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。     

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。     

大果藤黄地理分布与气候因子的关系

大果藤黄是一种喜欢温暖而有一定的耐寒性,喜欢潮湿而不耐旱的亚高温植物。利用温暖指数WI、寒冷指数CI、湿度指数HI和其他气候指标,分析大果藤黄地理分布与气候因子的关系结果表明,影响大果藤黄分布的主要限制指标包括极端最高温、7月平均温、平均相对湿度、年平均气温、蒸发量、温暖指数、平均日照时数和1月平均温。其中,热量条件包括年平均气温和温暖指数,是对大果藤黄地理分布影响最大的主导因子;湿度因子包括年降水量和平均相对湿度,是对大果藤黄地理分布影响较大的第二主导因子。     

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。     

中华猕猴桃在中国种植适宜性区划

中华猕猴桃(Actinidia chinensis)原产于中国,是我国主栽猕猴桃品种之一,由于其较高的经济价值,近年来种植规模呈逐步扩大趋势。本文利用MaxEnt模型,基于气候因子和物种分布记录,分析中华猕猴桃在中国的种植适宜性区划,采用刀切法(Jackknife test)筛选主导气候因子及其适宜值。基于筛选的气候因子10次重复的AUC平均值为0.960,表明MaxEnt模拟中华猕猴桃在中国潜在分布的准确性极好,其在中国的适生区为25°N~36°N, 101°E~122°E,高适生区包括四川、陕西、重庆、湖北、贵州、浙江、湖南、安徽、河南、江苏和甘肃等省份;中适生区则以高适生区为中心向外扩散,包括河南、湖北、安徽、江苏和山东等地。限制中华猕猴桃地理分布的关键气候因子为最冷季度平均温度、4月最高温度、10月最低温度、5月份平均温度、5月份平均雨量、平均日较差等。研究结果可为中华猕猴桃种植区划提供理论参考。     

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...     

中国双季稻种植区的气候适宜性研究

【目的】从国家层次和年尺度阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子,揭示中国双季稻种植分布及其气候适宜性,可为优化双季稻生产布局、改进种植制度和确保粮食生产安全提供科学依据。【方法】从中国区域和年尺度选取影响中国水稻种植分布的潜在气候因子,利用双季稻的地理分布信息及其对应的气候资料,结合最大熵模型和ArcGIS软件的空间分析功能,阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子并构建中国双季稻种植分布与气候的关系模型。【结果】影响中国双季稻种植分布的主导气候因子有：年降水量、最暖月平均气温和稳定通过18℃持续日数,它们对双季稻种植分布的累积贡献率达潜在气候因子的99.1%;基于主导气候因子和最大熵模型构建的中国双季稻种植分布与气候的关系模型能够很好地模拟中国双季稻种植区分布;中国适宜种植双季稻的国土面积达174万km2,远大于目前种植面积;根据待预测区双季稻的存在概率给出了中国双季稻种植区的气候适宜性分区,并分析了各气候适宜区的主导气候因子特征。【结论】利用最大熵模型构建的中国双季稻分布与气候的关系模型揭示了中国双季稻种植区的潜在分布及其气候适宜性,从气候适宜性角度来说,中国双季稻种植面积还有很大的扩展潜力。     

基于贝叶斯方法的蒙古栎林单木枯死模型

目的贝叶斯统计法在提高模型参数稳定性上有较大的优势,研究贝叶斯方法在单木枯死模型中的应用,改进模型参数的估计方法,为蒙古栎天然林林分生长收获与经营管理提供参考。方法以蒙古栎天然异龄林为对象,基于202块固定样地数据,利用二分类Logistic模型构建基于经典概率统计法、贝叶斯法和分层贝叶斯法的蒙古栎单木枯死模型。随机抽取80%的数据用于建立模型,剩下的20%用于检验模型,利用经典概率统计法（非线性最小二乘法）、有先验信息的贝叶斯统计法和无先验信息的分层贝叶斯统计法进行参数估计,分析模型的表现和参数分布。模型的拟合效果通过计算ROC曲线下的面积AUC（Under Curve）来判断,并利用Pearson-χ2检验来检验模型的拟合优度。结果（1）贝叶斯法与传统极大似然法的估计值相近,且其估计参数的标准差小于传统方法。（2）贝叶斯法估计参数的可信区间最小,比传统极大似然法的置信区间小6.0% ~ 31.8%。层次贝叶斯法估计参数的可信区间最大,比传统极大似然法的置信区间大11.2% ~ 185.0%。（3）拟合效果最好的是层次贝叶斯法,其模型AUC值为0.83,贝叶斯法与传统极大似然法模型的AUC值均为0.73。结论层次贝叶斯法在拟合枯死模型方面具有明显的优势,拟合效果最好,模型预估精度最高。      

