气候变化下Lehmann Lovegrass在得克萨斯及周边地区的扩张预测与生态影响评估

推荐：研究人员针对非本地种Lehmann Lovegrass（Eragrostis lehmanniana）在北美干旱区的扩张问题，基于CMIP6气候模型和MaxEnt算法构建物种分布模型（SDM），预测其在SSP-126至SSP-585四种情景下的潜在分布变化。结果显示该物种将在21世纪显著扩张，威胁原生植物群落和畜牧业生产，尤其加剧干旱区的生态风险。研究为入侵物种管理提供了关键数据支撑。

　　

在北美干旱和半干旱生态系统中，非本地植物物种的入侵已成为生态保护的严峻挑战。其中，原产南非的Lehmann Lovegrass（Eragrostis lehmanniana）自20世纪30年代引入后，凭借其耐旱、耐火特性及高产种子能力，在得克萨斯等地区快速扩张。这种C₄
植物不仅挤占原生植物生存空间，还通过形成连续易燃植被层改变自然火周期，同时因其低适口性影响畜牧业发展。更令人担忧的是，气候变化可能进一步加速其扩散，但目前缺乏系统性预测研究。

针对这一科学问题，研究人员开展了基于多情景气候模型的物种分布预测研究。通过整合iNaturalist公民科学平台的37个地理位点数据和USDA植物数据库记录，团队采用最大熵模型（MaxEnt）模拟了当前及未来（2040-2100年）四种共享社会经济路径（SSP-126/245/370/585）下的潜在分布变化。研究特别关注年降水量（BIO12）和最干季度降水（BIO17）等19个生物气候变量，并设置0.040809的生态位阈值区分适宜区。

关键技术方法包括：1）从iNaturalist和USDA PLANTS数据库获取物种分布数据；2）基于CMIP6的MIROC-ES2L气候模型提取生物气候变量；3）使用MaxEnt v3.4.0构建物种分布模型；4）通过刀切法（jack-knife）评估变量重要性。

研究结果揭示：

1. 当前分布格局：模型显示该物种在得克萨斯西部干旱区形成核心分布区（AUC=0.945），与USDA记录的24个县分布基本吻合。
2. 气候变化响应：除SSP-126情景出现7.41%的短期收缩外，其余情景均预测显著扩张。SSP-245显示最大扩张（35.47%），适宜区延伸至俄克拉荷马州和新墨西哥州；SSP-585情景下物种甚至可能渗透至墨西哥杜兰戈州高海拔区。
3. 关键驱动因子：最干季度降水（BIO17）在11个模型中贡献度最高，证实水分可利用性是限制其扩散的主要因素。
4. 保护地风险：林肯国家森林、瓜达卢佩山脉等优先保护区域在SSP-370情景下将出现高适宜度栖息地（>0.7概率）。

讨论部分强调，这种扩张可能引发三重危机：1）生态层面，密集草丛改变荒漠景观开放性，通过竞争和火周期重组威胁特有物种；2）经济层面，低适口性草种降低牧场载畜量；3）管理层面，道路网络和氮沉降（N deposition）可能加速其沿交通廊道扩散。值得注意的是，研究首次量化了不同减排政策对入侵进程的影响——即便在严格减排的SSP-126路径下，该物种仍能维持现有分布版图。

该成果发表于《Rangeland Ecology》，为土地管理者提供了重要决策工具：一方面需加强道路沿线早期入侵监测，另一方面在保护地周边建立防火隔离带。未来研究可结合遥感技术验证模型精度，并探索该物种与本地植物的水分利用竞争机制。这项工作不仅揭示了气候变局下生物入侵的新模式，也为干旱区生态韧性研究提供了方法论范例。