气候变化情景下孑遗植物绵刺在中国的潜在地理分布

绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)为我国西北干旱、半干旱地区孑遗濒危荒漠植物,具有重要的生态作用。预测过去、当代及未来气候变化情景下绵刺植物在中国的潜在地理分布区和迁移路线,将为绵刺的保护利用及种群合理建立提供一定的科学依据。基于绵刺在中国的73个有效分布点和8个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测末次间冰期、末次盛冰期、当代及未来绵刺在中国的潜在地理分布变化,综合分析影响绵刺分布的主要环境因子及其适宜范围,并用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型的精确度。结果表明：(1)MaxEnt模型预测精确度极高,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值为0.988,预测显示当代绵刺主要分布在内蒙古中西部地区(阿拉善地区)、宁夏东北部和西北部、甘肃中东部、新疆中部和西部少量狭长分布区,潜在地理分布的总适生区面积约是51.94×10⁴ km~2;(2)影响绵刺潜在地理分布的重要环境因子变量是降雨(最干月降雨量、年均降雨量、最湿月降雨量、最冷季度平均降雨量)和温度(最热月的最高温);(3)从末次间冰期到末次...     

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MaxEnt模型的中国沙棘潜在适宜分布区分析

中国沙棘主要分布于我国华北、西北、西南等地森林—草原过渡地带，是我国北方地区退耕还林、生态修复等工程的重要造林树种，对维持干旱、半干旱地区的生态环境稳定具有重要意义。探讨限制中国沙棘分布的主导气候因子，模拟其潜在适宜分布区，以期为中国沙棘在林业生态工程和生态经济林建设中的合理种植和推广提供理论依据。基于中国沙棘自然分布的328个地理样点，利用最大熵(MaxEnt)模型对中国沙棘的潜在分布区的主导气候因子进行分析，并预测中国沙棘的潜在分布范围。结果表明，基于气候变量的MaxEnt模型训练集和测试集受试者工作特征曲线下面积(AUC值)分别为0.962±0.001和0.949±0.001,均大于0.9,表明MaxEnt模型对中国沙棘潜在分布区的预测具有极高的准确度，可信度好。基于环境变量贡献率和刀切法的结果表明年降雨情况、生长季的水热状况、最干季降雨和最冷月最低温等是限制中国沙棘分布的主要气候因素，其中年降雨是限制中国沙棘分布的主导气候因子。通过模拟得到现代中国沙棘潜在地理分布的总适生区面积为165.1万km~2;其中高适生区和中适生区面积共93.3万km~2,主要集中分布于河北西部、北部，...     

气候变化下寒露林蛙在中国的潜在地理分布

近几十年来,全球变暖对全球生物多样性及其地理分布产生了重要影响,特别是对气候变化敏感的两栖动物。寒露林蛙(Rana hanluica)是中国特有种,但在濒危物种红色名录中处于无危状态。为了评估寒露林蛙种群的生存现状,掌握该物种在中国的潜在分布区,以及在未来气候变化条件下适宜生境区的变化,本研究利用最大熵(MaxEnt)生态位模型和地理信息系统,对中国未来气候变化情景下(2050和2070年)寒露林蛙的适宜生境区进行识别。基于47个寒露林蛙分布位点和20个典型环境因子,建立了寒露林蛙在当前和未来气候条件下的适宜生境模型,并分析了相关的环境影响因子。结果表明: MaxEnt模型的预测准确度较高,受试者工作曲线面积值达0.993;寒露林蛙在当前气候条件下的潜在适宜生境面积为36.36万km²,潜在地理分布区域主要位于湖南省和贵州省;影响潜在地理分布的主要环境因子为最干月降水量和海拔。在未来2种典型浓度路径的气候情景下(SSP1-2.5和SSP5-8.5),寒露林蛙适宜生境区均出现不同程度的缩减,导致总适宜生境面积呈减少趋势;其高适宜生境向高纬度地区转移,其核心分布区仍以湖南省为主。     

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。     

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。     

气候变化条件下苦参在我国潜在分布区的预测分析

为了解气候变化情景下苦参在中国的潜在分布区变化,探讨生物气候因子与苦参适宜分布格局的关系.该文通过收集苦参的地理分布点并结合19项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)对末次盛冰期、当前气候、未来气候三种气候情景下苦参在我国适生区的分布格局进行模拟,并分析影响苦参生长的主导生态因子.结果...     

