气候变化对邛崃山系大熊猫主食竹和栖息地分布的影响

气候变化对生物多样性的影响,特别是珍稀濒危物种的影响是当前的研究热点。全球气候变化对大熊猫的影响一直受到广泛关注。根据野外调查的大熊猫活动痕迹点、竹类分布点和主食竹扩散距离数据,采用Maxent模型,利用植被、地形、气候等因素,在RCP8.5下分析了2050年和2070年邛崃山系大熊猫主食竹分布及栖息地变化趋势。结果显示:(1)未来大熊猫适宜生境及主食竹气候适宜区面积均有所减少,到2070年分别减少37.2%和4.7%;(2)未来主食竹分布范围总体向高海拔扩展,但面积持续减少,到2070年分布面积比当前减少8.3%;(3)大熊猫栖息地未来有向高海拔扩张的趋势,在低海拔地区退缩明显,到2070年较当前减少27.2%;但到2070年大熊猫栖息地面积加上非栖息地有主食竹分布的面积,较现有大熊猫栖息地面积大1.5%;(4)受气候变化影响较严重的区域是邛崃山系南部以及低海拔地区,其余区域所受影响相对较小;(5)未来需要加强对受气候变化影响严重区域的监测与保护,特别是邛崃山系中部的大熊猫集中分布区。     

气候变化对东北濒危动物驼鹿潜在生境的影响

气候变化是造成生物多样性下降和物种灭绝的主要因素之一。研究气候变化对物种生境,尤其是濒危物种生境影响对未来保护物种多样性和保持生态系统功能完整性具有重要意义。以驼鹿乌苏里亚种(Alces alces cameloides)为研究对象,选取了对驼鹿分布可能存在影响的22个环境因子,利用最大熵(Maxent)模型模拟了驼鹿基准气候条件下在我国东北的潜在生境分布,并预测了RCP4.5和RCP8.5两种气候变化情景下2041—2060年(2050s)、2061—2080年(2070s)驼鹿潜在分布,采用接收工作曲线下面积(AUC)对模型预测能力进行评估。研究结果表明:最大熵模型预测驼鹿潜在生境分布的精度较高(平均AUC值为0.845),22个环境因子中,年均温、最暖季均温、年降水、平均日较差是影响驼鹿生境分布的主要因子。基准气候条件下,驼鹿的潜在生境面积占研究区域总面积的36.4%,潜在生境分布区主要在大、小兴安岭。随着时间的推移,研究区内驼鹿当前潜在生境面积明显减少,而新增潜在生境面积较少,总面积呈现急剧减少的趋势,其中RCP8.5情景减少程度大于RCP4.5情景。至2050s阶段,当前潜在生境面积平均将减少62.3%,新增潜在分布面积平均仅为3.6%,总潜在生境面积最高将减少65.6%,平均将减少58.8%;至2070s阶段,当前潜在生境面积平均将减少75.8%,新增潜在分布面积平均仅为1.9%,总潜在生境面积最高将减少93.1%,平均减少73.9%。空间分布上,驼鹿的潜在生境的几何中心将先向西北移动,然后再向高纬度地区西南方向迁移,至2050s阶段,潜在分布生境的几何中心在RCP4.5和RCP8.5情景下的迁移距离分别为183.5 km和210.8 km;至2070s阶段,相应情景下的迁移距离将缩短至28.7 km和33.8 km。潜在生境分布整体呈现向高海拔、高纬度迁移的趋势。     

西南地区红花龙胆分布格局模拟与气候变化影响评价

应用最大熵(MaxEnt)模型,基于230条分布记录及33个气候因子数据,模拟全新世中期(约6000年前)、当前时期(1950—2000年)和未来(2050s、2070s)气候条件下,红花龙胆西南地区的潜在分布范围;结合多元统计分析和ArcGIS空间分析,筛选影响物种分布的关键气候因子,探讨不同分布区对气候变化的敏感性.结果表明: 模型训练集AUC值为0.942,验证集AUC值为0.849,表明模型预测的准确性较高.5个气候因子(7月最高气温、8月最低气温、昼夜温差与年温差比值、7月最低气温和6月最低气温)对模型贡献最大,累计贡献率达59.9%.随未来气候变化,红花龙胆适生区将呈现先减少后增加的变化趋势,在RCP 8.5情景下,至2070s阶段,西南地区红花龙胆适宜生境总面积与当前气候条件相比减少15.0%,但云南境内适生区和高适生区面积较当前分别增加32.8%和32.7%.红花龙胆适宜生长于温暖、湿润的气候条件下,气候变暖明显影响着适宜生境的面积和范围,尤其低海拔分布区对气候变化较敏感,适宜生境退缩严重,而高海拔地区由于降水、温度条件的改善适宜生境有所增加.随着全球气候的变化,未来西南地区红花龙胆主要分布区可能向西迁移,并向更高海拔扩张.     

