2026年全球生物多樣性保護的15個新風向 | 海潮天下·科學前沿

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生物多樣性的變化，往往在靜水深流中發生，等到所有人都能察覺時，干預的最佳時機通常已經錯過。為了打破這種滯后性，2026年伊始，《生態學與進化趨勢》期刊發布了第17份全球生物多樣性保護前沿議題掃描報告。這份由劍橋大學威廉·蘇利文（William J. Sutherland）教授領銜，聯合國際鳥盟、英國國家信托基金、野生生物信托基金等機構26位科學家、一線保護從業者和政策制定者共同完成的研究，為未來5~10年的全球生物多樣性保護工作梳理出了15項亟待關注的新興議題。

自2009年起，該團隊便持續以系統性的前沿掃描方法預判可能影響生物保護的新趨勢，而今年的評估，正處于全球新技術研發應用加速、生物多樣性研究與保護領域科研資金遭遇全球性削減、地緣政治局勢持續動蕩的復雜背景下，不過值得欣慰的是，2026年1月正式生效的聯合國《海洋生物多樣性協定》（#BBNJ協定 ），為公海和深海海底的海洋生物保護與開發管控確立了新準則，也為全球生物保護注入了一劑強心針。

這些問題大多尚未進入公眾視野，或者正在發生質的飛躍。從微小的AI芯片到深海的微生物代謝，從減肥藥的流行到鏡像分子的生物安全……，這些看似風馬牛不相及的領域，正交織成影響地球生態的新變量。為助力全球環境治理、并供我國學者了解最新研究動態信息，編譯分享信息如下，供感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者們參閱。

微型機器學習（TinyML）在生態監測中的普及，讓機器學習深入荒野

在生物多樣性保護的傳統模式中，數據采集與處理之間一直存在巨大的“斷層”。科學家在荒野布置紅外相機或錄音設備，往往需要等待數月，等電池耗盡、或人工回收存儲卡后，才能拿回來在實驗室的電腦上跑模型。TinyML（微型機器學習）的出現，本質上是把原本屬于云端服務器的“大腦”直接裝進了這些野外硬件里。

TinyML（微型機器學習）的成熟，改變了游戲規則。這是一種讓邊緣設備具備“本地思考”能力的關鍵技術，讓復雜的算法直接運行在低功耗的微型控制器上，不需要聯網，也不需要龐大的供電設備。這意味著在偏遠地區，監控設備可以靠電池工作數年，實時識別物種叫聲或非法盜獵的動向，極大地降低了全球生態監測的門檻和成本。

（圖文無關）▲上圖：MATLAB和Simulink支持完整的TinyML工作流，能夠實現邊緣端AI系統的設計、測試及部署。圖源：mathworks.com

超快、且低功耗的光學AI芯片

人工智能的發展正面臨巨大的能源挑戰。光學芯片利用光子代替電子進行數據處理，運算速度比現有的數字芯片提升了近100倍，能耗卻大幅下降。

這種技術如果投入商業化，就能顯著減少大型數據中心的資源消耗，還能讓無人機監測等高能效需求作業變得更加持久，為實時環境反饋系統提供了新的動力來源。

▲上圖：新型半導體芯片在芯片表面集成微型透鏡，利用光而非電完成計算任務，可顯著提升常見人工智能任務的功耗效率，并縮短計算運行時間。（圖片來源：Yang Hangbo /scitechdaily）

海洋光照滲透度的顯著下降

論文指出，衛星數據顯示，自2005年以來，全球約21.5%的海洋表面光照顯著減少、變得更加渾濁，部分區域的透光深度縮減超過50米。這種海洋“變暗”現象主要源于氣候變化引發的陸源物質徑流增加、浮游植物構成改變以及海冰消失后的生物地球化學反饋。由于衛星遙感難以精確探測水下5~10米以下的光學變化，這一持續惡化的趨勢在很大程度上被現有的全球監測體系所忽視。

