基于MaxEnt模型的毛红椿适生区预测

[目的]了解环境因子对毛红椿适生区分布的影响,为其资源保护、引种及其人工林的发展提供参考。[方法]基于MaxEnt模型能利用现存不完整、小样本、离散型分布数据构建物种适生区预测模型,用受试者工作曲线线下面积(AUC)检验预测模型的精度,面积越大精度越高等优点,本研究应用毛红椿在云南的分布数据及1个地型因子和6个气候因子,来构建其适生区分布模型。[结果]毛红椿适生区分布MaxEnt模型平均训练AUC和平均测试AUC分别为0.891、0.885,说明对毛红椿适生区的预测是可靠的;降水量变异系数和最干季度降水量是决定毛红椿适生区分布的主要因子,年均气温变化范围、最冷季度平均气温、最湿季度降水量、最冷季度降水量是次要因子。在当代和未来(2050S、2070S)气候变暖条件下(RCP2.6情景),云南省和全国适生区面积计算结果直观、定量的反应了全球变暖对毛红椿适生区变迁的影响。[结论]预测云南省及全国的毛红椿适生区随全球变暖而小幅萎缩。     

入侵植物飞机草在贵州的适生区预测及风险分析

飞机草于20世纪80年代入侵贵州以来,种群快速蔓延,给贵州的经济、社会及生态造成重大损失。为研究飞机草的扩散规律和风险等级,对其作了适生区预测和风险分析。采用MaxEnt生态位模型,以飞机草分布点的气候和海拔因子作为模型运算的基础数据进行适生区预测,得到飞机草在贵州省的高度、中度、低度适生区和非适生区。采用林业危险性有害生物风险分析指标体系,对飞机草进行定性和定量分析,确定其在贵州的风险等级。结果显示:对预测结果进行准确性分析,表明该模型具有较好的预测效果;飞机草在贵州省的高度、中度适生区分布范围为24.63°～26.72°N、104.35°～109.35°E,面积约26 800 km~2,占全省国土面积的15%;飞机草的风险评估值R=2.32,在贵州属高度危险的林业有害生物。飞机草在贵州的适生区主要是西南部的南亚热带河谷区域,适生区面积大,风险等级高,对区域经济、社会、生态均构成严重威胁。要阻止飞机草在贵州的进一步传播和危害,须加强检疫,在高、中适生区范围开展面上监测,加强对分布区飞机草种群的防控。     

栎树猝死病原在中国的适生区预测

利用CLIMEX生态气候模型和GIS系统,对栎树猝死病原在我国的适生区进行预测.模型分析表明:温度和湿度是栎树猝死病分布的主要气候限制因子,新疆、甘肃、内蒙古、宁夏和青海地区主要受干胁迫影响,广西、广东、江西和海南的大部分地区主要受热胁迫影响,这些地区均不适宜栎树猝死病菌生存.栎树猝死病菌适合于阴冷潮湿环境下生长,长江流域附近被划为边缘适宜区域,主要包括山东、河南、陕西、江苏和湖南的部分地区,其中还包括黑龙江、吉林和辽宁的东部地区和台湾省南部地区.适宜区域和最适宜区域主要集中在中国西南地区的四川、贵州、云南、重庆和中部的湖北,以及东南部的浙江、江苏、安徽、福建和台湾.这些区域正是我国杜鹃花属、栎属和石栎属等重要寄主的主要分布地区,提前预防该病害入侵是非常必要的.     

基于生态位模型的石蒜适生区预测

运用预设预测规则的遗传算法(GARP)和最大熵(MaxEnt)两种生态位预测模型,以及受试者工作曲线(ROC)分析方法,预测石蒜属石蒜潜在适生区.结果表明,GARP和MaxEnt模型ROC曲线下面的面积AUC(area under the ROC curve)均值分别为0.910和0.988,MaxEnt模型的AUC值更大,预测结果更准确,运行速度更快,更适合用于石蒜的适生区预测.对环境变量进行刀切法表明,在所有环境变量中,最冷季度平均温度对于石蒜分布的影响(贡献)最大,其次是年均温、最冷月的最低温度和最暖季度降水量,而海拔、降水量变化方差对石蒜分布的影响比较小.预测结果显示,石蒜在世界范围内主要分布在亚洲东部以及亚洲中部一小部分,另外北美洲的东部,欧洲南部一小部分地区也适合其生长.在中国范围内主要分布在云南、贵州、福建、江苏、浙江、安徽、江西、重庆、湖北、湖南等省,以及山东、河南、陕西、甘肃等省南部;四川东部和广东、广西(除了南部沿海地区)均预测为适生区,海南、台湾、西藏部分地区也是适生区.     

