基于最大熵模型的蓝莓潜在分布区预测

基于783个蓝莓地理分布记录和21个环境因子,通过最大熵模型模拟目前蓝莓在全球的潜在地理分布,并基于气候因子模拟了蓝莓过去Last Glacial Maximum和Mid-Holocene时期以及未来21世纪50年代的潜在地理分布。结果表明:降水量变异系数、最干季度降水量、表层土壤酸碱度、表层土壤有机碳含量和海拔是影响蓝莓潜在分布的主导环境因子。其中,气候因子对蓝莓潜在分布的影响大于土壤和地形,气候因子中降水量对其潜在分布的影响大于温度。目前全球蓝莓主要分布在北美东部、西欧、巴尔干半岛、中国东北和华南、日本等地区,适宜生境面积大于过去和未来。     

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。     

基于MaxEnt模型对新疆地区的蒙古沙拐枣潜在分布预测及适生性分析

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicm)繁殖栖息地的潜在分布预测及适生区划分对于该物种的保护与科学研究具有十分重要的价值。新疆是蒙古沙拐枣在中国境内分布最广的地区,占全国分布面积的4/5。借助ArcGIS空间分析技术和MaxEnt模型,利用蒙古沙拐枣的地理分布数据、Worldclim生物气候变量及人类活动强度数据对其在新疆的潜在分布区进行预测,并对预测结果进行适生区划分,同时分析影响蒙古沙拐枣空间分布的主导环境因子。结果表明,训练集的AUC值为0.906,测试集的AUC值为0.989,MaxEnt模型的预测结果可靠;蒙古沙拐枣的高适宜区主要位于哈密地区、吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州的若羌、且末县和昌吉回族自治州的东部地区;人类活动强度、年温度变化范围、最冷季降雨量、年降雨量和温度季节性变化是影响蒙古沙拐枣潜在分布的主导变量,贡献率总和达90.5%。本研究不仅提供了蒙古沙拐枣在新疆的适生分布划分,也为蒙古沙拐枣的栖息与环境因子关系方面的研究提供了理论依据。     

基于MaxEnt模型的内蒙古自治区樟子松潜在分布研究

【目的】优化樟子松已有种植区的布局以及科学推广引种其适宜种植范围。【方法】采用环境因子和地理分布数据,结合ArcGIS与MaxEnt模型,分析影响樟子松分布的主导环境因子以及预测其潜在地理分布。【结果】(1) MaxEnt模型在樟子松潜在生境模拟中,AUC=0.821,有较好精度。(2)最潮湿月份的降水量(BIO13)、等温性(BIO3)和最潮湿季节的平均温度(BIO8)和最干燥季节的平均温度(BIO9)为影响樟子松分布的主导环境因子。(3)研究区樟子松适生区总面积为86.997 8万km²,其中高适生区面积为30.811 7万km²,占内蒙古总面积的25.76%,主要集中在呼伦贝尔、兴安盟、锡林郭勒盟、赤峰和呼和浩特等地区。【结论】东北地区樟子松潜在分布范围最广,且气候因子是樟子松分布的主要影响因子,该研究结果可为各地区加强樟子松防风固沙林建设提供依据。     

基于MaxEnt模型的北方抗旱造林树种适宜区分布

  目的  樟子松、油松、山桃和山杏作为中国北方半干旱半湿润气候区的常用造林树种,具备抗旱耐寒特性和保持水土的功能,研究其适宜空间分布对中国北方植被恢复具有指导作用。  方法  以半干旱半湿润气候区的樟子松、油松、山桃和山杏为研究对象,获取树种地理分布点位数据和与树种生态学相关的24个环境因子（地形、土壤和气象）,基于协同克里金插值法,将限制因子叠加法与最大熵模型（MaxEnt）相结合,研究4类树种适宜区分布。  结果  （1）4类树种MaxEnt模型预测精度达到准确水平（AUC > 0.90）。（2）影响樟子松分布的主导因子依次为土壤类型、最冷月均温和最冷月平均风速;油松的主导因子依次为高程、年均气温标准差、土壤类型、年降水量;山桃的主导因子依次为最暖月均温、高程、年极端最低气温、年均降水量标准差、坡度、土壤类型;山杏的主导因子依次为高程、土壤类型、最暖月平均降水量、湿润系数、最暖月均温。（3）樟子松中高适宜区主要分布于内蒙古、黑龙江、吉林等地,油松、山桃和山杏主要分布在山西、陕西、甘肃、河北、内蒙古等地。  结论  MaxEnt模型模拟结果,可准确反映4类树种的适宜区分布情况,结果可为我国半干旱半湿润区绿化造林提供适地适树的科学指导。      

