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氣候變化下中國蒟蒻薯科箭根薯的地理分布格局預測

2023-10-20 09:11邱新穎楊承昊潘曉姣楊麗娥
中國野生植物資源 2023年9期
關鍵詞:適生區氣候因子降水量

邱新穎,張 莉,楊承昊,潘曉姣,楊麗娥

(云南師范大學 地理學部,云南 昆明 650500)

植被對于氣候變化的響應以及氣候影響下植物的分布區域變化是生物地理學、宏觀生態學等學科關注的熱點問題[1-2]。氣候變化對物種分布范圍、群落的物種組成、結構和植被分布產生了根本性的影響[3]。政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental panel on climate change,IPCC)第五次評估報告指出,氣候變暖是既定事實,1880~2012 年全球陸地和海洋溫度平均增加了0.85℃[4-5]。近年來,氣候變暖以及物種的過度開發利用導致物種分布格局改變、物種自然棲息地退化和喪失,致使物種滅絕風險增加,生物多樣性減少。因此,氣候變暖背景下,對物種潛在棲息地進行預測,對于保護生態系統的生物多樣性、實現野生物種資源的可持續發展具有重要意義。物種分布模型(Species distribution models,SDMs),是將物種的分布樣本信息和對應的環境變量信息進行關聯得出物種的分布與環境變量之間的關系,并將這種關系應用于所研究的區域,對目標物種的分布進行估計的模型[6]。其中,最大熵預測模型(Maximum entropy model,MaxEnt)作為當前國內應用最為廣泛的物種分布模型,具有需要較少的物種分布點即可運算、操作簡便、擬合程度較高的特點[7]。該模型現已被廣泛應用于物種棲息地適宜性評價、物種時空分布格局、外來物種入侵預警、疾病傳播方式與途徑以及全球氣候變化對物種分布或生物多樣性格局影響等諸多研究領域[8]。

箭根薯(Tacca chantrieriAndre)又名老虎須、蒟蒻薯,為蒟蒻薯科蒟蒻薯屬多年生草本植物[9]。根狀莖粗壯,近圓柱形;葉片長圓形或長圓狀橢圓形,長20~50 cm,寬7~14 cm;花葶較長,總苞片4 枚,暗紫色,外輪2枚卵狀披針形;漿果肉質,橢圓形;種子腎形,有條紋,長約3 毫米,花果期4~11 月[10]。分布于湖南、海南、廣西、云南和西藏墨脫,生于海拔170~1 350 m 處的山地林下、水邊及山谷陰濕處;印度、泰國、老撾、越南、柬埔寨、新加坡、馬來西亞也有分布[11]。箭根薯生境受到人為破壞嚴重,其自身因素(如種子萌發條件嚴苛,對光照、水分和熱量要求較多,果實極易被鼠蟻等動物啃食)也嚴重制約種群自然更新;再加之,綜合利用價值較高導致人們無節制利用資源[12],給該物種的生存造成了極大的威脅,在世界自然保護聯盟紅色名錄中被列為近危級別物種。綜合來看,目前我國學者關于箭根薯的科學研究大多集中于化學成分、種子貯藏與萌發、愈傷組織誘導等方面,而其地理分布格局和氣候變化對潛在適生區影響的研究鮮有報道,因此對于箭根薯的潛在適生區狀況還需深入研究。

本論文以箭根薯為研究對象,利用箭根薯的自然分布數據和生物氣候數據,采用MaxEnt模型模擬箭根薯在不同時期兩種氣候條件下的潛在地理分布,研究箭根薯潛在適生區的分布情況和適生區范圍的變遷,揭示制約箭根薯分布的主要環境因子,尋找有利于箭根薯生存的氣候適宜區。旨在為箭根薯人工培育和自然保護區選址,增加箭根薯的數量,實現箭根薯可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 箭根薯地理分布數據的獲取與預處理

