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。     

基于MaxEnt模型的秦岭山地斑羚生境适宜性评价

生境适宜性评价对野生动物的保护与管理具有重要意义。为了解陕西秦岭地区斑羚(Naemorhedus griseus)的生境状况,利用2011—2013年间在秦岭地区采集的斑羚分布点数据,通过MaxEnt模型对陕西秦岭地区的斑羚生境进行适宜性评价。结果表明,陕西秦岭地区的斑羚适宜生境面积约为9800 km~2,占秦岭山地面积的17%,主要位于秦岭中西部区域;次适宜生境面积约为6940 km~2,占秦岭面积的12%,主要位于适宜生境的周边区域。海拔、月均昼夜温差和年降雨量是影响陕西秦岭地区斑羚生境适宜性的主要环境变量,而人类干扰对生境适宜性的影响较小。陕西秦岭地区的斑羚偏好于选择1800—3000 m的中高海拔区间、年降水量为750—850 mm、月均昼夜温差8℃左右的环境。明确了斑羚适宜生境在秦岭的分布状况及关键环境影响因子,可为下一步制定濒危动物保护和生境管理提供理论依据。     

基于模糊物元模型的桃儿七潜在地理分布研究

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum(Royle)Ying)为小檗科多年生草本植物,是我国传统濒危藏药。依据模糊物元模型建立桃儿七分布点位以及其产量数据与12个气候环境因子之间的模糊隶属函数,采用最大信息熵模型确定评价指标权重,利用GIS空间分析功能确定我国西部7省桃儿七生境适宜性空间分布。研究表明研究区桃儿七不适宜生境面积占研究区总面积的61.76%;低适宜生境占20.11%;中适宜生境占7.70%;高适宜生境占10.43%,主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区。结果显示基于GIS与模糊物元构建的生境适宜性评价模型可以准确的对我国西部7省桃儿七生境适宜性做出科学综合评价,量化适宜生境面积和空间分布,为其资源保护和管理提供科学依据。     

应用GIS和最大熵模型分析秦岭冷杉潜在地理分布

秦岭冷杉(Abies chensiensis)为松科常绿针叶乔木,属国家濒危野生物种。本文利用获取的秦岭冷杉地理分布记录和14个气候指标、3个土壤指标和3个地形指标,通过最大熵模型(Max Ent)和Arc GIS空间分析构建秦岭冷杉潜在分布区。结果表明,影响秦岭冷杉潜在生境适宜性的主要环境指标为6个气候指标(年平均气温、年极端最高气温、1月平均气温、≥0℃积温、年干燥度指数和年日照时数)、1个土壤指标(p H)和1个地形指标(海拔)。研究区秦岭冷杉生长的最适宜区面积为19498.87 km2,适宜区面积为32219.61 km2,边缘适宜区面积为51874.76 km2,不适宜区面积为106307.97 km2,秦岭冷杉适宜生长区域狭窄,其中最适宜区和适宜区主要集中在甘肃东南部、陕西中南部、四川东北部,湖北西北部和河南西北部,适宜区内次生植被丰富、地形复杂。研究表明,基于最大熵模型与GIS空间分析构建的秦岭冷杉潜在地理分布,可以对我国秦岭冷杉适宜生长区做出科学的区划,为秦岭冷杉资源的保护和管理提供科学依据。     

内蒙古达赉湖地区蒙原羚生境适宜度评价

2008年在内蒙古达赉湖地区蒙原羚(Procapra gutturosa)生境考察基础上,以植被类型、植被盖度、坡度、距水源距离、距放牧点距离、距居民点距离、距道路距离为生境适宜性评价因子,利用3S技术和模糊赋值对蒙原羚生境适宜度进行评价。结果表明:在不考虑人为干扰时,蒙原羚的最适宜生境面积占总面积的17.7%,次适宜生境面积占总面积的36.9%,不适宜生境面积占总面积的45.4%;考虑人为干扰时蒙原羚的最适宜生境面积占总面积的13.0%,次适宜生境面积占总面积的28.3%,不适宜生境面积占总面积的58.7%;研究地区蒙原羚实际生境和潜在生境相比,不适宜生境面积增加了29.2%,表明人为干扰是内蒙古达赉湖地区蒙原羚适宜生境急剧减少的主要原因。     

