RCP8.5情景下气候变化对四川省猕猴桃溃疡病病菌地理分布的影响

基于当前和RCP8.5情景,选用最大熵(MaxEnt)模型对猕猴桃溃疡病病菌(Pseudomonas syringae pv.actinidiae)在四川省的潜在分布区进行预测,并分析21世纪30年代、50年代、70年代和80年代的适生区变化。结果表明,利用ROC曲线对模型模拟的准确度进行评价,训练数据和测试数据AUC分别介于0.915～0.970、0.924～0.956之间,预测结果准确。当前气候条件下,猕猴桃溃疡病病菌在四川省的高适生区主要位于成都市、德阳市、绵阳市、广元市、巴中市、达州市和雅安市,中适生区在四川省21地市(州)均有分布。RCP8.5情景下,与当前情景相比,高适生区和低适生区面积均显著增加,中适生区面积先增加后减少,不同适生区几何中心位置和迁移规律均有所不同,但总体上均向北移动。     

腐烂茎线虫在山西省的适生区预测

根据腐烂茎线虫已知分布区域及相关环境变量数据,采用MaxEnt和ArcGIS物种适生性分析软件,对当前和未来环境条件下腐烂茎线虫在山西省的适生区域进行预测.结果表明:当前气候条件下,腐烂茎线虫的适生区面积占山西总面积的89.2%,其中,高度、中度和低度适生区的面积分别占全省总面积的34.3%、32.1%和22.8%,高度适生区包括9个市82个县(市、区);在两种代表性浓度路径(RCP)2.6和8.5预测下,未来2050和2070年腐烂茎线虫总适生区的面积占比均有所增加,其中,在RCP2.6气候情景下,2050和2070年高度适生区面积占比分别增加11.4%和15.7%,而在RCP8.5气候情景下,分别增加46.6%和59.2%.MaxEnt模型的预测曲线下面积的均值为0.909,说明预测结果准确度较高.年均温、最冷季平均温、最暖季降雨量、温度季节性变化方差和最冷季降雨量是腐烂茎线虫在山西扩散的主要影响因子,相关部门应加强对其潜在适生区的监测.     

气候背景下林麝适宜生境的最大熵模型（MaxEnt）研究

基于公开发表的林麝(Moschus berezovskii)在中国范围内地理分布数据和生境气候数据,利用刀切法提取影响林麝存在概率的关键气象因子,并运用MaxEnt模型与ArcGIS软件分析不同情景下林麝在中国的适生范围。结果表明,最暖季降水量、最干季均温、最湿季降水量、年均温、季节性温差、最湿季均温、最暖季均温、最干季降水量8个关键气候因子对林麝的分布有重要影响;利用受试者工作特征曲线检验林麝生境范围预测模型,得出模型预测结果达到优秀水平(AUC=0.993)。当前气候情景下,林麝生境适宜区主要分布在腾冲-漠河线以南,适宜生境面积为4.13×10⁶km²,占中国国土面积的43%;RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种未来气候情景下,至2050s(2040—2059年)林麝高、中、低适生面积均有所减少,其中低适生面积减幅最大(达到50%);2080s(2070—2089年)较2050s,RCP2.6和RCP4.5情景下林麝高、中、低适生面积有所增加,RCP8.5情景下则有所减少。以平原、丘陵地貌为主的林麝适生区东南区域,对未来气候条件的...     

基于MaxEnt模型的紫椿适生区预测

气候变化通过改变物种的生境进而影响生物多样性。紫椿是一种具有高生态、经济、药用价值的用材树种,在我国与其他香椿属物种一起被称为“中国桃花心木”。了解该物种对生境要求、评价其生境质量、预测其适生区分布有助于紫椿的保护、引种及其人工林的发展。MaxEnt模型的优点在于能利用现存不完整、小样本、离散型分布数据构建物种适生区预测模型,且用受试者工作曲线下面积(AUC)检验预测模型的精度,面积越大精度越高。研究应用紫椿在云南分布数据及MaxEnt软件构建其适生区分布模型,结果表明:适生区分布模型平均训练AUC和平均测试AUC分别为0.959和0.818,说明对紫椿适生区的预测是可靠的;温度季节性变化的标准差、最冷月最低温(℃)、最干季度平均温度(℃)、最冷季度降水量(mm)、年均温变化范围是决定紫椿适生区分布的重要因素。对当代和未来(21世纪50年代,21世纪70年代)气候变暖条件下(RCP2.6情景)的紫椿在云南省和全国适生区面积进行了计算,结果直观、定量反映了气候变化下紫椿适生区的变迁,预测云南省及全国的紫椿适生区随全球变暖而萎缩。      

