基于MaxEnt 的云南省薇甘菊分布预测及评价

利用MaxEnt生态位模型预测云南薇甘菊适生区分布,结果显示,ROC曲线的AUC值均在0.9以上,预测结果具有较高的可信度.影响薇甘菊分布的主要环境因子包括最湿季降雨量(贡献率28.8％)、海拔(贡献率22.1％)、土地覆盖现状(贡献率15.3％)、最湿季平均温、年均降水量、年平均温.从因子的响应曲线分析得出,云南薇甘菊最适环境参数为海拔1 100m,最湿季平均温为22℃,最湿季降雨量为760 mm,土地覆盖为未郁闭林地、灌木林地和荒地等.从样本点数量、环境因子选择及人为影响3个方面对MaxEnt模型预测的云南薇甘菊分布结果进行比较和评价.     

基于MaxEnt模型的新疆红枣生态适宜性与区划分析

【目的】 结合种植区资源分布现状,利用最大熵模型(MaxEnt)预测新疆红枣潜在适生区,为新疆红枣区域布局和种植结构调整提供有效的理论指导和依据。【方法】 以年降水量、花期降水量(5~6月)、成熟期降水量(9~10月)、年有效积温(≥10℃)、年极端最低气温和平均气温6个气候因子和绿洲灌溉区、沙漠敏感区2个土地因子及高程因子为环境变量,利用GIS空间分析技术获取新疆红枣地理分布数据,采用MaxEnt模型进行建模并预测新疆红枣潜在适生区,使用百分比贡献率分析其主要环境因子及生态位参数。【结果】 (1)ROC评价(Receiver Operating Characteristic,ROC)显示MaxEnt模型预测新疆红枣潜在适生区的训练数据集和测试数据集的AUC值分别为0.921和0.904,模拟效果优秀。(2)新疆红枣潜在适生区总面积2 365.939 7×10⁴ hm²,其中最适生区429.350 1×10⁴ hm²,主要分布于新疆南疆的喀什地区、阿克苏地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州和巴音郭楞蒙古自治州,东疆的吐鲁番市、哈密市。(3)影响新疆红枣生长的主要环境因子是年极端最低气温(35.15%)、绿洲灌溉区(20.77%)、年有效积温(19%)和成熟期降水量(13.27%)。新疆红枣适宜生长在年极端最低气温≥-24.65℃,年有效积温≥3 595℃,成熟期降水量为0.54~7.64 mm,且绿洲灌溉区有助于提高其适生程度。【结论】 新疆红枣潜在适生区呈现环塔里木盆地聚集,低温是其最主要的影响因子。     

基于最大熵模型和ArcGIS的陕西省单季稻种植分布预测及适宜性

依据陕西省4个定点单季稻农气观测站长期观测数据、87个单季稻地理分布数据和14个与单季稻生长有关的环境指标(8个气候指标、4个土壤指标和3个地形指标)数据,运用ArcGIS空间分析模块与最大熵模型(MaxEnt),建立陕西省单季稻种植适宜性分布模型,对单季稻在陕西省的种植分布和适宜性进行预测。研究表明:单季稻最适宜种植区(适宜系数P≥0.69)面积为8 949.24km2;适宜种植区(0.38≤P0.69)面积为21 637.68km2;边缘适宜区(0.07≤P0.38)面积为73 351.66km2,不适宜区(P0.07)面积101 804.22km2,陕西省单季稻生长区域狭窄,对生态环境要求苛刻,其中适宜种植区域主要集中在陕南的河谷川道、关中盆地的渭河冲积平原区域,适宜区内土层肥沃、水土资源好,土壤pH为弱酸性到中性,地形平坦、海拔高度为230~800 m。ROC曲线的AUC=0.916,表明预测结果可信度高。影响陕西省单季稻种植分布的主要环境指标有≥10℃积温(贡献率28.97%)、年降水量(贡献率25.99%)、年平均气温(贡献率16.87%)、海拔(8.27%)、年日照时数(5.66%)和年湿润指数(4.12%),陕西省单季稻最适宜区环境参数为≥10℃积温4 865℃·d、年降水量762mm、年平均气温15℃、海拔436m、年日照时数1 573h和年湿润指数1.6。结果显示基于最大熵模型与ArcGIS构建的种植适宜性分布模型可以准确地对陕西单季稻的种植适宜性做出科学综合评价。     

