气候变化对北非四种特有药用植物分布的影响：基于MaxEnt模型与GIS工具的预测分析

推荐：本研究针对气候变化对北非四种特有药用植物（Heteromera fuscata、Heteromera philaenorum、Thymelaea microphylla和Genista microcephala）分布的影响，通过MaxEnt模型结合19种生物气候变量，模拟了SSP1-2.6至SSP5-8.5四种情景下的未来分布变化。结果显示，物种响应差异显著：H. philaenorum栖息地大幅萎缩并向干旱区迁移，而G. microcephala适宜区显著扩张。研究为气候变化下的生物多样性保护提供了关键数据支撑。

　　

在全球气候变暖加剧的背景下，北非地区特有的药用植物正面临前所未有的生存挑战。这片土地上的Heteromera fuscata、Heteromera philaenorum、Thymelaea microphylla和Genista microcephala不仅是当地生态系统的重要组成部分，更在传统医学中扮演着关键角色——从治疗糖尿病、皮肤疾病到抗癌抗炎，这些植物的药用价值早已被数百年的民间智慧所验证。然而，随着温室气体排放持续增加，温度升高和降水模式改变正在重塑这些物种的生存空间。更令人担忧的是，学界对这些特有物种如何应对气候变化的系统性研究仍属空白，这严重制约了保护策略的制定。

为填补这一空白，由Kaouther Mechergui领衔的国际研究团队在《Industrial Crops and Products》发表了开创性研究。研究人员采用物种分布模型（Species Distribution Model, SDM）中的最大熵模型（MaxEnt），结合19个生物气候变量和ArcGIS空间分析技术，首次对四种植物在当前及未来气候情景下的分布格局进行了系统预测。研究数据来源于GBIF等权威数据库验证的物种出现记录，气候数据则采用WorldClim数据集，涵盖SSP1-2.6至SSP5-8.5四种代表性浓度路径，时间跨度从2030s至2090s。通过5折交叉验证和Jackknife检验确保模型可靠性，AUC值高达0.982-0.989，证明预测具有极高准确性。

3.1. 模型精度评估

研究显示MaxEnt模型表现最优，AUC值接近0.99。关键环境因子分析揭示：年均温（Bio1）对H. philaenorum分布贡献达28.9%，最干季度均温（Bio9）对H. fuscata和T. microphylla的影响分别达47.8%和41.1%，等温性（Bio3）则主导G. microcephala的分布（24.5%）。

3.2. 当前栖息地适宜性

空间分析表明，G. microcephala适宜区集中在北非东部，而其余三种更适应北部和西部环境，这种分异与各物种对温度、降水的不同适应性密切相关。

3.3. 未来分布预测

在SSP5-8.5情景下（2090s），H. fuscata的高适宜区将从59.79×10⁴ km²锐减至34.53×10⁴ km²；H. philaenorum更面临灾难性萎缩，适宜区从50.42×10⁴ km²缩减至9.77×10⁴ km²，且向干旱区迁移。相反，G. microcephala表现出惊人适应力，高适宜区从46.56×10⁴ km²扩展至67.39×10⁴ km²，T. microphylla也呈现向高海拔地区扩张的趋势。

3.4. 校准地图

可视化分析清晰呈现物种分布动态：H. philaenorum的分布收缩与干旱化迁移形成鲜明对比，其余三种则向高海拔凉爽区域扩张。这种分异反映了物种不同的生态策略——H. philaenorum特化为干旱生境专家，而其他物种表现出更广的生态幅。

这项研究首次量化了气候变化对北非特有药用植物的差异化影响。H. philaenorum的急剧衰退警示我们，特化程度高的物种在气候变化中最为脆弱；而G. microcephala的扩张则展示了某些物种可能通过生态位调整适应新环境。研究提出的"山地避难所"理论为保护规划提供了科学依据——在H. philaenorum案例中，山区被证实是维持种群存续的关键避难所。

从应用角度看，这些发现对制定区域性保护政策具有直接指导价值：对于衰退物种需建立原位保护区和种子库，而扩张物种则可考虑作为生态恢复的候选物种。更重要的是，研究揭示的温度（Bio1、Bio9）和降水（Bio18）关键调控机制，为预测其他地中海地区物种响应提供了理论框架。该成果不仅填补了北非植物地理学研究的空白，也为全球气候变化生物学贡献了重要案例。