蘆薈屬是阿福花科中十分重要的一個屬,包含548個公認的種。在歷史上,蘆薈屬植物因其藥用和美容價值而聞名于世。蘆薈屬植物主要的形態特征包括:葉肉質、蓮座狀簇生或二列著生,花葶從葉叢中抽出等。該屬植物植株大小變化幅度大,小的只有幾厘米高,大者則可高達20米。大多數蘆薈屬植物主要分布在干旱草原,而這些干旱草原遍及非洲南部和東部的亞熱帶地區。在肯尼亞共記錄有63種蘆薈屬植物,其中近50%為特有種,而在坦桑尼亞記錄有48種。事實上,一些蘆薈屬植物在其分布地區也是少見的,但對于這種情況,不僅沒有針對性的保護和管理計劃,就連有關保護的研究也很少。至今,只有不到16種蘆薈屬植物在IUCN紅色名錄中被列為極危、瀕危或易危。
作為世界種子植物的一部分,蘆薈屬植物在生態功能中扮演著重要的角色。但由于農業土地開發以及以醫療為目的的過度采集等原因,該屬植物正在不斷減少。因此,科學的保護是必不可少的。由于在所有決定植物分布的主要因素中,氣候變化所帶來的影響十分顯著,所以了解氣候變化如何影響蘆薈屬植物的分布將有助于提升對該屬植物分布的認知,由此得到的數據也可用于確定棲息地保護的最佳地點,推動后續保護工作。
中國科學院武漢植物園東非植物區系與分類學科組分析了氣候變化對東非三種特有的瀕臨滅絕的蘆薈屬植物潛在分布的影響。該研究使用Global Climate Model對肯尼亞和坦桑尼亞特有的三種極危蘆薈屬植物:Aloe ballyi Reynolds, A. classenii Reynolds和A. penduliflora Baker的適宜棲息地的當前分布進行建模,以確定2050年和2070年氣候變化對其適宜棲息地的影響。通過使用兩種有代表性的濃縮和排放情景(RCP4.5和RCP8.5)來預測物種適宜棲息地的收縮,發現降水、溫度和環境變量(潛在蒸發量、土地覆蓋、土壤沉積和太陽輻射)對這三個物種的當前分布都有著重大影響,預計原始適宜棲息地的損失將十分嚴重,A. ballyi 和 A. classenii 的原始棲息地將會分別被摧毀超過44%和34%。基于得到的研究結果,作者建議將預計因氣候變化而萎縮的適宜棲息地指定為蘆薈屬植物保護的關鍵保護區。
本研究以“Modeling Impacts of Climate Change on the Potential Distribution of Three Endemic Aloe Species Critically Endangered in East Africa”為題發表在國際期刊“生態信息學”(Ecological Informatics)上。本項研究得到了湖北省重點研發計劃項目(2020BHB022)和中國科學院中-非聯合研究中心項目(SAJC202101)等的資助。肯尼亞籍留學生Elijah Mbandi Mkala和 Elizabeth Syowai Mutinda為本論文的共同第一作者,胡光萬研究員為通訊作者,研究組的其他學生也參與了本項研究。
圖1 分布在肯尼亞(包括坦桑尼亞一些地區)的A.ballyi(紫色)、A.classenii(淺藍色)和A.penduliflora(黃色)的已知分布范圍的地圖
圖2 A.ballyi、A.classenii和A.penduliflora的當前分布范圍(綠色),以及該物種未分布的地方(黃色)
圖3 在RCP8.5的條件下,2050年和2070年中A.ballyi、A.clasenii和A.penduliflora的預計假定分布范圍。預計棲息地擴展以黃色顯示,無變化/無發生以橙色突出顯示,穩定棲息地以綠色突出顯示,棲息地收縮以紅色顯示