三江平原胡枝子潜在分布预测及适宜性分析

近年来,由于三江平原被过度开垦,水土流失严重.胡枝子(Lespedeza bicolor)为优质的水土保持灌木植物,具有多种开发利用价值.为了解胡枝子三江平原潜在适生区,该研究运用MaxEnt模型和ArcGis软件对胡枝子在三江平原的适生区进行预测,探究影响其分布的主要环境变量.结果表明,三江平原的南部(鸡东县、密山县、七台河市、勃利县)以及部分中部地区(集贤县、友谊县)是胡枝子的适生区域(P>0.5),面积为2.16×104km2,占三江平原面积的20％.适生区环境因子统计分析结果为:tmax1(1月最高气温)、prec11(11月平均降水量)、bio14(最干月降水量)、tmin1(1月最低气温).     

基于MaxEnt模型的西伯利亚蝗虫在新疆潜在分布预测研究

[目的]利用MaxEnt模型,预测西伯利亚蝗虫(Gomphocerus sibiric)在新疆的潜在分布区.[方法]基于19个环境因子和197个西伯利亚蝗虫在新疆地理分布点,结合MaxEnt模型与ArcGIS软件,预测西伯利亚蝗虫在新疆的潜在分布区,划分风险等级,采用接受者操作特征曲线(ROC)的分析方法对预测结果进行验证.[结果]训练数据集(Training data)和验证数据集(Testing data)的AUC值分别为0.992、0.990,预测结果与实际拟合度很高.西伯利亚蝗虫在新疆分布的适生区和高危区分布在塔城、阿勒泰、博州、伊犁、乌鲁木齐、昌吉.[结论]根据AUC值的评价指标,研究对西伯利亚蝗虫的预测结果是比较准确的.西伯利亚蝗虫在新疆分布的适生区和高危区主要集中于北疆及天山北坡一带,且适生区及高危区占研究区总面积的14.11;.最冷季平均温(bio11)、最冷季的平均降水量(bio19)、最干季平均温(bio9)、温度变化的方差(bio4)、年均降雨量(bio12)、最湿季平均温(bio8)和降雨量变化的方差(bio15)是影响西伯利亚蝗虫潜在分布的主要环境因子.     

基于MaxEnt模型预测苹果树腐烂病在中国的潜在地理分布

为了明确影响苹果树腐烂病发生的主要环境因子及其潜在地理区域,根据1960年至1990年30 a环境气候因子数据,利用19个生物气候因子首先建立MaxEnt模型,结果显示该模型的准确性良好,训练数据AUC值达0.884,影响MaxEnt模型最重要的影响因子是最暖季度平均温(Bio10),其对模型构建的贡献率为22.3%,其次是最冷季度降水量(Bio19)和最干月份降水量(Bio14)。随后,该模型结合以往苹果树腐烂病发生地点统计数据,对影响苹果腐烂病发生的环境因子和适生区进行预测。结果表明最冷月份最低温(Bio6)、最暖季度平均温(Bio10)和最冷季度降水量(Bio19)是影响苹果树腐烂病分布的主要环境因子。     