气候变化下考氏白盾蚧的潜在分布区预测

【目的】评估园林植物害虫考氏白盾蚧Pseudaulacaspis cockerelli当前和未来在全世界的潜在分布区,揭示未来气候变化下考氏白盾蚧的分布动态,明确气候环境因素对其潜在分布的影响。【方法】以考氏白盾蚧为研究对象,基于考氏白盾蚧在全球的118条有效地理分布记录和19个环境变量,运用优化的MaxEnt模型和ArcGIS软件,推测气候变化下当前、2050年和2070年考氏白盾蚧的潜在分布格局,采用响应曲线确定环境变量的适宜区间,定量确定考氏白盾蚧未来气候条件下潜在地理分布动态。【结果】MaxEnt模型运算的平均曲线下面积(area under the curve, AUC)值为0.7182,表明该预测模型的预测精度比较高。当前考氏白盾蚧潜在地理分布的总适生区面积约为2.73×10⁷ km²,其中高适生区面积大约为4.37×10⁶ km²,占潜在可入侵总面积的16％,该区域主要位于美国与巴西西南沿海地区,印度西部地区及西部沿海区域,孟加拉国,越南北部大部,中国西南大部及华东华中大部,以及日本南部地区;在未来气候条件下,伴随着CO₂浓度的升高,考氏白盾蚧的高适生面积将显著增加。影响考氏白盾蚧的潜在地理分布的主要环境变量为平均月温差、昼夜温差与年温差比、最湿季平均温度和降水季节性,其中昼夜温差与年温差比的贡献率最高,达到38.8%。【结论】本研究结果表明考氏白盾蚧适宜生境主要受平均月温差和昼夜温差与年温差比的影响。本研究为考氏白盾蚧的综合防治提供重要依据和数据支撑。     

基于MaxEnt模型的对开蕨在吉林省的潜在适生区预测

目的：明确国家Ⅱ级重点保护野生植物对开蕨的潜在适生区，分析影响其适生区分布的主导环境因子，是对其种群开展保护和恢复的基础。方法：基于现有的对开蕨分布点和环境数据，利用MaxEnt模型预测对开蕨在吉林省的潜在适生区并划分适生等级，进而以刀切法，结合每个环境因子的贡献率和置换重要值来综合评估影响对开蕨分布的主导环境因子。结果：训练集的受试者工作特征曲线下的面积(AUC)平均值为0.991，测试集的AUC平均值为0.987，表明MaxEnt模型预测结果准确。对开蕨的潜在适生区主要分布于吉林省东南部的白山市和通化市，辽源市、吉林市和延边州也存在零散分布，而白城市、长春市、松原市和四平市均为非适生区，其中高适生区潜在分布面积共计2 139.67 km²，中适生区潜在分布面积共计2 950.20 km²，低适生区潜在分布面积共计7 309.44 km²。影响对开蕨潜在分布的4个主导环境因子为最暖季度的降雨量、海拔、坡度和最冷月的最低温度，其适宜阈值分别是500～560 mm、700～1 250 m、14°以上和-25.5～-23.5...     

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.     

气候变暖对中国栓皮栎地理分布格局影响的预测

利用DIVA-GIS软件对中国栓皮栎的地理分布及气候特征进行研究,并用该软件中的Bioclim和Domain两个模型评估未来潜在分布区对气候变暖的响应.结果表明: 中国栓皮栎分布区可分为横断山脉区、云贵高原区、华北山地区、华东山丘区、辽鲁半岛区、台湾海岛区和秦岭巴山区7个亚区,跨越7个温度带、2个干湿区、17个气候区,包括8种气候类型.秦岭-大巴山-伏牛山为栓皮栎的现代多度中心.适合栓皮栎生长的年平均温度为7.5～19.8 ℃,年降雨量为471～1511 mm.Domain和Bioclim模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)分别为0.910、0.779,前者预测的高度适生区为秦岭、大巴山、伏牛山、桐柏山、大别山、云贵高原东部和西部、苏皖南部丘陵和华北部分山地.气候变暖趋势下栓皮栎潜在分布区可能向北回缩,面积减小.     