通過在線查閱中國數字植物標本館(http://www.cvh.ac.cn)以及前往昆明植物研究所標本館查閱標本,并參考《中國植物志》中箭根薯的分布范圍,獲得箭根薯地理分布數據共200條。為了讓分布點數據更準確,本研究只選取了采樣時具有準確經緯度的標本數據。去除重復的、不確定的和人工栽培的分布點數據,最終獲得37條物種分布數據。如果箭根薯分布點過于集中會導致模型過擬合。為保證采樣點在研究區內的均勻分布,在ArcGIS中設置10 km的緩沖區并進行相交分析,在相交的一組數據中任選一個數據刪除。經處理后共31 個點數據參與后續的模型運算,任意兩個點數據之間的水平距離大于10 km(表1)。其中,分布數據的經緯度必須為十進制格式,按“物種名(species)、經度(longitude)、緯度(latitude)”的形式保存到CSV文件中。

1.2 氣候數據的獲取與預處理

氣候 數據來源 于WorldClim 數據庫(https://www.worldclim.org),空間分辨率為2.5 arcmin。本研究選取了當前和未來三個時期的環境變量用于模型預測,包括19 個氣候因子,分別是:年平均氣溫(bio 1),月均溫度變幅(bio 2),等溫性(bio 3),溫度季節變化(bio 4),最暖月最高溫(bio 5),最冷月最低溫(bio 6),溫度年較差(bio 7),最濕季均溫(bio 8),最干季均溫(bio 9),最暖季度均溫(bio 10),最冷季度平均溫度(bio 11),年降雨(bio 12),最濕月降雨(bio 13),最干月降雨(bio 14),降水量季節性變化(bio l5),最濕季度降水量(bio l6),最干季降雨(bio l7),最暖季度降水量(bio 18),最冷季度降水量(bio 19)。其中當前時期氣候數據以1960~1999 年全球各氣象站點記錄數據為基礎,通過插值算法生成[13]。未來時期的氣候數據年份分別為2041~2060年(2050s)、2061~2080 年(2070s)、2081~2100 年(2090s)。未來數據使用第六次國際耦合模式比較計劃來自國家氣候中心的BCC-CSM2-MR 模式的SSP2-4.5 和SSP5-8.5 情景[14]。SSP2-4.5 為中等強迫情景,2100年輻射強迫穩定在4.5 W/m2,是與目前發展狀況最接近的情景,SSP5-8.5 為高強迫情景,2100 年輻射強迫穩定在8.5 W/m2,是最不可持續或發展最不利的情景[15]。

當環境因子間相關性過高時,模型預測會產生過擬合的情況。為了排除這種情況,建模前應對環境因子進行相關性分析和篩選,首先在ArcGIS 軟件中提取箭根薯分布點上的環境因子數值,然后用SPSS 進行Pearson 相關分析,相關系數的絕對值若大于0.85,則這一組環境因子定義為高度相關,高相關一組中去除一個環境因子。最后環境數據保存為ASC格式備用。

1.3 模型建立和結果評價

將分析篩選出的數據導入MaxEnt 模型。在設置模型參數時,選擇75%的環境變量數據來建立模型,選擇25%的環境變量數據來驗證模型精度。重復運行模型10 次。勾選環境變量響應曲線(response curves)和刀切法(Jackknife test),預測分布圖以Logistic 格式、ASC 文件輸出,模型將自動計算并生成受試者工作特征曲線(Receiver operation characteristic curve,ROC),曲線下的面積值(Areas under curves,AUC)用于評估模型預測結果的精準度[16]。AUC 值越大表明擬合越好,目前以AUC 值0.5~0.6為較差,0.6~0.7 為一般,0.7~0.8 為較準確,0.8~0.9為很準確,0.9~1為極準確[17]。刀切法可用于表示各環境因子的貢獻率和重要性。環境因子響應曲線可用于分析環境因子的變化對物種存在概率的影響以及物種適生因子的范圍。