未来气候变化对贵州红心猕猴桃种植气候适宜性的影响

利用1986—2005年气象站点观测数据以及2016—2100年气候预估数据,分析RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下2016—2100年贵州红心猕猴桃种植气候适宜性变化特征。结果表明:与1986—2005年相比,除RCP8.5情景下2081—2100年外,未来其他情景下各时期红心猕猴桃种植气候适宜性整体呈增加趋势;高适宜区和中适宜区面积和比例增加突出,低适宜区和不适宜区面积和比例下降明显;各时期红心猕猴桃种植气候适宜性变化空间异质性突出;未来气候变化影响下各气温因子和年降水量对红心猕猴桃种植气候适宜性变化影响存在差异。     

气候变化对油松潜在地理分布时空格局的影响

根据110个分布点数据和19个环境变量,利用MaxEnt模型模拟气候变化下油松的潜在地理分布的时空格局及其主要影响因子.结果表明:不同气候背景下,MaxEnt模型均取得良好的预测效果;在不同浓度温室气体排放情景下,对预测结果贡献较大的环境因子为年均温、平均日温差、温度季节变化方差和年降水量.当前油松高度适生区主要分布在山东、河北、山西、河南、陕西、宁夏南部、湖北北部、辽宁沿海和甘肃东南部等地区;中度适生区分布以高度适生区为中心向外扩展,同时长江流域的沿途各省区都具有一定的适宜油松分布的条件.除RCP 2.6情景下油松的高度适生区面积有所下降外,未来其分布面积整体将呈现持续增加的趋势,未来江苏和贵州两省将成为油松种植的潜在区域.     

基于MaxEnt模型的绞股蓝潜在适生区预测

【目的】研究药食同源植物绞股蓝在全国范围的潜在分布情况,旨在为绞股蓝的引种及种植推广工作提供依据。【方法】结合绞股蓝地理分布数据和生物气候变量,利用ArcGIS 10.3及MaxEnt模型预测该物种当前在全国的潜在分布区,基于Jackknife检验法和Pearson相关分析,筛选影响绞股蓝生长的关键环境因子,并探讨在未来气候下即中低排放（PCR4.5）和高排放（PCR8.5）气候情景下的分布格局。【结果】预测结果与实际拟合度较高。Jackknife检验结果显示年降水量、最干月降水量和最冷月最低温度是影响绞股蓝分布的主要气候因子,累积贡献率达92.9%;最适宜绞股蓝生长的年降水量在960～2220 mm,最干月降水量>10 mm,最冷月气温在-5～8℃。当前绞股蓝主要分布于我国南方,适宜区面积为218.3万km2,极适宜区和高适宜区在大巴山—武陵山山区和长江中下游平原形成两大核心区。在未来气候下,至2050年绞股蓝适生区总面积变化较小但不同等级适生区面积变化明显,适生区北至点自山东半岛向高纬地区延伸至辽宁半岛。在RCP4.5气候情景下,极、高适宜区面积分别从当前25.1万和46.1万km2增加至42.9万和61.3万km2,中、低适宜区面积分别减少4.2万和12.0万km2;在RCP8.5气候情景下,极、高适宜区面积将分别增加至60.3万和65.9万km2,中、低适宜区面积进一步减少;两种气候情景下适宜区的重心向东北移动,其中极适宜区东移明显,在RCP4.5气候情景下东移115.4 km,在RCP8.5气候情景下进一步东移195.1 km。【建议】基于地理信息技术加强中药农业的区划研究,建立最佳种植适宜区;建立政企研合作发展机制,科学有效地推动种植规模化和产业现代化。     

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...     