Predictions of potential geographical distribution of Sinopodophyllum hexandrum under climate change

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)为小檗科多年生草本植物, 是我国濒危传统藏药, 预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层, 通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省的潜在地理分布, 并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七分布范围。结果表明: 最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子; 在当前气候条件下, 桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%, 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, 低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与72.43%。由模型预测可知, 在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1三种情景下, 桃儿七在研究区低适宜生境的数量相对变化较小, 在适宜生境先大幅减少后又缓慢增加。研究结果同时表明, 在未来气候变化条件下, 桃儿七的适宜生境平均海拔将逐渐升高, 范围以及几何重心极有可能先向北移, 然后再向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。     

气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响

东北地区是我国沼泽湿地分布最广泛的地区。为研究沼泽湿地对气候变化的响应,选取了对沼泽湿地分布可能存在影响的26个环境因子,利用最大熵(Maximum Entropy, MaxEnt)模型模拟了沼泽湿地基准气候条件下的潜在分布,并预测了气候变化情景下2011-2040 年、2041-2070 年和2071-2100 年3个研究阶段东北沼泽湿地潜在分布。研究结果表明:最大熵模型预测精度较高(平均AUC(Aera Under Curve)为(0.826±0.005))。基准气候条件下东北沼泽潜在分布区主要为大小兴安岭和三江平原地区。随着时间的推进,东北地区沼泽湿地原有潜在分布面积明显减少,而新增潜在分布面积较少,总面积呈现急剧减少趋势。至2071-2100年,原有沼泽湿地潜在分布面积将减少99.80%,新增潜在分布面积仅2.48%,总潜在分布面积减少97.32%。空间分布上,东北沼泽湿地潜在分布呈现由东向西迁移,南北向中心收缩的趋势。研究结果可为东北地区沼泽湿地保护政策的制定提供参考。     

谷子品种抗旱性的苗期快速鉴定

报道了在苗期快速鉴定谷子品种抗旱性的实验结果.通过比较种子在甘露醇渗透胁迫条件下的相对萌发率和芽生长抑制率、幼苗在适度控水条件下的相对含水量和水势、幼苗严重失水恢复供水后的存活率等几个指标,对5个谷子品种(鲁7060、羊角黄、豫谷5号、Jun 24和Mar 51)的苗期抗旱性进行鉴定.结果表明,Mar 51在所鉴定的品种中具有相对的抗旱优势,可以作为谷子苗期抗旱性研究的代表性材料.谷子种子在甘露醇渗透胁迫条件下的相对萌发率与幼苗在适度控水条件下相对含水量的变化趋势一致,初步认为这两个指标可以作为苗期快速鉴定谷子抗旱性的筛选指标.     

中国西部干旱地区啮齿动物多样性分布格局

在系统整理我国西部干旱地区啮齿动物的分布资料,获得物种分布范围的基础上,应用GIS软件,基于等面积栅格系统,研究啮齿动物的等级多样性,探讨啮齿动物物种的区域分化特征。结果表明,祁连山地和北塔山、伊犁天山、阿拉套山和阿尔泰山地,以及贺兰山地等处的啮齿动物的属数最高;塔里木盆地中心和藏北高原的属数最低。阿尔泰山南麓、伊犁天山和东祁连山地的啮齿动物科数最多;塔里木盆地中心和藏北高原的科数较少。在青藏高原的周边,寒漠与温性荒漠、荒漠与山地、高原与盆地、荒漠与草原、山地与草原等景观的交界处,多样性指数较高。蒙新荒漠区的啮齿动物的属科数比相对较高,青藏高原的属科数比值较低,但青藏高原的种属数比值相对较高,而且GF指数亦较高。     

