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为评估气候变化下濒危厚壳乌木(Diospyros crumenata)生境,研究人员基于 MaxEnt 开展生态位建模,整合 11 个生物气候及非生物气候变量。模型显示其生境受温度季节性(69.6%)等因素影响,未来适生区或增。该研究为保护提供新方法。
在全球气候变化的大背景下,生物多样性正面临着前所未有的威胁,濒危物种的生存状况更是牵动着生态保护工作者的心弦。对于像厚壳乌木(Diospyros crumenata)这样的濒危树种而言,其生存不仅受到成熟个体数量减少、再生潜力有限的困扰,栖息地质量的不断恶化更是雪上加霜。如何精准评估其当前及未来的栖息地状况,从而制定有效的保护和恢复策略,成为了生态保护领域的重要课题。
为了攻克这一难题,来自国内相关研究机构的研究人员开展了一项具有重要意义的研究。该研究以厚壳乌木为对象,通过整合生态位建模与物种组合分析,对其在气候变化下的栖息地进行了全面评估。研究成果发表在《Ecological Frontiers》上,为濒危物种的保护提供了新的思路和方法。
研究人员主要运用了基于最大熵模型(MaxEnt)的生态位建模技术。首先,他们收集了厚壳乌木的物种分布数据,包括经过分类学仔细审查的标本记录、已发表的文献以及在线资源等,共获取了 24 个 occurrence records,其中 20 个用于建模。在建模过程中,研究人员整合了 11 个生物气候变量(如温度季节性、最湿月降水量等)和非生物气候变量(如坡度、坡向、海拔等),以预测该物种在印度南部西高止山脉不同生态区的潜在栖息地。同时,为了更全面地考虑物种间的相互作用等 Eltonian 生态位因素,研究人员还将通过植物社会学采样确定的、代表目标濒危树种相关物种和群落组成的分类植被层与预测区域进行了叠加。
生物气候因素对 Grinnellian 生态位的贡献
MaxEnt 生态位建模揭示了定义濒危树种厚壳乌木生态位的重要生物气候参数。当前情景下,模型的平均测试 AUC 为 0.995,未来 2041–2060 和 2081–2100 情景下的平均测试 AUC 均为 0.994,证明了模型的适用性。通过皮尔逊相关系数筛选,确定了温度季节性(69.6%)、最湿月降水量(5.5%)、坡度(5.5%)、等温性(3.75)和最湿季平均温度(3.4%)等为影响其生境的关键因素。
栖息地预测与评估
研究预测该物种的总潜在栖息地面积为 7052.25 km2。其中,2616.52 km2(37%)的区域呈现不可逆退化;1237.33 km2(17.5%)的部分退化区域可作为潜在恢复区;3198.41 km2(45.3%)相对未受干扰的区域则可作为潜在保护区,且这些预测细化到了每个生态区级别。
未来气候情景下的生境变化
未来气候情景(SSP2–4.5)预测显示,2041–2060 及 2081–2100 期间,该物种的生物气候适宜性将以每十年 29% 的速度增加。尽管该物种具有较强的生物气候适应性,但其有限的分布范围凸显了 Eltonian 生态位因素的重要性,如物种关联、种子传播和发芽等,相关研究也支持了这一点。
研究结论与意义
本研究通过整合生物气候生态位建模、植物群落组成分析以及分类植被层的使用,在生态区水平上预测了潜在的保护和恢复地点。这种整合方法为从业者提供了一种基于自然的解决方案(NbS),有助于加强保护、生态恢复和物种恢复工作。研究结果不仅为厚壳乌木的实地保护和恢复地点选择提供了依据,也为其他濒危树种在气候变化背景下的特定生态位保护规划提供了可借鉴的模型和方法。通过将 Grinnellian 生态位因素(生物气候层)与 Eltonian 生态位因素(海拔、坡度、坡向等)相结合,该研究填补了以往仅关注生物气候因素的不足,为更全面、科学地评估濒危物种的栖息地提供了新的视角,对全球范围内的生物多样性保护具有重要的参考价值。