3种茄科入侵植物在我国的潜在地理分布及气候适生性分析

[目的]探究喀西茄(Solanum khasianum)、牛茄子(Solanum capsicoides)和曼陀罗(Datura stramonium)3种茄科入侵植物在我国的分布格局及其主要气候环境影响因子,为3种茄科入侵植物的监测、预警和防控提供科学依据.[方法]获取3种茄科入侵植物在我国的已知分布点,结合生物环境空间数据,利用最大熵模型(MaxEnt)预测其在我国的3 km×3 km分辨率适生性空间分布概率,并分析3种茄科入侵植物地理分布的空间重叠特征及影响其空间分布的主要气候环境因子.[结果]喀西茄、牛茄子和曼陀罗3种茄科入侵植物在我国的入侵分布区广泛,分别占国土面积的20.09%、25.69%和62.49%,但地理分布存在明显空间分异和局部空间重叠.其中,曼陀罗除青藏高原外各地区均有其适生区,而喀西茄和牛茄子主要分布于亚热带地区;喀西茄的适生区主要集中在西南云贵高原,是其入侵的重灾区,尤其是云南、广西、贵州及其周边的省份;牛茄子分布范围较喀西茄广,主要分布在热带和亚热带地区,适生性自南向北逐渐减弱.[结论]我国西南地区是喀西茄和牛茄子入侵的集中适生区和重灾区.3种茄科植物在云贵高原和横断山区均有气候适宜重叠区,是入侵茄科植物的未来重点防疫区.     

模拟酸雨对蒙古栎幼苗生长和根系伤流量的影响

选择中国北方落叶阔叶林的主要组成树种蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)的1年生幼苗为研究对象,设置4个酸雨酸度(重度、中度、轻度和对照)和3个降雨量(自然雨量和增、减雨量30%),以期阐明酸雨对蒙古栎幼苗形态生长、生物量和根系伤流量的影响,探讨中国北方日趋严重的酸雨是否会影响蒙古栎幼苗的生长,为酸雨区森林恢复植物的选择提供依据。研究结果显示:1) 在本实验的酸雨酸度下,酸雨降雨量的增加对蒙古栎幼苗各生理生态指标均有一定的促进作用;2) 酸雨酸度对蒙古栎幼苗形态和生物量的影响不显著,但酸度增加降低了幼苗的根系伤流量;3) 增雨的重度酸雨处理促进了蒙古栎幼苗形态生长和生物量累积;4) 两因素对蒙古栎幼苗的影响没有交互作用。说明蒙古栎对酸雨具有一定的抗性,可考虑选择为酸雨区植被构建的物种。     

蒙古栎、白桦根系分解及养分动态

采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(＞10 mm)、中粗根(5-10 mm)、中根(2-5 mm)和细根(＜2 mm)的分解速率和养分动态进行研究.结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k.在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势.根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小.在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态.分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素.蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90％以上,中粗根和粗根的释放率达80％以上.     

不同供氮水平对蒙古栎幼苗生物量与光合特性的影响

采用盆栽试验方法,从1、4、8、16、32 mmol·L^-1 5个N素处理对蒙古栎幼苗的生物量、相关生理指标以及光合特性等方面的影响进行研究。结果表明,随着供N水平的提高,蒙古栎幼苗根、茎和全株的生物量均在N₁₆供应下达最高,但与N₈、N₃₂处理间差异不显著,叶片生物量在N₃₂水平达最大,与N₁₆的差异不显著。根冠比随着供N水平的提高呈现降低的趋势。蒙古栎幼苗的光合参数（P_n、T_r、G_s、C_i）随供N量的增加呈现出先增加后减小的趋势,均在N₈水平下达最大。除叶绿素b之外,叶绿素a、叶绿素总量、类胡萝卜素以及可溶性蛋白含量与光合参数的变化一致,同样在N₈水平达最大。试验结果表明,增加N素供应可促进蒙古栎幼苗的生物量,或高或低的供N都会影响蒙古栎幼苗的光合作用。     

不同种源蒙古栎种子及其苗期生长性状变异研究

为筛选蒙古栎的优良种源,在辽宁省7个蒙古栎种源地(丹东市,西丰县,弯甸子镇,碱厂镇,草河口镇,朝阳县,普乐堡镇)采优树种子,测量种子长径、短径、千粒重(质量,下同)以及幼苗的苗高、地径、侧枝数、叶脉数、顶芽体积、生物量进行方差显著性分析及变异系数分析。结果表明,不同种源间蒙古栎的种子和苗期的所有表型性状均有显著差异(P<0.05),种子长径、千粒重、茎生物量和根生物量的最大值出现在碱厂镇,种子短径、苗高、侧枝数、叶生物量的最大值为西丰县。种子表型性状的变异系数小于苗期,种内变异最大的性状为顶芽体积,变异系数74.70%,种内变异最小的性状为千粒重,变异系数0.18%。对蒙古栎生长表现的隶属函数综合评价排序：碱厂镇>西丰县>弯甸子镇>朝阳县>丹东市>普乐堡镇>草河口镇。初步评价结果：7个种源之中,碱厂镇为辽宁地区蒙古栎最优种源,西丰县种源表现次之,可作为备选种源。     

