北重楼潜在适生区对气候变化的响应及其主导气候因子

基于现有物种数据结合气候变量来预测物种的潜在地理分布,对于了解物种进化以及合理保护具有重要意义。本研究基于中国境内220个北重楼分布点和12个相关系数较低的气候因子,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测了北重楼在当前时期和未来时期(2050s、2070s)的潜在适生区,并分析了影响其地理分布的主导气候因子。结果表明: MaxEnt模型AUC值为0.940,预测结果准确性较高;当前时期,北重楼的总适生区面积占整个研究区域面积的18.1%,其中,高适生区和低适生区分别占7.0%和11.1%,主要位于大兴安岭、小兴安岭、长白山山脉、秦岭-大巴山区、河北、山西以及山东北部等地区;未来时期在RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5气候情景下,2050s和2070s中国境内北重楼的总适生区面积均呈现缩减趋势,其中,高适生区面积均减少,而低适生区面积则全部有所增加,且北重楼适生区的范围和几何中心逐渐向东北方向的高海拔地区扩散;影响北重楼地理分布的主导气候因子分别为最湿月降水量、年平均温度、等温性和1月降水量,累积贡献率高达89.2%,其适宜范围分别为100～275 mm、-0.1～16 ℃、21～35和3～14 mm。     

未来气候变化对孑遗植物鹅掌楸地理分布的影响

为了解未来气候波动对鹅掌楸(Liriodendron chinense)潜在适生区的影响,利用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS)软件,结合物种地理分布点信息,对鹅掌楸当前适生区分布进行了模拟和划分,同时预测了2061-2080年间气候变化条件下鹅掌楸的潜在适生分布区变化,进而分析影响鹅掌楸地理分布的主要气候因子。结果表明,Maxent模型预测的准确性较高,受试者工作特征曲线(ROC)的曲线下面积(AUC)均大于0.9。在未来4种不同的气候变化场景下(RCP 2.6、RCP4.5、RCP 6.0和RCP 8.5)鹅掌楸的地理分布发生变化,在RCP 4.5情景下,鹅掌楸适生面积明显增加;RCP 8.5情景下适生面积明显减少,尤其在贵州地区以及贵州、重庆与湖南的交界处。因此,鹅掌楸适生区分布的几何中心不变,而适生面积随着温室气体浓度的增加呈现先增加后减少的趋势。昼夜温差月均值、最湿季降雨和最干季降雨是影响鹅掌楸地理分布的主要气候因子,其累计贡献率达77.1%。     

基于生态位模型的外来入侵种克氏原螯虾在中国的适生区预测

克氏原螯虾在20世纪初作为重要的水产品引入中国,但因其繁殖能力强、生长迅速、适应性强、喜掘洞穴,对农作物、池埂及农田水利有一定破坏作用,降低入侵地区当地物种多样性,对当地生态系统造成严重危害。因此,研究未来气候情景下克氏原螯虾适生区的变化,可为其监控和管理措施提供关键信息,有效预防和控制其蔓延。本研究基于克氏原螯虾的分布点,应用最大熵(MaxEnt)模型和规则集遗传算法(GARP)模型模拟了当前气候条件下克氏原螯虾在中国的潜在适生区,并预测了2041—2060年和2061—2080年克氏原螯虾在4种气候变化情景下(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5)的分布,采用ROC曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明: 在当前气候条件下克氏原螯虾集中分布在上海、江苏、浙江、安徽等长江沿岸地区;最冷季平均温度、最冷月最低温度对克氏原螯虾分布影响最大,其次是温度季节性变化、最暖月最高温度和最干月降水量。在未来气候情景下,2061—2080年克氏原螯虾的适生区面积有不同程度的变化,在RCP 2.6和RCP 4.5情景下总适生面积增加,但在RCP 8.5情景下呈先增后减趋势,而在RCP 6.0情景下无明显变化;克氏原螯虾适生区在空间分布上不仅有纬度方向上的扩散,也有向海拔较高地区迁移的趋势。     

美味猕猴桃地理分布模拟与气候变化影响分析

为了解气候变化对美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)地理分布的影响,结合气候情景,采用Maxent预测美味猕猴桃的适生区的变化趋势。结果表明,基准气候和未来情景下构建的美味猕猴桃分布模型的AUC值均达到极好的标准。基准气候条件下,美味猕猴桃在中国的适生区为22°~38°N,96°~122°E,总面积为3.367 9×106 km2,高适生区位于秦岭-巴山、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山-巫山、武夷山脉。RCP4.5和RCP8.5情景下,美味猕猴桃在中国的高适生区面积将显著减少,中适生区面积则呈增加趋势,两种情景下高、中质心均向偏南或低纬度方向移动,RCP8.5情景下质心的迁移轨迹最长,变动范围最大。Maxent模型的准确预测对于优化猕猴桃产业结构具有重要指导意义。     

