基于MaxEnt模型分析新疆特色林果区春尺蠖发生风险

【目的】分析并预测新疆特色林果种植区域春尺蠖潜在风险发生范围,为新疆特色林果春尺蠖灾害的有效预防和重点防治提供依据。【方法】以新疆特色林果春尺蠖实际分布数据及环境因子为依据,采用MaxEnt模型结合GIS空间分析技术预测新疆特色林果春尺蠖潜在风险区,用聚类分析法划分风险等级,使用百分比贡献率分析其主要环境因子及生态位参数。【结果】(1)ROC评价显示新疆特色林果春尺蠖潜在风险区的训练数据集和测试数据集的AUC值分别为0.979和0.970,模拟效果优秀。(2)根据MaxEnt模型预测结果将新疆特色林果春尺蠖潜在分布区划分为风险区和无风险区,其中风险区总面积约745.38×10⁴ hm²。(3)将新疆特色林果春尺蠖潜在风险区划分为高风险区115.84×10⁴hm²、中风险区201.28×10⁴hm²、低风险区428.26×10⁴hm²。(4)影响新疆特色林果春尺蠖灾害风险性的主要环境因子是最冷月最高温度、最冷季平均温度、最干季降水量、最湿季平均温度。最冷月最高温度>-14.25℃,最冷季平均温度>-4.01℃,最干季降水量在1.23~8.29 mm,最湿季平均温度在21.63~24.82℃为新疆特色林果春尺蠖适宜生长的生态位参数。【结论】基于MaxEnt模型的新疆特色林果春尺蠖潜在风险区预测结果与春尺蠖实际分布区完全相符,明确了春尺蠖的地理分布特征:高风险区主要分布于喀什地区和和田地区,中风险区主要分布于阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区和克孜勒苏柯尔克孜自治州,低风险区布于阿克苏地区、巴音郭楞蒙古自治州、和田地区、喀什地区和克孜勒苏柯尔克孜自治州,在吐鲁番地区和乌鲁木齐市有少量分布。该研究对于制定检疫和防治政策具有较高的参考价值。     

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。     

基于GARP模型对松材线虫在重庆适生区的预测

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)原产于北美洲,是松材线虫病的主要病原生物。依据松材线虫的地理分布数据以及环境因子数据,采用预设预测规则的遗传算法(genetic algorithm for rule-set production,简称GARP)模型和ArcGIS软件进行建模并对松材线虫病在重庆的潜在分布区进行预测。结果表明,年平均温度、月均值昼夜温差、等温性、最冷月最低温度、气温年变化范围、最干旱季度平均温度、最热季度平均温度、年降水量、最湿润月降水量、最湿润季度降水量、最干旱季度降水量和最冷季度降水量对松材线虫病的分布影响显著。松材线虫的潜在入侵区主要集中在中部,即三峡库区腹地,然后向重庆东北、东南以及南方向传播。因此,在最佳和高度适生区应该加强监测及预警。     

应用MaxEnt模型预测检疫性杂草毒莴苣在我国的潜分布范围

毒莴苣(Lactuca serriola L.)原产欧洲,是近年来传入我国的新外来入侵植物.本文基于51种环境因子和毒莴苣在全球6 637个地理分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量地预测了毒莴苣在我国的潜在分布区域和风险等级,结果得到了ROC曲线分析法的验证.发现10月到第2年3月的温度是影响...     

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。     

基于GARP的大薸潜在适生区预测

大薸(Pistia stratiotes L.)原产热带和亚热带的小溪或淡水湖中,是入侵风险较高的水生植物之一.利用现有的大薸分布点数据,基于GARP模型采用刀切法选取最优环境因子集合,对其在我国的潜在分布区进行预测,并使用ROC曲线对其预测结果进行精度检验.结果表明,坡度、年平均气温、最冷月气温、多年平均降水量等对其适生区分布影响显著.现有数据表明,预防生物入侵往往比入侵后控制更为经济有效.该研究的目的就是预测大薸的适生区,从而寻找更经济有效的方法阻止它的入侵.     

