气候变化下三明市主要针叶树种潜在地理分布的预测

以三明市主要针叶树种(杉木和马尾松)为研究对象,利用树种分布点数据和19个气候环境数据,基于MaxEnt模型模拟现实气候条件下杉木和马尾松在三明市的适宜分布区,以及未来气候变化情景下(2050和2070年)杉木和马尾松分布格局的变化,以受试者工作特征曲线评价模型结果,并运用刀切法确定影响杉木和马尾松分布的主要环境因子.结果表明:MaxEnt模型预测结果精度较高(AUC值均大于0.9),最湿季降水量、最冷季降水量、等温性是限制其分布的主要气候因子.杉木和马尾松的适宜生境主要分布在研究区的中西部和中部,面积分别占研究区的39.00%和31.63%;在未来气候情景下,杉木和马尾松的生境分布有所变化:到2050年,适宜生境面积分别减少10.06%和6.35%;到2070年,适宜生境面积略有增加,分别增长1.67%和0.65%.     

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MaxEnt模型对重要药用植物猫爪草潜在适生区的预测

基于猫爪草的140个分布位点和10个环境变量,采用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)对猫爪草在我国的适生区进行预测。结果表明,ROC曲线面积AUC值为0.92,说明模型预测结果可靠;猫爪草在我国的高度适生区主要集中在长江流域平原各省区,包括河南省南部、安徽省中南部、江苏省南部、上海、浙江省东部和北部、江西省北部、湖北省南部、湖南省中部以及重庆的部分地区和台湾北部,面积约占我国土地面积的3.3%;影响猫爪草分布的主导环境因子与降水和温度有关,包括3月份降水量、降水量季节变化、等温性和温度季节性变化标准差。这些结果与猫爪草的实际分布和生物学特性相吻合,可为其推广种植提供参考。     

基于GIS的湖北省马尾松良种基地规划布局

采用层次分析法和地理信息系统技术,对湖北省马尾松良种基地进行规划布局。结果表明：京山县、夷陵区、大悟县、南漳县和远安县适宜建立国家级马尾松良种基地;宜都市、麻城市、阳新县、兴山县和秭归县适宜建立省级马尾松良种基地;房县、随县、建始县、罗田县、通山县、通城县、英山县、浠水县、赤壁市、成安区和蕲春县适宜建立市县级马尾松良种基地。     

基于MaxEnt模型的湖北烟区潜在适宜性分布及其环境特征分析

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统（CMA land data assimilation system,CLDAS）数据集和其他环境因子,基于最大熵模型（MaxEnt）,利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省烟区的潜在适宜性分布,并评估影响适宜性分布的主导环境因子。结果显示：MaxEnt模型对烟草适宜性分布的模拟预测精度较高（AUC=0.854）。海拔（650～1 750 m）、土壤类型（黄壤）、团棵期平均最低气温（8.9～15.0℃）、旺长期平均气温（16.0～22.9℃）、成熟期平均气温（18.8～25.6℃）是影响湖北烟草分布的主导环境因子。烟草的高适生区主要分布在恩施、十堰和襄阳南部及宜昌东南部,占湖北省总面积的18.2%,80%区域的海拔为700～1 350 m、团棵期平均最低气温11.2～14.5℃、旺长期平均气温19.2～22.8℃、成熟期平均气温22.0～25.4℃。在所有环境因子中,海拔高度起决定性作用,温度则是影响烟草生长发育的重要气象因子。研究表明,本研究结果与湖北烟区实际空间分布基本相符。     

蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布及主导气候因子阈值

采用基于最大熵算法的生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGis,对蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布进行了分析及预测,确定了影响该虫分布的主导气候因子,即最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、平均日较差、最冷月最低温度和最冷季度降水量。利用蜀柏毒蛾地理分布概率与主导气候因子间的关系给出了各主导气候因子的阈值。     

蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布及主导气候因子阈值

采用基于最大熵算法的生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGis,对蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布进行了分析及预测,确定了影响该虫分布的主导气候因子,即最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、平均日较差、最冷月最低温度和最冷季度降水量。利用蜀柏毒蛾地理分布概率与主导气候因子间的关系给出了各主导气候因子的阈值。     

中华猕猴桃在中国种植适宜性区划

中华猕猴桃(Actinidia chinensis)原产于中国,是我国主栽猕猴桃品种之一,由于其较高的经济价值,近年来种植规模呈逐步扩大趋势。本文利用MaxEnt模型,基于气候因子和物种分布记录,分析中华猕猴桃在中国的种植适宜性区划,采用刀切法(Jackknife test)筛选主导气候因子及其适宜值。基于筛选的气候因子10次重复的AUC平均值为0.960,表明MaxEnt模拟中华猕猴桃在中国潜在分布的准确性极好,其在中国的适生区为25°N~36°N, 101°E~122°E,高适生区包括四川、陕西、重庆、湖北、贵州、浙江、湖南、安徽、河南、江苏和甘肃等省份;中适生区则以高适生区为中心向外扩散,包括河南、湖北、安徽、江苏和山东等地。限制中华猕猴桃地理分布的关键气候因子为最冷季度平均温度、4月最高温度、10月最低温度、5月份平均温度、5月份平均雨量、平均日较差等。研究结果可为中华猕猴桃种植区划提供理论参考。     