中国天山花楸适生区预测及其对气候变化的响应

气候变化对物种分布的影响是生物地理学研究的热点问题之一。以我国新疆民族药用植物天山花楸为研究对象, 基于69条分布记录和筛选后的7个环境变量, 利用Maxent模型对该物种当前和未来的适生分布区进行预测, 综合应用气候变量的贡献率及置换重要值比较、刀切法(Jackknife)评估制约天山花楸现代分布的主要因子, 并探讨未来不同气候情景下该物种分布格局的变化趋势。结果表明: 现代适宜分布区主要集中在新疆西北部、青海东部、甘肃中部及宁夏、陕西、山西的部分区域; 影响天山花楸地理分布的主要气候因子为降水和气温, 且降水因子更重要; 未来气候变暖趋势下天山花楸适生区向高纬度地区移动。到21世纪50年代, 天山花楸适生区面积在RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5的情景下均有所增加, 到70年代时增幅有所降低, 在中、高浓度情景下减幅更大。上述研究结果对于在适生区开展天山花楸资源保护和引种栽培具有重要的指导意义。     

四川省岷江冷杉对气候变化的响应及其潜在分布格局

四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候条件下岷江冷杉潜在分布区,并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明：(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是：降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温...     

未来气候变化对我国特有濒危动物黑麂适宜生境的潜在影响

了解气候变化情景下野生动物适宜生境的可能变化,对未来有关保护策略的制定具有重要意义。本研究利用20世纪60年代至今记录的黑麂(Muntiacus crinifrons)分布数据和9种物种分布模型,模拟了两种温室气体浓度情景(RCP2.6和RCP8.5)下未来两个时期(2050s和2080s)黑麂的适宜生境。结果表明,到2050s和2080s:(1)在RCP2.6情景下,黑麂适宜生境面积相对于基准气候条件下将分别减少11.9%和6.2%,而在RCP8.5情景下,则分别减少36.9%和52.0%;(2)在RCP2.6情景下,黑麂适宜生境中的"核心区域"景观面积相对于基准气候条件将分别减少20.5%和10.5%,而在RCP8.5情景下,则分别减少55.2%和65.2%;(3)在RCP2.6情景下,稳定不变适宜生境的面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例分别为75.1%和84.2%,而在RCP8.5情景下,分别为48.3%和35.8%。总体而言,在RCP2.6情景下,与基准气候条件下相比气候变化对黑麂适宜生境的影响并不显著,而在RCP8.5情景下则较为显著,主要表现为适宜生境面积和适宜生境中"核心区域"景观的面积明显减少,不变适宜生境面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例大幅度降低。建议未来加强浙江、安徽、江西三省交界地区黑麂适宜生境的保护,建立黑麂保护区之间的廊道。     

气候变化对我国南方人工林地上生物量影响的模拟研究——以会同生态站磨哨实验林场为例

全球气候变暖对陆地生态系统尤其是森林生态系统有着重要的影响,气温升高、辐射强迫的增强将显著改变森林生态系统的结构和功能.南方人工林作为我国森林的重要组成部分,对气候变化的响应日益强烈.为了探究未来气候情景下我国南方人工林对气候变化的响应,降低未来气候变化对人工林可能带来的损失,本研究采用3种最新的气候情景—典型浓度排放路径情景(RCP2.6情景、RCP4.5情景、RCP8.5情景)预估数据,应用生态系统过程模型PnET-Ⅱ和空间直观景观模型LANDIS-Ⅱ模拟2014—2094年间湖南省会同森林生态实验站磨哨实验林场森林的地表净初级生产力(ANPP)、物种建立可能性(SEP)和地上生物量的变化.结果表明: 不同森林类型的SEP和ANPP对气候变化的响应有明显的差异,各森林类型对气候变化的响应程度表现为: 对于SEP,在RCP2.6和RCP4.5情景下,人工针叶林＞天然阔叶林＞人工阔叶林;在RCP8.5情景下,天然阔叶林＞人工阔叶林＞人工针叶林.对于ANPP,在RCP2.6情景下,人工阔叶林＞天然阔叶林＞人工针叶林;在RCP4.5和RCP8.5情景下,天然阔叶林＞人工阔叶林＞人工针叶林.人工针叶林的地上生物量在2050年左右开始下降,天然阔叶林和人工阔叶林整体呈现上升趋势.2014—2094年,研究区地上总生物量在不同气候情景下增加幅度不同,RCP2.6情景下增加了68.2%,RCP4.5情景下增加了79.3%,RCP8.5情景下增加了72.6%.3种情景下的总地上生物量大小排序为: RCP4.5> RCP8.5> RCP2.6.我们认为,适当的增温将有助于未来研究区森林总地上生物量的积累,但过度的增温也可能会阻碍森林的生产和生态功能的持续发展.     

