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。     

Aboveground biomass and its biotic and abiotic modulators of a main food bamboo of the giant panda in a subalpine spruce–fir forest in southwestern China

中国西南亚高山云冷杉林中大熊猫主食竹的地上生物量及其生物和非生物影响因子 作为大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的主食竹之一，缺苞箭竹(Fargesia denudate)广泛分布在中国西南山地云冷杉林的林下。然而，缺苞箭竹生物量及其分布的驱动因素仍不清楚。本研究基于对王朗大样地(25.2 ha) 209个样方(投影面积为20 m × 20 m)中的乔木层和灌木层(包括竹子等木质草本)的系统调查，探讨非生物因素(地形和土壤理化性质)和生物因素(乔木密度、乔木总胸高断面积(TBA)和灌木盖度等) 对缺苞箭竹地上生物量的影响。研究结果表明，样方缺苞箭竹地上生物量平均为1.17 ton/ha，在209 个 调查样方中差异很大(0–4.88 ton/ha，95%置信区间)。缺苞箭竹生物量随海拔、坡度和乔木平均胸径的增 加而显著增加，随乔木密度、灌木盖度和土壤pH的增加而显著降低，而与乔木TBA、坡向、土壤有机质或总氮含量无显著线性关系。随机森林模型表明，地形和生物因素对缺苞箭竹生物量的影响比土壤理化性质更大。具体来说，地形主要通过改变乔木密度和土壤理化性质来影响缺苞箭竹的生物量。本研究结果可为大熊猫的保护和亚高山云冷杉林的管理提供科学参考。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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模型的中国沙棘潜在适宜分布区分析

中国沙棘主要分布于我国华北、西北、西南等地森林—草原过渡地带,是我国北方地区退耕还林、生态修复等工程的重要造林树种,对维持干旱、半干旱地区的生态环境稳定具有重要意义。探讨限制中国沙棘分布的主导气候因子,模拟其潜在适宜分布区,以期为中国沙棘在林业生态工程和生态经济林建设中的合理种植和推广提供理论依据。基于中国沙棘自然分布的328个地理样点,利用最大熵(MaxEnt)模型对中国沙棘的潜在分布区的主导气候因子进行分析,并预测中国沙棘的潜在分布范围。结果表明,基于气候变量的MaxEnt模型训练集和测试集受试者工作特征曲线下面积(AUC值)分别为0.962±0.001和0.949±0.001,均大于0.9,表明MaxEnt模型对中国沙棘潜在分布区的预测具有极高的准确度,可信度好。基于环境变量贡献率和刀切法的结果表明年降雨情况、生长季的水热状况、最干季降雨和最冷月最低温等是限制中国沙棘分布的主要气候因素,其中年降雨是限制中国沙棘分布的主导气候因子。通过模拟得到现代中国沙棘潜在地理分布的总适生区面积为165.1万km~2;其中高适生区和中适生区面积共93.3万km~2,主要集中分布于河北西部、北部,...     

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。     

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。     

海拔对岷山大熊猫主食竹营养成分和氨基酸含量的影响

缺苞箭竹(Fargesia denudata)是岷山山系大熊猫的主食竹,其可食性在大熊猫食物营养质量评价中具有重要意义。为揭示海拔梯度上温差对大熊猫主食竹营养成分及其含量的影响,以自然生长在岷山山系核心区四川王朗国家级自然保护区不同海拔(2600、2850、3100 m)的缺苞箭竹为对象,对其笋、秆和叶的营养成分和氨基酸含量进行了研究。结果表明:(1)同一海拔缺苞箭竹的粗蛋白和粗脂肪含量均表现为叶笋秆,且笋、秆和叶的营养成分含量有显著差异(P0.05);(2)粗蛋白和氨基酸总量随海拔升高而显著增加(P0.05),而对粗脂肪和粗纤维的影响不显著(P0.05);(3)除笋中苏氨酸、甘氨酸、半胱氨酸,秆中丝氨酸、蛋氨酸以及叶中半胱氨酸外,海拔对其余氨基酸含量均有显著影响(P0.05);(4)海拔对粗蛋白/粗脂肪、粗蛋白/粗纤维有显著影响(P0.05),在笋和秆中表现为海拔3100 m最高,而海拔对纤维素/粗纤维、粗脂肪/粗纤维的影响不显著(P0.05)。缺苞箭竹叶、笋的营养成分含量明显高于秆;高海拔有利于缺苞箭竹各器官粗蛋白和氨基酸的积累,不利于粗纤维的积累,这可能使大熊猫的取食选择发生改变,更倾向于取食高海拔的笋和叶。     

