海洋保护区 -世界上最大的海洋生物保护区

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海洋保护区对自然和人类的共同利益Co-benefits of marine protected areas for nature and people $ q) I( l0 G. T* R3 b1 ^- x" r- V" O

摘要

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鉴于人类对自然的不可分割的依赖，保护干预是实现可持续发展目标的核心战略。目前的辩论集中在海洋保护区(MPAs)等干预措施是促进共同利益，还是在减贫、粮食安全和保护海洋资源等多个目标之间进行权衡。对保护区的生态和社会协同效益缺乏定量的影响评价，阻碍了这一问题的解决。在这里，我们使用统计匹配方法来检查MPAs是否与珊瑚礁鱼类丰度与中美洲地区人类福祉指标(包括收入、饮食和粮食安全)之间的共同利益或权衡相关。我们发现，与未受保护的保护区和保护区的“一般使用区”相比，受严格捕鱼限制的高度保护区(HPA)倾向于支持较高的平均鱼类丰度，并保持稳定或增加的趋势。与此同时，与远离MPAs的社区相比，靠近MPAs的社区，特别是HPA的社区的收入和粮食安全指标有所提高。最后，靠近MPAs和鱼类丰富的珊瑚礁都与整个空间的福祉呈正相关。这些结果共同为鱼类和与保护区有关的人提供了定量证据，突出了保护区在实现多个可持续发展目标方面的潜在价值。

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引言

全球社会通过了一系列广泛的可持续发展目标(SDGs)，旨在促进人类繁荣，同时保护人类赖以生存的生态系统。这些目标包括减轻贫困(可持续发展目标1)、加强粮食安全(可持续发展目标2)以及保护和可持续利用海洋资源(可持续发展目标14，爱知目标11)。然而，关于这些目标是否兼容存在争议——一个目标是否可以实现，而不会给另一个目标带来意想不到的负面后果?有限的经验证据表明，多个可持续发展目标之间存在协同效应，保护干预措施或能够为自然和人类带来共同利益。

设立海洋保护区(MPAs)的初衷之一是减缓海洋渔业的衰退，而海洋渔业是一种对可持续发展至关重要的自然资源。为了实现《生物多样性公约》(Convention on Biological Diversity)和可持续发展目标14 (SDG 14)设定的10%的目标，以及最近承诺的到2030年覆盖30%的目标，各国迅速扩大了海洋海洋管理网络，覆盖了7%的海洋。实现这些指标的基本目标不仅取决于面积的增加，还取决于MPAs为鱼类和人类创造共同利益的能力(图1)。有大量证据表明，MPAs可以帮助维持鱼类组合。然而，MPA的有效性取决于环境条件之间复杂的相互作用，这些条件包括人类压力水平、MPA大小和年龄、捕鱼限制、执法和社区参与。海洋保护区也有潜力造福人类，例如，通过改善渔业捕获量和提供与旅游业有关的生计选择。相反，MPAs可能会因失去使用权或权能而使当地社区丧失权力和流离失所，这可能会减少生计和粮食安全。然而，MPA对人类福祉(HWB)影响的定量证据有限——很少有研究使用了反事实设计——大多数研究都集中在经济结果上，而对健康、营养和粮食安全的影响仍未得到充分的研究。此外，MPAs的定量影响评估通常分别审查生态和社会结果，限制了与MPAs相关的权衡或共同利益的直接证据。