1.4 箭根薯潛在適生區劃分

將模型預測結果導入ArcGIS 軟件中繪制箭根薯適生區分布圖。把ASC 格式的預測結果數據轉為柵格格式數據,柵格數值表示研究區內箭根薯的適宜生存程度。選擇模型Minimum training presence閾值作為適生區和非適生區的分類值,并對預測結果數據進行重分類處理。將適生區劃分為四個等級:不適生區、低適生區、中適生區、高適生區,并制圖和統計各適生區的面積。

2 研究結果

2.1 氣候因子的相關性分析

對所有環境因子進行相關性分析和篩選,最終得到10個參與模型運算的環境因子,分別是:bio 1、bio 4、bio 6、bio 7、bio 10、bio 11、bio 15、bio 16、bio 18、bio 19(表2)。

表2 建模氣候因子的貢獻率Tab.2 Contribution percentage of modeled climate factors

2.2 MaxEnt模型準確性

在當前氣候條件下,由箭根薯的ROC 曲線(圖1)可知,模型10 次重復運行的測試集AUC 值為0.989,顯著大于隨機預測AUC 值,說明本次模型輸出的潛在適生區預測結果較為準確,可信度高。

圖1 基于MaxEnt模型預測中國箭根薯潛在分布的受試者工作特征曲線Fig.1 The receiver operation characteristic curve(ROC)predicting the current potential distribution of T. chantrieri based on MaxEnt

2.3 影響箭根薯分布的主要氣候因子

由MaxEnt模型輸出的各氣候因子貢獻率可知:最暖季度降水量(bio 18)的貢獻率最大,為63.6%,對箭根薯分布預測有重要影響;降水量季節性變化(bio 15)、最冷季度平均溫度(bio 11)、年平均氣溫(bio 1)的貢獻率分別是8.2%、7.9%、6.7%,對箭根薯分布預測有一定影響;其他環境因子對箭根薯分布預測貢獻較小,均未超過5%(表2)。由表2 可以看出bio 18、bio 15、bio 11、bio 1 的 累 計 貢 獻 率 為86.4%,是影響箭根薯地理分布格局的主要氣候因子。其中,降水量是影響箭根薯分布的最主要因子,溫度的影響次之。

進一步基于刀切法分析的不同氣候因子的訓練增益表明(圖2):年平均氣溫(bio 1)、最冷季度平均溫度(bio 11)、最暖季度降水量(bio 18)3 個氣候變量對箭根薯潛在適生區的預測最重要。

圖2 各氣候因子對中國箭根薯潛在分布模型的Jackknife檢驗得分Fig.2 Jackknife test score for climatic factors in the current potential distribution of T. chantrieri

2.4 箭根薯潛在適生環境因子范圍

響應曲線對于物種分布模型是至關重要的,通過它我們可以了解物種與環境因子之間的關系[18]。圖3 為箭根薯主要氣候因子(累計貢獻率達86.4%)響應關系曲線,水平軸代表示各環境因子的數值,垂直軸代表該物種存在的概率。采用Minimum training presence閾值對箭根薯的環境因子范圍進行劃分,劃分為不適生區和適生區。Maxent 模型輸出的每個環境因子響應曲線均呈現為單峰趨勢,即隨環境變量增加,物種存在概率逐步增大,到達峰值以后開始逐步減小。最暖季度降水量(bio 18)適宜值為578.38~1 469.821 mm,在最暖季降水量為801 mm 時,物種存在概率達到最大(0.649)。降水量季節性變化(bio 15)的適宜值為59.438~100.159,當降水量季節性變化為79.7 時,物種存在概率最大(0.69)。最冷季度平均溫度(bio 11)的適宜值為7.908~18.424℃,當最冷季平均溫度為14.74℃時,物種存在概率最大(0.721)。年平均氣溫(bio 1)的適宜值為16.24~23.47℃,當年平均溫度為20.67℃時,物種存在概率最大(0.722)。

2.5 不同時期箭根薯潛在地理分布的變化

利用ArcGIS 對箭根薯的適生區進行劃分,共劃分為4 個區域:不適生區(0~0.198)、低適生區(0.198~0.465)、中適生區(0.465~0.732)、高適生區(0.732~1)。藍色區域為不適生區,綠色區域為低適生區,橙色區域為中適生區,紅色區域為高適生區(圖4~7)。

