保存生物多样性河流走廊可持续城市发展
今天的全球人口时钟左右约有79亿人。据联合国经济和社会事务部统计，大约55％的居民居住在城市地区 - 一项比例增加到2050年的比例增加到68％。在过去的70年中，全球城市人口已经增长了近35亿人，但这种增长尚未在所有大陆的平等蔓延 - 非洲，农村生活仍然是常态，占其人口的常态仍然是常态城市。巨型城市 - 拥有1000万或更多居民的城市 - 预计将在2030年以2030年占据居住景观，在全球范围内拥有43个，其中许多在发展中国家。
虽然城市化的好处包括更好地获得职位，医疗保健和公民的教育，但与大规模迁移到城市的挑战是多方面的。随着爆炸性人口，需要每天送出，饲料和运输数百万居民，并处理他们生产的废物。没有足够的规划和管理，快速城市化可能导致生活在城市的人们的生活质量差，但达到环境影响，包括水和空气污染，以及生态破坏。
生态剥削
In 2019, a landmark report from the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) painted a stark picture of the current ecological landscape: approximately 75% of the Earth’s land surface has been significantly altered, 85% of wetlands have been lost, and 1 million species face extinction, due to human activity. The IPBES report explored how land use changes have impacted terrestrial and freshwater ecosystems, finding agricultural and urban dwelling expansion to be two of the biggest drivers of habitat degradation over the last 50 years. For freshwater ecosystems such as rivers, IPBES identified water extraction and pollution, climate change, and man-made infrastructures (road networks, oil and gas pipelines, hydroelectric dams) as principal threats causing the highest levels of decline.
IPBES的报告发现，在过去50年里，农业和城市住宅扩张是导致栖息地退化的两个最大驱动因素。
河流通过作为生态走廊的运作，在维持可行的生态系统方面发挥重要组成部分 - 连接野生动物种群的栖息地，并在分散的景观中保持环境凝聚力的栖息地。在城市，河流将孤立的野生动物种群与他们的农村同行连接，使他们成为城市生物多样性保护的重要球员。然而，许多城市河流被用作雨水，工厂或污水处理系统的排水储存器，或通过施工水电坝的建设。虽然这些职能为城市居民提供了基本服务（风暴预防，电力生产），但它们可以扰乱河流走廊的自然生态功能。了解淡水生态系统威胁，并具有评估河流走廊的健康随着时间的推移对维护城市环境中的生物多样性至关重要。
通过使用栖息地质量模型 - 基于计算机的模型可以评估河流走廊的健康，这些模型在特定地区检查土地利用和生物多样性威胁。虽然过去十年已经开发了许多栖息地评估工具，但很少有很少可用。由于期望在未来三十年的人口增长最大的地区主要被限制在发展中国家，在议程上的资金短期和生态保护的情况下，如果联合国可持续发展，可访问的生态评估工具是至关重要的发展目标（SDG）11，以使城市包容，安全，弹性和可持续性，应得到实现。
建模劣化
投资是一个免费的开源软件套件。它的主要功能是评估基于土地利用和人的威胁，栖息地质量。它迄今已被应用到大型陆地生态系统。内的模型，生境质量被定义为一个生态系统，以提供适当的条件为人口持久性的能力，和'高品质的栖息地是那些具有完整生态功能。该模型假定栖息地质量的人为土地利用强度的增加而减小，并利用土地利用“栅格地图”来计算该区域的受调查的质量。在光栅图中的每个单元被分配一个土地使用类型（例如，森林，草原，农田，建成）和用户定义每个土地使用类型是否适合保护生物多样性。适用性分数范围零和一之间 - 越接近得分为零，则降低的适用性和下物种的存活。完整的栖息地，例如森林，将具有更高的适合性分数而改性的栖息地，如耕地，将表现出较低的分数。
然后将适应性得分与描述威胁的影响的威胁参数相结合，无论是威胁的距离是否会降低其影响，受威胁区域的可达性以及受威胁区域的敏感性，给予总威胁水平，或降级分数。针对所识别的每个威胁来计算降级得分，例如建立区域，道路网络或污染，并通过栖息地适用性得分来提供整体栖息地质量。栖息地质量可以在一段时间内测量，或者可以在关于未来情景的预测上进行建模，例如涉及巨型的方案。政府机构可以使用预测情景，以了解有关城市扩张如何将在未来影响栖息地质量的明智决定。
Jochen Pof，与ManuelBeißler，Diana Molewijk和他的达姆施塔特技术大学团队合作，聘请了投资于在中美洲尼加拉瓜市莱昂市中心的小型城市河流走廊。Hack和他的团队提出了评估人为威胁，特别是，建成区域，道路网络和河流污染的个人和综合影响，在燕尾河走廊上。
人类学三叶草：建筑物，道路和污染
莱昂是尼加拉瓜的第二大城市，家庭居民18万居民。诗河河流在西南方向穿过城市，以及与城市界外的剧场河流融入太平洋之前。在他们的学习中，Hack和他的团队专家组选择了一座200米宽的斗记河走廊，由三条河枝组成，每公里长，代表不同水平的城市化：致密城市化，城乡过渡，大多数乡村的。
研究人员利用高分辨率卫星图像作为光栅的发展输入数据映射为他们的模型。当将投资来衡量，由于建成区生境退化（HD），在东北，这是由密密麻麻的楼房紧紧包围着河流的树枝上，受到的影响最大，具有HD得分为0.3。如所预期的，从结算的更远，则降低栖息地退化;河的西南部，从城市的历史中心最远，显示出小于0.1的HD得分。总体来看，建成区出现了河流栖息地质量（HQ）通过减少高达40％。
该团队随后审查了由于道路网络而退化的河流栖息地。道路的影响与定居点的分布和密度相关，内置区域的道路导致栖息地质量的最大值，将这些区域的总量减少到几乎为零。栖息地质量最大地减少，在河流两侧存在的道路上，或者道路网络通过桥梁侵入河流走廊的地方。
