基于优化MaxEnt模型的板齿鼠Bandicota indica在中国适生区预测与分析

板齿鼠Bandicota indica对农作物危害极大, 传播多种人兽共患疾病且扩散能力强?及时掌握板齿鼠种群动态及其分布区动态, 对其监测?预警及防控具有参考意义?本文对板齿鼠分布数据的筛选方法和MaxEnt模型参数的设置进行优化, 使用R软件的ENMeval程序包对48个参数组合进行测试, 筛选出构建MaxEnt模型的最优参数?基于板齿鼠分布数据和参数优化的MaxEnt模型预测板齿鼠在中国适生区的分布, 结果表明, 板齿鼠在中国的适生区分布于广东?广西?台湾?福建?云南?四川?贵州?江西?海南?西藏?浙江等, 总面积为68.6万km2, 占研究区面积的7.23%左右?最暖季降水量?等温性和年均温是影响板齿鼠分布的主导环境因子?本研究不仅模拟了板齿鼠在我国的潜在地理分布, 更为该鼠的分布与环境变量之间关系的研究提供了理论参考?     

气候变化背景下埃及吹绵蚧在中国的适生区预测

基于埃及吹绵蚧分布点的经纬度数据,利用最大熵模型MaxEnt软件对埃及吹绵蚧在中国当前和未来(2050年和2070年)的适生区进行了预测,为林业和海关检疫部门对埃及吹绵蚧当前与未来的防控与检疫工作提供重要参考依据。在本研究中,梳理并筛选了埃及吹绵蚧在国内外的分布点,通过优化MaxEnt生态位模型,预测了在当前气候和未来气候下埃及吹绵蚧在中国的潜在分布,通过统计软件计算了各种气候条件下的适生区面积,并对影响埃及吹绵蚧分布的环境因子进行了筛选和统计。预测结果显示,基于当前气候,埃及吹绵蚧在我国的潜在分布区包括华南全部地区、华中和西南部分地区,主要集中在我国经度98°E～123°E、纬度20°N～30°N的地区。未来气候条件下的适生区范围呈现增大的趋势;刀切法(Jackknife)显示,对埃及吹绵蚧分布影响较大的环境要素主要为降水量,同时模型计算了埃及吹绵蚧定殖所需的四项环境要素的适宜范围。结合实际踏查数据和文献资料,MaxEnt模型预测结果可信度高,精确预测了影响埃及吹绵蚧分布的环境因子及其适生区范围,对埃及吹绵蚧的研究具有重要意义。     

气候变化下栎枯萎病菌在中国的潜在适生区预测

为降低未来气候变化下栎树枯萎病暴发的风险，基于现有的栎枯萎病菌Bretziella fagacearum分布数据，筛选影响其分布的关键环境变量，利用优化后的MaxEnt模型预测当前气候条件和未来气候条件（低强迫情景SSP126和高强迫情景SSP585）下其在中国的潜在适生区。结果显示，最暖月最高温度、最干季度平均温度、年降水量、最干月降水量是影响栎枯萎病菌分布的关键环境变量；优化后MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积值高于0.90，表明该模型预测结果可靠。当前气候条件下栎树枯萎病菌的适生区面积约为1.39×10⁶ km²，占中国陆地总面积的14.48%，高适生区主要分布在湖南省北部、浙江省中南部、湖北省东南部、江西省西部和新疆维吾尔自治区北部。未来气候条件（低强迫情景SSP126和高强迫情景SSP585）下栎树枯萎病菌适生区面积均呈增加趋势，尤其高适生区的气候异常程度最高，造成其面积增加。此外，高适生区的质心均有由湖南省向北迁移的趋势。     

基于MaxEnt模型预测气候变化下玉米根萤叶甲在中国的潜在地理分布

为评估不同气候条件下玉米根萤叶甲Diabrotica virgifera virgifera在我国的潜在地理分布情况及适生区的空间格局变化趋势,通过筛选影响该虫分布的关键环境变量并基于其在全球的分布数据,运用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测其在历史和未来气候情景下的潜在地理分布范围和适生区空间格局变化。结果表明,所构建MaxEnt模型的受试者工作特征 （receiver operating characteristic, ROC）曲线下面积（area under curve, AUC）平均为0.960,说明模型预测结果为优秀,具有较高的可信度。关键气候变量中最冷月最低温对玉米根萤叶甲的潜在地理分布具有十分重要的影响,累积贡献率为44.5%。历史气候条件下,玉米根萤叶甲的总适生区面积占我国陆地总面积的23.78%,高适生区主要分布于我国河南、湖北、陕西、甘肃、重庆、四川和云南等省市。未来气候情景下,玉米根萤叶甲在我国的总适生区面积略有减少,整体上呈现出南部收缩、北部扩张的趋势,原中南部的中、高适生区逐步转变为低适生区或非适生区。玉米根萤叶甲在我国的适生区较为广泛,适生范围涵盖多个重要玉米产区,对玉米安全生产威胁较大,应给予足够的重视,严防该虫传入我国。     

