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。     

西藏飞蝗潜在分布对气候变化响应研究

运用生态位模型软件Max Ent,模拟和预测气候变化背景下大尺度范围西藏飞蝗适生区分布及其变化可能性。基于当前数据和IPCC AR5提出的三种气候情景以及西藏飞蝗分布信息,采用Max Ent生态位模型和Arc GIS预测西藏飞蝗适生区及未来变化趋势,用ROC曲线检测模型精度、刀切法(Jackknife test)筛选主导环境变量。当前气候条件下,西藏飞蝗高适生区主要位于四川省和西藏自治区,中风险区则主要集中在青藏高原东部地区,包括四川西部、西藏东部、云南北部等。西藏飞蝗适生区分布、面积及中心点位置不同。Max Ent模型对未来气候变化条件下西藏飞蝗适生区准确模拟与预测具有潜在应用价值,对虫害综合治理具有重要指导意义。     

不同气候环境的我国白桦潜在分布区预测

通过预测过去到未来不同气候条件下中国白桦潜在分布区的变化，确定影响白桦(Betula platyphylla Suk.)分布的主要环境变量，对白桦资源的合理开发与低效白桦次生林改造具有重要意义。根据白桦166个分布数据和34个环境因子，利用R语言中ENMeval程序包优化最大熵值(MaxEnt)模型；通过皮尔逊(Person)相关性分析和方差膨胀因子分析(VIF),对参与建模的环境因子进行筛选；利用刀切法(Jackknife),确定白桦潜在分布的主导环境变量；根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的气候模型，预测不同气候环境时白桦分布区的变化趋势。结果表明：当特征组合为片段化特征、乘积型特征和阈值性特征，且调控倍频为2时，受试者工作特性曲线的AUC值为0.933,模型结构简单，预测精度较高。影响白桦分布的主要环境因子为最暖季度降水量、最热月最高气温、年均温、年降水量、最冷月最低气温和海拔。当前白桦潜在分布区主要位于大兴安岭地区、小兴安岭地区、长白山地区、祁连山地区、横断山脉地区，约占我国陆地面积14.7%。在未来白桦适生区预计向更高纬度和更高海拔地区迁移，同时较低纬度和较低...     

基于最大熵值模型的山白树适生区分布变化研究

【目的】研究山白树在不同时代气候条件下的适生分布区范围和变化规律,推测其过去和未来的适生区分布。【方法】利用山白树在中国的分布点数据和气候因子数据,基于最大熵值模型预测山白树在当代、末次间冰期、末次盛冰期、21世纪50年代和80年代的适生区分布范围和面积。【结果】最大熵值模型对山白树地理分布的分析结果准确可靠;最干季度平均温度、最暖季度降水量、最冷季度平均温度、最干月份降水量、最湿季度平均温度、昼夜温差与年温差比值和最冷季降水量等7个生物气候变量对山白树适生区分布有较大影响。山白树在末次间冰期的适生区总面积为当代的1.65倍,分布范围更靠南方;在末次盛冰期其适生区明显缩小,为当代适生区面积的4.4%,仅分布在巴山地区和汉水上游河谷地带;在21世纪50年代和80年代山白树的适生区面积大幅度增加,总面积分别为当代的19和13倍。【结论】山白树对气候变化敏感,适生区范围变化幅度大;21世纪全球气候变暖有利于山白树的保护。     

气候变化下花榈木在我国的潜在分布区预测

针对花榈木的种质资源保护利用问题,基于花榈木在中国的188条地理分布记录和9个气候变量,于 SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 3种气候情景模式下,利用ENMeval数据包优化后的MaxEnt模型和ArcGIS对其当前和未来(2050s和2070s)的生态位进行模拟,研究影响花榈木地理分布的主导环境因子,分析其在不同气候情景模式下的空间分布格局和迁移趋势。结果表明,当模型的特征组合（FC）为线性、二次型、片段化、乘积型和阈值性,正则化乘数(RM)为2时,模型复杂度和过拟合程度较低,此时训练集的平均AUC和平均标准偏差分别为0.954和0.004,表明模型预测精度很高。花榈木在当前气候下的潜在分布区主要在我国东南部,核心分布区位于江西、湖南、福建、浙江等省份及其周边区域。刀切法(Jackknife)表明最干季度降水量、最湿季度降水量、最冷季度平均温度是影响其分布的主导气候因子。未来3种气候情景下花榈木总体适生区分布相对稳定,核心适生区主要表现为东西向稳定,于南北向中部迁移,尤以广东中部及江西中部收缩显著,这些迁移的核心适生区是花榈木应对气候变化的敏感区域,需引起重视。     