圖4 當前時期箭根薯適生區空間分布Fig.4 Spatial distribution of suitable growth areas of T.chantrieri in the current period

2.5.1 當前時期箭根薯潛在地理分布

當前氣候條件下,箭根薯的潛在適生區主要分布于10°~30°N 之間,80°~125°E 之間(圖4),潛在適生區面積約為1.3098×106km2(表3),其中低、中、高潛在適生區面積分別占箭根薯適生區總面積的56.9%、39.31%、3.78%。高適生區主要分布在越南東北部、云南哀牢山以南的普洱市、西雙版納自治州,面積約為4.95×104km2;中適生區在高適生區的四周環繞分布,主要分布在印度東北部、云南南部、廣西南部、海南、廣東東部、越南和老撾北部,面積約為5.149×105km2;低適生區從印度東北部到中國廣東大致呈帶狀分布,在青藏高原南坡尼泊爾、不丹和越南南部也有零星分布,面積約為7.454×105km2。

表3 不同時期箭根薯的適生區面積Tab.3 Suitable growth area of T. chantrieri in different periods

2.5.2 未來時期箭根薯潛在地理分布

2050s SSP2-4.5 情景下,箭根薯的適生區總面積為1.4098×106km2,適生區面積比當前時期增加了約1.0×105km2,其中,低適生區面積增加了2.532×105km2,中適生區面積減少了1.475×105km2,高適生區范圍變化不大(表3)。中、高適生區主要分布于云南南部、廣西西部和老撾越南北部,在廣東、貴州南部、印度東北部有零星分布。從當前時期到2050年,中適生區在原來的基礎上進一步向西收縮、向北擴張,印度東北部、海南、廣東、廣西等地的大部分中適生區轉變為低適生區,適生程度明顯降低;但四川低適生區面積擴大(圖5)。2050s SSP5-8.5 情境下,箭根薯的適生區總面積為1.3365×106km2,比當前時期增加了2.67×104km2,其中低適生區面積增加了2.545×105km2,中、高適生區面積減少了2.278×105km2。2050年SSP5-8.5情景下的適生區和SSP2-4.5 情景下的適生區分布范圍相似,但在SSP5-8.5 情景下,廣東、廣西適生區呈破碎化分布,中、高適生區向西、向北收縮主要分布于云南、廣西,低適生區呈現向北擴張的趨勢。

圖5 2050年SSP2-4.5和SSP5-8.5情境下箭根薯不同等級適生區的空間分布Fig.5 Spatial distribution of suitable growth areas for different grades of T. chantrieri under SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios in 2050s

由表3和圖6可知,2070s SSP2-4.5情境下,箭根薯的適生區總面積為1.2281×106km2,較2050s SSP2-4.5 情景下箭根薯面積減少1.817×105km2,其中,低、中、高適生區面積分別減少了1.089×105km2、5.08×104km2、2.2×104km2。適 生 區 分 布 范 圍 與2050s SSP2-4.5 情景的分布范圍相似,僅發生了向南的面積收縮,四川、廣東、廣西、海南適生區大量減小。2070s SSP5-8.5 情景下,適生區總面積為9.151×105km2,較2050s SSP5-8.5 情景下箭根薯面積減少4.214×105km2,其中,低、中、高適生區面積分別減少了3.194×105km2、9.09×104km2、1.11×104km2。高適生區主要分布于云南西部、屏邊,中適生區主要分布于云南,低適生區主要分布于青藏高原南坡、云南、四川、貴州南部、廣西西部、越南老撾北部。較2050s SSP5-8.5 情景相比,適生區進一步向西收縮,主要集中在云南、貴州南部,海南、廣西、廣東、印度東北部等地適生區幾乎消失。

圖6 2070年SSP2-4.5和SSP5-8.5情境下箭根薯不同等級適生區的空間分布Fig.6 Spatial distribution of suitable growth areas for different grades of T. chantrieri under SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios in 2070s