基于MaxEnt模型预测苹红缢管蚜在中国的适生区

为评估苹红缢管蚜Rhopalosiphum oxyacanthae入侵我国的潜在地理分布范围,基于其在全球的118个分布点和筛选的9个环境变量数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件对苹红缢管蚜于当前和未来气候条件下在我国的潜在适生区进行预测。结果表明,基于苹红缢管蚜的全球分布数据,MaxEnt模型预测的平均AUC值为0.919,预测结果准确性较高。当前气候条件下,苹红缢管蚜在我国的总适生区面积占全国陆地面积的48.73%,其中高、中、低适生区的面积分别占全国陆地面积的5.92%、13.30%和29.51%,高适生区主要位于河南、江苏、安徽、湖北、湖南、贵州、江西、浙江、福建、广西、台湾等省区。未来RCP2.6和RCP8.5气候情景下,苹红缢管蚜在我国的总适生区面积增加并呈逐渐向东北方向迁移扩散的趋势,其中低适生区面积逐渐增加,高、中适生区面积逐渐减少,原先中南部的高适生区逐渐转变为低适生区或非适生区,但新疆维吾尔自治区北部、吉林省与辽宁省边界处的高适生区面积呈逐渐增加趋势。表明苹红缢管蚜在我国的适生范围极为广泛,具有较高的入侵风险,应加强进境口岸对该虫的检疫监管力度。     

基于MaxEnt模型预测外来入侵植物刺果瓜在中国的潜在地理分布

为明确外来入侵植物刺果瓜 Sicyos angulatus在我国的潜在地理分布,基于MaxEnt模型、ArcGIS软件及全球分布数据,在历史气候条件及未来气候条件下 （低强迫情景SSP126和高强迫情景SSP585）预测刺果瓜在中国的潜在地理分布。结果显示, MaxEnt模型的曲线下面积（area undercurve, AUC）值为0.977,表明模型具有较高的可靠性;气温季节性变化、最热月的最高温、最干月降水量和最湿季节的降水量是影响刺果瓜在中国潜在地理分布的4个关键环境变量;历史气候条件下刺果瓜主要发生在中国东部、中部和西部,适生区总面积占中国陆地总面积的23.29%;未来气候条件下,刺果瓜在中国的适生区范围有所减少, SSP126和SSP585情景下刺果瓜在中国的适生区总面积分别为186.10×10⁴ km²和162.68×10⁴ km²,分别占中国陆地总面积的19.35%和16.91%,但还是主要覆盖黄淮海平原夏播玉米区和南方丘陵玉米区等产区,质心由南向北移动。     

基于MaxEnt模型分析气候变化下玉米褪绿斑驳病毒的潜在地理分布

为明确气候变化背景下玉米褪绿斑驳病毒 （maize chlorotic mottle virus, MCMV）的潜在分布范围,基于MCMV的全球分布数据,筛选影响其分布的关键环境变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测MCMV在历史（1970—2000年）和未来（2021—2040年）气候条件下的潜在地理分布范围。结果表明, MaxEnt模型的受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线下面积（area under curve, AUC）均值为0.941,预测结果的准确性较高。历史气候条件下, MCMV在全球具有广泛的适生范围,在亚洲、美洲、非洲、欧洲和大洋洲均存在适生区;在我国其适生区主要集中于中部和南部地区,总适生区面积占我国陆地总面积的41.62%。未来气候情景下, MCMV在全球的适生性有所降低,在我国的总适生区面积有所减少,但适生范围仍较为广泛;未来气候变化虽不利于MCMV在全球的进一步扩张,但可能更利于其在欧洲生存。MCMV在我国的潜在地理分布范围广,特别是西南地区,在历史和未来气候条件下均存在高适生区,因此建议进境口岸检疫部门应加强检疫检测,严防MCMV传入;内检部门应加强检疫监测和防控,严防其扩散。     

