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地中海地区珍稀石南属植物Erica sicula s.l.的全球保护策略:破碎化分布与濒危机制解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:PhytoKeys 1.4
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本研究针对地中海地区特有石南属植物Erica sicula s.l.的极端地理隔离现象,通过多国联合调查结合无人机系统(UAS)和3D建模技术,首次全面评估其两个亚种(ssp. sicula和ssp. bocquetii)在5国的31个和8个居群的生存现状。研究揭示该物种虽全球评估为无危(LC),但各亚种在国家尺度均达易危(VU)至极危(CR),为跨境保护提供了关键科学依据。
在地中海沿岸的悬崖峭壁间,生长着一类特殊的石南科植物——Erica sicula s.l.,它们以罕见的五基数花朵(大多数石南属植物为四基数)和极端破碎的分布格局闻名。这类植物现存39个孤立居群,散布在意大利、利比亚、塞浦路斯、土耳其和黎巴嫩五国,最小居群间距达850公里,形成令人费解的"跳跃式"分布模式。更令人担忧的是,过去50年间已有19个历史居群消失,剩余居群正面临栖息地退化、气候变化和人类活动的多重威胁。
为破解这一保护难题,来自多个地中海国家的研究团队开展了首次跨国协作研究。通过整合文献考证、标本核查和实地调查,并创新性运用无人机系统(UAS)和数字高程模型(DEM)技术,对西西里岛最后残存居群进行了精确到个体的三维空间测绘。研究证实Erica sicula s.l.包含两个亚种:指名亚种(subsp. sicula)现存31个居群,主要分布在沿海悬崖;而亚种bocquetii仅有8个居群,栖息在土耳其西南部山地。尽管全球评估显示该物种为无危(LC),但各国评估结果触目惊心:意大利居群因仅存1个地点被列为极危(CR),黎巴嫩、塞浦路斯和土耳其居群均为易危(VU),利比亚居群则因栖息地严重退化面临灭绝风险。
关键技术方法包括:1) 多国标本馆212份标本的考证;2) 无人机航测与3D建模量化意大利居群分布(985株个体精确定位);3) 2×2 km网格法计算各居群占有面积(AOO)和分布范围(EOO);4) 依据IUCN标准进行多尺度濒危评估。特别在意大利Mt. Cofano地区,研究团队采用DJI Phantom 4无人机对垂直崖壁进行亚米级分辨率航拍,通过Agisoft Metashape软件构建三维点云模型,首次计算出该居群真实三维占有面积达57.84公顷,是平面投影面积的2.3倍。
研究结果部分揭示多项重要发现:
【分布格局】通过标本数据和实地验证,绘制出迄今最精确的分布图。意大利居群仅存于Mt. Cofano,历史记录的Marettimo岛和Monte Erice居群已灭绝;黎巴嫩Nahr Ibrahim河谷确认7个居群,但Belhos和Janna两处因采石场和水坝建设消失;塞浦路斯Kyrenia山脉发现8个居群,但Troodos山脉历史记录未获证实。
【生态特性】所有居群均生长在石灰岩或白云岩悬崖(60-90°倾角),表现出典型的石隙植物特征。有趣的是生态幅差异:意大利、土耳其和利比亚居群分布在海拔<600m的地中海气候带,而塞浦路斯和黎巴嫩居群可延伸至1600m的中高海拔区域。无人机微生境分析显示,西西里居群偏好东-西向崖壁,可能与避开正午强光照有关。
【濒危评估】全球尺度评估为LC(EOO>715,000 km2
,AOO=140 km2
),但各国评估严峻:意大利(CR:B1ab+2ab)、黎巴嫩(VU:B1ab+2ab)、塞浦路斯(VU)、土耳其(bocquetii亚种VU)、利比亚(VU)。其中意大利居群虽个体数达4186-9638株,但仅存单点分布;黎巴嫩现存约5000株,但60%栖息地面临采石威胁。
【保护空白】目前仅意大利Mt. Cofano(自然保护区)、土耳其???l?kara(自然保护区)和黎巴嫩Jabal Moussa(生物圈保护区)的部分居群受保护,多数居群仍处于"法律真空"状态。研究特别指出标本过度采集的隐性威胁——仅Mt. Cofano居群就有80余份标本分散在欧洲各标本馆。
结论与讨论部分强调,这项研究首次揭示了Erica sicula s.l.复合群的跨境保护困境。虽然广域分布使其全球评估相对乐观,但各亚种在国家尺度均面临灭绝风险,凸显IUCN评估体系对"亚种-国家"层级保护的局限性。研究提出的三维AOO计算方法为悬崖物种评估树立了新标准,证实传统二维投影会低估57%的实际栖息面积。通过GENMEDA等跨国网络建立的协作模式,为其他地中海特有植物的保护提供了范本。未来需重点攻关:1)居群间基因流检测;2)土壤微生物组与菌根共生机制;3)人工繁殖技术优化;4)气候变化脆弱性评估。特别值得注意的是,土耳其新发现的低海拔居群(bocquetii亚种)挑战了现有分类框架,暗示生态适应可能驱动了形态分化。该研究发表于《PhytoKeys》期刊,为实施欧盟栖息地指令(EU Habitats Directive)和地中海植物保护战略提供了关键科学依据。
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