用MaxEnt模拟湖北海棠（Malus hupehensis）地理分布

采用湖北海棠551个分布数据以及当前生物气候数据,用MaxEnt软件模拟了它的地理分布。结果显示:①潜在分布地区有巴基斯坦北部、印度北部、尼泊尔、不丹、缅甸东北部、越南西北部、广西北部、西藏南部及东南部、日本岛东南侧、朝鲜半岛中南部及沿海地区;河北东北部、山东半岛北部和辽宁南部,其中分布值在0.6～1的地区有不丹、韩国济州岛及附近岛屿和日本及附近岛屿。②分布记录非常少,但分布值已达0.6～1的地区有山西东南部、江苏省南通、四川雅安市汉源和山东崂山。③以分布值在0.6～1的地区来表示现实地理分布格局,自西东向分布为喜马拉雅南部,东南部-横断山-秦岭-巫山-长江中下游山地-武夷山-朝鲜半岛-日本岛。自北向南,北界在太行山南部,南界武夷山西南部。④Jackknife test检测表明干旱季节的平均温度对湖北海棠的分布增益贡献最大,本种自然分布于干旱季节平均气温在-10℃～15℃的地区。     

用MaxEnt模拟湖北海棠(Malus hupehensis)地理分布

采用湖北海棠551个分布数据以及当前生物气候数据,用MaxEnt软件模拟了它的地理分布。结果显示:①潜在分布地区有巴基斯坦北部、印度北部、尼泊尔、不丹、缅甸东北部、越南西北部、广西北部、西藏南部及东南部、日本岛东南侧、朝鲜半岛中南部及沿海地区;河北东北部、山东半岛北部和辽宁南部,其中分布值在0.6～1的地区有不丹、韩国济州岛及附近岛屿和日本及附近岛屿。②分布记录非常少,但分布值已达0.6～1的地区有山西东南部、江苏省南通、四川雅安市汉源和山东崂山。③以分布值在0.6～1的地区来表示现实地理分布格局,自西东向分布为喜马拉雅南部,东南部-横断山-秦岭-巫山-长江中下游山地-武夷山-朝鲜半岛-日本岛。自北向南,北界在太行山南部,南界武夷山西南部。④Jackknife test检测表明干旱季节的平均温度对湖北海棠的分布增益贡献最大,本种自然分布于干旱季节平均气温在-10℃～15℃的地区。     

基于MaxEnt的榆蛎盾蚧在中国的潜在地理分布预测

榆蛎盾蚧是一种世界性的果树、林木和观赏园艺害虫,为害严重,被列入我国进境植物检疫性有害生物名录。研究基于榆蛎盾蚧的全球分布及相关环境数据,利用Max Ent模型和Arc GIS软件对其在当前和未来气候条件下的潜在适生区进行了预测。结果表明,当前气候条件下,榆蛎盾蚧的潜在适生区较为广泛,占我国陆地总面积的52.29%;未来气候条件下,榆蛎盾蚧在我国潜在适生区面积呈增长趋势,且适生区范围向东北方向移动,其中,影响榆蛎盾蚧分布的主导环境因子为最冷季度降水量、年平均气温和最冷季度平均温度。该研究结果将为榆蛎盾蚧的检验检疫与防控提供科学依据。     

基于MaxEnt模型预测漆树在中国的潜在适生区研究

基于漆树的206条现代地理分布记录和9种环境因子变量数据,采用MaxEnt模型模拟了漆树在中国的适生分布区,并综合利用贡献率、刀切法检验和响应曲线对影响漆树分布的主导因子进行分析。结果表明：MaxEnt模型模拟预测精度较高,AUC值达0.941;年均降水量、海拔、年平均温度和温度变化方差为影响漆树地理分布的主导环境因子,目前漆树适生区主要集中在中国西南地区的秦巴山、横断山脉、云贵高原和四川盆地等。研究结果对中国漆树人工林的合理栽植和科学区划具有一定的参考价值。     