基于MaxEnt 模型的胡杨潜在适生区预测研究

【目的】科学预测阿克苏河流域的胡杨潜在适生区并划分为不同等级,为阿克苏河流域胡杨的物种可持续发展提供参考。【方法】文章实地调查获取胡杨的实际生长样点后,借助最大熵模型(Maximum Entropy Model,MaxEnt)和地理信息技术预测阿克苏河流域胡杨潜在适生区,分析了环境因子与胡杨生长的响应关系。【结果】对初步确定的气候、土壤、地形等28个环境因子进行贡献率分析和共线性诊断,筛选出了影响胡杨潜在分布的12个主要限制因子;利用MaxEnt软件,经受试者工作特征曲线检验模型精度后,预测了胡杨的潜在适生区范围,高适宜区和中适宜区的面积约为3 838.28 km2,主要分布在阿克苏河流域东北方向温宿县五团场南部边缘、省道207途径的多浪水库周边地区、流域南侧阿瓦提县丰收三场周边、阿拉尔市十二团场南部边缘和十六团场南部边缘,这4个区域是胡杨潜在适生重点保护区域;等温性(Bio3)、最暖月最高温度(Bio5)、最干季度平均温度(Bio9)、年降水量(Bio12)、上层土壤可交换性钠盐含量(ESP)、和海拔(DEM)是主要影响胡杨分布的环境因子。【结论】研究结果可为流域天然植被保护恢复、生态输水工程实施提供技术支持。     

基于最大熵模型分析小麦黄花叶病在黄淮海地区的适生性

科学预测小麦黄花叶病在黄淮海地区的适生区,对控制该地区小麦黄花叶病扩展蔓延、保障小麦生产具有重要意义。采用最大熵(MaxEnt)模型,基于小麦黄花叶病的分布和环境因子数据,对该病害适生区进行预测,并分析生态因子的贡献率与ROC曲线,探索影响小麦黄花叶病的主要生态因子。结果表明:ROC曲线下面积的AUC为0.955,模型可靠,其中最干月降水量、最暖月最高温、海拔、黏土、最湿月降水量对该病害的分布具有重要影响;适生区主要分布在已发生地区(威海、烟台、青岛、潍坊、淄博、济南、泰安、日照、临沂、济宁、枣庄、平顶山、驻马店、周口、开封和阜阳)和预测地区(莱芜、菏泽、信阳、商丘、淮南、淮北、宿州、徐州、宿迁连云港以及蚌埠)。预测适生面积较广,建议增补小麦黄花叶病为全国农业植物检疫性有害生物,在高适生区设立疫情监测点,根据主要环境因子,加强田间管理。     

应用最大熵模型预测不同气候变化情景下西康玉兰潜在地理分布

西康玉兰(Magnolia wilsonii(Finet et Gagnep.) Rehd.)是木兰科木兰属植物，具有很好的观赏、药用和科研价值。该种繁殖能力弱，对环境要求苛刻，分布区域狭窄、种群较小，被列为国家Ⅱ级珍稀濒危植物。预测气候变化对西康玉兰分布范围的影响，为西康玉兰的野生资源保存与可持续利用提供科学基础和参考依据。利用ArcGIS软件与最大熵模型(MaxEnt)计算西康玉兰主要气候因子的贡献率及对应不同适生等级的阈值范围，分析西康玉兰在全国范围内的潜在地理分布，并统计主要分布区域的不同等级适生区面积和现阶段分布点的比例，在4种气候情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)下，预测未来西康玉兰适生区分布范围以及其质心转移的变化。结果表明：MaxEnt模型预测西康玉兰潜在生境分布的特征曲线(ROC)训练集的AUC(ROC曲线下的面积)值为0.972;年均降水量、昼夜温差与年温差比值、湿度最小季度平均气温、最冷月份最低温是影响西康玉兰分布的主要气候因子，其贡献率分别为33.8%、26.7%、14.6%、14.3%。现阶段，西康玉兰的高、中、低适生区集中分布于云...     

