基于优化后的MaxEnt模型对珍贵藏药桃儿七潜在适生区分析

利用MaxEnt模型(基于R平台ENMeval语言包优化)推测远古时期(末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期)、当代(1960—1990年)、2050年与2070年(RCP2.6、RCP8.5)气候情景下桃儿七潜在适生区.结果表明:当代气候背景下AUC〉0.9,模拟精度高,海拔、年降水量、最冷季度平均气温是制约当代桃儿七分布的主要因子,桃儿七中、高适生区面积占全国总面积的7.04%,主要集中在陕西南部、宁夏南部、甘肃南部、青海东部、西藏东部、四川中西部、云南北部;末次盛冰期时,桃儿七迁移至东喜马拉雅和横断山脉地区进行避难;全新世中期分布范围和当代近似;未来桃儿七中、高适生范围将向高海拔地区延伸.本世纪末,随着气候逐渐变暖,桃儿七适生度较高的地域面积相比于当代有所下降.     

不同增温模式下我国松材线虫适生分布模拟与预测

使用近50年6—8月份平均温度场,在1 km×1 km空间尺度上计算了我国松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)气候适生概率,对松材线虫适生分布进行了数字化测报;分别在1.1、1.5、2.1、2.3、2.8、3.3℃增温模式下,预测了松材线虫气候适生概率分布。目前,气候适生概率较高的区域涉及山东、江苏、上海、浙江、安徽、河南、湖北、湖南、福建、重庆、贵州、四川东部、贵州东部、云南南部、广西北部、广东北部等大范围地区;叠加疫区、媒介昆虫、人为干扰数据之后,适生分布呈条带状,从东部沿海向西逐渐从高度适生过渡到不适生,高度适生区主要分布在辽宁、山东、江苏、上海、浙江、福建、湖南、广东、重庆、贵州等10个省份。随着温度增幅增加,适宜松材线虫发育生长的潜在区域逐渐向北、向西南转移,高度适生区呈逐渐缩小趋势,但山西、云南、辽宁、甘肃、陕西等省份的高度适生区明显扩大;中度适生区面积呈上下波动变化;适生区分布面积总体呈上升趋势,随中度适生区扩大及缩小而减小和增加;不适生区范围一直维持最高水平且变化较小。以像元为单位的测报预警结果改变了以往以行政区区划等大区域为空间评估单元的预测方式,实现了精细化、连续化的松材线虫适生分布模拟和预测,为实现我国松材线虫病的精细化空间测报奠定了基础。     

基于MaxEnt模型的南酸枣潜在适生区预测

为明确南酸枣在中国的适生分布区及其对气候变化的响应,应用MaxEnt模型综合32个环境变量和196个分布记录模拟南酸枣现在和未来的地理分布,检测其主导环境变量。结果表明:南酸枣在中国适生区面积113.25×104km2,最适分布区位于南岭、幕阜山、罗霄山、大娄山、武夷山、天目山、武陵山、云贵高原等地区。Jackknife检验表明:主导环境变量为低温和地表霜频率。在未来全球气候变暖的情境下(RCP2.6),南酸枣适生区扩张并北移(西藏东部、云南地区除外),未来气候变化对其种群地理分布格局影响较小,栽植应用潜力较大。     

基于Maxent和ArcGIS加拿大一枝黄花适生区预测

为了研究加拿大一枝黄花在中国的适生区及其分布影响因素,以利于有效防控,采用最大熵模型(Maxent)和ArcGIS软件对加拿大一枝黄花2041—2060、2061—2080气候模式下在中国的潜在适生区进行预测。结果显示：当前适生区预测AUC值为0.933,模型预测结果理想;适生区分布主要受气温和降水影响;潜在适生区主要分布在华东和华中地区,以上海市全域、江苏省中南部、安徽省中部、江西省北部、湖南省东部、湖北省东部以及浙江省部分地区和沿海海岸线为主。随着时间推移,2041—2060年相比较于当前,高、中适生区的面积增加106.04万km²,低适生区增加110.62万km²;2061—2080年,高、中适生区的面积与当前相比增加110.99万km²,低适生区增加111.55万km²。总体来说,未来气候变化下,加拿大一枝黄花的适生区呈现出不断扩张的趋势,建议相关部门基于其潜在适生区的变化趋势制定响应的分级管理策略,以防止进一步扩散。     

