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。     

Projecting Distribution of the Overwintering Population of Sogatella furcifera (Hemiptera: Delphacidae), in Yunnan,China With Analysis on Key Influencing Climatic Factors

Sogatella furcifera (Horváth) is the most threatening migratory rice pest in Yunnan, China. S. furcifera overwinters in low- altitude basins and valleys in southern Yunnan and migrates northward in spring and summer of the following year, causing serious damage during migration. The overwintering distribution, areas, and spatial pattern of S. furcifera are relevant to the migration and outbreak of this pest. Based on a 4-yr field survey (2010–2013), this study projected areas suitable for S. furcifera to overwinter using a species distribution model, and analyzed the key influencing climatic factors using principal component analysis (PCA) and ecological niche factor analysis (ENFA). Our field survey showed that the northern latitudinal- and upper elevation limits of overwintering S. furcifera was 25.4° N and 1,608 m in western Yunnan and 24.2° N and 1,563 m in eastern Yunnan. The species distribution model produced a fragmented distribution pattern, with most of which in western Yunnan and only a few in eastern Yunnan. The PCA and ENFA analyses showed that the mean temperature of the driest quarter and the precipitation of the coldest quarter significantly influenced the distribution of S. furcifera in winter. The results suggested that the complex topography, spatial differences in winter temperatures, and host availability altogether determined the distribution of overwintering S. furcifera . Compared with previous surveys, the northern latitudinal- and upper elevation limits of overwintering S. furcifera were higher, while the population became rarer in some suitable areas due to change of farmland utilization in winter and possibly climate change.     

基于优化MaxEnt模型的疣果匙荠在中国的适生区预测与分析

本文优化了疣果匙荠分布数据筛选方式和MaxEnt软件参数设置,使用ENMTools剔除了冗余分布数据,调用R程序包Kuenm从1 240个不同参数组合的MaxEnt模型中筛选确定了最优参数.基于分布数据和参数优化的MaxEnt预测结果表明,疣果匙荠在中国的高度适生区和中度适生区分别占陆地总面积的9.4％和60.1％左右...     

气候变化下基于GIS的农田恶性杂草旱雀麦在中国的分布与发展趋势

为确定旱雀麦在我国的空间分布及其对气候变化的响应,以期进一步开展生态防控,本研究利用旱雀麦在中国的地理分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景（RCP8.5情景下2050s,2070s）,建立最大熵模型（MaxEnt模型）,确定影响旱雀麦分布的主导环境因子。应用地理信息系统（GIS）对中国地区旱雀麦的适生区进行划分,以ROC曲线作为模拟的准确性评价指标。结果表明,MaxEnt模型模拟效果极好（AUC=0.965）;当前气候条件下,旱雀麦适生面积为2.5534×10⁶ km²,主要集中分布于青海省东北部、甘肃省与青海省接壤的地区、四川省的西北部,以及新疆的西北部;其中影响旱雀麦分布的主要环境因子为海拔、bio12（年降水量）、bio9（最干季度平均温度）和bio15（降水量季变异系数）,其贡献率分别为45.0%、17.5%、9.7%、9.7%,累计贡献率达81.9%;在RCP8.5情景下,未来2个时期,旱雀麦潜在高适生区分布面积与当前相比增加了12.2%~23.3%,但RCP8.5情景下2070s较RCP8.5情景下2050s旱雀麦的潜在高度适生区分布面积减少了8.9%。综上所述,气候变化情景下旱雀麦的潜在分布面积呈现出扩大趋势,且RCP8.5情景下2070s较RCP8.5情景下2050s的适生区分布面积有缩减趋势。     

中华猕猴桃在中国潜在分布及其对气候变化响应的研究

中华猕猴桃为中国特有果种,由于其独特的口感和较高的经济价值,近年来种植规模逐年扩大。在引种过程中,由于缺乏合理的布局规划和适生性分析,出现了品种单一化、易感病虫害等问题。近年来四川、陕西、贵州、重庆和湖北等猕猴桃主产省份相继开展了猕猴桃气候适宜性区划的研究,但目前的研究多未考虑未来气候变化对猕猴桃种植分布的影响,且伴随着气候变化的加剧,已有的研究结果已不能完全适应实际生产的需求。本文运用生态位模型软件MaxEnt,模拟和预测气候变化背景下大尺度范围中华猕猴桃适生区分布及其变化的可行性,以利于科学地优化产业结构、促进产业发展。基于当前数据和IPCC AR5提出的3种气候情景以及中华猕猴桃的分布信息,采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS预测了中华猕猴桃的适生区及未来的变化趋势,用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)检测模型精度、刀切法(Jackknife test)筛选主导环境变量。结果表明,基于当前和未来情景构建的中华猕猴桃地理分布模型的AUC(area under curve)值均达到"极好"的标准,说明模型预测结果可用于本研究。当前气候条件下,中华猕猴桃的高适生区主要在四川、陕西、重庆、湖北、贵州、浙江、湖南、安徽、河南、江苏和甘肃等省份,面积达1.01×10~6 km~2。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,面积为6.79×10~5 km~2。RCP2.6和RCP4.5排放情景下,中华猕猴桃高适生区的分布、面积及中心点位置都有所不同,面积均呈增加趋势;RCP8.5排放情景下,高适生区面积呈减少趋势。RCP4.5和RCP8.5排放情景下,中华猕猴桃高适生区中心点均有向北移动趋势。MaxEnt模型对未来气候变化条件下中华猕猴桃适生区的准确模拟与预测具有潜在应用价值,对该果树的气候适宜性区划具有重要指导意义。     

