中国北方地区蒙古韭潜在适生区分析

当前，气候变化正在威胁全球生物多样性。蒙古韭(Allium mongolicum)是干旱半干旱地区中重要的牧草以及群落稳定物种，目前其自然分布区域正逐渐缩减并面临濒危处境。为探究未来蒙古韭自然群体演化过程，本研究结合物种分布数据与22个环境变量数据，应用MaxEnt生态位模型对蒙古韭在近代以及未来3种气候情景下(SSP126可持续发展路径、SSP245中度发展路径、SSP585化石燃料常规发展路径)在我国北方地区的潜在分布格局进行了预测。结果表明：模型预测结果精度均大于0.8,模拟效果良好；影响蒙古韭分布的主导环境因子为年平均温度、最暖季平均温度、年均降水量和最暖季平均降水量；不同气候情景下未来蒙古韭潜在适生区面积均有所缩减，受降雨和温度影响，高适生区向蒙古高原地区收缩；未来蒙古韭核心适生区总体向东南方向迁移后再向西南方向迁移；蒙古韭未来潜在适生区缩减主要集中在黑龙江省、吉林省西北部和内蒙古东部。     

三江源草地总生物量对未来气候变化的响应

以青海省三江源为研究区域,利用2005?2016年间采集的2055个草地野外监测数据校正并构建了适用于该地区的DNDC(denitrification-decomposition,反硝化-分解)模型参数库.通过模拟三江源草地总生物量在两种不同代表性浓度路径(RCPs)气候情景下的时空变化,探究了气候因子对草地总生物量变化的影响,并分析了三江源不同区域草地应对未来气候变化的放牧利用对策.研究结果表明:1)草地总生物量的模拟值与实测值呈显著的线性相关(R2=0.690,RMSE=96.414 g·m?2,P<0.001),模型结果能够较好地解释实测数据.2)两种气候情景对比,RCP 8.5气候情景下温度增幅要高于RCP 4.5的气候情景,而降水量增幅则低于RCP 4.5的气候情景.3)在RCP 4.5和RCP 8.5两种未来气候情景下,研究区草地总生物量均呈显著下降趋势,总生物量模拟值分别下降了16.91％～18.51％和23.82％～26.44％.气候变化是导致草地总生物量变化的主要因素,草地管理应积极应对潜在的气候变化并制定相应对策,保障草地资源的可持续发展.     

三江源草地总生物量对未来气候变化的响应

以青海省三江源为研究区域,利用2005-2016年间采集的2 055个草地野外监测数据校正并构建了适用于该地区的DNDC (denitrification–decomposition,反硝化–分解)模型参数库。通过模拟三江源草地总生物量在两种不同代表性浓度路径(RCPs)气候情景下的时空变化,探究了气候因子对草地总生物量变化的影响,并分析了三江源不同区域草地应对未来气候变化的放牧利用对策。研究结果表明:1)草地总生物量的模拟值与实测值呈显著的线性相关(R2=0.690, RMSE=96.414 g·m-2,P 0.001),模型结果能够较好地解释实测数据。2)两种气候情景对比,RCP 8.5气候情景下温度增幅要高于RCP 4.5的气候情景,而降水量增幅则低于RCP 4.5的气候情景。3)在RCP 4.5和RCP 8.5两种未来气候情景下,研究区草地总生物量均呈显著下降趋势,总生物量模拟值分别下降了16.91%～18.51%和23.82%～26.44%。气候变化是导致草地总生物量变化的主要因素,草地管理应积极应对潜在的气候变化并制定相应对策,保障草地资源的可持续发展。     

