全球气候变化背景下秦艽生态适宜性预测

本文利用地理信息技术(GIS)和最大熵模型(MaxEnt),选用2050s和2070s时期下不同代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5),模拟三级珍稀濒危药用植物秦艽(Gentiana macrophylla Pall.)当前和全球气候变化背景下生态适宜性变化,发现影响秦艽分布的主要环境因子为年降水量、最干旱月份降水量、海拔和最冷月份的最低温度,这与秦艽喜湿耐寒、怕涝等生长习性相关。当前适生区面积约为143万km²;未来气候变化下,随着RCP浓度升高,适生区面积明显减少,仅为现有的17.3%～41.5%,生态适宜性等级变化明显。适生区的重心位置也由原来的山西省和甘肃省等中国西北部向东北部大兴安岭地区和呼伦贝尔市等地区偏移,未来气候干旱条件加剧,使得一些原适生区不适宜秦艽生长。为此,提出关于秦艽保护的2点建议:(1)使用就地保护策略,对现适生区建立自然保护区或植物公园,或在原生境利用种子和苗开展人工补植;(2)利用迁地保护思想,进行选种育苗工作,将秦艽基因入库,并考虑在现秦艽适生区重心和未来气候下同属适生区的地区大力发展秦艽种植产业。     

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模型预测四川省松材线虫的潜在适生区

松材线虫Bursaphelenchus xylophilus是我国重要的林业检疫性有害生物之一,由其引发的松材线虫病已造成巨大的经济损失,严重阻碍了林业的健康发展。研究并明确松材线虫在四川省的潜在适生区,对四川省有关部门制定该病害的早期监测、预警及防控具有一定的参考意义。本文基于2009—2018年四川省林业有害生物普查数据中松材线虫病和松墨天牛Monochamus alternatus的实际地理分布数据(松材线虫病:n=208,松墨天牛:n=803)及19个环境变量数据,利用MaxEnt模型和Arc GIS对松材线虫在四川省的潜在分布区进行预测,并用ROC曲线分析法检测模型模拟精度、用刀切法检测变量的重要性及其适宜值。结果表明:松材线虫在四川省的潜在最佳适生区主要分布在宜宾市、广安市、达州市、自贡市、西昌市,以及乐山市和眉山市的交界区,面积为36 541 km^2;影响松材线虫分布的主要环境变量为最干季均温(适值范围1. 5～8. 0℃,最适值6. 4℃)、季节性降水变异系数(适值范围22. 5%～34. 0%,最适值34. 0%)、最冷月最低温(适值范围0. 4～2. 5℃,最适值1. 9℃)、海拔(适值范围250～5 500 m,最适值450 m)、年温差(适值范围5. 9～9. 1℃,最适值5. 9℃)和年降水量(适值范围64～135 mm,最适值68 mm)。     

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模型的中国鲜食杏气候适宜性区划

基于中国鲜食杏地理分布数据和1981—2020年全国2303个气象站点的逐日气象观测数据,利用最大熵模型(MaxEnt)和GIS技术,在综合考虑热量条件、水分条件、光照条件、耐受极端天气/灾害程度、地形条件等自然要素的基础上,确定了影响中国鲜食杏地理分布的主导环境因子,根据自然断点分级法将中国鲜食杏气候适宜性划分为高适宜区、较适宜区、次适宜区和不适宜区4个等级,厘定不同区划等级的主导环境因子阈值。结果表明：影响我国鲜食杏地理分布的主导环境因子为年降水量、海拔、春霜冻概率和最冷月平均气温;鲜食杏种植的适生区主要集中在华北、黄土高原、西北和西南地区,与我国鲜食杏地理标志产品的产地吻合较好,其中鲜食杏的高适宜区集中分布在我国的黄土高原、黄河故道和环渤海湾地区。本研究可为合理规划我国鲜食杏生产布局提供科学依据。     