外来入侵植物南美蟛蜞菊在中国的适生区预测

通过物种分布模型预测入侵物种适生区,优先选择物种最可能扩散的地区,提早进行防控,是生物入侵管理的有效手段.南美蟛蜞菊是一种具有严重危害性的入侵植物,已在中国南方部分地区形成入侵.基于南美蟛蜞菊在美洲和中国海南的分布记录和19个生物气候变量,应用MaxEnt模型对其适生区进行建模,并通过计算AUC(受试者工作特征曲线下的面积)/AICc(小样本下校正的赤池信息标准)指数选择MaxEnt的最佳设置,用于预测南美蟛蜞菊在中国当前及未来气候变化情形下的适生区.结果表明,海南、广东、广西、云南、福建、台湾等地区是南美蟛蜞菊的适生区,且在未来气候情形下,其适生区范围向北扩张.为减小南美蟛蜞菊入侵可能导致的损失,需要根据南美蟛蜞菊当前分布情况,结合其适生区分布图,优先对现有分布区周边的适生区进行防控.     

基于MaxEnt模型和气候变化情景入侵种黄顶菊在中国的分布区预测

为了分析入侵种黄顶菊[Flaveria bidentis (L.) Kuntze.]在中国的潜在适生分布区,利用最大熵模型(MaxEnt)与ArcGIS软件预测了黄顶菊在当前及未来气候条件下在中国的潜在适生分布区。结果表明：在当前气候条件下,黄顶菊主要分布在河北省大部分地区、北京市南部、河南省北部以及天津市的西部地区;未来气候条件下,黄顶菊的适生分布范围将进一步扩大,在2060年前后,高适生区的面积将增长到14.73万km ²,增长率达121.49%,主要分布在河北省及周边地区、陕西省西安市及周边城市。运用刀切法(Jackknife)计算各个环境变量对物种分布的影响,最冷月最低温度、最冷季平均温度、年平均气温、最干季平均温度、海拔、温度季节性变化标准差、最湿季度平均温度和最暖季平均温度8个环境变量是影响黄顶菊分布的主要因素。模型的AUC值为0.987,表明模型的准确度非常高。未来气候变化情景下黄顶菊的分布范围将进一步扩大,建议相关部门对此密切关注,并尽早采取防护措施。     

不同碳排放模式下云南榧树适生区分布研究

研究气候变化背景下云南榧树适生区分布,有助于理解该物种分布区的变迁历史和未来保护策略的制定。基于45个有效地理分布点以及19个环境气候变量,利用Maxent模型与ArcGIS对不同时期云南榧树的适生区进行模拟,其ROC特征曲线下的面积接近于1,MaxEnt模型的预测准确度高,可用于预测云南榧树适生区。结果表明,刀切法Jackknife和气候累计贡献率显示,影响云南榧树分布的主导环境变量为最暖季度降水量(bio18)和最冷月份最低温(bio6)。自末次盛冰期至全新世中期再到当前,云南榧树种群质心迁移路线为高黎贡山—丽江—维西,面积变化呈先增加再减少的趋势,当前我国云南榧树主要分布于云南、四川和西藏等地区,预测2070年在4种不同碳排放模式下,云南榧树适生区均发生不同程度的北移,且碳排放越高北移程度越明显。随着历史时间的推移,云南榧树适生区呈向北迁移的趋势,在未来全球气候变暖的情景下,云南榧树的分布面积不会减少,四川极可能成为云南榧树新的分布区。     

