气候变化下濒危植物大八角栖息地适宜性预测：现状与未来

《Scientific Reports》：Predicting habitat suitability of Illicium griffithii under climate change scenarios using an ensemble modeling approach

为探究气候变化对大八角（Illicium griffithii）分布影响，研究人员建模分析，发现其适宜栖息地将减少，为保护提供依据。

　　

在地球的生态舞台上，气候变化正成为影响生物生存的关键角色。全球气候的持续变化，使得温度、降水等环境条件不断改变，许多物种因难以适应这种快速变化，正面临着生存危机。大八角（Illicium griffithii），一种兼具生态和药用价值的濒危树木，便是其中之一。它分布在喜马拉雅地区的温带和亚热带森林中，海拔在 1700 - 3000 米之间。然而，由于其生长环境特殊，对气候变化极为敏感，目前在全球范围内的数量正逐渐减少。

大八角的濒危现状，引发了科研人员的关注。一方面，它在生态系统中扮演着重要角色，其存在对维持生态平衡意义重大；另一方面，它的药用价值也为医药领域提供了独特的资源。但目前，关于大八角的研究相对较少，尤其是在印度阿鲁纳恰尔邦地区，人们对其分布和生长状况了解有限。为了更好地保护这一物种，研究人员迫切需要了解哪些环境因素影响着大八角的当前分布，以及在未来气候变化的情景下，它的潜在分布会发生怎样的变化。

为此，来自印度多个研究机构（包括特兹普尔大学、东北阿育吠陀和民间医学研究所、高哈蒂大学等）的研究人员开展了一项关于大八角栖息地适宜性的研究。他们希望通过研究，揭示大八角分布的奥秘，为其保护提供科学依据。这项研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上，为全球生物多样性保护领域带来了重要的信息。

在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们通过多个渠道收集大八角在阿鲁纳恰尔邦的出现点数据，包括 iNaturalist、印度生物多样性门户网站、实地调查和已发表的文献等，经过筛选最终保留 31 个验证点用于分析。接着，从 WorldClim 获取 19 个生物气候变量，从数字高程模型获取地形变量，从国际土壤参考和信息中心获取土壤变量，从 MODIS/Terra 净蒸发散数据库获取蒸发散数据，并利用 HadGEM3 - GC31 - LL 模型获取未来气候情景数据。在处理数据时，通过计算方差膨胀因子评估变量共线性，筛选出 15 个变量。最后，运用集合建模方法，集成广义线性模型（GLM）、多元自适应回归样条（MARS）、最大熵模型（MaxEnt）、随机森林（RF）和支持向量机（SVM）这五种物种分布模型（SDMs），预测大八角的潜在分布，并使用十折交叉验证评估模型性能。

研究结果主要分为以下几个方面：

• 模型性能与环境因素重要性：最终的集合模型表现出色，AUC 值达到 0.94，敏感性为 0.90，特异性为 0.93，TSS 值为 0.83。其中，等温性（BIO3）、0 - 5 cm 深度的氮含量 {Ni_{(0 - 5)}}、0 - 5 cm 深度的粘土含量 {Cla_{(0 - 5)}} 和降水季节性（BIO15）是影响大八角潜在分布的主要环境变量，共占总贡献率的 42.6%。等温性对模型预测的贡献率最高，达 11.33%，凸显其在确定大八角气候适宜性方面的关键作用。在地形因素中，坡向（Aspect）贡献最大，为 4.13%，坡度（Slope）贡献为 3.68%，表明它们对大八角当前分布模式有重要影响。
• 当前和未来气候情景下大八角栖息地适宜性建模：当前大八角高度适宜的栖息地面积约为 722.72 km²，占阿鲁纳恰尔邦总面积的 0.86%，潜在适宜栖息地面积为 9113.32 km²，占比 10.88%。在未来气候情景 SSP245 和 SSP585 下，高度适宜栖息地面积将显著减少。例如，到 2041 - 2060 年，SSP245 情景下预计减少 4.13%，SSP585 情景下预计减少 5.05%；2061 - 2080 年，SSP245 情景下进一步减少 2.74%，SSP585 情景下减少 2.94%。从地区分布来看，西卡门区是大八角适宜栖息地面积最大的地区，在不同情景和时期其适宜面积变化各异；塔旺区的适宜面积预计会减少；东卡门区、帕克凯 - 凯桑区和下苏班西里区的适宜栖息地面积则先增后减。
• 大八角高适宜区质心转移：在 SSP245 和 SSP585 两种气候情景下，大八角高适宜区的质心位置均发生了明显变化。在 SSP245 情景下，到 2041 - 2060 年质心向东南移动 3.90 km，2061 - 2080 年又向西北移动 2.97 km；SSP585 情景下，2041 - 2060 年质心向东南移动 2.13 km，2061 - 2080 年向西北移动 1.33 km。这种质心的移动反映了大八角栖息地在气候变化下的空间分布变化。

研究结论和讨论部分指出，集合模型在评估大八角生态位建模方面表现可靠，能有效揭示影响其分布的关键环境变量。研究结果清晰地表明，气候变化对大八角的栖息地适宜性产生了显著的负面影响，未来其适宜栖息地面积将持续减少。这一发现对于大八角的保护意义重大，研究人员建议森林管理者优先保护阿鲁纳恰尔邦西卡门、塔旺和东卡门地区的适宜栖息地，可通过实施栖息地恢复、辅助迁移和异地保护等策略，缓解气候变化对大八角的影响。同时，该研究也为其他濒危物种的保护研究提供了重要参考，强调了利用多种模型预测物种分布变化的重要性，以及在气候变化背景下积极开展保护行动的紧迫性。