在这个环境空前恶化的时代，社会与自然互动的每一个方面都有机会造成进一步的破坏，或为所有人的更健康的未来铺平道路。
然后，Hack Prof Conce调查了水污染对燕举栖息地降解的影响。由于来自上游水处理厂的固体废物处理和未处理废水泄漏，水污染在内置区域中最激烈。这些区域河流污染导致的威胁相当于来自内置区域的，HD得分为0.3。与内置区域一样，随着沉降距离增加的河流污染的影响减少了，但由于在研究下游的自然淡水流体动力学，水污染物的降解仍然在研究过程中仍处于较低的水平。
当研究综合威胁的影响时，研究人员发现，最严重的栖息地退化(HD评分高达0.85)发生在河流的上游支流，最靠近人口密集地区。河流这一地区的生境已经被建筑和道路破坏或破坏，水污染进一步加剧了退化的环境。
投资未来
黑客和他的团队成功使用投资来评估建筑物，道路和尼加拉瓜莱昂水污染造成的环境退化。他们评估生态健康的概念方法是准确的，快速，具有较低的数据要求，并且是免费的。这些特点为政府机构投资了可行的方法，以在发展中国部规划期间识别高风险地区和保护热点时使用。Prof Hack’s version of the model used in this study considered limited land use types and anthropogenic threats focusing on urban aspects – expansion of these variables to include land use types such as protected areas and agricultural land use, and threats such as agricultural run-off contaminated by fertilizer or pesticides as well as industrial wastewater discharge, would allow a more comprehensive understanding of the ecological status of the study area. The model could also potentially be used to investigate particular species rather than biodiversity as a whole, in areas where endemic animals and plants are identified as particularly vulnerable to urban threats. In previous studies by Prof Hack and his team, they developed several novel methodologies such as MAPURES (Methodology to Assess the Potential of Urban River Ecosystem Services), to investigate ecosystem services and nature-based solutions based upon field data and high-resolution true-color images obtained from Google Earth. Together, these methods shed light on the impacts of urbanisation on a previously unexplored river ecosystem and help to reveal the beneficial functions and services river provide to urban populations.
总体而言，从这个概念研究得出的数据趋势表明人类活动的威胁和栖息地退化，证明能够在发展中国家造型上的生态城市扩张的影响的投资模型之间的因果关系。莱昂市目前正在扩大其建成区进入城乡过渡地区，这将可能导致增加栖息地退化，除非预防性采取行动。在这个年龄段的前所未有的环境恶化，社会互动的各个方面与自然提供了机会，以引起进一步的破坏，或者铺平走向健康的未来一路。这种详细的，高分辨率的分析是理解我们如何通过采取蓝绿色基础设施，河流廊道提供的优势，限制人为影响的空间分布，并计划向更可持续的城市必不可少的。以自然为基础的解决方案，如深圳的雨水花园和海绵城市设计，还是柏林建立一个“绿色地带”的别出心裁的举措，但没有首先了解问题的本质不能取得进展。像哈克教授的模型为构建解决方案为主导的可持续发展城市的基础。
个人反应
是否很难模拟特定物种的脆弱性，而不是总体生境质量?
对特定物种的建模栖息地适合性及其对栖息地退化的脆弱性更为复杂，需要对物种，其生态网络以及对所考虑的特定威胁的敏感性更详细的数据。While a total habitat approach focuses on characteristic ecological structures and processes (e.g., related to the provision of food, shelter, reproduction and breeding conditions in general) and their susceptibility to specific threats, a species vulnerability approach would depart from the demand and susceptibility of specific species. For the latter, information is often much scarcer.
如果你使用InVEST和你最近研究中描述的参数对一个发达城市(如伦敦)建模，你认为结果会有所不同吗?
建模发达城市的结果肯定会有所不同。栖息地条件和威胁通常在更发达的城市中通常是不同的。由于河流越来越多地引发和工程，河流走廊及其水形式通常随着较高的发展水平而变化，以更快地从城市地区传达径流，并更安全，以获得更多城市发展空间。这通常会导致天然泛滥和河流植被的丧失导致栖息地损失或损失。另一方面，由于治疗厂和废物收集系统实施了更高的发展，源于未经处理的废水或固体废物处理的威胁通常随着更高的发展而降低，因此实施环境法规强制执行。