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模型对尼泊尔芒适生区时空分布的预测

为预测不同时期气候情景下尼泊尔芒的适生区,探讨制约其适生区分布的主导气候因子,基于60条尼泊尔芒现代地理分布记录和9个生物气候变量,利用ENMeval数据包对Maxent模型进行了优化,并利用优化后的Maxent模型对末次冰盛期、全新世中期、现代(1970～2000年)和未来(2061～2080年)4个时期的尼泊尔芒适生区进行了模拟,综合使用贡献率、置换重要性和Jackknife检验对气候变量的重要性进行了评估。结果显示:最优模型设置参数为特征组合选取LQH,调控倍频设置为3,在该设置参数下模型的测试集受试者工作特征曲线下的面积为(0.963±0.028),模拟准确度极高;温度季节性标准差、最冷月最低温度、年温度变化范围和年降水量是影响尼泊尔芒分布的主导气候因子;尼泊尔芒的现代中、高适宜区大面积分布于中国的西藏东部、四川南部、贵州西部和云南大部分地区;末次冰盛期,其适生区面积最大,在东海和南海的沿海地区存在其他时期所没有的适生区;全新世中期,其适生区轮廓与现代适生区的相似;2070年,其适生区整体北移;从末次冰盛期到未来,尼泊尔芒的适生区可能会先后经历了向内收缩、基本稳定和整体北移3个过程。     

不同碳排放模式下云南榧树适生区分布研究

研究气候变化背景下云南榧树适生区分布,有助于理解该物种分布区的变迁历史和未来保护策略的制定。基于45个有效地理分布点以及19个环境气候变量,利用Maxent模型与ArcGIS对不同时期云南榧树的适生区进行模拟,其ROC特征曲线下的面积接近于1,MaxEnt模型的预测准确度高,可用于预测云南榧树适生区。结果表明,刀切法Jackknife和气候累计贡献率显示,影响云南榧树分布的主导环境变量为最暖季度降水量(bio18)和最冷月份最低温(bio6)。自末次盛冰期至全新世中期再到当前,云南榧树种群质心迁移路线为高黎贡山—丽江—维西,面积变化呈先增加再减少的趋势,当前我国云南榧树主要分布于云南、四川和西藏等地区,预测2070年在4种不同碳排放模式下,云南榧树适生区均发生不同程度的北移,且碳排放越高北移程度越明显。随着历史时间的推移,云南榧树适生区呈向北迁移的趋势,在未来全球气候变暖的情景下,云南榧树的分布面积不会减少,四川极可能成为云南榧树新的分布区。     

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模型的黑木相思引种栽培区划

利用MaxEnt模型评估黑木相思在中国引种的潜在适生区,探讨影响其适生区分布的主要生态因子,并对适生区范围和类型进行划分,旨在为该树种在中国的引种区划提供依据。采用ENMeval数据包优化的MaxEnt模型,基于14个环境变量和159条黑木相思分布点,以我国95°-125°E、17°-38°N区域为模型投射空间范围,评估黑木相思的潜在适生地理分布;通过Spearman相关分析、方差膨胀因子(VIF)分析和刀切法检验,筛选出制约其潜在分布的主导环境因子。经ENMeval优化,当特征组合F_C=Q_HP,调控倍频R_M=6时,A_UC值为0.965,模型准确度极高。刀切法检验表明：最干月降雨量(40.1%)、月平均昼夜温差(26.9%)、年降水量(15.6%)、年均温(6.6%)、最冷月最低温(3.2%)和表层土壤酸碱度(2.8%)是影响黑木相思地理分布的重要生态因子,累计贡献率达95.2%。结果表明,黑木相思在中国适生区分为高(55.835 4×10⁴ km²)、中...     