缺苞箭竹的生态学特性初步观察

缺苞箭竹(Fargesia denudata)是甘肃省文县境内的大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)最喜食用的竹子。由于部分缺苞箭竹开花,而常使一些熊猫受灾。近年来,在抢救受灾熊猫的同时,我们对熊猫分布区内缺苞箭竹的主要生态特点和灾情做了初步调查。     

基于Maxent 生态位模型的水葫芦在中国的适生区预测

水葫芦(Eichhornia crassipes), 原产南美洲,是目前世界上危害最严重的多年生水生杂草之一。利用Maxent 模型进行水葫芦的适生区预测,并运用ROC(Receiver operating characteristic)曲线进行结果分析,同时, 使用刀切法检测环境变量对该物种分布的重要性。结果显示, 训练集和测试集的AUC 值分别为0.949 和0.878, 表明该模型的预测效果良好。预测结果显示水葫芦在我国的适生区为贵州、广西、广东、湖南、福建、江西、重庆、四川、云南、浙江、上海、湖北、海南、台湾、西藏、安徽及江苏等省市局部地区,而西藏、安徽和台湾目前还没有记录却也进入适生区, 属于易受入侵区域。且逐渐向周边可生长区蔓延。同时, bio1(年平均温度)、bio6(最冷月份最低温度)、bio9(最干燥季节平均温度)和bio11(最冷季节平均温度)这4 个环境变量对水葫芦分布的影响比较大。加强其适生区和可生长区的防控和监测,对防治水葫芦的传播有重要意义。     

入侵性杂草皱匕果芥在中国的适生区预测及分析

[目的]对入侵性杂草皱匕果芥在我国的适生区进行预测,为入侵风险评估和损失预测提供数据支撑,同时为控制预案制定提供科学依据。[方法]先用ENMTools和SPSS分别对分布数据和环境变量进行筛选,再调用R程序包Kuenm校准MaxEnt模型确定最优参数设置,然后使用MaxEnt和ArcMap对皱匕果芥在中国的适生区进行预测,并将已公布的进境粮食指定监管场地、进口粮食加工企业地理位置与皱匕果芥在中国的适生区进行匹配分析。[结果]最冷月份最低温度、温度季节变化标准差和最冷季度降水量是对MaxEnt模型拟合重要性排名前3位的环境变量,最冷月份最低温度可能是影响皱匕果芥发生分布的最重要的自然因素;皱匕果芥在中国的中度适生区占中国陆地总面积的15.13%,主要集中在秦岭-淮河以南、龙门山-大凉山以东的亚热带季风气候区域;高度适生区占中国陆地总面积的1.67%,主要形成川渝、湖北-湖南和长三角3个中心。在皱匕果芥的中、高度适生区分布有901个进口粮食加工企业和57个进境粮食指定监管场地。[结论]皱匕果芥的中、高度适生区内存在我国粮棉等作物的重要产区,一旦该杂草大面积发生,将给我国粮棉等作物种植造成非常不利的影响。进口粮食的国际贸易是皱匕果芥入侵中国的主要途径,应当加强对进口粮食接卸、运输、加工等高风险区域和环节的监管力度,并积极实施外来入侵杂草的监测和调查,确保做到早发现、早防除,防止进一步扩散和危害。     

