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野核桃(Juglans cathayensis Dode.),又叫做山核桃,是一种喜光、喜湿且耐旱的植物,主要分布于新疆 [1]、四川[2]、贵州[3]、陕西[4]等地,常长于海拔800~2000 m的杂木林中。野核桃极具营养价值[5-6]和药用价值[7],它的果实富含维生素C、维生素E等多种维生素和锌、锰、铬等多种矿物质,不仅能增强人体免疫力,促进人体生长,而且能促进人体对葡萄糖的吸收,保护心脑血管;它的果油含有不饱和酸,可有效防止动脉硬化、抑制肿瘤细胞[8-9]。在经济价值方面,野核桃也不逊色,其壳作为优质颗粒活性炭的原料能被用来制作医用口罩,其木质坚硬适合做军工用品及高档家具[10]。
由于野核桃具有极大的价值,近些年来不少国内外学者对其进行研究,范围涉及生理特性、药理活性及适生分布等多个方面。例如韩冷以新疆野核桃的生理指标、光合特性、荧光特性等多个耐旱性生理指标为切入点,研究了野核桃在干旱胁迫下的适应性及生理响应机制[11];胡钰以野核桃叶为实验材料,对野核桃的化学成分、药理活性等方面进行了探究[12];程永生运用定量分析的方法测定了山西太岳山野核桃林优势种群生态位,得到个物种的竞争力指标和在群落环境中的地位[13];吴明等人利用MaxEnt模型分析了主要生物气候变量与野核桃潜在分布的关系,并且对野核桃在四川的适生区进行了划分[14]。虽然国内对野核桃诸多方面进行了研究,但对未来气候情景下野核桃生境适应性和潜在分布的研究鲜有报道。
吴明等人研究野核桃在四川的生境适应性及适生区划过程中仅使用了四川省内的野核桃点位数据和环境数据,不可避免会忽略同一物种区域性差异。同时,气候变化作为影响生物多样性的主要因素,直接关系着物种的分布情况和丰度变化,甚至导致物种灭绝[15-16]。基于以上两点原因,采用更广泛的野核桃点位数据和环境数据,预测当前及未来情景下野核桃在四川省内的生态适宜性及潜在分布,对全球气候变暖背景下野核桃资源的开发、利用和保护具有积极的意义。
SSP1-2.6是一种温室气体排放浓度较低的情景模式,此模式下21世纪近期和中期,全球降水量、干旱持续时间都呈现下降趋势,到本世纪末全球变暖稳定在比工业化前升温1.8 ℃左右[17-18]。 SSP5-8.5是一种无任何气候变化政策干预的情景模式,此模式下温室气体排放和浓度不断增加,2050年CO2大约翻一番,到本世纪末全球变暖稳定在比工业化前升温4.5 ℃左右[21-22]。
本文利用从全球生物多样信息网和实际调查资料获取的野核桃在中国点位数据、WorldClim数据库获取的当前情景下生物气候变量及CCAFS数据库(http://www.ccafs-climate.org/)获取的两种未来气候(SSP1-2.6和SSP5-8.5)情景数据下生物气候变量,结合最大熵(MaxEnt)预测模型,揭示气候变化情景下野核桃在四川省的适生范围及质心变化。
Ecological Climate Suitability and Potential Distribution of Juglans cathayensis Dode. in Sichuan Province
doi: 10.12172/202206070003
- Received Date: 2022-06-07
- Available Online: 2023-02-04
- Publish Date: 2023-04-25
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Key words:
- Juglans cathayensis Dode. /
- MaxEnt model /
- Climate change /
- Response prediction
Abstract: In order to further explore the impact of climate change on the potential distribution of Juglans cathayensis Dode. in Sichuan, base on the actual distribution points data of Juglans cathayensis Dode. in China, bioclimatic variables under climate change scenarios (SSP1-2.6 and SSP5-8.5) and combined with the maximum entropy model (MaxEnt model), the potential suitable area of Juglans cathayensis Dode. in the 2050s and 2090s was predicted under the SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenario. The result showed that: (1) Under the current climate scenario, the high suitability area of Juglans cathayensis Dode. in Sichuan was 4.86×104 km2, and the moderate suitability area was 13.35×104 km2; (2) Under the SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenario, the high suitable areas were 5.09×104 km2 and 8.58×104 km2 respectively, and the moderate suitable areas were 7.37×104 km2 and 7.02×104 km2 respectively in the 2050s and 2090s. (3) Under the SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenario, the barycenter of high suitability area will respectively move 34.49 km and 21.94 km from the current position by the 2090s. Climate warming will expand the suitable range of Juglans cathayensis Dode. in Sichuan, but not infinitely.