海洋光照滲透度的下降將對生態系統產生階梯式影響。光照減少不僅直接抑制了中深層水域的初級生產力，導致碳封存能力下降，還壓縮了大型海藻林等物種的垂直分布空間，使其棲息地向更淺的海域退縮。此外，水體渾濁度的升高會干擾視覺捕食者的獵食行為，改變海洋食物網的結構。專家組警告，這一問題極具潛在破壞性，急需納入國際海洋保護的評估框架，以應對其對海洋生物多樣性的深遠威脅。

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（圖文無關）?攝影：王敏幹（John MK Wong） | 海潮天下（Marine Biodiversity）

鏡像生命的生物安全未知風險

目前，生物學家已經成功合成出與自然界手性相反（chirally inverted, 注：就是人工把天然分子反過來造，造出它鏡像版本）的RNA和蛋白質，這種“鏡像”亞細胞組件的應用前景十分廣闊，比如制造能抵抗酶降解且不被免疫系統識別的藥物。雖然人類尚未構建出完整的鏡像細胞，但這種可能性已經引發了嚴峻的生物安全討論。鏡像生命具有逃避宿主免疫系統和現有抗微生物藥物的天然屬性，一旦這些人工創造的生命形式進入自然生態系統或活體宿主，其產生的風險將是難以界定且后果極其嚴重的。

這種技術的不確定性在于，我們無法預知鏡像生命在自然界中的致病性或競爭力。鏡像細胞一旦實現自我復制，可能因其無法被天然分解的特性而打破原有的生態平衡，甚至引發前所未有的生物安全挑戰。雖然一些學者認為不應因潛在風險而限制造福人類的研究，但國際科學界已有迫切呼聲要求建立預防機制，以管控這種人類歷史上從未出現過的“鏡像”生命風險。

光纖導線無人機帶來的新興環境威脅

作者指出，在俄烏沖突等現代戰爭的推動下，光纖導線無人機技術得到了迅猛發展。為了規避無線電信號干擾，這些無人機借助拖曳長度通常為5~20公里、有時甚至超過40公里的高強度塑料光纜來傳輸指令。隨著這類無人機在軍事和民用領域的普及，大量被遺棄的光纜正迅速在地面或植被中累積。在某些戰線區域，每公里的光纜堆積量可能高達2900公里，這些雜亂無章的纜線可能纏繞并致死鳥類、野生哺乳動物和牲畜，還會形成物理屏障，阻礙野生動物的自由遷徙。

更深遠的威脅在于這些合成材料的長期生態影響。這些光纜在自然環境中可能存在數百年之久，在緩慢降解的過程中會持續釋放微塑料以及全氟和多氟烷基物質（PFAS）等持久性化學污染物。為了應對這一日益嚴重的生態危機，研究者建議開發可降解的替代材料，并呼吁在沖突結束后開展專項清理行動，以減輕對全球生物多樣性的長期破壞。

▲上圖：光纖制導無人機網絡（Fog?UAVNet）工作流程：搭載傳感器的無人機將采集的視覺信息傳輸至機載處理單元，對關鍵目標進行檢測與分類，為目標跟蹤、異常監測等任務提供支撐，并將處理結果生成實時回傳報告。論文出處：Dong, Q.; Han, T.; Wu, G.; Sun, L.; Lu, Y.(2026)

減肥藥物對土地利用格局的影響

到2030年，全球預計將有10億人面臨肥胖問題，這約占屆時總人口的12%到14%。隨著GLP-1受體激動劑等減肥藥物的廣泛使用，人類的攝食行為和飲食偏好正在發生改變。研究表明，這些藥物的使用者不僅攝入的熱量總體下降，而且對牛肉、加工食品、含糖飲料和精制谷物的需求也顯著減少。由于牛肉和高度加工食品屬于資源密集型產品，生產過程中需要占用大量土地，這種消費需求的持續減弱有望減緩牧場的擴張并縮小農田面積。

