基于Maxent生态位模型的外来入侵植物刺果瓜在我国的适生区预测

刺果瓜作为我国外来入侵植物之一,对我国农业生产和生态安全具有极大的潜在风险。本研究根据已报道的刺果瓜发生坐标信息,利用MaxEnt生态位模型研究了刺果瓜的发生与气候信息和生物气候因子之间的关系,并预测了其在中国的适生区范围。结果显示,以生物气候因子为环境变量所得模型精度较高(AUCTestdate/AUCTrainingdate=1.06),在所有可能影响刺果瓜发生环境因子中,与温度有关的环境因子占83.9%,与降雨量有关的环境因子占16.0%,表明刺果瓜的发生主要与温度和水分有关。刺果瓜在我国潜在适生区主要分布黄淮海地区、环渤海地区、南部沿海地区、东南沿海地区及中国台湾地区、云贵高原及重庆大部分地区。该研究结果可为刺果瓜的防控与治理提供参考依据。     

草地贪夜蛾迁飞入侵辽宁省的潜在地理分布

基于气候、高程等22个环境数据,利用MaxEnt模型和地理信息系统,同时综合环境因子贡献率和刀切法检验评估制约草地贪夜蛾存在概率的主要环境变量,模拟并划分草地贪夜蛾现代气候适宜区和未来的扩散趋势。ROC曲线分析法得出受试者工作曲线面积(AUC值)为0.954,表明预测结果可靠。影响草地贪夜蛾周年繁殖和迁飞入侵的主要环境因子有：年平均气温、温度年较差、年降雨量和最干季降水量。迁飞入侵区主要集中在辽南和辽中地区,现代气候条件下高适生区的面积为4.67×10⁴ km²、中适生区面积为2.51×10⁴ km²,未来气候变化背景下,高、中适生区面积增加,低适生区面积减少,高适生区重心向高纬度和东北方向扩张。草地贪夜蛾如果能在辽宁省西南方向地区越冬繁殖或气候变暖导致其迁飞期提前,在辽宁省有较大的入侵潜力。管理部门应重点监测省内温室大棚、山东、河北、河南等地区草地贪夜蛾的越冬和气候变暖导致其迁飞期提前等情况,以便提前布控,做好防控预警。     

基于GIS的陕西省蓝莓栽培潜在适生区

利用判断矩阵法、线性加权求和法、GIS(地理信息系统,Geographic Information System)空间分析法和层次聚类分析法,基于地形数据、气候数据和土壤数据等11个指标,进行陕西省蓝莓生长的潜在适生区划研究。结果表明:1)陕西省具有大面积适宜蓝莓生长的立地条件,潜在适生区占总面积的88.56%。气候条件和土壤条件对其潜在分布区的限制作用较强,潜在适生区面积分别占总面积的39.54%和33.06%;2)从综合评价指标体系来看,陕西省蓝莓潜在适生区面积达到10.12×10~4 km~2,占总面积的49.16%,主要集中在陕南浅山丘陵区和秦岭北麓山前区;3)运用层次聚类分析法,将潜在适生区分为3个亚区,非适生区分为2个亚区。其中,潜在适生区第1亚区具有较好的蓝莓适种条件,非适生区第2亚区的蓝莓种植条件最不理想。     

气候变化背景下药用植物何首乌在中国适生区分布预测

【目的】预测中国境内药用植物何首乌[Fallopia multiflora(Thunb.)Harald]在气候变化背景下的适生区分布格局变迁及其相对稳定适生区。【方法】基于何首乌的138个分布数据以及当代(1995-2000年)和未来(21世纪20-80年代)的气候数据,同时考虑3种温室气体排放情景,用最大熵模型预测其地理分布。【结果】1何首乌的当代适生区主要分布于四川、重庆、陕西、广西、云南、湖北等地境内;2何首乌当代适生区总面积为205.38×104 km2,占中国国土面积的21.39%;3何首乌当代适生区面积53.86%的区域为相对稳定适生区,受气候变化影响相对较弱;4在气候变化背景下,何首乌总适生区及低度适生区面积将大幅减少,中度适生区面积将保持相对稳定,而高度适生区面积将大幅增加。【结论】未来气候变化对何首乌分布的负面影响主要体现在总适生区面积的缩减,预测何首乌相对稳定适生区的面积为110.61×104 km2,该地区可作为其规范化种植候选地,剩余受气候变化影响显著的区域可作为何首乌野生种质资源调查和收集的优先区域。     