基于Eaxent生态位模型预测苹果斑点落叶病菌在云南省的潜在分布

[目的]了解苹果斑点落叶病菌(Alternaria mali Roberts)在云南省的适生区范围。[方法]利用苹果斑点落叶病菌在云南省的分布点数据和环境数据建立了Maxent生态位模型,并通过将其投影到地理空间预测了该病菌在云南省的潜在分布范围。[结果]苹果斑点落叶病菌在云南的潜在分布区为云南省中部和北部的大部分地区。最冷月份最低温对该病原菌的预测分布有重要影响,最冷季度平均温度次之。经ROC曲线分析法验证得出AUC值为0.998,表明预测结果是可靠的。[结论]为防止苹果斑点落叶病菌的传播和科学评估其危害提供了参考。     

基于Maxent模型的葡萄根瘤蚜在中国的适生性分析

【目的】预测葡萄根瘤蚜在我国的潜在分布范围,为进一步防止其扩散蔓延提供科学依据。【方法】采用Maxent生态位模型和地理信息系统(ArcGIS)并结合影响葡萄根瘤蚜生长发育的环境因子,对葡萄根瘤蚜在我国的潜在适生范围进行了预测。【结果】葡萄根瘤蚜在我国的高适生区主要集中在辽宁大部、河北东南部、山东、河南东部、江苏、浙江北部、江西局部、安徽大部、湖北中部、湖南中部、陕西关中及陕南、重庆、四川东部、贵州北部;通过ROC曲线验证,该模型的训练集和测试集的AUC值分别为0.982和0.962(非常接近1),表明预测获得了较好的结果;年平均气温、最热月份最高温度、最冷月份最低温度、最暖季度平均温度、最冷季度平均温度、年降雨量、最湿月份降雨量、最湿季度降雨量和最冷季度降雨量对葡萄根瘤蚜的潜在分布影响较大。【结论】葡萄根瘤蚜在我国适生范围广泛,加强未被葡萄根瘤蚜侵染地区的监测管理意义重大。     

应用最大熵模型预测不同气候变化情景下西康玉兰潜在地理分布

西康玉兰(Magnolia wilsonii(Finet et Gagnep.) Rehd.)是木兰科木兰属植物，具有很好的观赏、药用和科研价值。该种繁殖能力弱，对环境要求苛刻，分布区域狭窄、种群较小，被列为国家Ⅱ级珍稀濒危植物。预测气候变化对西康玉兰分布范围的影响，为西康玉兰的野生资源保存与可持续利用提供科学基础和参考依据。利用ArcGIS软件与最大熵模型(MaxEnt)计算西康玉兰主要气候因子的贡献率及对应不同适生等级的阈值范围，分析西康玉兰在全国范围内的潜在地理分布，并统计主要分布区域的不同等级适生区面积和现阶段分布点的比例，在4种气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)下，预测未来西康玉兰适生区分布范围以及其质心转移的变化。结果表明：MaxEnt模型预测西康玉兰潜在生境分布的特征曲线(ROC)训练集的AUC(ROC曲线下的面积)值为0.972;年均降水量、昼夜温差与年温差比值、湿度最小季度平均气温、最冷月份最低温是影响西康玉兰分布的主要气候因子，其贡献率分别为33.8%、26.7%、14.6%、14.3%。现阶段，西康玉兰的高、中、低适生区集中分布于云...     

