基于MaxEnt模型和气候变化情景入侵种黄顶菊在中国的分布区预测

为了分析入侵种黄顶菊[Flaveria bidentis (L.) Kuntze.]在中国的潜在适生分布区,利用最大熵模型(MaxEnt)与ArcGIS软件预测了黄顶菊在当前及未来气候条件下在中国的潜在适生分布区。结果表明：在当前气候条件下,黄顶菊主要分布在河北省大部分地区、北京市南部、河南省北部以及天津市的西部地区;未来气候条件下,黄顶菊的适生分布范围将进一步扩大,在2060年前后,高适生区的面积将增长到14.73万km ²,增长率达121.49%,主要分布在河北省及周边地区、陕西省西安市及周边城市。运用刀切法(Jackknife)计算各个环境变量对物种分布的影响,最冷月最低温度、最冷季平均温度、年平均气温、最干季平均温度、海拔、温度季节性变化标准差、最湿季度平均温度和最暖季平均温度8个环境变量是影响黄顶菊分布的主要因素。模型的AUC值为0.987,表明模型的准确度非常高。未来气候变化情景下黄顶菊的分布范围将进一步扩大,建议相关部门对此密切关注,并尽早采取防护措施。     

基于最大熵（MaxEnt）模型对西北地区2种红砂属植物潜在适宜区预测分析

基于黄花红砂与五柱红砂的现有分布数据，利用地理信息系统（ArcGIS）技术与最大熵（MaxEnt）模型软件，对2种红砂属植物在3个时期的潜在适宜分布区进行模拟。结果表明:1）五柱红砂的潜在适宜分布区主要在青海地区、新疆南疆地区以及甘肃部分地区；黄花红砂的潜在适宜分布区主要集中在宁夏地区、内蒙古地区、甘肃地区以及新疆与青海部分地区。2种红砂属植物在3个时期的潜在适宜分布区有所增加。黄花红砂的潜在适宜区朝着东北方向移动，五柱红砂的潜在适宜区出现收缩现象。2种红砂属的低适宜区相比较高适宜区与较适宜区变化较大。2）黄花红砂与五柱红砂通过MaxEnt模型运算出的AUC值均>0.9，表明MaxEnt模型预测精度很高。可以用于2种红砂属植物的潜在适宜分布区的预测。3）控制黄花红砂潜在分布的关键环境变量为最湿月降水量、最暖季度降水量和最湿季度降水量，影响五柱红砂潜在分布的关键环境变量为海拔、等温性和温度季节性变化。上述研究结果对2种红砂属植物资源保护利用与未来分布趋势提供了重要的指导意义。     

应用最大熵模型预测的欧李潜在适生区分布及气候变化对其的影响

为预测我国欧李适生区分布及气候变化对其的影响。利用R语言和ArcGis筛选出欧李(Cerasus humilis(Bunge) Sok)134个分布数据和25个环境因子;调用ENMeval程序包,优化最大熵生态位模型参数;根据Pearson相关分析和方差膨胀因子(VIF)分析,筛选出建模所需的环境因子,利用刀切法评估影响欧李适生区的主导环境因子。利用优化后的模型,构建欧李适生区的地理分布,推测末次间冰期、末次冰盛期和全新世中期的潜在适生区,分析其历史时期适生区分布变化,预测不同气候情景欧李未来分布区的变化趋势。模型预测结果表明：在默认参数设置时,调控倍率为1,特征组合为LQHPT,delta.AICc值为297.65。将模型参数优化后,在特征组合为LQH,调控倍率为2.5时,delta.AICc值为0,最大熵模型的拟合度最佳。据刀切法评估结果,降水量变异系数、最冷月极端低温、海拔、最湿月降水量、气温变异系数是影响欧李分布的主导环境因子。当前我国欧李的适生区主要分布于天津、北京、山东、河北地区;气候变化对欧李的影响较为明显;未来气候变暖将会引起欧李适生区的向北迁移,尤其在温室气体高排放浓...     

