外来入侵植物肿柄菊在云南的分布特征及其影响因素

公路网是外来入侵植物肿柄菊(Tithonia diversifolia)进行远距离传播的主要途径,近些年肿柄菊在云南表现出迅速的扩散态势和较强的入侵能力。为探讨肿柄菊沿公路进行扩散过程中各种环境因素对群落建立的影响,本研究通过大范围沿公路实地调查,分析肿柄菊的扩散和分布特征及其影响因素。结果表明:肿柄菊分布于云南省北热带、南亚热带、中亚热带和北亚热带等多种气候类型区,分布区覆盖云南省71个县(区),与10多年前相比肿柄菊有明显的向北和向高海拔扩散趋势。肿柄菊向更高纬度和海拔扩散过程中,气候因素对群落分布有一定影响;在较低纬度和海拔区域肿柄菊的分布主要受人为干扰的影响。不同路缘生境类型影响肿柄菊沿公路扩散范围,植被郁闭度较低的草地、经济林地、农田等生境有利于群落的建立;而植被郁闭度较高原始林地和次生林地不利于群落建立。公路在肿柄菊的远距离扩散过程中起着重要作用,车流量大、车速高的高等级公路更有利于肿柄菊扩散,云南密集的高速公路网促进了肿柄菊沿公路扩散效率,加速了肿柄菊侵占新领地的过程。随着公路交通的快速发展,肿柄菊的扩散速度也明显加快,今后应对其种群发展趋势进行跟踪监测,以期为肿柄菊入侵预警提供基础信息。     

入侵害虫菊方翅网蝽在中国的潜在分布预测

菊方翅网蝽Corythucha marmorata(Uhler,1878)是我国新近发现的外来入侵害虫,研究明确菊方翅网蝽在我国的潜在分布范围对其监测预警及科学防控具有重要意义。本研究根据菊方翅网蝽的地理分布数据及相关环境变量,运用Maxent生态位模型与ArcGIS预测了菊方翅网蝽在中国的潜在地理分布范围。预测结果表明:菊方翅网蝽在我国的适生区主要分布于100°～125°E,20°～40°N的亚热带、暖温带区域,其中高适生区主要集中在长江中下游地区,包括浙江、江苏、湖南、上海大部分地区、安徽南部、湖北南部、江西西部及南部、贵州东部、福建东部、广西北部、山东中部、河南南部以及重庆、台湾局部;此外,极端气温、平均气温、最干月份降雨量对菊方翅网蝽的潜在分布影响较大。菊方翅网蝽已在我国成功入侵并迅速蔓延成灾,应在疫区边缘地带加强监测,并采取措施防止其进一步扩散。     

Realized niche shift associated with Galinsoga quadriradiata (Asteraceae) invasion in China

粗毛牛膝菊在中国的入侵与生态位漂移有关 在外来物种入侵和扩散过程中,生态位的漂移可能起到了重要作用。粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata) 在中国已造成了较为严重的入侵,占据了许多与其原产地不同的气候区。为此,本研究力图揭示粗毛牛膝菊入侵过程中的气候生态位漂移,分析其在该物种入 侵中国过程中可能发挥的作用。本研究结合粗毛牛膝菊原 产地和入侵地的分布点与气候数据, 采用Maxent模型预测了其在中国潜在的分布,并采用主成分分析的方法评估 了在入侵中国过程中粗毛牛膝菊气候生态位的漂移。模型结果显示,该物种原产地种群和入侵地种群之间只 有32.7%的生态位重叠,两个种群的生态位相似性较低(Schoener's D = 0.093, P < 0.005),这暗示了在其入侵过程中发生了生态位漂移。相比于其原产地种群,其在中国的入侵种群气候生态位的整体范围和中心都明 显地漂移向了温度更低、降水更少的区域;中国南方大部分区域属于粗毛牛膝菊的稳定适生区,而位于入侵 前沿的北方地区则存在局域适应和潜在拓殖区域。这些研究结果说明,粗毛牛膝菊在中国的入侵种群仍处于准平衡阶段,未来有可能继续向新的适生区扩散入侵,其生态位的变化有力地解释了为什么该物种在中国的入侵性强、危害范围大。     

