基于MaxEnt模型的气候变化下中国披碱草潜在适生区预测及其生态意义

为解决气候变化对重要牧草资源分布的影响问题，山西师范大学生命科学学院团队采用MaxEnt模型结合38种环境变量，预测了披碱草(Elymus dahuricus Turcz)在当前及未来气候情景下的适生区变化。研究发现温度季节性(bio4)、最冷月最低温(bio6)等6个关键因子主导其分布，未来适生区将向高纬度扩张。该研究为披碱草种质资源保护与可持续利用提供了科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，高原生态系统的脆弱性日益凸显。作为我国高原地区生态修复工程的主力草种，披碱草(Elymus dahuricus Turcz)凭借其抗旱、耐寒、耐碱等特性，在草地恢复和人工建植中发挥着关键作用。然而近年来，过度采挖导致野生披碱草种质资源急剧减少，加之气候变化可能改变其原始分布格局，亟需科学评估其适生区演变规律。山西师范大学生命科学学院联合华南师范大学生命科学学院的研究团队在《Scientific Reports》发表论文，首次系统预测了披碱草在我国当前及未来的潜在分布格局。

研究采用物种分布模型(Species Distribution Models, SDMs)中的最大熵(MaxEnt)模型，通过ENMeval数据包优化参数组合(最终采用RM=1.5, FC=LQH)。收集180个披碱草分布点数据，筛选38个环境变量(包括19个生物气候因子、15个土壤因子和3个地形因子)，运用CMIP6的BCC-CSM2-MR气候模型模拟SSP126、SSP245和SSP585三种情景下的分布变化。通过ArcGIS V10.8进行适生区划分和质心迁移分析。

模型优化和精度评估
经参数优化后的MaxEnt模型训练集AUC值达0.850，Delta AICc为0，表明预测精度可靠。温度季节性(bio4)、最冷月最低温(bio6)、最干季度降水量(bio17)等6个因子的累计贡献率达88.3%，其中bio6单独贡献26.3%，海拔(elev)贡献23%。

中国披碱草潜在地理分布
当前适生区面积223.63×10⁴ km²，占国土面积23%，高度适生区(0.65-1.0概率)集中在新疆、西藏、四川和宁夏。模拟结果与实际分布高度吻合，验证了模型可靠性。

未来气候情景下的适生区变化
SSP585-2090s情景下适生区增幅最大(达262.12×10⁴ km²)，新增区域主要分布于甘肃东南部、云南北部等地。质心总体向高纬度迁移，如SSP245-2090s情景下质心从青海海北州移至甘肃张掖。值得注意的是，SSP126-2090s情景下适生区收缩8.93×10⁴ km²，表明极端气候可能导致局部栖息地丧失。

讨论与结论
该研究创新性地整合地形和土壤因子，发现海拔通过调控水热再分配间接影响披碱草遗传多样性。与既往研究相比，预测显示气候变暖总体利于披碱草扩张，这与王卫等观察到的增温促进其生长的实验结果一致。但温度超过阈值后(如SSP585情景)可能抑制生长，形成适生区"先增后减"的非线性响应。

研究为高原生态修复工程提供了三方面指导：1)重点保护西藏、青海现有高度适生区种质资源；2)未来可向东北边缘区引种；3)需警惕SSP126路径下的适生区碎片化风险。局限性在于未考虑种间竞争和人类活动干扰，后续研究可结合基因组学揭示适应机制。这项成果不仅为牧草资源管理提供科学依据，也为理解植物对气候变化的响应机制建立了方法学范式。