气候变化对中国梅花鹿潜在栖息地影响

研究表明,气候变化将会使生物多样性降低甚至是物种灭绝。研究气候变化对物种栖息地的影响,对未来研究物种多样性和保护生态系统功能完整性提供实践意义。以梅花鹿(Cervus nippon)为研究对象,将23个环境因子通过去相关性后得到8个环境因子,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟了梅花鹿基准气候条件下在中国潜在生境分布,并预测了ssp245和ssp585两种气候变化情景下2021—2040年(2030s)、2041—2060年(2050s)、2061—2080年(2070s)梅花鹿潜在分布。23个环境因子中,对3个不同的梅花鹿亚种,降水季节性、海拔、最干月降水量这3个因子是影响梅花鹿生境分布的主要因子。基准气候条件下,梅花鹿的潜在生境面积占总研究区域总面积的3.72%。随着时间的推移,研究区内梅花鹿东北亚种当前潜在生境面积明显增加,其中ssp585情景增加程度大于ssp245情景。在ssp585情景2050s阶段,总潜在生境面积将增加524.79%;梅花鹿华南亚种当前潜在生境面积明显减少,在ssp585情景下,梅花鹿适宜生境面积减小幅度将大于ssp245情景下梅花鹿适宜生境面积减小幅度,其在相应阶段分别减少77.61%、96.29%和93.62%。适宜生境逐渐消失。梅花鹿四川亚种在ssp245、ssp585两种情景下,适宜生境面积变动较小,并且都有5%—10%的新增适宜生境。     

基于组合物种分布模型的黄河源区鹅绒委陵菜适宜生境及其对气候变化的响应

鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)是多年生蔷薇科草本植物,在黄河源区分布较为广泛,是青藏高原主要的野生经济植物之一。目前鲜有在区域尺度上刻画鹅绒委陵菜空间分布格局的研究,没有适宜的大范围开展高精度观测方法是主要限制因素之一。本研究利用无人机路径规划和信息提取系统(Frag MAP)于2018–2020年在黄河源区获取了> 3 000个观测样本(航拍照片)。基于高分辨率(0.55 mm)航拍照片,人工识别鹅绒委陵菜出现与否作为基础数据(即0, 1型数据集),利用BIOMOD物种分布集成预测平台,结合气候、地形、土壤3类环境数据预测黄河源区鹅绒委陵菜的分布特征,并在气候变化背景下模拟2050年和2070年源区内鹅绒委陵菜的空间分布特征。结果表明：1)组合物种分布模型能降低预测的不确定性,较好地模拟黄河源区鹅绒委陵菜的空间分布特征。2)鹅绒委陵菜在黄河源区的潜在分布主要集中在中部和东南部,影响其空间分布的主要因子为年降水量和海拔高度。3)在未来气候情景下,黄河源区鹅绒委陵菜极适宜生境面积呈先增加后降低的趋势。本研究在区域尺度上刻画了鹅绒委陵菜分布特征,为高寒草地经济作...     

气候变化对荒漠区子午沙鼠(Meriones meridianus)分布格局的影响

气候变化是影响物种分布格局的主要因素之一，研究气候变化对物种分布的影响对于生物多样性保护和生态系统管理具有重要意义。本研究以子午沙鼠(Meriones meridianus Pallas，1773)为对象，通过查阅文献报道和数据库资料的方法，确定了子午沙鼠在国内的51个分布记录区域，并从19个生物气候变量中选取8个生物气候变量，通过MaxEnt模型和ArcGIS软件预测其在1970—2000和未来(2050s)温室气体高浓度和低浓度两种排放路径下分布范围变化。结果表明：受试者工作曲线面积(AUC值)均大于0.830，满足模型精度要求；影响子午沙鼠分布的主要生物气候变量为年平均气温和年降水量，其贡献率分别占65.5%和15.0%；与基准气候情景相比，未来气候情景下子午沙鼠的适宜生境范围总体呈现缩减趋势；年平均温度增高、年降水量增多会显著影响子午沙鼠的分布范围。未来很有必要对环境变化后子午沙鼠的防控策略和生态系统管理模式做出相应调整。     

