基于MaxEnt模型预测气候变化下玉米根萤叶甲在中国的潜在地理分布

为评估不同气候条件下玉米根萤叶甲Diabrotica virgifera virgifera在我国的潜在地理分布情况及适生区的空间格局变化趋势,通过筛选影响该虫分布的关键环境变量并基于其在全球的分布数据,运用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测其在历史和未来气候情景下的潜在地理分布范围和适生区空间格局变化。结果表明,所构建MaxEnt模型的受试者工作特征 （receiver operating characteristic, ROC）曲线下面积（area under curve, AUC）平均为0.960,说明模型预测结果为优秀,具有较高的可信度。关键气候变量中最冷月最低温对玉米根萤叶甲的潜在地理分布具有十分重要的影响,累积贡献率为44.5%。历史气候条件下,玉米根萤叶甲的总适生区面积占我国陆地总面积的23.78%,高适生区主要分布于我国河南、湖北、陕西、甘肃、重庆、四川和云南等省市。未来气候情景下,玉米根萤叶甲在我国的总适生区面积略有减少,整体上呈现出南部收缩、北部扩张的趋势,原中南部的中、高适生区逐步转变为低适生区或非适生区。玉米根萤叶甲在我国的适生区较为广泛,适生范围涵盖多个重要玉米产区,对玉米安全生产威胁较大,应给予足够的重视,严防该虫传入我国。     

基于MaxEnt生态位模型预测当前气候条件下顶羽菊在中国的潜在适生区

顶羽菊Rhaponticum repens (L.) Hidalgo又称匍匐矢车菊, 为我国进境植物检疫性有害生物, 是一种繁殖力、抗逆性强且难以防除的杂草, 可对农作物及牧草等造成危害。本研究基于顶羽菊在全球范围内的地理分布数据, 以及当前条件下影响物种分布的环境因子, 利用MaxEnt生态位模型预测顶羽菊在我国农田和草地区域的潜在分布。结果表明, 影响顶羽菊潜在分布的主要环境变量为最干月份降水量、年平均温度、昼夜温差与年温差比值、最暖季度平均温度、最湿月份降水量、降水量季节性变异系数、最热月最高温度以及最干季度降水量。预测结果表明,顶羽菊在我国36°N-48°N, 75°E-108°E范围高度适生, 包括新疆西部、甘肃、宁夏、内蒙古三省交界处及周边地区;新疆东北部、宁夏南部、甘肃东南部、内蒙古中部、陕西和山西大部分地区、云南、西藏、四川、辽宁、黑龙江少许地区为中适生区。此外,顶羽菊对我国农田潜在危害面积达4.536万km2, 占我国农田总面积的25.34%, 对我国草地潜在危害面积达8.875万km2, 占我国草地总面积的29.05%。综上所述, 建议将我国内蒙古、宁夏、甘肃、新疆等地区列为顶羽菊高风险重点监测区, 尽早采取防控措施, 防患于未然。     

基于MaxEnt模型预测玉米矮花叶病毒的潜在适生区

为明确玉米矮花叶病毒 （maize dwarf mosaic virus, MDMV）在未来气候条件下在全球以及我国的潜在适生区,通过整理现有文献记载的MDMV发生分布数据,运用MaxEnt模型与ArcGIS10.2软件预测MDMV在历史和未来2个时间区段不同气候条件下（低胁迫情景SSP126和高胁迫情景SSP585）的潜在地理分布。结果显示,所建MaxEnt模型的受试者工作特征（receiver operatingcharacteristic, ROC）曲线下面积 （area under curve, AUC）值为0.911,表明预测结果可靠性高。MDMV的潜在分布受最冷月最低温 （仅此变量时贡献率最高,为67.9%）和年降水量 （除此变量时贡献率最低,为2.1%）的影响最大。历史气候条件下, MDMV在北美洲、南美洲南部、欧洲、非洲南部及北部、中亚以及大洋洲南部广泛适生;在我国除东北北部、内蒙古自治区东北部、新疆维吾尔自治区南部、西藏自治区北部、四川省东部、广西壮族自治区、广东省和海南省以外的大部分地区适生;未来气候条件下, MDMV在世界范围内的分布呈现北半球向北、南半球向南的变化趋向,在我国的分布则呈现向北收缩趋势。     

