基于CLIMEX的2种核桃蚜虫潜在适生区分析

【目的】分析核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在全球范围内的潜在分布,比较气候变化对其分布的影响,为核桃有害生物综合管理策略的制定提供依据。【方法】基于实验室和野外试验,结合CLIMEX软件对核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在目前及未来气候条件下的潜在地理分布进行了模拟和系统评估。【结果】2种核桃蚜虫适生区十分相似,在世界范围内主要分布区集中在欧洲、北美洲、亚洲等区域,核桃黑斑蚜适生区范围大于核桃全斑蚜,但在我国,核桃黑斑蚜适生区范围小于核桃全斑蚜。气候变化将决定2种蚜虫分布的差异性,未来气候情景下,2种蚜虫适生区将发生变化,在欧洲、北美洲和亚洲适生区范围向高纬度延伸;在我国适生区范围逐渐减小。【结论】在世界范围内,核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜适生区域主要分布在25°N-75°N内的亚洲、欧洲、北美洲的部分地区;在我国,其适生区域主要分布在东部季风区内的东北的南部、西北东南部、西南中部、华中北部以及华北地区。     

椰子木蛾在中国的适生区预测

【目的】椰子木蛾Opisina arenosella Walker是2013年在海南、广东和广西等地新发现的棕榈植物的危险性入侵害虫,其入侵范围有不断扩大的趋势。【方法】应用CLIMEX软件对椰子木蛾在中国的潜在适生区进行了分析。【结果】结果表明椰子木蛾在中国适生范围广,长江以南广大地区均是其高度适生区。【结论】这些区域是我国棕榈植物的主要分布区,建议加强检疫和监测措施,防止其进一步扩散。     

稻水象甲在新疆的潜在分布及适生性研究

【目的】通过精准开展稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生性研究,旨在为新疆地区该重大外来有害生物的科学防控提供指导。【方法】基于19个环境因子和64个稻水象甲在新疆及内地重要代表性发生地的最新地理分布点信息,采用MaxEnt模型与ArcGIS 10.2软件进行具体分析,预测稻水象甲在新疆的最新潜在分布区,并划分风险等级。【结果】稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生区域主要集中在北疆天山北坡和伊犁河谷一带,以及南疆阿克苏地区和克州的部分区域,其非适生区占新疆总面积的79.97%,低适生区占7.34%,适生区占10.84%,高适生区则仅占1.85%。【结论】稻水象甲在新疆继续扩散的趋势与危害风险依然较大,其中,年平均温(bio1)、等温性(bio3)、最湿季平均温(bio8)、最暖季的降雨量(bio18)和最热月的高温(bio5)是影响稻水象甲在新疆潜在扩散的主要环境因子。     

外来入侵植物刺萼龙葵在我国的分布格局与早期监测预警

【目的】刺萼龙葵是20世纪80年代入侵我国的检疫性外来植物,目前已在东北和西北地区广泛分布并对农牧业生产造成极大危害,急需明确其时空分布格局和潜在扩散动态,为其早期监测预警提供依据。【方法】首先,利用实地调查、标本和文献查询途径获得的地理分布信息重建刺萼龙葵在我国的扩散历史和分布格局;其次,通过物种分布模型预测其潜在的分布区;最后,融合时空动态和潜在的扩张趋势,利用空间分析模型划定早期监测预警的区域。【结果】刺萼龙葵最早于1980年在辽宁省朝阳市被发现,其后不断沿河流和公路等扩散蔓延。2000年以后相继在内蒙古、北京、河北、吉林以及新疆等省区发现其入侵种群。截至目前,已扩散到了7个省的54个县区。适生区预测结果表明,其在我国存在广阔的潜在分布区,目前还处在快速扩散阶段,没有达到饱和阶段。【结论】刺萼龙葵在我国还处在快速扩散阶段,远没有达到饱和,华北平原是其潜在扩散的高风险区,建议加强对其扩散前沿带包头、张家口、北京、秦皇岛一线的监测力度,以抑制其进一步扩散蔓延。     

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。     

警惕一种新的外来入侵生物——木瓜粉蚧Paracoccus marginatus

【背景】木瓜粉蚧是一种重要的农林害虫,原产于中美洲地区,2008年起入侵南亚和东南亚多个国家并造成严重危害,目前在我国台湾和广州已有分布,对我国威胁极大。【方法】在收集、整理木瓜粉蚧原产地或入侵地的生物学、生态学、地理学等信息的基础上,介绍了木瓜粉蚧的形态特征、寄主植物、地理分布、危害和生物学特性,并利用Maxent生态位模型和Arc GIS对木瓜粉蚧在我国的潜在适生区进行了风险评估。【结果】木瓜粉蚧在长江流域以南地区具有广泛的适生区,华南地区在气候条件、寄主等方面利于木瓜粉蚧的生存和危害。【结论与意义】该虫对我国华南地区的潜在威胁十分巨大,亟需加强防范该虫扩散和暴发。     