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。     

湖北主要造林树种生态区划研究

利用湖北省主要造林树种杉木、南方型黑杨、湿地松和日本落叶松人工林的位置信息及气候、地形和土壤等42个环境因子数据,采用最大熵模型和ArcGIS软件开展4个树种生态栽培区划研究,探讨4个树种人工林的分布格局。结果表明：4个树种的MaxEnt模型预测AUC值为0.855～0.951,通过环境变量的筛选,模型预测精度提高0.23%～3.59%。生物气候因子和地形因子在4个树种适生区预测模型构建过程中累计贡献率达到85%以上,是影响树种分布的主要生态因子,其中海拔在湿地松、日本落叶松和南方型黑杨中的贡献率均排在首位,达到31.48%～47.80%。4个树种的生态区可分为最适宜区、较适宜区和不适宜区3个等级,分别绘制了各树种的适生地理分布图,并从整体上明确了这4个主要造林树种人工林的分布格局,即鄂西北、鄂西南和鄂东南地区适宜发展杉木人工林,鄂中江汉平原地区主要为南方型黑杨,鄂北和鄂东丘陵岗地主要为湿地松,鄂西亚高山区适宜发展日本落叶松人工林。     

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...     

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...     

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。     

气候变化对油松潜在地理分布时空格局的影响

根据110个分布点数据和19个环境变量,利用MaxEnt模型模拟气候变化下油松的潜在地理分布的时空格局及其主要影响因子.结果表明:不同气候背景下,MaxEnt模型均取得良好的预测效果;在不同浓度温室气体排放情景下,对预测结果贡献较大的环境因子为年均温、平均日温差、温度季节变化方差和年降水量.当前油松高度适生区主要分布在山东、河北、山西、河南、陕西、宁夏南部、湖北北部、辽宁沿海和甘肃东南部等地区;中度适生区分布以高度适生区为中心向外扩展,同时长江流域的沿途各省区都具有一定的适宜油松分布的条件.除RCP 2.6情景下油松的高度适生区面积有所下降外,未来其分布面积整体将呈现持续增加的趋势,未来江苏和贵州两省将成为油松种植的潜在区域.     

保护植物太行菊属在中国的潜在适生区预测

为分析太行菊属(Opisthopappus)植物在中国的地理分布及影响因素,利用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS软件预测太行菊属植物在中国的潜在适宜分布区。结果显示,太行菊属植物主要分布在河南、河北及山西三省交界处,适生区分布范围为31.5°—40.5°N、112.5°—120.3°E,适生区总面积为21.86万km2,运用刀切法(Jackknife)计算各环境变量对太行菊属植物分布的影响,最冷季度平均温度、年降水量、昼夜温差与年温差比值、温度季节性变化标准差、最冷月分最低温度和最干季节平均温度6个环境变量是影响太行菊属植物分布的主要因素。MaxEnt模型AUC值为0.994,表明模型预测结果极好。未来气候情景变化下,太行菊属植物的潜在适生区面积将逐渐减少,建议相关部门给予高度重视,并积极采取有效的保护措施。     

基于MaxEnt模型对新疆地区的蒙古沙拐枣潜在分布预测及适生性分析

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicm)繁殖栖息地的潜在分布预测及适生区划分对于该物种的保护与科学研究具有十分重要的价值。新疆是蒙古沙拐枣在中国境内分布最广的地区,占全国分布面积的4/5。借助ArcGIS空间分析技术和MaxEnt模型,利用蒙古沙拐枣的地理分布数据、Worldclim生物气候变量及人类活动强度数据对其在新疆的潜在分布区进行预测,并对预测结果进行适生区划分,同时分析影响蒙古沙拐枣空间分布的主导环境因子。结果表明,训练集的AUC值为0.906,测试集的AUC值为0.989,MaxEnt模型的预测结果可靠;蒙古沙拐枣的高适宜区主要位于哈密地区、吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州的若羌、且末县和昌吉回族自治州的东部地区;人类活动强度、年温度变化范围、最冷季降雨量、年降雨量和温度季节性变化是影响蒙古沙拐枣潜在分布的主导变量,贡献率总和达90.5%。本研究不仅提供了蒙古沙拐枣在新疆的适生分布划分,也为蒙古沙拐枣的栖息与环境因子关系方面的研究提供了理论依据。     

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。     

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。