气候变暖背景下柑橘木虱在中国的适生区变化

为明确气候变暖背景下柑橘木虱Diaphorina citri在中国的适生区变化趋势,通过对影响柑橘木虱分布的关键气候环境变量进行筛选,并基于其在中国的历史分布数据,利用最大熵MaxEnt模型分析过去50年间气候变暖对柑橘木虱在中国的适生区变化趋势的影响。结果表明,影响柑橘木虱适生区的6个主要气候环境变量是最冷季节降水量、最冷季节平均温度、冬季日平均气温小于等于-5℃的日数、温度季节性变化标准差、最暖月最高温度以及8月日平均气温大于30℃的日数。受气候变暖影响,20世纪60年代至21世纪初,柑橘木虱在我国的总适生区、中适生区和高适生区分布面积呈明显扩大趋势,高适生区扩大趋势较中适生区更为明显。其中高适生区在广西、贵州、湖南、江西、湖北、安徽和浙江等省区增加明显;中适生区在云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江西和江苏等省市增加明显;低适生区的总体面积虽然在减少,却是由于中、高适生区北移造成的,且湖北省、四川省、重庆市和江苏省的北部部分地区由原来的不适生区转为低适生区。表明气候变暖导致我国气候更加适宜柑橘木虱生存,高适生区、中适生区和低适生区的北界都在北移,而其传播的柑橘黄龙病扩散风险加大,需要给予足够的重视。     

西北干旱区白刺属植物适生环境的模拟分析

白刺属(Nitraria L.)植物是古地中海第三纪孑遗植物,对我国西北干旱、半干旱地区具有极高的生态效益。本研究基于MaxEnt模型和ArcGIS软件及其SDM工具箱预测了过去到未来不同时期下白刺属6个物种在我国的潜在适生区及其迁移路线,以期为该属植物的保护及资源利用方面提供一定的理论依据。结果表明:白刺属植物当代在我国的高适生区面积占我国国土总面积的6.32%,主要集中在宁夏北部、内蒙古南部和新疆西部地区。与过去相比,白刺属植物的潜在高适生区在当代减少了1.68%。与当代相比,白刺属植物高适生区预测面积在2070年(RCP4.5)气候情景下减少了0.13%,在2070年(RCP8.5)气候情景下增加了1.61%,主要集中在甘肃东南部和宁夏地区;白刺属植物在我国潜在适生区的主导环境因子是最冷月最低温(bio6);最冷季度的平均降水量(bio19)和年均温(bio1)是影响白刺属潜在地理分布的主要环境因子;白刺属植物在末次间冰期(LIG)、末次冰盛期(LGM)、当代及2070年(RCP4.5和RCP8.5)均有向青海等高海拔地区迁移的趋势。     

板栗树种在中国水土流失区的分布及其环境因子

[目的] 在当前气候背景下预测板栗树种在中国的空间分布和生态特征,为板栗树种的合理引种、产业持续发展以及在水土流失地区的应用提供理论支撑。[方法] 基于261个分布点和40个环境变量,利用MaxEnt模型预测板栗树种的潜在地理分布并确定影响其分布的主要环境因子。通过对比国家级水土流失区和板栗树种的潜在分布确定其应用范围。[结果] 年均降水量、年平均温度、表层土壤酸碱度、平均日温差和温度季节变化方差5个环境变量对板栗树种适生区的分布贡献较大,累积贡献率在83%以上。同时板栗树种喜水怕涝,适合在酸性土壤中生长。潜在适生区面积总计为2.92×10⁶ km²,约占国土总面积的30.46%,其中高度适生区主要分布在四川省和云南省的东北部,湖北省、湖南省和江西省的大部分地区,陕西省、河南省、安徽省、浙江省和山东省的部分地区。中度适生区分布以高度适生区为中心向外扩展。[结论] 对比中国水土流失重点预防和重点治理区,除青藏地区、西北地区和东北地区不太适宜板栗树种的引种外,在其他水土流失区都可以考虑选择板栗树种作为水土保持的经济树种。基于MaxEnt模型的板栗树种潜在分布预测拓展了人们对板栗树种分布和生态特征的认识,同时为水土保持功能区的树种选择提供了科学依据。     

基于MaxEnt分析金钱松适生的生物气候特征

[目的]利用MaxEnt模型分析金钱松适生的生物气候特征,为金钱松林业生产提供科学依据.[方法]从我国4个标本馆获取金钱松43个标本记录数据,并从WorldClim网站下载1950-2000年生物气候数据,用最大熵模型(MaxEnt)模拟金钱松的地理分布,检测其生物气候主导因子及其适宜值.[结果]金钱松最适宜(分布值为0.73 ～1.0)分布的地区是湖南东部、湖北东南部、江西的东北部、安徽的南部、浙江西北部和其东部沿海地区,其余具分布值0.37 ～0.73的区域是以上这些高分布值区域的向外连续延伸.刀切法检测表明:冷季均温、干季均温、暖季降雨量对金钱松的分布影响较大,其中冷季均温适宜值为1.15～8.1℃,最适值为4.62℃;干季均温适宜值为2.7 ～11.9℃,最适值为7.3℃;暖季降雨量适宜值为45.6～734.4 mm,最适值为546.9 mm.[结论]MaxEnt模拟可信度较高,精确反映出金钱松的地理分布范围,并阐明主导其分布的3个生物气候因子,揭示金钱松在地理分布上所需的定量生物气候条件.     