川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测

为探究青藏高原高寒草甸生态系统不同主要功能群适宜生境的空间分布格局、主控气候因子及在气候变化背景下的变化趋势,基于青藏高原第2次科考数据(2019-2021年),利用MaxEnt模型预测川滇高原高寒草甸生态系统主要功能群的4种典型物种(莎草科-矮嵩草;禾本科-垂穗披碱草;杂类草-鹅绒委陵菜;豆科-异叶米口袋)在未来气候变化条件下空间分布格局及影响其分布的主要气候因子。结果表明,矮嵩草、垂穗披碱草、鹅绒委陵菜和异叶米口袋在当前气候条件下的适宜生境面积分别为11.09万、9.23万、17.12万和16.53万km²,主要位于川滇高原中部和北部区域。环境因子贡献率和响应曲线显示,4个物种生境适宜性对生存环境具有相似的生态要求,且影响其分布的主要气候因子均为气温年较差、等温性和年均温等与温度有关的环境因子。在未来气候背景下,4个物种适宜生境面积均呈扩张趋势且平均海拔均升高了100～200 m,但变化速率趋于减缓,高寒草甸生态系统的物种多样性、生物量和稳定性可能随着气候变化而增强。     

基于无人机采集样本预测黄河源区小花草玉梅的时空分布

小花草玉梅(Anemone rivularis)是多年生草本植物,在黄河源区分布较为广泛,其过量分布会限制当地草地畜牧业发展,并导致生态系统稳定性和服务功能下降。目前尚没有在区域尺度上开展小花草玉梅时空分布的研究,基础分布数据集和高效、高精度观测方法的缺失是主要限制因素之一。本研究利用自主开发的无人机路径规划和信息提取系统(FragMAP)在黄河源区布设404个样本采集点并获取小花草玉梅的基础分布数据,通过物种分布集成预测平台(BIOMOD)明晰关键的影响因素,模拟小花草玉梅的潜在分布,并预测未来不同气候情景下其在黄河源区的空间分布规律以及适宜生境的变化。结果表明：1)黄河源区小花草玉梅的空间分布主要受年均降水、土壤pH和年均温度等因素的影响。2)在当前气候情景下小花草玉梅主要分布于黄河源区东南部的红原县、阿坝县、玛曲县和若尔盖县等区域。3)在未来气候情景下,小花草玉梅的空间分布随着未来气温的升高呈扩大趋势。本研究首次在黄河源区刻画了小花草玉梅的分布特征并预测其在不同气候情境下的演变趋势,为高寒草地开展毒杂草的适时防控、合理管理和利用提供技术支持。     

气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响

为确定气候变化对高寒草甸分布范围的影响,以Holdridge生命地带性分类系统,采用A1、A2、B1、B2气候变化情景,分析了气候变化对我国高寒草甸潜在适宜气候分布范围的影响.结果显示:气候变化下,高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围将减少,新适宜气候分布范围将增加,总的适宜气候分布范围变化不大,其中A1、A2情景下变化较大,B1、B2气候情景下变化较小;高寒草甸在基准情景下适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数都将减少,新适宜气候扩展范围的最小、最大值与中位数将增加,总的适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数变化不大;高寒草甸基准情景下适宜气候分布区南部范围将缩小,新的适宜气候分布范围将主要朝西部和西北部方向扩展,其中A1情景下变化最大,B1情景下变化较小;高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围和新的适宜气候分布范围与我国年均气温变化和年降水量变化呈现正相关性.从而预测,气候变化使高寒草甸在基准情景下的气候分布范围将减小,新的适宜分布范围将扩大,空间分布格局将发生改变.     

未来不同气候情景下全球草地生态系统及净初级生产力时空动态分析

为揭示未来气候变化对草地生态系统的影响及其响应，本研究基于4种未来气候情景(包括SSP126,SSP245,SSP370和SSP585)数据，利用改进的综合顺序分类法和分段模型评估了2020—2100年全球草地生态系统及其净初级生产力(Net primary productivity, NPP)的时空格局及动态演变趋势。结果表明，在4个气候情景中，全球年均温和年降水量均将呈现整体上升的趋势。在SSP126和SSP245情景中，全球草地面积将下降，预计到2090 s将分别下降194.10和178.43万km²,主要原因在于冻原与高山草地面积的减少。相比之下，在SSP370和SSP585情景中，全球草地面积将呈现上升的趋势，预计到2090 s将分别上升67.59和136.72万km²,热带萨王纳面积增加最多。全球草地NPP在SSP126,SSP245,SSP370和SSP585情景中均将呈现上升趋势，预计到2090将分别上升0.25,1.96,5.78和7.52 Pg DW,其中，热带萨王纳NPP的贡献最大。在全球暖湿化背景下，冻原与高山草地和热...     