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。     

气候变化背景下埃及吹绵蚧在中国的适生区预测

基于埃及吹绵蚧分布点的经纬度数据,利用最大熵模型MaxEnt软件对埃及吹绵蚧在中国当前和未来(2050年和2070年)的适生区进行了预测,为林业和海关检疫部门对埃及吹绵蚧当前与未来的防控与检疫工作提供重要参考依据。在本研究中,梳理并筛选了埃及吹绵蚧在国内外的分布点,通过优化MaxEnt生态位模型,预测了在当前气候和未来气候下埃及吹绵蚧在中国的潜在分布,通过统计软件计算了各种气候条件下的适生区面积,并对影响埃及吹绵蚧分布的环境因子进行了筛选和统计。预测结果显示,基于当前气候,埃及吹绵蚧在我国的潜在分布区包括华南全部地区、华中和西南部分地区,主要集中在我国经度98°E～123°E、纬度20°N～30°N的地区。未来气候条件下的适生区范围呈现增大的趋势;刀切法(Jackknife)显示,对埃及吹绵蚧分布影响较大的环境要素主要为降水量,同时模型计算了埃及吹绵蚧定殖所需的四项环境要素的适宜范围。结合实际踏查数据和文献资料,MaxEnt模型预测结果可信度高,精确预测了影响埃及吹绵蚧分布的环境因子及其适生区范围,对埃及吹绵蚧的研究具有重要意义。     

Using occupancy and species distribution models to assess the conservation status and habitat use of the goldline darter (Percina aurolineata) in Georgia,USA

The goldline darter (Percina aurolineata) is threatened by recent increases in urbanisation in the Coosawattee River watershed, but no studies have addressed their current status. Similarly, limited data on habitat use make it difficult to understand factors that may impact this species. We compared occurrence data before (1996–2000) and after (2009–2011) a period of rapid development and population growth within the watershed. Single‐season occupancy models were built to account for imperfect species detection and to identify habitat covariates. MaxEnt was used to identify important stream reaches for conservation and to understand landscape scale factors correlated with the distribution of goldline darters. Our results indicate a high proportion of sites occupied upstream of Carters Lake during the historic and recent time periods, with no evidence of decline. However, occurrences of goldline darters for sites in Talking Rock Creek and the lower Coosawattee River were sparse in the historic period and absent during the recent period. The probability of detecting goldline darters is low and was positively associated with the occurrence of small substrate. Species distribution models were strongly influenced by watershed area and elevation and indicated a high probability of suitable habitat within the Coosawattee River and large tributaries upstream of Carters Lake. While goldline darter occupancy is currently stable upstream of Carters Lake, continued urbanisation is a threat to long‐term persistence. We recommend additional monitoring and describe a protocol that allows for precise estimates of species occupancy while minimising the risk of sampling‐related mortality.     

利用最大熵法(MaxEnt)模拟中国冬小麦分布区的年代际动态变化

从冬小麦地理分布的生理机制、生长特性和熟制出发,基于气候因子对冬小麦种植区分布的贡献,从区域尺度和年尺度收集了影响冬小麦种植分布的气候因子,并利用最大熵方法(MaxEnt)模拟和筛选了影响冬小麦分布的最佳气候因子组合即春化温度(0～7℃)持续的天数、最冷月平均温度、潜在蒸散量和年降水量,构建了冬小麦种植分布-气候关系模型,分析了1961-2010年中国冬小麦种植区及高适宜区的变化.结果表明,冬小麦可种植区的最冷月平均温度范围为-12～15℃,冬小麦的存在概率随着0～7℃持续天数的增加而增加,年降水量过低将严重影响冬小麦种植区分布的存在概率,年降水量低于200mm的地区不存在冬小麦分布.研究结果还表明,1961-2010年中国冬小麦种植区呈北移西扩趋势,高适宜区发生北移,从而增加了中国北方高寒地区的冬小麦可种植面积,同时有效提高了中国北方地区的气候资源利用率,可增加冬小麦产量.研究结果可为准确预测现在和未来气候条件下中国冬小麦的分布情况,科学合理地应对气候变化提供依据.