基于ArcGIS和MaxEnt的槐气候适宜性和潜在分布研究

利用地理信息系统软件ArcGIS和最大熵模型MaxEnt,依据收集到的槐分布数据,结合环境因子,对影响槐的关键气候因子及适生等级进行分析。结果表明,影响槐分布的关键气候因子分别是最冷月最低温(Bio6)、年降水量(Bio12)、4月最低温(T_min4);最适宜槐生长的基本生态位参数为最冷月最低温在-11.1～12.7℃,年降水量在480.0～2 455.0 mm, 4月最低温在4.3～21.1℃。槐在全国范围内的中适生及以上区域主要集中在华东、华中全境以及东北、华北、西北、西南和华南的部分区域。本研究预测的结果与槐实际资源分布区域基本吻合,可为槐种质资源收集与种植规划布局提供参考依据。     

基于MaxEnt模型对大花序桉 在我国南方的适生区预测

大花序桉材性优良是我国重要的实木利用树种,本文对大花序桉在我国南方十省(区)的潜在分布区进行预测,并对其适生区进行划定和分析.通过收集大花序桉的地理信息数据,利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS空间分析技术,综合相关气候因子,预测划定大花序桉在我国南方十省(区)的潜在地理分布区.结果表明:采用MaxEnt模拟大花序桉潜在地理分布的准确性较高,模型预测准确性的衡量指标训练子集和验证子集AUC值均大于0.88.大花序桉在我国南方的发展空间较大,其中最适宜分布区主要集中在广东、广西、海南、福建沿海,面积依次为广东(11.25×104 km2),广西(9.19×104 km2),海南(2.00×104 km2),福建(1.91×104 km2);适宜区集中在广西、广东、重庆、福建省中部,面积依次为广西(5.87×104 km2)、广东(4.51×104 km2)、重庆(3.64×104 km2)、福建(3.02×104 km2).刀切法(Jackknife)分析结果显示,影响大花序桉潜在适生区分布的主导气候因子为年平均气温、≥10℃积温、最冷月最低温、最冷月均温和极端低温.结合最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS技术,预测和分析了大花序桉在我国南方十省(区)的潜在适生区,阐明了影响其分布的主导气候因子,为该树种在我国的有序推广种植提供科学依据.     

大叶桂樱的扦插繁殖试验

就激素种类、浓度和浸泡时间对大叶桂樱插穗生根的影响进行了试验。试验结果表明:大叶桂樱为典型的皮部生根植物,激素浸泡时间对插穗的生根率影响具有极显著差异,而激素种类、激素浓度对插穗的生根率影响无显著差异。激素浸泡时间以15 h最佳。     

大叶桂樱无性系扦插繁殖

对大叶桂樱(Laurocerasus zippeliana)无性系采穗圃嫩枝进行扦插繁殖生根试验,结果表明:大叶桂樱无性系嫩枝扦插生根兼有皮部生根和愈伤组织生根,参试的10个无性系中有2个无性系同时含有2种生根类型,有8个无性系以皮部生根类型为主,占参试无性系的80%。大叶桂樱无性系嫩枝生根能力既根系效果指数REI与生根率之间成显著的正相关关系;在遮荫降温、农膜保湿及自然温度条件下,以6月、9月和10月上旬大叶桂樱嫩枝扦插生根率最高。     

大叶桂樱无性系扦插繁殖

对大叶桂樱（Laurocerasus zippeliana）无性系采穗圃嫩枝进行扦插繁殖生根试验,结果表明：大叶桂樱无性系嫩枝扦插生根兼有皮部生根和愈伤组织生根,参试的10个无性系中有2个无性系同时含有2种生根类型,有8个无性系以皮部生根类型为主,占参试无性系的80%。大叶桂樱无性系嫩枝生根能力既根系效果指数REI与生根率之间成显著的正相关关系;在遮荫降温、农膜保湿及自然温度条件下,以6月、9月和10月上旬大叶桂樱嫩枝扦插生根率最高。     

基于最大熵模型(MaxEnt)预测北沙柳潜在地理分布

为确定北沙柳在我国的适生情况,本研究将北沙柳地理分布信息与6个气候因子基于最大熵模型(MaxEnt)对其潜在分布进行模拟预测。AUC值大于0.9,表明预测结果良好;影响北沙柳分布主导环境因子有年平均温度、温度季节变化、海拔、最湿月降水量、昼夜温差与年温差比值、最干月降水量、昼夜温差月均值;计算出北沙柳在我国的存在概率,DIVA-GIS自动划分为4个等级,分别为不适应生境(p0.07)、低度适应生境(0.07≤p0.24)、中度适应生境(0.24≤p0.49)、高度适应生境(0.49≤p0.95);当前时期到未来(2050年)时期4个情景(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5)下的适生区面积均有所增加。模型预测结果显示,北沙柳适生区主要集中在鄂尔多斯市和榆林市交汇处、中卫市与阿拉善左旗交汇处。结合北沙柳的实际地理分布信息与基于MaxEnt模型预测的当前时期的潜在分布基本吻合,表明MaxEnt模型对北沙柳的潜在生境概率预测可靠,得出的结果对北沙柳的推广与引种具有一定参考价值。     

