基于MaxEnt和ArcGIS的美丽异木棉适生区与主导环境因子分析

美丽异木棉Ceiba speciosa为园林观赏植物,具有重要的美学价值,通过探究其适生区分布可为科学引种栽培和资源有效利用提供依据,因此研究基于854个美丽异木棉的自然分布点数据和26个环境因子数据,选择最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统软件(ArcGIS)对美丽异木棉在中国的适生区分布进行预测,并探讨影响其分布的主导环境因子。结果表明:MaxEnt模型的AUC训练集和测试集平均值均为0.9以上,表明模型的模拟结果具有较高的准确性。美丽异木棉适生区范围主要集中于我国广东省、广西壮族自治区、海南省、福建省南部和云南省南部、四川盆地南部、台湾沿海等地区,总面积为60.2 km²。由模型结果可知,影响美丽异木棉适生区分布的主导环境因子为最冷月最低温和年平均降水量,最冷月平均气温5℃以上、年平均降水量1 500～2 500 mm的地区最适合美丽异木棉的生长。     

基于MaxEnt模型和气候变化情景入侵种黄顶菊在中国的分布区预测

为了分析入侵种黄顶菊[Flaveria bidentis (L.) Kuntze.]在中国的潜在适生分布区,利用最大熵模型(MaxEnt)与ArcGIS软件预测了黄顶菊在当前及未来气候条件下在中国的潜在适生分布区。结果表明：在当前气候条件下,黄顶菊主要分布在河北省大部分地区、北京市南部、河南省北部以及天津市的西部地区;未来气候条件下,黄顶菊的适生分布范围将进一步扩大,在2060年前后,高适生区的面积将增长到14.73万km ²,增长率达121.49%,主要分布在河北省及周边地区、陕西省西安市及周边城市。运用刀切法(Jackknife)计算各个环境变量对物种分布的影响,最冷月最低温度、最冷季平均温度、年平均气温、最干季平均温度、海拔、温度季节性变化标准差、最湿季度平均温度和最暖季平均温度8个环境变量是影响黄顶菊分布的主要因素。模型的AUC值为0.987,表明模型的准确度非常高。未来气候变化情景下黄顶菊的分布范围将进一步扩大,建议相关部门对此密切关注,并尽早采取防护措施。     

MaxEnt模型对新疆盾糙璃眼蜱生境适应性预测

璃眼蜱属是我国部分区域的优势蜱种,可传播多种病原.为了解新疆地区盾糙璃眼蜱生境适应性,从文献中获取我国新疆地区盾糙璃眼蜱分布点信息,结合环境气候因子数据,运用MaxEnt最大熵模型,分析了19个环境气候因子对盾糙璃眼蜱分布的潜在影响,并分析和预测了当前和未来不同气候模式下盾糙璃眼蜱潜在的地理分布区,筛选出了4个相关的环...     

基于Maxent和ArcGIS的赤皮青冈在中国的潜在适生区预测

【目的】赤皮青冈是我国珍贵用材树种,大尺度预测和模拟赤皮青冈当前潜在分布区,并评估其适生范围,对赤皮青冈在中国未来不同时期的适生区进行模拟,得到未来不同气候情境下的适生区分布及其动态变化预测,为赤皮青冈的中长期造林规划提供指导。【方法】基于赤皮青冈的81条分布信息和7个环境因子,在MaxEnt模型基础上,使用R语言对其进行优化,同时利用ArcGIS软件对影响赤皮青冈分布的环境因子进行分析,探究影响赤皮青冈自然分布的主要环境因子,并预测赤皮青冈在中国不同时期下的适生区分布范围与面积。【结果】1）赤皮青冈当前适生区模型的平均AUC值为0.89,模型预测结果良好;2）赤皮青冈的适生区主要受最干月降水量、年平均降水量、温度年较差以及最冷季度平均温度影响;3）当前时期赤皮青冈的潜在适生区主要分布于我国贵州、四川、湖南、江西和台湾等地,其中高适生区占比最高的是湖南省;4）在未来2个时期4种升温情境下,赤皮青冈的分布区面积均有不同程度的扩增,且整体有向高纬度地区迁移的趋势。【结论】赤皮青冈的分布主要受水热条件所影响,尤其对水分要求较高;其当前及未来时期在我国的适生区面积均较高。可尽量在模型预测的中高...     

基于MaxEnt的小飞蓬在中国的潜在适生区预测

小飞蓬(Conyza canadensis(L.)Cronquist)是我国分布最广的入侵植物之一。根据文献搜集和生物信息数据库,获得有效数据共325个,结合ArcGIS与SPSS相关性分析筛选获得8个气象因子,基于最大熵模型(MaxEnt)预测了小飞蓬的潜在适生区。结果表明:基于MaxEnt模型预测小飞蓬在中国的潜在适生区ROC曲线,AUC平均值为0.971,预测结果极好;通过刀切法(jackknife method)分析表明,最热季度的降水量(BIO_18)、温度季节性变化标准差(BIO_4)、年平均气温(BIO_1)、最冷季度的降水量(BIO_19)4个气象因子对小飞蓬的分布影响最大;小飞蓬在中国的潜在适生区分布广泛,秦岭淮河以南的各个省份以及秦岭淮河以北至辽宁省南部均为小飞蓬高适生区范围。随着气候变化,2050年小飞蓬潜在适生区面积与当前相比增加了559 016.09km2,2070年小飞蓬潜在适生区面积与当前相比增加了68 423.65km2。本研究结果实现对小飞蓬入侵动态预警,为进一步防范工作提供了一定的理论基础。     