該研究指出，雖然目前尚未觀測到直接的土地利用變化，但這種持久的飲食結構轉型可能減少土地開發、灌溉需求以及農藥化肥的投入，從而為森林恢復、野化項目或碳匯建設騰出空間。在全球糧食貿易背景下，這種效益最可能體現在生產邊緣地帶，即需求的改變將決定是否有新的土地被轉化為農業用途。這一影響的最終程度將取決于減肥藥在全球的普及速度、藥效對飲食習慣改變的持久性，以及全球市場對食物需求變動做出的反應。

(圖文無關）一道韓式傳統料理，生牛肉（Yukhoe）。?Linda Wong 攝于韓國 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

南大洋鹽度狀態的意外反轉

南大洋的鹽度變遷，一直被視為全球氣候變化的晴雨表。從1980年代開始，科學界的共識是這片海域正在持續“淡化”，這主要歸因于南極冰架融化的加速以及降水量的增加。然而，這篇研究指出，2015年后這一長期趨勢發生了令人驚愕的反轉，南大洋表面鹽度開始出現劇烈、且分布不均的上升。這種物理特性的突變，意味著原本穩定的海洋分層結構正在松動，表層的冷淡水屏障變薄，導致深處的暖鹽水更容易向上混合，徹底打破了維持數十年的物理平衡。

這種鹽度狀態的意外反轉，給南極生態系統帶來了極大的不確定性。表面海水變咸，會直接干擾海冰的形成與消融周期，而海冰正是南極食物網基石——磷蝦的育苗場。如果這種趨勢持續下去，依賴海冰生存的各類海洋生物將面臨棲息地的結構性崩潰。更棘手的是，這種突發性的反轉讓現有的氣候模型顯得捉襟見肘，科學家們很難預測這種狀態會如何影響全球大洋環流。在物理環境變得難以捉摸的背景下，保護南極生物多樣性的難度正以前所未有的速度增加。

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▲上圖：南極風光。?Joys 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

深海采礦對微生物群落的打擊

長期以來，關于深海采礦的討論，大多集中在多金屬結核對底棲動物的影響上，但這項最新研究指出，深海海底的微生物群落同樣脆弱、且重要。這些生活在數千米深處的微生物，在調節全球生物地球化學循環、碳封存以及養分再生中發揮著重要作用。目前的勘探合同（#國際海底管理局）已經覆蓋了約150萬平方公里的深海區域，商業采礦一旦啟動，采礦機械在挖掘結核時會直接破壞沉積物表層，導致這些生長極其緩慢、適應了極端穩定環境的微生物群落瞬間覆滅，其生態功能的恢復可能需要數十年、甚至是更久。

除了直接的物理破壞，采礦產生的沉積物羽流（sediment plumes）也是致命威脅。這些羽流會攜帶高濃度的顆粒物、以及可能存在的重金屬，在深海中大范圍擴散，干擾微生物的代謝活動，還可能通過改變化學環境導致微生物群落結構的徹底崩塌。考慮到深海微生物與上層海洋生態系統之間存在緊密的生物地球化學聯系，這種底層的崩壞，可能會產生跨越整個海洋深度的連鎖反應，進而影響到全球碳循環的穩定性。

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▲上圖：NOAA的“馬里亞納深水探索”（EX1605）任務中，在遙控潛水器（ROV）中層水域觀測視頻片段中記錄到的部分生物：(A) 一條輻鰭魚（Actinopterygii）；(B) 一只水螅水母；(C) 一條遠洋紐形動物（極可能屬于深海海神紐蟲Dinonemertes屬）；(D) 一只管水母；(E) 一只真蝦總目蝦類；(F) 一個尾海鞘形幼蟲；(G) 一群空枝蟲（Coelodendridae）生物；(H) 一只塔形水母；(I) 一條毛顎動物。論文出處：Moyer IM, Copeland A, Egan K and Collins AG (2025)

熱帶森林永續基金（TFFF）的治理創新

熱帶森林永續基金（TFFF）在治理上的核心突破，在于其“反轉”了傳統的國際援助邏輯。過去，保護資金往往由北半球國家主導，且通常帶有復雜的政治、或環境附加條件，而TFFF則是一個由巴西等南半球熱帶森林大國發起并主導的融資機制。它計劃籌集高達1250億美元的投資基金，利用其產生的年度收益，根據各國維持低砍伐率的實際表現直接支付獎金。這種模式將保護森林從一種“負擔”轉變為一種可預期的、長期的“主權收入”，極大地增強了熱帶國家在保護全球公共產品中的主體性。