基于MaxEnt模型的细足捷蚁在我国的适生区分析

细足捷蚁(Anoplolepis gracilipes)是新发现入侵我国南方地区的外来物种,对入侵地的生物多样性造成了严重威胁。为探究细足捷蚁的潜在扩散风险及其野生种群在我国的适生区范围,本文将细足捷蚁的分布点分为本土分布点和全球分布点,并分别构建了本土预测模型和全球预测模型,采用对细足捷蚁生存影响比较大的7个环境变量,通过调用ENMeval数据包调整MaxEnt模型参数,分别采用默认参数和优化参数并基于上述两种模型,对细足捷蚁在我国的适生区范围进行了预测,最后采用pROC方案对模型结果进行可信度检验。研究发现,在相同参数条件下,基于全球模型和本土模型的细足捷蚁适生区分布范围预测差异较大,而模型参数对模型预测的影响较小。综合4种情况的模型预测结果,发现细足捷蚁在我国云南、广西、广东、福建、海南和台湾均表现为高度适生,在湖南、贵州、江西和四川的部分地区表现为中度适生。此外,在世界范围内细足捷蚁于非洲中部和美洲中北部表现出高适生性。因此,作者认为,入侵昆虫细足捷蚁本土分布范围的界定对其在入侵地的预测结果有较大影响,也是影响模型预测结果准确性的重要因素。     

基于MaxEnt模型的濒危植物丹霞梧桐潜在适生区预测

模拟预测濒危植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的潜在适生区, 对合理指导保护该植物有重要意义。通过MaxEnt(最大熵模型)和ArcGIS, 基于广东南雄丹霞梧桐自然保护区野外实地调查的16个分布点, 及生物气候、地形和地貌覆被多重环境变量, 对丹霞梧桐在广东南雄丹霞梧桐自然保护区的潜在适生区进行模拟预测。结果显示, 模拟训练集和测试集的AUC值分别为0.851和0.913, 预测结果准确性高。丹霞梧桐的高、中适生区主要分布在南雄丹霞梧桐自然保护区南部, 占总面积40.45%; 影响丹霞梧桐分布的主要环境因子包括地貌成因、土地覆被、最旱季降水量、坡度及等温性等, 其中地貌成因(贡献率75.8%)是影响丹霞梧桐潜在分布的最主导因子。综合分析表明, 丹霞梧桐的潜在适生区为海拔150—300 m、坡度30°—55°、年度气温范围28.3—28.6 ℃, 最旱季降水量135—137 mm之间的侵蚀分化低丘陵丹霞地貌, 适生的气候条件为温度相对较高、降水量少的区域。上述研究结果可为丹霞梧桐的保护与恢复提供理论依据。     

基于MaxEnt模型的大豆蚜全球潜在地理分布分析

【目的】为预测和分析大豆蚜Aphis glycines的全球潜在地理分布,研究大豆蚜分布与环境变量之间的联系。【方法】利用最大熵法生态位模型(maximum entropy niche-based modeling, MaxEnt)和地理信息系统软件ArcGIS,根据收集的大豆蚜已知分布点和环境变量,预测大豆蚜的全球潜在地理分布区,推测环境变量对大豆蚜分布的影响。【结果】结果表明,大豆蚜适生区主要分布在低海拔地区,高 度适生区集中在25°~50°N的中国、日本、韩国、朝鲜、加拿大、美国、意大利和格鲁吉亚。决定大豆蚜分布地点的关键环境变量为最暖季度降水量、最暖季度平均温度、最湿季度平均温度、最干月降水量、月平均昼夜温差和温度季节性变化标准差。【结论】大豆蚜潜在地理分布区域广泛,应在各国大豆农产品贸易时做好检验检疫工作,以防止大豆蚜的扩散。     