气候变化背景下五爪金龙在中国的潜在适生区预测

【目的】预测气候变化背景下五爪金龙(Ipomoea cairica)在中国的潜在适生区,从而为预防该物种入侵提供理论依据。【方法】利用最大熵模型(MaxEnt)结合五爪金龙的分布点信息(1 695条数据)和气候数据(包括19个生物气候因子),分别预测其在当前和未来气候下的潜在适生区范围。为了预测五爪金龙在3个未来年代(2030s、2050s和2080s)的潜在适生区,采用7种大气环流模型(GCM)和4种二氧化碳排放代表性浓度路径(RCP)组合下的未来气候数据,分别为每个年代建立了28个生态位模型(ENMs),并计算其均值模型。【结果】MaxEnt模型的AUC值为0.943,表明模型预测精度较高。模型预测结果显示,五爪金龙的极高适生区主要集中在广西、广东、福建、台湾4个省(自治区),高度适生区主要在云南南部、海南、广西北部、福建北部、广东北部及台湾部分地区,这也正是该种目前在中国危害最严重的地区。气候变化背景下,其未来在华中和华北的适生区将会逐步缩减,湖南、江西、浙江和四川等省份的局部地区将会成为其新拓展的适生区范围。总体而言,至21世纪末,其在中国的适生区范围呈缩减态势,其适生区北界将会向南移动。在当前气候条件下,影响五爪金龙潜在适生区的主要环境因子为温度,包括年均温、温度季节变化方差、最冷月最低温度、年气温变化范围、最干季度平均温度和最冷季节平均温度。【结论】气候变化可能在一定程度上抑制五爪金龙在中国的入侵扩散,也可能导致未来中国中部地区该种的入侵风险增加。     

未来气候情景下2种新疆特有树种潜在适生区预测

  目的  昆仑方枝柏和额河杨是新疆2种特有树种。昆仑方枝柏是新疆Ⅰ级、国家Ⅱ级重点保护濒危野生植物；额河杨耐旱、耐贫瘠、抗寒，对盐碱和贫瘠土壤有一定的耐受性，是选育良种的珍贵材料和水土保持的重要植物。气候变化背景下，研究影响两个树种分布的气候因子与各自响应气候变化的模式，为新疆珍贵物种保护起重要的作用。  方法  本文基于政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告提出的3种共享社会经济路径（SSP245、SSP370、SSP585），采用最大熵方法，用选出的10个环境变量分别预测昆仑方枝柏和额河杨在当前（1970—2000年）与未来（2041—2060年、2061—2080年）不同时期的潜在适生区，比较各SSP下两个物种适生区面积的变化趋势及其响应气候变化的模式。  结果  温度、降水和海拔是影响昆仑方枝柏和额河杨分布的主要环境因子；昆仑方枝柏主要分布在西昆仑山北部、莎车、叶城一带，在未来阿克苏地区的适生区有大幅的减少；额河杨主要分布在额尔齐斯河与其支流一带，在未来有由南向北移动的趋势；两物种当前总适生区面积分别为673 909.49、976 827.81 km2；在SSPs下，适生区面积都呈下降趋势；比较两个物种应对气候变化的响应，最冷季度的降水量过高是昆仑方枝柏的适生区减少的主要原因；而额河杨的适生区减少是最湿季度降水量的上升所导致的。  结论  未来温度的上升将使物种分布范围缩小，研究结果可以为政府优化管理，保护濒危野生植物和为中国自然种群多样性的保护提供理论依据。      

西藏飞蝗潜在分布对气候变化响应研究

运用生态位模型软件Max Ent,模拟和预测气候变化背景下大尺度范围西藏飞蝗适生区分布及其变化可能性。基于当前数据和IPCC AR5提出的三种气候情景以及西藏飞蝗分布信息,采用Max Ent生态位模型和Arc GIS预测西藏飞蝗适生区及未来变化趋势,用ROC曲线检测模型精度、刀切法(Jackknife test)筛选主导环境变量。当前气候条件下,西藏飞蝗高适生区主要位于四川省和西藏自治区,中风险区则主要集中在青藏高原东部地区,包括四川西部、西藏东部、云南北部等。西藏飞蝗适生区分布、面积及中心点位置不同。Max Ent模型对未来气候变化条件下西藏飞蝗适生区准确模拟与预测具有潜在应用价值,对虫害综合治理具有重要指导意义。     

