全球气候变化对太平洋沿岸昆虫空间分布格局的影响：以萤叶甲属(Trypherus)为例

本研究针对全球气候变化背景下太平洋沿岸昆虫分布格局变化这一关键科学问题，通过整合GBIF和iNaturalist等平台的1068条地理记录，运用GLM、GAM、RF和MaxEnt四种物种分布模型(SDMs)构建加权集成模型，分析萤叶甲属(Trypherus)的栖息地适宜性变化。研究发现该属呈现跨太平洋不平衡分布模式，偏好温暖湿润、低海拔且人类活动显著的环境；预测显示至2070年SSP5-8.5情景下适宜栖息地将扩大至2420.66×104 km2，但高适宜区仍集中于现有分布范围。研究成果为太平洋两岸生物多样性保护提供了重要理论依据，发表于《Ecological Informatics》。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，生态系统正经历着前所未有的重构。昆虫作为地球上最繁盛的动物类群，其分布变化被视为环境变化的敏感指示器。然而，针对太平洋沿岸昆虫分布响应机制的研究仍存在显著空白，特别是对于具有跨洋间断分布特征的古老类群。这类生物如何适应气候变迁？其分布格局将如何演变？这些问题直接关系到全球生物多样性保护策略的制定。

中国的研究团队选择萤叶甲属(Trypherus)这一起源自6800万年前的古老萤叶甲类群作为研究对象。该属现存30种，呈现典型的跨太平洋不平衡分布：16种特化于台湾岛，其余分布于美国东部、日本和东亚大陆边缘。这种奇特格局的形成机制及其对未来气候的响应，成为破解太平洋生物区系演化历史的关键密码。

研究采用多源数据整合与机器学习相结合的技术路径。首先从GBIF、iNaturalist和文献中获取1068条分布记录，经空间稀释处理保留376个高质量位点。选取19个生物气候变量(BIO1-19)联合高程(ELE)和人类影响指数(HII)，通过Pearson相关性分析和方差膨胀因子(VIF)筛选最终10个预测变量。运用"sdm"软件包构建GLM、GAM、RF和MaxEnt四种模型，采用AUC、TSS和CBI指标评估后加权集成。最后基于BCC-CSM2-MR气候模型，预测SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下2050/2070年的栖息地变化。

3.2 地理分布格局
现状分析揭示Trypherus呈北半球不对称分布(21.5-45.8°N)，核心区包括美国阿巴拉契亚山脉、日本列岛、台湾岛和东亚沿海。台湾岛面积仅占研究区0.3%却拥有53%的物种数，呈现显著分布不平衡性。

3.3 当前潜在适宜区
集成模型显示当前总适宜面积达987.07×10⁴ km²，其中52.8%为低适宜区。高适宜区与美国东部、日本和东亚沿海现有分布区高度重合，另在欧洲地中海北部、黑海东岸及喜马拉雅南缘出现零星高适宜斑块。

3.4 未来情景预测
至2070年SSP5-8.5情景下，总适宜面积将扩大2.45倍，但高适宜区仅增长21%。地中海区域适宜性显著提升，而现有核心区保持稳定。SSP5-8.5情景的扩张幅度较SSP1-2.6高92.7%，表明碳排放强度直接影响分布范围。

3.5 分布格局变化
范围扩张主要发生在美国中部、东亚大陆和欧洲，最大扩张面积达555.41×10⁴ km²。稳定区(无变化)始终集中在现有分布核心带，证实该类群对环境因子的保守适应性。

3.6 关键环境因子
BIO18(最暖季降水)和HII成为最具解释力的变量。响应曲线显示该属最适温区为25-33°C，年降水>1500mm，海拔<2000m，且偏好人类中度干扰环境(HII>30)。

这项研究首次系统揭示了太平洋两岸昆虫对气候变化的响应模式。地质历史事件(如劳亚大陆分裂、第四纪冰期)与当代气候适应共同塑造了Trypherus的间断分布格局。值得注意的是，尽管模型预测适宜区大幅扩张，但高适宜区始终锚定现有分布核心带，这种"保守性扩张"现象可能源于其有限的扩散能力与特化生态位。研究建议优先保护台湾岛、日本列岛和美国东部等现有高适宜区，同时关注横断山脉-喜马拉雅走廊带的生态连通性，这些区域可能成为气候变暖下的重要迁徙通道。该成果为制定跨太平洋生物多样性保护网络提供了科学依据，特别强调需建立中美日韩及欧洲国家间的国际合作机制。未来研究需整合植被类型、种间互作等生物因子，并加强预测高适宜区的实地验证。