基于MaxEnt模型的小巢粉虱在中国的潜在地理分布

小巢粉虱是一种危险性外来入侵害虫,现已传入我国香港、海南。阐明小巢粉虱在我国的潜在地理分布及其主要限制环境因子,可为该虫早期预警与防控提供理论依据。本文利用MaxEnt模型对小巢粉虱在我国的潜在适生区进行预测,使用刀切法及环境变量响应曲线对影响小巢粉虱分布的环境因子进行评估。结果表明:小巢粉虱在我国的潜在适生区分布于海南、台湾、广东、广西、福建、云南、贵州、湖南、江西、浙江、上海、安徽、湖北、重庆、四川、西藏等省区;适生区总面积224.9万km~2,约占我国国土面积的23.4%,其中高度适生区面积38.2万km~2,中度适生区面积47.6万km~2,低度适生区面积139.1万km~2;最冷月最低温(bio06)、最干季平均气温(bio09)、最冷季降水量(bio19)是影响小巢粉虱潜在地理分布的主导环境因子。我国各潜在适生区、特别是华南沿海地区应加强检疫,防止小巢粉虱进一步扩散。     

云南的外来入侵植物

综述云南外来入侵植物的现状、分布、入侵的主要途径和危害等。列出云南外来入侵植物75种的详细资料,详细论述其中危害较严重的紫茎泽兰、飞机草、凤眼莲、空心莲子草、马缨丹和肿柄菊等,并讨论应采取的防治对策。提出云南是我国生物多样性最丰富的地区,但也是外来入侵植物危害最严重的地区;虽然很多外来入侵植物都能在云南蔓延,但真正引起严重危害的却不多;恢复本地植被,减少对生态系统的干扰,建立外来入侵物种监测机制和风险评价体系将是防范外来入侵植物的有效途径。     

外来植物肿柄菊对入侵生境的生态影响及其防控对策

入侵杂草肿柄菊对我国热带和亚热带地区的生物多样性和生态系统功能产生严重影响,且其入侵呈现快速扩张态势。为提高对肿柄菊入侵危害的认识水平,加强对肿柄菊的监测预警及防控,本文通过搜集、整理和分析相关文献资料,总结肿柄菊在世界各国不同地区的入侵情况及其影响,分析肿柄菊在我国入侵的历史、分布现状及其入侵对遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性的影响。结合肿柄菊生态入侵防控研究与应用实践,指出肿柄菊入侵防控存在的主要问题和面临的挑战,并针对肿柄菊监测和高效防控技术体系提出高度重视肿柄菊入侵危害影响的分类风险评价、多元化开展肿柄菊入侵扩张的基础科学研究、建立早监测早预防的预警机制和构建针对肿柄菊入侵防控的综合技术体系等防控对策。     

广东中山市薇甘菊地理分布及适生区预测

通过实地踏查，收集薇甘菊(Mikania micrantha)在广东中山市的分布情况，绘制薇甘菊在中山市的分布图，并利用MaxEnt模型，对薇甘菊实际分布点的环境变量进行定量分析，预测出当前气候下薇甘菊在中山市的适生区。结果表明，中山市所辖25个镇(街道)和市自然保护地管护中心均有薇甘菊分布，总体呈南多北少的态势；ROC曲线的AUC值均在0.8以上，预测结果具有较高的可信度；降水量变化方差、海拔、最冷月份最低温度和最暖季降水量为限制薇甘菊在中山市分布的4个最大环境变量，累积贡献率达75.5%；中山市95.40%的地区对薇甘菊的生长具有不同程度的适宜性，其中高、中、低适生区面积分别占中山市面积的5.33%、33.56%、56.51%。综上所述，薇甘菊对中山市的入侵较为严重，扩散趋势未被遏制；MaxEnt模型能较好地预测薇甘菊在中山市的潜在分布区，但是存在一定偏差。     

基于MaxEnt模型的贵州省楠木潜在适生区预测

为揭示楠木(Phoebe zhennan)在贵州省潜在分布特征及其对环境因子的响应模式，该研究基于楠木在贵州省的地理分布点，运用最大熵模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS)方法，结合气候、土壤及地形等30个环境因子，预测楠木在贵州省的潜在适生区，并分析了影响楠木生长的主要环境因子。结果表明：(1) MaxEnt模型AUC平均值为0.843,对贵州省楠木地理分布预测结果良好；楠木潜在适生区呈现以贵州省东北为重点区，从北到南、由东向西适生等级依次降低的趋势，高适生区主要在黔东北铜仁市、黔北遵义市中东部。(2)楠木在贵州省的潜在分布面积为80 013.47 km²,占全省总面积的45.4%,其中高适生区面积占全省总面积的17.4%。(3)等温性(Bio3)、最暖季度降水量(Bio18)、最湿月降水量(Bio13)、最干月降水量(Bio14)、最冷月最低温(Bio6)和温度季节性变动系数(Bio4)等是影响楠木在贵州省潜在分布的重要环境因子。该研究结果为贵州省楠木资源保护区划、种苗扩繁、造林推广与开发利用提供了科学依据。     

