基于MaxEnt模型的小巢粉虱在中国的潜在地理分布

小巢粉虱是一种危险性外来入侵害虫,现已传入我国香港、海南。阐明小巢粉虱在我国的潜在地理分布及其主要限制环境因子,可为该虫早期预警与防控提供理论依据。本文利用MaxEnt模型对小巢粉虱在我国的潜在适生区进行预测,使用刀切法及环境变量响应曲线对影响小巢粉虱分布的环境因子进行评估。结果表明:小巢粉虱在我国的潜在适生区分布于海南、台湾、广东、广西、福建、云南、贵州、湖南、江西、浙江、上海、安徽、湖北、重庆、四川、西藏等省区;适生区总面积224.9万km~2,约占我国国土面积的23.4%,其中高度适生区面积38.2万km~2,中度适生区面积47.6万km~2,低度适生区面积139.1万km~2;最冷月最低温(bio06)、最干季平均气温(bio09)、最冷季降水量(bio19)是影响小巢粉虱潜在地理分布的主导环境因子。我国各潜在适生区、特别是华南沿海地区应加强检疫,防止小巢粉虱进一步扩散。     

气候变暖背景下春兰和蕙兰的适生区分布预测

为了阐明气候变暖背景下春兰(Cymbidium goeringii)和蕙兰(C. faberi)在我国的适生区分布变化情况,根据157条分布记录和19个生物气候变量,应用最大熵物种分布模型,对2070年4种温室气体排放情景下春兰和蕙兰在我国的适生区分布进行预测,并筛选影响其地理分布的主要气候因子。结果表明:(1)2070年春兰和蕙兰分布点的年均温(bio1)、最冷月最低温度(bio6)和最冷季平均温度(bio11)等均升高,气候有变暖趋势;(2)受试者工作特征曲线下面积(AUC)值在0.9—1.0之间,模型预测结果可信度较高;(3)影响春兰、蕙兰当前和2070年地理分布的限制性气候因子主要有最冷月最低温度(bio6)、最冷季平均温度(bio11)、年均降水量(bio12)和最干月份降水量(bio14);(4)气候变暖将会对春兰和蕙兰的适宜生境范围和面积产生影响。预测2070年春兰的适宜生境面积将会有所减小,而蕙兰的适宜生境面积将会增加,且整体有向北迁移的趋势。研究结果为野生春兰和蕙兰的生态风险评价和引种提供了重要依据。     

中国特有种天山猪毛菜的地理分布及潜在分布区预测

基于野外调查的居群分布信息和20个环境变量(包括海拔及19个气候变量),采用最大熵模型( MaxEnt)和地理信息系统( ArcGIS)对中国特有种天山猪毛菜( Salsola junatovii Botsch.)的潜在分布区进行预测;并采用受试者工作特征曲线( ROC)和刀切法( jackknife test)分别检验MaxEnt模型的精度和评估各环境变量在决定潜在分布区时的贡献量。结果显示：天山猪毛菜主要分布在中国新疆南部的12个县(包括托克逊县、和硕县、和静县、焉耆县、拜城县、库车县、温宿县、乌什县、阿合奇县、阿图什县、乌恰县和阿克陶县),但在相关文献记载的曾有分布的阿克苏市、柯坪县和喀什市则本调查中没有发现。通过MaxEnt模型预测,天山猪毛菜的潜在适生区主要集中在新疆南部(包括天山南坡和塔里木盆地西南缘)以及甘肃的西部和东部等,新疆西部地区有零星分布;在调查的15个居群中,除居群14(位于乌恰县西部)外,其他14个居群均位于潜在适生区内,其中的7个居群位于非常适宜的潜在适生区内,表明利用MaxEnt模型预测天山猪毛菜的潜在适生区效果较好。在20个环境变量中,对预测结果贡献量位居前3位的环境变量为最冷季度平均温度、最冷月最低温和最干季度平均温度,表明该种的分布与低温相关。此外,对天山猪毛菜潜在适生区与实际分布区差异的成因进行了分析。     

