探究濒危特有灌木帕氏草莓树(Arbutus pavarii)对气候变化的响应:守护珍稀植物,洞察生态未来

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:BMC Ecology and Evolution 2.3

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  为探究濒危特有植物帕氏草莓树(Arbutus pavarii)对当前及未来气候变化的响应,研究人员运用物种分布模型(SDM)进行研究。结果显示其适宜栖息地未来或有变化,该研究对保护此物种及相关生态研究意义重大。

  在全球气候变化的大背景下,地中海盆地因其独特的地理环境和丰富的生物多样性,成为了受气候变化影响的敏感区域。这里的生态系统正面临着前所未有的挑战,气温上升、降水模式改变,干旱等极端天气频繁出现,这些变化对当地的植物生存和分布产生了深远影响。帕氏草莓树(Arbutus pavarii)作为利比亚特有的药用植物,不仅在当地生态系统中扮演着重要角色,还具有一定的经济和药用价值。然而,由于栖息地恶化、过度利用以及繁殖率低等问题,它已被列入国际自然保护联盟(IUCN)红色名录,面临着灭绝的威胁。
在此情况下,为了更好地保护帕氏草莓树,来自埃及赫尔 wan 大学(Helwan University)植物学和微生物学系以及利比亚德尔纳大学(University of Derna)森林与牧场科学系的研究人员开展了相关研究。他们旨在确定影响该物种分布的关键环境因素,明确当前气候条件下适宜其生长的栖息地,并评估未来气候变化对其分布的潜在影响。研究成果发表在《BMC Ecology and Evolution》上,为保护这一珍稀物种提供了重要依据。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先,收集了 43 条帕氏草莓树的野外和在线记录作为物种发生数据。其次,从多个数据库下载了 71 个气候变量、1 个海拔变量,并利用 ArcGIS 计算了坡向和坡度变量。通过计算方差膨胀因子(VIF)筛选变量,最终确定 9 个 VIF 值小于 5 的变量用于后续建模。最后,使用 MaxEnt 软件进行环境生态位建模和预测,结合 ArcGIS 对模型输出进行处理和分析。

研究结果主要包括以下几个方面:

  • 模型性能和变量贡献:研究构建的模型预测性能较高,AUC(训练集为 0.962 ± 0.001;测试集为 0.934 ± 0.009)。通过 Jackknife 测试发现,10 月降水量(prec10)、平均日较差(bio2)和年平均温度(bio1)等是影响帕氏草莓树分布的主要环境因素。此外,5 月最高温度(tmax5)、坡向(Aspect)和温度年较差(bio7)也对模型有较大贡献12
  • 当前潜在分布:在整个研究区域(42,118 km2)中,83.98% 的区域不适宜帕氏草莓树生长,仅 1.03% 的区域具有高适宜性,且多位于阿尔贾巴尔阿克达尔(Al-Jabal Al-Akhdar)地区的东北部3
  • 未来气候变化的影响:根据不同的共享社会经济路径(SSPs)情景预测,在较低排放情景(SSP1 - 2.6)下,2050s 和 2070s 适宜栖息地范围有所扩大;而在高排放情景(SSP5 - 8.5)下,适宜栖息地面积减少。不同时期和情景下,各适宜性等级的栖息地面积和分布范围均有变化,物种分布模式也发生相应的收缩或扩张45

研究结论和讨论部分表明,降水、温度和坡向等是影响帕氏草莓树当前分布的关键因素,而未来随着气温升高,其栖息地适宜性将面临波动,高排放情景下负面影响更为显著。未来适宜栖息地多在海拔 257 - 490 m、年降水量 300 - 400 mm 的区域。该研究为帕氏草莓树的保护提供了科学依据,建议对其进行原地保护,并在预测的高和中等适宜栖息地进行培育。同时,进一步开展生态生理学研究和树木年轮研究,有助于深入了解其对气候变化的适应能力。此外,当地社区的参与对保护该物种也至关重要。这项研究不仅为帕氏草莓树的保护提供了具体指导,也为其他濒危植物应对气候变化的研究和保护提供了重要参考,对于维护生物多样性和生态系统平衡具有重要意义。

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