四川省野核桃生态适宜性及潜在分布

为进一步探究气候变化对野核桃在四川潜在分布的影响，利用野核桃在中国的实际分布点位数据、当前和未来气候情景(SSP1-2.6和SSP5-8.5)下生物气候变量，结合最大熵模型(MaxEnt)，预测SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下2050 s和2 090 s野核桃在四川的潜在适生范围。研究结果表明：(1)当前气候情景下，野核桃在四川的高适生面积为4.86×10⁴ km²，中适生面积为13.35×10⁴ km²;(2)SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下，2050 s和2 090 s野核桃在四川的高适生面积分别为5.09×10⁴ km²和8.58×10⁴ km²，中适生面积分别为7.37×10⁴ km²和7.02×10⁴ km²;(3)SSP1-2.6和SSP5-8.5情景下，到21世纪90年野核桃在四川的高质生区质心分...     

珍稀植物楠木的地理分布及潜在分布区的预测

以植物地理分布与气候变化间的关系为研究基础,通过MaxEnt模型,应用贡献率、置换重要值以及Jackknife检验、主成分分析,模拟研究影响楠木Phoebe zhennan地理分布的主要因子,分析楠木在当前的地理分布格局,并预测未来楠木在中国的潜在分布格局。结果表明,采用MaxEnt模型预测其潜在适宜分布区准确度极高,楠木在ROC曲线下的AUC值达0.995;当前(2019)适生区预测表明,四川东南部、重庆和贵州是其分布最集中的地方,其次云南、广西、广东、福建、浙江、江西、湖北也有零散分布;随着未来(2050年)气温与降雨量的变化,江苏将有较大范围适合楠木分布,但是总的适生区面积比当前减少,例如贵州西南部的适生区面积将变小,福建、江西中度适生分布面积将变大,其余地区的适生区和当前持平。本研究结果表明,影响楠木分布的主要气候因子是温度和降雨量,可为楠木资源的科学保护和合理利用提供理论依据。     

基于MaxEnt模型新疆枣潜在适生区预测

【目的】研究全球气候变化对新疆枣潜在分布的影响,划分新疆枣不同等级的适生区,为新疆枣产业的持续稳定发展提供参考。【方法】基于新疆枣地理分布的调查数据和2种气候情景(RCP4.5和RCP8.5),利用GIS技术和MaxEnt生态位模型相结合的方法,在全球气候变化背景下,对新疆枣的当前及未来(2050和2070年)潜在适生区分布进行预测。【结果】在当前气候条件下,新疆枣适生区主要分布在南疆和东疆地区。其中适生区总面积达到11.3×10~4 km^2,占新疆土地总面积的6.8%。采用受试者工作特征曲线(ROC曲线)对MaxEnt模型预测结果进行评价,结果显示训练数据集和测试数据集的曲线下的面积值(AUC值)分别为0.988和0.978,说明模型预测结果较为理想。刀切法分析结果显示,影响新疆枣当前分布的气候因子主要为最热月最高温度、最冷月最低温度、最暖季度均温、最冷季度均温、6月最高气温、7月最高气温、8月最高气温、12月最低气温、1月最低气温和2月最低气温。在未来气候条件下,新疆枣适生区面积有着一定的增加,但适生区的区域变化较小。【结论】Maxent模型预测结果与新疆枣的实际分布重合度较高。低温是影响新疆枣潜在适生区分布的重要因素。在全球气候变暖的趋势下,新疆枣整个潜在适生区面积呈现增加的特点且有向高纬度区域迁移的趋势,北疆地区开始出现较少部分的低适生区。     

