受威胁的陡坡避难所：基于气候变化的沙特阿拉伯四种特有多肉植物的物种重新分布模型

《BMC Ecology and Evolution》：Escarpment refugia under threat: climate-driven redistribution modeling of four endemic succulent species in Saudi Arabia

　　

摘要

本研究模拟了沙特阿拉伯四种分布范围狭窄的特有多肉植物的当前和未来栖息地适宜性，这些植物包括：Aloe armatissima Lavranos & Collen.、Aloe shadensis Lavranos & Collen.、Euphorbia saudiarabica Fayed & Al-Zahrani 和 Euphorbia taifensis Fayed & Al-Zahrani。这些特有植物物种主要分布于山地避难所，因此特别容易受到阿拉伯半岛气候变暖和干旱加剧的影响。然而，在沙特阿拉伯，针对未来气候情景下这些植物栖息地适宜性的定量、空间明确评估仍然十分缺乏。目前关于沙特阿拉伯特有植物栖息地适宜性的信息非常有限。本研究将来自野外调查和文献的分布记录与 WorldClim 气候变量及基于海拔的地形数据相结合，利用最大熵（MaxEnt）物种分布模型，在 CMIP6（耦合模型比较项目第6阶段）的 SSP245 和 SSP585 情景下预测了本世纪中叶和末期的栖息地适宜性。结果发现，所有物种的栖息地分布都明显局限于西南部地区，尤其是在吉赞（Jizan）、阿西尔（Asir）、阿尔巴哈（Al Baha）和麦加南部（Makkah）地区。模型对所有四种植物的区分能力都很强（平均训练AUC为0.998–1.000；测试AUC为0.914–0.999，其中E. saudiarabica的区分能力最低），并确定了当前适宜栖息地覆盖了沙特阿拉伯陆地面积的0.58%至2.90%。未来气候预测显示，不同物种对气候变化的反应存在显著差异：由于每种植物的实际分布记录较少（总共6–9条），这些预测更多地被视为可验证的假设，而非精确的分布范围图。A. armatissima 和 E. taifensis 在 SSP245（中等排放情景）下栖息地大幅收缩；而 A. shadensis 和 E. saudiarabica 在2061–2080年间栖息地有所扩展。分布范围变化分析表明，A. shadensis 和 E. saudiarabica的适宜栖息地面积有所增加，而 A. armatissima 的适宜栖息地则显著减少。在所有情况下，适宜栖息地主要分布在山区。降水季节性和海拔是影响当前和未来物种分布的最重要环境因素。研究结果揭示了山地避难所的脆弱性，强调了采取针对性保护措施以保护沙特阿拉伯独特特有植物多样性的紧迫性。