基于MaxEnt模型的兴隆山保护区野生马麝秋季生境适宜性评价

生境适宜性评价对野生动物保护及自然保护区管理均具有重要意义。甘肃兴隆山国家级自然保护区是我国野生马麝(Moschus chrysogaster)的重要分布区,为了解该保护区野生马麝的生境状况,本研究利用红外相机于2021年秋季在兴隆山保护区采集野生马麝分布数据,结合地形、归一化植被指数(NDVI)、距离河流距离和距离道路距离等环境因子变量,通过MaxEnt模型对野生马麝的秋季生境进行了适宜性评价。结果表明：NDVI、道路距离、河流距离和海拔是影响兴隆山保护区野生马麝秋季生境适宜性的主要因子,其贡献率分别为33.20%、22.70%、16.70%和14.60%;兴隆山保护区野生马麝的秋季潜在适宜区面积为75.22 km²,占保护区面积的26.13%;其中,高适宜区主要分布在保护区西北部和东南部区域,占保护区面积3.26%。本研究确定了兴隆山保护区野生马麝秋季适宜生境的分布状况及关键环境影响因子,可为优化野生马麝保护和生境管理提供重要参考。     

基于GIS的秦岭山区聚落用地适宜性评价

利用自然地理、生态和社会经济方面共14个因子构建秦岭山区聚落建设用地适宜性评价指标体系,采用AHP法确定各评价因子的权重,在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术支持下,利用适宜性评价模型定量评价聚落建设用地适宜性,将聚落建设用地适宜性分为五个等级,并结合已建设区进行空缺分析。结果表明:(1)秦岭山区最适宜聚落用地面积为3378.1 km2,占研究区总面积的5.87%,说明秦岭山区适宜聚落开发的土地相对较少。(2)最适宜聚落用地集中在秦岭北、南坡山麓和东部的山间河谷地带,山地型特征明显。(3)有9.15%已建成区分布在限制建设区内,存在生态安全风险。(4)可用适宜聚落建设用地为3192.27 km2,空间分布不平衡。研究结果可为该区域城镇体系布局与用地规模的核算提供科学依据。     

中国毛葡萄和刺葡萄分布的气候适宜性

毛葡萄和刺葡萄是起源于中国且用于葡萄酒酿造的两大野生葡萄品种。本研究基于已有中国毛葡萄和刺葡萄的气候影响因子研究成果,利用最大熵原理从充分性与必要性方面确定了影响中国毛葡萄和刺葡萄种植分布的主导气候因子,并基于这些因子综合作用反映的毛葡萄和刺葡萄种植分布的存在概率分析了中国毛葡萄和刺葡萄分布区的气候适宜性。结果表明: 影响中国毛葡萄、刺葡萄分布的主导气候因子是年日照时数、开花期5月降水量、年极端最低气温、最冷月平均气温。中国毛葡萄、刺葡萄气候高适宜区分布在湖南西部和南部、广西中北部、贵州东南部、重庆中部。气候高适宜区、适宜区、低适宜区面积分别占研究区域总面积的2%、14%和16%。毛葡萄、刺葡萄气候适宜及以上区域的年日照时数阈值为1200～1800 h,年极端最低气温-8 ℃以上,最冷月平均气温阈值为2～13 ℃,5月降水量为110～320 mm。     