气候变化对蒙古莸潜在适生区的影响

蒙古莸(Caryopteris mongolica)是干旱半干旱区具有较高经济价值和生态价值的小灌木,其地理分布范围日渐缩小,成为濒危植物。为了探究蒙古莸地理分布格局形成演化过程,以蒙古莸49个分布点的环境因子数据为变量,通过建立MaxEnt生态位模型,探明影响蒙古莸地理分布的主要环境因子,模拟蒙古莸在当代和未来的潜在地理分布,结果表明：最冷季度降水量、最冷季度平均温、年平均气温、季节性降水量变异系数是影响蒙古莸分布的主要生态因子;适宜蒙古莸存活的年平均气温为2.26℃～8.90℃,最干季度平均温为-15.31℃～-5.02℃,最冷季度降水量为1.42～9.97 mm;未来气候变化条件下,蒙古莸潜在分布区面积呈增加趋势;蒙古莸分布核心区域的变化受到年均降水量和温度影响,在RCP 4.5气候变化情景下向北迁移。RCP 8.5气候变化情景下先向东北方向迁移之后沿原途径返回。     

紫茎泽兰潜在分布对气候变化响应的研究

紫茎泽兰的生态适应性强,是我国外来入侵物种中危害最为严重的恶性杂草。研究紫茎泽兰的适生性特征及对全球气候变化的响应规律是制定防控策略的重要基础,为此,本研究采用了将生态位因子分析(ENFA)与最大熵模型(MaxEnt)嵌套的方法,首先通过ENFA对环境因子进行降维,利用降维后的环境因子以及当前及A1b情景的未来气候数据,根据最大熵模型(MaxEnt)预测紫茎泽兰的潜在分布,并使用ROC曲线分析对预测结果进行评价。结果显示,当前气候情景下,紫茎泽兰的分布区以云南、贵州、广西等省为主;未来A1b情景下,易入侵等级(入侵概率为0.6~1.0)的区域面积将会由当前的12.82 km²增加至2080s的21.30 km²,中心点将由当前位置向西南方向移动61 km;而其中高入侵概率等级(入侵概率为0.8~1.0)的区域面积将由当前的0.42 km²增加至2080s的0.91 km², 中心点将由当前位置向东南方向移动178.66 km。根据当前及未来A1b气候情景下紫茎泽兰潜在分布情况,并根据不同入侵等级区域采取相应的防除治理措施,将对紫茎泽兰的综合治理具有重要指导意义。     

基于MaxEnt模型的青藏高原草原毛虫虫害发生趋势预测

【目的】草原毛虫是青藏高原主要害虫之一,受到气候变化的强烈影响。预测未来气候变化影响下的草原毛虫虫害发生情况,有利于制定合理的草原管理政策。【方法】基于从公开文献获取的 24 个草原毛虫虫害发生位点 ,利用 MaxEnt 模型和 GIS 软件模拟了两种社会共享经济路径（Shared Socio-economic Pathways,SSPs）下当前（2021-2040 年）和未来（2081-2100 年）草原毛虫虫害的潜在发生区。【结果】1）在两种 SSPs 下主导当前和未来草原毛虫虫害发生的环境因子均为年降水量和坡度;2）在两种 SSPs 下,未来草原毛虫虫害发生的最适宜年降水量较当前有所升高,最适宜坡度较当前降低;3）在两种 SSPs 下,未来草原毛虫虫害发生中高风险区面积较当前有所降低;4）未来草原毛虫虫害发生中高风险区海拔范围在 SSP126 下下移,其海拔分布上限和下限在 SSP585 下分别下移和上移。 【结论】气候变化将不利于草原毛虫虫害的发生。未来制约草原毛虫虫害发生的主要环境因子是年降水量。现有的基于野外控制试验的草原毛虫研究不足以模拟气候变化情境下的情况,未来草原毛虫相关研究需着重关注降水的变化。     