未来气候变化对我国特有濒危动物黑麂适宜生境的潜在影响

了解气候变化情景下野生动物适宜生境的可能变化,对未来有关保护策略的制定具有重要意义。本研究利用20世纪60年代至今记录的黑麂(Muntiacus crinifrons)分布数据和9种物种分布模型,模拟了两种温室气体浓度情景(RCP2.6和RCP8.5)下未来两个时期(2050s和2080s)黑麂的适宜生境。结果表明,到2050s和2080s:(1)在RCP2.6情景下,黑麂适宜生境面积相对于基准气候条件下将分别减少11.9%和6.2%,而在RCP8.5情景下,则分别减少36.9%和52.0%;(2)在RCP2.6情景下,黑麂适宜生境中的"核心区域"景观面积相对于基准气候条件将分别减少20.5%和10.5%,而在RCP8.5情景下,则分别减少55.2%和65.2%;(3)在RCP2.6情景下,稳定不变适宜生境的面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例分别为75.1%和84.2%,而在RCP8.5情景下,分别为48.3%和35.8%。总体而言,在RCP2.6情景下,与基准气候条件下相比气候变化对黑麂适宜生境的影响并不显著,而在RCP8.5情景下则较为显著,主要表现为适宜生境面积和适宜生境中"核心区域"景观的面积明显减少,不变适宜生境面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例大幅度降低。建议未来加强浙江、安徽、江西三省交界地区黑麂适宜生境的保护,建立黑麂保护区之间的廊道。     

气候振荡背景下宁夏枸杞地理分区变迁研究

宁夏枸杞在中国北方广泛分布,重建宁夏枸杞的历史地理分布格局,确定其环境分布限制,为其种质资源保护和植物形成与进化趋势研究提供理论依据。该研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)为代表,采用MaxEnt模型对该物种228例野生有效分布点和19个环境变量进行评估,以明确影响其分布的相关环境因子;并对末次间冰期以来不同时期的地理分布格局进行建模分析,以揭示在气候变暖条件下宁夏枸杞适宜分布区的变化趋势,预测未来(2050s和2070s)在RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0三种CO₂排放情景下宁夏枸杞的潜在地理分布变化。结果表明：(1)温度对宁夏枸杞的分布至关重要,其中最冷季度平均温度是影响该物种分布最重要的气候因子。(2)所建模型对宁夏枸杞的适宜分布区的模拟结果与当今实际分布一致,但分布区域比实际分布区域大。(3)宁夏枸杞的适宜分布区面积在末次冰盛期进行了收缩,而在末次间冰期分布区面积明显扩大(最大为4.23×10⁶ km²),并呈现出向北推进和向南退缩的趋势。(4)在未来3种气候情景下宁夏枸杞的适宜分布区面积均趋于缩小;随着气候变暖的加剧,宁夏枸杞适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移,且生境破碎化现象比现在更加严重。(5)在RCP2.6 2070s情景下,宁夏枸杞质心向西迁移108.66 km;在RCP6.0 2070s情景下,宁夏枸杞质心向东北迁移30.23 km。研究认为,宁夏枸杞的分布格局对气候变化具有强烈响应,随着气候变暖,宁夏枸杞的适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移。     

未来气候变化对沙枣适宜分布区的影响预测

气候变化显著影响全球植物物种的地理分布,了解未来气候变化对我国造林树种适宜分布区的影响,及时采取应对措施,对提高造林的成效具有至关重要的作用.选取在荒漠化防治和退化土地修复中起重要作用的优良树种沙枣为研究对象,利用MaxEnt和GIS工具,基于182个来自标本馆、出版文献的记录和13个来自BIOCLIM、Holdridge生命地带、Kira指数的气候因子,预测其气候适宜区在未来气候情景下的变化.结果表明: 未来(2070s)4种气候情景对沙枣适宜区的影响存在差异,在低浓度温室气体排放情景(RCP 2.6)下适宜区面积将缩减,缩减的区域主要位于西北当前适宜分布区的边缘;而中等偏低浓度温室气体排放情景(RCP 4.5)、中等偏高浓度温室气体排放情景(RCP 6.0)和高浓度温室气体排放情景(RCP 8.5)下,均有不同程度的扩张,扩张的区域主要位于西北暖温带干旱地区和东北部中温带半湿润地区;在RCP 8.5情景下,北部中温带干旱区和半干旱地区以及南方北亚热带湿润地区也有较明显的扩张.未来适宜区分布范围的地理质心将以6～19 km·(10 a)^-1的速度移动,海拔质心将以3～20 m·(10 a)^-1的速度向更低区域移动.沙枣稳定适宜区约占当前适宜区分布范围的83%～98%,当前的气候适宜区总体稳定.     