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模型的美味猕猴桃在中国气候适宜性分析

【目的】明确美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)在中国的气候适宜性,为品种合理布局提供理论参考。【方法】应用21个与温度和降水相关的气候数据和275条美味猕猴桃地理分布记录,采用MaxEnt生态位模型预测美味猕猴桃在中国潜在适宜分布,运用ROC曲线对模拟准确性进行验证,利用刀切法及相关分析筛选主导气候因子并分析其与存在概率之间关系。【结果】MaxEnt模拟准确性极好,10次重复的AUC平均值为0.961;美味猕猴桃在中国的适生区为N22°～38°,E96°～122°,总面积336.79×10~4 km~2,显著高于美味猕猴桃的实际种植面积;高适生区位于秦岭—巴山一线、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山—巫山和武夷山脉;11月平均温度、最冷季度平均温度、12月最高温度、4月最高温度、2月平均温度和温度季节性变化标准差为限制美味猕猴桃地理分布的关键因子。【结论】研究结果可为美味猕猴桃种植区划提供理论参考。     

基于优化MaxEnt模型的黑木相思引种栽培区划

利用MaxEnt模型评估黑木相思在中国引种的潜在适生区,探讨影响其适生区分布的主要生态因子,并对适生区范围和类型进行划分,旨在为该树种在中国的引种区划提供依据。采用ENMeval数据包优化的MaxEnt模型,基于14个环境变量和159条黑木相思分布点,以我国95°-125°E、17°-38°N区域为模型投射空间范围,评估黑木相思的潜在适生地理分布;通过Spearman相关分析、方差膨胀因子(VIF)分析和刀切法检验,筛选出制约其潜在分布的主导环境因子。经ENMeval优化,当特征组合F_C=Q_HP,调控倍频R_M=6时,A_UC值为0.965,模型准确度极高。刀切法检验表明：最干月降雨量(40.1%)、月平均昼夜温差(26.9%)、年降水量(15.6%)、年均温(6.6%)、最冷月最低温(3.2%)和表层土壤酸碱度(2.8%)是影响黑木相思地理分布的重要生态因子,累计贡献率达95.2%。结果表明,黑木相思在中国适生区分为高(55.835 4×10⁴ km²)、中...     

矮牡丹在中国的地理分布及潜在分布区预测

  目的  了解矮牡丹在中国的地理分布和潜在的适生区，以进行矮牡丹的资源保护、引种驯化及园林应用研究。  方法  利用ArcGIS软件和MaxEnt模型，基于矮牡丹当前44条有效分布记录和17个环境因子，评估不同环境因子对矮牡丹地理分布的影响，预测其当前及未来的潜在适生区。  结果  MaxEnt模型模拟当前潜在分布区的结果准确度极高，训练集与测试集的AUC值分别为0.994和0.998。紫外线最低月平均值（UVB4，贡献率为21.6%）、年均降雨量（BIO12，贡献率为18.8%）、最冷月最低温（BIO6，贡献率为12.3%）和海拔（ALT，贡献率为10.5%）为影响当前矮牡丹分布的主要环境因子。当前生态适生区总面积为15.97万km2，主要位于甘肃东部、陕西中部、山西南部及河南西北部地区，此外，河北南部与山西两省交界地带也有少量分布。未来气候变化下，矮牡丹潜在分布区有西北部缩减和向东部、北部轻微扩张的趋势，具体表现为:在陇东地区、陕西宝鸡市、咸阳市一带出现明显缩减，冀南地区则完全丧失，在陕西延安以北、山西临汾、晋城、河南洛阳以东轻微扩张。此外，其未来的适宜分布中心东移趋势明显。  结论  矮牡丹适生区主要受紫外线最低月平均值（819.4 ~ 1 128.6 J/（m2?d））、年均降水量（436.2 ~ 808.5 mm）、最冷月最低温（?11.8 ~ ?3.2 ℃）、海拔高度（270.8 ~ 1 833.3 m）等环境条件影响，其中紫外线最低月平均值与年均降水量是限制矮牡丹地理分布最关键的环境因子。当前，矮牡丹在中国地理分布范围较窄，未来在西北、冀南地区适宜生境骤减。因此，加强天然种群保护力度，积极开展引种栽培工作刻不容缓。      

应用MaxEnt模型预测检疫性杂草毒莴苣在我国的潜分布范围

毒莴苣(Lactuca serriola L.)原产欧洲,是近年来传入我国的新外来入侵植物.本文基于51种环境因子和毒莴苣在全球6 637个地理分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量地预测了毒莴苣在我国的潜在分布区域和风险等级,结果得到了ROC曲线分析法的验证.发现10月到第2年3月的温度是影响...     