基于优化的最大熵模型预测中国高山栎组植物的历史、现状与未来分布变化

气候变化影响着植物物种的地理分布,预测物种潜在适生区对认识其地理分布特征及发挥其生态价值与经济价值具有重要意义。以高山栎组植物为研究对象,运用R语言ENMeval数据包调整调控倍频（RM）和特征组合（FC）优化的最大熵（MaxEnt）模型和ArcGIS软件,基于160条高山栎组植物分布点记录和22个环境因子进行潜在适生区预测,探讨影响其地理分布的主要环境因子,同时预测其在末次间冰期（Last interglacial,LIG）、末次盛冰期（Last glacial maximum,LGM）、全新世中期（Mid Holocene,MH）、当代（Current）、2041-2060年（2050年）和2061-2080年（2070年）3种不同CO₂浓度排放路径下潜在适生区的空间分布格局及其质心变化趋势。结果表明：最优模型参数RM=2.5,FC=LQHPT时,MaxEnt模型复杂度和过拟合程度最低,模型预测准确性极高,AUC=0.960±0.15。综合刀切法贡献率、置换贡献率和单因子响应曲线可知影响其地理分布的主要环境因子是气温季节性变动系数（bio4）、高程（dem）、年降水量（bio12）和等温性（bio3）,其适宜范围分别为435-625、1792-3978m、670-1050mm和41.5-50.3,累计贡献率高达81.6%,其中温度是影响高山栎组植物最重要的环境因子。当前气候条件下,高山栎组植物总适生区面积62.37×10⁴km²,高适生区面积10.47×10⁴km²,占总适生区面积的16.79%,集中分布于川滇横断山地区、滇中高原北部、藏东南以及黔西部分地区。各个时期间高山栎组植物的适生区面积差异较大,当代潜在适生区面积最小且破碎化最严重,可能由于气候变化及人类影响所致。未来各个时期潜在分布区面积均有增大的趋势,但RCP8.5情景下面积相较于其他情景有所降低,表明全球气候变暖背景下不利于高山栎组植物的长期生长。同时,质心分析表明未来气候条件下其分布有向低海拔和低纬度迁移的趋势。     

气候变化对柴胡与狭叶柴胡适生分布的影响

研究气候变化下物种适生区的分布格局与变迁,对于物种的保护和资源的可持续利用具有重要的理论和实践意义。选取柴胡(Bupleurum chinense)与狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)在中国地域内的381个有效分布点和36个环境因子,利用MaxEnt模型模拟当前以及未来(2050和2070年)两种气候情景下(RCP4.5和RCP8.5)其适生区的分布格局,并分析了制约其适生区分布的主导环境因子。结果表明：(1)影响柴胡适生区分布的主导环境因子为最湿月份降水量、最干季度平均温度以及海拔。影响狭叶柴胡适生区分布的主导环境因子为最湿月份降水量、温度季节性变化标准差以及海拔;(2)当前气候条件下,柴胡适生区总面积为1.4755×10⁶km²,约占我国国土面积的15.37%,中、高度适生区主要分布在陕西南部、山西东部、甘肃东南部、山东中部、河北中西部等地;狭叶柴胡适生区总面积为1.8034×10⁶km²,约占我国国土面积的18.78%,中、高度适生区主要分布在黑龙江西部和东部、内...     