基于MaxEnt模型的渤海湾沿岸鸻鹬类栖息地适宜性评价

渤海湾沿岸是鸻鹬类迁徙路线的重要栖息地。由于自然和人为原因,栖息地面积减少,质量恶化。因此,开展渤海湾沿岸鸻鹬类栖息地适宜性评价,对湿地生物多样性保护有重要意义。基于鸻鹬类点位信息和环境因子数据,利用MaxEnt模型对渤海湾沿岸2000年和2015年鸻鹬类栖息地适宜性进行评价。结果表明:土地利用/覆被、NDVI、年均气温、坡向是影响鸻鹬类分布的主要因子;鸻鹬类适宜栖息地主要分布在河北唐山南部和天津滨海地区。研究时段内渤海湾沿岸适宜栖息地面积总体有所下降,河北适宜栖息地面积下降,天津和山东增加;栖息地适宜性增加地区主要集中于天津南部、山东东南部,下降地区主要分布在河北丰南、黄骅及天津宁河县。该研究可识别渤海湾沿岸鸻鹬类适宜栖息地的分布范围及变化趋势,对该区域鸻鹬类保护及栖息地管理具有重要参考意义。     

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)...     

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。     

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模型的当归全球生态适宜区和生态特征研究

研究药用植物当归在全球范围内的生态适宜区和生态特征,根据109个当归样本点和37个生态因子,利用最大信息熵模型(Max Ent)和地理信息系统(Geographic information System,GIS)对其进行全球适宜性区划。结果表明,当归生态适宜区主要集中在北纬20—50°范围内的北美洲、欧洲、亚洲和南纬15—35°范围内的南美洲和非洲,共约593.07万km~2。其中生态相似度最高的区域主要分布在中国甘肃省南部、四川省、西藏自治区东部、云南省北部、贵州省、陕西省西南部等地区,可见中国十分适合当归的种植,是当归的主产区。影响当归地理分布的主要气候因子适宜值范围分别为:最暖季降水量为300—700 mm,最冷季平均温为-3—7℃,降水的季节性数值为70—98;影响当归地理分布的主要土壤因子适宜值范围分别为:碳酸钙含量为50%—60%,粘土比重为17%—24%。研究结果为当归人工引种栽培及精细化种植管理提供参考。     

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模型预测气候变化下杉木在中国的潜在地理分布

为研究杉木在中国的分布特征及其对气候变化的响应模式,本研究基于现有分布记录,应用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统方法,结合气候、地形等环境要素,预测杉木在当前和未来气候变化下的潜在适生区。结果表明: 影响杉木分布的最主要因素是年平均降水量,在当前气候下,杉木适生区合计面积328万km²,占全国陆地总面积的34.5%,低、中和高适生区分别占18.3%、29.7%与52.0%。在未来气候情景下,杉木生长的适宜性在我国总体上呈上升趋势,适生区面积随气候变化增大,且明显向北扩张,南方湿润亚热带地区形成集中连片高适生区。模型经受试者工作特征曲线检验,训练集平均受试者工作特征曲线下面积为0.91,可信度高。     

基于MaxEnt模型的菜豆象全球潜在适生区预测

[目的]菜豆象是重要的检疫性害虫,预测其在全球范围内的潜在适生区可为农业部门开展菜豆象防控工作和检验检疫部门制定检疫策略提供科学依据.[方法]在收集菜豆象已有分布点和全球气象数据的基础上,采用MaxEnt模型对其在全球范围内的潜在适生区进行预测分析.[结果]MaxEnt模型的AUC平均值为0.926,预测结果准确可靠....     

基于MaxEnt模型的北京周边山区野生狍(Capreolus pygargus)的生境适宜性评价

基于2019年7月—2021年2月在北京周边山区进行的野外调查,采集到65处野生狍(Capreolus pygargus)分布位点,选取22个影响野生狍分布的环境因子,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟野生狍在北京周边山区的潜在生境分布。结果显示,训练集的AUC值为0.863,预测精度较高;最暖季均温、最湿月降水量、海拔、平均气温日较差、最干月份降水量、最暖月最高温度、温度季节性变化标准差和坡度的累积贡献率达90.9%,是影响北京周边山区狍生境适宜性的主要环境变量。据MaxEnt模型模拟结果对野生狍生境进行适宜性划分(高适宜、中适宜、低适宜和非适宜区),北京周边山区野生狍的适宜生境分布面积为3947.6 km²,占整个研究区域的24.1%,主要分布于北京西部的太行山区域及北京东北部的燕山区域,在北京北部呈少数斑块化分布。高适宜区分布面积为319.8 km²,占整个研究区域的2.0%。在进行北京周边山区野生狍种群及生境的保护实践中,应加强对野生狍适宜生境集中分布的百花山国家级自然保护区和雾灵山国家级自然保护区等区域的生境保护,并通过植被保育及生...     

