力
逆转生物多样性危机的根本挑战在于缺乏能在新颖且复杂的未来条件下预测生态变化的工具。这一局限源于三个核心问题：一是长期高分辨率生物多样性数据的稀缺；二是生态系统固有的复杂性；三是未来环境情景可能无历史先例。现有预测方法主要分为两类，各有局限。过程?基于模型（PBMs）结合物种性状、环境条件与空间过程模拟生物多样性动态，以生态理论为基础并由实证参数支持，具备可解释性与因果洞察力，但通常聚焦于狭窄的物种集或聚合分类群，限制了生态代表性。过程?基于集合群落模型通过整合性状、扩散与环境变异性来预测群落组成随时间与空间的变化，提升了真实性，但计算强度高且需要精细校准。另一方面，数据驱动模型（如物种分布模型与基于人工智能的模型）可处理大型数据集并揭示复杂的非线性模式，无需先验假设。然而，这些方法（尤其是深度学习与深度神经网络等高级形式）