同倍体杂交物种紫果云杉的生态位分化及其未来潜在分布区预测

【目的】以我国特有的同倍体杂交树种紫果云杉为对象,研究其与亲本树种丽江云杉和青杄间环境生态位的差异,并预测其在未来气候变化下21世纪50年代(2050s)和80年代(2080s)潜在分布区的变化。【方法】在收集紫果云杉及其亲本种地理分布信息的基础上,利用地理信息系统(Arc GIS)技术获取相应生境的环境变量,通过Kruskal-Wallis多重秩和检验、判别式分析(DFA)和主成分分析(PCA)等统计方法量化分析云杉属3个树种的生态位差异,并利用最大熵模型(Max Ent)结合3种大气环流模型(BCC-CSM1-1、CCCma_Can ESM2和CSIROMk3.6.0)模拟3个树种在3种气候变化情景(即温室气体最低排放,RCP2.6;中度稳定排放,RCP4.5;高度排放,RCP 8.5)下未来2050s和2080s的潜在分布。【结果】Kruskal-Wallis检验、DFA和PCA结果均表明紫果云杉生境的水热条件与亲本种间均存在显著差异。对水分条件而言,尽管紫果云杉生境的最冷季与最暖季降雨量居于亲本种之间,但其生境土壤湿度显著高于2个亲本种;对热量条件而言,紫果云杉生境的最冷月最低温显著低于2个亲本种,且地面结霜频率显著高于亲本。进一步对云杉属3个树种的未来潜在分布区模拟显示,紫果云杉仅在RCP2.6下2080s的潜在分布面积与当前相比略有缩减(约5%),而在此情景下2050s的潜在分布区面积和其余2个情景下2050s和2080s的潜在分布面积高于当前分布区面积。综合分析所有情景及时间段后发现,紫果云杉未来潜在分布区面积平均增加17%以上,且分布区明显呈现由青藏高原东南部边缘向内部扩张的趋势。而其亲本种青杄受气候变暖威胁严重,其潜在分布面积(综合所有情景及时间段)平均减少了21%以上,丽江云杉除在RCP4.5和RCP8.5下2080s的潜在分布面积稍高于当前(不到2%)外,其余情景下的潜在分布面积也都低于当前,其潜在分布面积平均减少5%左右(综合所有情景及时间段)。【结论】明确了同倍体杂交物种紫果云杉与其亲本种生态位的环境差异,即高土壤湿度和冬季低温是紫果云杉与其亲本种产生生态位分化的主要因子;且在未来温度显著增加背景下,基于MaxEnt模型预测表明紫果云杉在未来2050s和2080s潜在分布区面积将显著增加,推测其在未来将发挥更重要的生态安全屏障作用。     

气候变化情景下河北省3个优势树种适宜分布区预测

【目的】探究河北省3个优势树种分布与气候因子的关系,并进行适宜分布区预测,以期为评估气候变化的影响及制定适宜未来气候变化的森林经营策略提供理论依据。【方法】依据河北省森林资源调查数据,选取华北落叶松、蒙古栎和油松这3个主要树种,采用ClimateAP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)与降水和温度相关的10个气候因子,利用MaxEnt生态位模型和基于3个气候变化情景(温室气体最低排放,RCP2.6;中度稳定排放,RCP4.5;高度排放,RCP8.5)的一致性预测,模拟3个树种当前和未来的潜在适宜分布区,并采取响应曲线分析主要气候因子对3个树种适宜分布区的影响。【结果】3个树种MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.85,具有较好的预测能力;当前3个树种主要适宜分布在燕山和太行山地区;影响3个树种分布的主导气候因子存在差异,华北落叶松主要受小于0℃年积温和湿季降水量的影响,蒙古栎则主要受最热月平均气温、Hargreaves水分亏缺和湿季降水量的影响,而最热月平均气温、湿季降水量、大于5℃年积温和年均气温是影响油松分布的主要气候因子;一致性预测表明,在2040—2069年,河北省华北落叶松分布面积明显扩大,蒙古栎分布面积变化较小,而油松分布面积显著缩小;在2070—2099年,3个树种的适宜分布面积都显著缩小,幅度均超过3%。【结论】随着气候变化,3个树种均有向高海拔地区迁移的趋势,但在经纬度方向上的分布变化不大。在未来3个树种的适宜分布区,采取人工手段(如造林)辅助树种扩散以适应气候变化,有利于提高森林生产力,构建健康稳定的森林生态系统。     

