气候变化下樱桃李生态位迁移预测及其对入侵风险与果树产业的双重影响

《Plant Ecology》：Projected niche shifts of invasive Prunus cerasifera under climate change scenarios and its consequences

本研究针对樱桃李(Prunus cerasifera)在全球气候变化背景下的分布变迁问题，通过MaxEnt模型模拟四种SSP情景下2041-2060和2061-2080的生态位动态。研究发现年温度范围(bio7)和最干季降水量(bio17)是主导分布的关键因子，预测显示欧洲、北美将出现向北/向东的扩张，而原生地南缘区域将收缩。该研究为果树砧木资源管理、入侵物种防控提供了科学依据，对维持桃、李、杏等核果类果树产业可持续发展具有重要预警意义。

　　

随着全球气候变化的加剧，物种分布格局正在发生深刻重组。樱桃李(Prunus cerasifera)作为重要的果树砧木和观赏树种，其原生分布于东南欧和西南亚，却在全球多地成为入侵物种。这种兼具经济价值与生态风险的树种，在气候变化下将何去何从？其分布变迁又会如何影响果树产业和生态系统？这正是华沙大学Patryk Czortek团队在《Plant Ecology》上发表的最新研究试图解答的核心问题。

研究人员利用MaxEnt(最大熵模型)方法，整合了来自GBIF和iNaturalist的92,750条分布记录，筛选出6个关键生物气候变量，模拟了樱桃李在当前及未来四种共享社会经济路径(SSP126、SSP245、SSP370、SSP585)下的潜在分布变化。研究特别关注了年温度范围、最冷季平均温度、最干季降水量等关键气候因子对物种分布的制约作用。

关键技术方法包括：1)从GBIF和iNaturalist获取全球分布数据并通过0.25°网格去重处理；2)使用WorldClim 2.1的19个生物气候变量，通过相关性筛选保留6个核心变量；3)采用MaxEnt算法建立物种分布模型，通过TSS、AUC和Kappa统计量验证模型性能；4)集成四种全球气候模型(GCM)的输出结果，计算不同SSP情景下2041-2060和2061-2080时段的分布变化。

模型性能与可靠性

研究建立的MaxEnt模型表现出色，AUC值达0.878，TSS为0.626，表明模型能有效区分物种存在与缺失。敏感性(0.841)和特异性(0.785)的平衡进一步验证了模型的稳健性。尽管Kappa系数(0.384)显示中等一致性，但这在有限数据建模中属正常范围。通过整合多GCM模型和生成标准差地图，研究还量化了预测结果的不确定性。

樱桃李分布预测变化

模拟结果显示，樱桃李的气候生态位将呈现明显的纬度梯度迁移。在北美洲和日本表现为向北扩张，欧洲地区则呈现向东北方向移动的趋势。迁移幅度与气候变化严重程度正相关，在SSP585(化石燃料依赖)情景下变化最为显著。

范围扩张与收缩

分析表明，基于当前气候适宜性的范围扩张幅度因情景而异，2061-80时段从SSP5的75.7%到SSP1的180.9%不等。而范围收缩相对稳定，不同情景和时段间差异较小(30.0%-36.9%)。气候适宜区的持久性也保持相对一致，在63.0%-69.9%之间波动。

温度对分布变化的影响

年温度范围(bio7)是影响樱桃李分布的最重要因子(贡献度31.46%)，适宜区主要出现在年温度范围低于30°C的区域。最冷季平均温度(bio11)贡献度17.58%，适宜区间为-5°C至15°C。这表明樱桃李虽源自气候波动较大的地区，但其气候最适区实际上位于冬季温和、能提供种子层积所需低温但不至于过严酷的区域。

降水对分布变化的影响

最干季降水量(bio17)贡献度28.88%，适宜值集中在0-200毫米区间。最湿季降水量(bio16)贡献度13.66%，适宜值约500毫米。降水季节性(bio15)贡献度最低(3.54%)，反映出降水格局在不同区域的异质性。这些结果表明樱桃李适宜于干旱胁迫适中、水分可利用性稳定的环境。

生态后果

樱桃李生态位北移将导致其原生地南缘种群减少，影响当地早春蜜粉源植物资源和动物食物来源。同时，作为气候变化"赢家"，其向高纬度扩张可能增加新的入侵风险，需加强对自然生态系统的监测。

经济与农业后果

作为李、桃、杏、杏仁等重要果树的主要砧木，樱桃李分布变化直接影响核果类果树产业布局。在变暖最严重区域，果园可能面临砧木适应性挑战，需考虑替代物种或选育低需冷量品种。另一方面，野生种群扩张可能增加果树病原体(如李痘病毒、根结线虫)传播风险，需加强抗病基因型选育。

研究也存在一定局限性：分布数据在亚洲部分地区采样不足；未考虑土地利用、土壤肥力等非气候因子；未纳入种内变异对适应潜力的影响；缺乏传播动态和迁移速率的评估。这些都为未来研究指明了方向。

该研究首次系统预测了樱桃李在全球气候变化下的分布响应，为这一重要经济树种的可持续利用和入侵风险管理提供了科学基础。研究强调，在气候变化背景下，樱桃李既是果树产业的潜在保障，也是生态系统的新挑战，需要跨部门的协同管理和持续监测。未来研究应聚焦于种内适应性变异、传播机制解析以及气候-管理交互作用，为制定适应性策略提供更精准的依据。