全球气候变化下贵州省青冈林的潜在生境动态

为了解贵州省青冈林在全球气候变化下的潜在分布特征,基于现状分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景(RCP8.5情景,2070-2099年)构建Maxent潜在分布模型,预测贵州省青冈林的潜在分布变化。结果表明,最冷季均温(bio11)、最冷月最低温度(bio6)和年均降水量(bio12)为控制贵州省青冈林潜在生境的主导气候因子;RCP8.5情景下贵州省青冈林的潜在分布面积相较当前气候条件增加,中度适宜生境增加19 419 km2,高度适宜生境增加9 944 km2;中度适宜生境平均海拔较当前气候条件上升126 m,高度适宜生境平均上升85 m。总的来说,贵州省青冈林对全球气候变化的响应不十分敏感。     

四川省岷江冷杉对气候变化的响应及其潜在分布格局

四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候条件下岷江冷杉潜在分布区,并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明：(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是：降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温...     

中国柯属5种资源植物潜在地理分布及其对气候变化的响应

利用最大墒模型和地理信息系统软件对柯属（Lithocarpus）5种资源植物在我国的适宜分布区进行了定量预测,并对未来不同气候情景下其分布区的变化进行了分析。结果显示：木姜叶柯（L.litseifolius（Hance）Chun.）在我国秦岭淮河以南广泛分布,短尾柯（L.brevicaudatus（Skan）Hay.）主要分布在我国亚热带中东部区域;木姜叶柯在未来气候（2061-2080年）RCP2.6、RCP8.5两种情景下适生区面积分别减少了5.1%和3.0%,而短尾柯却分别增加了0.5%和1.5%。白柯（L.dealbatus（Hook.f.et Thoms.ex DC.）Rehd.）适宜区主要分布在云南北部、四川南部,烟斗柯（L.corneus（Lour.）Rehd.）主要分布在两广省份的南亚热带地区。白柯和烟斗柯在RCP2.6情景下适生区面积分别减少了12.1%和17.8%,在RCP8.5情景下分别减少了3.5%和15.9%,这两个种的适宜区面积减少较多。厚斗柯（L.elizabethae（Tutch.）Rehd.）主要分布于广西,在两种情景下适宜区面积分别增加了7.3%和6.3%。研究结果表明,由于分布区存在差异,同属不同物种的未来分布对气候变化的响应不同。     

中国特有属秤锤树属植物的潜在分布区预测

秤锤树属(Sinojackia)是中国特有属,包括7个物种,各物种的种群及个体数量均较少,预测其潜在适宜分布区及其主要影响因素对制定保护措施至关重要。该研究在全面收集秤锤树属植物分布位点数据的基础上,结合气候、土壤和植被数据,运用物种分布模型(MaxEnt)和ArcGIS,预测该属植物当前的分布范围以及未来(2050s和2070s)潜在分布区的变化,分析影响该属植物分布的主要环境变量。预测结果显示:(1)当前秤锤树属高适宜地区主要在我国的亚热带地区,分布在长江中下游平原,包括湖南、浙江的大部分地区,河南、安徽和江苏南部地区以及湖北和江西两省交界处,四川、贵州零星分布着高适宜度位点;纬度范围为25.42°～31.84°N。(2)当前秤锤树属的高适宜性(0.665)生境面积仅为4.07×10~4km~2,占国土面积的4.23%,分布区极为狭窄。未来(2050s和2070s)的高适宜分布地区将大幅度缩减,其中在2070s的RCP8.5排放情景下减少最多。(3)随着温度的上升,秤锤树属植物有向高纬度迁移的趋势。研究结果可为濒危植物的就地保护提供科学依据,同时也可为其迁地保护位点的选择提供参考。     

