药用植物细辛在中国的潜在适生区分布

细辛(Asarum)属植物多为我国传统名贵药源植物。利用3种入药的细辛属植物在中国的126个地理分布记录,结合6大类28项环境因子,应用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(Arc GIS9.3)软件,定量地预测了细辛在我国的潜在适生区及其适生等级。结果表明,3种细辛属药用植物在中国的潜在适生区分布较为广泛,高适生区和适生区面积分别达到312.5 km2和2 760.42 km2,与降雨量相关的年降雨量、最干季降雨量和最暖季降雨量是影响细辛属药用植物分布的主要环境因子。本研究的预测结果可为细辛属药用植物资源的研究与栽培生产用地的合理布局提供参考依据。     

基于最大熵模型的中药材木贼麻黄潜在适生区

木贼麻黄(Ephedra equisetina)具有重要的药用和经济价值,在水土保持、生态平衡、荒漠化防治等方面也发挥重要作用,被列为国家二级保护植物。全球气候变化和人类活动严重威胁到木贼麻黄资源保护与利用,因而预测其潜在适生区空间变化具有重要意义。基于最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件,结合201条木贼麻黄在中国的有效分布记录和21个环境变量,预测在自然环境影响及人类活动干扰下中药材木贼麻黄适生区分布,并将木贼麻黄高适生区与土地利用类型进行叠加分析。结果表明:(1)模型添加人类活动因子后曲线下面积(AUC)值由0.919升至0.948,预测结果精度提高,而添加人类活动因子使木贼麻黄适生区面积严重减少,部分适生区等级退化,其分布愈破碎化稀疏零散;(2)木贼麻黄适生区多集中分布于新疆、甘肃、宁夏、陕西和山西地区,未来时期两种情景下木贼麻黄适生区都出现不同程度的扩张,RCP2.6-2050年相对当前时期高适生区面积增加最多;(3)参与建模的环境因子中贡献度较高的酸碱度(pH)、海拔(Altitude)和年平均温度(Bio1)对木贼麻黄地理分布有关键影响;(4)未来时期下木贼麻黄高适生区的几何质心出现不同程度向东迁移的现象,多分布于甘肃省境内;(5)木贼麻黄高适生区部分土地已经被开发利用,剩余未利用的土地分布于新疆、甘肃、内蒙古和宁夏地区,可在这些地区因地制宜发展木贼麻黄种植业。为木贼麻黄的就地、迁地保护、优先保护区以及人工种植选地提供理论依据,这对木贼麻黄资源保护与利用具有重要的现实意义。     

基于最大熵生态位元模型的入侵杂草春飞蓬在中国潜在分布区的预测

春飞蓬是源自北美的外来入侵杂草,已入侵我国的上海、江苏、安徽等地,并对当地生态系统造成了危害,表现出巨大的入侵潜力.本文将最大熵生态位元(MaxEnt)模型与地理信息系统相结合,综合分析了影响春飞蓬分布的环境因素,直观和定量地预测了春飞蓬在我国的潜在分布区,并采用接受者操作特性曲线( ROC)分析法对预测结果进行验证.结果表明:春飞蓬在我国有广泛的潜在分布区,主要适生区包括上海、江苏、浙江、安徽、河南、湖北、湖南、江西等地.其目前的实际分布远未达到最大潜在分布范围,仍有可能继续扩散.ROC曲线检验结果表明,MaxEnt模型对春飞蓬在中国潜在分布区的预测精度较高,结果可信.春飞蓬潜在入侵区分布可能主要受温度和降水的影响.应高度重视春飞蓬的危害性,采取灭除已经发生的种群、严格监控向最适分布区入侵等措施阻止春飞蓬的扩散蔓延.     

采用生态位模型预测黄顶菊在中国的潜在适生区

选取32个环境地理变量,结合黄顶菊在中国的分布记录,运用GARP、Maxent、ENFA、Bioclim和Domain5种生态位模型,模拟黄顶菊在中国的潜在适生分布区域,并利用受试者工作特征曲线(ROC)比较不同模型模拟精度.结果表明:Maxent模型的模拟精度最好.采用Maxent模型进行模拟,黄顶菊在我国有7.5%的适生面积,河北中南部、北京、天津、河南、山东、安徽和江苏具有高度潜在入侵风险.     