基于MaxEnt模型的菜豆象和蚕豆象在中国的适生区预测

为减少外来入侵物种菜豆象Acanthoscelides obtectus和蚕豆象Bruchus rufimanus对中国造成的潜在威胁,收集这2种豆象的全球地理分布数据,采用Pearson相关性分析和主成分分析分别从19个环境变量中筛选关键环境变量,采用MaxEnt模型对历史气候条件下和未来气候情景下这2种豆象在中国的适生区进行预测,并对预测结果进行分析。结果显示,经Pearson相关性分析共筛选出4个关键环境变量用于菜豆象适生性区的模型构建,分别为最暖季度平均温度、最干月份降水量、年气温变化范围及最湿季度降水量,其对MaxEnt模型的累积贡献率分别为31.6%、28.4%、26.3%和13.7%;经Pearson相关性分析共筛选出4个主要关键环境变量用于蚕豆象适生性区的模型构建,分别为最冷季度平均温度、最干月份降水量、最热月份最高温度和最湿月份降水量,其对MaxEnt模型的累积贡献率分别为48.5%、39.5%、7.8%和4.2%。MaxEnt模型重复运行10次后,菜豆象训练数据的平均AUC值为0.938,蚕豆象训练数据的平均AUC值为0.963,均显著高于随机模型的AUC值,表明基于MaxEnt模型的菜豆象和蚕豆象在中国适生区的预测结果准确。未来气候情景下,这2种豆象在中国的适生区均呈现向北扩张的趋势,需加强对这2种豆象的检疫与防治,严防发生区域进一步扩大。     

气候变暖背景下柑橘木虱在中国的适生区变化

为明确气候变暖背景下柑橘木虱Diaphorina citri在中国的适生区变化趋势,通过对影响柑橘木虱分布的关键气候环境变量进行筛选,并基于其在中国的历史分布数据,利用最大熵MaxEnt模型分析过去50年间气候变暖对柑橘木虱在中国的适生区变化趋势的影响。结果表明,影响柑橘木虱适生区的6个主要气候环境变量是最冷季节降水量、最冷季节平均温度、冬季日平均气温小于等于-5℃的日数、温度季节性变化标准差、最暖月最高温度以及8月日平均气温大于30℃的日数。受气候变暖影响,20世纪60年代至21世纪初,柑橘木虱在我国的总适生区、中适生区和高适生区分布面积呈明显扩大趋势,高适生区扩大趋势较中适生区更为明显。其中高适生区在广西、贵州、湖南、江西、湖北、安徽和浙江等省区增加明显;中适生区在云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江西和江苏等省市增加明显;低适生区的总体面积虽然在减少,却是由于中、高适生区北移造成的,且湖北省、四川省、重庆市和江苏省的北部部分地区由原来的不适生区转为低适生区。表明气候变暖导致我国气候更加适宜柑橘木虱生存,高适生区、中适生区和低适生区的北界都在北移,而其传播的柑橘黄龙病扩散风险加大,需要给予足够的重视。     

基于MaxEnt模型和GIS技术的烟粉虱适生区预测

为分析烟粉虱Bemisia tabaci在我国的潜在适生区,以我国351个烟粉虱分布记录点、全国气候环境数据和土地利用数据为基础,利用MaxEnt生态位模型结合GIS技术进行烟粉虱适生区预测。结果表明,影响烟粉虱适生区预测的主要因子包括土地利用类型、海拔、年平均温度和最热月份最高温度。预测的烟粉虱高适生区、中适生区、低适生区与非适生区分别占全国陆地总面积的5.6%、12.3%、35.2%和46.9%。华北平原、东北平原的南部以及湖南、湖北两省交界处为烟粉虱最适宜生存区域,且这些区域作物生产潜力大,造成的损失较为严重;非适生区包括青藏高原、南疆沙漠区域、大兴安岭及东北极寒地区。本研究预测的烟粉虱中、高适生区域均有烟粉虱发生为害的报道,烟粉虱在我国的防控形势仍然严峻。     

基于4种生态位模型的长芒苋潜在适生区预测

恶性入侵杂草长芒苋Amaranthus palmeri S.Watson对农业生产和生物多样性造成严重威胁。预测其潜在适生区对粮食安全和生物多样性保护至关重要。不同模型由于算法不同对长芒苋潜在适生区的预测结果存在差异。本研究综合4种生态位模型(MaxEnt、GARP、BIOCLIM和DOMAIN)预测长芒苋在我国的潜在适生区以提高预测准确性。结果表明,4种模型的平均AUC值均大于0.85。MaxEnt和DOMAIN的平均Kappa值大于0.81;BIOCLIM和GARP的平均Kappa值大于0.69。MaxEnt的预测精度和稳定性要略胜一筹。BIOCLIM和MaxEnt的预测结果较为收敛,DOMAIN和GARP预测的适生区范围较广,由此预测的长芒苋潜在适生区分别占我国陆地总面积的20.66%和32.38%,48.39%和49.76%。综合预测结果,长芒苋在我国的适生区主要集中在中东部地区,西北和东北地区则是长芒苋存在的边缘环境地区。     

