全球气候变化下山地兰科植物灭绝风险激增：高扩散性兰花的分布格局与保护启示

为解决全球气候变化对山地生物多样性的威胁，研究人员聚焦具有高扩散特性的兰科植物（Bulbophyllum、Calanthe、Dendrobium、Herminium），通过分析能量（如Bio3等气候变量）与水分可利用性对α/β多样性的驱动作用，预测未来气候情景下50.63%-57.81%的物种栖息地将缩减，25.31%-26.88%的物种面临灭绝风险。研究提出优先保护当前热点区域与气候避难所的策略，为山地敏感物种保护提供科学框架。

　　

随着全球气候变化加剧，山地生态系统因其脆弱性和独特的生物多样性特征面临严峻挑战。作为生物多样性热点区域，山地孕育了全球三分之一的陆地物种，但温度上升和降水模式改变正导致物种分布发生剧烈变化。尤其对于兰科植物这类对环境变化高度敏感的类群，其生存状况更是岌岌可危。兰科植物是开花植物中最大的科之一，包含超过3万种物种，其中许多具有高度特化的生态需求，如依赖特定传粉者和真菌共生体。尽管兰花种子具有风力传播的优势，但气候变化导致的栖息地缩减和破碎化仍使其成为生物保护的"旗舰类群"。

为揭示气候变化对山地兰科植物的影响，中国科学院植物研究所的研究人员选取了具有不同生态偏好的四个代表性兰花属（附生性的Bulbophyllum和Dendrobium，地生性的Calanthe和Herminium），涵盖从热带到高山草甸的多种生境类型。研究整合了中国野生兰花资源调查（90%）和全球生物多样性信息网络（GBIF，10%）的31,569条分布记录，通过物种分布模型（SDM）和多样性分析，预测未来气候情景下的栖息地变化。相关成果发表在《Biological Conservation》上。

研究采用多项关键技术：基于10km×10km网格的物种丰富度制图、最大似然法（ML）构建系统发育树、广义可加混合模型（GAMM）和随机森林（RF）分析环境变量对多样性的影响、广义相异性模型（GDM）解析β多样性驱动因素，以及集成多种算法（GLM/GAM/GBM/RF/MAXENT）的物种分布预测模型。所有模型均通过TSS（≥0.5）和AUC（≥0.7）验证。

研究结果揭示：

1. 多样性分布格局

   3051个网格中包含兰花记录，其中Bulbophyllum（178种）分布最广。热点区域（422个网格）集中在中国西南山地。能量（如温度季节性Bio4）和水分（如最湿季度降水Bio16）是驱动α多样性的主要因素，附生类群更依赖水分，地生类群则对能量更敏感。

2. 栖息地变化预测

   未来气候情景下，37.29%-51.54%的网格物种丰富度将增加（如喜马拉雅中东部），但39.12%-24.21%的网格将减少（四川南部至云南东部）。50.63%-57.81%的物种栖息地缩减，其中4.38%-12.50%达到受威胁等级（CR/VU/EN）。值得注意的是，约63%-78%的濒危/特有物种栖息地可能扩大两倍以上，这与其当前极窄的分布范围有关。

3. 保护建议

   研究强调需建立多层次保护体系：对高山草甸分布的Herminium需控制过度放牧；对森林附生类群应重点保护气候避难所；对经济价值高的物种需开展人工繁育。特别指出89个分布记录极少的物种亟需建立微型保护区。

这项研究首次系统评估了中国山地兰科植物对气候变化的响应模式，证实了高扩散能力并不能完全抵消栖息地丧失的风险。提出的"热点区域-气候避难所-适应性管理"三维保护框架，不仅适用于兰花保护，也为其他山地敏感物种提供了范式。研究特别警示，当前保护策略往往忽视进化独特性类群，未来需加强对狭域特有物种的关注。随着极端气候事件频发，建立动态监测网络和快速响应机制将成为生物多样性保护的新挑战。