海南岛翼手目物种多样性现状与分布预测

海南岛位于我国南部, 地处热带北缘, 其独特的岛屿气候环境孕育了丰富的生物资源, 为我国生物多样性热点地区之一。为探究岛内的翼手目物种多样性状况, 本研究组使用雾网、蝙蝠竖琴网等工具, 于2002年至2016年先后对海南岛进行了15次翼手目多样性调查, 并根据其外形与头骨特征及系统发育学方法进行标本鉴定。共获取了1,025号标本, 隶属5科15属31种, 其中2016年12月21日在海南琼中捕获的艾氏管鼻蝠(Murina eleryi)为海南岛蝙蝠分布新记录。结合前人调查及发表结果统计, 岛内共有翼手类8科20属41种。同时基于本调查采集位点和前人调查位置信息(共计363个位点), 结合WorldClim 32种气候数据, 运用最大熵模型(MaxEnt)对海南岛翼手目物种的分布进行预测, 结果显示五指山、吊罗山、鹦哥岭、尖峰岭及海口火山口国家地质公园等地为翼手目物种多样性较丰富的区域, 而三亚、澄迈、屯昌、临高、琼海等地翼手目物种多样性较低。本研究结果为海南岛翼手目资源分布及多样性状况提供了基础资料, 也为岛内后续开展翼手目资源保护管理、蝙蝠疾病防控等提供了重要的参考依据。     

山西翅果油树的适生区预测及其对气候变化的响应

研究濒危物种生境在气候变化下的响应对保护物种多样性和保持生态系统功能完整性具有重要意义.本文选取我国特有濒危植物翅果油树为研究对象,以该物种73个野外调查数据和35个环境因子为基础,应用最大熵模型对山西翅果油树当前的适生分布区进行预测;进而结合政府间气候变化专门委员会第五次评估报告发布的气候模式数据,探讨未来不同气候情景下山西翅果油树分布格局的变化趋势.结果表明:受试者工作特征曲线分析法的AUC值为0.987,表明模型的模拟精度很好且预测可靠性高;刀切法检验结果显示,降水量季节变化、温度年变化范围、年均温、等温线、表层土p H值和年降水量是影响翅果油树分布的主要环境因子,其累积贡献率达到了94.8%;当前,山西翅果油树的适生区主要集中在山西省吕梁山南部和中条山地带;未来不同气候情景下,到21世纪70年代翅果油树适生区面积均有不同幅度的缩减,低浓度情景(RCP 2.6)下呈先增后减趋势,中高浓度情景(RCP 4.5和RCP8.5)下响应较敏感且呈先减后增趋势.两个不同适生区的空间分布格局对气候变化也有不同的响应,吕梁山南部表现出纬度方向的轻微波动,而中条山地带则是海拔方向的迁移.     

人参潜在地理分布以及气候变化对其影响预测

本文以人参为研究对象,基于人参分布点位数据和22个气候环境因子数据,运用BioMod2平台10个物种分布模型对当前我国东北地区人参潜在生境分布进行预测.以受试者工作特征曲线(ROC)为权重集成10个模型的模拟结果,构建组合模型,并基于该模型预测了IPCC 第五次评估报告中RCP 8.5、RCP 6.0、RCP 4.5和RCP 2.6等4种排放情景下21世纪50和70年代人参潜在分布范围.结果表明: 在基准气候条件下,人参适宜生境面积占研究区总面积的10.4%,此类地区主要分布于研究区东北部长白山地区以及小兴安岭东南部区域的森林地带.在未来不同的排放情景下研究区人参的适宜生境变化显著,总体上分布范围将有一定程度的缩小.同时参与建模的10种模型在统计学精度、预测结果以及变量权重上都有差异.模型精度计算结果表明,MAXENT模拟效果最好,GAM、RF和ANN次之,SRE模拟精度最低.本文构建的组合模型在一定程度上提高了现有物种分布模型的预测精度,从而使模拟效果更优.     

