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未来气候与土地利用变化下希腊伯罗奔尼撒半岛特有植物热点区的保护缺口分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Biological Conservation 4.9
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本研究针对地中海生物多样性热点区希腊伯罗奔尼撒半岛,通过整合物种分布模型(SDMs)、系统发育多样性(PD)和加权特有性指数(CWE/PE),评估了未来气候与土地利用变化对特有植物热点区的时空迁移影响。结果显示,46%的关键热点区未被现有保护地网络覆盖,且海拔梯度迁移显著。该研究为优化保护地网络设计、实施植物微保护区(PMRs)等适应性策略提供了科学依据,对实现"昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架"目标具有重要实践意义。
在地中海盆地这个全球第二大生物多样性热点区,希腊伯罗奔尼撒半岛以其惊人的植物多样性著称——这片土地仅占希腊国土面积的15%,却孕育着全国32%的特有维管植物(464个分类单元)。然而,气候变化与土地利用转型的双重压力正使这个"热点中的热点"面临严峻挑战:85%的特有植物已被列为受威胁物种,其中46%处于濒临灭绝的危急状态。更令人担忧的是,现有保护地网络可能无法应对未来环境变化带来的生态重组,这为全球生物多样性保护敲响了警钟。
为破解这一保护困局,研究人员开展了一项前瞻性研究。通过构建多场景预测模型,团队首次在1 km分辨率尺度上量化了伯罗奔尼撒半岛特有植物热点区的时空演变规律。研究发现,尽管Chelmos、Kyllini等主要山脉将持续作为"避难所"维持高特有性水平,但到2080年代,加权特有性指数(Corrected-Weighted Endemism, CWE)和系统发育特有性(Phylogenetic Endemism, PE)热点区将缩减50%以上,且热点区中心将向低海拔区域迁移300余米。尤为关键的是,46%的持续性热点区(指在所有气候-土地利用情景下均保持高特有性的区域)未被纳入Natura 2000保护地网络,这些"保护缺口"总面积达524 km2,主要分布在现有保护地边界5-6 km范围内。
研究采用了三项核心技术方法:1)基于18种CMIP5气候模型与CMIP6土地利用情景组合的物种分布模型(SDMs),预测了464个特有植物在2015-2100年的分布变化;2)整合CWE和PE指标识别"热点中的热点";3)通过空间叠加分析评估保护地网络与道路稀少区(roadless areas)的保护效率。所有分析均在R 4.2.2和QGIS 3.28平台完成。
研究结果揭示四个关键发现:
3.1. 气候与土地利用变化下特有热点区的迁移与持续性
主要山脉将持续承载最高水平的物种丰富度(SR)和系统发育多样性(PD),但HT1级CWE-PE热点区(前1%最高值区域)中心将向北迁移4.9 km并向低海拔移动305.5 m。加权指标(CWE/PE)比非加权指标(SR/PD)表现出更大波动性,反映小范围特有种对环境变化更敏感。
3.2. 保护地与道路稀少区对特有热点区的覆盖
现有保护地网络对CWE-PE热点区的覆盖率为48.8-85.4%,但道路稀少区仅覆盖23.1-51.7%。HT1级持续性热点区中13%位于保护缺口区,这些区域平均距最近保护地仅1.7 km,具有较高的可保护性。
4.1. 气候与土地利用变化对特有热点区的影响机制
山区复杂地形提供的微环境异质性是其持续作为避难所的关键。PE值的相对升高可能反映近缘物种的优先丧失,这种"选择性灭绝"将导致系统发育多样性简化。
4.2. 特有热点区保护的挑战与机遇
研究建议三管齐下的保护策略:扩展Chelmos-Vouraikos国家公园等现有保护地;建立希腊首个植物微保护区(PMRs)网络;对Chelmos山等灭绝风险热点区实施种群强化(population reinforcement)措施。
这项发表在《Biological Conservation》的研究具有多重重要意义:首次在区域尺度验证了"持续性热点区"作为保护优先区的科学性;为欧盟"2030生物多样性战略"提供了实证支持;提出的"微保护区+保护地扩展"混合模式,对全球34个生物多样性热点区具有示范价值。随着《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》进入实施阶段,这种整合多重生物多样性维度(分类、系统发育、地理分布)的前瞻性保护规划方法,或将成为应对 Anthropocene(人类世)生态挑战的关键工具。
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