保护植物太行菊属在中国的潜在适生区预测

为分析太行菊属(Opisthopappus)植物在中国的地理分布及影响因素,利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS软件预测太行菊属植物在中国的潜在适宜分布区。结果显示,太行菊属植物主要分布在河南、河北及山西三省交界处,适生区分布范围为31.5°—40.5°N、112.5°—120.3°E,适生区总面积为21.86万km2,运用刀切法(Jackknife)计算各环境变量对太行菊属植物分布的影响,最冷季度平均温度、年降水量、昼夜温差与年温差比值、温度季节性变化标准差、最冷月分最低温度和最干季节平均温度6个环境变量是影响太行菊属植物分布的主要因素。MaxEnt模型AUC值为0.994,表明模型预测结果极好。未来气候情景变化下,太行菊属植物的潜在适生区面积将逐渐减少,建议相关部门给予高度重视,并积极采取有效的保护措施。     

基于MaxEnt模型的巴西烟草全球适生区预测研究

【目的】明确巴西烟草在当前以及未来气候条件下全球范围内适生区的分布和变化情况，为合理布局优质烟叶生产、实现烟草可持续发展提供理论依据。【方法】基于巴西烟草地理分布数据以及当前和未来世界生物气候信息，利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件分别预测了当前和未来气候条件下巴西烟草在全球范围内的适生区。【结果】MaxEnt模型训练集和测试集的AUC值分别为0.979和0.966，预测结果的精度较高；等温性(bio3)、年降水量(bio12)、最暖月最高温度(bio5)和最暖季降水量(bio18)是影响巴西烟草潜在分布区的关键生物气候变量。当前气候条件下巴西烟草的适生区主要分布于非洲中部、南美洲、北美洲南部、亚洲和澳大利亚的部分地区；与当前气候条件相比，未来气候条件下，巴西烟草在SSP1-2.6情景下的适生区面积减少、在SSP5-8.5情景下的适生区面积增加。【结论】在未来气候条件下，巴西烟草的全球适生区有向低纬度地区迁移的趋势。     

气候变化对桂花分布的影响研究

桂花是我国特有树种,具有很高的经济价值而被广泛栽培,主要用于园林绿化、饮食和药用,桂花的栽培品种在城乡园林景观中较为多见,但野生资源破坏严重,生境恶化,物种多样性也随之减少。该文在不同气候情景下,对桂花的潜在适生区分布进行预测,可探究气候变化下该物种的生境变迁,并了解其地理分布与气候间的相互关系,为桂花的资源保护与利用提供重要的科学依据。利用最大熵（MaxEnt）模型,根据影响桂花适生区分布的31个环境因子和当前桂花生境的368个自然分布点,对当前和未来（2050年、2070年）桂花的潜在分布区进行预测,并用刀切法检验来评估气候因子的重要性。结果表明:1）在当前环境条件下,桂花在我国主要分布在33°N以南的地区,总潜在分布区面积约224.23×10⁴ km²;2）干燥季节的月降水量、潮湿的频率、干旱季节的平均温度是影响桂花生境的主导环境因子;3）随着未来气候的改变,桂花的潜在分布区向北偏东高纬度地区发生迁移,西南地区潜在分布区减少,建议该地区的桂花居群优先保护。     

基于MaxEnt模型的不同气候情景下白蜡树中国适生区预测

白蜡树自然分布主要在中国境内，而且也是中国栽培悠久的经济树种，研究其当前和历史的地理分布格局、未来气候条件下的地理分布格局及分布区的宏观动态变化，皆有重要意义。依据采集标本记录的183个分布点和21个环境因子，利用最大熵原理，对10种气候情景下白蜡树在中国的适生分布区及分布区的几何质心进行预测。结果表明:1）最大熵模型模拟效果较高，模拟10次，AUC值=0.915 0±0.005，故可用模型计算出的潜在分布区来预测适生分布区，并基本确定白蜡树的地理分布格局。2）年均温、温度季节变化方差、暖季降雨量和未定义坡度是影响白蜡树适生分布的主导因子。3）根据模型计算出的概率值进行分级得知，白蜡树在当前气候情景下的适生分布范围大概率（0.6<P<最大阈值）位于甘肃、陕西2省交界处，西南腹地（尤其是贵州省），河北、北京、安徽、江苏、浙江的一些地区亦可能分布。4）10种气候情景下白蜡树适生分布区的几何质心皆位于湖北省境内。由适生分布区面积的变化得知，自全新世中期至今白蜡树的适生面积减少约20%，未来高排放浓度场景下其适生分布区面积较当前分布区面积减少得最多。可见，白蜡树在我国适生分布区面积可能呈现缩减趋势，应对其进行保护与合理栽植。     