罗霄山脉地区鱼类物种多样性

罗霄山脉是赣江和修水流域与湘江流域的分水岭, 是中国生物多样性保护的关键地区之一。然而, 罗霄山脉地区的鱼类缺乏系统性的研究, 其鱼类物种组成、分布以及受威胁因素尚不清楚。为此, 我们于2014-2018年对罗霄山脉地区11条河流的鱼类进行了系统的调查。结果表明, 该地区共有鱼类5目17科64属113种, 山脉东坡鱼类108种, 高于西坡的72种。从生态类型看, 罗霄山脉鱼类以肉食性、底栖性、定居性类群为主。区系组成上以东亚江河平原类群为主。从物种多样性看, 遂川江、袁水、蜀水和修河的鱼类物种多样性较高, 锦江和富水的鱼类物种多样性较低; β多样性指数揭示遂川江与锦江、禾水、富水间鱼类物种出现一定的分化现象。     

气候变化下大兴安岭地区鹤类潜在分布及优先保护区

为了解气候变化对大兴安岭地区鹤类潜在分布的影响,促进其有效保护,本文以大兴安岭地区6种鹤为研究对象,基于Pearson相关性分析和Jackknife分析,筛选气候、地形和植被类型等关键环境因子,采用MaxEnt模型模拟了当前和未来两种气候变化情景(RCP4.5和8.5)下6种鹤的潜在分布区域,通过Zonation和ArcGIS软件确定了其优先保护区域并分析了目标优先保护区域.结果表明:当前气候条件下,6种鹤的潜在适宜生境集中分布于大兴安岭中部和西北部;RCP4.5和RCP8.5气候情景下,6种鹤的高适宜生境将缩减.白头鹤、丹顶鹤、白枕鹤、灰鹤和蓑羽鹤的潜在适宜生境整体呈缩减趋势,而白鹤的潜在适宜生境将比当前扩张5.4%~6.3%;当前及未来气候条件下,6种鹤的优先保护区域主要分布于大兴安岭的西北部、东南部以及中部偏西地区,目标优先保护区域的保护率达20.1%~23.8%,保护空缺主要分布于漠河县西部、额尔古纳市中部偏北地区、根河市中东部、牙克石市东北部和鄂伦春自治旗南部,建议适当增加保护地面积,为鹤类的有效保护提供保障.     

罗霄山脉大型真菌区系分析与资源评价

本文采用踏查法对罗霄山脉地区大型真菌资源进行了为期5年的调查, 共采集标本5,100多号。结合形态学与分子生物学方法, 鉴定出大型真菌2门7纲20目72科218属672种, 其中幕阜山脉115种、九岭山脉168种、武功山脉77种、万洋山脉220种、诸广山脉193种; 新增罗霄山脉新记录属37个、新记录种514种。对罗霄山脉大型真菌物种组成分析表明, 含10种以上的优势科有18科, 其物种数占物种总数的73.36%, 为多孔菌科、蘑菇科、粉褶蕈科等; 含5种以上的优势属有34属, 其物种数占物种总数的55.36%, 包括粉褶蕈属(Entoloma)、鹅膏属(Amanita)、小皮伞属(Marasmius)等; 在该山脉发现中国特有属2个, 中国特有种46个。大型真菌资源利用价值评估表明, 罗霄山脉有食用菌133种、药用菌136种、毒菌87种, 部分种类具有良好的应用前景。本研究为该地区大型真菌资源的保护、利用和管理提供了较重要的科学依据。     

赣北冀手类区系调查

作者用了7年时间对江西省北部地区进行翼手类调查。共采到20种蝙蝠,全部为江西省的新记录。加上文献记载的1种,这些蝙蝠分隶9属3科。其中菊头蝠科7种,(虫帝)蝠科2种,蝙蝠科12种。本文还报道了对这一地区蝙蝠的区划研究。     

罗霄山脉种子植物区系及其南北分化特征

本文基于野外调查和文献资料整理, 对罗霄山脉种子植物区系及其自北向南5条中型山脉之间的区系过渡性特征进行了系统分析。结果表明: (1)该区域内野生种子植物有179科1,107属4,314种; 区系表征科主要以亚热带山地为现代分布中心。科的区系组成为: 单型科25科, 寡种科61科, 单型属465属, 寡种属432属, 呈现出区系特征上的孑遗性, 也显示出本地区系成分与典型热带成分及典型温带成分间存在密切交流。(2)科的地理成分共分为10个类型, 以热带性成分占明显优势, 热带性科83科及温带性科40科分别占非世界性科总数的67.48%和32.52%; 属的地理成分包括15个分布区类型, 以温带成分占优势, 温带性属534属及热带性属484属分别占非世界性属总数的52.46%和47.54%。属分布区类型以泛热带分布、热带亚洲分布、北温带分布、东亚分布为主, 体现出本地区与古热带植物区系及温带第三纪植物区系的紧密联系。(3)罗霄山脉5条山脉间区系组成呈现出明显的南北分异特征, 自北向南热带属与温带属比值逐渐增大, 北段幕阜山脉温带性成分明显占优势, 与华中区系关联密切, 而南段万洋山脉、诸广山脉热带性属较占优势, 分布有丰富的华南区系成分。罗霄山脉地区是重要的区系交流通道, 历史时期的气候波动是本地区现代区系分布格局形成的主要原因。     