不同排放情景下祁连山地区植被净初级生产力变化特征分析

为了分析祁连山地区2021~2050年不同排放情景对祁连山植被净初级生产力的影响,本文使用生物地球化学模型(Biome-BGC),模拟分析了祁连山地区在SSP126、SSP245、SSP5853种排放情景下2021~2050年草地植被净初级生产力时空分布特征、年际变化趋势。结果表明:3种排放情景下,祁连山地区植被净初级生产力都呈现增加趋势,SSP126情景、SSP245情景下2021~2050年祁连山地区植被覆盖状况在中部和西部地区存在明显增加趋势。SSP585情景在2041~2050年更利于植被生长,2021~2040年不利于植被生长。空间分布呈现中部高、两头低的分布特征,西北与东南相比偏低10~20 gC/m^(2)/a,高值区主要集中在青海省海北州及海西州天峻县境内,NPP普遍处于60~180 gC/m^(2)/a左右;低值区位于青海省海西州西南部,NPP值小于20 gC/m^(2)/a。     

中国苜蓿属植物适宜性区划

苜蓿(Medicago)是我国大面积种植的多年生牧草种之一,素有"牧草之王"的美誉,近年来,随着我国草地畜牧业的快速发展,苜蓿的种植面积正逐年增加,如何选择适宜的苜蓿在适宜的区域种植,对指导大面积作业尤为重要。本研究在吸收借鉴已有研究成果的基础上,建立基于自然要素的生态适宜性模型,结合牧草生物学特性,综合考虑各因子同时联系牧草实际生产情况,进行系统分析。研究结果初步明确了苜蓿属植物在全国生态范围内的分布区域,提出了我国苜蓿生态适宜区、次适宜区、不适宜区。其中,适宜区主要分布为:东北区主要集中在吉林、辽宁的中西部及黑龙江东部部分市县;内蒙古区集中在东部的赤峰市、通辽市及兴安盟等,西部的乌兰察布盟、呼和浩特市、鄂尔多斯市等;西北区主要集中在甘肃省的河西走廊,新疆的伊犁地区、昌吉回族自治区及塔里木盆地周边地区,同时在主干河流建立缓冲带作为苜蓿的适宜区;青藏高原区适宜区比较少,青海主要集中在西宁市、海东地区、黄南藏族自治州及海南藏族自治州部分地区;华北区在河北省北部张家口市和承德市的坝上以南的地区;黄土高原区大部分地区都适宜种植苜蓿;华中区主要分布在安徽省北部、江苏省北部、湖北省西北部;西南区主要分布在云南省北部,贵州省毕节市,四川省的成都市、德阳市、遂宁市、绵阳市南部。     

RegCM3对三江源地区气候的模拟

利用区域气候模式(RegCM3)研究三江源地区湿地面积的变化对该地区气候的影响,通过对气候模式下垫面覆盖类型参数化方案的改变,主要是湿地覆盖面积的变化,模拟湿地覆盖面积变化产生的气候效应,探讨湿地变化与气候变化之间的相互效应.模式数值模拟1980年和2000年两种近实况下垫面情况下三江源地区15年的气候变化,对18个气...     

气候变化对藏药独一味适生区分布格局的影响

本研究通过实地调查，运用最大熵（MaxEnt）模型和环境气候数据模拟未来气候变化对青藏高原地区藏药独一味（Lamiophlomis rotata（Benth.）Kudo）适生区空间分布格局的影响，探索其适生区变迁规律。通过ArcGIS和SPSS对模拟结果分析显示，当前气候条件下独一味最适宜生长地区主要分布于青藏高原地区的四川与西藏，甘肃与青海交界处，占青藏高原总面积的24.87%，其中西藏自治区适生区面积最大，其次是四川和青海，甘肃和云南占比最小；未来气候变化使适生区几何中心向西南方向迁移97.1 km，且海拔上升267 m；气候变化带来的适生区扩大面积约为退化面积的2倍，各省适生区面积均呈现增加，西藏增加最多，其次是四川，青海略有增加，云南和甘肃变化不大；如果气候变暖持续发生，人工引种驯化应选择海拔相对较高区域，而低海拔地区由于退化风险，应作为物种保护区域重点监测。本研究将为气候敏感地区野生濒危药用植物的引种驯化及资源保护提供参考依据。     