气候变化背景下茶角胸叶甲潜在适生区预测

基于茶角胸叶甲(Basilepta melanopus Lefèvre)截至2020年底的63个有效分布点和22个环境变量，分析筛选出影响茶角胸叶甲分布的8个重要环境变量，利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS软件，对茶角胸叶甲2021—2100年气候条件下的适生区进行预测。结果表明：MaxEnt模型的受试者工作曲线面积(AUC)达0.992；在目前气候条件下，茶角胸叶甲潜在的适生区总面积为6.69×105 km2，主要位于中国南部和东南部地区，除已报道发生过的地区外，还包括湖北、安徽、浙江、江苏和台湾；影响茶角胸叶甲潜在适生区分布的重要环境因子主要包括最冷季降水量、坡向和平均气温年较差，其中最冷季降水量是影响茶角胸叶甲潜在适生区分布范围的最关键环境变量；在SSP126和SSP245情景下，茶角胸叶甲的总适生区面积在2061—2080年间达到峰值后下降；在SSP370情景下，茶角胸叶甲的总适生区面积在2041—2060年间达到峰值后下降；在SSP585情景下，茶角胸叶甲总适生区面积持续上升。总体来看，茶角胸叶甲的适生区中心主要向西、向北和高纬度等内陆地区转移。     

基于MaxEnt模型对舞毒蛾全球适生区的预测及分析

  目的  舞毒蛾是一种食叶性的国际性检疫害虫,给世界上许多国家和地区造成了严重的经济损失。该研究筛选出限制舞毒蛾分布的环境变量,利用MaxEnt软件预测舞毒蛾当前及未来气候条件下的全球适生区范围,明确舞毒蛾在不同气候条件下的适生区变化。  方法  利用ArcGIS软件设置缓冲区筛选舞毒蛾在全球的分布点数据;利用MaxEnt、SPSS和ArcGIS软件根据环境变量贡献率、刀切法和变量相关性分析对生物气候变量、月总降水量、月平均最高温度和月平均最低温度4种环境变量进行筛选;利用R软件计算调控倍频和特征组合等因子调整MaxEnt模型参数;利用MaxEnt模型预测当前和未来不同情境条件下舞毒蛾全球适生区的分布范围。  结果  经过缓冲区筛选得到734个舞毒蛾的分布点数据;MaxEnt模型结果中,测试遗漏率与理论遗漏率吻合度高,而且模型AUC值为0.940;MaxEnt模型预测当前条件下舞毒蛾在全球的高、中度适生区主要集中在欧洲的大部分地区,北美洲中东部,亚洲的东西部,而非洲、大洋洲和南美洲分布较少。此外,舞毒蛾在未来气候条件下北半球适生区的边界向北偏移,北美洲以及欧亚大陆的高、中度适生区的面积扩增明显。  结论  舞毒蛾的分布受多种环境变量影响,并且温度和降水与舞毒蛾的特定发育阶段相吻合。MaxEnt模型的预测结果能够反映舞毒蛾在全球的分布特征。该研究可为防治舞毒蛾和制定相关检疫措施提供理论依据。      

