利用GARP生态位模型预测桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)在中国的适生区域

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种多食性害虫,明确其可能适生的区域对该虫的科学监测及防治意义重大。利用桔小实蝇在我国的已知分布点数据和亚洲地区的14个环境地理变量图层,运用GARP生态位模型结合GIS空间分析模块预测了该虫在亚洲的地理分布。结果表明桔小实蝇可分布在中国、日本、菲律宾、马来西亚、泰国北部、越南、柬埔寨、老挝、缅甸、尼泊尔、巴基斯坦、孟加拉国和斯里兰卡,这与EPPO报道的分布区域一致。将拟合过程中获得的生态位运算法则投影到我国,并考虑模型间的一致性,预测桔小实蝇在我国各省及市县范围的分布:云南大部、四川南部和东部、贵州大部、重庆大部、广西、广东、台湾、香港、澳门、海南、福建、江西、浙江大部、湖南大部、湖北大部、上海、江苏南部、河南局部及安徽部分地区为桔小实蝇的适生区。次适生区沿适生区周围分布,为四川、贵州、重庆、湖北北部、河南南部和江苏南部的一些零星地区。适生区和次适生区大多有较高密度的寄主果树,为桔小实蝇的生存提供了条件。预测结果经独立验证数据的适合性测验表明,选择的最优模型具有显著的统计学意义,显示了很好的预测能力。GARP生态位模型可以解决生态学、生物地理学和环境保护方面的一系列问题,具有广泛的应用前景,为物种已知基础分布点资料的综合分析以及有害生物的适生性分析、监测和防治提供了技术平台。     

利用GARP生态位模型预测桔小实蝇（Bactrocera dorsalis）在中国的适生区域

桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)是一种多食性害虫,明确其可能适生的区域对该虫的科学监测及防治意义重大。利用桔小实蝇在我国的已知分布点数据和亚洲地区的14个环境地理变量图层,运用GARP生态位模型结合GIS空间分析模块预测了该虫在亚洲的地理分布。结果表明桔小实蝇可分布在中国、日本、菲律宾、马来西亚、泰国北部、越南、柬埔寨、老挝、缅甸、尼泊尔、巴基斯坦、孟加拉国和斯里兰卡,这与EPPO报道的分布区域一致。将拟合过程中获得的生态位运算法则投影到我国,并考虑模型间的一致性,预测桔小实蝇在我国各省及市县范围的分布：云南大部、四川南部和东部、贵州大部、重庆大部、广西、广东、台湾、香港、澳门、海南、福建、江西、浙江大部、湖南大部、湖北大部、上海、江苏南部、河南局部及安徽部分地区为桔小实蝇的适生区。次适生区沿适生区周围分布,为四川、贵州、重庆、湖北北部、河南南部和江苏南部的一些零星地区。适生区和次适生区大多有较高密度的寄主果树,为桔小实蝇的生存提供了条件。预测结果经独立验证数据的适合性测验表明,选择的最优模型具有显著的统计学意义,显示了很好的预测能力。GARP生态位模型可以解决生态学、生物地理学和环境保护方面的一系列问题,具有广泛的应用前景,为物种已知基础分布点资料的综合分析以及有害生物的适生性分析、监测和防治提供了技术平台。     

基于CLIMEX和ArcGIS的湿地松粉蚧在中国的适生性分析

地松粉蚧(Oracella acuta (Lobdell) Ferris)是我国植物检疫性有害生物之一,危害马尾松、湿地松、火炬松等松属植物。本文基于中国820个气象站点的气象数据、湿地松粉蚧的生物学数据和已知分布资料,结合CLIMEX模型与ArcGIS软件对湿地松粉蚧在我国的潜在分布区进行了预测。结果表明,湿地松粉蚧在我国的适生区主要分布在3.85°N-39.9°N之间,适生面积占全国总面积的38.79%。寄主植物分布的省份均为湿地松粉蚧的中高度适生区。高风险区主要包括台湾、海南、贵州、重庆、江苏和上海;广东、广西、云南、陕西、河南、安徽、湖北和河南的大部分地区以及福建南部、山东南部、湖南北部、浙江东部和四川东部。基于本研究中湿地松粉蚧在我国的适生性分析结果,尤其针对中高风险区域,应加强湿地松粉蚧检疫措施,完善监测体系,防止其进一步的扩散传播。     

