气候变化对荒漠区子午沙鼠(Meriones meridianus)分布格局的影响

气候变化是影响物种分布格局的主要因素之一,研究气候变化对物种分布的影响对于生物多样性保护和生态系统管理具有重要意义。本研究以子午沙鼠(Meriones meridianus Pallas,1773)为对象,通过查阅文献报道和数据库资料的方法,确定了子午沙鼠在国内的51个分布记录区域,并从19个生物气候变量中选取8个生物气候变量,通过MaxEnt模型和ArcGIS软件预测其在1970—2000和未来(2050s)温室气体高浓度和低浓度两种排放路径下分布范围变化。结果表明：受试者工作曲线面积(AUC值)均大于0.830,满足模型精度要求;影响子午沙鼠分布的主要生物气候变量为年平均气温和年降水量,其贡献率分别占65.5%和15.0%;与基准气候情景相比,未来气候情景下子午沙鼠的适宜生境范围总体呈现缩减趋势;年平均温度增高、年降水量增多会显著影响子午沙鼠的分布范围。未来很有必要对环境变化后子午沙鼠的防控策略和生态系统管理模式做出相应调整。     

荒漠区子午沙鼠种群数量动态及其预测

2002-2010年,在内蒙古阿拉善荒漠区采用铗日法对禁牧区和轮牧区子午沙鼠(Meriones meridianus)种群数量进行调查,分析子午沙鼠种群数量的季节和年间变动规律,同时利用线性回归分析进行种群预测.结果表明,9年共捕获子午沙鼠2 360只,占总捕获量的39.68%,说明子午沙鼠为该地区的优势鼠种.在轮牧区...     

气候变化下三裂叶豚草在新疆的潜在地理分布

明确有害入侵种在区域尺度上的潜在分布及其对气候变化的响应对入侵种的预警和具体防控意义重大。三裂叶豚草是全球公认的恶性入侵杂草,目前已经大面积入侵“一带一路”中亚枢纽—新疆伊犁河谷。为有效防控三裂叶豚草在新疆的扩散蔓延,本研究基于最大熵模型,预测了当前及未来两种气候情景（RCP4.5, RCP8.5）下2050s和2070s时期三裂叶豚草在新疆的潜在分布及变化趋势。结果表明：当前气候下三裂叶豚草在新疆的总适生面积达24.01万km²,约占全疆面积的14%,在RCP4.5情景下,至2050s、2070s时期将分别增至37.36万和39.23万km²;在RCP8.5情景下,将分别增至39.45万和42.94万km²。在未来两种气候情景下,随着时间的推移,潜在适生区总体均呈现向北增加转移的趋势,减少区域主要集中在准噶尔盆地。所有环境因子中,与降水相关的因子总贡献率为40.1%,与温度相关的因子总贡献率56.0%,其中最干月降水（36.2%）、温度季节性变化标准差（29.1%）是对三裂叶豚草分布贡献率较高的环境因子。耕地和建设用地是三裂叶豚草入侵风险最高的区域。建议管理的重点除了放在已预测到的适生区内,还应特别关注农田、草场、道路两侧这些人畜扰动大、水分充足的区域。     

气候变化对中国梅花鹿潜在栖息地影响

研究表明,气候变化将会使生物多样性降低甚至是物种灭绝。研究气候变化对物种栖息地的影响,对未来研究物种多样性和保护生态系统功能完整性提供实践意义。以梅花鹿(Cervus nippon)为研究对象,将23个环境因子通过去相关性后得到8个环境因子,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟了梅花鹿基准气候条件下在中国潜在生境分布,并预测了ssp245和ssp585两种气候变化情景下2021—2040年(2030s)、2041—2060年(2050s)、2061—2080年(2070s)梅花鹿潜在分布。23个环境因子中,对3个不同的梅花鹿亚种,降水季节性、海拔、最干月降水量这3个因子是影响梅花鹿生境分布的主要因子。基准气候条件下,梅花鹿的潜在生境面积占总研究区域总面积的3.72%。随着时间的推移,研究区内梅花鹿东北亚种当前潜在生境面积明显增加,其中ssp585情景增加程度大于ssp245情景。在ssp585情景2050s阶段,总潜在生境面积将增加524.79%;梅花鹿华南亚种当前潜在生境面积明显减少,在ssp585情景下,梅花鹿适宜生境面积减小幅度将大于ssp245情景下梅花鹿适宜生境面积减小幅度,其在相应阶段分别减少77.61%、96.29%和93.62%。适宜生境逐渐消失。梅花鹿四川亚种在ssp245、ssp585两种情景下,适宜生境面积变动较小,并且都有5%—10%的新增适宜生境。     