基于MaxEnt模型和GIS技术的烟粉虱适生区预测

为分析烟粉虱Bemisia tabaci在我国的潜在适生区,以我国351个烟粉虱分布记录点、全国气候环境数据和土地利用数据为基础,利用MaxEnt生态位模型结合GIS技术进行烟粉虱适生区预测。结果表明,影响烟粉虱适生区预测的主要因子包括土地利用类型、海拔、年平均温度和最热月份最高温度。预测的烟粉虱高适生区、中适生区、低适生区与非适生区分别占全国陆地总面积的5.6%、12.3%、35.2%和46.9%。华北平原、东北平原的南部以及湖南、湖北两省交界处为烟粉虱最适宜生存区域,且这些区域作物生产潜力大,造成的损失较为严重;非适生区包括青藏高原、南疆沙漠区域、大兴安岭及东北极寒地区。本研究预测的烟粉虱中、高适生区域均有烟粉虱发生为害的报道,烟粉虱在我国的防控形势仍然严峻。     

基于MaxEnt预测未来气候条件下钻叶紫菀在中国的潜在适生区

钻叶紫菀Symphyotrichum subulatum是一级恶性入侵植物,其传播速度快,繁殖能力强,严重影响本地草本植物多样性。本研究利用生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGIS,根据收集的钻叶紫菀分布点和环境变量,预测目前气候条件和未来气候变化情景下钻叶紫菀在中国的潜在适生区,并推测环境变量对钻叶紫菀适生区的影响。结果表明,钻叶紫菀的潜在适生区主要位于亚热带湿润型气候大区的低海拔区域,其中高适生区的分布范围为21°～40°N,主要位于广东、福建、江西、江苏、湖南、湖北、四川东南地区和安徽东北地区等。影响钻叶紫菀潜在适生区分布的关键环境变量为最干旱月份降水量、最湿润月份降水量、10月平均温度、3月最高温度、8月最低温度和6月太阳辐射量。在未来气候变化情景SSP126、SSP245、SSP370和SSP585条件下,钻叶紫菀的低、中和高适生区面积占比将分别增加3.54%、4.80%、5.73%和3.29%。整体而言,未来气候变化有利于钻叶紫菀适生区的扩张。到21世纪中叶,钻叶紫菀的高适生区呈现向高海拔地区和中高纬度(具体为由南向北和西北方向)扩张的趋势。钻叶紫菀适生区分布范...     

基于优化MaxEnt模型的板齿鼠Bandicota indica在中国适生区预测与分析

板齿鼠Bandicota indica对农作物危害极大, 传播多种人兽共患疾病且扩散能力强?及时掌握板齿鼠种群动态及其分布区动态, 对其监测?预警及防控具有参考意义?本文对板齿鼠分布数据的筛选方法和MaxEnt模型参数的设置进行优化, 使用R软件的ENMeval程序包对48个参数组合进行测试, 筛选出构建MaxEnt模型的最优参数?基于板齿鼠分布数据和参数优化的MaxEnt模型预测板齿鼠在中国适生区的分布, 结果表明, 板齿鼠在中国的适生区分布于广东?广西?台湾?福建?云南?四川?贵州?江西?海南?西藏?浙江等, 总面积为68.6万km2, 占研究区面积的7.23%左右?最暖季降水量?等温性和年均温是影响板齿鼠分布的主导环境因子?本研究不仅模拟了板齿鼠在我国的潜在地理分布, 更为该鼠的分布与环境变量之间关系的研究提供了理论参考?     