气候变暖对我国棉铃虫适生分布区的模拟预测

利用DYMEX软件构建生物气候模型并通过ArcGIS进行图形处理,对棉铃虫在我国当前和气温升高后的潜在适生分布区进行了模拟预测.模拟结果表明,棉铃虫的高度适生区分布在河南中南部、安徽和湖北北部、江西和福建南部、湖南、广西、广东等华北、华南部分地区,以及陕甘交界处天水地区、川藏交界处巴塘地区等;中度适生区在黄河和长江流域的大部分省份;低度适生区主要分布在东北三省、新疆、西藏、青海地区.模拟21世纪末气温升高3℃预测,棉铃虫中度适生区北界由营口、北京、石家庄、太原、延安、兰州、巴塘一线北移至沈阳、呼和浩特、酒泉、格尔木、拉萨一线,纬度北移约3.,海拔升高300～500 m;新疆大面积地区由低度适生区成为中度适生区.气候变暖使棉铃虫当前的少部分高度适生区(天水、巴塘等)面积扩大,但也使部分分布区(华北地区、华南地区、中国台湾、香港和海南地区等)收缩.最后,结合棉铃虫生物学特性对预测结果进行了讨论.     

基于4种生态位模型的金钱松潜在适生区预测

金钱松（Pseudolarix amabilis）是我国特有孑遗植物，为国家II级保护植物。基于4种生态位模型（GARP、Bioclim、Domain和Maxent）预测金钱松潜在适生区，采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic，ROC）和Kappa统计量检验模型的预测效果。预测结果表明金钱松在浙江西北部、安徽南部、湖北南部、湖南北部以及江西北部表现为高度适生，并以这些地带为中心向外延伸至北纬24.43°-33.35°和东经106.41°-123.42°之间，4种模型预测结果的受试者工作特征曲线下面积（Area under recriver operating characteristic curve，AUC）平均值均大于0.9，Kappa平均值亦大于0.75，精度较高。通过"刀切法"分析得出年均温是预测金钱松潜在适生区的关键影响因子，可能为当前金钱松分布格局形成的决定因素。模拟金钱松在末次盛冰期和2070年气候条件下的分布，结果表明其分布格局随气候变化由"南扩北缩"变为"南缩北扩"，未来分布面积将大幅减小，气候变化是导致其"南缩北扩"的主要驱动因子。建议在当前金钱松高适分布区域内（江西铜鼓县、湖南张家界和衡阳）建立自然保护区或种子园，并在未来气候条件下高适分布区域内（如安徽北部、河南南部、湖北东南部等地）通过人工引种辅助金钱松的北向迁移。     

基于MaxEnt模型的芬芳安息香潜在适生区预测

【摘要】芬芳安息香(Styrax odoratissimus Champ.)为安息香科落叶乔木, 具有很高的观赏价值和开发利用潜力, 明确芬芳安息香的潜在分布格局及其对气候变化的响应, 对于有效利用其野生资源及科学引种具有重要意义。本文基于198条现代分布记录和6个生物气候变量, 利用MaxEnt模型对其现在和2070年(温室气体排放情景为典型浓度目标8.5)的潜在地理分布进行模拟预测, 采用贡献率、置换重要值比较和刀切法进行检验, 综合分析各环境变量对芬芳安息香潜在分布格局的影响。结果表明, MaxEnt模型模拟预测精度较高(AUC=0.974±0.004); 芬芳安息香现代高度适生区主要集中在我国浙江大部, 福建东部, 安徽南部, 安徽、湖北交界, 江西、湖南、广西交界处以及湖北西南部地区; 2070年芬芳安息香的适生分布区往东南方向偏移, 高度适生区面积急剧减少; Jackknife检验表明, 降水因子和温度因子共同影响着芬芳安息香的分布, 其中最干季降水量可能是制约其地理分布的关键因素。     