典型草原建群种长芒草(Stipa bungeana)在中国的潜在分布范围预测及主要影响因子分析

以广泛分布在中国北方典型草原的建群种长芒草为研究对象,利用Maxent模型对长芒草在中国当前及未来气候变化下的潜在分布区进行预测并对主要影响其分布的环境变量进行分析,结果表明,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)对模型精度进行检验所得到的训练数据与测试数据的受试者工作特征曲线面积(areaunder ROC curve,AUC)分别为0.962和0.950,表明模型预测结果可靠,当前中国长芒草高适宜性分布区主要有5个,分别为黄土高原分布区、泰山-沂蒙山分布区、横断山分布区、藏南谷地分布区及天山分布区。在RCP2.6(representative concentration pathways 2.6)和RCP8.5(representative concentration pathways 8.5)两种气候情景模式下预测得到的2070年长芒草最适宜的潜在分布区有逐渐缩小的趋势。Jackknife检验对主导环境变量的筛选结果显示,影响长芒草分布的主要环境变量有地形粗糙度指数(terrain roughness index,tri)、9月降水量(precipitation 09,prec09)、气候湿度指数(climatic moisture index,topowi)、2月最高温度(maximum temperature 02,tmax02)、12月降水量(precipitation 12,prec12)和12月平均温度(average temperature 12,tavg12)。结果可为气候变化背景下中国典型草原的可持续管理提供科学依据。     

紫茎泽兰潜在分布对气候变化响应的研究

紫茎泽兰的生态适应性强,是我国外来入侵物种中危害最为严重的恶性杂草。研究紫茎泽兰的适生性特征及对全球气候变化的响应规律是制定防控策略的重要基础,为此,本研究采用了将生态位因子分析(ENFA)与最大熵模型(MaxEnt)嵌套的方法,首先通过ENFA对环境因子进行降维,利用降维后的环境因子以及当前及A1b情景的未来气候数据,根据最大熵模型(MaxEnt)预测紫茎泽兰的潜在分布,并使用ROC曲线分析对预测结果进行评价。结果显示,当前气候情景下,紫茎泽兰的分布区以云南、贵州、广西等省为主;未来A1b情景下,易入侵等级(入侵概率为0.6~1.0)的区域面积将会由当前的12.82 km²增加至2080s的21.30 km²,中心点将由当前位置向西南方向移动61 km;而其中高入侵概率等级(入侵概率为0.8~1.0)的区域面积将由当前的0.42 km²增加至2080s的0.91 km², 中心点将由当前位置向东南方向移动178.66 km。根据当前及未来A1b气候情景下紫茎泽兰潜在分布情况,并根据不同入侵等级区域采取相应的防除治理措施,将对紫茎泽兰的综合治理具有重要指导意义。     

