基于最大熵模型的狸尾豆属植物在中国的潜在分布区模拟

基于19个气候因子和203条狸尾豆属（Uraria）植物地理分布记录，采用最大熵模型（MaxEnt）对植物当前分布点的气候变量进行分析，推断其在末次盛冰期（LGM）、当前和未来气候（2070s）情景下的潜在分布；采用受试者工作曲线和刀切法对模型的准确性进行检验并探明影响该属在中国分布的气候因子。结果显示：最大熵模型模拟结果极准确，测试集和训练集假阳性值（AUC）分别达到0.934和0.936；影响该属植物分布的主要气候因子是最暖季节降水和最冷月份最低温度；广西、广东及台湾地区为该属在中国的起源中心。在全球气候变暖背景下，狸尾豆属植物的适生环境将向中国北部及东部沿海地区推移，且面积逐渐增加。     

基于最大熵模型预测气候变化下河蚬在中国的潜在分布

河蚬是一类在我国广泛分布的底栖贝类,具有重要的经济价值及生态价值。近年来,河蚬野生资源量锐减,了解河蚬在国内的潜在分布能为河蚬的保护和合理利用提供重要参考。基于河蚬在中国的136个分布点和8个环境因子,采用ENMeval包和biasfile优化后的最大熵模型(MaxEnt)预测分别河蚬现代和未来(2041—2060年和2081—2100年) 6个气候情景下的潜在分布。综合Jackknife检验、置换重要值和环境因子贡献率评估影响现代河蚬潜在分布的主要因子,比较未来气候情景下潜在适生区差异从而分析预测河蚬适宜分布的变化。结果表明：(1)优化后的MaxEnt模型预测准确度极高,平均AUC值为0.900±0.037,平均AUC_DIFF值为0.019,现代河蚬潜在分布区域总面积为188.33×10⁴ km²,主要集中在长江流域、海河流域、淮河流域、珠江流域、东南沿海区域以及黄河流域下游和渤海湾沿岸区域。(2)影响河蚬潜在分布的主要环境因子为海拔、温度(年均温和温度年较差)和降水(年降水量)。(3)在未来6种气候情景下,河蚬主要潜...     

气候变化情景下基于最大熵模型的青海云杉潜在分布格局模拟

青海云杉(Picea crassifolia)是我国青藏高原东北缘特有树种,在维系我国西北地区生态平衡、水土保持、水源涵养和生物多样性等方面发挥着重要作用。基于其分布范围内的69个地理分布样点,利用最大熵(Maxent)模型对现实气候条件下青海云杉的潜在分布及其分布的主导气候因子进行分析,同时结合3种大气环流模型模拟青海云杉在3种气候变化情景(温室气候排放量不同)下未来2050s和2080s潜在分布区的变化。结果表明:Maxent模型对青海云杉潜在分布区的预测具有极高的准确度,所有模型的平均受试者工作特征曲线下面积(AUC测试值)均高于0.99;Jackknife检验和气候因子响应曲线表明年最低降雨量是限制青海云杉分布的主导因子;当前青海云杉的潜在分布区主要集中于青海东部、甘肃东南部、宁夏大部分地区、西藏东部、四川西部山区以及陕西、新疆和内蒙古部分地区。在未来3种增温情景下,青海云杉在2050s和2080s的潜在分布总面积与当前相比变化不明显,但不同适生等级的潜在分布面积变化较大,其中,中度适生区和低度适生区受气候增温影响显著,中度增温下这些区域在2080s的面积明显增大,而高度适生区(核心分布)则在所有增温情景下均呈缩小趋势。同时,在未来3种增温情景下,青海云杉在2050s和2080s的潜在分布区有向北移动趋势,但其心分布区域(高度适生区)仍然以青海东部、甘肃北部为主,无明显变迁趋势。从气候因素角度考虑,本研究表明未来气候变化情景下,青海云杉依然在西部高山地区,特别是作为我国重要生态屏障的祁连山、贺兰山等山区具有重要的经济价值并将持续其生态服务功能。     

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Arc GIS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...     