基于MaxEnt模型的菜豆象和蚕豆象在中国的适生区预测

为减少外来入侵物种菜豆象Acanthoscelides obtectus和蚕豆象Bruchus rufimanus对中国造成的潜在威胁,收集这2种豆象的全球地理分布数据,采用Pearson相关性分析和主成分分析分别从19个环境变量中筛选关键环境变量,采用MaxEnt模型对历史气候条件下和未来气候情景下这2种豆象在中国的适生区进行预测,并对预测结果进行分析。结果显示,经Pearson相关性分析共筛选出4个关键环境变量用于菜豆象适生性区的模型构建,分别为最暖季度平均温度、最干月份降水量、年气温变化范围及最湿季度降水量,其对MaxEnt模型的累积贡献率分别为31.6%、28.4%、26.3%和13.7%;经Pearson相关性分析共筛选出4个主要关键环境变量用于蚕豆象适生性区的模型构建,分别为最冷季度平均温度、最干月份降水量、最热月份最高温度和最湿月份降水量,其对MaxEnt模型的累积贡献率分别为48.5%、39.5%、7.8%和4.2%。MaxEnt模型重复运行10次后,菜豆象训练数据的平均AUC值为0.938,蚕豆象训练数据的平均AUC值为0.963,均显著高于随机模型的AUC值,表明基于MaxEnt模型的菜豆象和蚕豆象在中国适生区的预测结果准确。未来气候情景下,这2种豆象在中国的适生区均呈现向北扩张的趋势,需加强对这2种豆象的检疫与防治,严防发生区域进一步扩大。     

基于MaxEnt模型预测苹红缢管蚜在中国的适生区

为评估苹红缢管蚜Rhopalosiphum oxyacanthae入侵我国的潜在地理分布范围,基于其在全球的118个分布点和筛选的9个环境变量数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件对苹红缢管蚜于当前和未来气候条件下在我国的潜在适生区进行预测。结果表明,基于苹红缢管蚜的全球分布数据,MaxEnt模型预测的平均AUC值为0.919,预测结果准确性较高。当前气候条件下,苹红缢管蚜在我国的总适生区面积占全国陆地面积的48.73%,其中高、中、低适生区的面积分别占全国陆地面积的5.92%、13.30%和29.51%,高适生区主要位于河南、江苏、安徽、湖北、湖南、贵州、江西、浙江、福建、广西、台湾等省区。未来RCP2.6和RCP8.5气候情景下,苹红缢管蚜在我国的总适生区面积增加并呈逐渐向东北方向迁移扩散的趋势,其中低适生区面积逐渐增加,高、中适生区面积逐渐减少,原先中南部的高适生区逐渐转变为低适生区或非适生区,但新疆维吾尔自治区北部、吉林省与辽宁省边界处的高适生区面积呈逐渐增加趋势。表明苹红缢管蚜在我国的适生范围极为广泛,具有较高的入侵风险,应加强进境口岸对该虫的检疫监管力度。     

基于MAXENT模型和ArcGIS预测豚草在中国的潜在适生区

为分析有害入侵杂草豚草Ambrosia artemisiifolia L.在中国的潜在适生区,基于其在中国的分布数据,结合气候、高程、土地利用类型等环境数据,利用最大熵模型(MAXENT)与ArcGIS软件相结合模拟豚草在中国的潜在适生区,运用受试者工作特征(ROC)曲线分析法进行验证,并运用刀切法分析影响豚草分布的主要环境变量。结果表明,中国东部大部分地区都属于豚草适生区,其适生面积为2.31×10~6km~2,占全国陆地总面积的24.10%。辽宁省东部、安徽省中部、江苏省南京市、浙江省杭州市、湖北省东部、湖南省东部、江西省及两广中部为豚草高适生区(适生值0.5)。ROC曲线分析法得出下面积AUC值为0.955,表明预测结果可靠。刀切法分析显示,最冷季度平均湿度和最湿季度湿度对豚草在中国的分布状况影响最大,贡献率分别为30.89%和27.86%;最暖季度平均温度、温度变化方差、昼夜温差与年温差比值和土地利用类型有一定影响,贡献率依次为14.19%、8.05%、6.30%和5.93%;最冷月份最低温和坡向对豚草分布影响较小,贡献率分别为0.78%和0.20%。     