基于MaxEnt模型的紫椿适生区预测

气候变化通过改变物种的生境进而影响生物多样性。紫椿是一种具有高生态、经济、药用价值的用材树种,在我国与其他香椿属物种一起被称为“中国桃花心木”。了解该物种对生境要求、评价其生境质量、预测其适生区分布有助于紫椿的保护、引种及其人工林的发展。MaxEnt模型的优点在于能利用现存不完整、小样本、离散型分布数据构建物种适生区预测模型,且用受试者工作曲线下面积(AUC)检验预测模型的精度,面积越大精度越高。研究应用紫椿在云南分布数据及MaxEnt软件构建其适生区分布模型,结果表明:适生区分布模型平均训练AUC和平均测试AUC分别为0.959和0.818,说明对紫椿适生区的预测是可靠的;温度季节性变化的标准差、最冷月最低温(℃)、最干季度平均温度(℃)、最冷季度降水量(mm)、年均温变化范围是决定紫椿适生区分布的重要因素。对当代和未来(21世纪50年代,21世纪70年代)气候变暖条件下(RCP2.6情景)的紫椿在云南省和全国适生区面积进行了计算,结果直观、定量反映了气候变化下紫椿适生区的变迁,预测云南省及全国的紫椿适生区随全球变暖而萎缩。      

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MaxEnt模型的巴西烟草全球适生区预测研究

【目的】明确巴西烟草在当前以及未来气候条件下全球范围内适生区的分布和变化情况，为合理布局优质烟叶生产、实现烟草可持续发展提供理论依据。【方法】基于巴西烟草地理分布数据以及当前和未来世界生物气候信息，利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件分别预测了当前和未来气候条件下巴西烟草在全球范围内的适生区。【结果】MaxEnt模型训练集和测试集的AUC值分别为0.979和0.966，预测结果的精度较高；等温性(bio3)、年降水量(bio12)、最暖月最高温度(bio5)和最暖季降水量(bio18)是影响巴西烟草潜在分布区的关键生物气候变量。当前气候条件下巴西烟草的适生区主要分布于非洲中部、南美洲、北美洲南部、亚洲和澳大利亚的部分地区；与当前气候条件相比，未来气候条件下，巴西烟草在SSP1-2.6情景下的适生区面积减少、在SSP5-8.5情景下的适生区面积增加。【结论】在未来气候条件下，巴西烟草的全球适生区有向低纬度地区迁移的趋势。     

柳杉潜在适生区预测及气候变化对其分布的影响

气候变化对物种的生长和分布有深刻影响，探究物种当前分布范围及限制其分布的主导环境变量，对生物多样性保护具有重要意义。基于柳杉80个现有种群的分布点以及气候和地形两类环境变量，利用最大熵模型（MaxEnt）模拟不同气候情景下柳杉在我国的潜在适生区，分析影响其分布的主导环境变量，掌握不同时期的质心转移方向。结果表明，降水是影响柳杉分布的主导环境变量。自末次盛冰期（LGM）以来，柳杉在我国的分布面积逐渐缩减；随着未来气候变暖，其缩减程度进一步加剧，而该物种亦将向西或北迁移以降低温度的影响。结果明晰了柳杉种群的适生区范围，对其遗传资源保护和引种具有重要的参考价值。     

气候变化对杨梅种植适宜区的影响

结合194个地理分布点和28个环境因子,利用最大熵模型(Maxent)和规则集遗传算法(GARP),对杨梅在当前和未来气候下的适宜生长区(适生区)进行模拟,并分析影响杨梅生长的主要环境因子.结果表明:杨梅适生区主要集中在长江中下游以南地区.影响杨梅适生区的主要环境因子有降水季节性(33.2％),6-8月份日照时数(15.4％),最干季均温(14.7％)和气温年较差(7.9％).在未来气候背景下,广东、云南、广西和海南等地区的适生区面积会显著锐减,而秦岭—淮河线地区适生区面积出现大幅度增加.总体而言,在未来气候变化背景下,杨梅的适宜分布区有向北扩张的趋势.对于丧失的适生区,如广东和广西,可采取迁地保护措施,将杨梅移植到适宜分布的区域.对秦岭—淮河线、四川盆地边缘、云贵高原等新的适生区,应该制定合理的土地利用计划,采取人工引种栽培.     