气候变化情景下基于最大熵模型的中国西南地区清香木潜在分布格局模拟

清香木(Pistacia weinmannifolia)是中国西南干旱河谷植被的特征种。本文利用野外调查的165个清香木分布点信息以及22个环境变量数据, 基于最大熵(Maxent)算法构建清香木分布的适宜生境预测模型, 并据此模拟清香木在我国西南地区的适宜分布区, 以及历史和未来不同气候情景下的分布格局变化。结果表明: 清香木生境预测的Maxent模型准确性非常高(AUC = 0.974), 温度季节性变化、极端低温和降水量是限制其分布的主要气候因子。清香木当前的潜在分布区集中在我国西南干旱河谷区, 其适宜生境的气候特征是降水少、温度季节性变化小且无极端低温。对清香木在末次间冰期和末次冰盛期分布的模拟结果表明, 其分布区范围均以诸大江河的河谷为中心, 随气候变化在我国西南地区主要呈现先向东扩张, 然后向西退缩的趋势, 并印证了“冰期走出横断山(glacial out-of-Hengduan Mts.)”的观点。在未来(2061-2080年) 3种典型浓度路径(representative concentration pathway, RCP)的气候情景下, 清香木在我国西南地区的分布都向东扩张, 主要分布在云贵高原与四川盆地结合地带的河谷, 以及云贵高原与广西西部交界地带的河谷中, 这也反映了这些地区河谷地段干旱化的可能, 而当前的潜在分布区趋于消失; 清香木的潜在适宜分布面积在中低浓度路径情景下均将减少约33%, 而在高浓度路径情景下有所增加。     

基于MaxEnt模型预测中国兰属植物的分布格局及主导气候因子(附表)

兰属(Cymbidium)中，除了兔耳兰C.lancifolium以外的所有种均被列为国家重点保护野生植物。为探究其在未来气候条件下的潜在分布格局，该研究基于兰属植物已知的分布点和19个气候因子，利用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统(ArcGIS)模拟兰属以及其中20种兰属植物在9种不同气候情景(当代以及未来2030s、2050s、2070s和2090s 4个时间段各两种温室气体排放情景)下的潜在分布格局。结果表明：(1)最干旱季降水量(Bio17)、年降水量(Bio12)和温度季节性变化(Bio4)是影响兰属植物地理分布格局的主导气候因子。(2)不同兰属植物在未来情景下的适生区表现出不同的变化趋势，并且影响其分布的主导气候因子也有所不同。其中，冬凤兰(C.dayanum)等8个物种的适生区面积整体呈扩张趋势，而西藏虎头兰(C.tracyanum)等12个物种的适生区面积整体则呈缩减趋势。该研究结果为兰属植物就地保护与迁地保护提供了重要参考，对兰属等濒危野生植物的保护具有积极意义。     

兜兰属植物杂交育种研究进展

兜兰属(Paphiopedilum)的杂交育种已有150 多年的历史,目前已有20262个杂交种在英国皇家园艺协会(RHS)登录。对兜兰属植物的种质资源、杂种登录,杂交方法、杂交亲本的选择、属间杂交、不同兜兰种类在花色遗传育种中的作用、杂交育种存在的问题等进行了综述, 并结合我国兜兰属植物育种现状, 提出了我国兜兰属植物育种的方向。     

中国兜兰属植物生态地理分布

分析了国产兜兰属植物的生态地理分布特点和发展趋势及兜兰属植物的系统演化趋势与生态地理环境的关系。国产兜兰野生种共有 18种 ,主要分布于热带过渡地区 (南亚热带 ) ,主产西南各省区 ;大多数种类生长于石灰岩山地 ,多为半附生兰 ,呈丛生生长 ,另一部分生长于酸性砂岩面的腐叶土上 ,多为地生兰 ,呈单株生长或分蘖状散生 ;大部分兜兰分布于较高海拔地区 ;国产兜兰属中最原始的短瓣亚属绝大部分种类仅分布在滇东南地区与贵州、广西连成一片的岩溶地貌的石灰岩地区 ,而兜兰属中较进化的兜兰亚属大部分种类在本区皆有分布。以上说明滇东南的石灰岩地区可能是兜兰属的起源中心和演化中心 ,中国的南亚热带地区是兜兰属植物的生态多样性中心     