基于MaxEnt模型的胡杨潜在适生区预测

【目的】利用最大熵生态位模型(MaxEnt)预测胡杨潜在分布区,以期确定胡杨在我国的潜在分布区,为其合理引种栽培、资源保护利用及可持续管理提供科学依据。【方法】通过文献查找、数据库检索、实地调查等,获取我国胡杨的分布点。根据胡杨生长区的环境特点和其自身生长特性,确定各分布点的气候、土壤、地形等29个环境因子,并将环境因子进行多重组合,筛选出影响胡杨潜在分布的主要限制因子,确定相关阈值并据此预测胡杨的潜在分布范围,同时利用受试者工作特征曲线检验模型精度。【结果】从本研究涉及指标来看,我国胡杨潜在分布的适宜区为132. 83万km2,占全国陆地总面积的14. 8%;潜在分布区为新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃省和宁夏回族自治区;最适宜区为新疆中南部和内蒙古西部的额济纳旗,总面积为23. 12万km2,占全国陆地总面积的2. 4%;其中新疆的最适宜区面积为22. 42万km2,占全国最适宜区面积的96%;影响胡杨潜在分布的环境因子主要包括最湿月降水量、海拔、年降水量、年均气温、气温年较差和气温季节差,其中最湿月降水量是最重要因子。【结论】胡杨最适宜分布的气候条件是年均气温9. 4～11℃、极端最高气温39. 2～44℃、极端最低气温-17～-25℃、年降水量32. 9～43. 7 mm,土壤pH值为7. 9～8. 5,海拔约1 000 m。研究结果利于合理规划胡杨的引种栽培区,避免盲目引种造成人力、物力和财力的浪费,可为我国未来胡杨引种栽植及可持续管理提供科学依据。     

气候变化背景下天葵的适生区分布预测

采用最大熵模型并结合多种气候变化背景,预测天葵在当代及未来适生区的分布格局。结果表明,利用最大熵模型评价所构建的天葵分布模型具有极佳的预测精度;天葵的当代适生区总面积为136.39×104 km2,占中国版图的14.17%;其中,当代适生区71.94%的区域为相对稳定适生区,受气候变化影响相对较小;在气候变化背景下,与近代分布区相比,其在21世纪20、30、40、50、60、70和80年代的适生区总面积均有不同程度的减少;未来气候变化的影响不仅会导致天葵的适生区总面积下降,也会对天葵的生活适宜度造成负面影响。     

基于MaxEnt模型新疆枣潜在适生区预测

【目的】研究全球气候变化对新疆枣潜在分布的影响,划分新疆枣不同等级的适生区,为新疆枣产业的持续稳定发展提供参考。【方法】基于新疆枣地理分布的调查数据和2种气候情景(RCP4.5和RCP8.5),利用GIS技术和MaxEnt生态位模型相结合的方法,在全球气候变化背景下,对新疆枣的当前及未来(2050和2070年)潜在适生区分布进行预测。【结果】在当前气候条件下,新疆枣适生区主要分布在南疆和东疆地区。其中适生区总面积达到11.3×10~4 km^2,占新疆土地总面积的6.8%。采用受试者工作特征曲线(ROC曲线)对MaxEnt模型预测结果进行评价,结果显示训练数据集和测试数据集的曲线下的面积值(AUC值)分别为0.988和0.978,说明模型预测结果较为理想。刀切法分析结果显示,影响新疆枣当前分布的气候因子主要为最热月最高温度、最冷月最低温度、最暖季度均温、最冷季度均温、6月最高气温、7月最高气温、8月最高气温、12月最低气温、1月最低气温和2月最低气温。在未来气候条件下,新疆枣适生区面积有着一定的增加,但适生区的区域变化较小。【结论】Maxent模型预测结果与新疆枣的实际分布重合度较高。低温是影响新疆枣潜在适生区分布的重要因素。在全球气候变暖的趋势下,新疆枣整个潜在适生区面积呈现增加的特点且有向高纬度区域迁移的趋势,北疆地区开始出现较少部分的低适生区。     

