探究 Cordia oncocalyx 生态位与分布：气候变化下的生存奥秘

来自巴西等地区的研究人员为了解 C. oncocalyx 的分布和生态位，开展相关研究，发现其适宜气候条件及在气候变化下的分布变化，对物种保护意义重大。

　　物理世界在特定时间由环境属性所表征。这些环境属性定义了物种的生态位空间，使得物种的地理分布（实际或潜在、过去或未来）之间能够相互映射（科尔韦尔和兰热尔，2009 年）。这些对物理世界的表征已成为生态位建模工作的基础。

生态位建模通常用于估计物种出现的适宜环境条件（米尔扎伊等人，2017 年），预测物种在气候变化情景下的分布（阿什拉夫等人，2018 年），或者预测物种新的出现区域（焦万内利等人，2008 年）。生态位模型表明，气候变化影响了栖息地的可用性，很可能导致种群数量下降或碎片化（梅斯等人，2018 年）。贾尼尼等人（2012 年）还提出了生态位建模（也称为预测性或地理分布建模）的其他几种应用，该建模基于物种发现地点的环境条件信息，是地点地理坐标的函数。生态位建模的局限性之一是与环境数据分辨率相关的不确定性（希门尼斯等人，2019 年）。数据采集过程中的误差，比如物种存在与否的错误记录，可能会导致物种出现情况的差异。

塞德拉等人（2018 年）建议使用一种衡量多维空间中一个点在点云内中心性的指标 —— 图基深度（Tukey depth），来估计物种的环境适宜性。更确切地说，在合适的多维环境空间中，物种出现点集的凸包被视为一种多维几何方法来界定生态位。通过纳入图基深度，该方法（CH-Tukey）将凸包划分为内部适宜性逐渐增加的嵌套区域。图基深度是评估多维空间中点云内一个点中心性最广泛使用的统计指标之一（塞德拉和席尔瓦，2021 年），并且已在生态学研究中得到了令人满意的应用（哈默等人，2022 年）。该方法与哈钦森关于物种生态位的生态学概念一致，并且推广了其他生物气候包络方法，如 BIOCLIM（巴斯比，1991 年），因为它不依赖于环境变量对物种的独立影响。

Cordia oncocalyx Allemao（紫草科）是一种分布局限于卡廷加（季节性干燥热带森林，Caatinga）的物种，尤其在巴西东北部地区，在南纬 3° 至 8°、西经 38° 至 43° 之间的密度较高（施塔普夫，2015 年）。但据卡瓦略（2008 年）记载，在巴西北部和东南部也有记录，只是出现频率较低。在巴西东北部的塞阿拉州，它的密度很高，在某些地区是优势物种（坎帕尼亚等人，2011 年；西尔韦拉等人，2013 年）。

C. oncocalyx 生长的气候从多雨的热带气候（Aw）到半干旱气候（BSwh）不等（吉马良斯等人，2013 年）。它虽然没有被认为具有重要的经济价值，但对其化合物的提取和利用研究一直在进行（费雷拉等人，2023 年）。此外，它还被用作木柴、木炭以及制作一些家具，并且可以找到用于景观用途出售的幼苗（卡瓦略，2008 年）。尽管经济价值不高，但该物种具有重要的生态意义，因为它在卡廷加某些地区的丰富度和出现频率，使得人们基于其存在进行了植物地理分类（科斯塔和阿劳若，2012 年）。

研究目标是绘制 C. oncocalyx 的分布图，并基于环境因素描述其生态位。研究旨在了解：1）该物种适宜的温度和降水条件是什么？2）巴西哪些地区适合该物种生存？3）在全球变暖的情景下，该物种目前占优势的地区会发生什么变化？4）如果其分布范围变得更狭窄，其在保护区内的存在能否确保该物种的存续？研究假设是：1）在气候变化情景下，该物种目前丰富的地区未来将不再适宜；2）未来巴西可能存在其他适合该物种存续的地区。

数据收集与方法：Cordia oncocalyx 出现的地理坐标从 SpeciesLink（http://splink.cria.org.br/ ）和全球生物多样性信息平台（Global Biodiversity Information Facility，GBIF，https://www.gbif.org/pt/species/5661249 ）的数据库中获取，环境变量从世界气候数据网站（WorldClim，http://www.worldclim.org ）获取。WorldClim 是一组全球气候图层（气候网格），基于月降水量、月平均温度和月最低温度，空间分辨率约为一平方公里（30 秒）。

生态位与生态位建模：在巴西，该物种主要分布在东北部地区，但并不局限于此。该物种在塞阿拉州具有重要的生态作用，人们认为它原产于该州，因为它是卡廷加植物区系调查中最常见的物种之一。该物种通常被认为具有较高的重要值指数（Importance Value Index，IVI）或个体数量较多（坎帕尼亚等人，2011 年；科斯塔和阿劳若，2012 年）。沿着每个环境梯度绘制物种出现点。

结论：C. oncocalyx 生长地区的气候特点是高温、年降水量低以及最干旱季度降水量极低。由于人为活动（焚烧、砍伐森林等）导致含有 C. oncocalyx 的群落组成发生变化，该物种将在气候条件有利于其存续的自然保护区内得到保护。然而，在气候变化情景下，即使在自然保护区内，该物种的存续也面临挑战。

CRediT 作者贡献声明：Marlete Moreira Mendes Ivanov：概念构思、调查研究、方法学、初稿撰写、撰写审核与编辑。Maria Jo?o Martins：方法学、撰写审核与编辑。

利益冲突声明：作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的财务利益冲突或个人关系。

致谢：感谢世界气候研究计划耦合模式工作组（World Climate Research Programme's Working Group on Coupled Modelling），其负责耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project，CMIP），并感谢气候建模小组（列于https://pcmdi.llnl.gov/mips/cmip5/availability.html 的表格中）提供并公开其模型输出。对于 CMIP，美国能源部气候模型诊断与比较计划（U.S. Department of Energy's Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison）提供了协调支持，并与全球相关机构合作开发了软件基础设施。