地球的生物多樣性為人類提供了重要的服務，但人類活動已經(jīng)改變了進化多樣化與生物滅絕之間速率的平衡。物種滅絕速率達到了估計“背景”速率的一千倍，而且還可能會增加到一萬倍。2010年10月在日本愛知縣名古屋市舉行的《生物多樣性公約》第10次締約國大會表決通過了《愛知目標》，要求各國在2020年之前制定5個領域的20個執(zhí)行目標，以提高生物多樣性。因此，扭轉這些趨勢是《生物多樣性公約》2020年戰(zhàn)略計劃和愛知目標的焦點，明確納入聯(lián)合國2030可持續(xù)發(fā)展議程及其17個可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs）中。減少生物多樣性喪失的速率和實現(xiàn)環(huán)境目標需要了解威脅生物多樣性的原因是什么，這些風險發(fā)生在什么地方，威脅類型和強度如何變化，以及采用何種行動來避免發(fā)生這些變化？

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，數(shù)據(jù)已成為新型戰(zhàn)略資源，成為驅動創(chuàng)新的重要因素，數(shù)據(jù)科學作為一門新的學科已開始蓬勃發(fā)展，大規(guī)模收集的廣泛數(shù)據(jù)正在被數(shù)字化和共享，正在各個角落改變?nèi)祟惖目蒲小⑸a(chǎn)和生活方式。傳統(tǒng)的生物多樣性研究也開始逐漸向數(shù)據(jù)密集型的科研方式過渡，隨著技術的進步和智能監(jiān)測的發(fā)展，同時伴隨著越來越多的人正在加入到現(xiàn)代化公民科學行列，人類社會已經(jīng)在集體生產(chǎn)生態(tài)學大數(shù)據(jù)了。例如，GBIF（全球生物多樣性信息網(wǎng)絡）收集的物種標本數(shù)據(jù)和NEON（美國國家生態(tài)系統(tǒng)觀測站網(wǎng)絡）的各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為保護生物學與宏生態(tài)學研究的一個重要部分。

人們預計未來在有關全球生物多樣性威脅方面將有廣泛的信息。如果擁有這樣的信息，就可以更好地理解如何減少生物多樣性喪失并實現(xiàn)環(huán)境目標。在之前的博文中，曾介紹了Science上發(fā)表的一份聯(lián)合國報告“Sensing biodiversity”（傳感生物多樣性），該報告為可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護要動員“大數(shù)據(jù)”革命提出了具體的政策建議。報告結合眾包數(shù)據(jù)、大尺度地面監(jiān)測計劃和衛(wèi)星地球觀測任務，以前所未有的洞察力來看待對生物多樣性的全球威脅，以及人類的干預是如何改變這些威脅的。將衛(wèi)星遙感和航空遙感與原位傳感器聯(lián)網(wǎng)，可以使生物多樣性許多元素的變化隨時間被跟蹤記錄下來，最大限度地發(fā)揮其保護潛力。如果能充分利用公民科學， 將一些監(jiān)測眾包給各位愛好者，那最終的效果將更為吸引人。

也許，有關“大數(shù)據(jù)”和信息革命的新聞故事會讓人覺得我們已經(jīng)淹沒在數(shù)據(jù)海洋中，但對于有關威脅全球生物多樣性的數(shù)據(jù)來說恰恰相反。最近發(fā)表在Science周刊上的一篇文章發(fā)現(xiàn)，有關生物多樣性威脅的數(shù)據(jù)其實并不是那么容易獲得的，這使得它很難充分理解對生物多樣性的威脅，也難以確定減輕這些威脅的措施和步驟。研究發(fā)現(xiàn)，在國際自然保護聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄中有大量受威脅的海洋和陸地物種，但針對這些威脅可用于分析的數(shù)據(jù)切寥寥可數(shù)。雖然在某些情況下，存在一些對有效保護有用的數(shù)據(jù)，但總體上這些數(shù)據(jù)并不能為保護政策提供合理的建議。為了填補這些數(shù)據(jù)缺口，文章作者建議，針對各主要類別的生物多樣性威脅迫切需要編撰一系列“黃金標準”數(shù)據(jù)集，而目前只有5%的全球生物多樣性威脅數(shù)據(jù)集符合“黃金標準”。

這里所說的“威脅”，是指“已經(jīng)造成、正在造成或可能造成生物多樣性目標的破壞、退化和/或損害的近期人類活動或過程”。確定威脅對物種或生態(tài)系統(tǒng)的影響是一個獨立過程，一般包括保護評估結果。對各種威脅進行劃分，也廣泛應用于成千上萬的物種、站點和項目的保護評估中。研究遵循結構化數(shù)據(jù)收集過程，并將每一個數(shù)據(jù)集與一個或多個威脅類型相聯(lián)系，該分析特意忽略了三個威脅類型：氣候變化和惡劣天氣、地質(zhì)事件和其他類型，前者已經(jīng)得到政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告的廣泛論證，而后兩個類型并非特定的人為影響。數(shù)據(jù)集的空間搜索范圍設定為全球。隨著各種附加數(shù)據(jù)集和元數(shù)據(jù)的不斷產(chǎn)生，這種初始搜索所確定的數(shù)據(jù)集也會增長。而隨著時間的推移，就可能涵蓋大量的區(qū)域數(shù)據(jù)集，可創(chuàng)建更多的全球代表性信息。按照這種策略，從來自衛(wèi)星遙感到公民科學項目的數(shù)據(jù)源，確定了290個唯一數(shù)據(jù)集，歸為九類不同的威脅類型（圖1），其中六個數(shù)據(jù)來源提供了占整個目錄五分之一以上的數(shù)據(jù)集。這種表面上的海量數(shù)據(jù)其實是有誤導性的，分析顯示，從全球有關人類活動對生物多樣性威脅的時空分布來看，這實際上并沒有什么用。