气候变化下槟榔的地理分布及未来适生区预测

我国南药之一、药食两用的热带植物槟榔,其药理作用丰富,临床应用广泛。根据槟榔现有的分布记录及气象数据,利用最大熵模型MaxEnt和ArcGIS预测气候变化背景下的槟榔在我国适宜性生长区域,为其种植栽培和开发利用提供理论依据。3个时期(1970—2000年、2040—2060年、2061—2080年)不同碳排放情景下(RCP2.6、RCP8.5)的模拟预测结果精度均值都达到了0.990,结果可信度极高。槟榔适生区总面积在RCP2.6情境下呈下降趋势,在RCP8.5情境下呈上升趋势;贡献率和影响力最大的气候因子为最热季降雨量,符合槟榔的生态习性;集中分布区域主要在琼、粤、桂、滇南、台等地区。     

基于MaxEnt模型的巴西烟草全球适生区预测研究

【目的】明确巴西烟草在当前以及未来气候条件下全球范围内适生区的分布和变化情况，为合理布局优质烟叶生产、实现烟草可持续发展提供理论依据。【方法】基于巴西烟草地理分布数据以及当前和未来世界生物气候信息，利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件分别预测了当前和未来气候条件下巴西烟草在全球范围内的适生区。【结果】MaxEnt模型训练集和测试集的AUC值分别为0.979和0.966，预测结果的精度较高；等温性(bio3)、年降水量(bio12)、最暖月最高温度(bio5)和最暖季降水量(bio18)是影响巴西烟草潜在分布区的关键生物气候变量。当前气候条件下巴西烟草的适生区主要分布于非洲中部、南美洲、北美洲南部、亚洲和澳大利亚的部分地区；与当前气候条件相比，未来气候条件下，巴西烟草在SSP1-2.6情景下的适生区面积减少、在SSP5-8.5情景下的适生区面积增加。【结论】在未来气候条件下，巴西烟草的全球适生区有向低纬度地区迁移的趋势。     

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。     

基于优化后的MaxEnt模型对珍贵藏药桃儿七潜在适生区分析

利用MaxEnt模型(基于R平台ENMeval语言包优化)推测远古时期(末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期)、当代(1960—1990年)、2050年与2070年(RCP2.6、RCP8.5)气候情景下桃儿七潜在适生区.结果表明:当代气候背景下AUC〉0.9,模拟精度高,海拔、年降水量、最冷季度平均气温是制约当代桃儿七分布的主要因子,桃儿七中、高适生区面积占全国总面积的7.04%,主要集中在陕西南部、宁夏南部、甘肃南部、青海东部、西藏东部、四川中西部、云南北部;末次盛冰期时,桃儿七迁移至东喜马拉雅和横断山脉地区进行避难;全新世中期分布范围和当代近似;未来桃儿七中、高适生范围将向高海拔地区延伸.本世纪末,随着气候逐渐变暖,桃儿七适生度较高的地域面积相比于当代有所下降.     

当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布

【目的】阐释草地贪夜蛾在四川省的适生区分布情况，为四川省草地贪夜蛾监测预警及防控提供参考。【方法】对物种分布模型MaxEnt模型参数进行优化，运用优化后的MaxEnt模型以及最新版Worldclim 2.1气象数据对当前及未来不同气候背景下四川省草地贪夜蛾的适生区分布进行研究。【结果】草地贪夜蛾在四川省适生区总面积为2 516.64万hm²，占全省总面积的51.18%。除川西高原的甘孜州、阿坝州及川西南凉山州的部分地区外，四川省其余各市均为草地贪夜蛾的适生区。整体适生区分布趋势为由西向东适生等级增高。未来气候条件下，草地贪夜蛾的适生区范围略有扩大。其中，高适生区面积较当前增加9.00%～37.67%；中适生区、低适生区面积较当前分别减少13.29%～52.21%、3.44%～26.08%；非适生区面积较当前减少1.60%～16.72%。【结论】四川省有着较广的草地贪夜蛾适生区。在未来气候条件下，四川省草地贪夜蛾适生区将向西向北扩张。     

