气候变化如何影响中国樱桃的分布与适应性？这项研究给出答案

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【字体：大中小】 时间：2025年03月07日 来源：Molecular Horticulture 10.0

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　　为探究气候变化对中国樱桃（Prunus pseudocerasus）的影响，研究人员利用 biomod2 集成模型等进行研究，发现其适生区变化与 CO₂浓度相关，为资源保护等提供依据。

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　　# 气候变化下中国樱桃的生存 “密码”：分布、适应与保护策略
在水果的世界里，中国樱桃（Prunus pseudocerasus）宛如一颗璀璨的明珠。它不仅有着迷人的外表，果实色泽鲜艳，还承载着悠久的历史，在中国已经有两千多年的栽培史。中国樱桃广泛分布于长江流域，在四川、山东等多个省份都能看到它的身影，深受消费者喜爱，更是农村旅游产业的 “宠儿”。

然而，随着全球气候变化的加剧，这颗 “明珠” 的未来却蒙上了一层阴影。全球平均表面温度预计到 21 世纪末将上升 0.3 - 4.8℃，降水模式也会发生显著变化。对于中国樱桃来说，温度是决定其休眠转换的关键因素，气候变化无疑会对其分布产生重大影响。可目前，关于中国樱桃地理分布和生态特征的研究十分有限，这对于其产业发展极为不利。为了让中国樱桃产业能持续健康发展，破解其在气候变化下的生存谜题迫在眉睫。

在此背景下，上海交通大学农业与生物学院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Horticulture》上，为我们揭示了中国樱桃在气候变化浪潮中的生存现状与未来走向。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：

物种分布数据收集：从多个数据库获取中国樱桃地理分布记录，经去重、转换等处理，最终得到 151 条有效记录。
环境变量选取：获取 22 个生物气候变量（19 个气候变量和 3 个数字高程变量）的栅格文件，包括年平均温度（Bio1）、年降水量（Bio12）等。
模型构建与分析：利用 biomod2 集成模型，通过 AUC 和 TSS 值评估模型准确性，选择最优模型。运用主成分分析（PCA）和 Spearman 秩相关检验筛选变量，确定影响中国樱桃分布的主要环境变量。借助地理信息系统（GIS）进行后处理模拟结果，如分级显示、面积统计和质心计算等。

研究结果

1. 当前地理分布与模型准确性分析

中国樱桃水平分布在 23.448° - 37.356°N 和 101.540° - 121.828°E 之间，垂直分布范围为 3 - 3488 米。研究通过对 8 种气候模型进行准确性测试，发现最大熵模型（MaxEnt）在 AUC 和 TSS 指标上表现最佳，其测试数据的平均 AUC 值为 0.939，表明该模型对樱桃分布具有良好的预测性能。

2. 限制中国樱桃分布的主要环境变量

通过 PCA 和相关性分析，研究人员筛选出 8 个对中国樱桃地理分布影响最大的变量，包括温度、降水和地理因素。其中，降水变量中，最暖季降水量（Bio18）和最干月降水量（Bio14）的贡献率最大；温度变量中，昼夜温差（Bio2）等也起着重要作用。通过响应曲线确定了中国樱桃生长的最佳气候条件，如 Bio2 为 5 - 7℃、Bio8 为 20 - 25℃等。

3. 中国樱桃适生区的预测扩张与东北向迁移

研究预测，中国樱桃当前潜在分布区比《中国植物志》描述的范围更广，涵盖多个省份。未来，其适生区将不断扩大，且重心向东北方向迁移。不同排放情景下，适生区变化存在差异。例如，SSP585 - 2090s 和 SSP245 - 2070s 情景下适生区增加明显，而 SSP370 - 2090s 和 SSP585 - 2090s 情景下部分地区适生区减少。综合来看，SSP246 CO₂排放浓度模型对中国樱桃最为适宜。

4. 中国樱桃适生性的气候依赖性

研究发现，不同适生区面积与气候变量的相关性各异。不适宜区对温度变化敏感，多呈负相关；低适生区与多数变量呈正相关；总适生区对温度变化也较为敏感。通过灰色关联分析（GRA）发现，多数气候变量对适生区的影响相似，但最冷月最低温度（Bio6）的影响相对较小。

5. 生态位比较

生态位反映了物种对资源的利用和适应能力。研究表明，不同排放情景下，中国樱桃的生态位重叠度存在差异，如 SSP585 - 2090s 情景下生态位重叠度较低。各情景下生态位宽度随时间增加，表明其生态适应性逐渐增强。同时，基于生物气候变量的生态位相似性假设未被拒绝，不同年份和排放情景下生态位存在一定相似性。

6. 气候异常程度与空间插值反演

研究分析了未来气候变化情景下的气候异常程度，发现 SSP126 - 2050s 气候情景的气候异常程度最低，SSP585 - 2090s 最高。在现代适生栖息地中，降水变量对适生区的影响占主导地位。空间插值结果显示，山东和贵州的气候变量分布存在差异，山东的插值误差相对较大，可能与地理环境复杂有关。

研究结论与意义

研究通过 MaxEnt 模型揭示了中国樱桃的地理分布信息和环境变量数据，预测云南、四川和湖南等省份是中国樱桃的主要潜在分布区，适合商业种植。SSP246 CO₂排放浓度情景下，中国樱桃的总适生区面积最大。但研究也指出，所选的 22 个环境变量可能无法全面代表影响中国樱桃地理分布的所有气候因素，未来研究应纳入更多生物和非生物因素，以提高预测的可靠性。

这项研究为中国樱桃野生种质资源的保护、开发和利用提供了科学依据，有助于相关人员更好地规划种植区域，制定合理的保护策略，应对气候变化带来的挑战，让中国樱桃这颗 “明珠” 在未来的环境变化中依然能够绽放光彩。

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