当前(1970—2000)与未来气候变化情境下中国醉马芨芨草潜在分布预测

醉马芨芨草(Achnatherum inebrians)是我国西北、华北地区严重危害草地畜牧业和生态安全的主要毒害草之一,但其在药用、造纸、脱毒后饲用等方面有一定利用价值。本研究利用优化的MaxEnt模型预测了当前(1970—2000年)条件下和未来(2050 s和2070 s)4种气候变化情景下的醉马芨芨草潜在分布。结果显示：影响当前醉马芨芨草分布的关键环境变量与其适生阈值为12月平均最高气温(—7.5～7.9℃)、海拔(1 053.8～4 590.9 m)、最冷季降水量(1.6～24.6 mm)和降水量变异系数(25.5～111.5);当前醉马芨芨草主要分布于新疆、西藏、四川、青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西和山西等省区;在未来4种气候情景下,醉马芨芨草适生区面积均会增加,并向高纬度和高海拔地区迁移。研究为醉马芨芨草的防治和资源利用、草地生态学研究和草地放牧管理提供了理论依据和参考。     

猕猴桃属(Actinidia)植物的遗传多样性

目的明确美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)在中国的气候适宜性,为品种合理布局提供理论参考。方法应用21个与温度和降水相关的气候数据和275条美味猕猴桃地理分布记录,采用MaxEnt生态位模型预测美味猕猴桃在中国潜在适宜分布,运用ROC曲线对模拟准确性进行验证,利用刀切法及相关分析筛选主导气候因子并分析其与存在概率之间关系。结果MaxEnt模拟准确性极好,10次重复的AUC平均值为0.961;美味猕猴桃在中国的适生区为N22°~38°,E96°~122°,总面积336.79×10⁴ km²,显著高于美味猕猴桃的实际种植面积;高适生区位于秦岭—巴山一线、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山—巫山和武夷山脉;11月平均温度、最冷季度平均温度、12月最高温度、4月最高温度、2月平均温度和温度季节性变化标准差为限制美味猕猴桃地理分布的关键因子。结论研究结果可为美味猕猴桃种植区划提供理论参考。     

检疫性害虫中对长小蠹在中国的适生区

【目的】中对长小蠹是一种已在我国海南建立种群的外来有害生物,预测其在中国的潜在入侵分布区,可为阻断其传播和早期监测提供参考。【方法】基于我国动植物检验检疫信息资源平台,对中对长小蠹在我国入境口岸的截获记录进行检索和统计。根据中对长小蠹现有分布记录,选取2组(5个环境变量和9个环境变量)相关性的气候变量,将中对长小蠹的本土生态空间与中国的生态空间进行对比,测试其在我国入侵过程中生态位保守性,然后基于2组环境变量在本土中美洲地区分别构建生态位模型,将其转移至我国和世界其他国家和地区来检测模型,并预测其在我国的适宜生态空间和潜在分布区。【结果】我国中对长小蠹的截获主要在长三角和珠三角地口岸,从木制品进口中截获。生态空间比对发现中对长小蠹在我国与其本土所占有的生态空间具有较大的重叠,其在我国的入侵过程中的生态位是保守的,然而与本土空间相比,我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺,表明中对长小蠹在我国的潜在入侵风险较大。在生态位模型预测中,与基于9个环境变量模型的预测相比较,基于5个环境变量的模型预测较为保守,基于2组变量的模型结果均显示中对长小蠹的适生区主要分布于中美洲、南美洲中部、非洲中部、澳洲北部和亚洲中部以及东南亚地区。中对长小蠹在我国的适生区主要在海南、台湾、广东等地,此外云南和广西南部等地的适生性亦较高。【结论】中对长小蠹在我国海南、台湾、广东等大部分地区存在入侵风险。本次预测结果与当前分布范围一致,这些潜在分布区多聚集在沿海地区,贸易活动频繁,有利于该害虫在入侵地建立种群并扩散;这些高风险地区应开展预警与监测,防止其从海南向大陆扩张或二次入侵。综合潜在分布分析和截获记录统计,我国广东珠江三角地区入侵风险最高,需要密切监控。     

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。     

地中海实蝇入侵中国的风险评估

地中海实蝇Ceratitis capitata(Weidemann)是全球分布范围最广、为害最大的害虫之一。为评估地中海实蝇入侵中国风险并制定针对性的检疫措施,基于其在全球的分布数据,选取与其发生相关的温度、湿度等7个变量,利用MaxEnt模型预测其适生区,并结合我国进境口岸截获数据及寄主分布情况评估其入侵风险。结果显示,地中海实蝇在全球的适生区范围主要集中在热带、亚热带地区,在我国的适生区范围主要集中在南部地区。该虫在越南、老挝、缅甸、印度、不丹和尼泊尔等我国邻国多地适生,且在我国进境口岸每年也均有截获,2003—2015年共截获274批次;其主要寄主苹果、咖啡、榅桲和无花果在我国的适生区范围内种植面积及产量均较高。因此中国具备了该虫进入、定殖的适生条件,具有较高的扩散风险。为预防其入侵,需完善边境疫情监测体系,加强进境口岸管理力度,并制定科学管理措施以降低其进入、定殖及扩散的风险。     