未来气候情景下中国3种百里香地理分布预测

百里香属植物在生态修复、荒漠化治理、水土保持等方面具有重要应用价值。近年来,野生百里香属资源急剧减少,因此摸清不同种百里香的分布范围以及未来气候变化背景下的生境变化,对于百里香属种质资源保护十分重要。针对这一问题,本文采用最大熵模型(MaxEnt),结合数字标本馆等相关信息,探究当前气候情景下百里香、亚洲百里香、展毛地椒的分布范围,预测在低CO₂排放和高CO₂排放2种未来气候情景下不同种不同类型生境范围的变化。结果表明：(1)限制百里香和展毛地椒在中国分布的主要气候变量是温度季节性变化标准差、最暖月最高温度、最干季度平均温度和年降水量;限制亚洲百里香分布的主要气候变量是温度季节性变化标准差、最暖月最高温度、最湿季度平均温度、最干季度平均温度。(2)不同种的适宜气候范围不同。展毛地椒适宜气候范围最广,温度季节性变化标准差860～1600、最暖月最高温度22～31℃、最干季平均温度-13～7℃,年降水量180～890 mm;百里香适宜气候范围最窄,温度季节性变化标准差790～1700,最暖月最高温度23～30℃,最干季平均温度-13～3℃,年降水...     

基于MaxEnt模型和不同气候变化情景的单叶蔓荆潜在地理分布预测

单叶蔓荆为我国常用中药蔓荆子的来源之一,不仅具有良好的药用价值,还具有很高的生态效益,能很好地防风固沙和保持水土。预测气候变化对该物种分布范围的影响可以为单叶蔓荆的可持续利用提供科学基础和参考依据。本研究利用获得的单叶蔓荆126个地理分布记录和22个环境因子,利用MaxEnt模型分析了单叶蔓荆在我国全国范围内的潜在地理分布,并基于该模型预测了4种气候情景下21世纪50和70年代单叶蔓荆分布范围。结果表明,最大熵模型预测单叶蔓荆潜在生境分布的精度较高(接收者操作特征曲线下方的平均面积为0.988),海拔、平均气温日较差、最冷季度降水量和最干月份降水量是影响单叶蔓荆分布的主要气候因子。由模型预测可知,在4种气候情景下,单叶蔓荆在全国适宜生境和低适宜生境的数量均有不同幅度的增加,适宜生境增加较快,低适宜生境增加缓慢;到2050s阶段,适宜生境比例由当前的5.03%分别上升到15.88%、17.00%、17.59%和23.11%;低适宜生境比例由当前的8.86%分别上升到11.09%、10.31%、11.53%和12.96%;到2070s阶段,适宜生境比例分别上升到21.22%、22.21%、24.57%和30.66%;低适宜生境比例分别上升到11.85%、12.07%、13.99%和14.66%。空间分布上,单叶蔓荆的适宜生境和低适宜生境的范围及几何中心都由沿海地区向内陆扩散;湖南和江西两省的适宜生境比例增长较快,尤其在四川境内,当前只有很小比例的低适宜生境,随着气候的变化,低适宜生境面积有所上升,并且适宜生境开始出现且增长速度较快。     

玛曲县高原鼠兔地理分布预测及其对气候变化的潜在响应

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是高寒草地生态系统中的关键物种,对于维系草地生物多样性有着重要的作用。认识高原鼠兔的空间分布及其影响因子,对了解其栖息地的选择和在生态系统中的作用有重要意义。利用甘肃省玛曲县当前高原鼠兔90个分布点数据和27个环境因子数据以及BIOMOD2软件包中的10个物种分布模型,预测了当前和RCP(Representative Concentration Pathways)2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5等4种排放情景下未来2050s和2070s时间段玛曲县高原鼠兔潜在分布范围。结果发现,在10个模型中,随机森林(Random Forest,RF)表现最佳,表面分布区分室模型(Surface Range Envelop,SRE)最差;在气候因子中最湿季平均气温(Bio8因子)重要值最高,对高原鼠兔栖息地的选择影响最为显著。     

