基于 MaxEnt的湖北省鹅掌楸属树 种适宜生态分布区预测

通过鹅掌楸属树种在湖北省的潜在分布范围分析)为该属树种造林工作提供有力的理论支持 、通过使用 Max- Ent模型和 ArcGIS10模型建立)对鹅掌楸属树种在湖北省的适宜生态分布区进行预测)并且对影响鹅掌楸属树种分布的 主导环境因子进行了分析 、MaxEnt模型高精度预测鹅掌楸属树种在湖北省的适宜生态分布区范围)重建模型的测试样本 AUC值为 0.894)训练样本 AUC值为 0.886、鹅掌楸属树种在湖北省的高适生区面积为 336095hm2 )主要分布在。鄂中 的京山市(鄂西的长阳县、五峰县、鹤峰县、利川市和恩施市 、 中适生区面积为 1 975633hm2 )重点区域为。鄂东的黄梅县、 蕲春县、阳新县、赤壁市、通山县、江夏区、通城县、大冶市、嘉鱼县、咸安区和崇阳县(鄂中 的孝昌县、大悟县和安陆市(鄂西 的竹溪县、远安县、夷陵区、建始县、咸丰县和宣恩县 、年 日最高气温 ≥35.0 ℃ 日数、年最少降水量、年平均风速、年最大 日 降水量、年极端最低气温、年平均相对湿度和月最长连续降水 日数是影响鹅掌楸属树种适生区分布的主导气候因子 、基于 MaxEnt的鹅掌楸属树种在湖北省适宜生态分布区的预测是可行的)可靠性较高)对鹅掌楸属树种在湖北省的推广应用具 有促进和指导作用、     

基于MaxEnt和ArcGIS的美丽异木棉适生区与主导环境因子分析

美丽异木棉Ceiba speciosa为园林观赏植物,具有重要的美学价值,通过探究其适生区分布可为科学引种栽培和资源有效利用提供依据,因此研究基于854个美丽异木棉的自然分布点数据和26个环境因子数据,选择最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统软件(ArcGIS)对美丽异木棉在中国的适生区分布进行预测,并探讨影响其分布的主导环境因子。结果表明:MaxEnt模型的AUC训练集和测试集平均值均为0.9以上,表明模型的模拟结果具有较高的准确性。美丽异木棉适生区范围主要集中于我国广东省、广西壮族自治区、海南省、福建省南部和云南省南部、四川盆地南部、台湾沿海等地区,总面积为60.2 km²。由模型结果可知,影响美丽异木棉适生区分布的主导环境因子为最冷月最低温和年平均降水量,最冷月平均气温5℃以上、年平均降水量1 500～2 500 mm的地区最适合美丽异木棉的生长。     

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。     

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.     

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。     

湖北省杉木栽培区划及气候特征研究

通过收集湖北省杉木人工林地理信息和温、湿度相关气候因子数据,利用ArcGIS软件和最大信息熵模型,对湖北省杉木栽培区域进行划分,并找出影响杉木栽培的主要气候因子以及适宜栽培的区域,为杉木人工林的科学布局提供依据。结果表明:1)湖北省杉木气候区划可以分为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1.86×10~6 hm^2,较适宜区面积为3.23×10~6 hm^2,适宜区域主要为鄂西山区和鄂东南低山丘陵区;2)模型ROC曲线检测AUC值为0.916,利用二类清查人工林信息验证准确率达到96.22%,说明模型预测效果较好;3)刀切法分析对预测贡献率较大的主要为反应水分条件及水热同步的指标,排名前4位的因子分别为最湿季平均温度、最湿季降水量、年降水量和最湿月降水量。     

