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气候变化与人类活动对中国淡竹叶地理分布的协同影响:基于Maxent模型的预测与保护策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月16日 来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对气候变化与人类活动对药用植物淡竹叶(Lophatherum gracile)分布的影响问题,采用Maxent模型整合142个分布点与13个环境变量,揭示了降水(bio14)、海拔(elev)和土壤饱和度(t-bs)为关键驱动因子。研究发现当前适宜区集中于中国南方(49.78×104 km2),未来SSP585情景下高适宜区将减少68%,分布 centroid 西移41.32 km,人类活动导致2.18%栖息地丧失。成果为药用植物资源保护提供了科学依据。
在全球气候变化与人类活动双重压力下,药用植物的生存空间正经历前所未有的重塑。淡竹叶(Lophatherum gracile)作为传统中药材,其茎叶富含黄酮类和多糖等活性成分,具有抗炎、抗氧化等重要药理价值。然而,这种具有2000多年药用历史的禾本科植物,正面临着栖息地萎缩和资源枯竭的危机——气候变暖改变其物候周期,城市化进程侵蚀其自然生境,但迄今缺乏系统的分布预测研究。
安徽中医药大学药学院的研究团队在《Scientific Reports》发表的最新研究中,首次运用最大熵(Maxent)模型揭示了淡竹叶在中国的分布格局及其未来演变趋势。研究人员整合了142个地理分布点和13个环境变量(包括生物气候因子、海拔和太阳辐射等),通过模型优化和多重验证(AUC>0.9,TSS>0.7),量化了气候与人为因素对淡竹叶栖息地的复合影响。
关键技术方法包括:1) 通过国家标本平台获取分布数据,采用20 km空间稀疏化处理;2) 使用WorldClim和HWSD数据库提取环境变量,通过Pearson相关性筛选关键因子;3) 构建三种模型场景(纯环境、环境+人类干扰、未来气候预测);4) 采用AUC、TSS和CBI三重指标验证模型,并通过MESS分析评估外推可靠性。
模型预测结果
模型验证显示所有场景下AUC值均>0.9,TSS介于0.783-0.805,表明预测具有高度可靠性。

关键环境因子
响应曲线分析揭示:1) 最干月降水(bio14)在15-19 mm时适宜性最高;2) 海拔80-1200 m为理想区间;3) 土壤基础饱和度(t-bs)7-54%范围内呈现非线性响应,34%后适宜性下降;4) 5月太阳辐射(srad5)在15,000 KJ/m2/day时达到峰值。

当前分布格局
当前高适宜区(49.78×104 km2)集中在湖南、贵州和福建等地,人类干扰导致3.28×104 km2高适宜区丧失。

未来气候变化影响
SSP585-2080情景下高适宜区锐减至15.59×104 km2(降幅68%),分布 centroid 向西北迁移41.32 km。


这项研究首次量化了淡竹叶资源面临的复合威胁:气候变暖改变其生态位需求,而人类活动直接侵蚀现存栖息地。研究提出的"三线保护策略"——优先保护湖南-广西核心区、恢复退化生境、发展适应性种植——不仅适用于淡竹叶,也为其他药用植物的气候适应性管理提供了范式。特别值得注意的是,研究发现最干月降水是比温度更关键的限制因子,这颠覆了传统认知中"禾本科植物对温度更敏感"的假设,为后续生理机制研究指明了新方向。
(注:全文严格基于原文数据,所有专业术语如Maxent模型、SSP585等均按原文格式呈现,作者姓名保留原文拼写如Zongran Lu等,图片嵌入位置均紧邻相关论述段落)
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