兜兰亚属12种植物的核型分析

对兜兰亚属(Paphiopedilum subgenus Paphiopedilum)12种植物的染色体数目和核型进行了研究。结果表明：这12种植物的染色体数目和核型存在差异,其中菲律宾兜兰(P. philippinense)的核型公式为2n=2x=26=16m+10sm, 长瓣兜兰(P. dithanum)为2n=2x=26=20m+6sm, 密毛兜兰(P. densissimum)为2n=2x=26=22m+4sm, 飘带兜兰(P. parishii)和带叶兜兰(P. hirsutissimum)为2n=2x=26=24m+2sm, 亨利兜兰(P. henryanum)、虎斑兜兰(P. markianum)和根茎兜兰(P. rhizomatosum)为2n=2x=26=26m, 而胼胝兜兰(P. callosum)为2n=2x=32=2M+24m+6sm, 布玲兜兰(P. microchilum)为2n=2x=38=28m+10sm, 卷萼兜兰(P. appletonianum)和海南兜兰(P. hainanensis)为2n=2x=38=30m+8sm。兜兰亚属的染色体主要为中部着丝粒染色体, 未见随体;最长染色体与最短染色体之比为2.07~3.44, 臂比大于2的染色体比率为0~0.231,核不对称系数为53.50%~58.95%。长瓣兜兰、飘带兜兰、亨利兜兰、密毛兜兰、虎斑兜兰、带叶兜兰和根茎兜兰等6种的核型类型为1B型,其余6种为2B型。     

气候变化背景下基于MaxEnt模型的刺梨潜在适生区分布预测

为阐明气候变化背景下刺梨(Rosa roxburghii)在中国的潜在适生区分布,该研究基于刺梨的自然分布数据及当代(1960～1990)、未来(21世纪50年代及70年代)气候因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型模拟了当前和未来气候情景下刺梨在中国的潜在适生区,并确定影响其地理分布的主要气候因子.结果表明:(1)...     

气候变化背景下基于MaxEnt模型的蒙古莸潜在适生区预测北大核心CSCD

蒙古莸(Caryopteris mongholica)被广泛应用于中国北方干旱、半干旱地区造林和绿化中,但对决定其适生区的主要生境因子及适生区分布特征知之甚少。该研究基于当前和未来气候情景的高分辨率环境数据,通过MaxEnt模型评估了生境因子在蒙古莸适生区形成中的重要性,并模拟当前及未来气候变化情景下的适生区分布变化,为应对全球气候变化的挑战,保护、栽培和利用蒙古莸提供理论依据。结果表明:(1)当前气候条件下,蒙古莸中度和高度适生区分别为34.18×10^(4) km^(2)和15.91×10^(4) km^(2);海拔、最湿月份降雨量和最热季度平均温度被认为是影响蒙古莸分布的最关键因素。(2)在共享社会经济路径SSP245情景下,蒙古莸适生区在2021-2060年向高纬度地区扩张,2061-2100年向低纬度地区收缩。总体来看,气候变暖促进了蒙古莸适生区面积的扩张,然而,受城市发展和人为因素影响,这些适生区实际上可能无法获得,迫切需要建立有效的管理战略。     

基于MaxEnt模型的中国白杄分布格局及未来变化

白杄(Picea meyeri)1989年被评为内蒙古自治区Ⅱ级保护珍稀濒危植物。该研究基于白杄在中国地区的50条有效分布点记录和12个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件分析全新世中期、现代、2050年和2070年四个时期白杄在中国的潜在地理分布,通过环境因子的贡献率和刀切法检验确定限制现代潜在地理分布的主导因子,并利用响应曲线确定环境因子变量的适宜区间,以明确不同时期白杄潜在地理分布区域和面积,为白杄的引种以及保护管理提供依据。结果显示:(1)MaxEnt模型预测受试者工作曲线面积(AUC)为0.979,说明该模型预测的潜在分布精度准确,预测结果的可信度高。(2)影响白杄潜在分布的主要气候因子及其适宜生长范围为:海拔(1200~2300 m)、昼夜温差与年温差比值(25%~28%)、最湿月降雨量(90~145 mm)和年平均温度(0~5℃)。(3)现代白杄在中国的潜在地理分布总面积为103.56万km²,主要位于内蒙古中西部地区(九峰山、正蓝旗、多伦县)、山西省大部分地区(大石洞、五台山)以及河北省部分地区(雾灵山、塞罕坝)。(4)从全新世中期到现代气候条件下,白杄在内蒙古北部高纬度地区的潜在分布区面积减少,生存适宜度降低,内蒙古中部大部分最适生区丧失;2070年RCP2.6排放情景下,白杄在山西省、河北省等低纬度地区的适生区也基本丧失,与现代分布区相比,白杄在未来气候条件下的适生区缩小,并且向内蒙古东北方向迁移。研究表明,从全新世中期到2070年,白杄的潜在分布区面积逐渐缩小,且有向高纬度、高海拔地区迁移的趋势,其最适生区范围也向内蒙古东北地区移动。     