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。     

基于MaxEnt生态软件划分澳洲坚果的潜在地理适生区

[目的]对澳洲坚果在中国的潜在分布区进行预测,并对其适生区进行分析和划分。[方法]通过收集澳洲坚果的地理信息数据,利用最大熵模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),综合相关19项气候因子,预测划定澳洲坚果在世界以及我国的潜在地理分布区。[结果]该物种生长区域狭窄,对环境要求苛刻。世界范围内,澳洲坚果的较适宜生长区在澳洲东部、南美洲东南部和马达加斯加岛东部以及亚洲地区23°26'~30°N,73°~122°E范围内。在我国,澳洲坚果适宜分布区主要集中在西藏、台湾、广西、广东和云南等地,其高适宜区面积依次为西藏(15 359km~2),台湾(14 054 km~2),广西(7 372 km~2),广东(6 147 km~2)和云南(3 776 km~2)。刀切法(Jackknife)分析显示,澳洲坚果分布主要受到极端最高温、年均气温变化范围、最干月降雨量、温度季节性变化和等温性等气象因子的影响。[结论]本研究用MaxEnt模拟澳洲坚果的潜在地理分布有一定的准确性,划分出了澳洲坚果基本的地理分布格局和潜在分布区域,并阐明了主导其地理分布的生物气候因子,为澳洲坚果尤其是在我国的引种和推广应用提供了参考。     

气候变化情景下流苏香竹潜在分布区预测

流苏香竹（Chimonocalamus fimbriatus）是云南特有珍稀竹种，主要分布于云南西南部。文章以野外调查获取的流苏香竹分布信息为主，运用最大熵模型（MaxEnt）同时结合地理信息系统（ArcGIS），基于19个气候因子，预测其在当前及未来气候变化情景下的潜在分布区。结果表明：当前流苏香竹的高适生区和中适生区主要分布于德宏州、保山市和临沧市等地，除迪庆州、丽江市和昭通市外，云南其他区域均有低适生区零星分布。在未来2050s和2070s的2个时间段，基于2种不同共享社会经济路径（SSP1-2.6和SSP5-8.5），流苏香竹的高适生区面积呈减少的趋势，尤其是SSP5-8.5路径下，高适生区面积仅为当前的12.51%（2050s）和18.63%（2070s）；中、低适生区在SSP1-2.6路径下，显著扩张（2050s）或略微扩张（2070s），在SSP5-8.5路径下，则大幅收缩。流苏香竹野外实际分布区及其潜在分布区均以斑块状为主，可能与云南特殊的地形、地貌有关。影响流苏香竹分布的主导气候因子为最湿月份降水量、最暖月份最高温度、最干季度降水量和平均气温日较差。流苏香竹对气候变化比较敏感，根据其野外分布状况，建议以就地保护为主、迁地保护为辅，在其潜在适生区内适当引种栽培。     

粗皮桉在我国的潜在适生区与主导生态因子研究

本文基于粗皮桉的实地栽培点分布数据,结合气候、地形、土壤因子数据集,运用最大熵模型(MaxEnt)预测了粗皮桉在中国的潜在适生区。结果表明:MaxEnt的预测准确性较高,模型预测的训练子集和测试子集AUC值均大于0.855。粗皮桉适生区分布集中在东南沿海,最适生区总面积53522 km~2,集中在广东西部和东部沿海,广西中部,福建和海南沿海;总适生面积145 655 km~2,占研究区总面积的5.05%。刀切法分析结果表明,海拔、温度变化方差、最冷月份最低温度、最暖季度降水量、坡向5个因子是影响粗皮桉分布的主导生态因子,累积贡献率为85.7%。中国适生区的温度变化方差与自然分布区的相似性较强;与自然分布区相比,我国适生区的海拔更低、最冷月份最低温度更高、最暖季度降水量更大,有利于粗皮桉的生长。     

基于MaxEnt和ArcGIS的大叶桂樱在我国的潜在分布预测研究

基于19个环境气候变量和大叶桂樱(Laurocerasus zippeliana Miq.)345个标本分布记录,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)分析预测了大叶桂樱在我国的潜在分布区,评估了影响大叶桂樱潜在地理分布的主要气候因子。结果表明:当前气候环境下,大叶桂樱潜在适生区分布在广东、广西、贵州、云南、江西、福建、甘肃、四川、浙江、湖北、湖南、陕西、台湾等省份,其中其最适生区主要集中在广西、贵州、广东、福建;影响其当前分布的环境气候因子有降水和温度,且降水较温度影响更大。未来气候下,大叶桂樱的分布有向北迁移的趋势,并且其最适生区面积具有减少和离散的趋势。     