珍稀植物楠木的地理分布及潜在分布区的预测

以植物地理分布与气候变化间的关系为研究基础,通过MaxEnt模型,应用贡献率、置换重要值以及Jackknife检验、主成分分析,模拟研究影响楠木Phoebe zhennan地理分布的主要因子,分析楠木在当前的地理分布格局,并预测未来楠木在中国的潜在分布格局.结果表明,采用MaxEnt模型预测其潜在适宜分布区准确度极高,...     

入侵植物紫茎泽兰在贵州的适生区预测

利用MaxEnt生态位模型,以紫茎泽兰Eupatorium adenophorum分布点的气候和海拔因子作为模型运算的基础数据进行适生区预测.结果表明:紫茎泽兰在贵州的高度、中度适生区主要位于贵州西南部(24.62° ～27.76°N,103.62° ～108.95°E),面积约689.14万hm2,占全省行政区划面积...     

胡杨等4种植物在新疆地区的适生区预测

根据新疆维吾尔自治区的气象资料及已知的胡杨、铃铛刺、黑果枸杞、甘草的物种分布情况,采用Arcgis与MaxEnt模型相结合的方式,对胡杨等4种植物在新疆生长的适生区进行预测。结果表明:胡杨、铃铛刺、黑果枸杞、甘草的适生区面积分别占新疆总面积的40.79%,38.54%,41.99%,30.55%。对胡杨分布预测贡献率最高的两个气象因子分别是平均相对湿度与平均昼夜温差;对铃铛刺与黑果枸杞分布预测贡献率最高的两个气象因子分别是等温性与最冷月最低温;对甘草分布预测贡献率最高的两个气象因子分别是等温性与年均昼夜温差。经ROC曲线验证,显示该预测结果准确。结合刀切法对各因子贡献率的分析结果,总结出4种植物共同适生的气象条件为:平均湿度60%以上,年均昼夜温差25.5℃以下或27.25~27.5℃,等温性介于36~36.5之间,最冷月最低温大于-20℃。     

气候变化下濒危树种华榛的潜在适生区预测

[目的]探究华榛(Corylus chinensis?Franch.)地理分布格局随气候的变化趋势,划分不同等级的华榛适生区,为华榛的保护利用提供科学依据.[方法]本研究基于华榛83条现代分布记录信息和筛选后的18个环境变量数据,采用物种分布模型中的最大熵模型(MaxEnt)模拟华榛末次间冰期以来6个时期的潜在分布区....     

托里桉在我国南部的潜在地理适生区预测

本文通过收集托里桉的实地栽培点地理数据,运用最大熵软件(Maxent)和地理信息系统技术(ArcGIS),结合12个气候因子数据,预测划定了托里桉在我国南部的潜在地理适生分布区。结果表明:Maxent模拟托里桉的潜在地理分布准确性较高,模型预测训练子集和验证子集AUC值均大于0.87。托里桉最适宜分布区集中在广东和海南沿海、广西沿海和中部及福建南部沿海,面积依次为广东(8.63×10~4 km~2)、海南(2.65×10~4 km~2)、广西(2.22×10~4 km~2)、福建(1.18×10~4 km~2);适宜区集中在广西中南部、广东中北部、福建南部、江西中南部,面积依次为广西(10.17×10~4 km~2)、广东(6.15×10~4 km~2)、福建(2.52×10~4 km~2)、江西(1.43×10~4 km~2)。Maxent刀切法(Jackknife)分析结果表明:影响托里桉适生区分布的主导气候因子为年平均气温、≥10℃积温、极端低温、最冷月最低温、最冷月均温、≥10℃的天数。     