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图1 概念图，说明MPAs对渔业和当地社区的潜在协同效益。许多MPAs的主要目标是通过栖息地保护和捕鱼限制来维护海洋生态系统，包括鱼类组合(A)。然而，MPAs在维护渔业方面的有效性取决于具体情况，有证据支持执行良好的禁止捕鱼法规和更大、更老的MPAs的重要性15 - 17。MPAs还可能通过至少两个一般的、非互排性的途径(A+B和C21-24)影响附近社区的粮食安全和收入。首先，渔业是许多沿海社区收入和粮食安全的主要来源(a + B)。如果海洋保护区有效地补充了邻近的渔场，补充和溢出可能会通过增加海洋保护区附近的渔获量而增加收入和生计，特别是那些没有或有限捕捞量的海洋保护区。如果MPAs的好处主要是通过加强渔业，我们预计渔民家庭比非渔民家庭受益更多。第二，保护区可以提供其他谋生机会，如旅游业，这可能有利于当地社区的广泛各阶层(C)。相反，在某些情况下，失去保护区的准入权可能会对生计产生负面影响。如果无法通过溢出效应和替代生计来弥补准入损失，靠近保护区可能会导致依赖渔业的社区收入和粮食安全下降。通过我们的分析，我们评估了MPAs对珊瑚礁鱼类丰度的影响(A)、接近MPAs对当地社区收入和粮食安全的影响(A +B+C)，以及鱼类丰度与人类福祉指标之间的空间关联(B)。目前的数据允许评估与MPAs相关的潜在共同利益(路径A+B+C)，但无法完全区分路径A+B与路径C的贡献。

在这里，我们研究了中美洲珊瑚礁(MAR)地区MPAs、鱼类组合和HWB结果的关系。该区域是一个重要的潜在概念验证区域，因为该区域有47个海洋保护区组成的完善网络，有200多万沿海人口，高度依赖渔业维持生计和粮食安全。我们使用水下视觉调查的长期数据集来描述珊瑚礁鱼类的丰度和美国国际开发署(USAID)人口与健康调查(DHS)数据来描述附近沿海社区HWB的维度，包括收入、鱼类作为饮食组成部分和发育不良作为粮食不安全的指标。

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通过我们的分析，我们解决了MPAs是否会为渔业和沿海社区带来权衡或共同利益的首要问题。为此，我们考察了三个基本问题。首先，不同捕捞限制程度的保护区对该区域鱼类丰度的影响是什么?第二，靠近MPAs对收入、鱼类作为饮食成分和附近社区发育迟缓的概率有什么影响?第三，纵观整个沿海地区，当地社区的福祉是否与附近珊瑚礁的鱼类聚集状况有关?由于MPA的位置往往偏向于人类压力较低的地区，我们根据场地特征对MPA内外(或近距离和远距离)的地点进行统计匹配，以减少位置偏差的影响，从而加强对MPA影响的推断(问题一和问题二)。然后，我们在最近的邻居社区和珊瑚礁地点对鱼类和HWB结果之间的联系进行了量化(问题3)。

我们预计,社区与收入和营养利益的联系,要么直接通过他们旨在保护的自然资源,主要是在MPAs附近或内部增加捕捞,或者间接地通过替代收入流,比如与旅游(图1)有关的资源。如果MPAs的潜在好处主要是通过增加渔获量来实现，我们预计这些影响在渔民家庭中观察到的比例高于非渔民家庭。相反，如果溢出效应和替代生计不足，MPAs附近的社区可能会因捕鱼限制而收入和粮食安全下降。在这两种情况下，我们测试了保护区附近的收入和粮食安全结果是否受到捕捞限制水平的影响，捕捞限制水平可以决定当地渔业的维持和获得这些资源的水平。

关键结果

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图2 开放入口地点和海洋保护区(包括一般使用区和高度保护区)的平均礁鱼数量和趋势。为了评估与MPAs相关的捕捞限制对集合的影响，我们使用了一种统计匹配方法，首先根据调查地点的特征匹配调查地点，然后量化捕捞限制的影响(GUZs与HPAs)，同时控制贝叶斯层次模型中匹配变量的剩余变化。a - d，样地显示捕捞限制对所有物种(a,c)和商业重要物种(b,d)总生物量的平均值(a,b)和趋势(c,d)的估计影响(n = 4,336样条，在87个地点采样)。