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。     

油茶象的潜在分布区预测

利用油茶象的分布点数据和环境因子数据,通过MaxEnt生态位模型预测油茶象在中国的潜在分布区域。结果表明:油茶象的潜在分布区主要集中于我国南方省份;在ArcGIS中进行显示与风险等级划分,按栅格数值的大小将油茶象的适生范围分为4级,分级标准为:高适生区、中适生区、低适生区、非适生区,经ROC曲线分析法验证,MaxEnt生态位模型的AUC值为0.979(非常接近1),表明预测获得了较好的效果。     

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.     

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.     

基于MaxEnt的无翼坡垒在三亚潜在适生区的研究

【目的】预测无翼坡垒Hopea exalata在三亚的潜在适生区,并分析影响无翼坡垒分布的气候和地形等宏观角度的环境变量,为无翼坡垒的就地保护与迁地保护提供理论支持。【方法】基于MaxEnt模型将气候因子、土壤因子以及高程、坡度、坡向、径流累积量和太阳辐射共56个环境变量进行分析建模。【结果】MaxEnt模型的测试结果 AUC值为0.992,训练数据的AUC值为0.991,模型模拟效果良好。结果得到了无翼坡垒适生区的范围为三亚吉阳区与海棠区交界的甘什岭一带,并将此作为最终研究区。研究区中低适宜适生区面积为585.29 hm2,约占研究区面积的10%;一般适宜适生区面积为529.46 hm2,约占研究区面积的9%;高适宜适生区面积为711.13 hm2,约占研究区面积的14%;核心适宜适生区面积为632.09 hm2,约占研究区面积的11%。得到了各环境变量对模型的贡献率及重要性数值,结果表明BIO_14对模型的贡献率为41.4%,重要性为42.3%;高程对模型的贡献率为17.9%,重要性为34.8%;BIO_19对模型的贡献率为12.8%,重要性为7.7%;t_gravel对模型的贡献率为5.2%,重要性为9.5%。【结论】无翼坡垒的适生区范围为三亚甘什岭一带,影响无翼坡垒潜在适生区的主导环境变量为BIO_14、高程、BIO_19和t_gravel。无翼坡垒的适生条件为:在干燥和寒冷季具有较低的降水量需求;要求上层土壤中的碎石比例较低,碎石比例达到15%时无翼坡垒的生长概率几乎为0;无翼坡垒的适生区海拔范围要求为200～400 m。     

基于新型最大熵模型预测刺槐叶瘿蚊(双翅目:瘿蚊科)在中国的适生区

【目的】基于对刺槐叶瘿蚊在全国的普查情况,利用最大熵模型MaxEnt软件的互补双对数输出方式对刺槐叶瘿蚊在中国当前和未来(2050年)的适生区进行预测,为林业和海关检疫部门对刺槐叶瘿蚊当前与未来的防控与检疫工作提供重要参考依据。【方法】使用MaxEnt、ArcGIS、R软件对刺槐叶瘿蚊危害点,气候图层,模型参数这3方面进行科学的优化选择,确保模型的科学性、有效性。当前气候适生区的预测使用WorldClim网站全球气候数据Version 1.4,未来数据则采用通用气候系统模型CCSM4下3种外排情景(RCP26、RCP45、RCP85)。【结果】最终确定52个危害点,7个主导气候图层,运用互补双对数输出方式对适生区进行预测。模拟结果的测试遗漏率与理论遗漏率基本吻合,ROC曲线即AUC值为0.919,标准差为0.023,表明所使用的数据无空间自相关,构建的模型达到"极好"的标准。通过刀切图分析,对刺槐叶瘿蚊分布影响最大的3个气候图层分别为Bio1(年平均气温)、Bio12(年降水量)、Bio5(最热月的最高温度)。对当前气候刺槐叶瘿蚊适生区进行划分,刺槐叶瘿蚊在中国的适生范围为22.08°—48.42°N,39.39°—135.06°E,达国土面积的31.90%。除西藏、青海、海南、台湾4省区外,其余省份均包含其适生区,其高度适生区以西南(四川、重庆)和华北(北京、天津、河北、山东、陕西)为主。对未来(2050年)适生区的预测,3种外排情景RCP26、RCP45、RCP85的总适生区均比当前气候的总适生范围大,以高度、中度适生区面积的增大为主,新疆和我国北部区域面积显著扩增。RCP85情景下的刺槐叶瘿蚊适生区面积最大,达国土面积的39.71%,比当前预测的多出75万km~2。【结论】结合实际调查情况,新型MaxEnt模型预测结果可信度高,阐明影响刺槐叶瘿蚊分布的主导气候因子,预测出刺槐叶瘿蚊当前与未来的分布范围及适生程度情况,对刺槐叶瘿蚊的防控具有重要意义。     