浙江红花油茶潜在适生区分布及其对未来气候变化的响应

  目的  预测浙江红花油茶Camellia chekiangoleosa潜在分布范围,分析影响其分布的主要环境因子,为浙江红花油茶保护利用及引种开发提供理论基础。  方法  基于浙江红花油茶在中国区域内55个分布点的环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测了当前及未来3种RCPs气候变化情景下浙江红花油茶在中国的潜在适生区分布及其变化。  结果  影响浙江红花油菜潜在分布的主要环境因子是最冷季度降水量、最暖季度平均气温和土壤类型,其中最冷季度降水量贡献率最高,最暖季度平均气温和土壤类型次之。当代潜在适生区集中分布于中国中部和南部地区,其中,核心分布区主要位于江西、福建和浙江。在未来气候变化情景下,总体适生区范围较当前有不同程度地扩展,总体呈现由华东向西南方向显著扩张的趋势。  结论  浙江红花油茶潜在适生区主要受降水、气温和土壤影响,受海拔影响较小,在中国南方地区有较广泛的适生性,具有引种栽培推广潜力。图2表2参41     

基于MaxEnt模型的柳树植原体病害在我国的适生区预测及定量风险分析

【目的】基于MaxEnt模型的柳树植原体病害在我国的适生区预测及定量风险分析。【方法】利用最大熵模型(MaxEnt),结合ArcGIS软件,预测柳树植原体病害在中国的适生区范围,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)验证模型精度,并结合刀切法(jackknife test)筛选主导环境变量。同时建立有害生物风险量化分析体系,计算柳树植原体病的风险性危害值并对其进行评价。【结果】柳树植原体病MaxEnt模型预测结果的ROC曲线下面积(AUC)平均值为0.979 5,模型预测结果可靠。柳树植原体病害在我国的适生区在22°36′～49°10′N、73°40′～135°05′°E的中温带、暖温带、高原气候区,主要集中在我国的西北、华中、华东、西南、华北和东北地区。其中高度适生区主要集中在西北、华中、华东地区,中度适生区主要集中在东北地区和华中地区中部;低度适生区主要集中在东北和西南地区,非适生区主要集中在华南和港澳台地区。最冷季平均温度(Bio11)、最干月降水量(Bio14)对柳树植原体病在中国的分布状况影响最大,贡献率分别为72...     

基于最大熵模型小麦黄花叶病在黄淮海地区的适生性分析

科学预测小麦黄花叶病在黄淮海地区的适生区,对控制该地区小麦黄花叶病扩展蔓延、保障小麦生产具有重要意义。采用最大熵（MaxEnt）模型,基于小麦黄花叶病的分布和环境因子数据,对该病害适生区进行预测,并分析生态因子的贡献率与ROC曲线,探索影响小麦黄花叶病的主要生态因子。结果表明：ROC曲线下面积的AUC 为0.955,模型可靠,其中最干月降水量、最暖月最高温、海拔、黏土、最湿月降水量对该病害的分布具有重要影响;适生区主要分布在已发生地区（威海、烟台、青岛、潍坊、淄博、济南、泰安、日照、临沂、济宁、枣庄、平顶山、驻马店、周口、开封和阜阳）和预测地区（莱芜、菏泽、信阳、商丘、淮南、淮北、宿州、徐州、宿迁连云港以及蚌埠）。预测适生面积较广,建议增补小麦黄花叶病为全国农业植物检疫性有害生物,在高适生区设立疫情监测点,根据主要环境因子,加强田间管理。     

基于GARP的大薸潜在适生区预测

大薸(Pistia stratiotes L.)原产热带和亚热带的小溪或淡水湖中,是入侵风险较高的水生植物之一.利用现有的大薸分布点数据,基于GARP模型采用刀切法选取最优环境因子集合,对其在我国的潜在分布区进行预测,并使用ROC曲线对其预测结果进行精度检验.结果表明,坡度、年平均气温、最冷月气温、多年平均降水量等对其适生区分布影响显著.现有数据表明,预防生物入侵往往比入侵后控制更为经济有效.该研究的目的就是预测大薸的适生区,从而寻找更经济有效的方法阻止它的入侵.     