基于4种生态位模型的金钱松潜在适生区预测

金钱松（Pseudolarix amabilis）是我国特有孑遗植物,为国家II级保护植物。基于4种生态位模型（GARP、Bioclim、Domain和Maxent）预测金钱松潜在适生区,采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic,ROC）和Kappa统计量检验模型的预测效果。预测结果表明金钱松在浙江西北部、安徽南部、湖北南部、湖南北部以及江西北部表现为高度适生,并以这些地带为中心向外延伸至北纬24.43°-33.35°和东经106.41°-123.42°之间,4种模型预测结果的受试者工作特征曲线下面积（Area under recriver operating characteristic curve,AUC）平均值均大于0.9,Kappa平均值亦大于0.75,精度较高。通过"刀切法"分析得出年均温是预测金钱松潜在适生区的关键影响因子,可能为当前金钱松分布格局形成的决定因素。模拟金钱松在末次盛冰期和2070年气候条件下的分布,结果表明其分布格局随气候变化由"南扩北缩"变为"南缩北扩",未来分布面积将大幅减小,气候变化是导致其"南缩北扩"的主要驱动因子。建议在当前金钱松高适分布区域内（江西铜鼓县、湖南张家界和衡阳）建立自然保护区或种子园,并在未来气候条件下高适分布区域内（如安徽北部、河南南部、湖北东南部等地）通过人工引种辅助金钱松的北向迁移。     

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。     

药用植物云南土沉香潜在适生区及其关键气候影响因子

基于中国西南地区河谷药用植物云南土沉香(Excoecaria acerifolia Didr.)的82条地理分布信息与67个气候因子,利用MaxEnt最大熵模型和ArcGIS,分析了该物种的潜在适生区及其关键气候因子。结果表明：云南土沉香的潜在适生区主要位于我国西南部的东喜马拉雅、横断山区以及四川盆地的河谷流域,其中,云南和四川省境内的横断山区河谷为该物种的核心分布区;4月份降水量、年温度变化范围、温度季节性变化系数、1月份最低温和12月份最高温为影响云南土沉香分布的关键气候因子,其中,4月份降水量尤为关键,贡献率占42.29%。当存在概率>0.5时,以上因子的范围分别为：49～95 mm、23～28℃、450～700、-5～5℃以及7.5～13℃。本研究结果与云南土沉香的分布记载基本一致,可为中国西南地区特殊生境-干热/干暖河谷药用植物种质资源调查、保护以及开发利用等提供一定的依据。     

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...     

气候变化对雪豹全球潜在适生区分布的影响与评估

气候变化不仅是人类正在面临的挑战,也是野生动物需要应对的危机。雪豹(Panthera uncia)作为亚洲中部高原和山脉的旗舰种,它的生存和繁衍可以反映青藏高原等地区生态系统的健康状况。青藏高原等地区的气候变暖速度远快于全球平均水平,研究气候变化对雪豹的生境的影响对于高原物种的保护有重要意义。以雪豹为研究对象,采用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)气候模式下四种共享社会经济路径(SSPs)对应的未来21世纪中期和21世纪末期的环境数据,并基于最大熵模型(MaxEnt),结合ENMTool、SDMTool、ArcGIS和R等工具对当前和未来全球不同发展模式引起的气候变化对雪豹适宜生境的影响进行了模拟预测和分析评估。研究发现：(1)影响雪豹分布的主要环境因素包括：两种气候变量(年平均气温和最冷月最低温度),两种地形变量(海拔和坡度)和一种水文变量(距离最近河流的距离)。(2)当前气候模式下雪豹的全球潜在适宜分布区的总面积约为1122.05万km²,其中低适生区面积为534.5万km²,中适生区面积为386.15万km²...     

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...     