基于生态位模型的外来入侵种克氏原螯虾在中国的适生区预测

克氏原螯虾在20世纪初作为重要的水产品引入中国,但因其繁殖能力强、生长迅速、适应性强、喜掘洞穴,对农作物、池埂及农田水利有一定破坏作用,降低入侵地区当地物种多样性,对当地生态系统造成严重危害。因此,研究未来气候情景下克氏原螯虾适生区的变化,可为其监控和管理措施提供关键信息,有效预防和控制其蔓延。本研究基于克氏原螯虾的分布点,应用最大熵(MaxEnt)模型和规则集遗传算法(GARP)模型模拟了当前气候条件下克氏原螯虾在中国的潜在适生区,并预测了2041—2060年和2061—2080年克氏原螯虾在4种气候变化情景下(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5)的分布,采用ROC曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明: 在当前气候条件下克氏原螯虾集中分布在上海、江苏、浙江、安徽等长江沿岸地区;最冷季平均温度、最冷月最低温度对克氏原螯虾分布影响最大,其次是温度季节性变化、最暖月最高温度和最干月降水量。在未来气候情景下,2061—2080年克氏原螯虾的适生区面积有不同程度的变化,在RCP 2.6和RCP 4.5情景下总适生面积增加,但在RCP 8.5情景下呈先增后减趋势,而在RCP 6.0情景下无明显变化;克氏原螯虾适生区在空间分布上不仅有纬度方向上的扩散,也有向海拔较高地区迁移的趋势。     

气候变化下大兴安岭地区鹤类潜在分布及优先保护区

为了解气候变化对大兴安岭地区鹤类潜在分布的影响,促进其有效保护,本文以大兴安岭地区6种鹤为研究对象,基于Pearson相关性分析和Jackknife分析,筛选气候、地形和植被类型等关键环境因子,采用MaxEnt模型模拟了当前和未来两种气候变化情景(RCP4.5和8.5)下6种鹤的潜在分布区域,通过Zonation和ArcGIS软件确定了其优先保护区域并分析了目标优先保护区域.结果表明:当前气候条件下,6种鹤的潜在适宜生境集中分布于大兴安岭中部和西北部;RCP4.5和RCP8.5气候情景下,6种鹤的高适宜生境将缩减.白头鹤、丹顶鹤、白枕鹤、灰鹤和蓑羽鹤的潜在适宜生境整体呈缩减趋势,而白鹤的潜在适宜生境将比当前扩张5.4%~6.3%;当前及未来气候条件下,6种鹤的优先保护区域主要分布于大兴安岭的西北部、东南部以及中部偏西地区,目标优先保护区域的保护率达20.1%~23.8%,保护空缺主要分布于漠河县西部、额尔古纳市中部偏北地区、根河市中东部、牙克石市东北部和鄂伦春自治旗南部,建议适当增加保护地面积,为鹤类的有效保护提供保障.     

Projecting global mariculture diversity under climate change

Previous studies have focused on changes in the geographical distribution of terrestrial biomes and species targeted by marine capture fisheries due to climate change impacts. Given mariculture's substantial contribution to global seafood production and its growing significance in recent decades, it is essential to evaluate the effects of climate change on mariculture and their socio‐economic consequences. Here, we projected climate change impacts on the marine aquaculture diversity for 85 of the currently most commonly farmed fish and invertebrate species in the world's coastal and/or open ocean areas. Results of ensemble projections from three Earth system models and three species distribution models show that climate change may lead to a substantial redistribution of mariculture species richness potential, with an average of 10%–40% decline in the number of species being potentially suitable to be farmed in tropical to subtropical regions. In contrast, mariculture species richness potential is projected to increase by about 40% at higher latitudes under the ‘no mitigation policy’ scenario (RCP 8.5) by the mid‐21st century. In Exclusive Economic Zones where mariculture is currently undertaken, we projected an average future decline of 1.3% and 5% in mariculture species richness potential under RCP 2.6 (‘strong mitigation’) and RCP 8.5 scenarios, respectively, by the 2050s relative to the 2000s. Our findings highlight the opportunities and challenges for climate adaptation in the mariculture sector through the redistribution of farmed species and expansion of mariculture locations. Our results can help inform adaptation planning and governance mechanisms to minimize local environmental impacts and potential conflicts with other marine and coastal sectors in the future.     

Invasive fountain grass (Pennisetum setaceum (Forssk.) Chiov.) increases its potential area of distribution in Tenerife island under future climatic scenarios

Mapping the distribution of invasive species under current and future climate conditions is crucial to implement sustainable and effective conservation strategies. Several studies showed how invasive species may benefit from climate change fostering their invasion rate and, consequently, affecting the native species community. In the Canary Islands and on Tenerife in particular, previous research mostly focused on climate change impacts on the native communities, whereas less attention has been paid on alien species distribution under climate change scenarios. In this study, we modelled the habitat distribution of Pennisetum setaceum, one of the most invasive alien species on Tenerife. In addition, we described the species’ potential distribution shift in the light of two climate change scenarios (RCP2.6, RCP8.5), highlighting the areas that should be prioritized during management and eradication programs. P. setaceum’s suitable areas are located in the coastal area, with higher habitat suitability near cities and below 800 m asl. In both future climate change scenarios, the geographic distribution of P. setaceum suitable areas is characterized by an elevational shift, which is more pronounced in the RCP8.5 scenario. Despite being drought resistant, water supply is crucial for the species’ seed germination, thus supporting future species’ shift to higher elevation and in the north–north–west part of the island, where it could benefit from the combined effect of orographic precipitations and humidity carried by trade winds.

