西西里岛药用水蛭Hirudo verbana Carena, 1820（属于Hirudinea目、Hirudinidae科）的预测分布模型：对保护工作的启示

《Ecology and Evolution》：Predictive Distribution Modeling of the Medicinal Leech Hirudo verbana Carena, 1820 (Hirudinea, Hirudinidae) in Sicily: Implications for Conservation

本研究通过集合物种分布模型，结合西西里岛1980-2024年的物种分布数据和环境变量，揭示了Hirudo verbana的栖息地偏好，发现其最适生境为NDVI值高、人类足迹低的山地及上游区域，与Natura 2000保护区重叠率达35%，为该物种的保护提供了空间依据。

　　本研究围绕一种具有保护意义的药用蛭类——Hirudo verbana，探讨了其在西西里岛的分布模式及其生态需求。这种生物因其生态敏感性和稀有性而受到关注，其生存受到过度采集和栖息地改变的严重影响。研究首次利用集成物种分布模型（SDM）方法，结合实地记录和环境变量，构建了该物种在西西里岛的预测分布图。研究发现，该物种在西西里岛的分布特征与在中欧低地湿地中的典型分布不同，更多地出现在山地和高山区域。这表明该物种在西西里岛可能适应了不同的生态环境，其分布格局受到多种环境因素的共同影响。

西西里岛作为地中海地区的重要岛屿，其复杂的地形和多样的气候条件为其提供了丰富的湿地生态系统。这些生态系统包括沿海盐水池、泻湖、河流以及天然和人工内陆湿地，为多种定居和迁徙物种提供了关键的栖息地。然而，由于人类活动的加剧，如农业扩张、城市化、生物入侵和污染，这些湿地生态系统正面临前所未有的威胁。研究表明，湿地生态系统对全球生物多样性具有重要作用，但其面积正在不断减少，这使得许多依赖湿地生存的物种面临生存挑战。

Hirudo verbana作为药用蛭类中的一种，其分布范围和生态特征在不同地区表现出显著差异。研究指出，该物种在西西里岛的分布不仅受到气候条件的影响，还受到植被覆盖程度、人类活动强度以及水体类型等环境变量的调控。例如，高植被覆盖度（NDVI值）是该物种分布的重要预测因子，表明其更倾向于选择植被密集、结构复杂的环境。与此相对，人类活动强度（THF）对物种分布产生了负面影响，随着THF值的增加，其出现概率迅速下降，显示出该物种对人为干扰的高度敏感性。此外，水体类型（WWB）也被视为关键预测因子，该物种更倾向于出现在静水环境中，如湖泊和池塘，而非流动水体。

为了更精确地预测该物种的分布范围，研究采用了一系列统计和机器学习算法，通过集成建模方法提高了预测的准确性和可靠性。研究共构建了120个模型，其中包括多种算法，如人工神经网络（ANN）、灵活判别分析（FDA）、最大熵（MAXENT）和最大网络（MAXNET）。这些模型通过交叉验证，确保了其在不同数据集上的稳健性。研究结果表明，集成模型的预测性能良好，其平均AUC值为0.97，TSS值为0.91，显示出对物种分布的高精度估计。

研究发现，Hirudo verbana的高适宜栖息地主要集中在西西里岛的北部和东部。这些区域通常具有较高的植被覆盖率、稳定的水文条件以及较低的人类活动强度，因此成为该物种生存的关键区域。此外，西西里岛的Natura 2000保护网络中，约有35%的陆地面积与该物种的高适宜栖息地重叠，强调了现有保护区域在该物种保护中的重要性。研究还识别了一些未被记录的高适宜栖息地，为未来的监测策略和保护规划提供了新的视角。

在生态变量分析中，NDVI、THF和WWB被确定为对物种分布影响最大的三个因素。NDVI值越高，该物种的出现概率越大，尤其是在NDVI值超过180时，出现概率显著上升，达到峰值。这表明该物种对植被的依赖性较高，植被不仅为其提供了庇护和食物来源，还维持了湿地生态系统的稳定性和复杂性。THF值的增加则显著降低了该物种的出现概率，尤其是在THF值超过5000时，出现概率接近于零，反映出该物种对人类活动的高度敏感性。WWB变量则揭示了该物种对静水环境的偏好，其出现概率在存在水体的区域最高，而在仅有流动水体或无水体的区域最低。

研究还探讨了该物种在不同水体类型中的分布模式。结果显示，Hirudo verbana更倾向于出现在静水环境，如池塘和湿地，而非流动水体。这一偏好可能与其捕食习性和生存策略有关。研究指出，该物种主要以两栖动物为食，如Hyla intermedia、Lissotriton vulgaris meridionalis和Triturus carnifex。这些两栖动物通常生活在植被丰富的环境中，为Hirudo verbana提供了丰富的食物来源。因此，该物种的分布与植被密度和水体稳定性密切相关。

此外，研究还揭示了该物种在不同气候条件下的分布趋势。例如，随着年均温（BIO1）的升高，该物种的出现概率逐渐下降，特别是在年均温从8°C升至14°C时，出现概率从约0.22降至0.05。同样，最冷月的最低温度（BIO6）也对物种分布产生了显著影响，出现概率在低温条件下较高，而在温度升高时显著下降。这些结果表明，该物种更适应于较高海拔、较凉爽的环境，这与西西里岛的地形和气候特征相吻合。

研究还强调了该物种在生态系统中的重要性。作为药用蛭类，Hirudo verbana不仅具有科学研究价值，还在传统医学中被广泛应用。然而，由于其栖息地的丧失和人类活动的干扰，该物种的种群数量和分布范围正在逐渐缩小。研究指出，该物种在西西里岛的分布可能受到历史上的过度采集和栖息地改变的影响，尽管目前尚无直接证据表明这些活动对当地种群造成了显著影响，但可以推测这些因素在一定程度上加剧了其稀有性。

在保护方面，研究建议将该物种作为优先保护对象，特别是在地中海地区的淡水生态系统中。通过整合现有的保护网络，如Natura 2000，以及实施人工养殖计划，可以有效减少对野生种群的依赖，同时满足合法需求。此外，提高公众对药用蛭类保护的意识，加强相关法律法规的执行力度，对于确保该物种的长期生存具有重要意义。

本研究的结果不仅为Hirudo verbana的保护提供了科学依据，也为其他药用蛭类的生态研究和保护策略提供了参考。通过识别该物种的生态需求和分布模式，可以更好地制定保护措施，促进其在地中海地区乃至更广泛范围内的生态恢复。此外，研究还强调了在生态建模过程中整合生物地理学分析的重要性，以便更全面地理解该物种的分布格局和生态适应性。

综上所述，Hirudo verbana在西西里岛的分布模式和生态需求为该物种的保护提供了重要的科学依据。研究不仅揭示了其对植被覆盖度、人类活动强度和水体类型的偏好，还强调了其对气候变化和栖息地破坏的高度敏感性。这些发现有助于制定更有效的保护策略，促进该物种在湿地生态系统中的长期存续。同时，研究也提醒我们，对于生态敏感物种，应更加重视其栖息地的保护和恢复，以应对日益加剧的人类活动压力和气候变化带来的挑战。