【Nature Sustainability】保护东南亚树木需要缓解气候和土地用途的变化

教育   2024-10-11 10:01   美国  


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今天带领大家一分钟了解缓解气候和土地用途的变化对东南亚树种分布的影响。


背  景
东南亚(SEA) 的森林是世界上生物多样性最丰富的森林之一。然而,这种生物多样性受到气候和土地利用变化的威胁。气候变化使物种暴露在越来越不合适的环境中,从而破坏了它们的持久性,其中热带物种受到的影响尤其严重。SEA 中这些变化的快速和突然性限制了物种适应或迁移的时间框架,该地区复杂的生物地理学进一步阻碍了物种的流动性。此外,东南亚全球森林砍伐率最高。城市发展和木材开采是促成因素,但农业扩张是森林损失的主要驱动因素。了解这些全球变化对物种未来分布的影响是保护 SEA 丰富而独特的生物多样性的关键。

共享社会经济途径(SSP) 为研究全球变化对物种分布的影响提供了一个有价值的框架,不同SSP 涵盖了不同的气候和土地利用变化强度。该研究利用 SSP 作为比较未来全球变化影响的组织框架,创建生态位模型以预测树种在过去和未来条件下的环境适宜性。模拟了从1960年到2019年(过去)每年一次,从2030年到2090年(未来)每20年一次的分布变化,同时考虑了树木迁移速率等因素。此外,他们对具有相似分布的物种进行了聚类,以总结全球变化的影响,并根据国际自然保护联盟(IUCN)标准对物种的灭绝风险进行了分类。

研究结论
  • 基线分布和过去的变化

该研究模拟了2944种树种;1498表现良好,构成了最终数据集。最终的数据集代表了该地区5910种已知树种的25%。通过聚类法确定了11个空间上不同的组,这些组是根据成员物种的堆叠分布及其基本环境条件进行标记的为了确保跨物种汇总统计量(n = 1498)中每个物种组的代表性相等,对物种进行了加权,使每个组对总体汇总统计量的贡献相等。

到2019年,树木分布面积的加权平均净变化为-29.6%,四个物种组的平均净损失超过30%:海洋热带和落叶低地、圣代热带沿海和低地、海洋沿海和红树林以及圣代热带低地(图2)。总体而言,在大多数物种群体中,土地利用变化是损失的主要驱动因素,特别是对于遭受更严重净损失的群体(图3)。尽管1960年至2019年间出现了总收益,但与损失相比微不足道。

1:在四个独立的 SSP 下,由于 2019 年至 2090 年的未来全球变化而导致的树种分布的加权平均变化(n = 1,498)。a,由于全局变化(条形和点)而导致的加权净变化(收益或损失)。误差线表示 95% 置信区间。b,由于组合(条形)和独立(点)全局变化而导致的加权总变化(收益和损失)。


图2:2090年加权树种丰富度的预计分布,以及2019年至2090年由于未来气候和土地利用变化而导致的加权丰富度的损失和增加。在丰富度图中,涂黑区域表示从 1960 年到 2090 年跨 SSP 持续存在的非森林区域。地图遵循横向圆柱形等积投影,网格单元为 5 km x 5 km。

  • 不同物种的未来分布变化

树木分布面积的加权平均净变化仅在SSP1-2.6(+11.1%)下为正(图1a)。其他三种途径导致的净损失与SSP1-2.6显著不同,SSP2-4.5 (-6.1%)、SSP3-7.0(-8.5%)和SSP5-8.5(-1.2%)。 导致这些损失的全球变化因途径而异。气候驱动的毛损失在SSP1-2.6下最低(-9.3%),在 SSP2-4.5下中等(-13.7%),在 SSP3-7.0下较高(-17.3%),在 SSP5-8.5 下最高(-22.4%)。在SSP1-2.6 下,土地利用变化导致的总损失较低 (-5.6%),在SSP2-4.5 下最高(-14.0%)和 SSP3-7.0(-13.7%),在 SSP5-8.5 下最低(-2.7%)。尽管气候驱动的总损失通常超过土地利用造成的总损失,但在 SSP2-4.5 和 SSP3-7.0 下,两者的总损失具有可比性。