第四纪末次盛冰期以来福建柏的潜在地理分布变迁

采用MaxEnt模型,对濒危孑遗植物福建柏末次盛冰期、全新世中期、现代和未来4个时期适生分布区情况及动态变迁过程进行模拟,探讨影响其分布的主要因素及对气候变化的响应。结果表明:1）平均气温日较差、最暖季平均温度、最干月降雨量对福建柏空间分布适宜性影响最大;2）福建柏分布对全球气候变化响应较为敏感,末次盛冰期其分布最广,为194.04万km²,随气候变暖,全新世中期和未来其分布范围分别缩小33.48万km²和31.26万km²;3）与现在相比,未来气候条件下福建柏整体呈“南北收缩”“东西扩张”分布趋势。研究结果不仅对我国热带和亚热带常绿阔叶林生物地理界限具有一定指示意义,也可为全球气候变暖背景下福建柏种质资源的保护和合理利用提供重要的理论基础。     

基于SSPs预测格木在中国的潜在地理分布

[目的]格木为珍贵硬材树种,由于木材珍贵,其天然林资源遭受严重破坏,分布范围急剧缩小,数量稀少,被列为我国二级保护树种,探讨格木适生分布区对气候变化的响应,为格木天然资源的保护与引种栽培提供理论依据.[方法]基于格木55个天然分布点,以BCC-CSM2-MR气候模式和未来共享社会经济路径作为气候数据,结合海拔、土壤以及...     

油杉属植物的地理分布及潜在分布区预测

油杉属植物隶属松科,具有极高的经济价值和科研价值。然而近年受气候变化和人为因素等影响,油杉属植物野生种群数量急剧减少。在全球气候变化背景下,预测油杉属各时期适宜分布区对其保育措施的制定及合理引种栽培具有重要意义。研究拟借助MaxEnt模型,综合19个环境变量和272个标本分布记录,对油杉属植物柔毛油杉、铁坚油杉、油杉和云南油杉的过去、现在和未来的分布进行预测、模拟其地理分布,并推测其主导环境变量。结果表明:1）云南、贵州和广西是我国油杉属植物的主要分布区。2）除柔毛油杉外,在未来气候变化情景下,铁坚油杉、油杉和云南油杉分布区均有继续扩散的可能。3）温度和降水是油杉属植物的现代最适宜分布区的主要影响因素。其中,贡献较大的环境限制因子为年均温度Bio1、年最冷月最低温Bio6、年温度变化范围Bio7、年最干季均温Bio9、年最冷季均温Bio11、年均降水量Bio12和年最暖季降水量Bio18。研究可为油杉属种质资源的开发、利用和保护提供一定的理论参考。     

基于MaxEnt模型预测苹果树腐烂病在中国的潜在地理分布

为了明确影响苹果树腐烂病发生的主要环境因子及其潜在地理区域,根据1960年至1990年30 a环境气候因子数据,利用19个生物气候因子首先建立MaxEnt模型,结果显示该模型的准确性良好,训练数据AUC值达0.884,影响MaxEnt模型最重要的影响因子是最暖季度平均温(Bio10),其对模型构建的贡献率为22.3%,其次是最冷季度降水量(Bio19)和最干月份降水量(Bio14)。随后,该模型结合以往苹果树腐烂病发生地点统计数据,对影响苹果腐烂病发生的环境因子和适生区进行预测。结果表明最冷月份最低温(Bio6)、最暖季度平均温(Bio10)和最冷季度降水量(Bio19)是影响苹果树腐烂病分布的主要环境因子。     

益智的地理分布及适生区预测

[目的]研究益智在我国的地理分布,为其种植栽培、合理保护和开发利用提供理论依据。[方法]采用DIVA-GIS软件和Max Ent模型,基于益智在我国的地理分布信息,结合19个环境因子和2.5 min的空间分辨率进行分析,绘制出益智的地理分布图和潜在的适生等级分布图。[结果]海拔和植被类型对益智的地理分布有较大的影响。多数在我国30°N以南中低海拔10~1 200 m地区分布,少部分在中高海拔1 500~2 000 m地区分布。多生于山脚或中下半部、河溪旁等荫蔽且肥沃、湿润的土壤。随着海拔的升高,分布范围逐渐缩小和丰富度逐渐降低。随着植被类型的变化,植被分布密度降低,分布范围和丰富度都有降低的趋势。[结论]益智在我国潜在分布区为琼、粤、桂、渝、川、云、贵、闽、浙、湘等省区及交界处。     

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。     

Predicting the potential geographic distribution of Bactrocera bryoniae and Bactrocera neohumeralis(Diptera: Tephritidae) in China using MaxEnt ecological niche modeling