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图3 海洋保护区(MPAs)附近发育迟缓的概率较低，高度保护区(HPAs)附近的平均财富指数高于远离保护区的区域。为了评估MPA接近程度对人类福祉各维度的影响，我们采用准实验方法，首先根据场地特征匹配MPA接近程度对福祉结果的影响(≤10 km)和远(>10 km)，然后使用贝叶斯层次模型量化MPA接近程度对福祉结果的影响。我们通过将匹配变量作为协变量纳入我们的模型来控制匹配变量的剩余变异。图中显示了表示MPA接近程度对(a)发育不良(n = 1,919个人)和(b)平均财富指数(n = 2,117人)概率影响的模型系数。

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图4 鱼类生物量与附近群落财富指数呈正相关关系。根据多元财富指数，与远离海洋保护区(黄色)的社区(n = 58对礁点和调查集群)相比，靠近海洋保护区(MPAs)的社区，无论是一般使用区(绿色)还是高度保护区(紫色)，收入都显着更高。重灰色线表示鱼类生物量对财富指数的平均后验影响，浅灰色线表示后验分布中的100个随机样本。

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讨论

实现可持续发展目标取决于MPAs等干预措施改善HWB和生态可持续性的潜力。要解决MPAs是否能够同时促进减贫(可持续发展目标1)、粮食安全(可持续发展目标2)和可持续渔业(可持续发展目标14)的问题，需要从明确审查这些共同利益的影响评估中获得证据。即使在生态和社会领域，MPA对鱼类影响的研究也只是在最近才采用基于反事实的影响评估方法来加强因果推断。同样，系统审查发现，评估MPA对HWB的影响很少使用反事实设计。使用统计匹配方法评估MPA对生态和HWB结果的影响，我们发现了与MPA相关的自然和人类，特别是长期hpa相关的潜在共同利益的证据。

虽然平均而言与MPAs有关的HWB和渔业结果是积极的，但鉴于数据限制和未来的研究需要，我们谨慎地解释这些结果。首先，鱼类监测点根据环境梯度非随机选址，我们只能通过统计匹配部分缓解空间偏差，这要求我们还控制模型中潜在混杂因素的匹配后变化。其次，国土安全部的数据代表了该地区HWB的快照，允许进行控制-影响比较，但不允许进行前后比较，限制了我们对因果关系方向做出强有力推断的能力。例如，不确定在建立hpa后当地收入是否仍然很高，还是在建立MPA后随着时间的推移而增加。第三，DHS数据的范围和分辨率不允许我们完全解决MPA对HWB影响的细微差别，例如不同社会群体的成员(例如从事渔业和旅游业的成员或企业主和工作人员)是否经历了MPAs的不平等利益。虽然鱼类数量与与MPAs相关的粮食安全和收入指标之间有明显的共同利益，但可能与其他社会维度，如公平和文化维度进行权衡。最后，还需要进一步理清有利条件、政策和管理方法，这些条件、政策和方法使该区域的鱼类组合和HWB之间产生了明显的协同效应。将生态和社会结果更多地纳入定量影响分析，对于确定继续扩大MPAs将在何种条件下成功地为全球多个可持续发展目标作出贡献至关重要。

随着各国扩大海洋保护区的覆盖范围，以实现2020年后生物多样性框架和可持续发展目标的区域目标，许多沿海社区将受到这些干预措施的影响。如果不首先确定潜在的共同利益以及海洋保护区在维护海洋资源的同时惠及当地社区的具体情况，扩大的海洋保护区网络就不可能有效和公平。在本研究中，我们发现1)中美洲地区的hpa倾向于支持高鱼类数量和稳定或增加的趋势。(2)与最近一项关于陆地保护区的研究结果一致，在保护区附近的社区粮食安全得到了提高，特别是在保护区附近的收入更高，而不是因为准入限制而减少生计和粮食安全。(3)最后，MPAs本身及其支持的渔业都与沿海地区的HWB正相关。综上所述，这些结果突出了可持续发展目标在MPAs、海洋资源和地方社区之间的协同增效潜力。

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