2000-2022年全球陆地人类足迹年度栅格数据

数据介绍

数据资源：​​2000-2022年全球1km分辨率陆地人类足迹年度栅格数据

人类足迹（Human Footprint）反映了人类活动对生态过程和自然景观的改变所施加的压力，这一问题正引发全球对生物多样性和生态保护的广泛关注。然而，由于长期缺乏时空连续的人类足迹数据集，相关研究长期受到制约。本研究基于八项反映人类活动不同维度压力的指标，绘制了2000至2018年全球人类足迹的年度动态变化图。精度评估表明，我们的结果与历史数据集具有良好的一致性。研究发现，在过去二十年间，超过200万平方公里的荒野地区（即人类足迹值低于1的区域）消失，其中以红树林为主导的生物群区荒野损失最为严重（超过5%），这可能与沿海地区人类活动加剧有关。本研究构建的全球人类足迹年度数据集具有时空一致性，可为人类活动与自然资源相关研究提供重要基础数据支撑。

图1、研究框架

一、数据与方法

1. 数据来源与预处理

八类压力变量（均处理至1km分辨率）：

• 建成环境：基于全球人工不透水面（GAIA）30m数据，计算1km网格内城市占比（>20%视为城市）；

• 人口密度：WorldPop 100m数据聚合；

• 夜间灯光：融合DMSP与VIIRS的校准数据；

• 农田与牧场：ESA CCI年度农田数据 + Ramankutty牧场地图（静态）；

• 交通网络：道路（OSM+gROADS）、铁路（NGA）、航道（HydroSHEDS+夜间灯光校准）。

2. 人类足迹评分框架

二、结果验证

1 精度对比：

与Venter等2009年数据对比，相关性显著提升（R²=0.62 vs. 0.50）；

与Williams（2000-2013）、Kennedy（2016）结果高度一致（图2b）。

2 改进亮点：

高分辨率数据（如30m GAIA）更精准识别小规模人类聚落（图3b中欧、中国案例）；

ESA CCI农田数据优于GlobCover 2009，减少北美/非洲农田低估（图3a）。

三、核心发现

1. 全球人类足迹动态（2000-2018）

荒野面积减少：>200万km²（年均减少约10万km²），占2000年荒野总面积的5.4%；

高度改造区持续扩张：主要分布在中国、东南亚、非洲（图4b-c）。

2. 生物群落差异

红树林损失最严重：荒野面积减少5.22%（亚洲沿海人类活动加剧）；

其他高风险区：热带湿润阔叶林（-3.63%）、荒漠灌丛（-2.43%）、苔原（-1.98%）；

保护区目标挑战：仅38.6万km²土地为荒野（占陆地面积<3%），威胁生物多样性目标（图5）。