当前及未来气候下四川省草地贪夜蛾适生区分布

【目的】阐释草地贪夜蛾在四川省的适生区分布情况，为四川省草地贪夜蛾监测预警及防控提供参考。【方法】对物种分布模型MaxEnt模型参数进行优化，运用优化后的MaxEnt模型以及最新版Worldclim 2.1气象数据对当前及未来不同气候背景下四川省草地贪夜蛾的适生区分布进行研究。【结果】草地贪夜蛾在四川省适生区总面积为2 516.64万hm²，占全省总面积的51.18%。除川西高原的甘孜州、阿坝州及川西南凉山州的部分地区外，四川省其余各市均为草地贪夜蛾的适生区。整体适生区分布趋势为由西向东适生等级增高。未来气候条件下，草地贪夜蛾的适生区范围略有扩大。其中，高适生区面积较当前增加9.00%～37.67%；中适生区、低适生区面积较当前分别减少13.29%～52.21%、3.44%～26.08%；非适生区面积较当前减少1.60%～16.72%。【结论】四川省有着较广的草地贪夜蛾适生区。在未来气候条件下，四川省草地贪夜蛾适生区将向西向北扩张。     

基于GIS的栖霞市苹果种植区土地适宜性评价

以苹果产区烟台栖霞市为研究区,在GIS技术的支持下,结合层次分析法与空间插值等数学方法,从供水、热量、土壤和地形4个方面选取13项具体指标,对栖霞市苹果种植区的适宜性进行了定量评价,并且对苹果产区的布局提出了调整建议。结果表明:(1)栖霞市苹果种植最适宜区-适宜区-次适宜区和不适宜区的面积分别为166.70 km~2、295.59 km~2、936.00 km~2、607.84 km~2,分别占土地总面积的8.31%、14.73%、46.66%、30.30%;苹果适生区主要分布在东北部、东南部、南部的河谷与河流冲积平原区域,不适生区主要分布在中东部山区地带;(2)利用层次分析法的组合权重分析可知,地表水源、土壤类型、果实期昼夜温差、海拔和坡度为影响该地区苹果种植适宜性的主要指标;(3)与第二次土地调查数据对比发现,目前栖霞市苹果种植面积为391.20 km~2,而适生区面积为462.29 km~2,苹果适生区面积大于现有果园面积,苹果种植业仍具有较大的发展空间;白洋河下游平原以北的丘陵缓坡区域、清阳河冲积平原区适生性较高但并不是主要的苹果分布区,可以适当开发为新的苹果种植区。     

外来入侵生物刺果瓜的防治

刺果瓜是一种外来入侵生物,初次发生在沙岭子镇屈家庄村丹拉公路沿线公路对面。分布在农田、菜地、路边、沟渠、堤岸。刺果瓜在我区发生面积500公顷。其中重度发生面积120公顷。主要分布在沙岭子镇的屈家庄村、沙岭子村、东泡沙村、江家屯村,其中沙岭子镇屈家庄村为防控重点区。刺果瓜种子繁殖量大、繁殖力强,植株可攀援生长,生长扩展速度极快,一旦发生很难根除。刺果瓜生长密度大的地块,可以迅速占领和争夺其他作物的生长空间,影响其光合作用,阻止其生长;刺果瓜覆盖缠绕附近的作物影响其授粉,造成严重减产。有刺果瓜生长的地方,不但草本植物和低矮灌木难以生存,连高大乔木也受到威胁。因此对刺果瓜的防治势在必行。     

宣化区对外来有害入侵生物刺果瓜的防治

刺果瓜(Sicyos angulatus L.)为葫芦科野胡瓜属一年生攀援草本植物,生长扩展速度快,种子量大、繁殖力极强.该杂草原产于美国,我国仅在台湾和大连地区发生.2013年本研究调查发现,刺果瓜于2002年在宣化区屈家庄首次发生,目前已导致张家口地区约400 hm2玉米受害,造成减产50%~80%.刺果瓜的生长、入侵、传播途径和防控技术等尚不清楚,急需进行深入研究.     