基于优化MaxEnt模型的南方三棘果在中国的潜在适生区预测

【目的】分析预测南方三棘果Emex australis在我国的潜在适生区以及影响其分布的主要环境变量,为防止南方三棘果入侵我国和保护我国农业生产、生态安全提供理论参考。【方法】运用刀切法(Jackknife)计算各个环境变量对物种分布的影响。使用ENMeval软件包对MaxEnt生态位模型进行优化处理,将南方三棘果的分布数据和不同气候情景下的气候数据输入优化后的MaxEnt模型,对我国潜在分布区进行预测。【结果】最冷季度平均气温(Bio11)对南方三棘果分布影响最大,贡献率为27.7%。环境因子响应曲线表明,最冷季度平均气温为9.35～12.76℃时,南方三棘果的存在概率大于0.5;MaxEnt结果表明,南方三棘果在我国的适生区主要集中于云南、广东、广西和福建。【结论】对我国南方三棘果适生区应当建立常态化监测方案,在适生区最冷季度平均气温适宜其生存的年份要加大监测力度,防止其在我国定殖、扩散。     

末次间冰期以来濒危植物藤枣适生区空间迁移预测

【目的】预测气候变化下物种适生区的空间变化趋势对生物多样性保护具有重要意义。【方法】以国家I级濒危植物藤枣为研究对象,采用ENMeval数据包优化Max Ent默认参数,基于8个环境变量和19个地理分布位置,模拟预测藤枣在末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期、RCP4.5气候情景下2050和2070年的潜在地理分布区;运用VIF方差膨胀因子、Spearman相关分析和刀切法挑选出主要环境因子。【结果】ENMeval结果表明:当特征组合为线性、二次型与片段化,调控倍率为2.5时,Akaike信息量准则AICc值为0,此时的模型为最优模型;刀切法结果表明:温度年较差、最冷季度降水量、年降水量和最冷月最低气温是影响藤枣分布的主要环境因子; Max Ent预测结果显示:末次间冰期以来藤枣适生区几何中心呈现往西北迁移的趋势,相邻2个时期最大的迁移距离为172.1 km,当前到2050和2070年的迁移距离分别为15.6、47.1 km。【结论】气候变化影响藤枣的地理分布变迁,未来气候变暖促使藤枣适生区向高纬度地区扩张,研究结果为有效保护藤枣提供了有利科学依据。     

基于Maxent模型的中国喜旱莲子草时空传播规律研究

该研究基于喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)在中国部分地区的标本采集分布数据,选取影响喜旱莲子草分布的19个生物气候变量作为环境因子,采用Maxent模型预测出目前喜旱莲子草的潜在分布区。根据潜在分布区预测结果,可以对相关地区提出预警,帮助有关部门制定合理的防治措施,避免喜旱莲子草进一步扩散造成更大的危害。     

基于MaxEnt模型评估槭属鸡爪槭组物种的空间分布

槭属是北温带重要的树木属之一，而集中分布于东亚的鸡爪槭组是该地区槭属植物中的代表。基于1 152个现代鸡爪槭组植物样本分布数据，运用MaxEnt模型预测鸡爪槭组植物在末次盛冰期、当前和未来气候情景下的潜在分布区。结果表明，受试者工作特征曲线下的面积（AUC）=0.986，表明MaxEnt模型的预测准确度极高；现今鸡爪槭组植物主要分布于我国西南、华中、华南、华东以及朝鲜半岛、日本岛等地区；末次冰期之后，鸡爪槭组植物向北扩张至现今的山东半岛、朝鲜半岛以及日本全境等相对较高纬度地区；未来鸡爪槭组植物的分布区范围，可能会出现“两端”收缩的趋势。探讨鸡爪槭组植物对不同时期气候变化的响应，掌握该组植物分布区的变化，对于了解东亚温带乔木树种的形成具有重要的意义。     

基于MaxEnt和ArcGIS预测大薸在云南的潜在适生区

【目的】明确外来入侵植物大薸在云南的潜在适生区,为大薸的防控提供理论依据。【方法】采用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),结合大薸的地理分布数据、7个环境因子及4个地形因子,对其在云南的潜在分布和适生区等级进行预测。通过受试者工作特征(ROC)曲线方法进行验证,运用刀切法分析影响大薸分布的环境变量。【结果】大薸在云南省的适生区面积约13.56万km~2,其中以滇中及滇南地区为主;生境主要为营养富集的水域、沼泽、沟渠和水田等。ROC曲线法得到AUC值为0.907,表明预测结果可靠。刀切法分析显示:影响大薸分布的主要环境因子为最冷季度平均温度、海拔和土地利用类型。【结论】大薸在云南的潜在适生区面积较大,占云南国土面积的30%以上。     