当前(1970—2000)与未来气候变化情境下中国醉马芨芨草潜在分布预测

醉马芨芨草(Achnatherum inebrians)是我国西北、华北地区严重危害草地畜牧业和生态安全的主要毒害草之一,但其在药用、造纸、脱毒后饲用等方面有一定利用价值。本研究利用优化的MaxEnt模型预测了当前(1970—2000年)条件下和未来(2050 s和2070 s)4种气候变化情景下的醉马芨芨草潜在分布。结果显示：影响当前醉马芨芨草分布的关键环境变量与其适生阈值为12月平均最高气温(—7.5～7.9℃)、海拔(1 053.8～4 590.9 m)、最冷季降水量(1.6～24.6 mm)和降水量变异系数(25.5～111.5);当前醉马芨芨草主要分布于新疆、西藏、四川、青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西和山西等省区;在未来4种气候情景下,醉马芨芨草适生区面积均会增加,并向高纬度和高海拔地区迁移。研究为醉马芨芨草的防治和资源利用、草地生态学研究和草地放牧管理提供了理论依据和参考。     

气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区预测

扁蓿豆（Medicago ruthenica）是我国北方地区重要的豆科饲草资源,在草地改良、人工草地建设及生态修复等方面起重要作用,研究气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区分布对其种植区划及种质资源保护具有重要意义。本研究采用最大熵模型（MaxEnt）预测了气候变化背景下扁蓿豆的适宜性生境分布区域及影响其分布的主导气候因子。结果表明,当前气候背景下我国扁蓿豆的适生区主要集中在内蒙古、黑龙江、新疆、甘肃、四川、西藏、吉林、陕西、云南、河北、青海中东部、山西、辽宁、山东东部、河南西北部、宁夏等地区;影响当代扁蓿豆适生区分布的主导因子是最干旱月降水量（bio14）、最冷季度降水量（bio19）、最湿润月降水量（bio13）、最热季度平均温度（bio10）;间冰期我国扁蓿豆的适生区较大,分布范围较广,而最佳适生区较小,仅占4.79%,从末次冰期冰盛期开始到未来CCSM4-rps26-2070等5个气候情景下我国扁蓿豆的适生区总面积较间冰期变小,而最佳适生区面积增加,5个气候情景的适生区面积和范围变化较小,受气候变化影响相对较弱。     

气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响

为确定气候变化对高寒草甸分布范围的影响,以Holdridge生命地带性分类系统,采用A1、A2、B1、B2气候变化情景,分析了气候变化对我国高寒草甸潜在适宜气候分布范围的影响.结果显示:气候变化下,高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围将减少,新适宜气候分布范围将增加,总的适宜气候分布范围变化不大,其中A1、A2情景下变化较大,B1、B2气候情景下变化较小;高寒草甸在基准情景下适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数都将减少,新适宜气候扩展范围的最小、最大值与中位数将增加,总的适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数变化不大;高寒草甸基准情景下适宜气候分布区南部范围将缩小,新的适宜气候分布范围将主要朝西部和西北部方向扩展,其中A1情景下变化最大,B1情景下变化较小;高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围和新的适宜气候分布范围与我国年均气温变化和年降水量变化呈现正相关性.从而预测,气候变化使高寒草甸在基准情景下的气候分布范围将减小,新的适宜分布范围将扩大,空间分布格局将发生改变.     

气候变化背景下川西北高原多年生垂穗披碱草种植适生区分布预测

本文以川西北高原主要栽种的多年生禾本科属垂穗披碱草（Elymus nutans）为研究对象,利用生态位模型（MaxEnt）模拟分析影响多年生垂穗披碱草种植的主要气候因子,预测当前及未来气候变化情景下的适生区分布格局。结果显示：湿润指数、≥ 0℃积温、等温性、气温年较差是影响川西北高原多年生垂穗披碱草分布的4个主要气候因子,其适宜值范围分别为>48.60,1 118.20℃·d~2 350.50℃·d,>36.10%,31.40℃~36.20℃。构建模型训练数据的受试者工作曲线下面积（Area under curve,AUC）值均大于0.85,测试数据AUC值均大于0.90,达到良好和极好的水平。气候变暖背景下,从当前到未来（21世纪80年代）,川西北高原多年生垂穗披碱草的潜在分布气候适宜区面积将增加52.70%,海拔将升高252 m。本研究可为维持草地生态系统稳定、推动沙化治理乃至农牧业产业结构调整提供科学决策依据。     