基于GIS的福建省将乐县土壤侵蚀及保持定量分析

【目的】对福建省将乐县土壤侵蚀及保持量现状进行定量分析,为该地区制定森林经营方案及水土保持工作提供依据。【方法】以福建省将乐县为研究区,首先建立降雨侵蚀力因子(R)图层、土壤可蚀性因子(K)图层、坡长坡度因子(LS)图层,然后依据实际土地覆盖类型和植被覆盖度构建植被覆盖或作物管理因子(C)图层和水土保持措施因子(P)图层。基于地理信息系统(GIS)和修正的土壤通用侵蚀方程(RUSLE)估算土壤侵蚀量和保持量,定量分析坡度(0°,90°)、土地覆盖类型与土壤侵蚀强度之间的相关关系。【结果】2015年研究区的现实侵蚀量为42.64×10~4t/年,平均土壤侵蚀模数为189.07t/(km~2·年)。从6种土壤侵蚀类型来看,微度侵蚀面积占研究区总面积的88.31%,轻度侵蚀面积占10.36%,中度侵蚀面积占1.13%,这3种侵蚀类型的侵蚀量占侵蚀总量的比例分别为12.43%,60.44%和19.79%;强度、极强度、剧烈侵蚀面积及侵蚀量所占比例均较小。各侵蚀等级在研究区内的空间分布较为均匀,总体来说中部、北部地区侵蚀量较大。7个坡度带中,土壤侵蚀量所占比例较大的是[15°,25°)、[8°,15°)和[25°,35°)坡度带,其面积所占比例分别为35.63%,23.95%和17.53%,侵蚀量所占比例分别为44.68%,24.63%和20.90%。研究区年均土壤保持量为6.98×10~6 t,每km~2土壤保持量为3 099.36t/年;有林地和稀疏植被的每km~2土壤保持量均较高,分别为3 773.58和22 254.39t/年,明显高于其他土地覆盖类型。【结论】将乐县微度侵蚀面积所占比例最大,轻度侵蚀的侵蚀量所占比例最大;森林和稀疏植被对将乐县的土壤保持量贡献最大,进行皆伐作业设计时应该尽量减小皆伐面积。     

基于GIS的陕南蓝莓潜在适生区域研究

【目的】为推进陕南蓝莓产业的合理科学发展进行了陕南蓝莓生态适生区划研究.【方法】以地形数据、气候数据和土壤数据的10个指标为基础,综合应用线性加权求和法、判断矩阵法、GIS空间分析法和聚类分析法,确定了陕南蓝莓生长的潜在适生区.【结果】陕南具有大面积适宜蓝莓生长的地形和土壤条件,其潜在适生区分别占总面积的90.16%和84.42%;而气候对其潜在分布具有一定的限制性,其潜在适生区占总面积的63.18%.综合评价陕南潜在适宜蓝莓栽培的面积达到4.68×104km2,占陕南总面积的67.36%,主要集中在浅山丘陵区.从行政区划来看,潜在适生区域主要分布在汉中市宁强县和西乡县,安康市镇安县和汉滨区以及商洛市的山阳县等.【结论】陕南生态环境适合蓝莓的广泛种植,产业管理部门需加强产业的引导和培育工作,促进产业健康稳步发展.     

山东省土壤侵蚀敏感性评价及其空间分布特征

土壤侵蚀是地质、地貌、气候、土壤、植被以及人类活动综合作用的结果。本文以通用土壤流失方程为基础,选取了降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤可蚀性及植被覆盖等因子作为土壤侵蚀敏感性的评价指标,对山东省土壤侵蚀敏感性的影响因子进行了分级和综合评价,明确了山东省土壤侵蚀发生的可能程度及空间分布特征。结果表明:山东省土壤侵蚀敏感性以轻度和中度为主,轻度敏感区和中度敏感区面积8.48×10~4 km~2,占全省陆域面积的53.69%。空间分布差异明显,鲁中南山地丘陵区土壤侵蚀敏感性程度最高,其次为胶东丘陵区,鲁西南与鲁西北黄泛平原区土壤侵蚀敏感性较弱。     