基于MaxEnt模型的入侵植物白花鬼针草的分布预测及适生性分析

【背景】白花鬼针草为农区恶性杂草,原产于美洲,现已广泛分布于世界热带及亚热带地区,但其在全球和中国的适生区域及适生等级还不明确。【方法】利用MaxEnt生态位模型对白花鬼针草在全球以及中国的潜在适生区进行预测。【结果】白花鬼针草在全球的分布更多受到温度因素的影响。白花鬼针草的适生区主要集中在北半球和南半球15°~30°之间的热带和亚热带地区。其中,北美南部、南美中南部、非洲南部、东南亚北部以及大洋洲中南部沿海地区为白花鬼针草中、高度适生区。白花鬼针草在中国的适生区主要位于广东、广西、海南、云南、福建、台湾。到2070年,白花鬼针草在全球的适生区面积与当前相似,但在中国的适生区有所增大。【结论】白花鬼针草在我国有进一步扩张的风险。     

北美刺龙葵在中国的适生区预测

【背景】北美刺龙葵是一种全球广泛分布的恶性杂草,已被列入我国进境检疫性有害生物名单。近年来北美刺龙葵不断随进口货物传入我国,明确其传入途径和适生区对控制其入侵具有重要意义。【方法】采用GIS、空间统计学、Maxent生态位模型等方法分析了北美刺龙葵的传入途径与潜在分布区,并通过ROC分析法对模型进行检验。【结果】跨区域农产品贸易是北美刺龙葵全球扩散的驱动力与传入我国的主要途径。生态模型预测结果表明,北美刺龙葵在我国具有广阔的适生区,除黑龙江、吉林、内蒙古、青海、甘肃、西藏、四川西北部以外的区域都是其在我国的适生区,其中高风险区主要集中在东部和南部沿海、西南边境和新疆的部分地区。AUC值为0.789,表明本研究建立的Maxent模型的预测能力较强,能够很好地拟合物种已知分布的环境生态位。【结论与意义】北美刺龙葵在我国的传入风险极高。基于北美刺龙葵在我国的主要传入途径与潜在扩散媒介的时空分布,划定了重点监测的区域,建议对适生区内极易传入的高风险区如港口、机场、物流中转站、加工厂等开展早期监测预警,以预防其再次入侵与进一步扩散蔓延。     

基于MaxEnt模型的白缘象甲潜在地理分布区识别

【目的】白缘象甲Naupactus leucoloma是中国进境植物检疫性有害生物，对农作物和栽培植物的潜在危害风险较高。自20世纪在美国被首次发现以来，在全球多个国家内发生扩散，造成严重的经济损失。本研究旨在对白缘象甲的潜在地理分布区进行识别并进一步分析其定殖和扩散风险。【方法】基于白缘象甲的752个有效分布记录和10个环境变量，利用MaxEnt模型和ArcGIS软件对白缘象甲的潜在地理分布区进行识别，同时综合环境变量贡献率和刀切法(jackknife)检验评估制约其潜在地理分布的重要环境变量。【结果】白缘象甲在全球的潜在适宜生境主要分布在美国东南部、法国西南部地区、西班牙北部地区、土耳其西北部地区等地，在我国暂时没有其高适宜生境的分布。在我国适宜生境的分布集中在中部和东部沿海地区10余个省份。在影响白缘象甲潜在地理分布的环境变量中，以最干月降水量、年平均气温和最冷月最低温为重要影响变量，其中气温起主导作用。【结论】白缘象甲有一定的入侵、定殖和扩散风险。建议农林行业部门、海关口岸加强调查、检疫和监控工作，严防白缘象甲传入对我国农作物造成危害。     