气候变化下西南地区主要亚热带常绿栎属乔木地理分布研究

为了解中国西南地区6种亚热带常绿栎属植物在未来气候情景下的潜在分布,该文利用最大熵模型(maximum entropy model, MaxEnt)和地理信息系统技术,结合帽斗栎(Quercus guyavaefolia)、川滇高山栎(Q. aquifolioides)、毛脉高山栎(Q. rehderiana)、高山栎(Q. semecarpifolia)、灰背栎(Q. senescens)和匙叶栎(Q. dolicholepis)的分布数据、生理生态特性、环境数据及未来2070s (2061—2080年)气候情景数据(SSPs126、SSPs245、SSPs585),分析了未来气候变化对各乔木种潜在地理分布的影响。结果表明,6种乔木MaxEnt模型的AUC均值均大于0.9,模拟效果好。温度季节性、年降水量、海拔、最冷月最低温和坡度等5个环境因子为6种栎属乔木分布的主导环境因子,即多适宜分布在温度季节性变化较小、温暖潮湿的山区。其中,川滇高山栎、毛脉高山栎和高山栎较其他3树种更适宜生长于温度偏低、温度季节性变化略大的中、高山地区。西南地区6种主要亚热带常绿栎属乔木潜在适宜区主要分布在西南地区,华中地区西部、华南地区西部和西北地区南部部分地区也有分布,高适宜区主要位于四川南部和云南西北部。在未来气候情景下,西南地区亚热带常绿主要栎属乔木适宜区面积以增长趋势为主,且向西北方向迁移。     

基于Maxent模型的假臭草潜在分布区预测

为有效开展假臭草的防除工作,运用最大熵值模型(Maxent)和地理信息技术(GIS)对假臭草(Praxelis clematidea)在中国的潜在分布区和影响其分布的主导环境变量进行预测。运用AUC法对预测精度进行评价,达到"优秀"水平。结果表明,Maxent模型预测结果具有较高的可信度。假臭草在中国的潜在适生面积为785985km2,占总国土面积的8.19%,主要分布在华南及东南区域,其中福建、广东、海南和广西省为假臭草的中高适生区。福建省的假臭草分布最为广泛,61.98%的福建区域适合假臭草的生长,其中闽南沿海为假臭草的高适生区,而闽北区域假臭草的种群密度较低。2月最低温可能是限制假臭草分布的主要气候变量,贡献率为61.70%;最干季度降水量、9月最高温对假臭草的分布具有一定的影响。假臭草的分布预测为早期监测和预警提供理论依据和技术支持,防止假臭草的进一步扩散蔓延。     

哀牢山兜兰,中国兰科一新天然杂种

报道了中国云南省兰科（Orchidaceae）兜兰属（Paphiopedilum）一新天然杂交种：哀牢山兜兰（Paphiopedilum×ailaoshanense B. Liu & S. P. Chen）。哀牢山兜兰与白旗兜兰（P. spicerianum）和沧源兜兰（P. gratrixianum var. cangyuanense）近缘,与前者的区别在于哀牢山兜兰花梗和子房有毛,中萼片带紫色晕以及紫色斑点,花瓣上侧暗绿色带紫色晕,下侧黄绿色;与后者的区别在于中萼片具1条宽阔的紫褐色中带,退化雌蕊紫色。哀牢山兜兰与天然杂种泸水兜兰（Paphiopedilum×lushuiense）相似,而哀牢山兜兰的中萼片下部边缘不后卷,近基部具紫红色晕,合萼片具2条明显紫色粗脉,花瓣匙形,上边缘波状,长6.0~6.2 cm,唇瓣长5.0~5.5 cm。为厘清哀牢山兜兰,沧源兜兰及白旗兜兰之间的关系,基于3个叶绿体基因片段（matK、rbcL、trnL）,构建了兜兰属部分植物系统发育树。鉴于形态和分子数据,认为哀牢山兜兰是天然杂交种。凭证标本存放于福建农林大学标本馆。     