与土地利用变化造成的影响相比,气候变化的影响在空间上更分散,因为环境适宜性及其随时间的变化是特定于物种的,特定群体的气候相关空间影响更加明显。与气候相关的损失在山地地区明显更为严重,而在 SSP2-4.5 和 SSP3-7.0下,土地利用驱动的损失通常发生在沿海和低地地区以及苏门答腊(印度尼西亚)和特纳塞林(与缅甸和泰国接壤)的山地地区。


图 3:在四个单独的 SSP 下,由于 2019 年至 2090 年的未来全球变化,已确定的 11 个物种组的树种分布(条形和点)的平均净变化(增益或损失)。误差线表示 95% 置信区间。

  • 物种群之间未来分布的变化

在SSP1-2.6下,除一个物种组(东亚亚热带亚山地)外,所有物种组(东亚亚热带亚山地)的树木分布面积净变化最好(图3)。对于三个物种组(海洋热带和落叶低地,大陆海洋落叶低地和婆罗洲中部热带亚山地),偏离SSP1-2.6的影响最小。其他八个物种组预计将在不同途径下经历最严重的净损失。

在SSP2-4.5下,更容易受到土地利用变化影响的沿海和低地物种群遭受了最严重或最严重的分布面积净损失(图3、4)。由于土地利用对其分布的影响截然不同,在SSP2-4.5下,两个亚山地组的结果是净损失和收益的混合(分别为印度-缅甸落叶低地和亚山地,以及东亚亚热带亚山地)。尽管更容易受到气候变化影响的山地物种群在SSP2-4.5下遭受了严重损失,但这些损失低于SSP3-7.0和SSP5-8.5。对于沿海、低地和亚山地物种组,SSP3-7.0下的结果与SSP2-4.5相似,但对于山地物种组,特别是对于也容易受到土地利用变化影响的圣代热带山地物种组,结果更差。相比之下,SSP5-8.5导致沿海和低地物种群的收益,但两个亚山地和三个山地物种群的净损失最严重。

  • 物种的威胁状态

在SSP1-2.6 下,受威胁物种的结果总体上是最好的。过去的全球变化导致受威胁物种的百分比增加,直到 2030 年,所有 SSP 的受威胁物种比例继续攀升,然而随后直到 2090 年的全球变化导致 SSP1-2.6 下的所有威胁状态得到缓解,而其他三种途径下的威胁状态通常恶化。到 2090 年,SSP3-7.0 下易危和濒危物种的百分比最高,SSP5-8.5 下极度濒危物种的百分比最高,但 SSP2-4.5、SSP3-7.0 和 SSP5-8.5 之间受威胁物种结果的差异与 SSP1-2.6 相比微乎其微。各物种群中受威胁物种的百分比不均衡(图4 b)。具有沿海和低地分布的物种群在所有路径上受到高度威胁,特别是在SSP 2 -4.5和SSP 3 -7.0下,部分原因是许多物种到2019年已经受到威胁。由于严重的总损失和微不足道的总收益,预计具有山地分布的物种群(图4 b)。总体而言,即使考虑乐观的迁徙率,风险最大的是松田分布狭窄的物种群。

图4:按照世界自然保护联盟红色名录标准,由于树种分布变化而受到威胁的物种结果。a,从1960年到2019年(过去)每年受到威胁的物种百分比,以及随后从2030年到2090年(未来)每20年预测的物种百分比。b,每个已识别物种组受威胁物种的百分比;参考线表示到2019年受到威胁的百分比(由于过去的全球变化),条线表示到2090年在四个SSP下受到威胁的百分比。易损,损失>30%;濒危,损失>50%;极度濒危,损失80%以上。


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参考文献

Pang, S.E.H., Slik, J.W.F., Chisholm, R.A. et al. Conserving Southeast Asian trees requires mitigating both climate and land-use change. Nat Sustain (2024). https://doi.org/10.1038/s41893-024-01417-4


文案:代玺



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