基于MaxEnt模型的二郎山廊道大熊猫栖息地适宜性评价

基于地理分布点和环境变量数据,利用MaxEnt模型(Maximum Entropy Modeling)对二郎山廊道大熊猫Ailuropoda melanoleuca栖息地适宜度进行综合评价:坡度、坡向和干扰距离的综合贡献值分别为53.00%、21.90%和18.00%,累积贡献率达92.90%,是影响该区域大熊猫分布的主要生态因子。使用自然断点法将大熊猫栖息地分为不适宜、潜在、适宜和最适宜栖息地4种类型:不适宜栖息地面积为168.45 km~2,占研究区域面积的39.02%;潜在栖息地面积为212.71 km~2,占研究区域面积的49.28%;适宜栖息地和最适宜栖息地面积分别为49.79 km~2和0.68 km~2,两者仅占研究区域面积的11.70%。建议在该廊道开展大熊猫栖息地人工修复项目,以增加该地大熊猫的适宜栖息地面积;同时尽可能减少人类活动对大熊猫栖息地的干扰,以便廊道在促进各种群之间的基因交流中更好地发挥作用。     

基于MaxEnt模型预测白琵鹭在中国东北地区的适宜分布区

白琵鹭(Platalea leucorodia)为我国国家Ⅱ级保护野生动物,目前已知的白琵鹭繁殖生境分布较为破碎。近年来,在全球气候变化的背景下,人类对地下水超采、湿地开垦等致使作为白琵鹭主要繁殖地的我国东北地区湿地面积缩减,因此有必要制定科学的保护计划去减轻东北地区环境变化导致的白琵鹭生境破碎化。本研究的主要目的是运用MaxEnt模型与GIS空间技术对东北地区白琵鹭的生境适宜性及其主要影响因子进行分析。受试者工作特征曲线下面积(训练AUC和测试AUC)分别为0.918和0.945,显示了模型预测能力较高,适合白琵鹭的潜在生境预测。研究发现:影响白琵鹭繁殖生境分布的主要环境因子是海拔(36.8%)和植被覆盖度(32.6%),其次是等温性(11.5%)、距湖泊距离(8.6%)和最干季降水量(4.0%),影响较少的是距道路距离(2.7%)、最湿月降水量(2.4%)、距居民地距离(0.8%)、土地利用类型(0.4%)和距河流距离(0.2%)。白琵鹭在东北地区的适宜栖息地集中在低海拔、气候适宜和离水源较近的地方。获得了适宜白琵鹭生境的自然保护地(自然保护区、湿地公园)分布。本研究为白琵鹭的保护...     

基于MaxEnt和ArcGIS的黄花白及生长适宜性区划研究

目的:通过研究黄花白及在中国的潜在适宜分布区,从而了解黄花白及的资源现状,为黄花白及野生资源保护和人工种植区划提供理论支撑.方法:利用最大熵模型和地理信息系统软件,在已知分布数据的基础上,结合我国环境数据,对黄花白及的生态适宜性进行分析.结果:预测结果显示,影响黄花白及分布的关键生态因子是年均降水量(bio-12)、最...     

广东中山市薇甘菊地理分布及适生区预测

通过实地踏查，收集薇甘菊(Mikania micrantha)在广东中山市的分布情况，绘制薇甘菊在中山市的分布图，并利用MaxEnt模型，对薇甘菊实际分布点的环境变量进行定量分析，预测出当前气候下薇甘菊在中山市的适生区。结果表明，中山市所辖25个镇(街道)和市自然保护地管护中心均有薇甘菊分布，总体呈南多北少的态势；ROC曲线的AUC值均在0.8以上，预测结果具有较高的可信度；降水量变化方差、海拔、最冷月份最低温度和最暖季降水量为限制薇甘菊在中山市分布的4个最大环境变量，累积贡献率达75.5%；中山市95.40%的地区对薇甘菊的生长具有不同程度的适宜性，其中高、中、低适生区面积分别占中山市面积的5.33%、33.56%、56.51%。综上所述，薇甘菊对中山市的入侵较为严重，扩散趋势未被遏制；MaxEnt模型能较好地预测薇甘菊在中山市的潜在分布区，但是存在一定偏差。     

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。