外来入侵种——苹果绵蚜在中国的适生区预测

苹果绵蚜Eriosoma lanigerum(Hausmann)是我国重要的检疫性害虫,主要为害苹果、海棠等苹果属(Malus Mill.)植物。目前,该种害虫已在我国一些苹果主产区迅速扩散,并给我国的苹果产业造成了较为严重的经济损失。为了对其进行有效监控,控制其蔓延,制定合理的防治策略,本研究利用GARP和MAXENT两种生态位模型,结合其寄主地理分布,预测苹果绵蚜在我国的潜在地理分布区。研究结果表明:GARP和MAXENT预测结果相似,但前者预测面积比后者广泛。苹果绵蚜在我国的最适适生区主要分布在东北(辽宁南部)、华北(河北东、南部、北京、天津和山西南部)、华东(山东大部)、华中(河南北部)和西北(陕西中部)。另外,河北南部、山东和河南南部、甘肃东部、四川中南部、陕西大部、云南与西藏的零星地区是苹果绵蚜的中度适生区;黑龙江、吉林、新疆等20个省份(市、自治区)的全境是苹果绵蚜低度适生区或不适生区。此外,刀切法(Jackknifetest)检验结果表明,1月份平均最高温是影响苹果绵蚜分布最重要的环境变量。最后,提出几点管理苹果绵蚜的方法和防治策略,避免该种害虫传播或入侵到其它苹果产区。     

检疫性林木害虫南部松齿小蠹适生区分析

【目的】南部松齿小蠹Ips grandicollis(Eichhoff)是我国重点关注的检疫性林木害虫且在我国内尚无分布。近年来,随着进口木材数量的增长,该虫传入我国的风险加大。因此,充分了解该虫的适生区有助于我国针对性地开展其检疫防控工作。【方法】本文采用气候相似性分析法,利用SPSS及DIV-GIS等软件对南部松齿小蠹的适生区进行分析,其中利用SPSS软件分析了19个可影响南部松齿小蠹适生性的生物气候变量,筛选出6个关键气候变量;然后,通过DIV-GIS工具,对这6个关键气候变量进行了计算分析,得出了南部松齿小蠹适生区预测结果。【结果】南部松齿小蠹在全球的高度适生区主要集中在北美洲的中东部,南美洲的中东部,欧洲的中东部,非洲的中南部及东部沿海地区,亚洲的中部及东部沿海以及澳大利亚的沿海地区;而在我国的境内高度适生区主要在山东、江苏的东部沿海、河南、湖北、重庆等诸多中、南部地区。最后,本文对所用分析法及预测结果进行了讨论,并提出了检疫防控的措施建议。【结论】南部松齿小蠹寄主木材的进口口岸均在本文预测的适生区范围内,因此值得提请相关部门关注,应加强其检疫及监测措施。     

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。     

蝮蛇和眼镜蛇生态观察初步报告

蝮蛇Agkistrodon halys(Pallas)和眼镜蛇 Naja naja atra Cantor是我国分布最广,危害劳动人民最普遍的二种毒蛇。蝮蛇在我国分布于福建(北部)、浙江、安徽、江西、江苏、湖北、湖南、四川、云南、河北、河南、甘肃、山西、陕西、东北诸省及内蒙古自治区;国外分布于苏联西伯利亚、日本、朝鲜及泰国北部。眼镜蛇国内分布于浙江、江西、福建、台湾、     