气候变化背景下西南地区云南松的潜在分布

【目的】云南松是西南地区生态价值极高的特有针叶树种,预测气候变化下其潜在的地理分布对制定科学有效的物种保护策略具有重要意义。【方法】基于筛选的物种分布记录和生物气候变量,通过Maxent模型预测历史时期（末次盛冰期、全新世中期）、当前和未来（2070年代）气候情景下云南松在西南地区（云南、四川、贵州、西藏）的潜在地理分布并分析其主要影响因素。【结果】(1)当前气候条件下,云南松主要分布于22°～32°N、92°～106°E之间四川南部、贵州西部、西藏东南部和除滇南外的云南大部分地区;(2)温度相关变量,特别是最冷月最低温（51.6%）和温度季节性（30.1%）是影响云南松分布的关键气候因素;(3)末次盛冰期至当前时期,云南松适生区减少6.9%并向西南方向、更低纬度迁移,未来气候变暖,其适生区又小幅增加0.9%并向东北方向轻微迁移。【结论】温度相关变量是影响云南松分布的主要环境因子;不同气候时期,除滇南外的云南大部分地区及四川南部是云南松的核心分布区,可作为云南松长期稳定的避难所,而西藏东南部、四川北部和贵州西部一带较当前分布明显减少,可作为未来气候变化下云南松的优先保护区。     

基于MaxEnt模型的不同气候情景下白蜡树中国适生区预测

白蜡树自然分布主要在中国境内，而且也是中国栽培悠久的经济树种，研究其当前和历史的地理分布格局、未来气候条件下的地理分布格局及分布区的宏观动态变化，皆有重要意义。依据采集标本记录的183个分布点和21个环境因子，利用最大熵原理，对10种气候情景下白蜡树在中国的适生分布区及分布区的几何质心进行预测。结果表明:1）最大熵模型模拟效果较高，模拟10次，AUC值=0.915 0±0.005，故可用模型计算出的潜在分布区来预测适生分布区，并基本确定白蜡树的地理分布格局。2）年均温、温度季节变化方差、暖季降雨量和未定义坡度是影响白蜡树适生分布的主导因子。3）根据模型计算出的概率值进行分级得知，白蜡树在当前气候情景下的适生分布范围大概率（0.6<P<最大阈值）位于甘肃、陕西2省交界处，西南腹地（尤其是贵州省），河北、北京、安徽、江苏、浙江的一些地区亦可能分布。4）10种气候情景下白蜡树适生分布区的几何质心皆位于湖北省境内。由适生分布区面积的变化得知，自全新世中期至今白蜡树的适生面积减少约20%，未来高排放浓度场景下其适生分布区面积较当前分布区面积减少得最多。可见，白蜡树在我国适生分布区面积可能呈现缩减趋势，应对其进行保护与合理栽植。     

沙棘木蠹蛾潜在分布区预测与分析

利用CLIMEX生态气候模型对沙棘木蠹蛾在中国的适生区进行了预测.结果显示,甘肃省的南部和中部、宁夏回族自治区南部、陕西省和山西省的北部、河北省北部、北京市北部、辽宁省西部和东部部分地区、内蒙古自治区的南部、四川省的西部部分地区、青海省的东部部分地区、新疆维吾尔自治区北部部分地区是该害虫的适生区,这一地区正是中国沙棘人工林分布面积比较大的区域.在综合分析沙棘灌丛林自然分布、沙棘人工林栽培状况、沙棘木蠹蛾危害状况以及生态气候指数EI的基础上,作者认为沙棘木蠹蛾是中国“三北”地区的本地害虫,沙棘木蠹蛾的种群爆发是本地害虫危害引入树种的典型例子.      

气候背景下林麝适宜生境的最大熵模型（MaxEnt）研究

基于公开发表的林麝(Moschus berezovskii)在中国范围内地理分布数据和生境气候数据,利用刀切法提取影响林麝存在概率的关键气象因子,并运用MaxEnt模型与ArcGIS软件分析不同情景下林麝在中国的适生范围。结果表明,最暖季降水量、最干季均温、最湿季降水量、年均温、季节性温差、最湿季均温、最暖季均温、最干季降水量8个关键气候因子对林麝的分布有重要影响;利用受试者工作特征曲线检验林麝生境范围预测模型,得出模型预测结果达到优秀水平(AUC=0.993)。当前气候情景下,林麝生境适宜区主要分布在腾冲-漠河线以南,适宜生境面积为4.13×10⁶km²,占中国国土面积的43%;RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种未来气候情景下,至2050s(2040—2059年)林麝高、中、低适生面积均有所减少,其中低适生面积减幅最大(达到50%);2080s(2070—2089年)较2050s,RCP2.6和RCP4.5情景下林麝高、中、低适生面积有所增加,RCP8.5情景下则有所减少。以平原、丘陵地貌为主的林麝适生区东南区域,对未来气候条件的...