薯莨地理分布及适生区预测

以中药植物薯莨Dioscorea cirrhosa为研究对象,基于86个地理分布点信息,利用Bioclim模型预测其当前适生区和未来潜在适生区。采用PCA主成分分析法,对主导薯莨地理分布的关键气候因子进行定量分析。结果表明:广西和广东为薯莨当前最密集的分布区域,在未来气候变化的影响下,薯莨分布范围将在福建、江西等地缩小,呈现向最高适生区即广东、广西两省集中的趋势,而在湖南和贵州交界处将可能出现一定范围的潜在分布区;Bioclim模型精度检验的ROC特征曲线和Kappa值分别为0.941和0.885,满足了用于分析的薯莨分布区预测要求。     

基于MaxEnt和ArcGIS的大叶桂樱在我国的潜在分布预测研究

基于19个环境气候变量和大叶桂樱(Laurocerasus zippeliana Miq.)345个标本分布记录,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)分析预测了大叶桂樱在我国的潜在分布区,评估了影响大叶桂樱潜在地理分布的主要气候因子。结果表明:当前气候环境下,大叶桂樱潜在适生区分布在广东、广西、贵州、云南、江西、福建、甘肃、四川、浙江、湖北、湖南、陕西、台湾等省份,其中其最适生区主要集中在广西、贵州、广东、福建;影响其当前分布的环境气候因子有降水和温度,且降水较温度影响更大。未来气候下,大叶桂樱的分布有向北迁移的趋势,并且其最适生区面积具有减少和离散的趋势。     

用材树种高山栲潜在适生区分布区及影响因子

以高山栲71个分布记录点位数据及环境背景值为材料,利用最大熵MaxEnt预测模型预测其在当代的适生区分布格局,探讨环境因子对高山栲适生分布格局的影响,并推演其在过去(末次间冰期和末次盛冰期)和未来(2050年、2070年)潜在适生区分布特点。结果表明:等温性(bio3)、温度季节变化方差(bio4)、年平均降雨量(bio12)、最冷月最低温(bio6)和海拔(Alti)等5个环境因子是决定高山栲适生区分布的关键因素,对模型的贡献率分别为44.5%、23.5%、19.7%、8.8%和2.6%。且海拔1 400～2 800 m、年平均降雨量900～1 260 mm、等温性1.2～1.3、温度季节变化方差27～46、最冷月最低温0～6.7℃是高山栲适生区分布环境条件组合。受试者工作特征曲线下面积AUC平均值为0.984,模型预测结果准确性、可信度较高。不同气候条件下高山栲的适生区面积变化幅度不大,中度以上适生区集中分布在云南,表明其对全球气候变化不敏感,且云南是其资源保护和种群恢复的理想场所。     

基于MaxEnt模型的毛红椿适生区预测

[目的]了解环境因子对毛红椿适生区分布的影响,为其资源保护、引种及其人工林的发展提供参考。[方法]基于MaxEnt模型能利用现存不完整、小样本、离散型分布数据构建物种适生区预测模型,用受试者工作曲线线下面积(AUC)检验预测模型的精度,面积越大精度越高等优点,本研究应用毛红椿在云南的分布数据及1个地型因子和6个气候因子,来构建其适生区分布模型。[结果]毛红椿适生区分布MaxEnt模型平均训练AUC和平均测试AUC分别为0.891、0.885,说明对毛红椿适生区的预测是可靠的;降水量变异系数和最干季度降水量是决定毛红椿适生区分布的主要因子,年均气温变化范围、最冷季度平均气温、最湿季度降水量、最冷季度降水量是次要因子。在当代和未来(2050S、2070S)气候变暖条件下(RCP2.6情景),云南省和全国适生区面积计算结果直观、定量的反应了全球变暖对毛红椿适生区变迁的影响。[结论]预测云南省及全国的毛红椿适生区随全球变暖而小幅萎缩。     