石山苣苔属的潜在适生区特征及其环境驱动变量

石山苣苔属(Petrocodon Hance)是著名的观赏花卉之一，但气候动荡和人类活动的强烈干扰，使其绝大部分被评估为极危(CR),至少也是易危(VU)以上。为重建末次间冰期以来石山苣苔属潜在适生区的时空变化，探讨适生区对环境变化的响应关系，为石山苣苔属的起源、地理分化研究和中国特有种质资源保护、园林开发利用提供理论指导，该研究结合120个分布记录和17个环境变量，应用优化的MaxEnt模型和地理信息技术(ArcGIS)对石山苣苔属在中国及中南半岛的适生区及其分布格局进行模拟，并基于逐步多元线性回归分析、冗余分析和蒙特卡洛检验评估影响石山苣苔属当前地理分布的主导变量。结果表明：(1)优化的MaxEnt模型的预测精度高，AUC值大于0.96;石山苣苔属当前适生区从中国西南部连续分布至越南北部，零散分布于中国中部和南部、块状分布于缅甸北部，其中以中国云贵高原南部为最佳适生区。(2)制约石山苣苔属当前地理分布的主导环境变量为最干月降雨量(bio14)、最热季度平均降雨量(bio18)、最湿季降雨量(bio16)、温度变化方差(bio4)、最冷月最低温度(bio6)、海拔(alt)。(3)在...     

未来气候变化下栎树猝死病菌在中国的适生性分析

基于中国国家有害生物检疫信息平台的有关记录和文献以及WoldClim网站,获取栎树猝死病菌的地理分布数据及气候数据,并用SPSS软件和刀切法筛选主导环境变量。利用MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件,对栎树猝死病菌现代和未来情景下在我国的潜在适生区进行预测,并计算和绘制栎树猝死病菌高风险区质心转移轨迹。通过不同年份和不同气候情况下的受试者工作特征曲线(ROC)的训练集和测试集受试者工作特征曲线下面积(AUC)值均大于0.91,说明MaxEnt模型准确并适用于预测栎树猝死病菌在我国的潜在分布,同时结合其主要寄主植物的地理分布进一步增强预测模型的可信度。预测结果表明,最冷季度降水量、最冷季度平均温度、最干季度平均温度和年均降水量是影响栎树猝死病菌分布的主要环境变量。而2030s(2021—2040年)、2050s(2041—2060年)和2070s(2061—2080年)在3种气候情景下(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5),栎树猝死病菌的潜在适生区相较于现代情景下都有所增加。此外,高风险区面积在3个年代3种情景下的面积增长率均高于45%。高风险区质心变化的预测结果表...     

基于Maxent模型的冬虫夏草中国潜在适生区预测

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是分布在青藏高原高寒地区稀缺的可再生生物资源, 是我国传统名贵中药材, 具有很高的药用价值和经济价值。目前对冬虫夏草的潜在适生区研究较少, 对虫草资源的空间分布格局尚不清晰。明确冬虫夏草在我国的地理分布, 对其保护及有效利用具有重要意义。研究共收集了175个分布点及24个环境因子数据, 最终筛选出12个环境变量数据参与模型训练, 利用Maxent模型预测冬虫夏草中国潜在适生区, 通过ROC曲线分析模型预测效果, 结合贡献率、置换重要值和刀切法检验分析环境变量对冬虫夏草分布的影响。结果显示: 我国虫草主要分布于西藏、青海、甘肃、四川和云南五省, 适生区总面积(高适宜分布区与中适宜分布区)为8.82927×105 km2。ROC评价结果显示, Maxent模型训练数据的AUC值高达0.959, 表明预测结果准确度极高。对环境变量进行分析, 影响冬虫夏草地理分布的主要环境因子是海拔, 最暖季度平均温度, 最暖季度降水量。本研究明确了冬虫夏草在我国的潜在适生分布区, 为虫草的资源明确及生境保护提供了理论依据。     

气候变化背景下南美蟛蜞菊在中国的潜在适生区预测

采用最大熵物种分布模型(MaxEnt)对南美蟛蜞菊当前、未来2050、2070年在我国适生区分布情况进行预测, 探究影响南美蟛蜞菊分布的主要环境因子。模型AUC值达到0.9以上, 表明预测结果可信度较高。模型预测结果显示, 19个环境因子中贡献率较高的前四位依次是最暖季度降水量(bio 18)、最湿月降水量(bio 13)、最干月降水量(bio 14)、最湿季度降水量(bio 16), 可以看出降水量是影响南美蟛蜞菊分布的主导因子。模型预测南美蟛蜞菊在我国总适生区面积为21.85万km2, 占国土面积的22.77%, 表明其入侵风险较高; 其中, 最佳适生区面积为6.60万km2, 与其当前分布区基本吻合。在未来气候变化下, 南美蟛蜞菊总适生区面积变化不大, 但分布格局发生变化, 最佳适生区有向西南地区转移的趋势。研究结果为该入侵种的生态风险评估及防控工作提供了重要依据。     