基于GARP和MaxEnt的云杉矮槲寄生分布区的预测

云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)是一种寄生性种子植物,主要寄生于云杉属植物,近年来对我国“三江源”地区的云杉天然林和次生林造成严重危害。本研究利用GARP和MaxEnt生态位模型,基于已报道的云杉矮槲寄生分布点的数据,对其在中国的分布区进行了预测和分析,并采用ROC曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明:GARP模型预测的分布范围较广,MaxEnt内部层次更细致,为得到最佳结果,将2个模型的预测结果赋予一定的权重(4:1)从而获得最佳结果;ROC曲线评价结果表明,GARP-MaxEnt模型的AUC值为0.937,达到了极高的精度。通过该模型预测可见,云杉矮槲寄生在中国的适生区主要集中在青海、甘肃、四川和西藏地区,其中青海、甘肃、四川交界区域为云杉矮槲寄生的极度适宜分布区。本研究结果有利于全面了解云杉矮槲寄生的分布范围,对云杉矮槲寄生害的调查与监测以及制定科学防治策略具有重要的理论指导意义。      

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。     

检疫性害虫中对长小蠹在中国的适生区

【目的】中对长小蠹是一种已在我国海南建立种群的外来有害生物,预测其在中国的潜在入侵分布区,可为阻断其传播和早期监测提供参考。【方法】基于我国动植物检验检疫信息资源平台,对中对长小蠹在我国入境口岸的截获记录进行检索和统计。根据中对长小蠹现有分布记录,选取2组(5个环境变量和9个环境变量)相关性的气候变量,将中对长小蠹的本土生态空间与中国的生态空间进行对比,测试其在我国入侵过程中生态位保守性,然后基于2组环境变量在本土中美洲地区分别构建生态位模型,将其转移至我国和世界其他国家和地区来检测模型,并预测其在我国的适宜生态空间和潜在分布区。【结果】我国中对长小蠹的截获主要在长三角和珠三角地口岸,从木制品进口中截获。生态空间比对发现中对长小蠹在我国与其本土所占有的生态空间具有较大的重叠,其在我国的入侵过程中的生态位是保守的,然而与本土空间相比,我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺,表明中对长小蠹在我国的潜在入侵风险较大。在生态位模型预测中,与基于9个环境变量模型的预测相比较,基于5个环境变量的模型预测较为保守,基于2组变量的模型结果均显示中对长小蠹的适生区主要分布于中美洲、南美洲中部、非洲中部、澳洲北部和亚洲中部以及东南亚地区。中对长小蠹在我国的适生区主要在海南、台湾、广东等地,此外云南和广西南部等地的适生性亦较高。【结论】中对长小蠹在我国海南、台湾、广东等大部分地区存在入侵风险。本次预测结果与当前分布范围一致,这些潜在分布区多聚集在沿海地区,贸易活动频繁,有利于该害虫在入侵地建立种群并扩散;这些高风险地区应开展预警与监测,防止其从海南向大陆扩张或二次入侵。综合潜在分布分析和截获记录统计,我国广东珠江三角地区入侵风险最高,需要密切监控。     

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。     

气候变化下濒危树种华榛的潜在适生区预测

[目的]探究华榛(Corylus chinensis?Franch.)地理分布格局随气候的变化趋势,划分不同等级的华榛适生区,为华榛的保护利用提供科学依据.[方法]本研究基于华榛83条现代分布记录信息和筛选后的18个环境变量数据,采用物种分布模型中的最大熵模型(MaxEnt)模拟华榛末次间冰期以来6个时期的潜在分布区....     

基于MaxEnt生态软件划分澳洲坚果的潜在地理适生区

[目的]对澳洲坚果在中国的潜在分布区进行预测,并对其适生区进行分析和划分。[方法]通过收集澳洲坚果的地理信息数据,利用最大熵模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),综合相关19项气候因子,预测划定澳洲坚果在世界以及我国的潜在地理分布区。[结果]该物种生长区域狭窄,对环境要求苛刻。世界范围内,澳洲坚果的较适宜生长区在澳洲东部、南美洲东南部和马达加斯加岛东部以及亚洲地区23°26'~30°N,73°~122°E范围内。在我国,澳洲坚果适宜分布区主要集中在西藏、台湾、广西、广东和云南等地,其高适宜区面积依次为西藏(15 359km~2),台湾(14 054 km~2),广西(7 372 km~2),广东(6 147 km~2)和云南(3 776 km~2)。刀切法(Jackknife)分析显示,澳洲坚果分布主要受到极端最高温、年均气温变化范围、最干月降雨量、温度季节性变化和等温性等气象因子的影响。[结论]本研究用MaxEnt模拟澳洲坚果的潜在地理分布有一定的准确性,划分出了澳洲坚果基本的地理分布格局和潜在分布区域,并阐明了主导其地理分布的生物气候因子,为澳洲坚果尤其是在我国的引种和推广应用提供了参考。