气候变化下三明市主要针叶树种潜在地理分布的预测

以三明市主要针叶树种(杉木和马尾松)为研究对象,利用树种分布点数据和19个气候环境数据,基于MaxEnt模型模拟现实气候条件下杉木和马尾松在三明市的适宜分布区,以及未来气候变化情景下(2050和2070年)杉木和马尾松分布格局的变化,以受试者工作特征曲线评价模型结果,并运用刀切法确定影响杉木和马尾松分布的主要环境因子.结果表明:MaxEnt模型预测结果精度较高(AUC值均大于0.9),最湿季降水量、最冷季降水量、等温性是限制其分布的主要气候因子.杉木和马尾松的适宜生境主要分布在研究区的中西部和中部,面积分别占研究区的39.00%和31.63%;在未来气候情景下,杉木和马尾松的生境分布有所变化:到2050年,适宜生境面积分别减少10.06%和6.35%;到2070年,适宜生境面积略有增加,分别增长1.67%和0.65%.     

基于MaxEnt模型对新疆地区的蒙古沙拐枣潜在分布预测及适生性分析

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicm)繁殖栖息地的潜在分布预测及适生区划分对于该物种的保护与科学研究具有十分重要的价值。新疆是蒙古沙拐枣在中国境内分布最广的地区,占全国分布面积的4/5。借助ArcGIS空间分析技术和MaxEnt模型,利用蒙古沙拐枣的地理分布数据、Worldclim生物气候变量及人类活动强度数据对其在新疆的潜在分布区进行预测,并对预测结果进行适生区划分,同时分析影响蒙古沙拐枣空间分布的主导环境因子。结果表明,训练集的AUC值为0.906,测试集的AUC值为0.989,MaxEnt模型的预测结果可靠;蒙古沙拐枣的高适宜区主要位于哈密地区、吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州的若羌、且末县和昌吉回族自治州的东部地区;人类活动强度、年温度变化范围、最冷季降雨量、年降雨量和温度季节性变化是影响蒙古沙拐枣潜在分布的主导变量,贡献率总和达90.5%。本研究不仅提供了蒙古沙拐枣在新疆的适生分布划分,也为蒙古沙拐枣的栖息与环境因子关系方面的研究提供了理论依据。     

基于MaxEnt模型预测鹅掌楸在中国的潜在分布区

  目的  分析未来气候环境对鹅掌楸Liriodendron chinense空间分布的影响，以利于科学合理地制定鹅掌楸的保护措施。  方法  采用最大熵模型（MaxEnt）和地理信息系统（ArcGIS）软件，以鹅掌楸的地理分布数据、Worldclim生物气候变量和人类活动强度数据为依据，分析影响鹅掌楸分布的主导因子，并对其在中国的适宜性分布区进行预测。  结果  MaxEnt模型有很好的预测能力，训练集均值为0.973，测试集为0.953。年均降水量、最湿季度降水量、最冷月最低温、降水量变异系数和昼夜温差月均值是影响鹅掌楸分布的五大因子，总贡献率超过80%；人类活动强度也有影响，贡献率为2.3%。将MaxEnt模型预测结果导入GIS软件中进行适生区分级，发现鹅掌楸高适宜分布区在西南地区的大巴山以南向西南方向延伸到贵州中北部地区；在华东地区为北起天目山，向南延伸至浙南和闽北的丘陵山区。该模拟结果与已有调查结论一致。对21世纪50年代和21世纪70年代不同温室气体排放场景（RCP）下鹅掌楸在中国的分布预测表明:鹅掌楸的适宜分布区有向高纬度轻微移动的趋势，分布面积随着年份的增长呈先稳定后下降趋势；至21世纪70年代，RCP 8.5时，面积较当代减少5.3%，与已有研究认为全球变暖情况下生物适宜分布区减少的结果吻合。  结论  该预测结果表明了气候变化将影响鹅掌楸种群分布，可为鹅掌楸未来的栽培与迁地保护提供参考。     

