气候变化可能促进巴巴苏棕榈复合体(Attalea spp.)的环境适宜性扩张:基于多模型集合的生态预测

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Journal of Biogeography 3.6

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  这篇研究通过物种分布模型(SDM)整合MaxEnt、随机森林(RF)等4种算法,评估了7种巴巴苏棕榈(Babassu Complex)在当前(2011-2040)和未来气候情景(SSP3-7.0/SSP5-8.5)下的分布变化。结果显示温度季节性(TS)是核心驱动因子,多数物种适宜区将显著扩张(最高达871.8%),仅A. funifera和A. vitrivir可能衰退。研究为热带棕榈的生态适应机制和可持续利用提供了关键数据支撑。

  

摘要

研究采用多算法集成框架,首次系统评估了巴巴苏棕榈复合体(含7种Attalea属物种)在新热带区的气候适应性。通过GBIF数据库获取19,204条分布记录,结合CHELSA 2.1生物气候变量,构建了当前与未来情景下的物种分布模型(SDM)。温度季节性(TS)被确认为最关键的环境筛选因子,其重要性在A. barreirensis(53.0%)和复合体整体(34.5%)模型中尤为突出。

材料与方法

数据预处理采用20 km网格去重策略,保留1,269个独立位点。背景点设置覆盖整个新热带区(10,000个随机点),通过方差膨胀因子(VIF>10)筛选变量后保留8-12个核心预测因子。模型集成采用真实技巧统计(TSS)加权,阈值划分基于maxSSS法定义四类适宜区(不适合≤0.05,低>0.05-0.33,中>0.33-0.66,高>0.66)。

结果

当前情景下,A. speciosa和A. maripa的高适宜区最广(均>90万km2),而A. vitrivir的不可适区达1,450万km2。未来预测显示:

  • 高排放情景(SSP5-8.5)下,复合体高适宜区在2071-2100年激增871.80%,主要向亚马逊-塞拉多过渡带扩张

  • 仅A. funifera(-8.55%)和A. vitrivir(-20.97%)在SSP3-7.0情景下出现适宜区萎缩

  • 随机森林(RF)和增强回归树(BRT)预测最保守,而最大熵(MaxEnt)和广义线性模型(GLM)倾向高估分布范围

讨论

温度敏感性与有限休眠机制使巴巴苏棕榈成为气候变化的"赢家物种"。其扩张可能带来双重效应:

  1. 生态风险:在塞拉多等生态脆弱区可能引发入侵性扩散,改变火 regimes和营养循环

  2. 社会经济机遇:为传统社区(如巴西椰子采集妇女)提供可持续资源,其果实可加工为生物燃料(biofuel)、吸附材料(adsorptive material)等11种产品

研究建议对广布种(如A. speciosa)实施管控性利用,而对狭域种(A. vitrivir)建立气候避难所。模型局限性包括未考虑土地利用变化和扩散屏障,未来需结合土壤因子(edaphic conditions)和人类活动参数(anthropogenic variables)提升预测精度。

结论

该研究揭示了棕榈类植物对气候变暖的差异化响应策略,为热带生物地理学提供了新见解。通过整合多模型算法与生态阈值分析,证实了温度季节性(TS)在驱动棕榈分布中的核心作用,为制定基于物种特性的气候适应策略奠定了理论基础。

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