大叶桂樱的育苗与造林

大叶桂樱（Prunus zippeliana Miq．）的播种育苗试验，种子4月成熟，随采随播，5月中旬出苗，萌发率达80％；一年生壮苗高度可达20cm—30cm。     

基于MaxEnt模型的中国山楂潜在适生区

【目的】综合分析山楂分布与环境要素间的相互关系,以期为山楂资源的科学保护及利用提供参考。【方法】利用192个地理分布点和从Worldclim网站下载的20个1970—2000年的环境因子数据,使用MaxEnt模型预测山楂在2020年的潜在适生区,并划分适生等级,同时分析影响山楂分布的关键环境因子。【结果】MaxEnt模型预测结果准确性极好,测试数据集和训练数据集AUC值均在0.9以上;最热季降水量(贡献率28.6%)、温度季节变化标准差(27.2%)、最干季均温(13%)、最热月最高温(11.8%)、年降水量(10%)、海拔(7.7%)、平均日较差均值(1.2%)、降水量季节变异系数(0.4%)和等温性(0.2%)是影响山楂分布的关键环境因子。山楂在我国适生总面积达到了2 487 002 km²,主要分布在华北、东北、华东地区,排名前10的省份合计占到总适生面积的82.38%。山东、河北、辽宁、河南及山西五省高适生区面积最大,合计有481 519 km²,占山楂全部高适生区面积的82.56%,临近的江苏、陕西、北京、天津、黑龙江、吉林和内蒙古...     

大叶桂樱种子萌发特性试验

为了解大叶桂樱对环境的适应机制,通过设置不同的浸种时间、温度和光照条件,对其进行种子萌发特性观察,结果表明,大叶桂樱种子的最适浸泡时间为24 h,其发芽率和发芽势达90.04%和49.22%,时间过长反而会降低发芽率;最适萌发温度是25℃,高温和低温都不利于种子萌发;光照对种子萌发有一定的促进作用,在12h/d的光照条件下,可以明显提高种子的发芽率和发芽势,但光照对种子萌发的开始时间和持续时间影响不明显.     

基于MaxEnt模型预测日本松干蚧在贵州省的潜在分布

日本松干蚧（Matsucoccus matsumurae）是我国危险性林业有害生物之一,其种群严重危害松林安全。为探究日本松干蚧分布和扩散规律,通过实地调查日本松干蚧分布和虫口密度,并基于最大熵（MaxEnt）模型预测了日本松干蚧在贵州的潜在分布。结果显示,模型预测结果较好地反映日本松干蚧在贵州省的分布情况,日本松干蚧主要分布在遵义市中南部区域,其中汇川区、新蒲新区、绥阳县是日本松干蚧的高分布区,红花岗区为中分布区,播州区、桐梓县、正安县为低分布区;年温度变化范围和年均降水量是影响日本松干蚧分布的重要环境变量;虫口密度调查统计显示,日本松干蚧在遵义市的平均虫口密度为25头/10cm²;日本松干蚧将继续扩大分布范围,具有向四周辐射扩散的趋势,未来可能在遵义形成全面分布格局,须加强对分布区日本松干蚧的防治。     

基于GIS和MaxEnt模型的合江方竹中国潜在分布区预测

探索合江方竹在我国的潜在适生分布区,了解影响其地理分布的主要环境因子,可为开展合江方竹种植区划及引种栽培提供参考。采用最大熵模型（MaxEnt）与地理信息系统（GIS）相结合,基于43个合江方竹地理分布记录和20项环境因子,通过相关分析、刀切法检验、创建分布预测图及因子响应曲线,预测合江方竹的潜在适生区及其适生等级,确定主导环境因子及其阈值,并采用受试者工作特征曲线（ROC）对预测结果进行验证。合江方竹在我国潜在适生区面积约1.88×10⁵ km²,主要分布在川、滇、黔、渝4个省（区）,湛江、海口和漳州临海地区有零星低适生区分布,四川盆地与云贵高原过渡的大娄山地带是合江方竹的高适生区。最干月降水量（bio14）、温差月均值（bio2）、海拔（alt）和年均降水量（bio12）是影响合江方竹分布最主要的环境因子,累计贡献率超过85%,各因子的阈值分别为：18~25 mm、60~72℃、550~1 350 m、1 030~1 160 mm。ROC下的面积（AUC值）达0.996,模拟预测准确性高,结果可信。结果表明,合江方竹具有进一步拓展的空间和可能,其分布主要受降水和温度的影响,适宜生长在温暖湿润且有一定温差的中高山地区。     