     

气候变化情景下基于最大熵模型的中国西南地区清香木潜在分布格局模拟

清香木(Pistacia weinmannifolia)是中国西南干旱河谷植被的特征种。本文利用野外调查的165个清香木分布点信息以及22个环境变量数据, 基于最大熵(Maxent)算法构建清香木分布的适宜生境预测模型, 并据此模拟清香木在我国西南地区的适宜分布区, 以及历史和未来不同气候情景下的分布格局变化。结果表明: 清香木生境预测的Maxent模型准确性非常高(AUC = 0.974), 温度季节性变化、极端低温和降水量是限制其分布的主要气候因子。清香木当前的潜在分布区集中在我国西南干旱河谷区, 其适宜生境的气候特征是降水少、温度季节性变化小且无极端低温。对清香木在末次间冰期和末次冰盛期分布的模拟结果表明, 其分布区范围均以诸大江河的河谷为中心, 随气候变化在我国西南地区主要呈现先向东扩张, 然后向西退缩的趋势, 并印证了“冰期走出横断山(glacial out-of-Hengduan Mts.)”的观点。在未来(2061-2080年) 3种典型浓度路径(representative concentration pathway, RCP)的气候情景下, 清香木在我国西南地区的分布都向东扩张, 主要分布在云贵高原与四川盆地结合地带的河谷, 以及云贵高原与广西西部交界地带的河谷中, 这也反映了这些地区河谷地段干旱化的可能, 而当前的潜在分布区趋于消失; 清香木的潜在适宜分布面积在中低浓度路径情景下均将减少约33%, 而在高浓度路径情景下有所增加。     

Climate change disrupts core habitats of marine species

Driven by climate change, marine biodiversity is undergoing a phase of rapid change that has proven to be even faster than changes observed in terrestrial ecosystems. Understanding how these changes in species composition will affect future marine life is crucial for conservation management, especially due to increasing demands for marine natural resources. Here, we analyse predictions of a multiparameter habitat suitability model covering the global projected ranges of >33,500 marine species from climate model projections under three CO₂ emission scenarios (RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5) up to the year 2100. Our results show that the core habitat area will decline for many species, resulting in a net loss of 50% of the core habitat area for almost half of all marine species in 2100 under the high-emission scenario RCP8.5. As an additional consequence of the continuing distributional reorganization of marine life, gaps around the equator will appear for 8% (RCP2.6), 24% (RCP4.5), and 88% (RCP8.5) of marine species with cross-equatorial ranges. For many more species, continuous distributional ranges will be disrupted, thus reducing effective population size. In addition, high invasion rates in higher latitudes and polar regions will lead to substantial changes in the ecosystem and food web structure, particularly regarding the introduction of new predators. Overall, our study highlights that the degree of spatial and structural reorganization of marine life with ensued consequences for ecosystem functionality and conservation efforts will critically depend on the realized greenhouse gas emission pathway.     

Predicting current and future distributions of Mentha pulegium L. in Tunisia under climate change conditions,using the MaxEnt model

Climate change and human activities have caused the degeneration of the natural habitats of medicinal plants. Mentha pulegium L. is one of the most common medicinal plants in Tunisia that features high economic and ecological values. Predicting species' suitable habitats, through modeling, has evolved as a useful tool for the assessment of resource conservation to protect medicinal plants. Herein, we used MaxEnt model to predict current and future distributions of M. pulegium under two representative concentration pathways (RCP2.6 and RCP8.5) for the years 2050 and 2070. MaxEnt modeling was in the “Excellent” category since all the AUCs were above 0.9. Results showed that high and moderate suitable habitats for the current distribution of M. pulegium encompassed ca. 9929 km² and 16,423 km², respectively. These areas are mainly located in North Tunisia. Precipitation of the coldest quarter (Bio19) was identified as the most critical factor shaping M. pulegium distribution. Compared to the current distribution, the highly and moderately suitable areas for M. pulegium under the two RCPs (RCP2.6 and RCP8.5) would decrease in the 2050s and 2070s. The model projected a shift of the suitable area from Northeastward to Center-eastward. These results may provide a useful tool for developing adaptive management strategies to enhance M. pulegium protection and sustainable utilization in the context of global climate change.