四川小寨子沟自然保护区大熊猫生境植物群落结构特征

通过沿海拔梯度的系统调查,对小寨子沟自然保护区大熊猫生境的植物群落种类组成和结构进行了初步研究。结果表明:(1)小寨子沟大熊猫生境的植被类型有2种:阔叶林和针叶林;(2)小寨子沟自然保护区内分布有青川箭竹、缺苞箭竹、华西箭竹、冷箭竹等多种箭竹,这些作为大熊猫食料的箭竹广布在各种植被类型中,尤其是针阔混交林和亚高山针叶林;(3)大熊猫对生境的群落结构有较广的适宜性,阔叶林、针阔混交林、亚高山针叶林均可作为它的适宜生境;(4)小寨子沟自然保护区内的植被类型是随海拔的升高而自然过渡的,呈现出受人类活动影响较小的自然状态。     

未来气候变化对粤港澳地区杜鹃花适生区的影响

位于我国南方丘陵的粤港澳地区拥有丰富杜鹃花资源,长期以来受杜鹃花不适宜在高温低海拔地区进行开发利用等思想的影响,该区域野生杜鹃花的开发、保护与利用研究寥寥无几,但低海拔野生杜鹃花在气候变化下正面临较高灭绝风险。基于粤港澳地区杜鹃花属(Rhododendron)14个筛选后的野生物种229个标本点位数据,利用最大熵模型(Maxent)模拟粤港澳地区野生杜鹃花在2070年低、中、高3种温室气体排放模式(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下的适生区范围大小与方向的变化及其主导环境变量。研究发现未来粤港澳地区野生杜鹃花的适生区范围整体呈缩小趋势,且随着温室气体排放浓度的增加,即从RCP2.6到RCP8.5,越来越多杜鹃花物种适生区呈现向高纬度、高海拔方向迁移的趋势;对杜鹃花分布影响最大的变量为最冷月的最低温、温度季节性和最干月降水量。本研究通过探究气候变化对野生杜鹃花适生区范围的影响,以期为粤港澳地区野生杜鹃花的保护与开发利用提供科学指导。     

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模型的四川小寨子沟国家级自然保护区大熊猫化学通讯位点适宜性评价

为揭示影响野生大熊猫Ailuropoda melanoleuca化学通讯位点选择的生态因素,于2016年3月和10月在四川小寨子沟国家级自然保护区,利用样线法对大熊猫化学通讯位点的适宜性进行了初步研究。调查共发现大熊猫化学通讯位点33个,基于这些位点和海拔、坡度、竹林分布等10个环境变量,使用最大熵(Max Ent)模型对该区域大熊猫化学通讯位点适宜性进行综合评价。结果表明:竹林分布(56.90%)和距山脊距离(29.90%)2个环境变量的累积贡献率达86.80%,是影响该区域大熊猫化学通讯位点的主要生态因子。依据Max Ent模型最大约登指数,将结果分为适宜和不适宜2种类型,其中,适宜面积为15 187.50 hm~2,占研究区域面积的34.22%,主要位于保护区中部、保护区南北部分别与宝顶沟和白河自然保护区交界区域;不适宜面积为29 197.20 hm~2,占65.78%。在人力、物力有限的情况下,本研究为保护区合理安排保护行动的时段和区域、提升大熊猫的保护成效提供了数据支撑,对进一步推动野生大熊猫保护实践具有一定意义。     

基于DIVA-GIS和MaxEnt的我国枇杷适生区预测和生态适宜性研究

枇杷是原产于我国的秋冬季观花植物和重要经济果树,但其野生群体的生存现状不容乐观。基于枇杷在中国的320个有效自然分布点和不同时间段的19个生物气候变量,运用地理信息系统软件DIVA-GIS和最大熵模型MaxEnt进行适生区预测,采用受试者工作特征(ROC)曲线对预测结果进行检验和评价,同时利用刀切法(Jackknife)检验评估其潜在地理分布的影响因子。结果表明,枇杷的适生区主要在南方省份以及山东、陕西等少数北方省份, DIVA-GIS的ROC值和Maxent模型的ROC曲线面积(AUC)值都表明预测结果准确。最干季度降水量、最干月降水量、年均降水量、最冷月最低气温和温度季节性变化是影响枇杷适生区分布的主要因子。在未来气候变化情景下,枇杷的潜在地理分布总体上在南北方向有所扩张,整体面积有所减少,少部分适生区破碎化。