罗霄山脉种子植物区系的特有现象与残遗现象

罗霄山脉种子植物区系非常丰富, 是连接华东、华南、华中植物区系的重要通道, 区系组成具有明显的古老性和过渡性特征。本文针对该区域种子植物的特有现象和残遗现象, 分析了其组成特点及形成原因。结果表明: (1)罗霄山脉共有中国特有科3科, 特有属55属, 特有种1,624种, 罗霄山脉区域特有种43种7变种; 特有属中以古特有属为主, 并以温带成分占优势(达55.91%), 体现出明显的古老性和孑遗性。(2)罗霄山脉共有孑遗属165属, 以热带亚洲分布、东亚-北美间断分布、东亚特有及中国特有成分为主, 包括木本属132属。(3)受中新世气候波动以及第四纪冰期的影响, 许多北方热带植物群的常绿成分、北极-第三纪的落叶成分, 在罗霄山脉得以保存下来成为古特有和孑遗成分。特有现象、残遗现象的分析结果表明罗霄山脉是一个重要的生物避难所, 其对中国东部植物区系的保存和重新扩散具有重要意义。     

Upward elevation and northwest range shifts for alpine Meconopsis species in the Himalaya–Hengduan Mountains region

Climate change may impact the distribution of species by shifting their ranges to higher elevations or higher latitudes. The impacts on alpine plant species may be particularly profound due to a potential lack of availability of future suitable habitat. To identify how alpine species have responded to climate change during the past century as well as to predict how they may react to possible global climate change scenarios in the future, we investigate the climatic responses of seven species of Meconopsis, a representative genus endemic in the alpine meadow and subnival region of the Himalaya–Hengduan Mountains. We analyzed past elevational shifts, as well as projected shifts in longitude, latitude, elevation, and range size using historical specimen records and species distribution modeling under optimistic (RCP 4.5) and pessimistic (RCP 8.5) scenarios across three general circulation models for 2070. Our results indicate that across all seven species, there has been an upward shift in mean elevation of 302.3 m between the pre‐1970s (1922–1969) and the post‐1970s (1970–2016). The model predictions suggest that the future suitable climate space will continue to shift upwards in elevation (as well as northwards and westwards) by 2070. While for most of the analyzed species, the area of suitable climate space is predicted to expand under the optimistic emission scenario, the area contracts, or, at best, shows little change under the pessimistic scenario. Species such as M. punicea, which already occupy high latitudes, are consistently predicted to experience a contraction of suitable climate space across all the models by 2070 and may consequently deserve particular attention by conservation strategies. Collectively, our results suggest that the alpine high‐latitude species analyzed here have already been significantly impacted by climate change and that these trends may continue over the coming decades.     

中国柯属5种资源植物潜在地理分布及其对气候变化的响应

利用最大墒模型和地理信息系统软件对柯属（Lithocarpus）5种资源植物在我国的适宜分布区进行了定量预测,并对未来不同气候情景下其分布区的变化进行了分析。结果显示：木姜叶柯（L.litseifolius（Hance）Chun.）在我国秦岭淮河以南广泛分布,短尾柯（L.brevicaudatus（Skan）Hay.）主要分布在我国亚热带中东部区域;木姜叶柯在未来气候（2061-2080年）RCP2.6、RCP8.5两种情景下适生区面积分别减少了5.1%和3.0%,而短尾柯却分别增加了0.5%和1.5%。白柯（L.dealbatus（Hook.f.et Thoms.ex DC.）Rehd.）适宜区主要分布在云南北部、四川南部,烟斗柯（L.corneus（Lour.）Rehd.）主要分布在两广省份的南亚热带地区。白柯和烟斗柯在RCP2.6情景下适生区面积分别减少了12.1%和17.8%,在RCP8.5情景下分别减少了3.5%和15.9%,这两个种的适宜区面积减少较多。厚斗柯（L.elizabethae（Tutch.）Rehd.）主要分布于广西,在两种情景下适宜区面积分别增加了7.3%和6.3%。研究结果表明,由于分布区存在差异,同属不同物种的未来分布对气候变化的响应不同。