杜仲基因密码子使用模式分析

为了解杜仲基因密码子使用模式,该文以杜仲基因组密码子为研究对象,运用CodonW软件对杜仲的320个蛋白编码基因进行同义密码子相对使用频率(RSCU)分析、ENC-GC3s关联分析编码基因的密码子ENC值、PR2-plot偏倚分析编码基因的密码子碱基使用频率,并运用CUSP软件与Codon Usage Database...     

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。     

气候变化对落叶松人工林在中国适生区分布的影响

落叶松(Larix)是我国的主要造林树种,其适生区的分布在很大程度上受气象要素等环境因子的影响。研究落叶松人工林适生区分布在气候变化下的变迁,可为应对气候变化的林业管理策略提供技术指导和科学依据。选取华北落叶松、日本落叶松、长白落叶松和兴安落叶松为研究对象,搜集整理了它们在中国地区的308条有效分布记录和22个环境因子变量,运用最大熵(MaxEnt)模型探测了制约落叶松人工林分布的主要环境因子及其适生区范围,模拟并分析了1931-2020年落叶松人工林适生区受气候变化影响的空间分布变化。结果表明:(1)研究选取的MaxEnt模型对落叶松适生区的模拟效果都达到了"极准确"的程度,受试者工作特征曲线面积(AUC值)在0.92-0.977之间。影响落叶松人工林分布的主要环境变量为最湿月降水量、海拔、最湿季度平均温度和温度季节变化方差,累计贡献率达到了73.8%。(2)当前(1991-2020年)气候条件下落叶松人工林适生区面积为182.34×10⁴km²。其中,高适生区面积为53.57×10⁴km²,占总适生面积的29.38%。高适生区集中分布在长白山脉、大兴安岭、燕山、小陇山、太行山脉以及秦岭-大巴山等地区。(3)1931-1960年期间落叶松的高适生区面积为28.33×10⁴km²,1961-1990年期间为33.10×10⁴km²,当前气候条件下进一步增至53.57×10⁴km²。落叶松适生区的范围在过去90年间整体呈现向北移动的趋势。其中,华北落叶松分布在整体上向北大约移动了3°,且分布面积显著增加。日本落叶松位于辽宁东部的高适生区向北移动,位于秦岭-大巴山地区的高适生区则没有明显的偏移,但是分布范围却向高海拔地区集中。长白落叶松的适生区范围向北移动了5°,且分布面积先减少后增加,增加的主要区域是长白山北部。兴安落叶松的适生区范围同样是向北移动,有部分适生区移出了我国北界, 这是其适生区面积在近些年减小的主要原因。     

杜仲叶片6种主要活性成分的遗传变异研究

该研究采用方差分析、相关性分析和聚类分析等方法,对105份杜仲种质资源叶片6种主要活性成分含量进行比较分析,探讨其遗传变异特征,为叶用杜仲的良种选育及开发利用提供理论依据。结果显示:(1)不同种质间杜仲叶片6种活性成分含量的变异程度不同,异槲皮苷含量变异系数(34.42%)最大,变异幅度为1.16~6.92mg·g~(-1),总黄酮变异系数(19.35%)最低,变异幅度为6.70~22.53mg·g~(-1);6种活性成分多样性指数较高,均在2.0以上;不同种质间杜仲叶6种活性成分含量差异性均达到极显著水平(P0.01)。(2)不同地理来源间杜仲叶片的绿原酸、京尼平苷酸、车叶草苷、异槲皮苷和总黄酮含量存在显著差异。(3)相关性分析表明,3种环烯醚萜类化合物桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸及车叶草苷的含量间呈极显著正相关关系;绿原酸与桃叶珊瑚苷、车叶草苷、异槲皮苷、总黄酮间呈极显著正相关关系;总黄酮与异槲皮苷呈极显著正相关关系。(4)根据杜仲叶片6种活性成分的含量聚类,将杜仲种质资源分为4大类群,其中类群Ⅳ为高含量类群,可为优良叶用杜仲资源筛选提供参考。研究表明,杜仲种质资源叶片主要活性成分存在较大变异,表现出丰富的多样性。     