在資金分配的社會公平性上，TFFF設定了創新的剛性門檻。該基金明確要求至少20%的資金必須直接流向原住民、當地社區以及森林中的傳統定居者。這種設計旨在解決以往保護項目中，一線守護者往往無法直接獲益的問題，確保資源能滲透到生態保護最核心的環節。它將宏觀的國際金融運作與微觀的社區利益補償掛鉤，尋找一種可持續的森林保護融資方案，嘗試構建一套更公平的、由受益者驅動的全球生態治理新范式。

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▲上圖：巴西Salto Morato自然保護區 圖源? 2015 Jo?o P. Burini, CC BY-SA 4.0

數字孿生技術的應用與局限

數字孿生技術能集成來自傳感器、衛星、無人機和實地調查的海量數據，在虛擬世界中構建出物理實體的動態映射，從而大幅提升了人類對復雜生態系統響應的預測能力。例如，Earth-2平臺利用生成式人工智能以1公里的極高分辨率對全球氣候進行模擬，這使得決策者能夠預演不同干預手段的潛在效果，從而在氣候適應、棲息地恢復和資源管理方面做出更精準的規劃。

然而，該技術也帶來了不容忽視的局限與風險。論文指出，隨著數字孿生和模擬工具的普及，研究人員可能產生技術依賴，進而縮減成本昂貴、但至關重要的實地考察和現場驗證工作，導致“實地觀察危機”。此外，數字孿生系統本身也是資源密集型產業，其運行所需的大規模數據中心會產生巨大的能耗和冷卻需求；若模型底層數據存在偏差，其生成的虛假預測結果，甚至可能會導致錯誤的決策方向。

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▲上圖：Earth-2平臺是一個由英偉達（NVIDIA）推出的數字化孿生地球平臺，旨在通過超大規模的計算能力來模擬和預測全球氣候變化。可以將其理解為一個在數字世界中運行的“地球副本”。它集成了人工智能、物理模擬和觀測數據，專門用于應對氣候災害。其核心技術亮點在于采用了生成式人工智能模型（如CorrDiff），能夠將全球氣候模型的解析度從傳統的25公里或10公里，提升到驚人的1公里。這種高分辨率的模擬對于預測極端天氣，例如臺風的登陸路徑或局部地區的強降水，具有極高的準確性。圖源：NVIDIA網站

商業化叢枝菌根真菌（AMF）接種劑的泛濫

商業化叢枝菌根真菌（AMF）接種劑的市場正以每年約15%的速度增長，預計到2027年總價值將接近10億美元。這種產品的初衷，是借助向土壤中添加有益真菌、來提高農作物的養分吸收效率，從而減少對化肥的依賴。然而，近期的一項元分析顯示，在田間條件下，超過80%的商業接種劑未能成功定植、或產生顯著的增產效果。由于該行業缺乏統一的質量控制和標簽監管標準，許多產品在實際應用中甚至無法維持真菌的活性。

除了效果存疑，這種接種劑的大規模使用還隱藏著嚴重的生態風險。論文指出，將大量非本地、或商業選育的真菌菌株引入農田和周邊生態系統，可能會打破本地土壤微生物群落的平衡。這些外來菌株可能與本地物種競爭有限的資源，導致原本適應當地環境的微生物多樣性下降。這種披著“可持續農業”外衣的技術，如果在缺乏深入生態評估的情況下繼續泛濫，可能會對土壤這一關鍵的生物多樣性庫造成難以挽回的長期干擾。