气候变化背景下中国樟子松潜在分布预测

【目的】预测不同气候条件下樟子松Pinus sylvestris var. mongolica在中国的潜在分布及迁移,确定影响樟子松分布的主要环境变量,为樟子松合理引种与保护提供理论依据。【方法】根据200个樟子松分布点和20个环境变量,利用R语言中ENMeval数据包优化最大熵模型(MaxEnt)并利用ArcGIS空间分析技术对当前气候条件下樟子松在中国潜在分布进行模拟,通过Pearson相关分析和方差膨胀因子分析结合预建模结果对环境因子的筛选,综合Jackknife检验和相关系数,分析樟子松主导限制因子,预测樟子松从当前到未来时期(2050s和2100s)的3种气候情景(SSP126、SSP245和SSP585)下适生区变化趋势。【结果】MaxEnt模型受训者工作特征曲线都大于0.94,说明模型精度较高,能较好预测樟子松潜在分布;影响樟子松分布的主导因子为最冷季度平均气温、降水量季节性变化、最冷月最低气温、温度季节变动系数、最干季度平均气温和最热月最高气温,累计贡献率为92.9%;当前气候条件下,樟子松的适宜分布区主要位于中国大兴安岭地区,总适宜区面积占中国总面积的6.72%;未来...     

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。     

基于MaxEnt模型预测漆树在中国的潜在适生区研究

基于漆树的206条现代地理分布记录和9种环境因子变量数据,采用MaxEnt模型模拟了漆树在中国的适生分布区,并综合利用贡献率、刀切法检验和响应曲线对影响漆树分布的主导因子进行分析。结果表明:MaxEnt模型模拟预测精度较高,AUC值达0.941;年均降水量、海拔、年平均温度和温度变化方差为影响漆树地理分布的主导环境因子,目前漆树适生区主要集中在中国西南地区的秦巴山、横断山脉、云贵高原和四川盆地等。研究结果对中国漆树人工林的合理栽植和科学区划具有一定的参考价值。     

基于MaxEnt模型的内蒙古自治区樟子松潜在分布研究

【目的】优化樟子松已有种植区的布局以及科学推广引种其适宜种植范围。【方法】采用环境因子和地理分布数据,结合ArcGIS与MaxEnt模型,分析影响樟子松分布的主导环境因子以及预测其潜在地理分布。【结果】(1) MaxEnt模型在樟子松潜在生境模拟中,AUC=0.821,有较好精度。(2)最潮湿月份的降水量(BIO13)、等温性(BIO3)和最潮湿季节的平均温度(BIO8)和最干燥季节的平均温度(BIO9)为影响樟子松分布的主导环境因子。(3)研究区樟子松适生区总面积为86.997 8万km²,其中高适生区面积为30.811 7万km²,占内蒙古总面积的25.76%,主要集中在呼伦贝尔、兴安盟、锡林郭勒盟、赤峰和呼和浩特等地区。【结论】东北地区樟子松潜在分布范围最广,且气候因子是樟子松分布的主要影响因子,该研究结果可为各地区加强樟子松防风固沙林建设提供依据。     

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。     

应用生态位模型预测檫木在浙江省的潜在适生区与主导环境因子

以浙江省生态监测样地数据库中的181个檫木样本实测分布点数据为研究对象,应用最大熵模型理论,采用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)对其在浙江省的潜在适生区进行预测,用ROC曲线检测模型精度、刀切法筛选主导环境因子及其最适范围。结果表明:MaxEnt模拟的训练集AUC(ROC曲线与横坐标围成的区域面积)值为0.898,测试集AUC值为0.902,说明预测结果具有较高参考价值。檫木在浙江省的高适生区主要位于浙中的大盘山脉、天姥山一带,浙北的径山、莫干山脉、天目山脉一带及周边区域,面积达到1.16万km^2;中适生区则主要在高适生区的外围,以及西天目山和新安江流域北部,面积达1.54万km^2;低适生区则主要在中适生区的外围,以及新安江流域中上游、遂昌、泰顺等地,面积达到2.40万km^2;不适宜区域主要在低适生区的外围,其面积为5.18 km^2。模型模拟得出数字高程(DEM)、最干季降水量、最冷季平均气温等条件是影响檫木分布的主要环境变量,其中海拔为50~750 m,最干季降水量300~650 mm,最冷季平均气温0~5.5℃为最适环境条件。     

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。