基于最大熵模型预测小火蚁在我国的适生区

小火蚁是中国大陆新发现的重要外来入侵害虫, 目前对该虫的传入来源和在我国的适生区范围尚不明确?为明确我国小火蚁适生区范围, 有效防控该虫在我国的扩散和蔓延, 本研究通过该虫全球已有的分布数据, 采用最大熵模型对其适生区进行了预测?研究表明, 最大熵模型预测小火蚁适生区精度较高?预测结果显示, 我国小火蚁的潜在适生区主要分布于南方, 其中, 高适生区分布在台湾?海南?云南南部边境?广西西南局部?福建西南部?广东南部及其沿海地区?预测结果与该物种现有地理范围的生态条件一致?年降水量对小火蚁的适生性影响最大, 理论年降水量为2 040 mm时小火蚁分布的概率最高?随着全球气候变暖, 未来我国小火蚁的适生区有向北扩大的趋势, 但主要适生区还是以南方为主?     

基于MaxEnt和ArcGIS的黑腹尼虎天牛潜在地理分布预测

为明确我国检疫性有害生物黑腹尼虎天牛Neoclytus acuminatus的潜在地理分布范围，基于MaxEnt模型、ArcGIS软件及全球分布数据预测当前气候和未来气候（2个情景）条件下黑腹尼虎天牛在全球和中国的潜在分布区域，并分析影响黑腹尼虎天牛分布的关键环境变量。结果显示，MaxEnt模型的曲线下面积（area under curve，AUC）为0.962，表明模型预测结果可靠；影响黑腹尼虎天牛潜在地理分布的5个关键环境变量分别是5月平均降雨量、11月平均最高温度、温度变化方差、7月平均降雨量和最湿季度平均气温，贡献率分别为40.5%、33.2%、23.9%、2.2%和0.1%。在当前气候条件下，黑腹尼虎天牛在全球的适生区较广泛，总面积约为3 928.63×10⁴ km²，且在我国湖北、安徽及浙江等省存在高适生区和中适生区；在未来气候条件下，黑腹尼虎天牛在全球范围内的适生区总面积会进一步增加，并且在我国的高适生区面积也会进一步扩大。     

油菜茎基溃疡病菌在中国定殖的可能性评估

为明确油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans在我国定殖的可能性,并制订针对性的检疫措施,本研究基于该病菌在英国、法国、德国、波兰、加拿大、澳大利亚的分布数据,选取与病害发生有关的温度、降水量等15个变量,利用Max Ent和GARP两种生态位模型预测其在其它地区的潜在分布,并利用受试者工作特征曲线(ROC)来评价模型模拟精度。结果显示,2种模型均能够较好地预测L.maculans的分布区域,与已记载的分布区域高度吻合,且全球范围内存在着许多高度适合L.maculans定殖的地区;2种模型也能预测L.maculans在我国的潜在分布区域,并且预测结果一致;GARP结果显示L.maculans在我国的中高度适生区包括内蒙古、吉林、陕西、宁夏、甘肃、新疆、西藏等地。鉴于L.maculans在我国的潜在分布研究结果,建议完善疫情监测体系,采取措施控制病菌的"进入风险",降低病菌"进入"后定殖的可能性。     

基于MaxEnt模型预测气候变化下飞扬草在中国的潜在地理分布

为明确入侵杂草飞扬草Euphorbia hirta Linn.在中国的潜在地理分布，基于MaxEnt模型结合ArcGIS地理信息系统软件，对飞扬草在历史气候及未来气候2个情景下的潜在适生区进行预测，并采用刀切法分析各环境因子对飞扬草适生区的影响。结果显示，在飞扬草潜在地理分布变化过程中，影响最大的环境因子是最湿季度降水量，其次是最暖季度平均温度。历史气候条件下，飞扬草在中国的总适生区面积占全国陆地总面积的32.45%，其中高适生区占13.57%，中适生区占10.06%，低适生区占8.82%。未来气候条件下，预测结果表明2050年飞扬草的潜在适生区将进一步扩张，其中在高强迫SSP585情景下飞扬草的总适生区面积大于低强迫SSP126情景下的总适生区面积，而SSP126情景下的高适生区面积则大于SSP585情景下的高适生区面积。表明飞扬草在中国的潜在适生区分布范围较广，可能在未来进一步扩散至全国，建议相关部门加强监控，防止飞扬草进一步入侵和扩散。