基于MaxEnt模拟欧亚大陆气候变化下叉子圆柏的潜在分布

【目的】叉子圆柏是欧洲、亚洲和美洲石质山坡、河谷及覆沙丘陵地区的重要防沙固土树种,对维持生态环境稳定具有重要意义。探讨限制叉子圆柏分布的主导环境变量,模拟气候变化下叉子圆柏潜在适宜分布区,可为叉子圆柏资源管理与恢复提供理论依据。【方法】基于欧亚大陆叉子圆柏267个现有种群分布地理信息以及环境变量(气候、海拔),采用MaxEnt、BioClim、DoMain 3种模型,模拟叉子圆柏潜在适宜分布区。通过受试者工作特征(ROC)曲线下方面积(AUC值)和Kappa值对3种模型进行比较分析与筛选。基于MaxEnt模型比较末次盛冰期、全新世中期、当前及未来(2070年)的潜在地理分布格局,探讨制约叉子圆柏地理分布的环境变量。【结果】1)基于MaxEnt模型综合环境变量贡献率、置换重要值以及刀切法检验的结果表明,叉子圆柏地理分布主要受年均温、海拔、温度季节性变化3个环境变量影响。2)基于MaxEnt模型气候变量模拟的欧亚大陆叉子圆柏当前适宜生境面积为663.115×103km2,集中在30°～50°N之间,山地是叉子圆柏主适生区。3)基于MaxEnt模型不同地质历史时期预测的叉子圆柏适宜生境面积表明,亚洲是叉子圆柏的主分布区。亚洲的适生区面积在末次盛冰期占86.9%、全新世中期占87.0%、当前时期占57.8%、未来2070 (RCP2.6)和2070 (RCP8.5)时期分别占84.1%和79.2%。从末次盛冰期到当前至未来叉子圆柏适宜生境面积呈现先增加后减少的变化特征、分布中心具有从北到南再到北的迁移趋势。【结论】叉子圆柏地理分布不仅受气候环境变量(温度、降水)影响,也与海拔相关。分布区范围符合柏科分布带特征。本研究结果可为叉子圆柏种质资源管理、修复与重建提供重要参考。     

外来入侵新害虫刺槐突瓣细蛾在中国的适生区预测

【目的】刺槐突瓣细蛾是2008年在山东省烟台市新发现的重要外来入侵害虫,严重为害我国重要外来树种——刺槐。通过预测其适生区,为高效率地做好检疫、监管和及时防治工作提供依据。【方法】收集刺槐突瓣细蛾在全国的11个分布点数据,并利用ArcGIS10.0从WorldClim下载1970―2000年的19个环境变量中筛选出相关系数<|0.9|的9个变量,并将其转化为MaxEnt需要的ASCII格式数据。设置模型为双对数(cloglog)输出格式,输出文件类型ASCII和线性(linear)特征。为了提高预测效果的精确性和缩小不确定的水平,在模型中设置10倍交叉验证并重复运行10次,获得平均结果。采用刀切法分析各个环境变量在模型中对潜在地理分布的贡献率,将最优模拟结果在ArcGIS10.0软件中转化并分类,即模型模拟得出的刺槐突瓣细蛾在中国的适宜指数分为4类,即非适生区、低度适生区、中度适生区、高度适生区,最后得到刺槐突瓣细蛾的不同程度适生区分布图。利用2050年和2070年的RCP 8.5气候数据进行投射预测物种的未来分布。用ROC曲线下面积AUC和真实技巧统计法TSS的大小评价MaxEnt生态模型的精确度。【结果】在当前气候条件下,刺槐突瓣细蛾中高度适生区主要集中在山东及其周边省份(辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、安徽、江苏),以及四川和云南局部地区;在未来气候条件下,至2050年,刺槐突瓣细蛾在RCP8.5气候条件下的中高度适生区范围比当前的呈整体扩大且向西南部蔓延,至2070年,在相同气候情景下该虫的适生区范围亦呈整体明显扩大且适生区北界向东北移动。而其与2050年的预测结果相比较,高度适生区小幅度减少。刀切法检测表明:年均降水量、最湿季度降水量、最冷月最低温对刺槐突瓣细蛾的分布影响较大,其中年均降水量适宜值为382.08~1 135.81 mm,最适值为753.85 mm;最湿季度降水量适宜值为241.61~693.86 mm,最适值为464.55 mm;最冷月最低温适宜值为-16.96~6.36 ℃,最适值为-5.5 ℃;AUC和TSS值分别为0.957±0.052和0.8±3.05,表明模型预测准确性极好。【结论】通过预测结果可知,刺槐突瓣细蛾对刺槐构成了重大的威胁,建议相关造林绿化和植物检疫部门高度重视。     