基于MaxEnt模型的南酸枣潜在适生区预测

为明确南酸枣在中国的适生分布区及其对气候变化的响应,应用MaxEnt模型综合32个环境变量和196个分布记录模拟南酸枣现在和未来的地理分布,检测其主导环境变量。结果表明:南酸枣在中国适生区面积113.25×104km2,最适分布区位于南岭、幕阜山、罗霄山、大娄山、武夷山、天目山、武陵山、云贵高原等地区。Jackknife检验表明:主导环境变量为低温和地表霜频率。在未来全球气候变暖的情境下(RCP2.6),南酸枣适生区扩张并北移(西藏东部、云南地区除外),未来气候变化对其种群地理分布格局影响较小,栽植应用潜力较大。     

基于MaxEnt模型的毛红椿全球潜在适生区分布及其特征预测研究

应用最大熵模型(MaxEnt)预测毛红椿(Toona ciliata var.pubescens)在全球的潜在适宜分布区,分析影响其分布的关键生物气候因子,结果显示:整体上毛红椿全球潜在生态地理分布格局呈连续状,但在高分布区则呈斑块状分隔;造成这种地理分布的主导因子依次是最热季度平均降雨量494.79~1 504 mm、温度变化方差2 362.88~9 986.69和最冷月份最低温-10.35~10.44。毛红椿在我国的分布区连续性优于国外,其中最适的2个主要分布区分别为安徽和浙江的东南部,以及江西南部、福建和广东;国内基本与现有遗传性状较高的研究区域重合,宜列入优先保护的重点区域深入研究。     

基于MaxEnt模型的湖北烟区潜在适宜性分布及其环境特征分析

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统（CMA land data assimilation system,CLDAS）数据集和其他环境因子,基于最大熵模型（MaxEnt）,利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省烟区的潜在适宜性分布,并评估影响适宜性分布的主导环境因子。结果显示：MaxEnt模型对烟草适宜性分布的模拟预测精度较高（AUC=0.854）。海拔（650～1 750 m）、土壤类型（黄壤）、团棵期平均最低气温（8.9～15.0℃）、旺长期平均气温（16.0～22.9℃）、成熟期平均气温（18.8～25.6℃）是影响湖北烟草分布的主导环境因子。烟草的高适生区主要分布在恩施、十堰和襄阳南部及宜昌东南部,占湖北省总面积的18.2%,80%区域的海拔为700～1 350 m、团棵期平均最低气温11.2～14.5℃、旺长期平均气温19.2～22.8℃、成熟期平均气温22.0～25.4℃。在所有环境因子中,海拔高度起决定性作用,温度则是影响烟草生长发育的重要气象因子。研究表明,本研究结果与湖北烟区实际空间分布基本相符。     

气候变化背景下中国樟子松潜在分布预测

【目的】预测不同气候条件下樟子松Pinus sylvestris var. mongolica在中国的潜在分布及迁移,确定影响樟子松分布的主要环境变量,为樟子松合理引种与保护提供理论依据。【方法】根据200个樟子松分布点和20个环境变量,利用R语言中ENMeval数据包优化最大熵模型(MaxEnt)并利用ArcGIS空间分析技术对当前气候条件下樟子松在中国潜在分布进行模拟,通过Pearson相关分析和方差膨胀因子分析结合预建模结果对环境因子的筛选,综合Jackknife检验和相关系数,分析樟子松主导限制因子,预测樟子松从当前到未来时期(2050s和2100s)的3种气候情景(SSP126、SSP245和SSP585)下适生区变化趋势。【结果】MaxEnt模型受训者工作特征曲线都大于0.94,说明模型精度较高,能较好预测樟子松潜在分布;影响樟子松分布的主导因子为最冷季度平均气温、降水量季节性变化、最冷月最低气温、温度季节变动系数、最干季度平均气温和最热月最高气温,累计贡献率为92.9%;当前气候条件下,樟子松的适宜分布区主要位于中国大兴安岭地区,总适宜区面积占中国总面积的6.72%;未来...     

基于最大熵模型的红脂大小蠹在陕西北部地区的潜在分布

为陕北地区制定红脂大小蠹早期监测、预警及控制措施提供参考,依据红脂大小蠹的地理分布及其环境因子数据,采用最大熵模型（MaxEnt）对红脂大小蠹在陕北的潜在分布区进行预测,并检测环境因子对红脂大小蠹生存的阈值。结果表明,MaxEnt模型预测红脂大小蠹潜在生境分布的精度较高;红脂大小蠹生存的适宜区主要在陕西黄龙县的中部和南部、宜川县的东南部、陕西韩城市的西北部、旬邑县的东北部和黄陵县的西南部等,中等适宜区位于适宜区周围;最冷月最低气温、最干月降雨量、等温性和最热月极高温度是影响红脂大小蠹生存的主要因子,各因子红脂大小蠹生存阈值分别为-12.5～-10.8℃、4.1～5.45 mm、27.5～29.7 和22.5～25.8℃。加强红脂大小蠹适宜区和中等适宜区的防控和监测,对防治红脂大小蠹的传播有重要意义。     