基于Argo数据的中西太平洋鲣渔获量与水温、表层盐度关系的初步研究

由于漂流人工集鱼装置 (Fish aggregating device, FAD) 的大量使用对金枪鱼种群带来的负面效应,金枪鱼围网渔业转向捕捞自由群成为发展趋势,因此开展鲣 (Katsuwonus pelamis) 自由群的栖息地利用研究非常必要。使用2016—2020年中西太平洋渔业委员会 (Western and Central Pacific Fisheries Commission, WCPFC) 统计的月度金枪鱼渔业数据和不同层的水温 (SST、Temp₂₀₀)、海表盐度 (SSS)、溶解氧浓度 (DO₀、DO₅₀、DO₂₀₀)、东西向海流速度 (EV)、南北向海流速度 (NV)、混合层深度 (MLD)、叶绿素 a 浓度 (CHL₀、CHL₅₀、CHL₁₀₀、CHL₂₀₀) 共13个环境变量,通过最大熵模型 (Maximum Entropy Model, MaxEnt) 模拟鲣自由群的栖息地分布及其月变化规律。结果表明：模型测试和训练集的AUC值及灵敏度值均大于0.90,真实技巧统计值大于0.80,模型具有很强的预测能力,可用于鲣的栖息地适宜性模拟;SST和DO₂₀₀是影响鲣自由群栖息地偏好的关键因子,最适范围分别为30~31  ℃、114~153 mmol·m⁻³。研究期内,鲣自由群高适宜栖息地主要靠近巴布亚新几内亚和所罗门群岛海域,不同时期向东延伸的范围有较大变化,经度差达到6°。研究结果可为中国金枪鱼围网船队进行鲣自由群中心渔场的预报提供参考。

     

气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响

东北地区是我国沼泽湿地分布最广泛的地区。为研究沼泽湿地对气候变化的响应,选取了对沼泽湿地分布可能存在影响的26个环境因子,利用最大熵(Maximum Entropy, MaxEnt)模型模拟了沼泽湿地基准气候条件下的潜在分布,并预测了气候变化情景下2011-2040 年、2041-2070 年和2071-2100 年3个研究阶段东北沼泽湿地潜在分布。研究结果表明:最大熵模型预测精度较高(平均AUC(Aera Under Curve)为(0.826±0.005))。基准气候条件下东北沼泽潜在分布区主要为大小兴安岭和三江平原地区。随着时间的推进,东北地区沼泽湿地原有潜在分布面积明显减少,而新增潜在分布面积较少,总面积呈现急剧减少趋势。至2071-2100年,原有沼泽湿地潜在分布面积将减少99.80%,新增潜在分布面积仅2.48%,总潜在分布面积减少97.32%。空间分布上,东北沼泽湿地潜在分布呈现由东向西迁移,南北向中心收缩的趋势。研究结果可为东北地区沼泽湿地保护政策的制定提供参考。     

基于MaxEnt模型和ArcGIS对巨藻在我国适生情况的分析

发展新养殖对象及异地栽培需首先掌握物种的生态适应性。有关巨藻(Macrocystis pyrifera)在我国海区适应性的研究甚少,海区养殖效果不理想,我国巨藻养殖业发展欠佳。本研究采用MaxEnt构建了巨藻的物种分布模型,当特征组合为乘积型特征(product features)、二次型特征(quadratic features)和片段化特征(hinge features),正则化参数为0.8时,模型预测性能最佳;综合考虑环境因子的相关性及对模型的贡献率,筛选出6项环境因子用于模型构建,其中,光强与温度对巨藻自然分布的影响最大,在光强不低于2 μmol/(m2·s)、年均温度范围10.5~17.0℃条件下,巨藻的适生概率较高。采用所构模型结合ArcGIS预测巨藻在我国的适生区：主要分布于黄渤海,约占该海域面积的13.17%,其中,边缘适生区为5.46%,低适生区为2.85%,中适生区为1.20%,高适生区为3.66%,表明辽东湾、渤海湾是巨藻引种养殖和藻场建设的适宜海域。     

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。     

云斑斜线天蛾在我国的适生性及限制性环境因子分析

云斑斜线天蛾是一种为害抗风桐的迁飞性昆虫,在我国西沙群岛多个岛屿发生。阐明云斑斜线天蛾在我国的适生区分布及其主要限制环境因子,可为该害虫扩散预警与防控提供理论依据。本文利用MaxEnt模型对云斑斜线天蛾在我国的潜在适生区进行预测,通过调整调控倍频和特征组合参数建立最优模型,使用刀切法及环境变量响应曲线对影响云斑斜线天蛾分布的环境因子进行评估。结果表明：云斑斜线天蛾在我国的潜在适生区位于海南、台湾、广东、广西、云南、贵州、湖南、江西、福建、浙江、安徽、湖北、四川、重庆、西藏;最冷月最低温（bio06）、昼夜温差月均值（bio02）、最暖季降水量（bio18）是影响云斑斜线天蛾潜在地理分布的主导环境因子。云斑斜线天蛾在我国南海诸岛具有较高危险性,建议建立监测预警与防控系统,将该害虫控制在合理水平。