我院彭少麟/周婷团队在揭示气候变化对红豆杉属植物生存威胁方面取得系列进展

红豆杉是最具有代表性的濒危物种之一，也是自然界中唯一能天然合成抗癌药物紫杉醇的珍稀植物，因其独特的药用价值和极高的经济价值，对人类的健康福祉有着不可替代的作用而受到广泛关注。然而，红豆杉的全球分布格局和气候响应机制仍不清楚。此外，关键驱动因子的定量缺失严重制约了保护策略的精准制定。在此，我们首次在全球尺度上提供了红豆杉的综合气候影响评估。通过堆叠物种分布模型预测了物种丰富度的分布格局和驱动机制（图1）。

图1 红豆杉属的地理分布

结果表明高物种丰富度地区主要集中在亚洲南部和欧洲中部地区，呈现出明显纬度梯度的单峰模式 (20 °N–60 °N) 。最干季度降水量 (>14 mm) 是决定红豆杉属生死的关键因素，干旱指数也反应其倾向于半湿润和湿润地区（图2）。最冷月最低温 (>–15 ℃) 是加速范围改变的主导因素，迁移距离 (+70 km) 和范围损失 (–58.2%) 在以化石燃料为主导情景 (SSP5-8.5) 中显著增加。物种多样性损失热点区域包括北美南部地区、欧洲东部和西南部地区和东南亚地区，其中欧洲红豆杉、东北红豆杉和短叶红豆杉面临最高的灭绝风险（图3）。同时，野火和过度放牧将进一步加剧物种多样性热点区域的面积损失，尤其是东北红豆杉和西藏红豆杉。迫切需要对濒危物种实施有针对性的保护管理，以维持生物多样性的可持续发展。

图2 影响红豆杉属植物生存环境的驱动机制。(a) 环境因素的百分比贡献率；(b) 驱动因子响应曲线和；(c) 水热相互作用火山图。

图3 未来全球红豆杉属物种多样性的变化趋势。(a) 2090年代两种共享社会经济路径(SSP)气候变化情景下红豆杉属物种丰富度的增减变化；(b) 每种SSP下红豆杉属物种多样性的增减变化；(c) 全球红豆杉属适宜栖息地的面积变化。

该成果以“Potential effects of future climate change on global Taxus distributions and diversity”为题发表在生态学经典期刊Journal of Plant Ecology上。我院博士研究生张朔为论文第一作者，硕士研究生周娅洁为论文第二作者，我院研究生林佳娜和秦雯也参与了该项工作。周婷副教授为通讯作者，彭少麟教授对文章做出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金重大项目、科技部基础工作专项和广东省基础与应用基础研究基金等多个项目的资助。

另外，未来气候变化对红豆杉属地理分布范围和紫杉醇质量的影响仍不清楚。解决这一关键的科学问题，是未来红豆杉保护、管理和利用的基础。基于此，我们多方调查和收集中国红豆杉属的地理-生物-生态学数据，使用SSDM模型揭示气候变化对中国红豆杉属适宜栖息地的影响并预测其分布格局变化，并结合MuMIn分析了紫杉醇含量与环境因子之间的关系，提出建立红豆杉属的高质量野生抚育区和野生优先保护区。

图4 紫杉醇与环境变量之间的相关性。注：***、**、*分别代表0.1%、1%和5%的显著性水平。

结果表明，气候变化不利于红豆杉属的栖息地分布和扩散而导致高适生区显著降低，尤其是受极端寒冷和极端干旱的影响。高适生区主要分布在云贵高原和四川盆地周围的山脉地区。但是紫杉醇含量的高质量区却呈现南扩北缩的增加趋势，尤其体现在西南和华南地区。紫杉醇含量与最干月降水量（bio14）和土壤孔隙率呈显著正相关，紫杉醇含量与最冷季降水（bio16）和年温差（bio7）呈负相关（图4）。综合叠加分析紫杉醇含量的高质量区和红豆杉属的高适生区，确定WTA和WRA主要分布在东南和西南等地区（图5）。这些结果有助于实施濒危物种保护战略和制定野生药用资源的可持续采收战略。

图5 红豆杉属WTA和WRA规划 ((A)-(G): WTA和WRA分布图; (H): WTA和WRA面积趋势; (I): 保护区对WTA和WRA的有效保护率)。

该成果以“Climate change-driven threats to Taxus L. survival and strategies for sustainable Taxol resource management”为题发表在农林科学经典期刊Industrial Crops and Products上。我院博士研究生张朔和硕士研究生周娅洁为论文共同第一作者，我院研究生源思浩和刘碧颖也参与了该项工作。周婷副教授为通讯作者，彭少麟教授对文章做出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金重大项目、科技部基础工作专项和广东省基础与应用基础研究基金等多个项目的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf154

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121725