杜仲内生真菌DZ05的鉴定及抗菌生物活性研究

结合菌株的形态学特征和ITS序列分析结果,对1株分离自杜仲茎部的内生真菌菌株DZ05进行鉴定,并对其在PDA液体培养基摇床培养3 d获得的发酵液对多种测试菌进行抗菌活性研究。结果显示:(1)分离自杜仲茎部的内生真菌菌株DZ05经形态学特征和ITS序列分析,被鉴定为淡紫色拟青霉。(2)其发酵液的乙酸乙酯提取物对6种测试细菌和9种测试植物病原菌均具有明显的抑菌活性,抑菌圈直径在13～45 mm之间,其中对番茄灰霉病菌、番茄叶霉病菌和苹果炭疽病菌抑菌圈直径＞40 mm。研究表明,杜仲内生真菌DZ05的代谢产物具有广谱的抗菌活性,在植物病原菌的生物防治领域具有较大的应用前景。     

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...     

杜仲内生真菌的分离鉴定及抗菌活性研究

采用组织分离法从秦岭药用植物杜仲茎部共分离到内生真菌38株,经形态学鉴定分属于9属,其中青霉属为杜仲内生真菌中的优势菌群,拟青霉属、交链孢属和无孢群属为常见属。对分离得到的杜仲内生真菌发酵液进行了抑菌实验,其中61%的菌株对测试细菌具有抗菌活性,表明杜仲内生真菌的抗菌活性十分普遍;34%的菌株对烟草赤星病菌、苹果炭疽病菌及辣椒炭疽病菌等多种植物病原菌具有较强的抑制活性,表明杜仲内生真菌在植物病害的生物防治领域具有进一步开发的价值。     

落叶松枯梢病在中国的适生性

落叶松枯梢病(Neofusicoccum laricinum)是威胁落叶松人工林的检疫性林木病害。明确当前该病在中国的潜在适生区及其在未来对气候变化的响应,揭示影响该病害发生流行的主导环境变量,对落叶松枯梢病的早期预警及防治具有重要意义。基于落叶松枯梢病分布数据和环境数据,利用ENMTools、R和刀切法(Jack knife test)筛选分布点数据和环境因子,通过MaxEnt、ArcGIS、SDMTools等技术预测当前和未来气候条件下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区,划分病害适生等级并计算各适生等级面积占比,绘制质心转移轨迹。结果表明:(1)建立的落叶松枯梢病在中国的潜在适生区预测模型具有高精确性和可信度(不同年份和不同气候模式下的AUC值均大于0.9);(2)影响落叶松枯梢病分布的主要环境变量为年平均气温、最暖季度降水量、年降水量和最暖季度平均温度;(3)当前气候模式下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积占中国国土总面积的18.02%,中高适生区集中分布在中国辽宁东南部、吉林东部、黑龙江大部分地区、内蒙古东北部;(4)在三种不同气候条件下(ssp126、ssp245、ssp585),未来落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积与现代气候条件相比均有所减少,其质心由东北向华北、西南地区转移。落叶松枯梢病一旦发生将会造成不可逆的生态灾难和经济损失,因此本研究对落叶松枯梢病在中国的潜在适生区进行预测和分析,研究结果对合理区划落叶松枯梢病潜在入侵风险地、加强重点地区的检疫监测、及时制定有效的防治手段,以及对于发生区的监测和防治与未发生区的早期预警和监管具有重要意义。     

基于优化的MaxEnt模型预测赤水蕈树的潜在适宜区

赤水蕈树(Altingia multinervis)具有较高的经济和药用价值,但由于气候变化和人类活动的强烈干扰,使其野生种质资源已近枯竭,被列为国家二级保护植物.为重建末次间冰期以来赤水蕈树地理分布格局变化过程、了解环境因子对潜在适宜区的制约机制,为赤水蕈树及其周围野生动植物的栖息地保护和引种栽培提供可靠的科学依据,...