气候变化对中国西南地区报春花属雪山报春组的影响：预测与保护意义

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《BMC Plant Biology》：The influence of climate change on Primula Sect. Crystallophlomis in southwest China

【字体：大中小】 时间：2025年04月06日 来源：BMC Plant Biology 4.3

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　　为探究气候变化对报春花属雪山报春组（Primula Sect. Crystallophlomis）潜在分布的影响，绵阳师范学院等机构的研究人员运用优化的最大熵模型（MaxEnt）开展研究。结果显示，其适宜栖息地将缩减且重心南移。该研究为物种保护及相关研究提供重要参考。

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　　在神秘的中国西南高山地区，生长着一群独特的植物 —— 报春花属雪山报春组（Primula Sect. Crystallophlomis）。它们不仅拥有迷人的外表，具有较高的观赏价值，还在传统医学领域有着重要用途。然而，近年来气候变化加剧，极端气候事件增多，温度、降水等环境因素不断改变，这对植物的生长、繁殖产生了极大影响，许多物种的分布范围也随之改变。中国西南地区作为报春花属雪山报春组的主要栖息地，也面临着巨大挑战，这些植物的生存现状令人担忧。为了深入了解气候变化对报春花属雪山报春组的影响，来自绵阳师范学院、四川师范大学、中国科学院植物研究所等机构的研究人员开展了一项重要研究。研究成果发表在《BMC Plant Biology》上，为该物种的保护和生态研究提供了关键依据。
研究人员为了完成这项研究，采用了多种关键技术方法。首先，他们从全球生物多样性信息设施（GBIF）和中国科学院昆明植物研究所标本馆收集了报春花属雪山报春组的地理分布数据，并利用 SDMToolbox 进行空间筛选，最终确定了 161 个高可信度分布点。其次，选取 19 个生物气候参数和 3 个地形衍生变量作为环境数据，涵盖不同时期的气候数据。最后，运用 MaxEnt 模型预测其适宜栖息地，通过调整特征类（FC）和正则化乘数（RM）进行模型优化，并利用受试者工作特征曲线（ROC）和曲线下面积（AUC）评估模型准确性。

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下面来看具体的研究结果：

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优化结果和预测准确性：通过比较不同参数组合，确定了最佳参数（RM = 1.5，FC = LQH）。优化后的模型遗漏率为 1.68，相比默认模型有所改善，平均 AUC 值达到 0.820，表明模型预测准确性高、可靠性强。
主导气候因素：利用 MaxEnt 刀切法（Jackknife）等方法分析发现，年降水量（bio - 12）、温度季节性（bio - 4）、平均日较差（bio - 2）和降水季节性（bio - 15）是影响报春花属雪山报春组适宜栖息地的主要气候因素。其中，年降水量最为关键，占分布变化的 46.2%，这凸显了充足降水对维持该物种种群的重要性；温度季节性次之，占 29.2%，说明该物种偏好温度波动小、气候稳定的环境。
当前分布预测：在当前气候条件下，报春花属雪山报春组的潜在适宜区域主要集中在中国西南部，包括四川、西藏、云南和贵州等地。其总适宜面积为，其中高度适宜面积为，中度适宜面积为，一般适宜面积为。高度适宜区域主要分布在横断山脉、喜马拉雅山西部以及云贵高原的乌蒙山和苗岭地区。
历史和未来分布预测：历史上，该物种在末次盛冰期（LGM）分布广泛，随后在全新世中期（MH）收缩，当前又有所回升。未来气候预测显示，总体适宜面积增加，但中度和高度适宜面积减少，尤其是在共享社会经济路径 585（SSP - 585）情景下，高度适宜面积预计将大幅减少。
潜在适宜区域的地理变化：在 LGM - MH 时期，潜在适宜面积大幅减少，主要集中在四川盆地和云南中部；而横断山脉的潜在适宜栖息地面积有所增加。在 MH - 当前时期，潜在适宜面积有所扩张。未来不同排放情景下，适宜栖息地在不同区域呈现不同变化趋势，其重心也将发生移动，在 SSP585 情景下移动幅度更大。
研究结论和讨论部分指出，年降水量和温度季节性是影响报春花属雪山报春组适宜栖息地的关键因素。降水影响其花卉特征表达和传粉者选择，而温度季节性和平均日较差则通过热循环效应调节种子萌发。研究还发现，自 LGM 以来，其适宜栖息地和潜在适宜范围波动明显，未来气候变化将对其产生更大影响，SSP5 - 8.5 情景比 SSP1 - 2.6 情景影响更显著。报春花属雪山报春组分布中心过去向北移动，未来预计向南移动，这可能与其对热应激的适应性有关。不过，该研究也存在一些局限性，如未考虑物种的适应性进化、种间相互作用、人为影响以及气候预测的不确定性等。针对这些问题，研究人员提出了一系列保护建议，包括保护较大种群、调查传粉者群落、建立种子库、加强栖息地保护等。这项研究首次利用优化参数的 MaxEnt 模型预测报春花属雪山报春组的潜在栖息地分布，为该物种野生种质资源的收集和保护提供了重要依据，同时也为报春花属其他野生近缘种的研究和应用提供了参考，对区域生物多样性保护和相关产业发展具有重要意义。