基于MaxEnt模型的西伯利亚蝗虫在新疆潜在分布预测研究

[目的]利用MaxEnt模型,预测西伯利亚蝗虫(Gomphocerus sibiric)在新疆的潜在分布区.[方法]基于19个环境因子和197个西伯利亚蝗虫在新疆地理分布点,结合MaxEnt模型与ArcGIS软件,预测西伯利亚蝗虫在新疆的潜在分布区,划分风险等级,采用接受者操作特征曲线(ROC)的分析方法对预测结果进行验证.[结果]训练数据集(Training data)和验证数据集(Testing data)的AUC值分别为0.992、0.990,预测结果与实际拟合度很高.西伯利亚蝗虫在新疆分布的适生区和高危区分布在塔城、阿勒泰、博州、伊犁、乌鲁木齐、昌吉.[结论]根据AUC值的评价指标,研究对西伯利亚蝗虫的预测结果是比较准确的.西伯利亚蝗虫在新疆分布的适生区和高危区主要集中于北疆及天山北坡一带,且适生区及高危区占研究区总面积的14.11;.最冷季平均温(bio11)、最冷季的平均降水量(bio19)、最干季平均温(bio9)、温度变化的方差(bio4)、年均降雨量(bio12)、最湿季平均温(bio8)和降雨量变化的方差(bio15)是影响西伯利亚蝗虫潜在分布的主要环境因子.     

基于MaxEnt模型预测苹果树腐烂病在中国的潜在地理分布

为了明确影响苹果树腐烂病发生的主要环境因子及其潜在地理区域,根据1960年至1990年30 a环境气候因子数据,利用19个生物气候因子首先建立MaxEnt模型,结果显示该模型的准确性良好,训练数据AUC值达0.884,影响MaxEnt模型最重要的影响因子是最暖季度平均温(Bio10),其对模型构建的贡献率为22.3%,其次是最冷季度降水量(Bio19)和最干月份降水量(Bio14)。随后,该模型结合以往苹果树腐烂病发生地点统计数据,对影响苹果腐烂病发生的环境因子和适生区进行预测。结果表明最冷月份最低温(Bio6)、最暖季度平均温(Bio10)和最冷季度降水量(Bio19)是影响苹果树腐烂病分布的主要环境因子。     

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。     

基于MaxEnt的红瘰疣螈在云南的适宜性及潜在分布分析

结合70个红瘰疣螈的地理分布数据和28个环境因子，运用MaxEnt模型分析其适宜生境分布及主要影响因子。结果表明，影响红瘰疣螈的主要因素为最冷季度降水量、淤泥含量、昼夜温差月均值、最冷月最低气温、年均降水量等。此外，红瘰疣螈高适宜区主要分布在腾冲市、龙陵县、云县、廊沧拉祜族自治县、凤庆县、永德县等地区，中适宜区主要分布在永平县、施甸县、玉龙纳西族自治县、剑川县等地区。高适宜区面积为2.26万km²,中适宜区面积为3.85万km²,低适宜区面积为8.30万km²,非适宜区面积为23.89万km²。ROC曲线分析表明，训练AUC值为0.926,预测结果较好。建议在高适宜区和中适宜区划定适当的保护小区，对红瘰疣螈进行就地保护。     

基于气候与物种扩散的破坏草入侵区域对未来气候变化的响应

[目的]破坏草是中国西南地区危害最为严重的入侵物种之一,每年在当地造成巨额的经济损失.扩散能力与入侵物种的危害性有关,也是决定其分布范围的重要因素,但在目前物种潜在分布和潜在入侵区域的研究中却常常被忽略.[方法]本研究旨在基于物种扩散量化气候变化背景下破坏草的入侵区域,应用最大熵(MaxEnt)模型对破坏草潜在适宜区进...     