不同的威脅，其生物多樣性重要程度是不一樣的，因此需要評估對于不同的重要程度是否有足夠的數(shù)據(jù)支撐。分析中使用了IUCN的瀕危物種紅色名錄的威脅信息，這也是物種滅絕風險的全球信息庫。結果發(fā)現(xiàn)，紅色名錄中海洋或陸地以及內(nèi)陸水體中受威脅物種的頻率與可提供的威脅數(shù)據(jù)集不成比例：生物資源的使用（包括狩獵、漁獲與標記的直接和間接影響）是對物種最常見的威脅，但在威脅數(shù)據(jù)集中僅占5%。由于缺乏正式的元數(shù)據(jù)，要確定其準確屬性值往往是比較困難的，滿足所有五種屬性標準（容易獲取、空間分辨率足夠、近10年的新數(shù)據(jù)、有重復、對準確性進行過評估）（圖2）的數(shù)據(jù)集在絕對數(shù)量上具有不確定性，只有14個數(shù)據(jù)集（5%）滿足所有這五個屬性。也就是說，大量數(shù)據(jù)集通常只適用于少數(shù)類群或棲息地。

因此，生物多樣性保護領域應該確定一個“黃金標準”數(shù)據(jù)集，滿足表中最低的所有五個屬性，并盡可能適用于更多的類群。如果解決這個問題呢？文章建議與相關數(shù)據(jù)供應商合作開發(fā)商業(yè)模式，與政府和私營部門建立新穎的長期資金機制和伙伴關系。1）與數(shù)據(jù)所有者和生產(chǎn)者建立伙伴關系。保護政策所需的許多數(shù)據(jù)其實已經(jīng)產(chǎn)生，但不一定對生物多樣性保護組織或機構開放，不過目前這種狀況有所好轉。比如，2008年，美國NASA公開發(fā)布了自1978年以來的所有Landsat歸檔數(shù)據(jù)，歐航局也開放了哨兵科學數(shù)據(jù)（Sentinel Scientific Data）中心，成為可自由獲取哥白尼計劃哨兵系列衛(wèi)星（Copernicus Sentinel missions）發(fā)射以來的數(shù)據(jù)入口，法國航天局也宣布5年或更老的SPOT衛(wèi)星數(shù)據(jù)將免費提供給非商業(yè)用戶。2）私營部門的數(shù)據(jù)也可能填補重大空白。聯(lián)合國環(huán)境計劃署（UNEP）世界保護監(jiān)測中心與IHS公司有一個協(xié)議，要確保在有關全球油氣活動方面提供詳細而全面的數(shù)據(jù)，可用于生物多樣性評估。生物多樣性保護機構可仿效這種做法，奠定與私營部門合作進入大數(shù)據(jù)的基礎工作。2015年7月，聯(lián)合國召開了第三屆“為發(fā)展而籌資國際會議”，產(chǎn)生了一種綜合框架——亞的斯亞貝巴行動議程（AAAA），確定了為可持續(xù)發(fā)展議程籌資的百余種措施，明確認識到需要資助“科學、技術、創(chuàng)新與能力建設”以及“數(shù)據(jù)、監(jiān)測和跟進”。AAAA“鼓勵從各種來源和各水平獲得融資用于生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)保護與可持續(xù)利用”。

顯然有些“黃金標準”數(shù)據(jù)集的建立，并不用從頭開始，因為許多數(shù)據(jù)已經(jīng)存在，主要是如何建立數(shù)據(jù)關聯(lián)的通道。1）入侵外來種使全球生物多樣性勻質(zhì)化，并對本土物種構成重大威脅，特別是島嶼與特定生態(tài)系統(tǒng)特有物種更是如此。如果有全面的數(shù)據(jù)，比如何種物種在什么地方以什么方式移動，就可進行早期監(jiān)測并作出快速響應。目前，受威脅的島嶼生物多樣性數(shù)據(jù)庫與IUCN全球入侵物種數(shù)據(jù)庫都是由國際機構和專家網(wǎng)絡支持的，如果增加適當?shù)馁Y源，就可以滿足上述五個關鍵數(shù)據(jù)屬性。2）土地利用和覆蓋變化產(chǎn)生的生境喪失是生物多樣性下降的主要原因，大數(shù)國家都有地方、區(qū)域和國家的保護自然景觀的立法，而在全球范圍內(nèi)對生物多樣性保護并沒有一個標準的土地利用和覆蓋變化評估工具。對2000–2010年間的土地覆蓋變化已經(jīng)出現(xiàn)了許多新興標準化方法和中高分辨率的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。雖然這些產(chǎn)品帶來了希望，但目前離全球尺度和標準化還有不少的距離。遙感學家們總是在嘗試各種遙感算法，這也許對某個研究領域非常有趣，但對于最終用戶來說是非常糟糕的，因為他們更需要一系列可相互在時間和空間上進行比較的全球地圖，目前需要打破這種格局。