由表3 和圖7 可知,在2090s SSP2-4.5 情景下,適生區總面積為1.5273×106km2,較2070s SSP2-4.5情景下箭根薯面積增加2.992×105km2,其中,低適生區、中適生區面積分別增加了2.798×105km2、2.79×104km2,高適生區面積減少了0.85×104km2。與2070年SSP2-4.5情景相比,中高適生區分布范圍變化不大,低適生區在原來的基礎上有向北擴張的趨勢,四川東部、重慶、湖南西北部、湖北西部出現大面積低適生區,適生程度明顯提高。2090s SSP5-8.5 情境下,適生區總面積約為8.839×105km2,比2070s SSP5-8.5 情景下適生區面積減少3.12×104km2,減少面積不大。低適生區、中適生區面積分別減小了2.52×104km2、0.82×104km2,高適生區面積增加了0.22×104km2,高適生區向西遷移并聚集于云南西部,中適生區主要聚集于云南南部。重慶東部和湖北西部的低適生區面積增加。潛在適生區有向北、向西遷移的趨勢。

圖7 2090年SSP2-4.5和SSP5-8.5情境下箭根薯不同等級適生區的空間分布Fig.7 Spatial distribution of suitable growth areas for different grades of T. chantrieri under SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios in 2090s

3 討論

我國的熱帶到中亞熱帶南緣是箭根薯的主要分布區,箭根薯大多生長于熱帶雨林下、水邊、山谷陰處[11,19]。根據箭根薯的野外分布點和當前適生區模擬圖可知(圖4),我國箭根薯主要分布在云南、廣西、廣東、海南、臺灣、西藏墨脫等地。中國的熱帶季雨林、雨林分布區包括臺灣、廣東、廣西、云南和西藏5?。ㄗ灾螀^)南部和海南省全部[20]。對比二者的分布區發現,中國熱帶季雨林、雨林分布區與箭根薯實際分布區高度相似,箭根薯是一種和熱帶季雨林、雨林關系十分密切的植物。

3.1 影響箭根薯分布的主導環境因子

Maxent 模型10 次重復運行的測試集AUC 值為0.989,說明箭根薯的適生區模擬結果較為準確,數據可以采納。分析顯示,影響箭根薯分布的主導氣候因子是最暖季度降水量(bio 18)、降水量季節性變化(bio 15)、最冷季度平均溫度(bio 11)、年平均氣溫(bio 1)。與降水量有關的因子有兩個,總貢獻率為71.8%;與溫度有關的因子也有兩個,總貢獻率為14.6%,說明降水因子對箭根薯的地理分布具有決定性作用。其中,最暖季度降水量是影響箭根薯分布的最關鍵因子,它的貢獻率達63.6%,模型預測的適宜值為578.38~1 469.821 mm,在最暖季降水量為801 mm 時,物種存在概率達到最大(0.649)。箭根薯中、高適生區的氣候為熱帶季風氣候和亞熱帶季風氣候,夏季溫度高、降水多。箭根薯種子萌發最適宜的土壤含水量為60%~70%,種子萌發對漬水的耐性大大高于其對干旱的耐性,表現出其濕生植物的特點[21]。說明箭根薯適合分布在雨熱同期、比較濕潤的地區。貢獻率第二的是降水量季節性變化(bio 15),適宜值為59.438~100.159。箭根薯是林下陰性植物,在70%~90%的庇蔭條件下能生長發育,開花結果;它喜溫暖濕潤也能度過漫長的熱帶旱季;在高溫高濕條件下生長迅速在低于15℃及干旱的情況下生長緩慢[19]。其種子萌發所要求的條件比較特殊,既要有充足的水分又要充足的光照[22]。說明箭根薯分布地區降水季節變化較大,干濕季分明。目前箭根薯的高適生區主要位于云南南部的西雙版納等地,西雙版納地區多年平均溫21.8℃,四季溫差較小,多年平均降水量1 490 mm,其中5~10月降水量占年降水量的84%,形成了明顯的旱季(11至次年4 月)和雨季(每年5~10 月),區內年日照時數總量為1 858.7 h[23]。模型預測的環境因子適宜范圍與實際分布區的情況大致符合。貢獻率第三的是最冷季度平均溫度(bio 11),適宜值為7.908~18.424℃;其氣候因子響應曲線表明,最冷季度平均溫度小于7.9℃和大于18.42℃時,箭根薯的存在概率會降低,箭根薯在5℃左右即出現寒害現象,在—1℃的環境中會凍死,在1~8℃的環境中,箭根薯出現受害現象,為保證箭根薯的正常生長,溫室溫度必須保持在8℃以上[24]。說明箭根薯不耐低溫,與模型預測結果一致。貢獻率第四的是年平均氣溫(bio 1),適宜值為16.24~23.47℃。箭根薯種子在周期性光照條件下20~35℃都可以萌發,最適宜萌發溫度為25~30℃,光照、溫暖和偏濕的環境更有利于箭根薯種子的萌發[21]。這解釋了當前時期箭根薯大多分布在南方,多生于熱帶雨林林下的現象,目前北方地區的溫度和降水不能滿足箭根薯的生長需求。因此,最暖季度降水量、降水量季節性變化、最冷季度平均溫度、年平均氣溫是影響箭根薯地理分布的主要因子,也可能是限制箭根薯向北擴張的重要因素。根據4個主要氣候因子的適宜值可知,箭根薯適宜生長在雨熱同期、高溫多雨、降水季節變化大的環境中,耐陰不耐低溫。此外,物種分布除了主要受到氣候的影響外,還有其他的因素如群落內各個物種間的相互作用、地形、植被以及局部小氣候均會影響物種的分布[25]。

