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全球变暖，兜兰该何去何从？

来源：花匠小妙招时间：2024-08-31 04:03

在过去的100年里，全球平均气温上升约0.85 ℃，且根据全球气候研究单位的预测：未来气温仍将持续快速上升，冬季变暖幅度将大于春季（IPCC，2013）。全球变暖将导致植物物候发生显著变化, 冬季升温导致开花-展叶时间间隔延长，但春季升温导致开花-展叶时间间隔缩短，因此，这种季节性升温幅度的差异可能导致开花-展叶时间间隔向不同的方向改变，改变植物的营养分配、繁殖以及种间关系，并影响生态系统的结构和功能，进而影响生态系统碳循环、水循环和能量平衡，最终将对植物的地理分布格局产生重大影响（Wang et al.2022）。

兜兰属植株形态

兜兰属(Paphiopedilum)是兰科植物中最具观赏价值的类群之一，是热带及亚热带地区的林下多年生草本植物，土生、石生或附生于树上。全世界约有100种，主要分布于东南亚至喜马拉雅山低地、中国西南部至新几内亚和所罗门群岛。在过去的演化历史中，兜兰属的地理分布格局明显受环境气候的影响（Tsai et al. 2020）

兜兰属世界分布：更新世时期和当代大陆板块比较（Tsai et al. 2020）

我国兜兰属植物资源非常丰富，约占全世界的二分之一（参见：国家重点保护野生兰科植物名录），地生或附生，主要位于我国南部山地。由于过度采集、走私出境以及生境破坏等原因，近二十年来其数量急剧减少并濒临灭绝。目前，兜兰属所有野生种均被列入《国家重点保护野生植物名录》和《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录Ⅰ中。

地生型：紫纹兜兰的生境和花

附生型：长瓣兜兰的生境和花

附生型：巧花兜兰的生境和花

深圳市兰科植物保护研究中心利用基于全球不同气象站点记录的当代（1970-2000年）以及未来(2081—2100年) CMIP6计划中精度为2.5 min的BCC-CSM2-MR模式下的两组气候数据（极端的共享经济路径：SSP1-2.6和SSP5-8.5），结合多年野外调查、网络及植物标本记载收集的物种地理数据，通过MaxEnt模型与GIS技术相结合的方法研究兜兰属植物的潜在分布格局，并对影响物种分布的环境因子进行探究。

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不同兜兰种群与环境变量的关系

随着未来100年期间全球不断变暖，兜兰属物种可能不断向北和西北方向的高纬度也就是西北亚热带方向延伸，说明物种在寻求新的栖息地，而且在全球平均气候剧烈上升时，其分布区会出现大幅度的收缩。通过对环境因子的相关性分析，发现影响其分布的主要是年降水量、年温度变化和最干旱季降水量。

中国兜兰属分布图

在未来气候情景下，不同种群的分布区变化规律并不一致，其分布格局响应气候变化的趋势也有所不同。

例如紫纹兜兰等对气候的适应性较强的，未来能适应温度、降水变化幅度较大的物种，表明其具有迁地保护和就地保护的生物学基础。在原产地因人为因素造成种群大幅缩减的当前，除了加强就地保护之外，还应尽快采用迁地保护和离体保存，并开展人工繁育，在其高适生区域，开展物种野外回归工作，稳定种群数量和扩大种群规模。

紫纹兜兰分布图

又比如长瓣兜兰这类虽对气候要求较为苛刻，但是在未来情境下分布区仍呈扩张趋势的，首要是开展种质资源的收集工作，并且从保护其原有生境入手，减少人为活动造成的损害，确保原生境为物种提供维持其生存的环境，开展就地保护工作和加强动态监测的力度。在未来气候变化而新增的高适生区，应在衡量该区域物种多样性和生态位竞争的前提下，尝试人为主动地、有管理地开展物种辅助迁移，从而使其种群未来的存续性更高。

长瓣兜兰分布图

而对于未来情景下缩减明显的物种，例如巧花兜兰，其高适生区稳定存在的地区可能会成为将来应对气候变化的避难所，应特别重视对这些区域原生境的保护，确保在不对避难所的生境造成人为损伤的前提下开展小幅度的人为干预，提高物种的生存率。加强和做好对种群的长期监测工作，做好种质资源的保存工作，防止物种灭绝，在合适的条件下开展物种的回归工作。

巧花兜兰分布图

该研究成果以“基于最大熵模型的中国兜兰属植物潜在分布模拟”为题，2024年发布在中文核心期刊《热带亚热带植物学报》上。深圳市兰科植物保护研究中心黄智聪为文章第一作者，深圳市兰科植物保护研究中心陈建兵为通讯作者。本研究得到中央林业改革发展基金项目(粤财资环[2019]5号)资助。

参考文献

1. IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis [M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2013: 1054–1062.

2. Wang SX, ZF Wu, YF Gong, et al. 2022. Climate warming shifts the time interval between flowering and leaf unfolding depending on the warming period [J]. Sci China Life Sci. 65(11): 2316–2324.

3. Tsai CC, PC Liao, YZ Co, et al. 2020. Phylogeny and Historical Biogeography of Paphiopedilum Pfitzer (Orchidaceae) Based on Nuclear and Plastid DNA. Frontiers in Plant Science. 11(126): 1-14.

文丨黄智聪

图丨黄智聪陈利君

审核丨陈建兵王美娜

编辑丨陈宇宁