基于MaxEnt模型的菜豆象全球潜在适生区预测

【目的】菜豆象是重要的检疫性害虫,预测其在全球范围内的潜在适生区可为农业部门开展菜豆象防控工作和检验检疫部门制定检疫策略提供科学依据。【方法】在收集菜豆象已有分布点和全球气象数据的基础上,采用MaxEnt模型对其在全球范围内的潜在适生区进行预测分析。【结果】MaxEnt模型的AUC平均值为0.926,预测结果准确可靠。菜豆象适生区主要分布在欧洲中西部的德国、法国、英国、荷兰、比利时、意大利、波兰、乌克兰、白俄罗斯和罗马尼亚等国家,非洲大陆和马达加斯加岛的中东部地区,北美洲的墨西哥高原和美国中东部地区,南美洲南部地区,大洋洲澳大利亚东部和南部沿海地区、新西兰,亚洲中国的云贵高原、四川盆地、华中和华南地区和台湾岛,缅甸东部地区、泰国和老挝北部地区、尼泊尔和日本大部分地区。高度适生区、中度适生区和低度适生区面积分别占陆地面积的4.95%、6.73%和13.70%。【结论】菜豆象的适生区面积占陆地面积的25.38%,持续扩散和危害的风险大。我国西南、华南地区等地区面临的形势更为严峻。影响菜豆象分布的主要生物气候因素有最冷月份最低温度、年平均温度、年气温变化范围、年降雨量、最干月份降雨量、最热月份最高温度、最暖季度平均温度、温度季节变化方差、昼夜温差月均值等。     

入侵害虫蔗扁蛾在我国的潜在分布区

【目的】蔗扁蛾是危害巴西木、甘蔗等园林植物和经济作物的重要入侵害虫。该虫于20世纪90年代初在我国被发现,现已分布在海南、广东和上海等19个省市,并有迅速扩散蔓延的趋势。对入侵害虫的潜在分布区进行预测,可为实施害虫监测和管理提供参考。【方法】根据蔗扁蛾已有分布点的记录,分别在4种地理区域构建Maxent生态位模型,并采用加权平均值法对其进行整合,进而分析蔗扁蛾在我国的潜在分布区。【结果】基于4种地理区域构建的Maxent模型对我国南部地区的预测结果基本一致,4种模型的预测差异主要在新疆北部和西南部、黑龙江东部和西部、吉林西部、山西中部等地区。整合模型显示,华东和华南地区以及东部沿海地区具有较大的分布可能性。【结论】蔗扁蛾在我国尤其是南方具有较大的潜在分布空间。这些地区应警惕蔗扁蛾的入侵,同时采取应对措施防止其进一步扩散。     

气候变化驱动下黄土高原刺槐林气候适宜性和脆弱性

刺槐是黄土高原乡土树种,具有优良的水土保持和固碳功能。黄土高原生态恢复实践中实施了大规模的植树造林,刺槐林面积占沟壑丘陵区人工植树造林面积90%以上。由于种植时没有考虑刺槐的气候适宜性,一些地区的刺槐林出现了退化现象。采用最大熵模型,在0.5km×0.5km空间精度上分别模拟了1961—1990、1966—1995、1971—2000、1976—2005、1981—2010,以及2100年(典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5气候情景下)黄土高原刺槐的气候适宜性和敏感性。模拟结果显示：黄土高原刺槐分布及其动态变化主要受到最冷月温度、极端低温、降水量、年辐射量等气候因子影响,低温(最冷月温度、极端低温)是影响刺槐的最关键因子。黄土高原西北和北部广大地区,自然环境条件不适合刺槐林生长;黄土高原东南部(关中平原和山西南部)比较适合刺槐生长。相对1961—1990年,1961—2010年期间刺槐林适宜区分布格局基本没有改变,RCP4.5和RCP8.5气候情景下刺槐林适宜区分布格局也没有显著改变。图层叠加分析发现,刺槐的气候适宜度(即存在概率)发生了明显改变。黄土高原西部和北部属于不适宜刺槐生...     

基于集合模型的草地贪夜蛾的潜在分布预测

【目的】探讨世界范围和我国草地贪夜蛾对玉米等作物的危害。【方法】采用生态位模型集合预测方案,结合基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的玉米种植密度模拟,对世界范围和我国草地贪夜蛾潜在分布进行了分析。【结果】世界范围内玉米的密集种植区已完全被草地贪夜蛾的潜在分布区所覆盖,这些适生区内的玉米受到草地贪夜蛾的威胁,需重点防控,非玉米种植的适生区内应监测草地贪夜蛾对非玉米类农作物的侵害。在我国,华北平原春播玉米区和黄淮平原夏播玉米区属于草地贪夜蛾的高风险区,其次为东北三省和西南密集种植区,南方丘陵玉米区和西北灌溉玉米区受草地贪夜蛾的影响相对较小,各地区受草地贪夜蛾威胁程度不同,应有区别地进行防控。我国东南和华南地区是草地贪夜蛾高适生区,这些非玉米密集种植区应监控草地贪夜蛾对非玉米类农作物的影响。【结论】基于集合模型预测,将草地贪夜蛾的潜在分布和玉米种植密度整合分析可以加深对二者空间分布的整体认识,利于草地贪夜蛾风险分析和综合防治。     

