气候变化下沙特阿拉伯特有濒危植物Ballota adenophora的潜在分布与保护优先区研究

本研究针对沙特阿拉伯特有濒危植物Ballota adenophora，通过集成物种分布模型（SDMs）评估其在气候变化情景下的潜在分布变化。研究人员采用多算法（GLM、RF、SVM等）和气候情景（SSP126/585），发现该物种适宜生境将减少4%以上，关键影响因子为最干季均温（Bio9）和昼夜温差（Bio2）。成果为阿拉伯半岛特有物种保护提供了科学依据，建议将麦地那、塔布克等热点区域划为保护区。论文发表于《Discover Ecology》。

　　

在阿拉伯半岛的广袤沙漠中，一种名为Ballota adenophora的黄色小花正面临生存危机。这种沙特阿拉伯特有的唇形科植物，不仅具有观赏价值，还能防止水土流失，但过去百年间其种群数量已急剧下降。联合国气候变化框架公约（UNFCCC）的报告指出，随着气温上升和降水模式改变，这类干旱区特有物种正承受着前所未有的生存压力。更令人担忧的是，沙特阿拉伯作为中东植被流失最严重的国家，其特有植物保护形势尤为严峻——全国仅有2.5%的植物是真正特有种，而约600种已被列为濒危或稀有物种。

针对这一紧迫问题，来自耶鲁大学环境学院（Yale School of the Environment）的Hassan M. Alzain团队联合沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员，首次运用集成物种分布模型（Ensemble SDMs）对B. adenophora的未来命运进行了系统预测。这项发表在《Discover Ecology》的研究，通过分析19个生物气候变量和两种未来气候情景（SSP126低排放与SSP585高排放），绘制出该物种在当前与2080年的生存版图。

研究采用五大机器学习算法（随机森林RF、支持向量机SVM等），通过70%训练集和30%测试集的划分建立预测模型。关键创新点在于：使用伪缺失点（pseudo-absence）平衡样本偏差，采用最小训练存在阈值（MTP）进行二值化处理，并引入方差膨胀因子（VIF<5）筛选出三个核心环境变量——昼夜温差（Bio2）、等温性（Bio3）和最干季均温（Bio9）。

模型性能与关键环境因子
随机森林（RF）模型表现最优（AUC=0.95），揭示最干季均温（Bio9）贡献率达54.9%，是影响分布的首要因素。响应曲线显示：当昼夜温差（Bio2）>15°C或最干季均温（Bio9）>25°C时，物种出现概率显著降低；而等温性（Bio3）升高则有利于其生存。

当前潜在分布
模型识别出西北部红海沿岸为最适生境，包括麦地那、塔布克、Hisma山脉等区域。这些地区具有适中的昼夜温差（8-12°C）和较低的干季温度（<22°C），符合该物种的生理需求。

未来气候变化影响
两种情景下均预测生境将萎缩4%以上：

• SSP126情景：稳定区集中在阿西尔、麦加等西部山区
• SSP585情景：新增适宜区仅占0.9%，主要出现在Uruq Bani Ma'arid保护区
  值得注意的是，西北部现有种群核心区将面临严重碎片化。

讨论与保护启示
该研究首次量化了气候变暖对阿拉伯半岛特有植物的威胁机制：温度季节性变化通过影响开花物候（如花蜜产量）和幼苗存活率，进而改变种群分布格局。作者建议立即采取三项措施：

1. 将红海沿岸山脉划为气候避难所（climate refugia）
2. 建立跨保护区生态廊道促进基因流动
3. 加强阿西尔地区的地面验证调查

这项研究不仅为沙特"2030愿景"中的生物多样性保护目标提供了科学支撑，其创新的多模型集成方法（特别是对小样本数据的处理策略）更为全球干旱区物种保护树立了新范式。正如作者强调：在气候变化与城市扩张的双重压力下，类似B. adenophora的特有物种很可能成为"沉默的灭绝者"，唯有基于科学的预见性保护才能守住这片沙漠中的生命绿洲。