刺果油棕（Acrocomia aculeata）空间区划用于可持续生物燃料规划与零毁林策略

《Biomass and Bioenergy》：Spatial zoning of Acrocomia aculeata for sustainable biofuel planning and zero-deforestation strategies

　　

农业生态区划（agroecological zoning）在标记生态约束的同时，确定了已转化土地上的适宜区域；最低温度是macaúba气候适宜性的关键驱动因素；未来气候情景表明气候适宜土地将出现损失；人为改造的牧场（anthropized pastures）为可持续扩张提供了主要机会；相关地图支持对macaúba作为生物燃料原料扩张进行空间筛选。

在《Biomass and Bioenergy》发表的这篇论文中，研究人员围绕刺果油棕（Acrocomia aculeata）的可持续生物燃料规划与零毁林策略开展了空间区划研究。全球人为温室气体（GHG）排放持续升高，巴黎协定温控目标面临严重挑战，IPCC第六次评估报告（AR6）强调碳预算与化石燃料燃烧密切相关，本十年必须快速深度削减能源与工业相关CO₂排放。巴西等国家的土地利用变化，包括毁林和原生生态系统向农业、牧场转化，已成为重要排放源。COP30相关讨论呼吁将森林保护承诺与农业和生物能源政策结合，避免因油料作物扩张而毁坏原生植被。在生物燃料路径中，植物源原料若无法满足严格的生命周期评估（LCA）标准，间接土地利用变化可能抵消其气候效益。macaúba是原产美洲的热带棕榈，其油可用于生物柴油、加氢植物油（HVO）和可持续航空燃料（SAF），但其扩张需要空间指导。本研究旨在绘制当前及未来气候下macaúba的适宜种植区域，识别与已转化土地和牧场重叠的机会区域，评估共享社会经济路径SSP3-7.0和SSP5-8.5下的变化，从而降低直接毁林风险并支撑可持续原料规划。

研究人员利用物种分布模型、土地覆盖过滤和高分辨率牧场数据完成了空间区划。关键结论是：最低温度是macaúba气候适宜性的首要驱动因子；当前高适宜区集中分布于巴西塞拉多等温暖、季节性干旱的低地；未来高排放情景下气候适宜土地面积将显著收缩，但人为改造的牧场可作为可持续扩张的主要空间载体。

主要技术方法方面，研究者使用MaxEnt v3.4.4构建物种分布模型，建模数据来自GBIF、SpeciesLink和iNaturalist共享数据库，经清洗和10 km空间稀释后共573条有效分布记录，其中526条位于南美洲，47条位于中美洲、墨西哥、加勒比地区和佛罗里达。环境变量包括WorldClim 2.1的19个生物气候变量、SoilGrids土壤属性、SRTM地形变量，通过方差膨胀因子（VIF）和相关性筛选，最终保留18个预测因子。模型采用线性（L）、二次（Q）、铰链（H）特征类和正则化乘数1.5，100次bootstrap重复，以AUC评估判别能力。未来气候采用5个全球气候模型（GCMs）的多模型均值，覆盖SSP3-7.0和SSP5-8.5四个时段。利用最小训练存在阈值（MTP=0.18）和高适宜阈值（≥0.75）划分气候适宜等级，结合MODIS/MapBiomas土地利用和Global Pasture Watch牧场数据，定义七个区划类别。

研究结果方面，论文分四个部分呈现。

2.1 模型判别与环境变量重要性：通过100次重复的交叉验证，平均AUC为0.868，标准差很小，表明模型具有可靠的相对判别能力。刀切法分析确定BIO6（最冷月最低温）为最有效的单一预测因子，降水相关变量（BIO13、BIO16）和土壤pH也提供额外解释信息。所有保留预测因子的方差膨胀因子均低于6，配对Pearson相关系数最高为0.74。

2.2 响应曲线：BIO6响应曲线显示，logistic适宜性在约10–13°C时最高；BIO14（最干月降水量）的适宜性在低正值处达到峰值后随降水增加而下降；低海拔和缓坡地形对应更高适宜性。这些模式共同解释了巴西塞拉多等开阔稀树草原和低地牧场为何出现集中高适宜区。

2.3 农业生态区划：当前气候下，南美洲82.4%的区域被划为排除类（EX），高度适宜人为土地（HS-AL）占1.6%，中度适宜人为土地（MS-AL）占3.8%，高度适宜非牧场（HS-NP）占8.2%。在中美洲、墨西哥、加勒比和佛罗里达，排除类占57.7%，中度适宜非牧场（MS-NP）占29.3%，生态约束类（HS-EC和MS-EC）均低于1%。区划图显示高适宜区域与macaúba自然分布密切吻合，而安第斯山脉、亚马孙雨林、南美洲温带地区和墨西哥北部干旱带因气候或土地限制被排除。

2.4 未来适宜性模式：在SSP5-8.5下，南美洲排除类面积在2081–2100年增至89.4%，比当前增加7.0个百分点；高度适宜人为土地降至0.7%，非牧场高度适宜土地降至5.7%。中美洲北部区域排除类在该情景下升至70.2%，而高度适宜非牧场反而增至11.6%。这些变化仅由气候驱动，土地利用和土壤掩膜保持不变。

讨论部分指出，macaúba的生态位主要由最低温度和干季降水阈值决定，并受低起伏地形限制。适宜区与已转化土地的空间重合是可持续集约化的关键：在已转化或人为改造的景观中种植油料作物可降低直接毁林排放风险。生态约束类面积极小，说明大部分气候适宜区并未与保护地或高生态风险区域重叠。未来高排放情景下，南美洲高度适宜人为土地收缩，而中美洲的部分非牧场适宜类保持或增加，表明macaúba的生态位在气候变暖下仍具一定韧性，但扩张必须依赖谨慎的土地选择与治理。空间适宜性并不等同于生物量或燃料供应，实际部署还需田间验证、产量估算、土地权属保障、经济与物流评估、认证和监测。

研究结论可翻译为：这项研究推进了两个关键见解。第一，当筛选范围限定于已转化土地上的适宜性集群时，刺果油棕为生物燃料作物的进一步评估提供了具有地理基础的机会，从而降低直接转化原生植被的风险。第二，在分析情景下广泛适宜模式的持续存在，以及高排放未来中高度适宜人为土地类的减少，凸显了将气候信息与土地利用规划联系起来的重要性。因此，农业生态区划是可持续部署的必要但非充分条件：实施还需要田间验证、产量估算、土地保有权保障、经济与物流评估、认证、监测，以及对直接和间接土地利用变化的明确评价。