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。     

油桃园捕食性天敌对山楂叶螨和李肖叶甲的空间跟随关系

为合理保护和利用天敌及科学地选取抽样方法,开展合肥地区"518"油桃园山楂叶螨和李肖叶甲与其天敌之间空间关系研究,运用地学统计学方法求得天敌和害虫各自半变异函数的变程,用灰色关联度分析方法分析害虫与天敌变程的关联度,关联度值越大的天敌在空间上对害虫的跟随关系越密切。分析了山楂叶螨和李肖叶甲种群数量在全年最多时段5月23日—7月17日的油桃园中8种主要天敌对两种害虫空间跟随关系的密切程度。结果表明,与山楂叶螨空间上跟随关系密切的前3位天敌依次是异色瓢虫、草间小黑蛛和八点球腹蛛;与李肖叶甲空间上跟随关系密切的前3位天敌依次是草间小黑蛛、龟纹瓢虫和八点球腹蛛。用生态位分析法分析油桃树冠不同方位上与山楂叶螨空间上跟随关系密切的前3位天敌依次是草间小黑蛛、异色瓢虫和八点球腹蛛;与李肖叶甲空间上跟随关系密切的前3位天敌依次是草间小黑蛛、异色瓢虫和八点球腹蛛。     

克氏针茅等位酶分析及其与气候因子的相关关系

【目的】了解克氏针茅(Stipa krylovii)种群的遗传结构,分析其种群遗传变异的成因和机制。【方法】采用居群遗传学方法及等位酶技术,对内蒙古中东部草原5个克氏针茅种群的遗传多样性进行研究,并分析其与气候因子的相关性。【结果】从18个等位酶系统中筛选得到多酚氧化酶(PPO)、天冬氨酸转氨酶(AAT),酯酶(EST)和过氧化物酶(POD)等4个酶谱清晰的等位酶系统,分析得到11个位点27个等位基因,多态位点比例达100%。5个克氏针茅种群之间的遗传分化系数为0.083 6;种群的遗传距离与实际地理距离之间相关性不显著。克氏针茅等位酶位点部分遗传多样性指标和部分等位基因频率与气候因子的相关性达显著或极显著水平。【结论】克氏针茅种群内存在丰富的遗传多样性,气候因子的选择作用在克氏针茅遗传分化中起重要作用。     

珍稀濒危植物伯乐树的潜在适生区预测

【目的】揭示伯乐树 Bretschneidera sinensis 地理分布格局,预测其潜在适生区,探讨环境和气候因子对其地理分布格局的影响.【方法】基于1950—2000年期间及21世纪70年代的19个气候因子数据以及中国13个省区、110个有记录的地理分布点,利用最大熵算法模型（Maxent）,结合地理软件DIVA-GIS和ARCGIS,预测伯乐树的潜在适生区.结合野外调查和标本数据,以海拔图层和植被覆盖图层为底图绘制该种地理分布.【结果和结论】伯乐树潜在适生区位于华南地区,最适分布区位于南岭地区以及罗霄山和幕阜山.该种常见于海拔500~2 000 m的山地常绿阔叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林,适宜气候条件为最暖季度平均雨量500~2 750 mm,昼夜温差7.8~9.8 ℃.随着全球气候变化,该种潜在适生区北移,最适分布区面积减少.基于此,还分析了主导环境和气候因子对该种地理分布格局的影响,并对其保护策略提出了建议.     

野生樱桃李对北方根结线虫和花生根结线虫的抗性

为探明野生樱桃李抗根结线虫种质资源的价值,以实生钵苗为试材,采用人工接种等方法,研究其对北方根结线虫和花生根结线虫的抗性.结果表明:接种后30 d,野生樱桃李根系中北方根结线虫、花生根结线虫的雌成虫数量分别占2龄线虫接种量的0.16％和0.03％,依据抗性评价标准判定其高抗北方根结线虫和花生根结线虫;接种北方根结线虫的群体中包含免疫、高抗和中抗3种类型,分别占群体总数的46％、48％和6％;接种花生根结线虫的包含免疫和高抗2种类型,分别占群体总数的56％和44％;接种北方根结线虫和花生根结线虫的植株未被侵染率分别为46％和52％,所有供试植株根系表面均未发现线虫卵块.野生樱桃李高抗北方根结线虫和花生根结线虫,其对北方根结线虫、花生根结线虫的抗性均存在显著的株间分离现象;抗侵入、抗发育和抗繁殖是其对北方根结线虫和花生根结线虫的主要抗性机制;野生樱桃李是抗根结线虫核果类果树砧木种质资源树种.