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)據時代的來臨,，數(shù)據已成為新型戰(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)據正在被數(shù)字化和共享,，正在各個角落改變人類的科研、生產和生活方式,。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,，人類社會已經在集體生產生態(tài)學大數(shù)據了,。例如，GBIF（全球生物多樣性信息網絡）收集的物種標本數(shù)據和NEON（美國國家生態(tài)系統(tǒng)觀測站網絡）的各種監(jiān)測數(shù)據,，已經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”革命提出了具體的政策建議,。報告結合眾包數(shù)據、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,，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”和信息革命的新聞故事會讓人覺得我們已經淹沒在數(shù)據海洋中,，但對于有關威脅全球生物多樣性的數(shù)據來說恰恰相反。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,，但總體上這些數(shù)據并不能為保護政策提供合理的建議。為了填補這些數(shù)據缺口,，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)據集，而目前只有5%的全球生物多樣性威脅數(shù)據集符合“黃金標準”,。
這里所說的“威脅”,，是指“已經造成、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)據收集過程，并將每一個數(shù)據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,、地質事件和其他類型，前者已經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)據集的空間搜索范圍設定為全球。隨著各種附加數(shù)據集和元數(shù)據的不斷產生,，這種初始搜索所確定的數(shù)據集也會增長,。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)據源,，確定了290個唯一數(shù)據集,，歸為九類不同的威脅類型（圖1），其中六個數(shù)據來源提供了占整個目錄五分之一以上的數(shù)據集,。這種表面上的海量數(shù)據其實是有誤導性的,，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陸水體中受威脅物種的頻率與可提供的威脅數(shù)據集不成比例：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)據集中僅占5%,。由于缺乏正式的元數(shù)據,，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、有重復,、對準確性進行過評估）（圖2）的數(shù)據集在絕對數(shù)量上具有不確定性,，只有14個數(shù)據集（5%）滿足所有這五個屬性。也就是說,，大量數(shù)據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)據所有者和生產者建立伙伴關系,。保護政策所需的許多數(shù)據其實已經產生,，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,，歐航局也開放了哨兵科學數(shù)據（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)據入口，法國航天局也宣布5年或更老的SPOT衛(wèi)星數(shù)據將免費提供給非商業(yè)用戶,。2）私營部門的數(shù)據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,，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,、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)據集的建立,，并不用從頭開始,，因為許多數(shù)據已經存在，主要是如何建立數(shù)據關聯(lián)的通道,。1）入侵外來種使全球生物多樣性勻質化,，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,，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)據庫與IUCN全球入侵物種數(shù)據庫都是由國際機構和專家網絡支持的，如果增加適當?shù)馁Y源,，就可以滿足上述五個關鍵數(shù)據屬性。2）土地利用和覆蓋變化產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出現(xiàn)了許多新興標準化方法和中高分辨率的數(shù)據產品,。雖然這些產品帶來了希望，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。