3.2 氣候變化下箭根薯分布區的動態變化及保護

氣候變暖影響植被的分布格局。當前時期箭根薯的潛在適生區主要分布于云南南部、廣西南部、海南、廣東東部、越南和老撾北部、印度東北部、尼泊爾、不丹等地。隨著氣候變化,箭根薯的潛在適生區范圍將會發生明顯改變。

在SSP2-4.5 情境下,從當前時期到2050 年,箭根薯適生區總面積大約增加了1.0×105km2,但高適生區面積減小了0.57×104km2(11.52%),中適生區面積減小了1.475×105km2(28.65%),減少區域主要位于廣西南部、海南,在原來的基礎上進一步向西遷移,低適生區向北遷移。從2050 年到2070 年,潛在適生區總面積縮小了1.871×105km2,中適生區面積減少了5.08×104km2(13.83%),高適生區的面積減少了2.2×104km2(50.23%),低適生區面積減少了1.089×105km2(10.9%),適生區向南收縮,廣東、廣西、四川、貴州等地的適生區大量減少。從2070年到2090年,2090年適生區面積增加了2.992×105km2,中適生區面積少量增加了2.79×104km2(8.81%),高適生區面積減少了0.85×104km2(38.99%),高適生區的減少區域位于云南南部,中適生區的分布范圍變化不大,低適生區的面積增加了2.798×105km2(31.45%),低適生區呈向北擴張趨勢。綜上所述,SSP2-4.5 情景下,從當前時期到2090 年,箭根薯適生區分布變化呈現出先增加后減小再增加的趨勢,但是箭根薯的中、高適生區一直呈收縮趨勢,新增加的適生區多為低適生區。

在SSP5-8.5 情境下,從當前時期到2050 年,適生區面積增加了2.67×104km2,但中適生區面積減少了2.001×105km2(38.86%),高適生區面積減少了2.77×104km2(55.96%),中高適生區向西、向北收縮,減少的區域位于云南南部、越南老撾北部、廣西、海南,低適生區向西收縮,并向北擴張。從2050 年到2070 年,適生區面積減少了4.214×105km2,中適生區面積減少了9.09×104km2(28.88%),高適生區面積減少了1.11×104km2(50.92%),低適生區面積減少了3.194×105km2(31.94%),適生區向西進一步收縮,海南、廣西、廣東等地的適生區幾乎消失。從2070年到2090 年,總適生區的面積減少了3.12×104km2,中適生區面積減少了0.82×104km2(3.66%),低適生區面積減少了2.52×104km2(3.7%),適生區進一步向西、向北遷移,高適生區幾乎聚集于云南西部。綜上所述,SSP5-8.5 情境下,從當前時期到2090 年,適生區呈現出少量增加后不斷下降的趨勢,但中、高適生區從總體來看一直呈收縮趨勢。