中国三种常见蒿属植物潜在地理分布及其主导气候因子

裂叶蒿(Artemisia tanacetifolia)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)和艾(Artemisia argyi)是我国常见的蒿属(Artemisia)植物,其分布区域遍布全国。本文利用MaxEnt模型预测3种蒿属植物在当前气候条件以及未来两种气候情景下的潜在分布区。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)检验模型精度。训练数据和测试数据的AUC值均在0.8以上,表明预测结果可靠性良好。在当前的气候条件下,裂叶蒿最适分布区主要为黄土高原、内蒙古高原和东北平原;大籽蒿的最适分布区为西藏南部谷地、横断山地区、黄土高原、内蒙古高原和东北平原;艾的最适分布区有两个,一个位于台湾岛南部,另一个为大巴山、巫山、云贵高原北部、黄土高原和东北平原南部区域。2070年RCP2.6和RCP8.5情景下,裂叶蒿及大籽蒿的高适宜区面积减小,艾的最适分布区面积增加。Jackknife检验结果表明,年均降水量是预测裂叶蒿分布最有效的气候因子,5月降水是预测大籽蒿分布的最显著的气候因子,8月水汽压对艾的影响最大。本研究结果为蒿属植物资源的合理利用提供了科学依据。     

基于RUSLE模型的中国土壤水蚀时空规律研究

RUSLE模型是计算土壤水蚀的经典模型,在大尺度研究时参数率定比较困难。基于气候、土地覆盖、地形特征等空间分异特征,对RUSLE模型的降雨侵蚀力(R)、植被覆盖与管理因子(C)、水土保持措施因子(P)进行了率定,估算了2000、2005、2010、2015年的中国的土壤侵蚀量。结果表明:(1)土壤侵蚀强度较大的地区集中在中国长江中下游平原区、云贵高原、黄土高原区、昆仑山山麓区域,占统计总面积的9.65%。(2)土壤侵蚀明显增大的区域面积达10.36×10~4km~2,分布于新疆农田区、四川盆地、云贵高原东南部、长江中下游平原和东北平原。(3)土壤侵蚀显著改善的区域分布于黄土高原南部、秦岭地区和东南沿海地区,面积约13.6×10~4km~2。通过对RUSLE模型参数的率定,阐明了全国尺度土壤水蚀的时空分异规律,可对不同地区制定相应的土壤修复措施提供依据。     

入侵性杂草皱匕果芥在中国的适生区预测及分析

[目的]对入侵性杂草皱匕果芥在我国的适生区进行预测,为入侵风险评估和损失预测提供数据支撑,同时为控制预案制定提供科学依据。[方法]先用ENMTools和SPSS分别对分布数据和环境变量进行筛选,再调用R程序包Kuenm校准MaxEnt模型确定最优参数设置,然后使用MaxEnt和ArcMap对皱匕果芥在中国的适生区进行预测,并将已公布的进境粮食指定监管场地、进口粮食加工企业地理位置与皱匕果芥在中国的适生区进行匹配分析。[结果]最冷月份最低温度、温度季节变化标准差和最冷季度降水量是对MaxEnt模型拟合重要性排名前3位的环境变量,最冷月份最低温度可能是影响皱匕果芥发生分布的最重要的自然因素;皱匕果芥在中国的中度适生区占中国陆地总面积的15.13%,主要集中在秦岭-淮河以南、龙门山-大凉山以东的亚热带季风气候区域;高度适生区占中国陆地总面积的1.67%,主要形成川渝、湖北-湖南和长三角3个中心。在皱匕果芥的中、高度适生区分布有901个进口粮食加工企业和57个进境粮食指定监管场地。[结论]皱匕果芥的中、高度适生区内存在我国粮棉等作物的重要产区,一旦该杂草大面积发生,将给我国粮棉等作物种植造成非常不利的影响。进口粮食的国际贸易是皱匕果芥入侵中国的主要途径,应当加强对进口粮食接卸、运输、加工等高风险区域和环节的监管力度,并积极实施外来入侵杂草的监测和调查,确保做到早发现、早防除,防止进一步扩散和危害。