基于MaxEnt模型预测气候变化下飞扬草在中国的潜在地理分布

为明确入侵杂草飞扬草Euphorbia hirta Linn.在中国的潜在地理分布,基于MaxEnt模型结合ArcGIS地理信息系统软件,对飞扬草在历史气候及未来气候2个情景下的潜在适生区进行预测,并采用刀切法分析各环境因子对飞扬草适生区的影响。结果显示,在飞扬草潜在地理分布变化过程中,影响最大的环境因子是最湿季度降水量,其次是最暖季度平均温度。历史气候条件下,飞扬草在中国的总适生区面积占全国陆地总面积的32.45%,其中高适生区占13.57%,中适生区占10.06%,低适生区占8.82%。未来气候条件下,预测结果表明2050年飞扬草的潜在适生区将进一步扩张,其中在高强迫SSP585情景下飞扬草的总适生区面积大于低强迫SSP126情景下的总适生区面积,而SSP126情景下的高适生区面积则大于SSP585情景下的高适生区面积。表明飞扬草在中国的潜在适生区分布范围较广,可能在未来进一步扩散至全国,建议相关部门加强监控,防止飞扬草进一步入侵和扩散。     

基于MaxEnt模型预测黄条灰翅夜蛾在中国的潜在地理分布

为明确黄条灰翅夜蛾Spodoptera ornithogalli在我国的适生性,根据黄条灰翅夜蛾在全球的最新分布数据,利用MaxEnt模型结合ArcGIS软件对其在我国的潜在地理分布进行预测,并对相关环境因子的贡献率进行分析。结果显示,华中、华东、华南大部分地区,西北、西南部分地区以及东北、华北零星地区存在黄条灰翅夜蛾的潜在地理分布区。在未来低强迫 （SSP126）和高强迫 （SSP585）情景下,黄条灰翅夜蛾在我国的潜在地理分布区边界均有向北偏移的趋势,中、高适生区的面积呈现扩增趋势。影响黄条灰翅夜蛾分布的主要气候因素有最干月降雨量、最热月的最高温等,其中最干月降雨量的贡献率最高,为46.2%。     

基于MaxEnt模型预测叉角厉蝽在全球的潜在地理分布

为明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的捕食性天敌——叉角厉蝽Eocanthecona furcellata在全球的潜在地理分布,基于叉角厉蝽在全球已有的历史分布记录,结合环境数据,采用MaxEnt生态位模型结合GIS技术对其在全球范围的适生区进行分析。结果显示,最暖季降水和最冷季平均温度是影响叉角厉蝽分布的主要环境因素。预测的叉角厉蝽在各个洲均可能发生,适生区集中分布在亚洲东部、东南亚大部、印度半岛东部、非洲南部东西沿海岸地区、南美洲中部地区及澳洲北部沿海岸地区。表明叉角厉蝽适生性较强,可以充分利用其捕食性释放到田间用于生物防治。     

基于MaxEnt模型预测梨火疫病菌的潜在地理分布

为探究梨火疫病菌解淀粉欧文氏菌Erwinia amylovora在全球的潜在地理分布,基于其全球分布数据和筛选得到的环境变量,利用MaxEnt模型对其在当前气候和未来气候条件下的潜在地理分布进行预测,并利用刀切法和皮尔逊相关性分析法筛选对梨火疫病菌分布有重要影响的环境变量。结果显示,对梨火疫病菌分布有重要影响的环境变量包括2月平均最高温度、1月平均降水量、7月平均最低温度、温度变化方差、昼夜温差月均值和7月平均降水量,表明春季和夏季的温度和降水对梨火疫病菌的分布有较大影响。在当前气候条件下,梨火疫病菌在全球的适生区分布较广,适生区总面积达到5.58×10⁷ km²,且高适生区主要分布在北美洲沿海地区、地中海沿岸和亚洲中部及东部的部分地区;梨火疫病菌在我国的适生区总面积为7.36×10⁶ km²,占全国陆地总面积的76.70%;在未来气候SSP126和SSP585情景下,梨火疫病菌在全球的适生区总面积分别为5.52×10⁷ km²和5.24×10⁷ km²。表明梨火疫病菌对我国大部分地区有潜在威胁,应加强监测与防控。     