基于GIS的陕北红枣生态适宜性空间分布格局研究

作物的生态适宜性空间分布格局对于掌握作物生长适宜区域具有重要的作用。陕北红枣, 作为该地区的特色经济作物, 其生态适宜性分布特征尚不明晰。因此, 本文基于层次分析法确定适宜地形、气候、土壤及植被因子权重, 通过地理信息系统(GIS)技术确定陕北地区红枣生态适宜性空间分布等级和面积。结果表明, 陕北地区红枣生态适宜区自陕北南部和东南部向西北和北部地区递减, 年降雨量、年积温及高程是限制红枣在陕北西北部适宜生长的主要环境因子; 红枣最佳生态适宜区和次适宜区主要集中于富县、黄龙县、甘泉县及宜川县。其中, 红枣最佳适宜区和次适宜区面积在富县分别达到5036.58 hm2、23114.25 hm2, 即富县是陕北红枣生态适宜性分布的最优区县。一般适宜区主要集中于延长县、绥德县、清涧县、延川县、宜川县、子洲县及宝塔区。因此, 未来可以在红枣优适宜区进行精准培育种植, 着重提升红枣品质。在一般适宜区增加红枣种植面积, 提高红枣总产量。以期为该地区红枣优化生产提供科学依据, 实现陕北精品红枣规模化发展。     

基于用地适宜性评价的森林公园景点选址

基于DEM,利用GIS空间分析功能,选取坡度、坡向、地形起伏度、相对现有游道距离和相对现有景点距离等5个成本数据指标,分别对抚顺市新宾猴石国家森林公园用地进行适宜性评价,并构建了综合适宜性评价模型,进而将研究区划分为4个等级适宜性的开发建设区域。综合适宜性评价结果表明,Ⅰ等和Ⅱ等适宜开发区的面积均较大,二者共计占研究区总面积的89.7%,尤其是Ⅱ等适宜区的面积达到664.7 hm²,占研究区总面积的1/2以上,表明研究区大部分地区都可作为景区选址的开发建设用地;Ⅲ等适宜区的面积为126.3 hm²,约占总面积的9.7%;Ⅳ等适宜区的面积最小,为7.3 hm²,仅占总面积的0.6%。     

Modeling habitat distribution of Cornus officinalis with Maxent modeling and fuzzy logics in China

Aims Predicting suitable habitat distribution is an effective way to protect rare or endangered medicinal plants. Cornus officinalis is a perennial tree growing in forest edge and its air-dried pericarp is one of the traditional Chinese medicines (TCM) with significant medicinal values. In recent years, C. officinalis has undergone severe degeneration of its natural habitat owing to growing market demands and unprecedented damage to the forests. Moreover, the degeneration of suitable habitat has threatened the supply of medicinal materials, and even led to the extinction of some engendered medicinal plant species. In this case, there is a great risk to introduce and cultivate medicinal plants if planners determine the suitable cultivation regions based on personal subjective experience alone. Therefore, predicting suitable potential habitat distribution of medicinal plants (e.g. C. officinalis) and revealing the environmental factors determining such distribution patterns are important to habitat conservation and environmental restoration.Methods In this article, we report the results of a study on the habitat distribution of C. officinalis using maximum entropy (Maxent) modeling and fuzzy logics together with loganin content and environmental variables. The localities of 106 C. officinalis in China were collected by our group and other researchers and used as occurrence data. The loganin content of 234 C. officinalis germplasm resources were tested by high-performance liquid chromatography (HPLC) and used as content data. 79 environmental variables were selected and processed with multicollinearity test by using Pearson Correlation Coefficient (r) to determine a set of independent variables. The chosen variables were then processed in the fuzzy linear model according to the cell values (maximum, minimum) of localities with estimated loganin content. The SDMtoolbox was used to spatially rarefy occurrence data and prepare bias files. Furthermore, combined Maxent modeling and fuzzy logics were used to predict the suitable habitat of C. officinalis. The modeling result was validated using null-model method.Important findings As a result, six environmental factors including tmin3, prec3, bio4, alt, bio12 and bio3 were determined as key influential factors that mostly affected both the habitat suitability and active ingredient of C. officinalis. The highly suitable regions of C. officinalis mainly distribute in a 'core distribution zone' of the east-central China. The statistically significant AUC value indicated that combined Maxent modeling and fuzzy logics could be used to predict the suitable habitat distribution of medicinal plants. Furthermore, our results confirm that ecological factors played critical roles in assessing suitable geographical regions as well as active ingredient of plants, highlighting the need for effective habitat rehabilitation and resource conservation.     