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▲上圖：叢枝菌根真菌（AMF）的菌絲網絡延伸至植物根系的養分枯竭區（灰色區域）之外，通過擴大土壤探索范圍有效提升磷酸鹽的攝取能力。隨著共生關系的建立，菌絲周圍也會形成特定的磷耗竭區（紫色區域）。除磷外，該網絡還能顯著增強植物對氮（銨鹽）和鋅等礦物質的吸收。這種定殖過程不僅改善了營養供應，還通過誘導植物產生系統獲得性抗性，大幅提升了宿主植物對干旱、鹽堿等非生物脅迫及病蟲害等生物脅迫的耐受力。上圖是一個示意圖。論文出處：Catherine N. Jacott, Jeremy D. Murray and Christopher J. Ridout

全球海藻林大規模萎縮

海藻林作為全球分布最廣、生產力最高的沿海生態系統之一，其覆蓋面積實際上超過了全球所有沿海濕地和珊瑚礁的總和。然而，由于海水溫度升高導致的直接熱壓力，以及過度捕食（如海膽爆發）和極端氣候事件的頻率增加，全球范圍內的海藻林正在經歷嚴重的衰退。盡管這些“水下森林”在碳封存、海岸保護以及為數千種海洋生物提供棲息地方面發揮著不可替代的作用，但在目前的國際政策框架和生物多樣性保護評估中，海藻林的受重視程度遠低于珊瑚礁、或紅樹林。

這種大規模萎縮，意味著單一物種的喪失，預示著近海生態系統結構的系統性崩潰。論文指出，海藻林的消失會引發連鎖反應，導致依賴其生存的魚類和無脊椎動物種群銳減，進而沖擊全球漁業安全和海洋生物地球化學循環。作者強調，由于目前缺乏全球統一的監測網絡和針對海藻林的專項保護協議，這種被稱為“生態系統工程師”的物種正在無聲無息中消亡。因此，亟需在國際層面建立類似珊瑚礁保護的協調機制，以應對這一緊迫的深層海洋危機。

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▲上圖：海藻林是沿海地區高度繁盛的近岸海洋生態系統，在維持氣候穩定方面發揮著至關重要的作用。隨著海洋變暖，海藻林的分布范圍正在以越來越快的速度發生變化，令人擔憂。在過去的幾十年里，全球評估的海藻林中有38%出現了總體下降，而僅有27%有所增加，導致預計每年全球海藻林損失率為2%。在世界范圍內，許多曾經豐富的海藻林現在變成了海膽荒漠，或被稱之為“草坪藻”的微型藻類覆蓋的海底草甸。這些變化被認為是不可逆轉的。海藻林尤其容易受到這種狀態轉變的影響，與其他更具標志性的生態系統如珊瑚礁或雨林不同，海藻林的衰退在很大程度上被忽視了。上圖是非洲大海藻林（Great African Seaforest）。?Sea Change Project

▲上圖：新西蘭豪拉基灣（Hauraki Gulf）諾伊塞斯群島（the Noises）附近，由當地海膽“基那”（kina，學名：Evechinus chloroticus）過度啃食海帶所造成的“海膽荒漠”（Urchin Barren）邊緣地帶。由于捕食者數量減少，海膽種群失控，它們將海帶林啃食殆盡，形成了一片貧瘠的海底景觀。攝影：Shaun Lee（CC BY-SA 4.0）

將塑料廢物轉化為微生物蛋白

該論文指出，塑料廢物是環境污染的重災區，但也可能成為潛在的資源。目前開發出的工藝能夠通過化學解聚手段，將這些難降解的塑料拆解為小分子，作為碳源去“喂養”特定的細菌。在微生物的代謝作用下，塑料碳被轉化成富含營養的單細胞蛋白。這種方法如果能實現規模化，不僅為全球提供了一種低碳足跡的替代蛋白來源，還能有效減少塑料垃圾對自然生境的直接破壞。

這種技術的轉型對保護工作有著間接卻深遠的影響。如果微生物蛋白能部分替代傳統畜牧業對大豆或魚粉的需求，就能顯著降低人類對土地和海洋資源的索取壓力，從而保護更多原始森林免于被開墾成農田。盡管這一設想目前仍面臨經濟成本和食品安全監管的考驗，但它展示了一種從“清理污染”轉向“系統性減壓”的新思路，有望從源頭緩解生物多樣性喪失的壓力。