基于MaxEnt预测梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区

梭梭和白梭梭是荒漠区特有的植物种,研究两者的潜在适生区,对于梭梭和白梭梭在新疆的引种栽培以及治理风沙具有重要意义.采用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区.结果表明:梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区主要位于北疆地区,包括阿勒泰、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、塔城和克拉玛依的大部分地区...     

气候变化情景下河北省3个优势树种适宜分布区预测

【目的】探究河北省3个优势树种分布与气候因子的关系,并进行适宜分布区预测,以期为评估气候变化的影响及制定适宜未来气候变化的森林经营策略提供理论依据。【方法】依据河北省森林资源调查数据,选取华北落叶松、蒙古栎和油松这3个主要树种,采用ClimateAP气候模型生成当前及未来(2040—2069年和2070—2099年)与降水和温度相关的10个气候因子,利用MaxEnt生态位模型和基于3个气候变化情景(温室气体最低排放,RCP2.6;中度稳定排放,RCP4.5;高度排放,RCP8.5)的一致性预测,模拟3个树种当前和未来的潜在适宜分布区,并采取响应曲线分析主要气候因子对3个树种适宜分布区的影响。【结果】3个树种MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.85,具有较好的预测能力;当前3个树种主要适宜分布在燕山和太行山地区;影响3个树种分布的主导气候因子存在差异,华北落叶松主要受小于0℃年积温和湿季降水量的影响,蒙古栎则主要受最热月平均气温、Hargreaves水分亏缺和湿季降水量的影响,而最热月平均气温、湿季降水量、大于5℃年积温和年均气温是影响油松分布的主要气候因子;一致性预测表明,在2040—2069年,河北省华北落叶松分布面积明显扩大,蒙古栎分布面积变化较小,而油松分布面积显著缩小;在2070—2099年,3个树种的适宜分布面积都显著缩小,幅度均超过3%。【结论】随着气候变化,3个树种均有向高海拔地区迁移的趋势,但在经纬度方向上的分布变化不大。在未来3个树种的适宜分布区,采取人工手段(如造林)辅助树种扩散以适应气候变化,有利于提高森林生产力,构建健康稳定的森林生态系统。     

气候变化背景下药用植物牡丹的潜在适生区分析

牡丹是传统药材,在缓解镇痉,治疗中风、腹痛等病症上有独特的功效。随着我国药材市场对牡丹丹皮需求量的增加,以及极端气候出现导致野生资源急剧下降,急需在适宜区域对牡丹进行引种栽培。应用牡丹在中国的分布记录,结合环境因子,通过MaxEnt模型模拟牡丹潜在分布区域,再应用环境因子贡献率和刀切法检验分析分别得出影响牡丹分布的环境因子。结果表明：牡丹训练集数据AUC值为：0.979,模型准确度高,模拟的效果较好;当前牡丹的高适生区主要呈饼状分布在川东部,面积为23.90×104 km2,占总适生区7.37%;影响牡丹地理分布最主要的环境因子为年降水量;在预测未来气候变化的前提下,牡丹的低适生区面积将出现明显上升的态势,牡丹高适生区面积下降的态势明显,牡丹高适生区质心向东北有不同程度的迁移,其在高CO2浓度排放情境下迁移幅度较大。研究结果可为牡丹新品种的合理可重复继续开发利用研究与大面积引种和培育研究提供理论依据。