基于生态位和模糊数学的冬小麦适宜性评价

为定量评价气象、土壤等要素对作物生长的影响,利用江苏省及周边40个气象站1980—2010年日气象资料,选取影响冬小麦品种生长发育的主要气象(如气温、降水、日照时数等)和土壤(如土壤厚度、有机质和p H值等)生态因子,基于生态位理论和模糊数学的方法,依据冬小麦生长对生态各因子的响应关系建立各生态因子适宜度模型,借助GIS空间插值和空间分析,计算江苏省冬小麦品种的种植适宜度并进行等级划分。结果表明:从单要素看,研究区气温适宜度和日照时数适宜度都由北往南逐渐降低,降水适宜度由南往北逐渐降低;大部分地区土壤厚度和土壤有机质适宜,但大部分地区的p H值适宜度较低;从气候适宜度看,江苏省气候适宜度的范围为0.68—0.81,中北部大部分区域适宜度大于0.73,全省的气候适宜度均适合种植冬小麦,大体上呈现由北往南逐渐减小的变化;从土壤适宜度看,全省中部、南部与西北部大部分区域适宜度大于0.70,适合种植冬小麦。从综合适宜度看,全省大部分地区适宜度为0.50—0.86,适宜于冬小麦生长。综合考虑农业气候资源和土壤资源对江苏省冬小麦品种种植的综合适宜性进行评价,评价结果为充分利用江苏省农业生态资源、指导及科学制定冬小麦品种区域种植规划提供科学依据;按作物品种分生育期多角度的精细化研究方法和建立的各因子的适宜度模型可为今后作物区域适宜性评价提供一种新的思路,对同类研究具有一定的借鉴作用。     

基于MaxEnt模式的白头叶猴栖息地评价——以广西崇左白头叶猴保护区为例

针对物种分布格局与其环境变量关系的研究,对于生态廊道规划与环境恢复研究具有重要意义。本文以白头叶猴（Trachypithecus leucocephalus）为研究对象,针对广西崇左白头叶猴国家级自然保护区51个白头叶猴分布点和11个环境变量数据,利用MaxEnt模型（maximum entropy modeling）对栖息地适宜性进行综合评价,通过模型生成栖息地适宜度指数（habitat suitability index,HSI）阈值,划定研究区域为低适生区、适生区和高适生区3种类型,其中低适生区面积为5 061.43 km²,适生区和高适生区面积分别为42.80 km²和20.63 km²。主要环境变量分析表明：年均降水量、土地利用分类、坡度和年平均气温的综合贡献值分别为54.6%、17.4%、11.8%和9.5%,4项环境变量累积贡献值达到93.3%,是影响白头叶猴分布的主要环境因素。为更有效保护白头叶猴及其栖息地,建议在保护区规划生态廊道,扩大恢复区内白头叶猴适宜栖息地面积,以促进白头叶猴种群间基因交流。     

亚洲象生境长时序变化及其对人象冲突的影响——基于融合MaxEnt与HSI模型的生境适宜性评价方法

生境变化直接关系到物种种群维持与人类安全,揭示其长期变化规律及其对人类的影响,可为物种保护与生境恢复提供科学支撑。但因受物种活动点数据获取与位置精度的局限,鲜见濒危、危险物种的长时序生境变化研究。以人象冲突频发的西双版纳勐海—普洱澜沧地区亚洲象种群(勐海—澜沧象群)活动区为例,提出融合MaxEnt与HSI模型的亚洲象长时序生境适宜性评价方法,即基于荟萃分析筛选出的15个亚洲象生境评价因子,结合近期有限的物种活动点监测数据,利用MaxEnt得到生境评价因子的贡献率,再运用HSI模型计算生境适宜性指数;利用该方法制作出研究区1988—2020年逐年时序的亚洲象生境适宜性图,以分析亚洲象生境的时空变化,将其与亚洲象肇事数据结合,进而分析人象冲突与生境变化的关联。结果表明：(1)基于物种生境偏好不变的前提,融合MaxEnt模型与HSI模型的生境适宜性评价方法可应用于物种的长时序生境评价,且基于亚洲象活动点数据从动物对生境利用的生态学视角定量获取亚洲象对各生境评价因子的偏好程度,使生境评价结果具有良好的生态可解释性;(2)目前亚洲象适宜生境面积占研究区面积三分之一(4039.76 km^...     