基于MaxEnt模型预测黄脊竹蝗在中国的适生区

为探明黄脊竹蝗Ceracris kiangsu在我国的潜在适生区,做好早期虫情监测.本研究根据267个黄脊竹蝗物种分布点,结合气候数据,采用最大熵(Maxent)模型和ArcGIS预测黄脊竹蝗在我国的适生区分布.结果表明:影响黄脊竹蝗适生区分布的主要环境变量为最干月降水量和最冷月最低温,次要环境变量为湿季降水量、最热月最高温、降水量季节性变异系数和温度年较差.预测的黄脊竹蝗高适生区、中适生区、低适生区分别占全国陆地总面积的3.0％、5.6％和10.3％,适生区主要分布在江淮流域、长江中下游地区、华南及西南等地.模型预测结果与实际调查一致性较高,能够反映真实分布情况,对科学开展黄脊竹蝗防控具有较高参考价值.     

基于MaxEnt的西藏飞蝗在中国的适生区预测

西藏飞蝗是青藏高原本地特有物种,为青稞和牧草的重要害虫,近年来危害范围有扩大蔓延趋势。研究并明确西藏飞蝗在中国的适生区域,对制定该虫的早期监测、预警及控制措施意义重大。近年来最大熵理论在物种适生研究领域得到广泛应用,基于西藏飞蝗的分布信息和环境变量,采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS对其在中国的潜在分布区进行预测,用ROC曲线检测模型精度、刀切法(jackknife test)筛选主导环境变量及其适宜值。两次模拟的AUC值分别为0.996和0.993,预测结果与实际拟合度很高。西藏飞蝗在中国的高适生区主要位于四川的甘孜州,西藏的昌都地区、林芝地区、山南地区及拉萨市,中适生区则以高适生区为中心向外扩散,集中在青藏高原东部地区。海拔、8月份平均雨量、1月份平均雨量、等温性、12-2月份的平均温度是影响西藏飞蝗潜在分布的主要环境变量。     

基于MaxEnt优化模型的闽楠潜在适宜分布预测

闽楠是我国二级保护珍稀濒危植物，不仅是珍贵用材树种，还具有重要的生态价值，预测其潜在适生区变化具有重要意义。采用Enmeval优化包调用MaxEnt模型建立最优模型。基于186条分布记录和9个环境变量模拟闽楠现代2050和2090年代的6个气候情景潜在分布区。综合Jackknife检验、置换重要值和贡献率、多元相似度面和最不相似变量，探讨影响闽楠适生分布区的环境因子，并分析空间变换格局。结果表明：（1）最优模型的参数为：FC=PT，RM=0.5，Maxnnt模型的预测准确度极高，AUC=0.9846±0.0037，现代闽楠潜在适生区的面积为54.32×10⁴km²，闽楠现代高度适生区集中分布在湖南南部和广西东北部；（2）在未来6种气候变化情景下，闽楠潜在适生分布区均有向北扩张的趋势，除2050s-SSP585外，其余情景适生区面积均增加较小，特别是情景2090s-SSP126下，高度适生区将减少40.32%；（3）最干月降水量（bio14）、降水季节性变化（bio15）、最冷月最低温（bio6）、最暖季降水量（bio18）和最暖月最高气温（bio5）是制约闽楠分布格局的主要环境因子；（4）闽楠各个时期的地理分布范围差别较大，说明闽楠对气候变化抗逆性较差，滥砍滥伐、生境破坏和自身繁育问题可能是致濒的重要原因，福建、江西、湖南和广西东北部是闽楠的稳定适生区和未来气候避难区，台湾中部、福建、江西、湖南、湖北西南部和浙南为理想的闽楠人工林引种区，随着气候变暖的日益加剧，粤桂黔三省（区）丧失区面积比较大，并建议对粤桂黔群体进行优先保护。     

浙闽樱桃地理分布模拟及气候限制因子分析

为了解浙闽樱桃(Cerasus schneideriana)地理分布特征及与气候限制因子之间的关系,基于DIVA-GIS平台获取实际地理分布点的气候资料,利用BIOCLIM模型预测当下适生区范围以及预测其未来潜在分布。结果表明,浙闽樱桃实际分布区覆盖浙江、福建、安徽、江西、广西及湖南6省,浙闽交界的山区是自然分布的核心区,浙皖交界是其分布的北界。未来气候变化情境(CCM3)下,浙闽樱桃的潜在分布区概率将增大,且有北扩的趋势。主成分分析(PCA)表明,年降水量(bio12)、最湿季降雨量(bio16)、最暖季降雨量(bio18)、温度季节变化方差(bio4)是影响浙闽樱桃当下适生区的气候限制因子,频率直方图进一步确定他们的适宜范围分别为1503~2003 mm、604~951 mm、528~791 mm和601~872(标准差*100)。ROC曲线检验表明BIOCLIM对浙闽樱桃分布预测的精度很高(AUC=0.998),结果是可信的。因此,浙闽樱桃适合生长在我国北亚热带温暖湿润区,水热因子是造成其分布格局的主导气候限制因子。     

珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测

基于野生莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)136个分布点的数据和14个环境因子参数,运用规则集遗传算法(GARP)和最大熵(MaxEnt)两个生态位模型对他们在我国的适生分布区进行预测。结果显示:根据GARP和MaxEnt模型计算得到的ROC曲线下面积的AUC均值分别为0. 861和0. 964,其中MaxEnt模型的AUC值更大,预测结果更精准。MaxEnt模型预测结果表明,莲的最适分布区主要集中在四川、湖北、湖南等地的大部分地区,江西北部,以及黑龙江、辽宁、浙江、广东等地的小部分地区。刀切法(Jackknife)检测结果表明,影响莲适生分布区的主要环境因子包括:水汽压、海拔、年平均气温、多年平均降水量、最热季节平均温度、最冷季节平均温度、最干月降水量、最冷月最低温和最热月最高温等。适生区环境因子的统计分析结果显示,野生莲最适宜生长在海拔1～2216 m、年降水量丰富(1202. 50 mm)、年均温约为16. 19℃、最热月温度范围在24. 60℃～35. 10℃、最冷月均温不低于-0. 53℃的地区。研究结果可为有效保护中国野生莲资源提供有利依据。     

外来入侵杂草假苍耳在新疆地区的适生性分析及风险评估

【目的】假苍耳是一种恶性入侵杂草,预测其在新疆地区的潜在适生区并进行风险评估,旨在为其科学防控提供参考。【方法】采用MaxEnt模型与Arc GIS 10.4软件进行分析,预测假苍耳在新疆的潜在分布区,并划分风险等级。运用多指标综合评估方法,对假苍耳的危害风险性进行综合分析评估。【结果】假苍耳在新疆的适生区主要在北疆地区,适生区范围较广。高适生区主要包括克拉玛依市、昌吉回族自治州北部及塔城地区中部。年平均温(bio1)、最干季平均温(bio9)、最冷季平均温(bio11)及最热季平均温(bio10)是影响假苍耳分布的主要环境因子。假苍耳的危险性综合评价值为2.238,属于高度危险的有害生物。【结论】假苍耳目前在新疆仅分布在塔城地区,预测结果表明其在北疆地区继续扩散的趋势较大,需要提前制定好相应的管理和控制措施。     

气候变化情景下裸冠菊在中国的潜在适生区分布预测

外来入侵植物裸冠菊(Gymnocoronis spilanthoides)具有较强的入侵适应性能快速繁殖扩散，会对本土物种的生长繁殖及本地生态安全、景观格局等产生不良影响。基于265个有效分布点和7个环境变量，调整优化预测模型的调控倍频和特征组合参数，应用MaxEnt、ArcGIS、R软件预测当前和未来(2050s, 2070s)不同气候情景(SSP126, SSP245,SSP370, SSP585)下裸冠菊在中国的潜在地理分布，定量分析其适生区的空间变化及质心移动轨迹，最后采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)和测试遗漏率评估模型的精确性。未来气候模式选择中国国家气候中心开发的CMIP6中BCC-CSM2-MR。结果表明：(1)模型预测结果极准确，各组模型的AUC值均高于0.97;(2)最干季降水量(bio17)、最冷季度平均温(bio11)、温度季节性变化(bio4)和最暖季度平均降雨量(bio18)是影响裸冠菊地理分布的主导气候因子；(3)当前气候条件下，裸冠菊的总适生区面积达到191.18×10⁴km²,约占国土总面积的1...     