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。     

不同RCP情景下山东省小麦、玉米关键生育期的气候变化预估

为了研究气候变化情况下小麦、玉米关键生育时期气候要素的变化趋势和对生产的适应性,选用基于BCC-CSM1-1气候系统模式下的3种不同浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)的模拟数据,研究了山东省冬小麦和夏玉米播种至出苗期和抽穗至灌浆期的最高温和降水量变化趋势。结果表明:在历史(1961—2005年)气候条件下,小麦季和玉米季关键生育期的最高温均呈增加趋势;在未来情景模式下,小麦季和玉米季播种至出苗期的最高温均在RCP2.6情景下呈下降趋势,在RCP4.5和RCP8.5情景下呈增加趋势,且在RCP8.5情景下增加最快,气侯倾向率分别为0.56、0.62℃/10a;小麦季和玉米季抽穗至灌浆期的最高温在3种RCP情景下均存在不同程度的增加趋势,在RCP8.5情景下增加最快,气候倾向率分别为0.45、0.76℃/10a。在历史气候条件下,小麦季播种至出苗期的降水量呈上升趋势,抽穗至灌浆期的降水量呈下降趋势,而玉米季两关键生育期的降水量均呈下降趋势;在未来情景模式下,小麦季播种至出苗期的降水量在3种RCP情景下均呈下降趋势,在RCP4.5情景下下降最快,气候倾向率为-0.43 mm/10a;小麦季抽穗至灌浆期和玉米季播种至出苗期的降水量均呈增加趋势,在RCP8.5情景下增加最快,气候倾向率分别为1.53、4.62mm/10a;玉米季抽穗至灌浆期的降水量在RCP2.6和RCP8.5情景下呈增加趋势,在RCP4.5情景下呈减少趋势,在RCP2.6情景下降水量增加最快,气候倾向率为2.41 mm/10a。综合来看,在RCP4.5和RCP8.5情景下玉米季关键生育时期最高温的增温速率均大于小麦季,而降水量的变化不显著,因此,在未来气候变化条件下,随着CO2浓度的增加,可通过调整播期和优化作物管理模式实现作物产量的提高。     

利用CMIP5多模式集合模拟气候变化对中国小麦产量的影响

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中30个全球大气-海洋耦合模式（AOGCMs）在典型浓度路径（RCPs）情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用“虚拟气候变暖”（PGW）的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国冬春小麦代表站在其小麦生育期内的平均气温均有升高。预估21世纪末期,冬小麦代表站平均增温2.7-2.9℃,春小麦代表站平均增温3.0-3.3℃。RCP8.5情景比RCP2.6情景增温显著。预估未来冬、春小麦在其生育期内的降水量普遍增加,并随着排放量的增长,降水量表现出逐渐增多的趋势。在仅改变未来气候变化的条件下,冬、春小麦的灌溉小麦单产相对于1996-2005年普遍减产,并且随着气候变化,灌溉小麦的减产概率上升。春小麦代表站在灌溉条件下小麦减产的程度比冬小麦代表站更显著。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下减产2%左右,在RCP4.5情景下减产6%左右,在RCP8.5情景下减产9%左右,减产概率超过85%。预估春小麦代表站在RCP2.6情景下减产5%,在RCP4.5情景下减产8%以上,在RCP8.5情景下减产15%以上,减产概率超过90%。在雨养条件下,冬小麦代表站的小麦单产相较于1996-2005年显著增产。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下增产21%以上,在RCP4.5情景下增产22%以上,在RCP8.5情景下增产25%以上,增产概率超过90%。【结论】利用PGW方法获得未来气候预估的逐日数据集合有效的保留了当前气候的天气信息,尤其是极端天气事件的信息。利用集合模拟的方法评估未来气候在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下对中国小麦单产的影响,表明在灌溉条件下,随着排放量的增加,气候变化导致中国小麦单产减产的概率逐渐上升。雨养小麦单产集合的不确定性较灌溉条件大。     