基于最大熵模型的红脂大小蠹在陕西北部地区的潜在分布

为陕西北部地区制定红脂大小蠹早期监测、预警及控制措施提供参考,依据红脂大小蠹的地理分布及其环境因子数据,采用最大熵模型(MaxEnt)对红脂大小蠹在陕西北部地区的潜在分布区进行预测,并检测环境因子对红脂大小蠹生存的阈值。结果表明:MaxEnt模型预测红脂大小蠹潜在生境分布的精度较高;红脂大小蠹生存的适宜区主要在陕西黄龙县的中部和南部、宜川县的东南部、陕西韩城市的西北部、旬邑县的东北部和黄陵县的西南部等,中等适宜区位于适宜区周围;最冷月最低气温、最干月降雨量、等温性和最热月极高温度是影响红脂大小蠹生存的主要因子,各因子红脂大小蠹生存阈值分别为-12.5～-10.8℃、4.10～5.45mm、27.5～29.7和22.5～25.8℃。加强红脂大小蠹适宜区和中等适宜区的防控和监测,对防治红脂大小蠹的传播有重要意义。     

中国黄芪地理分布和未来适生区预测

【目的】建立物种分布模型,模拟预测黄芪(Astragali Radix)在我国未来分布格局,探讨影响其生长环境响因子阈值,为野外开采和人工种植提供参考,实现黄芪的可持续利用。【方法】利用野外调查收集和文献数据库收录的黄芪分布地的经纬度,基于影响黄芪生长的22个环境因子构建MaxEnt模型,利用ArcGIS对其潜在适宜生境区进行分析预测。【结果】(1)当前黄芪适宜生境区主要分布在内蒙古、黑龙江、甘肃和宁夏等降水量相对较少的山地地区,面积约为50.60万km~2,21世纪50年代至70年代,黄芪适生区面积逐渐减少,内蒙古东北部山区黄芪适生区分布最多,我国黄芪适生区总体向北移动;(2)影响黄芪地理分布的主导生态因子有:海拔、最湿月降水量、最干季平均温度、最热季平均温度、坡度、最湿季平均温度、最热季降水量和温度季节性变动系数;主导黄芪分布的前3个生态因子的阈值:海拔(ALSE)0~4 600 m,最湿月降水量(Bio13)10~480 mm,最干季平均温度(Bio9)0~28℃。【结论】未来,内蒙古、甘肃、宁夏地区为黄芪重要生产区,控制温度、湿度等因素可显著改善其生境条件。     

中国缀叶丛螟潜在地理分布及其生态位分析

[目的]缀叶丛螟(Locastra muscosalis)是我国的重要林业害虫,幼虫取食枫香、盐夫木和漆树等树木的叶片,破坏园林景观,影响树木生长.我国缀叶丛螟的研究主要集中在发生规律、生物学特性和防治措施等方面,但有关该害虫潜在地理分布及其生态位的分析鲜有报道.[方法]基于缀叶丛螟在我国的已知地理分布信息和环境因子数...     

外来入侵植物意大利苍耳在新疆的潜在分布及扩散趋势

明确外来物种适宜生境的分布对外来物种风险分析具有重要意义,可以较早地建立隔离带和监测区,以有效防止入侵物种向潜在栖息地蔓延。以外来入侵植物意大利苍耳(Xanthium italicum)为研究对象,以其呈快速扩散趋势的新疆地区为研究区域,利用生态位模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS),结合226个意大利苍耳地理分布数据和19个生物气候变量及人类活动强度数据,对入侵植物意大利苍耳在新疆的潜在分布和适生等级进行预测,分析意大利苍耳在新疆的扩散趋势及影响其潜在分布的主导环境因子。结果表明:训练集和测试集的AUC值分别为0.986、0.981,模型预测结果优秀;人类活动强度、最干月降水量、极端最低温、年温度变化范围、温度季节性变化等5个因子的贡献率总和为92.5%,是影响意大利苍耳潜在分布的主导环境因子;意大利苍耳在新疆的分布未达到饱和,呈现以伊犁地区和博州地区为中心,向东北方向辐射状扩散的趋势,塔城地区、五家渠市、克拉玛依市、北屯市、巴州北部及阿克苏中部等地具有极高的入侵风险,应针对意大利苍耳的适生区建立2条隔离监测带,预防其向新疆东北部和南部扩散。研究结果可为入侵植物意大利苍耳在新疆的入侵风险分析及相应预防控制措施的制定提供理论依据。