基于MaxEnt模型评估刺五加在东北地区的空间分布

研究刺五加(Acanthopanax senticosus)在东北地区的潜在分布区及生态适宜性,针对267个刺五加分布样点数据和17个环境因子数据,应用最大熵模型(Maximum Entropy Model,简称MaxEnt)和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)评估刺五加的地理分布。结果表明:最大熵模型的AUC值为0.929,模型预测结果的准确性可信度高,可以用来预测刺五加的地理分布。刺五加生态适宜区主要集中在长白山山脉及小兴安岭东南地区,分布面积约为22.12万km~2,存在概率最高的区域主要在辽宁省东部、吉林省东南部以及黑龙江省中部。影响刺五加地理分布的主要环境因子依次为:年均降水量、森林类型、极端低温、生长季降水量及海拔。耦合了大尺度环境数据、植被群落类型数据与刺五加分布之间的关系,预测了东北地区刺五加的生态适宜区及主导环境因子,为其种群恢复与开发利用提供了科学依据。     

滇黄精的潜在分布与气候适宜性分析

为了解滇黄精(Polygonatum kingianum)的适宜生长区,运用Maxent模型模拟其潜在分布区,探讨其引种栽培的适宜气候条件。结果表明,预测模型的AUC值为0.974~0.980,表明模型具有良好的预测能力。滇黄精主要适生区位于我国西南地区,适生面积约81.34×10~4 km~2,占全国适生区面积的88.24%。云南的高度适生区面积最大(19.96×10~4 km~2);四川次之(5.49×10~4 km~2)。75%的高度适生区分布于海拔2 492 m以下的地区,3 400 m以上的地区不适宜于滇黄精生长。最冷月最低温度、7月最低温度、5-8月太阳辐射、最干月降水量、4月和9-11月平均降水量是限制滇黄精分布的主要气候变量。因此,海拔1 400~2 100 m的亚热带地区是滇黄精最适宜的生长区。     

基于最大熵模型(MaxEnt)预测暗紫贝母的潜在分布

暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)干燥的鳞茎是市场名贵药材"川贝"的主要来源,目前由于人们的过度挖采及环境的恶化,使得其野生资源已近枯竭,被列为国家三级濒危保护药材物种。该研究通过收集暗紫贝母的地理分布点经纬度,结合26项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)并结合地理信息系统(ArcGIS),对其在中国的潜在分布区域进行了预测。结果表明:暗紫贝母的潜在适生区主要分布在四川西部和北部、青海南部、甘肃南部,其中四川阿坝藏族羌族自治州的理县、茂县、松潘县、红原县、黑水县等地区,青海省果洛藏族自治州的久治县、玛沁县、同德县、兴海县、河南县地区以及甘肃省甘南藏族自治州地区是暗紫贝母最佳适生区。此外,在西藏和云南也有零星的分布。对暗紫贝母的分布贡献率较大的主要生态因子有5个,分别是海拔(40.8%),年均降水量(28%),1月最高温度(7.1%),最干季平均温度(6.6%)和昼夜温差日均值(6.6%)。其中,海拔为2700~4 500m、年均降水量为400~1 400mm,是暗紫贝母最适宜生长的生态位参数。该研究结果为暗紫贝母的野生抚育和人工栽培提供了重要的科学依据。     

气候振荡背景下宁夏枸杞地理分区变迁研究

宁夏枸杞在中国北方广泛分布,重建宁夏枸杞的历史地理分布格局,确定其环境分布限制,为其种质资源保护和植物形成与进化趋势研究提供理论依据。该研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)为代表,采用MaxEnt模型对该物种228例野生有效分布点和19个环境变量进行评估,以明确影响其分布的相关环境因子;并对末次间冰期以来不同时期的地理分布格局进行建模分析,以揭示在气候变暖条件下宁夏枸杞适宜分布区的变化趋势,预测未来(2050s和2070s)在RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0三种CO₂排放情景下宁夏枸杞的潜在地理分布变化。结果表明：(1)温度对宁夏枸杞的分布至关重要,其中最冷季度平均温度是影响该物种分布最重要的气候因子。(2)所建模型对宁夏枸杞的适宜分布区的模拟结果与当今实际分布一致,但分布区域比实际分布区域大。(3)宁夏枸杞的适宜分布区面积在末次冰盛期进行了收缩,而在末次间冰期分布区面积明显扩大(最大为4.23×10⁶ km²),并呈现出向北推进和向南退缩的趋势。(4)在未来3种气候情景下宁夏枸杞的适宜分布区面积均趋于缩小;随着气候变暖的加剧,宁夏枸杞适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移,且生境破碎化现象比现在更加严重。(5)在RCP2.6 2070s情景下,宁夏枸杞质心向西迁移108.66 km;在RCP6.0 2070s情景下,宁夏枸杞质心向东北迁移30.23 km。研究认为,宁夏枸杞的分布格局对气候变化具有强烈响应,随着气候变暖,宁夏枸杞的适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移。     

