在未来的气候变化情景下，槲寄生（Mistletoe）的分布范围及海拔分布变化

《Ecology and Evolution》：Range and Elevational Shifts of Mistletoes Under Future Climate Change Scenarios

　　本研究利用物种分布模型和生态位分析，评估了2025-2090年气候情景（SSP2.6和SSP8.5）对中美洲10种Psittacanthus mistletoe物种分布的影响。发现温带高海拔物种普遍呈现栖息地面积缩减和海拔上移趋势，而干旱环境物种分布有所扩展。生态位分析表明物种间环境适应性差异显著，宿主范围和栖息地专一性影响气候变化响应。研究揭示了生态位特异性和适应性对物种分布变化的综合作用。

　　气候变化正在重塑物种的地理分布，许多物种正向更高海拔和纬度迁移。寄生植物，如关键的 mistletoe（槲寄生），由于其对宿主植物的严格依赖性，尤其容易受到气候变化的影响。本研究旨在探讨在乐观和悲观的情景下，到2050年至2090年，中美洲10种 Psittacanthus 槲寄生物种的适宜栖息地分布如何变化。我们评估了那些具有狭窄栖息地、地理分布和宿主范围的物种是否比广泛分布的物种面临更大的风险。结果显示，在大多数悲观气候情景下，温带高海拔物种的适宜栖息地向更高海拔迁移，同时伴随着显著的栖息地面积减少。这些发现强调了在多样化的环境和生物地理区域中评估气候变化对槲寄生分布的影响的重要性，以及它们与宿主植物和互利共生者（如传粉者和种子传播者）的生态相互作用，以制定有效的保护策略。

全球气候变化源于二氧化碳和其他温室气体的排放、森林砍伐以及其他由人类活动引起的土地利用变化。这些因素对全球各地的生态系统产生了不同的影响，直接作用于许多物种和生态系统的生命周期、分布和生态学特性。许多物种无法适应不断变化的环境条件，因此面临灭绝的风险。当前的气候变化已经改变了物种的地理分布，推动它们向更高海拔和纬度迁移，尤其是那些分布受限的物种。这种趋势表明，气候变化正在重塑生物地理格局，而寄生植物由于其对宿主植物的依赖性，更容易受到影响。

寄生植物的生命周期和生理特性使其对突然的气候变化尤为敏感。它们依赖宿主植物获取矿物质和水分，且缺乏移动能力，这使得它们在环境变化时更加脆弱。Santalales 门的寄生植物数量最多，其中包括多种营养模式，如自养非寄生植物、半寄生植物和全寄生植物。其中，半寄生植物，即槲寄生，是全球分布最广的物种之一，具有复杂的生态依赖关系，包括宿主植物、传粉者和种子传播者。这种复杂性使得槲寄生成为生态系统完整性的重要生物指标。

尽管温暖的温度可能促进槲寄生向更高纬度和海拔迁移，但某些地区由于温度过高，导致寄生植物难以建立新的种群。在这些地区，水分胁迫可能会影响槲寄生的花和果实特征，从而影响其与互利共生者的相互作用。这对于那些未适应干旱条件的槲寄生来说尤为重要，因为被寄生的宿主植物在水分短缺和干旱事件中死亡概率更高。因此，这些交叉的环境压力因素会影响相互作用网络，如果寄生植物无法适应，可能导致整个社区的灭绝连锁反应。

此前有两项研究评估了气候变化对欧洲两种广泛分布的槲寄生物种的影响。这些研究发现，不同亚种的槲寄生对温度的反应不同，其中一些物种的分布范围扩大，而另一些则缩小。这些结果表明，某些槲寄生可能对森林生态系统产生负面影响。本研究则聚焦于中美洲的10种 Psittacanthus 槲寄生物种，利用物种分布和生态位建模来预测气候变化对其地理分布的影响。

研究中使用的数据包括10种 Psittacanthus 槲寄生物种的地理记录，这些数据来自全球生物多样性信息设施（GBIF）以及多个野外调查。通过清理和验证数据，我们获得了1851个独特的存在记录，用于构建当前和未来的物种分布模型（SDMs）。为了提高模型的准确性，我们使用了19个生物气候变量，并通过不同的方法选择最具代表性的变量。例如，我们去除了高度相关的变量，确定了对模型贡献最大的变量，并选择了方差膨胀因子（VIF）低于10的变量。

在模型构建过程中，我们使用了 R 语言中的 kuenm 包来选择最佳参数，并通过多种统计指标（如部分 ROC 曲线、遗漏率和 AICc）评估模型的预测能力。我们使用 MaxEnt 3.4.1 算法进行建模，因为它在处理存在数据时表现出色。通过10次交叉验证重复，我们计算了每个物种的中位数分布图，并进一步用于预测未来气候情景下的分布变化。

研究结果表明，大多数 Psittacanthus 槲寄生物种在当前和未来气候情景下表现出向更高海拔迁移的趋势，且迁移幅度因物种而异。例如，在2090年悲观情景下，某些物种的分布面积减少了超过75%，而另一些则增加了超过200%。这些变化揭示了不同物种对气候变化的反应差异，反映了它们的生态适应性和生存策略。某些物种，如 Psittacanthus auriculatus 和 Psittacanthus palmeri，尽管其分布受限，却在某些情况下表现出扩展趋势，这可能与它们对干旱环境的适应能力有关。

此外，生态位重叠分析显示，不同 Psittacanthus 物种之间存在显著的生态位差异。例如，某些物种的生态位重叠值为0，而另一些则接近1，这表明它们的生态位在某种程度上是独特的。这些结果支持了生态位重叠测试，表明物种之间的生态位重叠可能是由于区域环境的相似性或差异性，而非物种间的相互作用或共同的进化历史。

本研究的发现对未来的保护策略具有重要意义。由于气候变化导致的栖息地变化，某些物种可能面临更高的灭绝风险，而其他物种则可能扩展其分布范围。这些变化不仅影响物种本身，还可能影响其宿主植物和互利共生者的分布。因此，保护策略需要考虑到这些复杂的生态相互作用，并采取措施减少气候变化对生态系统的整体影响。

通过这些研究，我们认识到在不同气候情景下，物种的分布变化可能因其生态位特性而异。某些物种可能因生态位的独特性而更容易受到气候变化的影响，而另一些则可能通过适应性行为或生态位扩展来应对这些变化。这种多样性使得生态系统的稳定性面临挑战，也凸显了对不同物种进行个体化保护的必要性。

综上所述，气候变化对寄生植物的影响是深远的，不仅涉及它们的地理分布变化，还可能影响整个生态系统的结构和功能。因此，对这些物种的持续监测和研究对于制定有效的保护措施至关重要。通过理解气候变化对这些关键物种的影响，我们可以更好地预测未来的生态变化，并采取相应的行动来减缓其负面影响。