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。     

气候变化下青藏高原两种云杉植物的潜在适生区预测

为了预测未来气候变化下云杉属植物的适宜生境,选择青藏高原暗针叶林的两种重要建群植物丽江云杉（Picea likiangensis）和紫果云杉（Picea purpurea）作为研究对象,采用MaxEnt模型预测21世纪50年代（2050s）和70年代（2070s）两物种在未来气候情景下的潜在分布,并结合ArcGIS计算物种分布面积和空间格局变化。结果表明：（1）丽江云杉的潜在适宜分布区主要集中在四川西南部和西藏东部。紫果云杉潜在适宜分布区主要集中在四川西北部、甘肃南部、青海东南部,以及西藏东部地区。（2）在未来两个时期丽江云杉的分布面积总体呈增加趋势,紫果云杉呈先增加后减少的趋势,但与其现代分布面积相比,两种云杉的总适生区面积都有不同程度的增加。（3）丽江云杉适宜生境未来可能会向北迁移,而紫果云杉可能会向西迁移。（4）影响丽江云杉和紫果云杉潜在地理分布的主要气候因子为最暖季降水量和最暖季均温。研究结果可为丽江云杉和紫果云杉在未来气候变化情景下的可持续管理提供一定的理论依据和参考价值。     

安徽定远侯家寨遗址二期植物性食物资源利用的淀粉粒证据

淮河中游地区位于中国中东部地理、气候、文化的过渡地带,同时也是新石器时代北方旱作农业与南方稻作农业分布的交错地带。现有植物考古资料表明,新石器时代晚期是淮河中游地区农业结构从单一的稻作农业转变为稻旱兼作农业的关键阶段。然而,新石器时代晚期淮河中游地区,尤其是淮干以南地区先民的植物资源利用情况,以及该地区农业结构何时发生转变等问题至今依然不清楚。本文利用淀粉粒分析方法,对安徽定远侯家寨遗址二期（6.2~5.6 kaBP）出土的22件陶器残片表面残留物进行了分析。结果表明新石器时代晚期淮河中游淮干以南地区先民利用的植物性食物资源具有多样性,包括稻属（Oryza spp.）、小麦族（Triticeae）、薏苡属（Coix spp.）、粟（Setaria italica (L) P. Beauv.）、黍（Panicum miliaceum L.）、栎属（Quercus spp.）、莲属（Nelumbo spp.）以及块根块茎类植物等。稻属淀粉粒的发现证明,自新石器时代中期至新石器时代末期,淮河中游地区先民对水稻利用基本上是延续的。粟、黍淀粉粒是淮河中游淮干以南地区迄今为止已报道发现最早的旱生农作物的证据,意味着早在6.2~5.6 kaBP期间,北方旱作农业文化与淮河中游淮干以南地区可能就存在着食物的交流与传播。该结果对于了解淮河中游地区新石器时代农业发展、演变历程以及中国中东部稻作、粟作农业传播的时空路线等问题具有重要的科学价值。     

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应Ⅴ.南方地区季节性干旱特征分区和评述

在干旱特征研究的基础上开展季节性干旱分类分区,可为不同干旱区域应对全球气候变化、制定抗旱减灾对策和防控技术提供理论依据.以国家标准中的气象干旱、农业干旱指标为主要依据,利用南方地区268个气象台站1959-2008年的气候资料,在分析南方地区季节性干旱的气候背景和分布特征的基础上,采用综合因子与主导因子相结合方法、逐级指标筛选法,综合灾害分析和聚类分析方法,对季节性干旱进行3级分区.一级分区以年干燥度和季干燥度为主要指标,以年尺度和主要作物生长季的降水量为辅助指标,将南方区域分为半干旱区、半湿润区、湿润区和极湿润区4个一级区;在此基础上再划分为川滇高原山地温凉半干旱区,江北温暖半湿润区、华南暖热半湿润区和西南高原温凉半湿润区3个半湿润区,长江流域温热湿润区、华南暖热湿润区和西南山地温暖湿润区3个湿润区,以及华南暖热极湿润区和江南西南山区温凉极湿润区2个极湿润区,共9个二级干旱分区.最后基于多个干旱指标的干旱频率和干旱强度,将南方区域分成29个三级干旱区.在分区基础上对不同季节性干旱特征分区分布情况、干旱特点及对农业生产影响进行评述,并提出了防旱避灾措施.