悬铃木方翅网蝽在我国的潜在分布分析

运用生态位模型MaxEnt和GARP对悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliate(Say)在我国的潜在分布进行了模拟,并结合其寄主植物悬铃木在我国的分布进行了分析。实验采用悬铃木方翅网蝽在我国的分布数据,结合6种气候变量和海拔数据构建模型,并将MaxEnt和GARP的输出结果进行合意。研究显示MaxEnt和GARP的模拟结果基本一致,均能较好的模拟悬铃木方翅网蝽在我国的分布,二者均显示山东西南部和中部、四川中部和东部、重庆、陕西中部、河南中部和东部、安徽、江苏、上海、贵州、湖南、江西、浙江、福建中部和北部、云南中部等地区为悬铃木方翅网蝽的适宜分布区,此外,河北中部和南部、山东东部,广东和广西的北部亦具潜在分布的可能性。与MaxEnt输出结果相比,GARP相对较为保守。MaxEnt输出结果显示年平均气温和极端低温对悬铃木方翅网蝽地理分布的限制作用最大。考虑到该虫对高低温度的耐受性,我国二球悬铃木栽培的南界(南宁和广州)和北界(大连、北京、石家庄、太原)需要重视和监控起来。     

入侵害虫扶桑绵粉蚧在中国的风险分析

2008年12月16日调查发现,扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley在广州市的扶桑(Hibiscus rosa-sinensis)树上多点发生。采用GARP生态位模型分析预测该虫在中国的潜在地理分布,并参照国际上有害生物危险性分析方法,对扶桑绵粉蚧在中国的危险性作出综合评价。结果表明:中国海南、广东、广西、福建、台湾、浙江、江西、湖南、贵州、云南、重庆、湖北、安徽、上海、江苏、山东、河南等17省区的大部分区域,新疆、四川、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北、北京、天津、辽宁、内蒙古等11省区的部分地区,都是该虫的适生区。危险性综合评价值为0.886,在中国的危害风险性很大。     

Geographic distribution patterns and status assessment of threatened plants in China

Large scale heterogeneous distribution of biodiversity has become a hot topic for ecologists and conservationists. A threat status assessment combined with geographic distribution patterns of threatened plants in China has been conducted at a national scale in this study based upon a distribution database that refers to both specimen records and published references. Currently, 302 threatened plant species are cataloged in the “National Protected Key Wild Plants” in China belonging to 92 families and 194 genera. Results of the assessment according to the Categories and Criteria system of The World Conservation Union (IUCN) Red List indicate that three species have been assessed as Extinct in Wild (EW) while a further 79, 99 and 112 species have been assessed as Critically Endangered (CR), Endangered (EN), and Vulnerable (VU), respectively. Distribution patterns of threatened plants were analyzed with GIS to identify areas of high species diversity. It was found that threatened plant species occur unevenly within counties and are concentrated in the following eight hotspots: the central and southern Hengduanshan mountain area; the southeast regions of Yunnan as well as Xishuangbanna and southwestern Guangxi; the southern Hainan island; the border mountainous regions of Guizhou, Hunan and Guangxi provinces; the mountainous regions of southwestern Hubei and northern Hunan; southwestern Zhejiang and western Fujian; central Sichuan and southern Gansu; and the western mountains of Guangdong. Moreover, the 12 counties with the greatest number of threatened plant species represent cumulatively more than 50% of the total listed species and, therefore, are the regions in China that should be prioritized for conservation efforts. By overlapping the map of threatened plant species with the distribution of national nature reserves, a gap was identified in protected areas. This research will ultimately provide insights for prioritizing biodiversity conservation as well as processing the mechanisms of distribution patterns.     

葡萄生长季内需水特征

为了定量评估我国鲜食葡萄主产区降水量对葡萄生长发育过程需水量的满足程度,本研究基于研究区域内(东北地区的吉林和辽宁,华北地区的山西和河北,西北地区的甘肃、宁夏和陕西,西南地区的四川、贵州和云南以及东南地区的江苏、山东、浙江、安徽、福建、河南、湖北、湖南和广西)1981—2016年429个气象站逐日气象数据,分析葡萄不同生育阶段降水量、需水量和水分亏缺量时空分布特征。结果表明: 研究期间,葡萄各生育阶段降水量整体由北向南、由西向东增加;萌芽-开花阶段的降水量最少且呈下降趋势,成熟-落叶阶段也呈下降趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈上升趋势。研究区各生育阶段的葡萄需水量均呈上升趋势,新疆和甘肃省北部的葡萄需水量最高。新疆、甘肃省北部、宁夏、陕西省北部、山西省北部、河北省、辽宁省西部和吉林省西部各生育阶段以及云南省北部、四川省南部萌芽-开花生育阶段的降水量无法满足葡萄需水量,其他地区,特别是我国东南和西南部部分地区水分盈余明显;萌芽-开花和成熟-落叶阶段的葡萄水分亏缺量呈上升趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈下降趋势。     

