气候变化下濒危树种Podocarpus falcatus的分布动态与碳汇潜力：基于土地利用类型的适应与减缓策略研究

本研究针对濒危树种Podocarpus falcatus在气候变化背景下的生态功能退化问题，通过整合物种分布模型(SDMs)与多土地利用类型调查，揭示了该树种在教堂森林中的特殊保护价值。研究人员采用MaxEnt模型预测其当前及未来(SSP2-4.5/SSP5-8.5情景)分布格局，结合408样地生物量测算发现：温度年较差(贡献率31.4%)和土壤粉粒含量(27%)是主导分布的关键因子，教堂森林的有机碳(3.36%)和总氮(0.29%)含量显著高于常规林地(P=0.001)。研究证实该树种碳储量(113±63 Mg C ha-1)不受土地利用类型影响(P=0.729)，但J型种群结构警示其天然更新能力薄弱。成果为非洲山地森林的碳中和策略与濒危物种保护提供了科学依据。

　　

在非洲东部和南部的高海拔地区，一种名为Podocarpus falcatus（非洲黄木）的常绿树种正面临生存危机。这种被世界自然保护联盟列为濒危物种的树木，不仅是当地森林生态系统的重要组成，更是碳汇（carbon sequestration）的关键贡献者。然而，过度采伐、栖息地破碎化以及气候变化的双重压力，使得这个曾经广泛分布的树种种群数量急剧下降。更令人担忧的是，现有研究多聚焦于单一生态特征，缺乏对其在不同土地利用类型下适应潜能的系统评估，这严重制约了保护策略的制定。

针对这一科学难题， Mekelle University气候与社会研究所的研究团队开展了一项开创性研究。他们选择埃塞俄比亚北部的Wejig Mahgo Waren森林（北纬12°43′-12°54′，东经39°34′-39°41′）作为研究区，这里海拔1500-3200米，包含河流带、森林斑块和宗教教堂森林三种典型生境。通过整合物种分布建模与野外实证分析，团队首次揭示了该树种在气候变化下的生存阈值与生态服务价值。

研究采用多尺度技术路线：在宏观尺度运用MaxEnt 3.4.4模型，整合19个生物气候变量（来自WorldClim 2.1）和土壤参数（SoilGrids数据），基于42个出现点预测当前与未来分布；在微观尺度设置408个20 m×20 m样方（沿64条100米间隔样带），测量树木胸径（DBH）、高度及土壤理化指标。碳储量计算采用Worku & Soromessa(2015)开发的异速生长方程，土壤分析涵盖pH、有机碳(OC)、速效磷(Av.P)等9项参数。

物种分布模型显示，温度年较差（Bio7）以31.4%的贡献率成为影响分布的首要因子，其次是土壤粉粒含量（27%）和最暖季降水（Bio18，9.3%）。当前适宜栖息地仅占研究区的30.8%，但在SSP2-4.5情景下，2041-2060年间可能扩展至63.5%。值得注意的是，教堂森林表现出独特的生态优势——其土壤有机碳（3.36% vs 森林区2.00%）和总氮（0.29% vs 0.19%）含量显著更高（P=0.001），这与其受宗教保护导致的低干扰直接相关。

碳储量分析揭示出意外发现：尽管教堂森林的Podocarpus falcatus个体胸径较小（37.29 cm vs 森林区80.85 cm），但其单位面积碳储量（113 Mg C ha^-1）与其它生境无统计学差异（P=0.729）。这表明该树种在不同生境均能维持稳定的固碳功能。然而，种群结构调查敲响警钟——所有生境均呈现"J型"直径分布，≤15 cm径级个体占比不足5%，反映严重的更新障碍。

土壤-植被互作研究发现，树种丰度与黏粒含量呈正相关（r=0.62），与砂粒比例负相关（r=-0.606）。教堂森林因其较高的黏粒占比（22.5% vs 河流带14%）和阳离子交换量（19.6 meq/100g），成为维持种群稳定的关键生境。这种特殊的土壤-植物反馈机制，可能是其在气候变化中持续发挥碳汇功能的基础。

该研究首次量化了Podocarpus falcatus在非洲山地生态系统中的气候适应阈值，证实教堂森林作为"生物多样性避难所"的双重价值——既维持土壤肥力，又保障碳储存。作者强调，未来保护应聚焦三点：建立海拔梯度保护网络应对气候驱动的分布迁移；优先保护教堂森林的土壤生态功能；开展人工促进更新以弥补天然更新不足。这些发现为实施基于自然的气候变化解决方案（NbS）提供了科学模板，对全球濒危树种的保护具有示范意义。论文成果发表在农林科学领域重要期刊《Trees, Forests and People》，为联合国生态系统恢复十年计划提供了关键案例支撑。