气候变化下印尼濒危树种银锥栲与通古栲的生态位动态与避难所识别研究

为应对气候变化对濒危树种的生存威胁，印尼明古鲁大学联合筑波大学等机构，通过生态位模型（ENM）分析银锥栲（Castanopsis argentea）和通古栲（C. tungurrut）的栖息地变迁。研究发现干旱期降水（bio17/bio14）是核心限制因子，识别出苏门答腊、爪哇和加里曼丹高地的稳定避难所（refugia），并揭示未来SSP585情景下栖息地将收缩28%。该研究为东南亚热带濒危树种保护提供了关键避难所管理策略，发表于《Plant Ecology》。

　　

论文解读

研究背景与意义

全球气候变化正剧烈改变森林生态系统，导致树种分布迁移、种群衰退甚至灭绝。印度尼西亚作为东南亚生物多样性热点地区，拥有24种栲属（Castanopsis）植物，其中银锥栲和通古栲因人类干扰与气候压力被列为濒危物种。这两种树种不仅具有生态修复价值（如流域恢复），还为野生动物提供食物，其果实和木材具有社会经济意义。然而，当前缺乏对印尼热带地区栲属物种气候变化响应的系统研究，尤其缺乏历史-未来跨时期避难所识别。本研究通过生态位建模，首次揭示这两种濒危树种在末次盛冰期（LGM）至未来气候情景下的栖息地动态，为优先保护区规划提供科学依据。

研究方法概览

研究团队整合全球生物信息设施（GBIF）、标本馆记录及野外调查的物种分布数据，筛选160个银锥栲和143个通古栲分布点。采用最大熵模型（MaxEnt），基于CHELSA气候数据库的10个生物气候变量，通过相关性分析（|r| <0.7）最终选定4个关键变量（表1）。模型利用末次盛冰期（LGM, 21 ka）、中全新世（MH, 6 ka）、当前及未来（2041–2070, SSP¹²⁶/SSP⁵⁸⁵） 气候情景，以多模型平均法整合三组全球环流模型（GCM），并通过最大敏感性与特异性阈值（MSS） 划定适宜栖息地。避难所定义为从LGM至未来持续适宜的区域（重叠区域概率>0.5）。

核心研究结果

1. 气候驱动因子

   • 干旱期降水主导分布：通古栲70%的分布受最干月降水（bio14）影响，银锥栲46%受最干季降水（bio17）控制（表2）。响应曲线显示其生存阈值：银锥栲需干季降水140–745 mm/季，通古栲需干月降水68–200 mm/月（图4）。
   • 温度作用次要：年均温（MAT）贡献率仅6.3–11.4%，反映热带地区降水变率比温度季节性的影响更显著。

2. 栖息地时空动态

   • 历史扩张：LGM时期海平面下降使巽他陆架暴露，适宜栖息地较当前扩大212%（银锥栲）和135%（通古栲），化石记录（图6a, 6b）证实栲属曾在南海南部分布。
   • 未来收缩：SSP⁵⁸⁵情景下，银锥栲栖息地将缩减28%，通古栲缩减5.4%（表4）。爪哇东部、苏门答腊东岸及加里曼丹边缘区丧失严重，但苏门答腊巴里桑山脉、爪哇火山带及加里曼丹中部高地仍存稳定避难所（图7）。

3. 潜在避难所识别

   • 银锥栲469,856 km2和通古栲711,301 km2的稳定栖息地中，>0.5高适宜区分别占25.8%和33.2%（表5）。
   • 未记录高适宜区：亚齐省（Aceh）、爪哇东部及加里曼丹中部存在模型预测但未记录的潜在种群分布区（图5），需野外验证。

结论与保护意义

研究证实干旱胁迫是热带栲属生存的核心限制因子，推翻东亚研究中“低温主导”的认知差异。尽管未来栖息地普遍萎缩，但通过跨时期模型叠加识别出长期气候避难所：

1. 保护区内（占避难所60%）：需提升苏门答腊巴里桑山脉保护走廊的管理效能，遏制盗伐与土地侵占；
2. 保护区外：在爪哇碎片化区域实施社区林业（social forestry） 与生态廊道计划，加里曼丹中部优先评估人工林中的高保护价值地块。
   研究强调整合再引种计划与可持续土地利用，以应对SSP⁵⁸⁵情景下28%的栖息地损失。成果为印尼濒危树种国家保护计划（2020–2030）提供空间优先区指引，并凸显热带山地作为“气候变化保险库”的生态价值。

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图表引用说明

• 图4：物种响应曲线揭示干旱期降水阈值
• 表2：气候变量贡献率（bio14/bio17占主导）
• 图5：当前适宜区与未记录高潜力区分布
• 图7：稳定避难所与保护区重叠空间
• 表5：不同适宜等级的避难所面积统计