气候变化对祁连山蒙古扁桃潜在适生区的影响

气候变化将改变物种的生存环境,影响其分布范围,甚至威胁到某些物种的生存。本文通过ArcGIS软件和最大熵(MaxEnt)模型模拟蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)在祁连山当前(1970—2000年)和未来(2081—2100年)2个气候时期背景下的地理分布格局,并分析其主要的环境影响因素。结果表明：(1)在当前气候条件下,蒙古扁桃在祁连山的东南部有较好的适生性;(2)未来4种气候情景下(SSP126,SSP245,SSP245和SSP585),蒙古扁桃在祁连山南部及东南部的适生区有消失的风险,扩张区主要集中在祁连山中北部的国家公园附近;(3)蒙古扁桃的分布格局主要向祁连山北部和高纬度地区迁移;(4)最湿月降水量(Bio13)、坡度(Slope)、最冷季度均温(Bio11)和最热月最高温(Bio5)的累计贡献率达到了80%以上,是影响蒙古扁桃适生分布的主要因子。本研究模拟、分析、预测了当前和未来不同情景下蒙古扁桃在祁连山的潜在分布及其变化,为祁连山生态及物种多样性的保护提供科学依据。     

基于MaxEnt模型的腐烂茎线虫在内蒙古地区适生区预测

【目的】为保障马铃薯产业健康发展,加强腐烂茎线虫的检疫防控工作,对其在内蒙古地区的适生区进行预测分析。【方法】根据腐烂茎线虫在我国最新的分布和环境数据,通过MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件,预测当前和未来气候条件下腐烂茎线虫在内蒙古地区的适生区。【结果】MaxEnt模型的AUC平均值为0.929,预测结果准确可靠。预测结果显示:当前气候条件下腐烂茎线虫在内蒙古地区的适生区面积为41.8万km²,占全区面积的35.31%。研究表明,在2021—2040年和2041—2060年,腐烂茎线虫在内蒙古地区的总适生区面积将不断扩大;其中在SSP1_2.6气候情景下,在赤峰市、通辽市和兴安盟将出现腐烂茎线虫的高适生区;在SSP3_7.0气候情景下,在鄂尔多斯市、赤峰市、通辽市将出现腐烂茎线虫高适生区。利用Jackknife刀切法计算得到影响腐烂茎线虫分布的主导环境因子为温度季节性变化方差、最湿月降雨量、最冷季平均温、昼夜温差月均温、最湿季平均温。【结论】腐烂茎线虫在内蒙古地区有进一步扩散的风险,建议在未来气候情景下出现腐烂茎线虫高度适生区的盟市,应加强调运检疫和疫情监测,防止腐烂茎线虫进一步扩散。     

美味猕猴桃地理分布模拟与气候变化影响分析

为了解气候变化对美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)地理分布的影响,结合气候情景,采用Maxent预测美味猕猴桃的适生区的变化趋势。结果表明,基准气候和未来情景下构建的美味猕猴桃分布模型的AUC值均达到极好的标准。基准气候条件下,美味猕猴桃在中国的适生区为22°~38°N,96°~122°E,总面积为3.367 9×106 km2,高适生区位于秦岭-巴山、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山-巫山、武夷山脉。RCP4.5和RCP8.5情景下,美味猕猴桃在中国的高适生区面积将显著减少,中适生区面积则呈增加趋势,两种情景下高、中质心均向偏南或低纬度方向移动,RCP8.5情景下质心的迁移轨迹最长,变动范围最大。Maxent模型的准确预测对于优化猕猴桃产业结构具有重要指导意义。     

滇黄精的潜在分布与气候适宜性分析

为了解滇黄精(Polygonatum kingianum)的适宜生长区,运用Maxent模型模拟其潜在分布区,探讨其引种栽培的适宜气候条件。结果表明,预测模型的AUC值为0.974~0.980,表明模型具有良好的预测能力。滇黄精主要适生区位于我国西南地区,适生面积约81.34×10~4 km~2,占全国适生区面积的88.24%。云南的高度适生区面积最大(19.96×10~4 km~2);四川次之(5.49×10~4 km~2)。75%的高度适生区分布于海拔2 492 m以下的地区,3 400 m以上的地区不适宜于滇黄精生长。最冷月最低温度、7月最低温度、5-8月太阳辐射、最干月降水量、4月和9-11月平均降水量是限制滇黄精分布的主要气候变量。因此,海拔1 400~2 100 m的亚热带地区是滇黄精最适宜的生长区。