▲塑料污染成為了當下的一個環境治理難題。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

全球土壤水分持續枯竭

從2000年~2016年，全球土壤經歷了一場劇烈的“脫水”過程，總含水量下降了約2623Gt，這一數字甚至遠超格陵蘭島在同期內的冰川損失量。這種水分的流失主要由降水減少和大氣變得干燥所驅動，且在氣候變暖的背景下預計仍將持續。由于土壤水分在水循環和氣候調節中起著至關重要的作用，這種大規模的枯竭改變了地球的陸地水文學特征，還直接導致全球平均海平面上升了約10.78毫米。

土壤水分的減少，對自然生態系統產生深遠的階梯式影響。一方面，干旱會削弱植被通過蒸騰作用帶來的降溫效應，從而加劇地表的熱浪侵襲，甚至可能引發更頻繁的野火并迫使物種遷徙。另一方面，這種缺水狀態與土地利用方式的改變相互交織，可能進一步降低農業生產效率并導致更嚴重的土地退化。研究監測顯示，目前土壤失水速率最快的區域主要集中在北美中部、中亞、中非以及亞馬遜盆地以南地區。

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（圖文無關）▲上圖：華北平原城郊過渡帶的農業用地與城市建成區交界景觀。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

化學調節植物花期以應對氣候失調

氣候變化正在打破植物與授粉者之間脆弱的時間“契約”。由于冬季氣溫波動和春季異常熱浪，許多植物的“春化作用”（即低溫來誘導開花的過程）受到干擾，導致花期提前或滯后，難以與授粉昆蟲的活躍期同步。為了解決這種“時間錯位”帶來的絕收風險，研究人員篩選了一萬六千多種化合物，發現了一些極低毒性的“脫春化劑”。這些化學物質能像開關一樣精準控制擬南芥等植物的開花通路，在幾乎不損害植株健康的前提下，人為延遲花期。

這種技術的應用前景遠不止于實驗室。人工調節花期，讓科學家可以幫助稀有植物在最恰當的時間開花，從而確保那些特定的授粉者能夠順利完成“傳宗接代”的任務。在農業生產上，它同樣能發揮巨大的保護作用，比如幫助果樹躲過致命的晚霜，或者在不使用除草劑的情況下，通過改變雜草的花期來抑制其種群擴張。雖然這種干預自然規律的做法在生態界仍有爭議，但它確實為保護瀕危物種和維持糧食產量提供了一種全新的工具箱。

（圖文無關）▲上圖：菟絲子的花兒。?Linda Wong 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的原文：

Sutherland W J, Butchart S H M, Clarke S J, et al. A horizon scan of biological conservation issues for 2026[J]. Trends in Ecology & Evolution, 2026, 41(1): 91-101.

本文參考資料

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41339143/

https://www.mathworks.com/discovery/tinyml.html

https://www.nvidia.com/en-us/high-performance-computing/earth-2/

https://www.nvidia.com/content/nvidiaGDC/us/en_US/high-performance-computing

Dong, Q.; Han, T.; Wu, G.; Sun, L.; Lu, Y. Robust Object Detection for UAVs in Foggy Environments with Spatial-Edge Fusion and Dynamic Task Alignment. Remote Sens. 2026, 18, 169. https://doi.org/10.3390/rs18010169

https://www.mdpi.com/2072-4292/18/1/169

https://scitechdaily.com/new-light-based-chip-supercharges-ai-efficiency-by-up-to-100x/

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251027224833.htm

N.G. Loeb, T.J. Thorsen, S. Kato, F.G. Rose, ?. Hodnebrog, & G. Myhre, Emerging hemispheric asymmetry of Earth’s radiation, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (40) e2511595122, https://doi.org/10.1073/pnas.2511595122 (2025).

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資訊源 | Sutherland, William J., et al.(2026)

文 | 王芊佳

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年3月

海潮天下

引

用

本

文

王芊佳.2026年全球生物多樣性保護的15個新風向.海潮天下.2026-03

海潮天下

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