气候变化对蒙古莸潜在适生区的影响

蒙古莸(Caryopteris mongolica)是干旱半干旱区具有较高经济价值和生态价值的小灌木,其地理分布范围日渐缩小,成为濒危植物。为了探究蒙古莸地理分布格局形成演化过程,以蒙古莸49个分布点的环境因子数据为变量,通过建立MaxEnt生态位模型,探明影响蒙古莸地理分布的主要环境因子,模拟蒙古莸在当代和未来的潜在地理分布,结果表明：最冷季度降水量、最冷季度平均温、年平均气温、季节性降水量变异系数是影响蒙古莸分布的主要生态因子;适宜蒙古莸存活的年平均气温为2.26℃～8.90℃,最干季度平均温为-15.31℃～-5.02℃,最冷季度降水量为1.42～9.97 mm;未来气候变化条件下,蒙古莸潜在分布区面积呈增加趋势;蒙古莸分布核心区域的变化受到年均降水量和温度影响,在RCP 4.5气候变化情景下向北迁移。RCP 8.5气候变化情景下先向东北方向迁移之后沿原途径返回。     

气候变化对藏药独一味适生区分布格局的影响

本研究通过实地调查,运用最大熵(MaxEnt)模型和环境气候数据模拟未来气候变化对青藏高原地区藏药独一味(Lamiophlomis rotata(Benth.)Kudo)适生区空间分布格局的影响,探索其适生区变迁规律.通过ArcGIS和SPSS对模拟结果分析显示,当前气候条件下独一味最适宜生长地区主要分布于青藏高原地区...     

中国潜在自然植被NPP时空分布格局变化及其对气候和地形的响应

综合顺序分类系统(Comprehensive and Sequential Classification System,CSCS)作为一种开放式、能划分全世界潜在自然植被类型的分类系统,对全球自然植被的宏观认知和自然植被资源的适度利用与科学管理有着重要的指导意义。研究基于CSCS理论,利用中国1982-2012年的气象数据(温度和降水量)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)数据以及改进型CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型模拟中国潜在自然植被NPP及其时空分布格局,并分析其对气候和地形的响应模式。研究结果表明:31年来中国潜在自然植被NPP总体上随着时间的推移呈现递增趋势,其在空间上的分布格局体现了明显的异质性,各CSCS类及类组的NPP差异较大;中国潜在自然植被NPP基本与温度、降水量和太阳辐射的时空变化保持一致,且随着高程、坡度和坡向的增加呈现出增加、降低和增加的趋势;各CSCS类型的NPP总体上体现了自然植被所需水热条件的水平和垂直地带性分布规律,与CSCS分类检索图保持一致性。研究结果对CSCS和全球变化的交叉研究具有一定的促进作用。     

基于Biomod2组合模型预测青藏高原特有属扇穗茅属物种的潜在分布

为研究扇穗茅属（Littledalea）在青藏高的分布区及影响其分布范围的因子,本研究通过野外采样,利用Biomod2组合模型预测扇穗茅属3个物种（寡穗茅（Littledalea przevalskyi）,藏扇穗茅（Littledalea tibetica）,扇穗茅（Littledalea racemosa））地理分布格局及限制因子。研究结果表明：扇穗茅（L. racemosa）潜在适生区位于西藏自治区南部、四川西南部,分布面积最大（17.792万km²）;藏扇穗茅（L.tibetica）适生区面积最小（9.019万km²）,位于青海省南部、西藏自治区北部;寡穗茅（L.przevalskyi）分布于甘肃省西南部、青海省北部（15.783万km²）。当前生境环境气候影响扇穗茅属物种分布相对重要性较高的生态因子有7个,海拔（Altitude）因子影响最高。相比该属当前物种潜在分布,在未来2种温室气体排放情景下（2050年和2100年、RCP4.5和RCP8.5）,寡穗茅和扇穗茅适生区面积显著增加,特别是藏北高原那曲及玉树等地,而藏扇穗茅适生区整体缩小,未来气候变化可能对该属藏扇穗茅潜在分布的威胁最大。