全球气候变化下贵州省青冈林的潜在生境动态

为了解贵州省青冈林在全球气候变化下的潜在分布特征,基于现状分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景(RCP8.5情景,2070-2099年)构建Maxent潜在分布模型,预测贵州省青冈林的潜在分布变化。结果表明,最冷季均温(bio11)、最冷月最低温度(bio6)和年均降水量(bio12)为控制贵州省青冈林潜在生境的主导气候因子;RCP8.5情景下贵州省青冈林的潜在分布面积相较当前气候条件增加,中度适宜生境增加19 419 km2,高度适宜生境增加9 944 km2;中度适宜生境平均海拔较当前气候条件上升126 m,高度适宜生境平均上升85 m。总的来说,贵州省青冈林对全球气候变化的响应不十分敏感。     

基于MAXENT模型的贺兰山西坡啮齿动物生境适宜性评价

贺兰山因其拥有独特的植物垂直分布带而十分适宜啮齿动物生存,但自保护区生态恢复以来并未见有研究评价啮齿动物在贺兰山的生境适宜性,使得其分布现状未知。使用GIS技术和MAXENT模型对内蒙古贺兰山国家级自然保护区6种主要啮齿动物进行生境适宜性状况评价及预测,探究啮齿动物在贺兰山的分布现状。结果表明：影响6种啮齿动物的主要环境因子为海拔、坡度和距矿区距离,海拔越高、坡度越大及距矿区距离越近均使啮齿动物生存适宜性降低;两两鼠种生境适宜面积叠加发现,大林姬鼠和阿拉善黄鼠适宜生境重叠面积最大(261.37 km~2),短尾仓鼠和子午沙鼠的适宜生境重叠面积最小(19.00 km~2);6种主要鼠种均适宜的生境面积交集仅有17.14 km~2,占贺兰山总面积的0.47%,6种主要鼠种均不适宜的生境面积有2985.23 km~2,占贺兰山总面积的81.21%。研究表明,啮齿动物栖息地距矿区距离仍是影响其适宜生境的重要因素之一,建议相关部门加强对废弃矿区采取措施,改善保护区啮齿动物生境质量。     

Difference in microhabitat-related regeneration patterns between two subalpine conifers, Tsuga diversifolia and Abies mariesii, on Mount Hayachine, northern Honshu, Japan

Seedling and tree-establishment microhabitats of Tsuga diversifolia and Abies mariesii were examined on the herb- and dwarf bamboo-dominated forest floor on Mount Hayachine, a mountain under intermediate snow conditions in northern Honshu, Japan. The four microsite types were fallen logs, buttresses, rocks and ground. The ground substratum was further divided into four subtypes by dominant undergrowth species: Lycopodium, Pteridophyllum, Carex and dwarf bamboo. The establishment of T. diversifolia seedlings on the ground was scarce, and depended mostly on non-ground microsites (i.e. fallen logs, buttresses and rocks). The seedling establishment of A. mariesii was not dependent on specific substrata, although on the ground, establishment sites were limited to the Lycopodium subtype situated on convex sites. Among the microhabitats for seedling establishment, larger trees of A. mariesii rarely occurred on higher portions of the non-ground microsites. In contrast, T. diversifolia could grow up to the height of canopy-layer trees in such microsites. Thus, non-ground microsites seem to be unsuitable for tree establishment in A. mariesii, and are probably useful microhabitats for regenerating T. diversifolia to avoid competition with A. mariesii. We also compared seedling-establishment microhabitats for the two conifers between Mount Hayachine and two other mountain regions under different undergrowth conditions (moss-dominated and dense dwarf bamboo-dominated). Our findings suggested that seedling recruitment in non-ground microsites was primarily determined by undergrowth conditions; T. diversifolia preferred such microsites where the moss-covered area was low, and A. mariesii preferred where dwarf bamboo-covered area was high.