多羟基双萘醛提取物对猕猴桃溃疡病菌的抑制作用

【目的】探讨多羟基双萘醛提取物(WCT)对猕猴桃溃疡病菌(Pseudomonassyingae pv.actinidiae)的抑制作用。【方法】采用平板抑菌圈法和猕猴桃苗盆栽接菌的方法,测定WCT对猕猴桃溃疡病菌生长的抑制作用,并在7年树龄的猕猴桃树上进行田间药效试验,分析WCT对猕猴桃苗各处理的多酚氧化酶(PPO)与过氧化氢酶(POD)活性及病程相关蛋白的诱导情况。【结果】WCT对猕猴桃溃疡病菌的抑制中浓度(EC50)为11.5 mg/mL;猕猴桃苗接种WCT和病原菌后,其PPO和POD活性均保持在较高的水平,其中WCT预防处理的PPO和POD活性均较其他处理高;SDS-PAGE电泳分析结果显示,WCT处理和接种猕猴桃溃疡病原菌均可诱导产生分子质量为35 ku的蛋白。【结论】WCT对猕猴桃溃疡病菌的生长有显著的抑制作用,通过在猕猴桃树上涂药可诱导寄主产生抗病性,进而减轻病害的发生。     

CMIP5RCP情景下汉江上游流域径流对气候变化的响应

以汉江上游流域为研究流域,建立SWAT分布式水文模型,以黄家港站1981—1990年月径流数据对模型进行校准和验证。采用CMIP5模式RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5情景下的输出数据集,利用率定好的SWAT模型模拟未来气候变化对研究流域径流的影响。结果表明,不同RCP情景下2021—2050年汉江上游流域平均气温、降水量、径流量较基准期都呈增加趋势,增幅从大到小依次为RCP8.5、RCP 4.5、RCP 2.6,并且降水量的增幅均大于径流量的增幅。3种情景下冬季降水量和径流量均呈增加趋势,且增幅较大;春季降水量和径流量均呈减少趋势,RCP 4.5和RCP 8.5情景下减幅较大;夏季和秋季降水量和径流量均呈增加趋势,RCP 8.5情景下增幅较大,RCP 2.6情景下增幅较小。     

气候变化下独一味的地理潜在分布区预测

为了解气候因子对独一味（Lamiophlomis rotata）生长状况的影响，通过ArcGIS和MaxEnt模型，利用110个独一味地理信息点以及19个气候变量模拟分析影响独一味分布的主要气候因子，预测2050s、2070s的RCP 2.6、RCP 8.5气候情景下独一味的分布格局。结果表明，训练集与测试集AUC值分别为0.975和0.978，模型模拟当代潜在分布区可信度极高。等温性（bio13）、最暖季均温（bio10）、最暖季节降雨量（bio18）是影响独一味地理分布的主要气候变量。独一味主要分布在中国的西南高原地区，包括四川省西部、西藏自治区东部等地，独一味最适生长区面积从西向东依次递减。未来气候与当前气候情景下独一味的生长区面积相比，未来气候情景下的独一味生长区面积都有一定程度的减少，且生长区随着生长区边缘向生长区中心消减。     

汉江上游流域水资源对未来气候变化的响应

采用SWAT分布式水文模型,结合汉江上游流域1961—1990年实测气象数据和CMIP5多模式RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5情景下的输出数据集,在对汉江上游流域径流模拟检验的基础上,分析未来气候变化对汉江上游流域水资源的响应。结果表明,SWAT模型能较好地模拟汉江上游流域径流变化。2011—2100年不同气候变化情景下,汉江上游流域多年平均降水、径流与基准期(1961—1990年)相比均呈增加趋势,增加幅度从大到小依次为RCP 8.5、RCP 4.5、RCP 2.6,且降水量的增幅大于径流的增幅。3种情景下的多年平均月降水、月径流总体呈增加趋势,且在冬季(12月至次年2月)枯水期增加幅度较为明显。