基于MaxEnt模型的毛红椿全球潜在适生区分布及其特征预测研究

应用最大熵模型(MaxEnt)预测毛红椿(Toona ciliata var.pubescens)在全球的潜在适宜分布区,分析影响其分布的关键生物气候因子,结果显示:整体上毛红椿全球潜在生态地理分布格局呈连续状,但在高分布区则呈斑块状分隔;造成这种地理分布的主导因子依次是最热季度平均降雨量494.79~1 504 mm、温度变化方差2 362.88~9 986.69和最冷月份最低温-10.35~10.44。毛红椿在我国的分布区连续性优于国外,其中最适的2个主要分布区分别为安徽和浙江的东南部,以及江西南部、福建和广东;国内基本与现有遗传性状较高的研究区域重合,宜列入优先保护的重点区域深入研究。     

基于景观结构变化的生态风险评价与管控——以重庆市万州区为例

以万州区为例,以2009,2013,2016年土地利用数据为基础,以ArcGIS和Fragstats为软件支撑,综合运用生态风险指数、生态风险动态变化空间分析模型以及地理探测器等多种研究方法,研究了万州区景观结构变化状况、区域生态风险的时空变化状况及其在不同地形下的分布变化状况,为万州区生态环境的改善提出相应的管控措施.结果表明:(1) 2009-2016年万州区潜在风险区面积小幅增加后大面积向低风险区转化,成为转出面积最高的风险区;重风险区则持续转化为中风险区,使得重风险区和中风险区分别成为主要转出和主要转入风险类型,其转出、转入率分别为:0.95%,2.11%,此外,重风险区也是空间变化最为活跃的风险类型;(2)平原为重风险的主要集聚地带,丘陵以低风险区为主,而山地则是潜在风险区的主要分布带;各个地形下的生态风险指数值从大到小依次为:平原、丘陵、山地.     

松突圆蚧在我国潜在的适生分布区研究

为较准确地预测松突圆蚧在我国潜在的适生分布区域,笔者根据松突圆蚧的生物学、生态学特性以及寄主植物分布状况等,综合分析影响该虫生长发育的主要因子,据此应用地理信息系统分析其潜在的适生分布范围,获得了直观、明晰的松突圆蚧潜在的适生区分布图及风险等级区划图。结果表明,台湾、广东、澳门、香港、广西和福建的大部分及湖南、江西、云南南部地区为松突圆蚧潜在的1级风险区;海南、云南的中部以北地区、湖南与江西的北部、福建东北与西北部、浙江、江苏、安徽、湖北、重庆、贵州、河南、山东和河北中南部、四川东南部、陕西与山西中部以南等地区为松突圆蚧潜在的2级风险区;西藏南部、云南西北部、四川中西南部、甘肃东南部、宁夏、陕西北部、河北西部及辽宁的南部为松突圆蚧的3级风险区。据统计,其潜在分布区域的国土面积占全国国土总面积的41.5%,占我国松树分布面积的90%以上,其中1级风险、2级风险和3级风险区域的国土面积占潜在适生分布区国土总面积的比例分别为18.9%、58.7%和22.4%。     

基于MaxEnt的榆蛎盾蚧在中国的潜在地理分布预测

榆蛎盾蚧是一种世界性的果树、林木和观赏园艺害虫,为害严重,被列入我国进境植物检疫性有害生物名录。研究基于榆蛎盾蚧的全球分布及相关环境数据,利用Max Ent模型和Arc GIS软件对其在当前和未来气候条件下的潜在适生区进行了预测。结果表明,当前气候条件下,榆蛎盾蚧的潜在适生区较为广泛,占我国陆地总面积的52.29%;未来气候条件下,榆蛎盾蚧在我国潜在适生区面积呈增长趋势,且适生区范围向东北方向移动,其中,影响榆蛎盾蚧分布的主导环境因子为最冷季度降水量、年平均气温和最冷季度平均温度。该研究结果将为榆蛎盾蚧的检验检疫与防控提供科学依据。     

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。     

蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布及主导气候因子阈值

采用基于最大熵算法的生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGis,对蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布进行了分析及预测,确定了影响该虫分布的主导气候因子,即最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、平均日较差、最冷月最低温度和最冷季度降水量。利用蜀柏毒蛾地理分布概率与主导气候因子间的关系给出了各主导气候因子的阈值。