基质和生长调节剂对秋枫、大叶桂樱苗木生长及生理指标的影响

探讨不同栽培基质、植物生长调节剂对秋枫和大叶桂樱生长、光合特性和叶绿素含量的影响。结果表明:培育秋枫苗木,以30%黄心土+30%菇渣+40%塘泥为栽培基质,配合IBA 100 mg·L-1+NAA 50 mg·L-1处理,可促进苗高生长,而以60%黄心土+40%塘泥为栽培基质,配合IBA 100 mg·L-1处理,可促进苗木地径生长;培育大叶桂樱苗木,以60%黄心土+40%塘泥为栽培基质,配合IBA 100 mg·L-1+NAA 50 mg·L-1处理,可促进苗高生长,以60%黄心土+40%塘泥为栽培基质,可促进苗木地径生长。在干旱、水源不足的区域宜采用以30%黄心土+30%菇渣+40%塘泥为栽培基质,配合IBA 100 mg·L-1+NAA 50 mg·L-1处理。生产上可根据实际需要选择合适的栽培组合培育秋枫和大叶桂樱苗木。     

基于MaxEnt分析金钱松适生的生物气候特征

[目的]利用MaxEnt模型分析金钱松适生的生物气候特征,为金钱松林业生产提供科学依据.[方法]从我国4个标本馆获取金钱松43个标本记录数据,并从WorldClim网站下载1950-2000年生物气候数据,用最大熵模型(MaxEnt)模拟金钱松的地理分布,检测其生物气候主导因子及其适宜值.[结果]金钱松最适宜(分布值为0.73 ～1.0)分布的地区是湖南东部、湖北东南部、江西的东北部、安徽的南部、浙江西北部和其东部沿海地区,其余具分布值0.37 ～0.73的区域是以上这些高分布值区域的向外连续延伸.刀切法检测表明:冷季均温、干季均温、暖季降雨量对金钱松的分布影响较大,其中冷季均温适宜值为1.15～8.1℃,最适值为4.62℃;干季均温适宜值为2.7 ～11.9℃,最适值为7.3℃;暖季降雨量适宜值为45.6～734.4 mm,最适值为546.9 mm.[结论]MaxEnt模拟可信度较高,精确反映出金钱松的地理分布范围,并阐明主导其分布的3个生物气候因子,揭示金钱松在地理分布上所需的定量生物气候条件.     

样本量对MaxEnt模型预测物种分布精度和稳定性的影响

以实际调查的4个物种的34个不同样本量(5,6,8,10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90,100,120,150,180,200,220,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,800,900,1 000,1 200)为例,模拟计算分析不同的样本量对MaxEnt物种分布模型的精度和稳定性的影响.结果表明:总体上来看,样本量的大小对MaxEnt模型预测物种空间分布的精度影响不大,在样本量较小时,精度不稳定,随着样本量的增大(训练数据在样本量50左右,检验数据在样本量120左右),MaxEnt模型的预测精度越来越稳定.     

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。     

基于MaxEnt模型的松针红斑病在中国的潜在分布区及适生性预测分析

【目的】依据气候变化,探究气候变化对松针红斑病分布的影响,预测中国松针红斑病的潜在分布区。【方法】根据松针红斑病已知分布区域和相关气候数据,结合政府间气候变化专门委员会(IPCC)针对未来气候变化情景发布的CCSM4气候模式数据,采用最大熵模型(MaxEnt)预测松针红斑病的潜在分布区。【结果】松针红斑病最适宜分布区为黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东北部和云南省。经刀切法分析(Jackknife)表明,6月降水量、11月平均最高温度和最冷季度降水量等主要影响松针红斑病的潜在分布区。在未来不同气候变化情景下,总适宜区面积呈上升趋势,增加幅度为15. 66%～18. 29%。山东北部、河北、山西的大部分地区、陕西中部和南部、甘肃东南部、四川北部和南部、辽宁西部和内蒙古东部的各等级适宜区面积增加,适宜等级上升。【结论】MaxEnt模型预测结果与实际调查结果具有很高的一致性,能够反映松针红斑病在中国的分布情况。随着未来气候变化,云南、四川交界地区,东北三省和内蒙古东北部最适宜分布区呈现破碎化的趋势。松针红斑病适生区质心有由东北向华北、西北扩散的趋势。     

辽东栎林潜在地理分布及其主导因子

利用影响植物分布的8个变量(年均降水量、气温年较差、最冷月温度、最暖月温度、大于5℃积温、湿润指数、年辐射量和海拔)以及辽东栎林地理分布资料,结合最大熵模型,筛选出影响辽东栎林地理分布的主导因子,即年均降水量、最冷月气温、大于5℃积温和年辐射量.在此基础上,构建辽东栎林地理分布与气候的关系模型.结果表明:模型能够很好地模拟辽东栎林的潜在地理分布,其潜在分布区覆盖了我国东北南部、华北中南部、华中西北部、华东北部、西南东部部分地区及西北东部地区.影响辽东栎林潜在分布的各主导因子阈值分别为:年均降水量340～1 060 mm、最冷月气温-17～4 ℃、大于5℃积温800 ～3 700℃·d-1、年辐射量1.08×105～1.41×105W·m-2.