基于GIS技术的湖北省人居环境自然适宜性评价

以湖北省作为研究区域,运用GIS技术,以自然地理学为基础,从人居环境自然适宜性出发,以30m×30 m栅格为基本单元,选择影响人居环境最主要的4个因子(地形、气候、水文与地被条件),定量评价湖北省不同地区人居环境的自然适宜性。结果表明,湖北省人居环境指数呈现出由北向南递减趋势,其中西南部五峰土家族自治县周围出现高值区。湖北省人居环境适宜地区面积为1.100 77×105 km~2。从适宜因子分析表明受双因子适宜面积最大,占高度适宜区的63.33%,多因子适宜区和单因子适宜区面积各占高度适宜区2.52%和24.98%。湖北省人居环境临界适宜地区面积为4.075 30×104 km~2,占湖北省面积的22.2%。其中,以高度适宜区单因子为标准,适宜性临界区和限制性临界区面积各占2 114.342 2 km~2和2 114.342 2 km~2。人居环境不适宜地区土地面积为4.219 9×104 km~2,占湖北省面积的19.4%,从不适宜区限制性分析可知,人居环境不适宜区受双因子限制的面积最大,占不适宜区32.48%,多因子限制和单因子限制面积各占不适宜区13.37%和10.08%;综合限制型面积最小,只占不适宜区2.01%。     

基于GIS的漳州市土地的耕地适宜性分析

随着经济的快速发展和城镇化进程的加快,我国各地区的土地利用变化显得尤为快速,土地资源变得十分珍贵,土地的合理规划和利用显得更加重要。研究区域为福建省漳州市,利用遥感影像、DEM数据、土壤数据得到耕地适宜性评价因子,建立耕地适宜性评价体系,选取地形因素、土壤因素、水利因素为耕地适宜性评价因子。根据《土地评价纲要》将漳州市耕地适宜性结果分为高度适宜、一般适宜、条件适宜以及不适宜4个等级。研究表明,漳州市耕地高度适宜区分布在漳州市中东部地区,面积为1 267. 65 km~2,占漳州市总面积的11. 20%;一般适宜区主要分布在漳州市南部地区,面积为884. 02 km~2,占漳州市总面积的7. 81%;条件适宜区主要分布在漳州市北部以及部分沿海地区,面积为3 123. 36 km~2,占漳州市总面积的27. 60%;不适宜区主要分布在漳州市西北部、东北部以及西南部沿海地区,面积为6 043. 41 km~2,占漳州市总面积的53. 39%。     

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。     

应用Maxent模型对我国珍稀植物刺楸分布预测及其保护空缺分析

以我国温带-亚热带森林中被人类严重干扰的一种分布稀疏的树种——刺楸(Kalopanax seplobus)为研究对象,使用最大熵分布模型(Maxent)来识别影响刺楸分布的气候和地形因素,并构建了当前气候条件下的生境模型,结合现有的保护地边界信息,利用等分法将适宜性综合评价(P)划分为5个等级,评估现有保护地的分布对刺楸的保护效果。研究发现,降水是预测我国刺楸分布的最重要环境因子,其次是温度,再次是坡度。Maxent模型预测的刺楸潜在高适生(0.6≤P<0.8)和潜在极高适生区(P≥0.8)的面积分别为24.4万km²和9 126.8 km²,分别占我国国土面积的2.5%和0.1%,主要位于我国辽东半岛山地-长白山南端、燕山、山东半岛山地、伏牛山-大别山、罗霄山脉中北部、南岭、鄂西南、武陵山系和除云南大部地区的西南各省市低于3 000 m的山地。结合保护地边界和刺楸的极高适生区范围,研究发现,87.5%的刺楸潜在极高适生区未在保护地有效范围内。建议在燕山、鲁中南山地丘陵和大别山的保护地加强对刺楸的保护监管力度,而辽东山地需要增加保护地面...     

腐烂茎线虫在山西省的适生区预测

根据腐烂茎线虫已知分布区域及相关环境变量数据,采用MaxEnt和ArcGIS物种适生性分析软件,对当前和未来环境条件下腐烂茎线虫在山西省的适生区域进行预测.结果表明:当前气候条件下,腐烂茎线虫的适生区面积占山西总面积的89.2%,其中,高度、中度和低度适生区的面积分别占全省总面积的34.3%、32.1%和22.8%,高度适生区包括9个市82个县(市、区);在两种代表性浓度路径(RCP)2.6和8.5预测下,未来2050和2070年腐烂茎线虫总适生区的面积占比均有所增加,其中,在RCP2.6气候情景下,2050和2070年高度适生区面积占比分别增加11.4%和15.7%,而在RCP8.5气候情景下,分别增加46.6%和59.2%.MaxEnt模型的预测曲线下面积的均值为0.909,说明预测结果准确度较高.年均温、最冷季平均温、最暖季降雨量、温度季节性变化方差和最冷季降雨量是腐烂茎线虫在山西扩散的主要影响因子,相关部门应加强对其潜在适生区的监测.     