气候变化下三裂叶豚草在新疆的潜在地理分布

明确有害入侵种在区域尺度上的潜在分布及其对气候变化的响应对入侵种的预警和具体防控意义重大。三裂叶豚草是全球公认的恶性入侵杂草,目前已经大面积入侵“一带一路”中亚枢纽—新疆伊犁河谷。为有效防控三裂叶豚草在新疆的扩散蔓延,本研究基于最大熵模型,预测了当前及未来两种气候情景（RCP4.5, RCP8.5）下2050s和2070s时期三裂叶豚草在新疆的潜在分布及变化趋势。结果表明：当前气候下三裂叶豚草在新疆的总适生面积达24.01万km²,约占全疆面积的14%,在RCP4.5情景下,至2050s、2070s时期将分别增至37.36万和39.23万km²;在RCP8.5情景下,将分别增至39.45万和42.94万km²。在未来两种气候情景下,随着时间的推移,潜在适生区总体均呈现向北增加转移的趋势,减少区域主要集中在准噶尔盆地。所有环境因子中,与降水相关的因子总贡献率为40.1%,与温度相关的因子总贡献率56.0%,其中最干月降水（36.2%）、温度季节性变化标准差（29.1%）是对三裂叶豚草分布贡献率较高的环境因子。耕地和建设用地是三裂叶豚草入侵风险最高的区域。建议管理的重点除了放在已预测到的适生区内,还应特别关注农田、草场、道路两侧这些人畜扰动大、水分充足的区域。     

气候变化下子午沙鼠在中国的潜在分布分析

为探究气候变化下子午沙鼠在中国的潜在分布和时空变化,本研究利用子午沙鼠分布数据以及气候、地形等环境数据,基于最大熵模型(The maximum entropy,MaxEnt)和地理信息系统(Geographic information System,GIS)技术,分析大空间尺度上限制子午沙鼠地理分布的主导环境因子。结果表明：当前气候下子午沙鼠高适生区主要分布在甘肃河西走廊、内蒙古西南部、宁夏北部,以及新疆塔里木盆地和天山山脉之间、伊犁州和塔城等地区,中适生区主要分布在甘肃酒泉的北部,内蒙古西北部,青海中部以及新疆的大部分地区;温度是限制子午沙鼠分布的主导气候因子,其次是海拔,降水量也有一定影响。随着全球气候变暖,子午沙鼠生境适宜度提高,在中国的潜在分布范围将扩大。本研究对子午沙鼠危害监测预警和精准防控具有重要的指导意义。     

气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区预测

扁蓿豆（Medicago ruthenica）是我国北方地区重要的豆科饲草资源,在草地改良、人工草地建设及生态修复等方面起重要作用,研究气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区分布对其种植区划及种质资源保护具有重要意义。本研究采用最大熵模型（MaxEnt）预测了气候变化背景下扁蓿豆的适宜性生境分布区域及影响其分布的主导气候因子。结果表明,当前气候背景下我国扁蓿豆的适生区主要集中在内蒙古、黑龙江、新疆、甘肃、四川、西藏、吉林、陕西、云南、河北、青海中东部、山西、辽宁、山东东部、河南西北部、宁夏等地区;影响当代扁蓿豆适生区分布的主导因子是最干旱月降水量（bio14）、最冷季度降水量（bio19）、最湿润月降水量（bio13）、最热季度平均温度（bio10）;间冰期我国扁蓿豆的适生区较大,分布范围较广,而最佳适生区较小,仅占4.79%,从末次冰期冰盛期开始到未来CCSM4-rps26-2070等5个气候情景下我国扁蓿豆的适生区总面积较间冰期变小,而最佳适生区面积增加,5个气候情景的适生区面积和范围变化较小,受气候变化影响相对较弱。