辣木全球潜在适生区与生态特征

  目的  预测辣木全球潜在适生区,并分析不同适生区的生态特征。探究不同适生区与辣木原产地的气候差异,为辣木引种和栽培管理措施提供参考。  方法  通过国内外植物标本馆和相关研究文献得到辣木在全球的500个分布点,运用Maxent模型预测辣木在全球的潜在适生区,并基于不同时间尺度的环境因子和相关统计学方法分析不同适生区的生态特征。  结果  辣木广泛分布于南北半球的热带、亚热带地区,北半球主要集中于南亚、东南亚、非洲西部地区。南半球主要位于非洲南部、南美洲。影响其地理分布的主要是6个环境变量,其中3个极端温度指标（最冷季度平均温度（bio11）、最冷月份最低温度（bio6）、最暖季度平均温度（bio10））;一个温度变异幅度指标（温度变化方差（bio4））;一个水热同步指标（最湿季度平均温度（bio8））;以及一个极端水分条件（最湿季度降水量（bio16））。  结论  辣木在全球范围内主要分布在北纬32°到南纬29°的区域,温度是影响辣木地理分布的主要环境因子。      

利用最大熵(MaxEnt)模型对红豆杉潜在适生区的模拟

为了研究红豆杉(Taxus wallichiana var.chinensis(Pilger) Florin)的保护和繁殖,利用红豆杉存在记录与环境因素,利用最大熵(Maxent)模型,使用红豆杉分布数据,气象以及地形数据,分析影响红豆杉分布的主导环境要素,模拟红豆杉在我国的潜在适宜区,并结合我国自然保护区分布范围进行分析。研究结果表明：共提取了6个影响红豆杉潜在适生区的主导环境因素,分别为5月平均降水量、4月平均降水量、9月平均降水量、高程、坡度、3月平均降水量,红豆杉的潜在适生区是气候与地形的共同作用结果,春季降水量、高海拔与一定的坡度区间是影响红豆杉分布的主要因素;构建的最大熵模型的评价指标受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.933,表明该模型模拟结果精准,生成的红豆杉适生区结果可信;红豆杉的高适生区主要分布在鄂、陕、渝、湘、黔交界处以及闽、浙、赣交界处,高适生区多以高海拔山区为主;高适生区与中适生区分别有6.27%与4.82%的面积处于自然保护区范围内,可以针对部分高适生区的自然保护地对红豆杉进行就地保护与引种栽培,科学制定红豆杉的保护方案。     

软枣猕猴桃在中国的适生区分析及对未来气候变化的响应

对软枣猕猴桃在中国的适生区进行分析,旨在为软枣猕猴桃资源调查、保护、开发利用和引种栽培提供参考依据。采用生态位建模软件Max Ent(maximum entropy model),结合Arc GIS(geographic information system)软件,研究影响软枣猕猴桃分布的关键环境因子及取值范围,预测当前气候状态及未来不同气候变化背景下软枣猕猴桃在中国的适生区。研究结果表明:影响软枣猕猴桃分布的关键环境因子有6个,其重要程度依次为:7月降水量4月均温温度季节性变化标准差3月均温最暖季降水量海拔。当前情景下,软枣猕猴桃在中国的高适生区总面积为9.287×105 km2,主要集中于东北东南部、华北东南部、华东北部和东南部、华中西部及西南东部;中适生区总面积为1.786×106 km2,主要分布在东北中部和南部、华北南部、华东北部和南部、华东北部、西南西部及华南北部。在只考虑气候因子和海拔高度的情况下,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,预测2070s软枣猕猴桃在中国的高适生区面积分别增加3.758×105 km2、1.725×105 km2和6.300×103 km2,而中适生区面积在RCP2.6减少1.902×105 km2,在RCP4.5、RCP8.5分别增加2.617×105 km2和9.760×104 km2。RCP2.6和RCP4.5情景下,高适生区和总适生区的质心到2070s将向东北移动;RCP8.5情景下,高适生区质心向东北移动,总适生区中心将向东南移动。研究分别对当前及未来3种不同情景下软枣猕猴桃在中国的适生区进行了10次预测,预测结果的AUC(Area Under Curve)平均值均高于0.98,表明此模型预测结果具有较高的可靠性。     

基于MaxEnt预测梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区

梭梭和白梭梭是荒漠区特有的植物种,研究两者的潜在适生区,对于梭梭和白梭梭在新疆的引种栽培以及治理风沙具有重要意义.采用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区.结果表明:梭梭和白梭梭在新疆的潜在适生区主要位于北疆地区,包括阿勒泰、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、塔城和克拉玛依的大部分地区...     

4种蒺藜草属杂草在中国的潜在适生性预测

蒺藜草属杂草为我国进境植物检疫性有害生物,严重危害农业、畜牧业、林业以及生态环境。近年来,蒺藜草属杂草曾多次在口岸货检中尤其是进口粮食中被截获,因此预防这些有害杂草进入我国定植极其重要。结合温度、降水、土壤等全球环境条件变量,利用MaxEnt软件分析口岸截获的4种蒺藜草属杂草在全球和我国的适生性,并进行等级划分,结果证明它们在全球还有很大的适生空间。刺苞草、美洲蒺藜草、鼠尾蒺藜草在我国的适生范围集中在南方,且高度适生区主要在长江三角洲和云贵地区;少花蒺藜草的适生地区包括南方和北方,且高度适生区主要在东北、内蒙古、北京以及长江三角洲。该结果可为相关部门的外来入侵生物预警以及后续监测提供一定的科学依据。