基于Max Ent模型的北京浅山区珍稀植物适生区预测及管理

对北京浅山区珍稀植物分布生境进行研究可以掌握生境动态并使珍稀植物保护更具效率。文章利用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(Arc GIS),结合108个珍稀植物分布数据、经相关性筛选后的各项气候因子及7个与珍稀植物生存相关性强的环境因子,对珍稀植物潜在分布和适宜等级作出预测,并据此构想相关管理策略。研究结果表明:1) Maxent模型对珍稀植物在北京浅山区潜在分布区的预测效果较好,接近非常好的水平,地表起伏度、bio4、水(分)等因子对预测结果贡献率最大; 2)预测适生区集中分布在十渡、石花洞、九龙山、蟒山、唐指山、四座楼等区域,在此基础上,以“最适生区”和“较适生区”为重点关注对象,对于不同地区选择了不同的保护策略。     

最大熵模型在植物适生区预测应用中的研究进展

近年来,应用最大熵模型模拟植物适生区的研究迅速增加.本文对最大熵模型应用所涉及的植物物种数量、数据类型以及应用领域等信息进行了分析,结果显示:目前共有154科1051种植物的适生区被模拟,所用环境数据包括气候、地形及土壤等方面,涉及保护生物学、入侵生物学以及亲缘地理学等多个学科领域.基于上述分析,本文总结了最大熵模型应...     

基于MaxEnt的小飞蓬在中国的潜在适生区预测

小飞蓬(Conyza canadensis(L.)Cronquist)是我国分布最广的入侵植物之一。根据文献搜集和生物信息数据库,获得有效数据共325个,结合ArcGIS与SPSS相关性分析筛选获得8个气象因子,基于最大熵模型(MaxEnt)预测了小飞蓬的潜在适生区。结果表明:基于MaxEnt模型预测小飞蓬在中国的潜在适生区ROC曲线,AUC平均值为0.971,预测结果极好;通过刀切法(jackknife method)分析表明,最热季度的降水量(BIO_18)、温度季节性变化标准差(BIO_4)、年平均气温(BIO_1)、最冷季度的降水量(BIO_19)4个气象因子对小飞蓬的分布影响最大;小飞蓬在中国的潜在适生区分布广泛,秦岭淮河以南的各个省份以及秦岭淮河以北至辽宁省南部均为小飞蓬高适生区范围。随着气候变化,2050年小飞蓬潜在适生区面积与当前相比增加了559 016.09km2,2070年小飞蓬潜在适生区面积与当前相比增加了68 423.65km2。本研究结果实现对小飞蓬入侵动态预警,为进一步防范工作提供了一定的理论基础。     

珍稀濒危树种长序榆潜在适生区及其动态变化预测

基于MaxEnt模型,对珍稀濒危树种长序榆(Ulmus elongata)当前时期以及未来2040年SSPs126和SSPs585两种情境下的适生区进行了预测,并比较了两个时期的适生区变化.结果显示:1)AUC平均值为0.988,MaxEnt模型能很好地预测长序榆的潜在适生区;2)影响长序榆分布的环境因子主要为最冷季度降水量(55.5％)、最干季度降水量(18.5％)、海拔(16.5％)、温度季节变化(2.2％)、年平均温度(1.6％);3)长序榆当前时期主要分布在浙江省西南部以及江西、安徽、福建三省交界的区域;4)2040年,长序榆的适生区面积可能缩减,且高适生等级区域面积大幅降低.因此,加强对现有长序榆养护和管理的同时,建议在所预测的适生区内开展长序榆专项调查,并适当进行引种繁育试验.     

全球气候变化对银胶菊在中国的适生区预测的影响

银胶菊Parthenium hysterophorus L.是一种世界恶性杂草,在全球引起了巨大的经济生态损失,目前,已广泛分布在我国长江以南的地区。文章用动态模拟软件CLIMEX对银胶菊Parthenium hysterophorus L.在我国的潜在分布区进行了预测。结果表明,在当前气候条件下,银胶菊的适生区远远超出其实际分布,包括华南、西南、华中、华东及华北部分地区;并对其在A2、B1、B2和A1F1 4种气候变化情景下,银胶菊在中国潜在分布区进行了预测。在气候变化条件下,其适生范围呈向北扩展趋势,适生值明显增大,大部分原有适生区的适生度明显增大。