《Insect Conservation and Diversity》：Predicting habitat suitability of selected Meloidae species and future potential refugia: A case study from inner Western Anatolia
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摘要：气候变化对生态过渡区的生物多样性构成重大威胁，识别脆弱昆虫类群的潜在气候避难所（climate refugia）对保护规划至关重要。本研究首次针对土耳其内西阿纳托利亚（Inner Western Anatolia）亚区芫菁科（Meloidae）甲虫开展了
摘要：气候变化对生态过渡区的生物多样性构成重大威胁，识别脆弱昆虫类群的潜在气候避难所（climate refugia）对保护规划至关重要。本研究首次针对土耳其内西阿纳托利亚（Inner Western Anatolia）亚区芫菁科（Meloidae）甲虫开展了多物种气候驱动适宜栖息地变化的评估。研究人员基于生物气候、地形及土地覆被预测因子，在两种共享 socioeconomic pathways（Shared Socioeconomic Pathways, SSP2?4.5和SSP5?8.5）下，利用生态位模型（Ecological Niche Modelling, ENM）模拟了8种生态各异的芫菁科物种的当前及未来分布。模型预测显示物种间响应高度异质：广布种如多变斑芫菁（Mylabris variabilis）在研究区内具海拔迁移潜力，而铜色阿拉芫菁（Alosimus chalybaeus）则面临严重分布退缩，尤在高排放情景下。叠加分析识别出多马尼奇（Domani?）、埃伊里格兹（E?rig?z）和穆拉特（Murat）等山脉为稳健的多物种避难所，在两种未来情景下均可能维持气候适宜性，尽管其他高海拔系统在严重变暖下丧失此缓冲能力。关键的是，研究人员探讨了悖论——许多预测避难所现被密林覆盖而不适于喜阳（heliophilic）、开阔生境的芫菁，其未来适宜性取决于气候驱动的植被变化（如野火增加和害虫爆发）将郁闭林转化为有利开阔生境。尽管ENM存在固有局限，研究结果提供了识别并优先确定保护区的空间明确框架，强调将未来生态系统动态纳入气候变化避难所规划的必要性。
论文解读：《Predicting habitat suitability of selected Meloidae species and future potential refugia: A case study from inner Western Anatolia》，发表于《Insect Conservation and Diversity》
一、研究背景与立题依据
昆虫对气候变化高度敏感，其生理、物候和营养互作紧密依赖温湿格局。Anthropogenic climate change 与栖地退化、土地利用强化及化学污染协同作用，使许多温带及地中海区昆虫种群下降。Ecological Niche Modelling（ENM，生态位建模）可关联物种出现点与环境变量以预测分布变化并识别可能持续存在的微避难所（climatic micro?refugia）。Anatolian 半岛历史上即为更新世多类群避难复合体，具"refugia within refugia"特征。土耳其芫菁科（Meloidae）记录达179种29属，为古北界第二丰富区，幼虫寄生蜂类或直翅目卵囊、成虫取食菊科等植物，是环境变化的优良指示类群。Inner Western Anatolia 是地中海、爱琴、中安纳托利亚和马尔马拉区物种交流过渡带，具显著海拔梯度和"Western Anatolian Diagonal"植物/气候屏障，但同时受气候暖干化（CHELSA v2.1 预估至2100年夏季升温可达+7.4°C，降水显著减少）及大坝建设、金矿大理石开采、滑雪中心等人为干扰，现有保护区覆盖不足。因此有必要用多物种ENM识别该区芫菁当前适宜生境、关键生态驱动因子、未来（SSP2?4.5、SSP5?8.5）适宜生境变化及可维持多物种的气候避难所。
二、主要关键技术方法概述
研究人员于2019、2021─2022年在土耳其内西阿纳托利亚野外调查获得49种Meloidae记录，从中选取8种具可靠广域分布点（含GBIF、iNaturalist及文献校验）且涵盖不同分布广度、亚科与属的代表种：Alosimus chalybaeus、Mylabris (s.str.) olivieri、M. (s.str.) quadripunctata、M. (s.str.) variabilis、Meloe (Anchomeloe) autumnalis autumnalis、Nemognatha chrysomelina、Zonitis (s.str.) flava、Stenodera (s.str.) caucasica。出现记录经空间和环境稀释（spThin 最小5 km、flexSDM occfilt_env 五环境箱）及CoordinateCleaner异常清洗。环境层含WorldClim v2.1 19个Bioclimatic variables中去除了BIO8、BIO9、BIO18、BIO19后的15个，EarthEnv 地形变量（Elevation, Slope, Topographic Roughness, Topographic Position Index[TPI], Topographic Ruggedness Index[TRI]），Copernicus 土地覆被（Cropland、Herbaceous Vegetation、Shrubland、Forest % cover），重采样至30″。用方差膨胀因子（Variance Inflation Factor, VIF＜10）剔除多重共线性。未来气候层取自CMIP6 MIROC6模型下SSP2?4.5与SSP5?8.5四个时段（2021─2040至2081─2100），未来预测只用Bioclim+Topography（Set 2）。ENM采用biomod2包构建11种算法（SRE/BIOCLIM、GLM、GAM、FDA、MARS、ANN、CTA、GBM、Random Forest[RF]、MaxEnt、XGBoost）集合模型，伪缺失点（pseudo?absence, PA）随机取每组1000点×4组，五折交叉验证，仅AUC＞0.8参与加权均值（wmean）集合。连续适宜性值用最大化Youden's J statistic（Sensitivity＋Specificity－1）转为二值图。将八物种二值图掩膜至研究区边界叠加，提取当前及2081─2100适宜区海拔分布，Student's t?test检验海拔位移显著性。