Taxonomic status and distributional range of Aconitum angustius (Ranunculaceae) based on cytological evidence

Aconitum sinomontanum Nakai var. angustius W. T. Wang (Ranunculaceae) has been recorded to occur only in the Anhui, Jiangxi and Hunan provinces, China. However, it is here revealed to be a much more widespread tetraploid (2n = 32) entity almost allopatric with the diploid (2n = 16) A. sinomontanum s.s. The former entity has a southern distribution in China, occurring in Anhui, Chongqing, northern Guangxi, Guizhou, southern Henan, northwestern Hubei, Hunan, and Jiangxi, while the latter has a relatively northern distribution, occurring in northeastern Chongqing, southern Gansu, Hebei, western Henan, western Hubei, eastern Qinghai, Shaanxi, Shanxi, and Sichuan. There is only minor overlap of the geographical distributions of the diploid and tetraploid populations, with both entities documented as co‐occurring in northeastern Chongqing and northwestern Hubei. The two entities also are very different from each other in karyotypic constitution. As A. sinomontanum var. angustius is fairly well differentiated from A. sinomontanun in external morphology, ploidy level, karyotypic constitution and geographical distribution, it seems justified to recognize A. sinomontanum var. angustius, an entity possibly of allopolyploid origin, as the independent species A. angustius (W. T. Wang) W. T. Wang.     

Predicting potential distribution of chestnut phylloxerid (Hemiptera: Phylloxeridae) based on GARP and Maxent ecological niche models

The chestnut phylloxerid, Moritziella castaneivora, has been recently recorded as a forest pest in China. It heavily damaged chestnut trees and has caused serious economic losses in some main chestnut production areas. In order to effectively monitor and manage this pest, it is necessary to investigate its potential geographical distribution worldwide. In this study, we used two ecological niche models, Genetic Algorithm for Rule‐set Production (GARP) and Maximum Entropy (Maxent), along with the geographical distribution of the host plants, Japanese chestnut (Castanea crenata) and Chinese chestnut (Castanea mollissima), to predict the potential geographical distribution of M. castaneivora. The results suggested that the suitable distribution areas based on GARP were general consistent with those based on Maxent, but GARP predicted distribution areas that extended more in size than did Maxent. The results also indicated that the suitable areas for chestnut phylloxerid infestations were mainly restricted to Northeast China (northern Liaoning), East China (southern Shandong, northern Jiangsu and western Anhui), North China (southern Hebei, Beijing and Tianjin), Central China (eastern Hubei and southern Henan), Japan (Kinki, Shikoku and Tohoku) and most parts of the Korean Peninsula. In addition, some provinces of central and western China were predicted to have low suitability or unsuitable areas (e.g. Xinjiang, Qinghai and Tibet). A jackknife test in Maxent showed that the average precipitation in July was the most important environmental variable affecting the distribution of this pest species. Consequently, the study suggests several reasonable regulations and management strategies for avoiding the introduction or invasion of this high‐risk chestnut pest to these potentially suitable areas.     