基于上述研究結果可知,氣候變化下,箭根薯適生區出現了兩個遷移趨勢:一是潛在適生區向高緯度地區遷移,例如從當前時期到2090 年,越南老撾北部的適生區逐漸減少,適生程度降低;而中國四川、重慶、湖南、湖北地區的低適生區大量增加,適生程度顯著提高,說明箭根薯適生區有向高緯度地區遷移的趨勢;二是中高適生區向內陸高海拔地區遷移,例如云南地勢西北高而東南低,從當前時期到2090 年,大部分高適宜生境轉化為中適宜生境,高適宜生境面積收縮,箭根薯高適宜生境逐步向西部橫斷山區遷移,說明箭根薯適生區有向內陸高海拔地區遷移的趨勢。對比SSP2-4.5 和SSP5-8.5 情境下的箭根薯適生區范圍發現,強烈的CO2排放會導致箭根薯在中國的適生區大量減少,適生區由東向西退縮。對箭根薯的中、高適生區進行研究,發現在不同時期云南、廣西的物種適生程度都比較高,兩地的箭根薯分布區較為穩定。

箭根薯屬于瀕危植物,當前時期分布范圍較為狹小?;谏鲜鲇懻摽芍?,雖然SSP2-4.5 情景下箭根薯潛在適生區總面積較為穩定,但SSP5-8.5 情境下箭根薯適生區總面積在不斷下降,并且兩個情境下高適生區的面積都在大量減少。由此可見,在未來氣候變化的影響下,尤其是高濃度碳排放的環境會使箭根薯適生區總面積以及高適生區面積收縮減小,對箭根薯的生存造成威脅。而且影響箭根薯分布的因素不只氣候因子一個,人類活動對植物的破壞是毀滅性的。近幾年,電商平臺上有許多瀕危植物被公開售賣,大量盜采可能會讓一個地區的瀕危植物逐漸消失。且熱帶雨林的面積也正在大量減少,例如在云南西雙版納,隨著橡膠種植規模的持續擴張,越來越多的熱帶雨林被采伐,最后營造為以短期的經濟利益為目標的人工橡膠林[26]。雨林是箭根薯生長的重要棲息生境,當箭根薯的棲息地遭到破壞時,那么它的數量也會隨之減小。因此,可在箭根薯的中、高適生區域,比如云南南部、廣西西部地區,設立森林自然保護區對野生箭根薯進行保護,同時也可在保護區開展人工培育箭根薯等研究活動,這具有重要的意義;此外,相關部門加強對森林和進山人員的管理,防止珍稀瀕危植物被盜挖、盜采,形成一個有利于箭根薯生存的野外環境,這也具有重要的作用;再次可以適當開展遷地保護和種子貯存對箭根薯進行保護。

綜上,研究根據MaxEnt模型模擬箭根薯的潛在適生區發現,影響箭根薯生長分布的主要氣候因子是最暖季度降水量、降水量季節性變化、最冷季度平均溫度、年平均氣溫,降水對種群分布的影響強于溫度。隨氣候變化,箭根薯適生區逐漸向北、向西遷移,適生區較為狹小,云南、廣西存在穩定的適生區,但是在未來氣候條件下,箭根薯的高適生區面積均出現較大程度的收縮,尤其是高濃度碳排放情景下,對處于瀕危地位的箭根薯產生較大的威脅。建立自然保護區,加強保護管理和加大對科學研究的投入,進行遷地保護和保存種質資源等措施,對保護箭根薯具有深遠意義。

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