Abstract Human pressures on the environment are changing spatially and temporally, with profound implications for the planet’s biodiversity and human economies. Here we use recently available data on infrastructure, land cover and human access into natural areas to construct a globally standardized measure of the cumulative human footprint on the terrestrial environment at 1 km 2 resolution from 1993 to 2009. We note that while the human population has increased by 23% and the world economy has grown 153%, the human footprint has increased by just 9%. Still, 75% the planet’s land surface is experiencing measurable human pressures. Moreover, pressures are perversely intense, widespread and rapidly intensifying in places with high biodiversity. Encouragingly, we discover decreases in environmental pressures in the wealthiest countries and those with strong control of corruption. Clearly the human footprint on Earth is changing, yet there are still opportunities for conservation gains.

Protected yet pressured Protected areas are increasingly recognized as an essential way to safeguard biodiversity. Although the percentage of land included in the global protected area network has increased from 9 to 15%, Jones et al. found that a third of this area is influenced by intensive human activity. Thus, even landscapes that are protected are experiencing some human pressure, with only the most remote northern regions remaining almost untouched. Science , this issue p. 788

Remotely-sensed and bottom-up survey information were compiled on eight variables measuring the direct and indirect human pressures on the environment globally in 1993 and 2009. This represents not only the most current information of its type, but also the first temporally-consistent set of Human Footprint maps. Data on human pressures were acquired or developed for: 1) built environments, 2) population density, 3) electric infrastructure, 4) crop lands, 5) pasture lands, 6) roads, 7) railways, and 8) navigable waterways. Pressures were then overlaid to create the standardized Human Footprint maps for all non-Antarctic land areas. A validation analysis using scored pressures from 3114×1 km(2) random sample plots revealed strong agreement with the Human Footprint maps. We anticipate that the Human Footprint maps will find a range of uses as proxies for human disturbance of natural systems. The updated maps should provide an increased understanding of the human pressures that drive macro-ecological patterns, as well as for tracking environmental change and informing conservation science and application.

Abstract Many global environmental agendas, including halting biodiversity loss, reversing land degradation, and limiting climate change, depend upon retaining forests with high ecological integrity, yet the scale and degree of forest modification remains poorly quantified and mapped. By integrating data on observed and inferred human pressures and an index of lost connectivity, we generate the first globally-consistent, continuous index of forest condition as determined by degree of anthropogenic modification. Globally, only 17.4 million km 2 of forest (40.5%) have high landscape level integrity (mostly found in Canada, Russia, the Amazon, Central Africa and New Guinea) and only 27% of this area is found in nationally-designated protected areas. Of the forest in protected areas, only 56% has high landscape level integrity. Ambitious policies that prioritize the retention of forest integrity, especially in the most intact areas, are now urgently needed alongside current efforts aimed at halting deforestation and restoring the integrity of forests globally.

More ambitious conservation efforts are needed to stop the global degradation of ecosystems and the extinction of the species that comprise them. Here, we estimate the minimum amount of land needed to secure known important sites for biodiversity, Earth's remaining wilderness, and the optimal locations for adequate representation of terrestrial species distributions and ecoregions. We discover that at least 64 million km2 (43.6% of Earth's terrestrial area) requires conservation attention either through site-scale interventions (e.g. protected areas) or landscape-scale responses (e.g. land-use policies). Spatially explicit land-use scenarios show that 1.2 million km2 of land requiring conservation attention is projected to be lost to intensive human land-use by 2030 and therefore requires immediate protection. Nations, local communities and industry are urged to implement the actions necessary to safeguard the land areas critical for conserving biodiversity.

Despite global policy commitments to preserve Earth's marine biodiversity, many species are in a state of decline. Using data on 22,885 marine species, we identify 8.5 million square kilometres of priority areas that complement existing areas of conservation and biodiversity importance. New conservation priorities are found in over half (56%) of all coastal nations, with key priority regions in the northwest Pacific Ocean and Atlantic Ocean. We identify where different conservation actions, ranging from marine protected areas to broader policy approaches, may best overcome anthropogenic threats to these areas. This analysis shows 26-41% of the ocean (depending on targets used for species representation) needs to be effectively conserved through a combination of site-based actions and wider policy responses to achieve global conservation and sustainable development agendas.

There is an increasing expectation for companies to revise their activities to minimize impacts on biodiversity, as well as undertake compensatory and proactive actions to restore biodiversity. To contribute towards global biodiversity goals, such actions need to be both ambitious and effective. Yet, implementation of mitigation actions to avoid impact is often poor or omitted, and actions to minimize and restore can be of varying effectiveness. The financial costs of actions are often seen as a barrier. Here we argue that mitigation costs, both costs incurred or avoided, are often overlooked or over-simplified when designing mitigation strategies. This includes limited quantification of management costs, the costs of potential impacts, assumed counterfactuals (i.e., what would happen without mitigation?), the distribution of costs between stakeholders, and the value gained by enhancing biodiversity. A more detailed and nuanced understanding of the economic costs and benefits of mitigation actions can both help prioritize resources more efficiently and reveal the true cost-effectiveness of mitigation at the project and portfolio levels, particularly for actions that avoid damage to biodiversity. This could improve the implementation of the mitigation hierarchy, as project developers or decision makers have a better understanding of the actual costs and benefits of different potential mitigation strategies. We exemplify this thinking with a detailed case study that determines the costs and effectiveness of a range of actions to reduce bird collisions on power lines.