基于MaxEnt模型预测细叶小羽藓在中国的潜在分布区

应用Max Ent模型、Arc GIS 10.0和DIVA-GIS 7.5软件,基于96个地理分布记录,预测了细叶小羽藓在末次盛冰期、当代和2070年的潜在分布区。Max Ent模型模拟当代潜在分布区准确度极高,受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.94。当代细叶小羽藓的最适分布区在四川盆地和长江中下游平原。相较于当代的分布,末次盛冰期时该物种的适生区局限在35°N以南,而未来(2070年)的分布范围呈现西进北扩的趋势。Jackknife检验表明,影响细叶小羽藓分布的最主要环境因子(阈值)是年均温(-0.97~22.86℃)、年均降水量(445~2238 mm)和最干月降水量(1~93 mm)。     

唇形科苣叶鼠尾草的新分布及适生分布区预测

在野外调查的基础上,报道了苣叶鼠尾草在贵州和广西的省级新分布。基于苣叶鼠尾草16个分布数据和11个环境因子参数,运用最大熵(MaxEnt)模型对其适生分布区进行预测,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线对模型精度进行验证。结果表明:(1)ROC曲线下面积(AUC)均值为0.999,模型预测结果准确性较高,适合苣叶鼠尾草的潜在适生区预测。苣叶鼠尾草的适生区主要分布于中国西南地区以及与中国南部相邻国家的部分地区。核心适宜区集中在中国滇黔桂、四川东部和滇东南中越边境的石灰岩山区。(2)刀切法(Jackknife)检测结果表明,影响苣叶鼠尾草适生分布区的主要环境因子包括:最暖季降水量、最冷月最低温、平均气温日较差以及最冷季降水量等。适生区环境因子的统计分析结果显示,苣叶鼠尾草适宜生长在最暖季降水量650~1500 mm、最冷月最低温0~10℃、平均气温日较差6.5~8.5℃、最冷季降水量0~250 mm的地区。研究结果可为苣叶鼠尾草的资源调查和相关研究提供有利依据。     

朝鲜淫羊藿于中国东三省的潜在分布预测

了解物种分布格局及其主要影响因子是进行科学合理保护和利用野生资源的重要基础和前提。朝鲜淫羊藿(Epimedium koreanum Nakai)作为东北地区重要的药用植物资源,对其潜在分布格局进行预测,探讨决定其分布格局的主要环境因子,可为其种群保护和开发利用提供科学依据。本文基于朝鲜淫羊藿的15个地理分布点数据和19个气候以及6个土壤指标,利用最大熵(Max Ent)模型,对朝鲜淫羊藿在东北三省的潜在分布区和适宜等级进行预测。结果表明:朝鲜淫羊藿的潜在分布区主要位于辽宁省东部和吉林省南部,面积达170270 km2;核心适生区位于辽宁省东部以及吉林省南部的温带落叶阔叶林区域,面积达80102 km2。最干月降水量和表层土壤有机碳含量分别是影响朝鲜淫羊藿分布的主要气候和土壤因子。本研究可为朝鲜淫羊藿药用植物资源的生境保护与人工栽培用地的合理布局提供科学依据。     

未来气候变化下西北干旱区4种扁桃亚属植物潜在适生区分析

为研究气候变化对4种扁桃亚属植物在中国潜在适生分布区的影响,本文收集4种扁桃亚属植物的193个地理分布坐标和19个生物气候变量,利用Max Ent生态位模型预测扁桃(Amygdalus communis L.)、矮扁桃(Amygdalus nana L.)、蒙古扁桃(Amygdalus mongolica (Maxim.) Ricker.)和西康扁桃(Amygdalus tangutica (Batal.) Korsh.)在中国过去(末次间冰期和末次冰盛期)、当代和未来(2050年) 4个时期气候条件下的潜在适生区。结果表明:当代气候条件下,扁桃主要分布于中国新疆裕民县、巩留县、莎车县、英吉沙县、和田县、乌鲁木齐等地区,与过去相比,乌鲁木齐地区的低适生区面积有所减少;与当代相比,未来气候条件下扁桃的适生区面积增加0.17%,甘肃省酒泉市境内低适生区面积增加。当代气候条件下,矮扁桃主要分布于新疆布尔津县、额敏县和裕民县等;与过去相比,矮扁桃总分布面积主要在布尔津县和额敏县等地区,先减小再增加;与当代相比,未来气候条件下总分布面积减少0.85%;当代气候条件下,蒙古扁桃主要分布于东戈壁、呼和浩特和阿拉善戈壁、鄂尔多斯市等地区;与过去相比,蒙古扁桃的适生区分布面积先减小再增加;与当代相比,未来气候条件下分布面积减少3.39%;当代气候条件下,西康扁桃主要分布于四川省马尔康县、茂县等地区;与过去相比,西康扁桃适生区分布面积呈现出增长趋势;与当代相比,未来气候条件下总面积增加0.25%,低适生区面积有所增加。年均降水量是影响扁桃地理分布的主要环境因子;降水量变异系数是影响矮扁桃的主要环境因子;温度季节性变化标准差是影响蒙古扁桃和西康扁桃的主要环境因子。     