三、研究结果
Model performance（模型表现）
通过11算法×4 PA×5折得到各物种每套环境变量组合（Set 1─4）的集合模型，校准AUC均＞0.94，灵敏度常≥95%，特异度82.7%─93.2%。含地形＋土地覆被的Set 2、Set 4平衡最佳。Youden指数阈值因种而异（约250─610），表明物种对环境驱动响应不同。
Environmental predictors of habitat suitability（栖息地适宜性的环境预测因子）
各物种主导预测变量不同但Bioclimatic与Topographic最普遍。A. chalybaeus 受BIO7（年温幅，＞~34°C锐减）、BIO12（年降水~390 mm优）、BIO17（旱季降水0─50 mm优）控制；Mylabris属中M. olivieri 受BIO14与Elevation主导，M. quadripunctata 与M. variabilis 受BIO10（暖季均温，前者单峰~22─24°C，后者渐近升至~25°C后持高）和BIO15（降水季节性，＞~25%负效应）影响；M. (A.) autumnalis 适BIO1（年均温峰值14─16°C）、BIO4、BIO12、BIO15；N. chrysomelina 适BIO5（最暖月最高温单峰~28─32°C）、BIO14极低降水（＜10 mm）、BIO4不宜过大；Z. flava 受BIO15（稳降雨~20%─40%适）、BIO10（单峰20─25°C）、BIO13（150─200 mm适）、Cropland cover负作用；S. caucasica 受BIO10、BIO12、BIO14、TREE cover负作用等。整体显示温度与降水季节性为共有约束，土地覆被对某些种重要。
Current and future habitat suitability of species（物种当前与未来栖息地适宜性）
ENM预测与已知分布吻合。区域外推比较：A. chalybaeus 在SSP2?4.5失约50.1%、SSP5?8.5失73.6%；M. olivieri SSP2?4.5温和丧失、SSP5?8.5约72%丧失；M. quadripunctata SSP2?4.5微增（+35%），SSP5?8.5大减（?69%）但有北扩增益；M. variabilis 两情景均有大幅增益（SSP5?8.5 ＞130%）；M. autumnalis 两情景增益46%─77%（向上/北移）；N. chrysomelina 两情景净缩（SSP2?4.5≈?50%，SSP5?8.5≈?85%，增益＜2%）；Z. flava SSP2?4.5/SSP5?8.5分别有60%─140%增益但中低纬原生境丧失；S. caucasica 最严重（SSP2?4.5?78%，SSP5?8.5?99.6%，近全域消失）。
Projected habitat and elevational shifts in the study area（研究区内预测的栖息地变化与海拔位移）
限定研究区掩膜后发现除A. chalybaeus在SSP5?8.5微降海拔（?28.92 m, p＜0.0001），其余七种适宜生境显著上移（p＜0.0001），M. variabilis 最大（SSP2?4.5 +172 m，SSP5?8.5 +332 m）。净生境变化（研究区内）：SSP2?4.5下A. chalybaeus（?1.51%）、M. olivieri（?0.99%）、M. quadripunctata（?4%）微变，M. variabilis（?58.61%）、Z. flava（?46.03%）、S. caucasica（?36.64%）明显收缩，仅M. autumnalis（＋20.65%）、N. chrysomelina（＋9.42%）略扩；SSP5?8.5下全类群剧缩，最甚为S. caucasica（?97.5%）、M. variabilis（?92.67%）、Z. flava（?89.81%）。多物种叠加识别持续适生避难所为Domani?、E?rig?z、?aphane、Yellice、Murat、?atma(Bulkaz)、Ah?r、Türkmen山脉，部分（如Akda?、Sand?kl?等）在SSP5?8.5失去多物种庇护功能。现多为密林，未来靠野火/虫害致林冠开放转成开阔适生生境方能使避难所生效。
四、讨论与结论翻译（研究结论部分总结）
集合ENM具高AUC与灵敏度，多算法互补增强生态真实性，含地形与土地覆被变量改善判别力。Bioclimatic variables为Meloidae分布首要限制，温湿季节性（BIO4、BIO7、BIO15、BIO14）是关键；土地覆被退化和农业集约化会放大气候约束。种间响应异质：广温广布种（M. variabilis、M. quadripunctata、Z. flava）可沿海拔/纬度扩张，窄生态幅或强生境依赖种（A. chalybaeus、S. caucasica、N. chrysomelina、M. olivieri）严重退缩，印证变暖不必然利好喜旱类群——极端干旱与宽温幅超限致崩溃。显著上移适生区印证昆虫对变暖的典型高程响应。Domani?、E?rig?z、Murat等山系具多物种气候避难潜力，但非所有高山系统均具此功能，须通过空间显式模型按气候阈值判定。预测避难所现为森林，需未来气候诱发植被结构改变（火灾、蛀干害虫致疏林/草地化）方匹配喜阳芫菁生境需求。研究受限于仅8种代表、出现点时空偏差、30″分辨率难捕微气候、未纳入生物互作（寄主蜂/蝗虫及成虫食植）、假定生态位静态未考虑适应性进化；部分潜在避难所（如Murat Da??）已遭滑雪场与开发压力威胁，而区内正式保护地覆盖极少。研究人员指出：有效气候避难所须经空间显式建模确认其缓冲能力、对照未来气候阈值并纳入适应性保护框架；建议扩展多营养级类群建模，结合生境与人为压力综合规划，以内西阿纳托利亚为例提供昆虫气候脆弱性与避难所优先区识别的空间范式。