油菜茎基溃疡病菌在中国定殖的可能性评估

为明确油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans在我国定殖的可能性,并制订针对性的检疫措施,本研究基于该病菌在英国、法国、德国、波兰、加拿大、澳大利亚的分布数据,选取与病害发生有关的温度、降水量等15个变量,利用Max Ent和GARP两种生态位模型预测其在其它地区的潜在分布,并利用受试者工作特征曲线(ROC)来评价模型模拟精度。结果显示,2种模型均能够较好地预测L.maculans的分布区域,与已记载的分布区域高度吻合,且全球范围内存在着许多高度适合L.maculans定殖的地区;2种模型也能预测L.maculans在我国的潜在分布区域,并且预测结果一致;GARP结果显示L.maculans在我国的中高度适生区包括内蒙古、吉林、陕西、宁夏、甘肃、新疆、西藏等地。鉴于L.maculans在我国的潜在分布研究结果,建议完善疫情监测体系,采取措施控制病菌的"进入风险",降低病菌"进入"后定殖的可能性。     

基于MaxEnt模型预测欧洲榆小蠹的全球潜在地理分布

为探究欧洲榆小蠹Scolytus multistriatus在全球的潜在地理分布,根据其全球分布数据和筛选出的环境变量,利用MaxEnt模型预测其在当前气候及未来气候条件下的适生区。结果显示,所建MaxEnt模型的受试者工作特征曲线下面积（area under curve,AUC）大于0.9,表明模型预测结果可靠;利用刀切法对筛选出的环境变量进行分析后发现,12月平均最低温度对欧洲榆小蠹在全球的分布影响最大,同时也提供了最多的特有信息。在当前气候条件下,欧洲榆小蠹在全球的潜在分布范围主要集中在15° N~70° N和20° S~60° S之间,包括北美洲中部及南部、南美洲南部及东南沿海、欧洲、非洲中部、亚洲东部和大洋洲,适生区总面积约4.62×10⁷ km²。欧洲榆小蠹在我国的适生区广泛分布于20余个省（自治区、直辖市）,适生区总面积约为3.27×10⁶ km²。在未来气候条件下,欧洲榆小蠹的适生区面积将会扩大,并在SSP585（2081—2100年）情境下达到最大,为5.93×10⁷ km²。鉴于欧洲榆小蠹在我国具有较广的适生区,建议加强对其的检验检疫力度,防止其侵入我国。     

基于MaxEnt和ArcGIS的黑腹尼虎天牛潜在地理分布预测

为明确我国检疫性有害生物黑腹尼虎天牛Neoclytus acuminatus的潜在地理分布范围,基于MaxEnt模型、ArcGIS软件及全球分布数据预测当前气候和未来气候（2个情景）条件下黑腹尼虎天牛在全球和中国的潜在分布区域,并分析影响黑腹尼虎天牛分布的关键环境变量。结果显示,MaxEnt模型的曲线下面积（area under curve,AUC）为0.962,表明模型预测结果可靠;影响黑腹尼虎天牛潜在地理分布的5个关键环境变量分别是5月平均降雨量、11月平均最高温度、温度变化方差、7月平均降雨量和最湿季度平均气温,贡献率分别为40.5%、33.2%、23.9%、2.2%和0.1%。在当前气候条件下,黑腹尼虎天牛在全球的适生区较广泛,总面积约为3 928.63×10⁴ km²,且在我国湖北、安徽及浙江等省存在高适生区和中适生区;在未来气候条件下,黑腹尼虎天牛在全球范围内的适生区总面积会进一步增加,并且在我国的高适生区面积也会进一步扩大。