基于MaxEnt模型的川西高原松茸气候生态适宜性与潜在分布

通过野外实地调查,结合文献中松茸分布数据,采用生态位因子分析和最大熵模型对川西高原松茸的分布规律及适生区范围进行模拟和验证,分析气候因子与动态分布之间的关系,预测未来松茸适生区的变化。结果表明: 模型训练集和验证集曲线下面积(AUC)值均＞0.90,模型预测结果极准确。影响松茸潜在分布的环境变量主要有最冷月最低温度、最冷季雨量、气温年温差等气候因子和土壤类型,累计贡献率达90.3%。松茸适宜分布区的生态位参数为: 最冷月最低温度-18.5～-5.4 ℃、最冷季雨量15.7 mm以下、气温年温差39.5～45 ℃、土壤类型为半淋溶土(包括燥红土、褐土、灰褐土、黑土和灰色森林土)。川西高原松茸的适生区分布在高原西南部、南部、中部、东部的海拔1900～3600 m地区。雅江、乡城、康定、九龙、稻城、理塘、巴塘、丹巴、马尔康、小金、金川、理县、茂县等县(市)的部分乡镇松茸适生指数较高,得荣、道孚、新龙、炉霍、白玉、泸定、壤塘、汶川、黑水、九寨沟等县(市)的部分乡镇有松茸中、低适生区存在。适生区破碎分散,依河流和山脉走向呈片状或枝状不连续分布,中适生区与高适生区相连,低适生区是高、中适生区的延伸。未来气候变化对川西高原松茸生长有利,气候适生区总体呈增加趋势,低海拔岷江流域受影响程度高于高海拔地区。     

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。     

珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测

基于野生莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）136个分布点的数据和14个环境因子参数,运用规则集遗传算法（GARP）和最大熵（MaxEnt）两个生态位模型对他们在我国的适生分布区进行预测。结果显示：根据GARP和MaxEnt模型计算得到的ROC曲线下面积的AUC均值分别为0.861和0.964,其中MaxEnt模型的AUC值更大,预测结果更精准。MaxEnt模型预测结果表明,莲的最适分布区主要集中在四川、湖北、湖南等地的大部分地区,江西北部,以及黑龙江、辽宁、浙江、广东等地的小部分地区。刀切法（Jackknife）检测结果表明,影响莲适生分布区的主要环境因子包括：水汽压、海拔、年平均气温、多年平均降水量、最热季节平均温度、最冷季节平均温度、最干月降水量、最冷月最低温和最热月最高温等。适生区环境因子的统计分析结果显示,野生莲最适宜生长在海拔1~2216 m、年降水量丰富（1202.50 mm）、年均温约为16.19℃、最热月温度范围在24.60℃~35.10℃、最冷月均温不低于-0.53℃的地区。研究结果可为有效保护中国野生莲资源提供有利依据。     

气候变化条件下曲纹紫灰蝶在中国的潜在适生区预测

曲纹紫灰蝶(Chilades pandava)是一种以幼虫危害苏铁(Cycas revolute)嫩枝嫩叶的园林害虫,对苏铁的生长繁殖、生产者的经济效益以及城市园林的美观造成严重影响。基于曲纹紫灰蝶和苏铁的现存分布点,利用最大熵模型(MaxEnt)、ArcGIS、R软件对当前和未来气候条件下曲纹紫灰蝶在中国的潜在适生区分布及当前气候条件下寄主苏铁在中国的潜在适生区分布进行了预测,其中当前气候数据基于1970—2000年的历史数据,未来气候数据(2021—2040年、2041—2060年和2061—2080年)选择第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中中国北京气候中心中等分辨率气候系统模式(BCC-CSM2-MR)下的3种共享社会经济路径(SSP126(属于低强迫情景), SSP370(属于中等至高等强迫情景), SSP585(属于高强迫情景))。结果表明：(1)模型预测结果非常好,各组模型的受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值均高于0.95,昼夜温差月均值(bio2)、等温性(bio3)、最热季平均温度(bio10)、最湿月份降水量(bio13)是影响曲纹紫灰蝶分布的主导...     

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。     

台湾桤木引种气候生态适生区分析

选择了年平均温度、最冷月平均温度等9个影响台湾桤木(Alnusformosana)分布和生长的关键气候因子,运用模糊相似优先比法,探讨台湾桤木在我国的适生范围。结果表明,台湾桤木气候生态适生区主要分布在长江流域及其以南的部分中亚热带、南亚热带和热带地区,适宜区表现出明显的热带南亚热带性质,次适宜区以中亚热带性质为主。适生区的气候特点是:年均温度在15℃以上,极端最低温在-10℃以上,年降水量在1 000 mm以上,一年中降水量<50 mm的月份不超过5个月。适生区气象因子的主成分分析表明,第一主成分温度因子(年均温、≥10℃积温、最冷月平均温和极端最低温)影响台湾桤木的成活和分布,第二主成分和第三主成分(温度和降水)的综合作用影响台湾桤木的生长。四川和福建的引种实践表明,本预测具有一定的实用价值。