矮牡丹在中国的地理分布及潜在分布区预测

  目的  了解矮牡丹在中国的地理分布和潜在的适生区，以进行矮牡丹的资源保护、引种驯化及园林应用研究。  方法  利用ArcGIS软件和MaxEnt模型，基于矮牡丹当前44条有效分布记录和17个环境因子，评估不同环境因子对矮牡丹地理分布的影响，预测其当前及未来的潜在适生区。  结果  MaxEnt模型模拟当前潜在分布区的结果准确度极高，训练集与测试集的AUC值分别为0.994和0.998。紫外线最低月平均值（UVB4，贡献率为21.6%）、年均降雨量（BIO12，贡献率为18.8%）、最冷月最低温（BIO6，贡献率为12.3%）和海拔（ALT，贡献率为10.5%）为影响当前矮牡丹分布的主要环境因子。当前生态适生区总面积为15.97万km2，主要位于甘肃东部、陕西中部、山西南部及河南西北部地区，此外，河北南部与山西两省交界地带也有少量分布。未来气候变化下，矮牡丹潜在分布区有西北部缩减和向东部、北部轻微扩张的趋势，具体表现为:在陇东地区、陕西宝鸡市、咸阳市一带出现明显缩减，冀南地区则完全丧失，在陕西延安以北、山西临汾、晋城、河南洛阳以东轻微扩张。此外，其未来的适宜分布中心东移趋势明显。  结论  矮牡丹适生区主要受紫外线最低月平均值（819.4 ~ 1 128.6 J/（m2?d））、年均降水量（436.2 ~ 808.5 mm）、最冷月最低温（?11.8 ~ ?3.2 ℃）、海拔高度（270.8 ~ 1 833.3 m）等环境条件影响，其中紫外线最低月平均值与年均降水量是限制矮牡丹地理分布最关键的环境因子。当前，矮牡丹在中国地理分布范围较窄，未来在西北、冀南地区适宜生境骤减。因此，加强天然种群保护力度，积极开展引种栽培工作刻不容缓。      

气候变化对油松潜在地理分布时空格局的影响

根据110个分布点数据和19个环境变量,利用MaxEnt模型模拟气候变化下油松的潜在地理分布的时空格局及其主要影响因子.结果表明:不同气候背景下,MaxEnt模型均取得良好的预测效果;在不同浓度温室气体排放情景下,对预测结果贡献较大的环境因子为年均温、平均日温差、温度季节变化方差和年降水量.当前油松高度适生区主要分布在山东、河北、山西、河南、陕西、宁夏南部、湖北北部、辽宁沿海和甘肃东南部等地区;中度适生区分布以高度适生区为中心向外扩展,同时长江流域的沿途各省区都具有一定的适宜油松分布的条件.除RCP 2.6情景下油松的高度适生区面积有所下降外,未来其分布面积整体将呈现持续增加的趋势,未来江苏和贵州两省将成为油松种植的潜在区域.     

麻花杜鹃的地理分布模拟

【目的】利用DIVA-GIS软件模拟麻花杜鹃在当前和未来的潜在分布区域,揭示影响麻花杜鹃分布的因子,为该物种的遗传多样性起源、系统进化研究和种质资源保护提供资料。【方法】全面收集麻花杜鹃的地理分布资料,基于获得的73个精确分布点信息,利用DIVA-GIS中的BIOCLIM模型对麻花杜鹃地理分布格局进行模拟和预测,绘制麻花杜鹃实际地理分布及当前和未来潜在分布区域图,并结合19个环境因子进行主成分分析,获取影响麻花杜鹃地理分布的主要因子。【结果】麻花杜鹃在我国的分布格局为:中部较多,南部和东部也有一定的分布。通过主成分分析发现,最热月温度、温度季节变化方差和年降雨量是影响麻花杜鹃分布的主要因子。【结论】麻花杜鹃当前的潜在分布区与实际分布区有很好的一致性,当前和未来潜在分布区的一些分布点中心依然位于中部,未来分布区部分分布点向东部迁移,而西南部的一些分布点消失。应重视对麻花杜鹃潜在适生区和迁地的保护。