基于生态位模型的艾比湖国家级自然保护区马鹿生境评价

生境评价和预测是对濒危物种进行有效保护的基础。通过2013年9月和2014年10月对新疆艾比湖国家级自然保护区开展2次秋季野外调查共收集了92处马鹿(Cervuselaphus)出现数据,利用马鹿出现数据作为分布点数据,选取地形、植被类型和气候因子3类23种因子作为生境变量,利用MAXENT生态位模型分析了新疆艾比湖国家级自然保护区马鹿秋季生境适宜性分布特征和主要生境因子对马鹿分布的影响。结果表明:模型预测结果较高,平均AUC(area under the curve,受试工作者曲线下面值)值为0.976;Jackknife检验结果显示:最热月最高温度对马鹿生境分布的影响较大。植被类型和坡度对马鹿生境分布的影响不大。海拔、年降雨量、气温日较差和最热季平均温度是影响马鹿生境分布的主要生境因子。马鹿秋季生境划分为高适宜、次适宜、低适宜和不适宜4个等级,马鹿的高适宜生境区主要分布在研究区域的北部,次适宜及低适宜生境区则分布于高适宜生境区的边缘,而不适宜生境区主要集中在西部和东部地区。研究不仅提供了马鹿在艾比湖的实际分布状况,也为马鹿生境和生境因子的关系方面提供了一个重要的科学依据。     

基于最大信息熵模型的能源物种麻疯树潜在适宜区

麻疯树(Jatropha curcas L.)为传统能源植物,是作为生物柴油最具希望的植物资源之一。本研究通过收集麻疯树分布点的经纬度数据,基于气候、土壤和地形等37个相关生态因子,采用最大信息熵模型,预测麻疯树的潜在适宜区域,分析影响其生长的主要生态因子特征。结果显示,麻疯树生长最适宜区域主要分布在我国华南地区的广东、海南、香港、台湾和西南地区的广西、云南、四川;对麻疯树分布贡献率较大的主要生态因子为:最暖季度降水量(53.5%)、温度季节性变化标准差(15.8%)、降水量变异系数(9.3%)、年均温变化范围(5.8%)、最湿季度降水量(3.6%)、最干月降水量(3.2%);Maxent模型预测的AUC值大于0.9,表明对麻疯树潜在分布的预测结果较准确。本文对麻疯树潜在分布区域以及影响其分布的主要生态条件的研究结果,可为麻疯树的种植栽培提供科学依据。     

元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性评价——基于荟萃分析和遥感大数据分析

生境适宜性评价是物种保护和生境管理与规划的基础。近几十年来，云南境内野生亚洲象数量剧增，外扩迁移事件频发，而新迁入区域生境适宜状况因物种出现点数据缺乏而难以评价，掣肘迁移亚洲象保护与风险防范应急。以亚洲象新近迁入的元江-李仙江流域为案例区，采用荟萃分析统计亚洲象生境评价因子，结合相关性分析和方差膨胀因子独立性检验，筛选出生境评价因子；基于开源遥感数据产品量化生境因子，综合主成分分析和层次分析计算生境评价因子权重，采用生境适宜性指数(Habitat Suitability Index, HSI)模型评价元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性，并分析其景观格局。结果表明：(1)元江-李仙江流域亚洲象生境适宜性空间格局主要表现为由下游至上游呈递减趋势，最适生境主要分布于流域下游段，而流域上游段适宜生境少；(2)元江流域生境适宜性低于李仙江流域，且其生境斑块连接度更低、破碎化更严重；(3)2021年“北移象群”北迁沿程生境适宜性由西南向东北呈下降趋势。基于亚洲象生境适宜性评价结果，科学引导野生亚洲象迁入适宜生境区，以规避人象冲突，保障外迁亚洲象群及其活动区居民生命财产安全，服务于区域生物多样性保护与...     

