砂漠の生態系に対する気候変動の影響：ナミブデザートウェルウィッシアミラビリスのキーストーン種に関するケーススタディ

砂漠は、世界の気候変動に対する最も反応する生態系の1つであると予測されています。この研究では、ナミブ砂漠（Welwitschia mirabilis）のキーストーン固有の植物の空間的および人口統計的反応を調べます。主な目的は、進行中の気候変動とウェルウィッシアの健康、生殖状態、およびサイズの地理的パターンとの関連を評価することです。ナミビア北部のWelwitschiaの分布、健康状態、生殖状態、植物のサイズに関するデータを収集しました。生態学的ニッチモデルを使用して、気候変動シナリオでの適合性の予想される地理的変化を予測しました。各変数について、フィールド測定値を、気候適合性の予想される継続的な変化と比較しました。最後に、観察されたパターンに単純な地理的勾配の存在をテストしました。Welwitschiaの歴史的に実現された熱ニッチは、ナミビア北部での今後30年間でほぼ完全に利用できません。私たちの研究サイトでの気候適合性の予想される減少は、ネガティブな人口条件、つまり植物の健康の低下、募集の減少、成人の死亡率の増加の指標と強く関連していました。人口の状態は、単純な緯度または高度の勾配に従いません。観察された人口特性のパターンは、気候変動の傾向と予測と一致しています。これにより、Welwitschiaは、ナミブ砂漠の生態系における気候変動効果に適したバイオインジケーター（つまり、「センチネル」）になります。適合性モデリングと現場で測定された人口条件の地理的組み合わせを組み合わせた空間的に明示的なアプローチは、センチネル種を特定し、他の地域や生態系の気候変動に対する人口の反応を検出するために広く採用される可能性があります。

Deserts have been predicted to be one of the most responsive ecosystems to global climate change. In this study, we examine the spatial and demographic response of a keystone endemic plant of the Namib Desert (Welwitschia mirabilis), for which displacement and reduction of suitable climate has been foreseen under future conditions. The main aim is to assess the association between ongoing climate change and geographical patterns of welwitschia health, reproductive status, and size. We collected data on welwitschia distribution, health condition, reproductive status, and plant size in northern Namibia. We used ecological niche models to predict the expected geographic shift of suitability under climate change scenarios. For each variable, we compared our field measurements with the expected ongoing change in climate suitability. Finally, we tested the presence of simple geographical gradients in the observed patterns. The historically realized thermal niche of welwitschia will be almost completely unavailable in the next 30 years in northern Namibia. Expected reductions of climatic suitability in our study sites were strongly associated with indicators of negative population conditions, namely lower plant health, reduced recruitment and increased adult mortality. Population condition does not follow simple latitudinal or altitudinal gradients. The observed pattern of population traits is consistent with climate change trends and projections. This makes welwitschia a suitable bioindicator (i.e. a 'sentinel') for climate change effect in the Namib Desert ecosystems. Our spatially explicit approach, combining suitability modeling with geographic combinations of population conditions measured in the field, could be extensively adopted to identify sentinel species, and detect population responses to climate change in other regions and ecosystems.