应用MaxEnt模型对新疆粉衣科地衣潜在分布区预测

地衣因其特殊的生理特征，对气候变化十分敏感。运用新疆粉衣科地衣56个分布点和筛选后的9个环境变量，利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)预测新疆粉衣科地衣在不同气候情景下的适宜区，并分析影响其空间分布的因素。结果表明：最大熵模型模拟新疆粉衣科地衣分布的精度很高(AUC=0.903)。新疆粉衣科地衣的适生区主要位于阿尔泰山脉、巴尔鲁克山、天山山脉、伊犁河谷、昆仑山脉北部西段。坡度，年平均温度、最干季度降水量是影响新疆粉衣科地衣空间分布的最主要环境因子。质心在不同情景下的迁移，证明了地衣对气候变化敏感。     

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。     

柳杉潜在适生区预测及气候变化对其分布的影响

气候变化对物种的生长和分布有深刻影响，探究物种当前分布范围及限制其分布的主导环境变量，对生物多样性保护具有重要意义。基于柳杉80个现有种群的分布点以及气候和地形两类环境变量，利用最大熵模型（MaxEnt）模拟不同气候情景下柳杉在我国的潜在适生区，分析影响其分布的主导环境变量，掌握不同时期的质心转移方向。结果表明，降水是影响柳杉分布的主导环境变量。自末次盛冰期（LGM）以来，柳杉在我国的分布面积逐渐缩减；随着未来气候变暖，其缩减程度进一步加剧，而该物种亦将向西或北迁移以降低温度的影响。结果明晰了柳杉种群的适生区范围，对其遗传资源保护和引种具有重要的参考价值。     

应用生态位模型预测檫木在浙江省的潜在适生区与主导环境因子

以浙江省生态监测样地数据库中的181个檫木样本实测分布点数据为研究对象,应用最大熵模型理论,采用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)对其在浙江省的潜在适生区进行预测,用ROC曲线检测模型精度、刀切法筛选主导环境因子及其最适范围。结果表明:MaxEnt模拟的训练集AUC(ROC曲线与横坐标围成的区域面积)值为0.898,测试集AUC值为0.902,说明预测结果具有较高参考价值。檫木在浙江省的高适生区主要位于浙中的大盘山脉、天姥山一带,浙北的径山、莫干山脉、天目山脉一带及周边区域,面积达到1.16万km^2;中适生区则主要在高适生区的外围,以及西天目山和新安江流域北部,面积达1.54万km^2;低适生区则主要在中适生区的外围,以及新安江流域中上游、遂昌、泰顺等地,面积达到2.40万km^2;不适宜区域主要在低适生区的外围,其面积为5.18 km^2。模型模拟得出数字高程(DEM)、最干季降水量、最冷季平均气温等条件是影响檫木分布的主要环境变量,其中海拔为50~750 m,最干季降水量300~650 mm,最冷季平均气温0~5.5℃为最适环境条件。     

外来入侵植物南美蟛蜞菊在中国的适生区预测

通过物种分布模型预测入侵物种适生区,优先选择物种最可能扩散的地区,提早进行防控,是生物入侵管理的有效手段.南美蟛蜞菊是一种具有严重危害性的入侵植物,已在中国南方部分地区形成入侵.基于南美蟛蜞菊在美洲和中国海南的分布记录和19个生物气候变量,应用MaxEnt模型对其适生区进行建模,并通过计算AUC(受试者工作特征曲线下的面积)/AICc(小样本下校正的赤池信息标准)指数选择MaxEnt的最佳设置,用于预测南美蟛蜞菊在中国当前及未来气候变化情形下的适生区.结果表明,海南、广东、广西、云南、福建、台湾等地区是南美蟛蜞菊的适生区,且在未来气候情形下,其适生区范围向北扩张.为减小南美蟛蜞菊入侵可能导致的损失,需要根据南美蟛蜞菊当前分布情况,结合其适生区分布图,优先对现有分布区周边的适生区进行防控.     

气候变化背景下药用植物何首乌在中国适生区分布预测

【目的】预测中国境内药用植物何首乌[Fallopia multiflora(Thunb.)Harald]在气候变化背景下的适生区分布格局变迁及其相对稳定适生区。【方法】基于何首乌的138个分布数据以及当代(1995-2000年)和未来(21世纪20-80年代)的气候数据,同时考虑3种温室气体排放情景,用最大熵模型预测其地理分布。【结果】1何首乌的当代适生区主要分布于四川、重庆、陕西、广西、云南、湖北等地境内;2何首乌当代适生区总面积为205.38×104 km2,占中国国土面积的21.39%;3何首乌当代适生区面积53.86%的区域为相对稳定适生区,受气候变化影响相对较弱;4在气候变化背景下,何首乌总适生区及低度适生区面积将大幅减少,中度适生区面积将保持相对稳定,而高度适生区面积将大幅增加。【结论】未来气候变化对何首乌分布的负面影响主要体现在总适生区面积的缩减,预测何首乌相对稳定适生区的面积为110.61×104 km2,该地区可作为其规范化种植候选地,剩余受气候变化影响显著的区域可作为何首乌野生种质资源调查和收集的优先区域。     

