气候变化背景下尼日尔多明香蒲潜在分布区预测与生态入侵风险评估

本研究采用最大熵模型（MaxEnt）预测尼日尔多明香蒲（Typha domingensis）在当前与未来气候情景下的分布格局，发现等温性（76.7%）、降水季节性（10.4%）和海拔（6.4%）为关键驱动因子。模型预测显示其适生区将收缩85%，为湿地入侵物种防控提供科学依据。

　　

1 引言

水生入侵植物多明香蒲（Typha domingensis）的扩散已对尼日尔湿地生态系统功能构成严重威胁。该物种通过种子与营养繁殖快速扩张，耐受水位波动与富营养化环境，传统防控手段（火烧、化学除草、人工刈割）收效有限。研究其分布动态对制定预防性管理策略至关重要。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

尼日尔全境（1,266,491 km²）涵盖荒漠至热带草原气候梯度，年降水量自北向南从<150 mm递增至750 mm，湿地集中分布于萨赫勒（Sahelian）与萨赫勒-苏丹（Sahelo-Sudanian）农业生态区。

2.2 方法论框架

基于378个经空间滤波（16,800 m）的物种分布点与21个环境变量（19个生物气候变量+海拔+坡度），通过MaxEnt 3.4.4构建分布模型。采用70%训练集与30%测试集，10次交叉验证，以ROC曲线下面积（AUC）和刀切法（Jackknife）评估模型性能与变量贡献度。未来气候预测采用SSP245情景（2021–2040期）与MIROC6模型。

3 结果

3.1 环境变量贡献度

模型AUC值达0.98，遗漏率仅0.0085。等温性（Bio_3）贡献度最高（76.7%），其次为降水季节性（Bio_15，10.4%）与海拔（6.4%）。刀切法验证显示等温性单独使用时模型增益最显著。

3.2 适生区分布动态

当前适生面积32,036 km²，集中分布于南部湿润区；未来气候情景下缩减至4,930 km²（收缩85%），东南部萨赫勒地带适生区消失。适生阈值通过“最小训练存在”法设定为0.18。

4 讨论

高AUC值源于样本空间独特性与尼日尔广阔疆域的环境异质性。等温性作为温度日较差与年较差的比值，反映气候稳定性对物种定殖的关键作用。未来适生区缩减可能与温度上升超出物种耐受范围有关，尽管降水增加可能促进扩张，但升温主导了分布区收缩趋势。未纳入土壤类型、人为干扰等局部因子可能限制模型精度。

5 结论

MaxEnt模型可有效预测多明香蒲入侵风险，等温性、降水季节性及海拔为核心驱动因子。未来气候变暖可能导致适生区向高海拔/高纬度迁移的常规模式失效，凸显萨赫勒地带湿地生态系统的特殊脆弱性。本研究为尼日尔湿地保护政策提供空间明确的优先干预靶区。