3种茄科入侵植物在我国的潜在地理分布及气候适生性分析

[目的]探究喀西茄(Solanum khasianum)、牛茄子(Solanum capsicoides)和曼陀罗(Datura stramonium)3种茄科入侵植物在我国的分布格局及其主要气候环境影响因子,为3种茄科入侵植物的监测、预警和防控提供科学依据.[方法]获取3种茄科入侵植物在我国的已知分布点,结合生物环境空间数据,利用最大熵模型(MaxEnt)预测其在我国的3 km×3 km分辨率适生性空间分布概率,并分析3种茄科入侵植物地理分布的空间重叠特征及影响其空间分布的主要气候环境因子.[结果]喀西茄、牛茄子和曼陀罗3种茄科入侵植物在我国的入侵分布区广泛,分别占国土面积的20.09%、25.69%和62.49%,但地理分布存在明显空间分异和局部空间重叠.其中,曼陀罗除青藏高原外各地区均有其适生区,而喀西茄和牛茄子主要分布于亚热带地区;喀西茄的适生区主要集中在西南云贵高原,是其入侵的重灾区,尤其是云南、广西、贵州及其周边的省份;牛茄子分布范围较喀西茄广,主要分布在热带和亚热带地区,适生性自南向北逐渐减弱.[结论]我国西南地区是喀西茄和牛茄子入侵的集中适生区和重灾区.3种茄科植物在云贵高原和横断山区均有气候适宜重叠区,是入侵茄科植物的未来重点防疫区.     

海晏高寒沙区沙漠化防治成效与问题初探

海晏县位于青海省东北部,沙漠化土地主要集中在青海湖东北岸的克土、斜麻、沙岛、甘子河等地区,共有沙漠化土地总面积为6.62×10~4hm~2,占全县总土地面积的14.7%。经过40多年的防沙治沙,取得了显著的成效,沙漠化土地面积从上世纪80年代初期的9.91×10~4hm~2,减少到目前的6.62×10~4hm~2,39年间年均减少840hm~2。初步遏制了青海湖北岸沙漠化发展的趋势。     

湖北省日本落叶松栽培区划

根据湖北省温、湿度气象资料及已知日本落叶松造林点的位置信息,利用最大熵(MaxEnt)生态位模型开展日本落叶松栽培气候区划研究,旨在阐明湖北省日本落叶松栽植的气候差异格局,为日本落叶松人工林发展的布局和规划提供支持。结果表明:湖北省日本落叶松气候区划可以分为3个等级:最适宜区、较适宜区和不适宜区,其中最适宜区面积为1.35×10~4km~2,较适宜区面积为1.29×10~4km~2。适宜区域主要为鄂西大巴山东段、巫山和武陵山的部分地区,以及鄂皖交界处的大别山山脉,海拔在800～2 000 m之间;模型受试者工作特征曲线(ROC)下的面积值(AUC)达到0.927,证明预测效果较好。刀切法分析对分布预测的贡献率排名前5位的因子分别为温度季节性变异、最热月最高温度、最热季平均温度、年平均温度和温度年较差,说明影响湖北省日本落叶松适生区划分的气候因子主要为温度因子。     

基于MaxEnt和ArcGIS预测大薸在云南的潜在适生区

【目的】明确外来入侵植物大薸在云南的潜在适生区,为大薸的防控提供理论依据。【方法】采用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),结合大薸的地理分布数据、7个环境因子及4个地形因子,对其在云南的潜在分布和适生区等级进行预测。通过受试者工作特征(ROC)曲线方法进行验证,运用刀切法分析影响大薸分布的环境变量。【结果】大薸在云南省的适生区面积约13.56万km~2,其中以滇中及滇南地区为主;生境主要为营养富集的水域、沼泽、沟渠和水田等。ROC曲线法得到AUC值为0.907,表明预测结果可靠。刀切法分析显示:影响大薸分布的主要环境因子为最冷季度平均温度、海拔和土地利用类型。【结论】大薸在云南的潜在适生区面积较大,占云南国土面积的30%以上。