Modeling spatiotemporal distribution of Dipterocarpus turbinatus Gaertn. F in Bangladesh under climate change scenarios

ABSTRACT

Climate change affects plant phenology, spatial distribution, and even extinction of vulnerable species. Dipterocarpus turbinatus, locally known as garjan, is a valuable but vulnerable native tree species of Bangladesh whose spatial distribution under future climate change scenarios is not fully understood. The aim of this study was to examine the effects of present and future climatic scenarios on spatiotemporal distribution of D. turbinatus. We used maximum entropy species distribution modeling to perform the present and future habitat suitability of garjan under different climate scenarios. The representative concentration pathways (RCP) 2.6 and 8.5 were considered for bioclimatic variables from the Global Climate Model – Hadley Global Environment Model 2 Atmosphere-Ocean. The predictive accuracy of the model was more than 97% in both the training and test data. The prediction results suggest that compared to present areas (7624 km²) under moderate habitat class it will be 2755 km² and 1239 km², respectively, in 2050 and 2070 under RCP2.6 scenario and decreases more rapidly under RCP8.5 scenario. Besides, the prediction also indicates that the habitat of the species will shift toward the high altitudinal south-eastern corner of the country whereas local extinction might occur in the north-eastern part during 2070.     

金佛山方竹在黔中竹海森林公园不同类型林地上的造林效果

竹是贵阳市的市树,将贵州省的特色资源金佛山方竹推广应用于黔中竹海森林公园,对体现贵阳市市树竹的价值具有重要意义。文章在黔中竹海森林公园中选择不同类型的林地（火烧迹地、落叶阔叶林下、常绿针叶林下及林间空地）进行金佛山方竹造林试验,结果表明,金佛山方竹造林宜选择2年生实生苗,适宜的乔木林郁闭度为0.3~0.5,栽植后前6年,每年抚育2次,第7年以后可以采笋,笋产量约167~261 kg/667 m²。研究表明,金佛山方竹在黔中竹海森林公园适合的林地中能够生长良好,既能造景又能发展林下采笋经济,值得进一步推广栽植。     

气候变化下森林火灾过火面积预测——以大兴安岭北方森林为例

利用Delta统计降尺度方法解集HadCM3 IPCC SRES A2a和B2a情景下气候基准时段(1961-1990年)与未来不同时段 (21世纪20年化,2010-2039年;21世纪50年代,2040-2069年;21世纪80年代,2070-2099年)的逐月的最高温度、相对湿度、降水和风速数据,结合历史火灾数据、气象资料以及加拿大火险天气指标系统中SSR指标数值的统计相关性,在假设林火动态对当前及未来气候变化具有相同响应方式的基础上,定量和定性相结合预估未来该区北方森林过火面积的变化趋势。结果表明:历史过火面积与SSR均值呈显著线性相关(r,0.16-0.61),SSR增值能作为过火面积增量指标。HadCM3 IPCC SRES A2a和B2a情景下,21世纪大兴安岭地区森林火灾过火面积相对于1961-1990年气候基准值呈显著增加趋势,其中21世纪80年代该区平均过火面积可能会增加1倍。21世纪该区过火面积呈现强烈的季节特征,夏季防火期和秋季防火期的过火面积增长较快,尤其是夏季防火期,A2a情景下21世纪80年代森林火灾过火面积将会增加1.5倍。图4表1参31。     