Bactrocera bryoniae and Bactrocera neohumeralis are highly destructive and major biosecurity/quarantine pests of fruit and vegetable in the tropical and subtropical regions in the South Pacific and Australia. Although these pests have not established in China, precautions must be taken due to their highly destructive nature. Thus, we predicted the potential geographic distribution of B. bryoniae and B. neohumeralis across the world and in particular China by ecological niche modeling of the Maximum Entropy(Max Ent) model with the occurrence records of these two species. Bactrocera bryoniae and B. neohumeralis exhibit similar potential geographic distribution ranges across the world and in China, and each species was predicted to be able to distribute to over 20% of the globe. Globally, the potential geographic distribution ranges for these two fruit fly species included southern Asia, the central and the southeast coast of Africa, southern North America, northern and central South America, and Australia. While within China, most of the southern Yangtze River area was found suitable for these species. Notably, southern China was considered to have the highest risk of B. bryoniae and B. neohumeralis invasions. Our study identifies the regions at high risk for potential establishment of B. bryoniae and B. neohumeralis in the world and in particular China, and informs the development of inspection and biosecurity/quarantine measures to prevent and control their invasions.     

基于MaxEnt模型的中国裸燕麦种植气候适宜性评价

为探究中国裸燕麦种植的气候适宜性,利用MaxEnt模型,基于1991—2017年全国707个标准气象站点数据,结合裸燕麦地理分布信息,分析影响裸燕麦分布的气候指标并对裸燕麦潜在适宜区进行划分。结果表明,从16个潜在气候因子中筛选出影响裸燕麦种植分布的4个主导气候因子,分别为:年降水量、年平均最低气温、日均温≥30℃日数和气温年较差;其最适宜阈值分别为302.7～462.8mm、-3.5～1.0℃、2.3～21.1d和29.2～37.4℃。MaxEnt模型模拟裸燕麦种植的气候最适宜区、适宜区、次适宜区与不适宜区面积分别为386.37×103、780.72×103、2 593.53×103和5 894.10×10~3 km~2,分别占中国陆地总面积的4.00%、8.09%、26.86%和61.05%。中国裸燕麦种植的气候最适宜区和适宜区多数分布在华北和西北,主要包括内蒙古自治区中部、河北与山西两省的北部、宁夏回族自治区南部、甘肃省南部以及青海省中东部,另外在新疆维吾尔自治区西部和西藏自治区山南地区也有零星最适宜区分布。中国东北地区西部的适宜区面积辽阔,发展裸燕麦规模种植的潜力较高。     

麻花杜鹃的地理分布模拟

【目的】利用DIVA-GIS软件模拟麻花杜鹃在当前和未来的潜在分布区域,揭示影响麻花杜鹃分布的因子,为该物种的遗传多样性起源、系统进化研究和种质资源保护提供资料。【方法】全面收集麻花杜鹃的地理分布资料,基于获得的73个精确分布点信息,利用DIVA-GIS中的BIOCLIM模型对麻花杜鹃地理分布格局进行模拟和预测,绘制麻花杜鹃实际地理分布及当前和未来潜在分布区域图,并结合19个环境因子进行主成分分析,获取影响麻花杜鹃地理分布的主要因子。【结果】麻花杜鹃在我国的分布格局为:中部较多,南部和东部也有一定的分布。通过主成分分析发现,最热月温度、温度季节变化方差和年降雨量是影响麻花杜鹃分布的主要因子。【结论】麻花杜鹃当前的潜在分布区与实际分布区有很好的一致性,当前和未来潜在分布区的一些分布点中心依然位于中部,未来分布区部分分布点向东部迁移,而西南部的一些分布点消失。应重视对麻花杜鹃潜在适生区和迁地的保护。     