气候变化背景下紫楠在中国的适宜分布区模拟

为了解气候对紫楠(Phoebe sheareri)分布的影响,应用Maxent和GARP模型模拟了紫楠在当前气候下的中国适宜分布区,分析了影响其分布的主要环境因子,并预测了未来气候情境下其分布区的变化。结果表明,紫楠适宜分布在长江中下游及以南的各省区。影响紫楠分布的主要环境因子有年降雨量、最干季均温、降雨的季节性、相对湿度和6-8月的日照时数,这5个因子的累积贡献率达84.3%。在未来气候情境下,广东、云南、广西和海南等地区的适生区面积会显著锐减,而陕西中部、河南南部、安徽东部和江苏北部适生区面积会大幅度增加。因此,在未来气候变化背景下,紫楠的适宜分布区有向北扩张的趋势。     

The distribution of Athetis lepigone and prediction of its potential distribution based on GARP and MaxEnt

Athetis lepigone (Möschler) is a new agronomic pest which has caused serious damages to summer maize in China. In order to effectively monitor it, it is necessary to carry‐out a worldwide investigation on its potential geographical distribution. In this study, we give two ecological niche models, Genetic Algorithm for Rule‐set Production and Maximum Entropy (MaxEnt), to predict the potential geographical distribution of A. lepigone. The results indicate that the suitable areas for A. lepigone are mainly in China (Beijing, Tianjin, central and southern Hebei, northern Jiangsu, Shandong, most of Henan, northern Anhui, central and southern Shanxi, central and southern Shaanxi, small parts of north‐west in Hubei, eastern Gansu, parts of Ningxia, western of Xinjiang and Dandong, and Liaoning) and other Asian countries (South Korea, North Korea and Japan). Parts of Europe (south‐western Russia, Ukraine, Moldova, Romania, Hungary, Bulgaria, Slovenia, and Croatia, Bosnia and Herzegovina, Serbia, parts of Austria, western Poland, the Czech Republic, Germany, northern Italy, Denmark, western Lithuania, Latvia, Estonia, southern Finland and Sweden) are also highly suitable for A. lepigone. In addition, in the states of the USA including Michigan, New York, Chicago, Missouri, Ohio, Illinois and Indiana are also favourable for its occurrence although till now no reports about of this species has been recorded. A jackknife test in MaxEnt showed that the mean temperature of the driest quarter was the most important environmental variable affecting the distribution of this pest.     

基于五味子甲素与乙素的秦岭地区野生华中五味子的潜在空间分布

华中五味子(Schisandra sphenanthera)为我国三级保护野生药材物种, 在秦岭地区分布较广。采集秦岭地区19个样地307个采样点的华中五味子样本, 使用HPLC方法检测果实中五味子甲素和乙素含量, 基于模糊数学原理建立其与气候、土壤和地形三大类15个评价因子之间的隶属函数, 利用最大信息熵模型确定各评价指标权重, 使用加权平均法并参照GIS空间分析确定基于五味子甲素和乙素的秦岭地区野生华中五味子的潜在空间分布。研究结果显示, 秦岭地区华中五味子不适宜生境面积占研究区总面积的11.40%; 适宜生境面积占50.63%; 高适宜生境面积占37.97%, 主要集中在陕西南部、甘肃东部、河南西部、湖北神农架林区及其周边海拔800–2 000 m的山区。研究结果表明, 基于GIS与模糊数学构建的生境适宜性评价模型可以准确地对秦岭地区华中五味子生境适宜性作出科学且综合性评价, 并可量化适宜生境面积和空间分布, 为华中五味子野生抚育GAP基地选址和建设提供数据支撑, 为保护和可持续利用华中五味子野生资源提供参考。     

毛茛科升麻属植物在海南岛没有分布

毛茛科(Ranunculaceae)升麻属(Cimicifuga L.ex Wernisch.)为北温带分布属。Compton等1998年(Taxon 47:620和Appendix1)报道我国热带岛屿海南岛五指山有小升麻[C.japonica(Thunb.)Spreng.]植物的分布,从而使升麻属这一较典型的北温带分布属的分布区扩展至热带地区。经检查他们引证的标本———黄志44305,发现上述报道完全错误,是他们将这一标本的产地错误地归于海南岛的结果。此外,还指出他们将采自贵州平伐附近的标本J.Cavalerie 7868的产地错误地归于云南。在我国,小升麻目前仅知在安徽、重庆、甘肃、广东、贵州、河南、湖北、湖南、陕西、山西、浙江有分布。