云南方竹出笋成竹规律

对云南省澜沧县境内分布的云南方竹出笋成竹规律进行了研究。结果表明：云南方竹出笋期为9月下旬至11月上旬，历时约40 d；初期笋的成竹率最高(达91.67%)，末期笋的成竹率最低；新竹秆高、胸径分别集中在3.51~5.00 m和1.51~2.50 cm；末期笋退笋较多，退笋高度主要集中在40 cm以下；引起云南方竹退笋的主要原因是养分供给不足，其退笋数占退笋总数的73.33%；云南方竹的高生长持续70 d左右，呈现出“慢—快—慢”的生长规律。研究结果可为云南方竹的推广应用提供科学依据。     

贵州湄潭县狭叶方竹林群落类型划分与应用评价

为保护与利用狭叶方竹资源,采取作业设计调查法对贵州湄潭县狭叶方竹资源进行普查。根据普查结果,将影响狭叶方竹生长的立地环境因子筛选归类作为划分其群落类型的依据。普查结果显示,狭叶方竹在相似气候条件和中偏碱性土壤上,影响其生长的主导因子为海拔、坡位、坡向、土层厚度和林分上层郁闭度。按有明显影响的海拔、坡位和土层厚度因子将狭叶方竹林区划为6个群落类型区、36个适宜立地类型。在适宜立地类型基础上,结合狭叶方竹对林分上层林木郁闭度的适应性,将狭叶方竹林划分为144个群落类型。对区划的6个群落类型区的狭叶方竹资源现状、经营与利用方式进行了综合评价。     

基于GIS和MaxEnt模型的合江方竹中国潜在分布区预测

探索合江方竹在我国的潜在适生分布区,了解影响其地理分布的主要环境因子,可为开展合江方竹种植区划及引种栽培提供参考。采用最大熵模型（MaxEnt）与地理信息系统（GIS）相结合,基于43个合江方竹地理分布记录和20项环境因子,通过相关分析、刀切法检验、创建分布预测图及因子响应曲线,预测合江方竹的潜在适生区及其适生等级,确定主导环境因子及其阈值,并采用受试者工作特征曲线（ROC）对预测结果进行验证。合江方竹在我国潜在适生区面积约1.88×10⁵ km²,主要分布在川、滇、黔、渝4个省（区）,湛江、海口和漳州临海地区有零星低适生区分布,四川盆地与云贵高原过渡的大娄山地带是合江方竹的高适生区。最干月降水量（bio14）、温差月均值（bio2）、海拔（alt）和年均降水量（bio12）是影响合江方竹分布最主要的环境因子,累计贡献率超过85%,各因子的阈值分别为：18~25 mm、60~72℃、550~1 350 m、1 030~1 160 mm。ROC下的面积（AUC值）达0.996,模拟预测准确性高,结果可信。结果表明,合江方竹具有进一步拓展的空间和可能,其分布主要受降水和温度的影响,适宜生长在温暖湿润且有一定温差的中高山地区。     

云南省澜沧县云南方竹种群结构

采用样方法对云南省澜沧县竹塘乡茨竹河村人为条件影响下生长的云南方竹种群结构进行调查，结果表明：在云南方竹种群年龄结构中Ⅱ龄级所占比例最大，占48.8%，其次为Ⅰ龄级和Ⅲ龄级，分别占调查竹株总数比例的26.5%和18.4%；胸径主要分布范围为2.1~3.5 cm，占总体数量的87.4%；竹株高度则主要分布范围为3.1~12.0 m，占总体数量的87.3%。澜沧县方竹种群年龄结构变化的总体趋势是随着分株年龄的增大，分株在整个种群中所占的比例逐渐减少。云南方竹种群呈增长趋势。