基于Maxent和ArcGIS预测川贝母潜在分布及适宜性评价

川贝母(Fritillaria cirrhosa D.Don)为百合科(Liliaceae)贝母属(Fritillaria L.)多年生草本植物,其干燥鳞茎为名贵中药材,具有重要的药用价值,但目前野生资源几近枯竭。本文结合川贝母108个地理分布记录和16项环境因子,应用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS 9.3),预测了川贝母在我国的潜在适生区及其适生等级。结果显示,川贝母的潜在适生区主要分布在四川的西南、云南的西北和西藏的东南等地区,贵州的西北和甘肃的西南部分地区有零星分布。其中,川贝母最适宜分布区集中在四川(凉山和阿坝)、云南(楚雄、大理和迪庆)和西藏(林芝、山南和日喀则)等地区(适生指数0.5)。等温性(模拟贡献率,20.2%)、年均降水量(16.6%)、海拔(14.3%)、温度季节性变化的标准差(14.2%)、1月最低气温(10.9%)和土壤pH值(7.9%)是影响川贝母分布最主要的6个环境因子。综合分析表明,川贝母最适宜生长在年温差小而日温差大的高原或山区,海拔2500~3500 m、年均降水量为850~950 mm、1月份最低温度在-3.5~4.7℃和土壤偏酸性(pH=6.66)是川贝母最适宜生长的生态位参数。上述研究结果对于适生区开展川贝母野生抚育和种植区划及标准化栽培具有重要的指导意义。     

基于MaxEnt和ArcGIS对太白米的潜在分布预测及适宜性评价

利用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS),结合89个太白米地理分布数据、28个气候因子以及6个与太白米生长相关的土壤因子,对太白米在我国的潜在分布和适宜等级进行了预测。结果表明:太白米的最适生区(适宜系数0.5)主要集中分布在四川(阿坝、甘孜和凉山,51813 km2)、云南(迪庆和丽江,15889 km2)、陕西(太白,16131 km2)、西藏(林芝、山南和日喀则,17748 km2)和甘肃(陇南,12184 km2)等地区。ROC曲线的AUC=0.979,表明预测结果可信度高。影响太白米分布的主要环境因素有年均降水量(贡献率38%)、海拔(32.1%)、1月最低温(7.6%)、1月降水量(6.8%)、土壤pH值(3.9%)等,太白米最适宜区环境参数为:年均降水量870 mm,海拔2550 m,1月最低温-6.3℃,1月降水量5.3 mm,土壤pH=6.77。     

基于MaxEnt模型的珙桐在中国潜在适生区预测

珙桐为我国特有珍稀树种,预测珙桐潜在适生区可为珙桐物种保护与研究提供重要参考。基于387条中国境内样本分布数据和27个环境因子,利用MaxEnt模型与地理信息系统(geographic information system,GIS),对珙桐在中国的潜在适生区进行预测,并通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线对模型精度进行验证。结果表明:ROC曲线下面积(AUC)平均值为0.951,模型预测结果准确性较高,适合珙桐的潜在适生区预测;珙桐潜在适生区主要位于四川、云南、贵州、湖南、湖北、重庆、陕西和西藏等地区,高适生区呈不规则环状分布,西起横断山区,北达秦岭-武当山-荆山一线,东抵张家界-雪峰山一带,南至贵阳,在西藏东南部的雅鲁藏布江河谷和安徽西部的大别山地区也有分布;气温年较差、年降水量、最冷月最低温、昼夜温差、降水量变异系数等5个环境因子对珙桐潜在适生区预测影响最大,其他环境因子,如地形、土壤、水文等影响较小。     

末次盛冰期以来气候变化对中国山荆子分布格局的影响

山荆子(Malus baccata (L.) Borkh.)具有较高的观赏、经济价值,是苹果属(Malus)植物的重要种质资源。本文利用ENMeval数据包调整Max Ent模型的调控倍频和特征组合参数,根据602条现代分布记录和筛选的8个生物气候变量,模拟预测山荆子在末次盛冰期、中全新世、现代、2070年(RCP 8.5) 4个时期的潜在分布区。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山荆子潜在地理分布的影响。结果显示,当RM值为2、FC为LQHPT时,Max Ent模型的复杂度和过拟合程度较低,该参数下AUC值的均值为0.9272±0.0019,表明模型预测极准确;山荆子现代高度适生区为山西的太行山、管涔山和吕梁山,吉林、辽宁东北部,陕甘宁交界处,河北北部,鲁中南地区;末次盛冰期山荆子适生区整体上显著向东南偏移,北方的高度适生区消失;中全新世适生区轮廓与现代基本一致,但略微有向高海拔地区收缩的趋势; 2070年山荆子在国内的适生区将向高海拔地区急剧收缩,中度、高度适生区面积急剧减少;山荆子现代潜在地理分布受温度和降水因子的共同影响,但后者的影响更大。本研究预测气候变化对山荆子分布范围的影响,将对其种质资源保护和管理提供重要的参考价值。     

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。     

入侵害虫葡萄根瘤蚜在中国的潜在适生区预测

葡萄根瘤蚜(Viteus vitifoliae Fitch)是源自北美的外来入侵害虫,对我国葡萄产业具有严重威胁。本研究应用最大熵(Max Ent)生态位模型和地理信息系统(GIS),预测了葡萄根瘤蚜在我国的潜在适生区,采用ROC曲线分析法验证了预测结果,对其在我国各葡萄主产省份的适生区面积比例进行了统计,并对影响葡萄根瘤蚜分布的各种环境因子进行了分析。结果表明:葡萄根瘤蚜在我国有广泛的潜在分布区,适生度较高的地区主要集中于华东沿海、黄土高原和华中地区,经纬范围大致为100°E—124°E,24°N—43°N;该种在除新疆之外的主要葡萄生产省份均具有较高的适生性,潜在的适生区远大于目前的分布范围,仍有巨大的入侵潜力和风险;葡萄根瘤蚜入侵区分布主要受温度(尤其是低温)的影响,水分和土壤质地属性对葡萄根瘤蚜分布的限制作用明显不及温度条件;在未来气候变暖的趋势下,葡萄根瘤蚜的适生范围有可能向北、向高海拔地区偏移。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.