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。     

茂兰喀斯特森林植物物种丰富度的垂直分布特征及环境解释

茂兰喀斯特峰丛地貌森林是目前罕见的一类原生性强、人为干扰少的非地带性森林生态系统,与常态地貌地带性森林生态系统相比差异大。该研究采用典型样地调查方法对茂兰喀斯特森林海拔在620～910 m之间的垂直样带11个样方进行调查,分析研究区顶级群落物种丰富度的垂直梯度变化特征,并用冗余分析(RDA)法分析环境因子对物种丰富度的影响,以明确垂直梯度上物种丰富度与环境因子的关系,为喀斯特自然森林生态系统的维持与恢复、保护与管理提供理论基础。结果表明：(1)该调查茂兰喀斯特峰丛共记录有维管植物511种,隶属于124科272属。(2)单因素方差分析表明,该群落不同生活型的丰富度之间存在极显著差异(P<0.01);LSD多重比较分析表明,群落丰富度水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。(3)随海拔梯度的升高,群落总物种丰富度和草本层物种丰富度与海拔呈显著负相关关系(P<0.05),乔木层丰富度和灌木层丰富度与海拔无明显规律。(4)冗余分析表明,土壤C/N/P的解释率达到58%,是影响物种丰富度的主要因素。     

中国硬叶兜兰地理分布格局及其潜在分布区预测

该研究基于MaxEnt模型和ArcGIS技术,采用实地调查为主结合标本、文献查阅的方法得到全国107个硬叶兜兰有效分布点,并筛选出13个因子,从生态位模型角度对其潜在地理分布进行预测,并采用AUC值对模型进行准确性检验,用ArcGIS 10.6软件进行可视化处理,分析硬叶兜兰潜在分布区并计算面积;采用刀切法、预测因子贡献率和响应曲线,分析影响硬叶兜兰分布的主导因子,为硬叶兜兰的就地保护、迁地保护、野外回归和开发利用提供理论区划依据。结果表明：(1)硬叶兜兰在全国大尺度上总体呈零散分布,以滇、黔、桂三省(自治区)的喀斯特山地为主要分布区;小尺度上普遍呈现出微地形小居群聚集分布的特点,有64.95%的分布点实际分布面积不超过100 m²。(2)该种潜在分布区预测的构建数据和检验数据AUC值分别为0.992和0.987,其潜在分布区为贵州西南至南部地区、贵州中部地区、云南东南部、广西北部至西北部,其中最适宜区为滇东南、黔西南至桂西北地区,面积约3 912.71 km²。(3)影响硬叶兜兰潜在分布的主导因子及最适范围是顶层土壤质地(壤土)、最干季度降水量(55~85 mm)、年均降水量(1 220~1 480 mm)、碳酸钙含量(2.5%~2.7%),4个主导因子的贡献率分别为30.0%、20.1%、16.2%和7.0%。研究认为,硬叶兜兰被采挖严重,对生境要求严格,结合该种在中国的实际分布情况、生存现状、受威胁状况和潜在分布区预测结果,建议将硬叶兜兰列入国家重点保护植物名录,并通过自然保护区或保护小区等方式加强原生地保护。     

贵州省野生兜兰属植物资源现状及保护成效分析

兰科(Orchidaceae)兜兰属(Paphiopedilum)植物花形奇特,研究价值和观赏价值都很高,对环境要求严格,是生物多样性保护中的“旗舰”类群。为掌握贵州省野生兜兰属植物资源现状和保护成效,该研究对野生兜兰属植物进行专项调查,对其资源量、分布格局、受威胁因素和就地保护等进行分析。结果表明:(1)共调查到8种兜兰属植物的103个分布点,分布于27个县,以南部、西南部为主要分布区,生境复杂多样,自然分布不均衡。(2)各物种分布面积从大到小的顺序为硬叶兜兰>小叶兜兰>麻栗坡兜兰>巨瓣兜兰>带叶兜兰>长瓣兜兰>白花兜兰>同色兜兰,资源丰富度从高到低的顺序为硬叶兜兰>小叶兜兰>带叶兜兰>巨瓣兜兰>麻栗坡兜兰>白花兜兰>长瓣兜兰>同色兜兰。(3)该类群受干扰因素复杂,受威胁较为严重,其中过度采挖、干旱、生境退化和破碎化是其濒危的主要原因。(4)该属“有效保护(EP)”2种,“较好保护(WP)”1种,“一般保护(GP)”2种,“较少保护(LP)”3种,未找到目标物种以致“保护状况不明(PSU)”2种。已调查到的物种保护率达100%,但分布点保护率仅29.13%,各物种分布点保护率差异显著; 建议相关部门有针对性地提升全省兜兰属植物的保护强度,进一步优化保护方式和范围,确保这些珍稀濒危的植物资源得到持续的生存发展。     

中国兜兰属宽瓣亚属植物地理分布格局及其主导气候因子

为明确兜兰属宽瓣亚属(Paphiopedilum Subgen. Brachypetalum)植物在中国的自然地理分布格局及其主导气候因子,该研究以7种宽瓣亚属植物为研究对象并利用ArcGIS技术提取其在中国194个地理分布点的气候数据, 采用描述性统计分析宽瓣亚属植物在中国分布区的气候特点, 采用逐步回归拟合各气候因子与其经纬度分布的线性关系, 最后通过冗余分析(RDA)和蒙特卡洛(Monte-Carlo)检验量化各气候因子对宽瓣亚属植物地理分布的贡献率。结果表明: (1)宽瓣亚属植物在中国主要分布于滇东南、黔西南、黔南、黔东北、滇西北、桂北与黔南交界处以及桂西北至桂西南地区。(2)该亚属植物在中国分布区的昼夜温差月均值、年平均气温变化范围、最暖季度平均气温、最冷季度平均气温4项热量因子的平均值分别为8.13、23.70、23.62和9.23 ℃, 降水量变异系数、最湿季度降水量、最干季度降水量、干旱指数4项水分因子平均值分别为75.66%、673.10 mm、73.97 mm和26.12%, 整体上具有湿热的气候特点; 各物种间, 狭域分布的物种与广布种间的气候因子存在显著差异。(3)逐步回归分析表明, 各拟合方程均达到极显著水平, 昼夜温差月均值、最暖季度平均气温、最冷季度平均气温、降水量变异系数、最干季度降水量、干旱指数是影响中国宽瓣亚属植物沿经度分布的主要因子; 最冷季度平均气温、最湿季度降水量、年平均气温变化范围、最干季度降水量、降水量变异系数是影响中国宽瓣亚属植物沿纬度分布的主要因子。(4) RDA结果显示, 气候因子在第1轴的解释率为73.32%, 在第2轴的解释率为21.29%, 累计解释率为94.61%, 各气候因子的解释率大小排序为: 昼夜温差月均值(57.8%) >最暖季度平均气温(41.5%) >年平均气温变化范围(38.3%) >最干季度降水量(23.1%) >最冷季度平均气温(16.9%) >降水量变异系数(13.7%) =最湿季度降水量(13.7%) >干旱指数(3.0%)。因此, 昼夜温差月均值、最暖季度平均气温、年平均气温变化范围3个气候因子是影响中国宽瓣亚属植物分布的主导气候因子。