草地贪夜蛾迁飞入侵辽宁省的潜在地理分布

基于气候、高程等22个环境数据,利用MaxEnt模型和地理信息系统,同时综合环境因子贡献率和刀切法检验评估制约草地贪夜蛾存在概率的主要环境变量,模拟并划分草地贪夜蛾现代气候适宜区和未来的扩散趋势。ROC曲线分析法得出受试者工作曲线面积(AUC值)为0.954,表明预测结果可靠。影响草地贪夜蛾周年繁殖和迁飞入侵的主要环境因子有：年平均气温、温度年较差、年降雨量和最干季降水量。迁飞入侵区主要集中在辽南和辽中地区,现代气候条件下高适生区的面积为4.67×10⁴ km²、中适生区面积为2.51×10⁴ km²,未来气候变化背景下,高、中适生区面积增加,低适生区面积减少,高适生区重心向高纬度和东北方向扩张。草地贪夜蛾如果能在辽宁省西南方向地区越冬繁殖或气候变暖导致其迁飞期提前,在辽宁省有较大的入侵潜力。管理部门应重点监测省内温室大棚、山东、河北、河南等地区草地贪夜蛾的越冬和气候变暖导致其迁飞期提前等情况,以便提前布控,做好防控预警。     

基于MaxEnt模型的柳树植原体病害在我国的适生区预测及定量风险分析

【目的】基于MaxEnt模型的柳树植原体病害在我国的适生区预测及定量风险分析。【方法】利用最大熵模型(MaxEnt),结合ArcGIS软件,预测柳树植原体病害在中国的适生区范围,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)验证模型精度,并结合刀切法(jackknife test)筛选主导环境变量。同时建立有害生物风险量化分析体系,计算柳树植原体病的风险性危害值并对其进行评价。【结果】柳树植原体病MaxEnt模型预测结果的ROC曲线下面积(AUC)平均值为0.979 5,模型预测结果可靠。柳树植原体病害在我国的适生区在22°36′～49°10′N、73°40′～135°05′°E的中温带、暖温带、高原气候区,主要集中在我国的西北、华中、华东、西南、华北和东北地区。其中高度适生区主要集中在西北、华中、华东地区,中度适生区主要集中在东北地区和华中地区中部;低度适生区主要集中在东北和西南地区,非适生区主要集中在华南和港澳台地区。最冷季平均温度(Bio11)、最干月降水量(Bio14)对柳树植原体病在中国的分布状况影响最大,贡献率分别为72...     

气候变化背景下五爪金龙在中国的潜在适生区预测

【目的】预测气候变化背景下五爪金龙(Ipomoea cairica)在中国的潜在适生区,从而为预防该物种入侵提供理论依据。【方法】利用最大熵模型(MaxEnt)结合五爪金龙的分布点信息(1 695条数据)和气候数据(包括19个生物气候因子),分别预测其在当前和未来气候下的潜在适生区范围。为了预测五爪金龙在3个未来年代(2030s、2050s和2080s)的潜在适生区,采用7种大气环流模型(GCM)和4种二氧化碳排放代表性浓度路径(RCP)组合下的未来气候数据,分别为每个年代建立了28个生态位模型(ENMs),并计算其均值模型。【结果】MaxEnt模型的AUC值为0.943,表明模型预测精度较高。模型预测结果显示,五爪金龙的极高适生区主要集中在广西、广东、福建、台湾4个省(自治区),高度适生区主要在云南南部、海南、广西北部、福建北部、广东北部及台湾部分地区,这也正是该种目前在中国危害最严重的地区。气候变化背景下,其未来在华中和华北的适生区将会逐步缩减,湖南、江西、浙江和四川等省份的局部地区将会成为其新拓展的适生区范围。总体而言,至21世纪末,其在中国的适生区范围呈缩减态势,其适生区北界将会向南移动。在当前气候条件下,影响五爪金龙潜在适生区的主要环境因子为温度,包括年均温、温度季节变化方差、最冷月最低温度、年气温变化范围、最干季度平均温度和最冷季节平均温度。【结论】气候变化可能在一定程度上抑制五爪金龙在中国的入侵扩散,也可能导致未来中国中部地区该种的入侵风险增加。