基于生态位模型的艾比湖鹅喉羚生境评价

明确物种生境空间分布格局及其与环境因素的关系,对了解该物种的生境需求和适宜生境空间分布至关重要。生境评价和预测是对物种进行有效保护的基础。以鹅喉羚(Gazella subgutturosa)为研究对象,以其重要栖息地新疆博州艾比湖国家级湿地自然保护区为研究区域,选取115个鹅喉羚分布点数据和23个环境变量因子,应用MAXENT模型分析其生境空间分布及主要影响因子,划分了鹅喉羚在研究区域的适宜生境,并对它的栖息地特征进行了分析。探讨了鹅猴羚生境选择与环境因子的关系。结果表明:气温日较差是影响鹅喉羚生境分布的主要环境因子。植被类型,坡度和最干月降水量对艾比湖鹅喉羚的生境选择影响不大。除了温度和降水在内的19项生物气候变量是鹅猴羚选择生境的重要因素之外,海拔和坡向等地形特征也影响鹅猴羚的生境选择性。鹅喉羚的高度适宜生境区主要分布在研究区域的北部和东部,中度及低度适宜生境区则分布于高度适宜生境区的边缘,而非适宜生境区主要集中在西部地区。研究不仅提供了鹅喉羚在艾比湖的实际分布状况及其栖息地特征,也为鹅喉羚在栖息地方面的研究,即鹅猴羚的栖息地选择和环境因子的关系方面提供了一个重要的依据。     

基于MaxEnt模型不同气候变化情景下的豆梨潜在地理分布

针对豆梨的原生境保护和资源利用问题,本研究基于豆梨全球236个分布点和19个环境因子,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)预测了豆梨在不同气候条件下的全球生态适宜区.结果表明: 豆梨的生态适宜区主要集中在北美洲、亚洲等地区,面积共约1.6×10⁷ km².其中,中国生态适宜度较高的地区主要分布在湖南省、湖北省、安徽省、江西省、江苏省、浙江省、福建省等地.影响豆梨地理分布的主要气候因子是年平均气温和年降水量,气温季节性变化次之.由模型预测可知,在不同的气候背景下,豆梨适宜生境和低适宜生境的面积有所不同.在空间分布上,豆梨适宜生境和低适宜生境的范围和几何中心都由东部向西部地区扩散,北美洲的适宜生境增长较快,而欧洲地区的低适宜生境增长较快.     

基于生境适宜性指数模型的俚岛海黍子生境层级分布

为了深入了解海黍子生境,利用模型对山东俚岛海黍子生境进行适宜性分析,分别选取温度、盐度、水深、浊度、底质、无机氮浓度、磷酸盐浓度和距海藻床距离8种环境因子,通过层次分析法赋值因子权重,结合空间分析方法建立了海黍子HSI模型。利用该模型对山东俚岛近岸海域2018年春、秋两季的环境因子调查结果进行了海黍子生境分析。结果表明: 研究区域内的海黍子海藻床区域主要由极佳生境和适宜生境组成,春季和秋季的分布面积分别占14.2%和18.6%。海黍子生境层级分布随季节而变化,且不同季节的生境层级具有一定的空间重合性。温度和磷酸盐浓度的适宜性变化具有明显的季节性差异,是导致俚岛海黍子HSI季节变化的主要原因。海黍子HSI模型不仅可用于检测海黍子海藻床区域的生境层级分布,还能发现海黍子潜在的适宜生境区域。这为今后开展海黍子资源保护和人工增殖工作提供了科学参考。