基于最大熵模型和ArcGIS的陕西省单季稻种植分布预测及适宜性

依据陕西省4个定点单季稻农气观测站长期观测数据、87个单季稻地理分布数据和14个与单季稻生长有关的环境指标(8个气候指标、4个土壤指标和3个地形指标)数据,运用ArcGIS空间分析模块与最大熵模型(MaxEnt),建立陕西省单季稻种植适宜性分布模型,对单季稻在陕西省的种植分布和适宜性进行预测。研究表明:单季稻最适宜种植区(适宜系数P≥0.69)面积为8 949.24km2;适宜种植区(0.38≤P0.69)面积为21 637.68km2;边缘适宜区(0.07≤P0.38)面积为73 351.66km2,不适宜区(P0.07)面积101 804.22km2,陕西省单季稻生长区域狭窄,对生态环境要求苛刻,其中适宜种植区域主要集中在陕南的河谷川道、关中盆地的渭河冲积平原区域,适宜区内土层肥沃、水土资源好,土壤pH为弱酸性到中性,地形平坦、海拔高度为230~800 m。ROC曲线的AUC=0.916,表明预测结果可信度高。影响陕西省单季稻种植分布的主要环境指标有≥10℃积温(贡献率28.97%)、年降水量(贡献率25.99%)、年平均气温(贡献率16.87%)、海拔(8.27%)、年日照时数(5.66%)和年湿润指数(4.12%),陕西省单季稻最适宜区环境参数为≥10℃积温4 865℃·d、年降水量762mm、年平均气温15℃、海拔436m、年日照时数1 573h和年湿润指数1.6。结果显示基于最大熵模型与ArcGIS构建的种植适宜性分布模型可以准确地对陕西单季稻的种植适宜性做出科学综合评价。     

基于CLIMEX与GARP的三叶草斑潜蝇在中国的潜在分布预测

运用适生性分析软件CLIMEX与GARP对三叶草斑潜蝇Liriomyza trifolii(Burgess)在我国的潜在分布区进行预测。CLIMEX预测结果显示,全国638个气候站点中有415个站点的生态气候指数Ei﹥0,分布于30个省(或地区),在这些地区三叶草斑潜蝇存在定殖的潜在性。同时,GARP预测认为三叶草斑潜蝇的适生区主要覆盖我国东北地区、华北地区、华中地区和华南地区。将两个软件预测结果进行叠加分析显示预测结果基本吻合。潜在适生区叠加区域位于东北地区、华北地区、华中地区以及华南的部分地区,这些地区属于三叶草斑潜蝇的高度危险区域。     

气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响

东北地区是我国沼泽湿地分布最广泛的地区。为研究沼泽湿地对气候变化的响应,选取了对沼泽湿地分布可能存在影响的26个环境因子,利用最大熵(Maximum Entropy, MaxEnt)模型模拟了沼泽湿地基准气候条件下的潜在分布,并预测了气候变化情景下2011-2040 年、2041-2070 年和2071-2100 年3个研究阶段东北沼泽湿地潜在分布。研究结果表明:最大熵模型预测精度较高(平均AUC(Aera Under Curve)为(0.826±0.005))。基准气候条件下东北沼泽潜在分布区主要为大小兴安岭和三江平原地区。随着时间的推进,东北地区沼泽湿地原有潜在分布面积明显减少,而新增潜在分布面积较少,总面积呈现急剧减少趋势。至2071-2100年,原有沼泽湿地潜在分布面积将减少99.80%,新增潜在分布面积仅2.48%,总潜在分布面积减少97.32%。空间分布上,东北沼泽湿地潜在分布呈现由东向西迁移,南北向中心收缩的趋势。研究结果可为东北地区沼泽湿地保护政策的制定提供参考。     

基于优化MaxEnt模型的南方三棘果在中国的潜在适生区预测

【目的】分析预测南方三棘果Emex australis在我国的潜在适生区以及影响其分布的主要环境变量,为防止南方三棘果入侵我国和保护我国农业生产、生态安全提供理论参考。【方法】运用刀切法(Jackknife)计算各个环境变量对物种分布的影响。使用ENMeval软件包对MaxEnt生态位模型进行优化处理,将南方三棘果的分布数据和不同气候情景下的气候数据输入优化后的MaxEnt模型,对我国潜在分布区进行预测。【结果】最冷季度平均气温(Bio11)对南方三棘果分布影响最大,贡献率为27.7%。环境因子响应曲线表明,最冷季度平均气温为9.35～12.76℃时,南方三棘果的存在概率大于0.5;MaxEnt结果表明,南方三棘果在我国的适生区主要集中于云南、广东、广西和福建。【结论】对我国南方三棘果适生区应当建立常态化监测方案,在适生区最冷季度平均气温适宜其生存的年份要加大监测力度,防止其在我国定殖、扩散。     

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。