气候变化背景下孑遗植物桫椤在中国的潜在地理分布

桫椤(Alsophila spinulosa)是第三纪早期冰川的孑遗植物和世界上最古老的活化石之一,对研究古气候和物种变迁以及地理区系变化等具有重要的参考价值.基于桫椤在中国地区的111个有效分布点和10个环境因子,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件对气候变化背景下桫椤在中国的潜在地理分布进行了预测,同时综合环境因...     

气候变化下桃儿七潜在地理分布的预测

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)为小檗科多年生草本植物, 是我国濒危传统藏药, 预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层, 通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省的潜在地理分布, 并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七分布范围。结果表明: 最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子; 在当前气候条件下, 桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%, 主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区, 低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与72.43%。由模型预测可知, 在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1三种情景下, 桃儿七在研究区低适宜生境的数量相对变化较小, 在适宜生境先大幅减少后又缓慢增加。研究结果同时表明, 在未来气候变化条件下, 桃儿七的适宜生境平均海拔将逐渐升高, 范围以及几何重心极有可能先向北移, 然后再向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。     

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。     

气候变化情景下孑遗植物绵刺在中国的潜在地理分布

绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)为我国西北干旱、半干旱地区孑遗濒危荒漠植物,具有重要的生态作用。预测过去、当代及未来气候变化情景下绵刺植物在中国的潜在地理分布区和迁移路线,将为绵刺的保护利用及种群合理建立提供一定的科学依据。基于绵刺在中国的73个有效分布点和8个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测末次间冰期、末次盛冰期、当代及未来绵刺在中国的潜在地理分布变化,综合分析影响绵刺分布的主要环境因子及其适宜范围,并用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型的精确度。结果表明：(1)MaxEnt模型预测精确度极高,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值为0.988,预测显示当代绵刺主要分布在内蒙古中西部地区(阿拉善地区)、宁夏东北部和西北部、甘肃中东部、新疆中部和西部少量狭长分布区,潜在地理分布的总适生区面积约是51.94×10⁴ km~2;(2)影响绵刺潜在地理分布的重要环境因子变量是降雨(最干月降雨量、年均降雨量、最湿月降雨量、最冷季度平均降雨量)和温度(最热月的最高温);(3)从末次间冰期到末次...     

基于MaxEnt模型的气候变化下杏树鬃球蚧在中国的潜在地理分布预测

【目的】杏树鬃球蚧在天山野果林暴发成灾,对野杏的生存以及野果林的生态环境造成严重影响,同时危害栽培果园。预测未来气候情景下杏树鬃球蚧在中国的潜在适生区,可为农林部门开展防控工作提供科学依据。【方法】收集关于杏树鬃球蚧的分布点与气候数据,采用MaxEnt模型预测其在中国的适生区。【结果】MaxEnt模型中的AUC值为0.949,表明预测结果具有较高可靠性。最冷月最低温度、最冷季度降水量、温度季节性变化标准差、等温性是影响杏树鬃球蚧潜在分布的主要环境变量。杏树鬃球蚧在我国分布区较为广阔。该模型预测杏树鬃球蚧的高适生区主要分布在辽宁省环渤海区域、河北、北京、天津、山东、河南、陕西省中部、甘肃和陕西的临界处,以及新疆维吾尔自治区的伊犁哈萨克自治州、巴音郭楞蒙古自治州和阿勒泰地区,中适生区以高适生区为核心向外蔓延。其高、中、低适生区分别占中国陆地面积的4.62%、6.69%、18.77%。未来气候情景下,高适生区呈进一步扩散趋势,尤其在新疆地区,高适生区大面积扩散。【结论】杏树鬃球蚧适生区面积占陆地面积的30.08%,有继续扩张和大面积暴发风险,在我国西北地区、华北地区面临的形势更为严峻,应引起相关部门关注。     

气候变化情景下大沙鼠潜在地理分布

大沙鼠（Rhombomys opimus）是中亚地区典型的荒漠啮齿动物,其采食和掘洞行为造成了荒漠林和荒漠草原退化加剧,生态环境恶化。基于大沙鼠分布数据、气候、土壤和地形因子数据,采用MaxEnt模型预测大沙鼠在当前气候和温室气体低、中、高3种浓度排放情景下2050年和2070年的潜在适生区,分析亚洲大陆未来气候条件下大沙鼠适生面积和分布格局的变化趋势,探讨影响大沙鼠分布的主要环境因子。结果表明：模型AUC（Area Under Curve）值达到0.9以上,预测的准确性达到"极好"。经刀切法分析（Jackknife）表明,影响大沙鼠在适生区分布最主要的环境变量为温度季节性变化的标准差、土壤基本饱和度、最干季度降水量、最暖季度降水量和土壤可交换钠盐。Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2050年高适生区面积较当前分别增长15.78%、15.10%和13.44%;Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种气候场景下2070年高适生区面积较当前增长8.32%、13.18%和18.18%。中国大沙鼠适生区范围内,新疆所分布的大沙鼠适生区分布范围变化较大,3种情景模式下大沙鼠的适生区位置向新疆北部扩张;甘肃适生区位置向西北部扩张;内蒙西北部和阿拉善地区大沙鼠的适生区位置向四周扩张。研究揭示了未来气候下大沙鼠高适生区范围和空间变化,并得到影响其分布的主要环境变量,对其防控具有重要意义。     

气候变化下毛榛在中国的潜在适生区预测

气候变化影响着植物物种的地理分布,研究气候变化对物种地理分布格局的影响对物种的保护和合理利用具有重要意义。本研究通过ENMeval数据包调整特征组合和调控倍率参数来优化MaxEnt模型,利用221条毛榛有效分布点数据和16个环境因子,模拟预测毛榛在当前气候和未来(2050s、2070s)气候条件下的潜在分布区,并分析影响毛榛地理分布的主导环境因子。结果表明:当特征组合为LQPH、调控倍率为1.5时,模型复杂度和过拟合程度较低,预测结果准确性较高。当前气候条件下,毛榛高度适生区主要集中于长白山、太行山、秦巴山区及甘肃南部等地区;未来不同气候情景下,陕西中北部、中国西南地区、甘肃南部等地区毛榛的适生区逐渐减少,内蒙古东部与黑龙江等地区开始出现较多的毛榛高度适生区,毛榛适生区的质心有向东北方向迁移的趋势;影响毛榛地理分布的主导环境因子为年降水量、最干季均温、海拔和年均温,累计贡献率达78.8%,其适宜范围分别为430～970 mm、-21～3℃、40～2800 m和0.8～13℃。     

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。     

气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种——红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。     

烟草甲在我国的潜在地理分布

【目的】预测当前及未来气候场景下烟草甲Lasioderrmaserricorne(Fabricius)在我国的潜在地理分布,阐述烟草甲与气候因子之间的关系,为烟草甲的可持续治理提供理论基础。【方法】收集烟草甲的分布数据与气候数据,采用MaxEnt模型进行潜在地理分布研究,模拟烟草甲在当前与未来气候变化下的潜在地理分布的情况。【结果】最冷月的最低温度和最暖月的最高温度是影响烟草甲潜在地理分布的关键因素,烟草甲的高度适生区集中在我国南方,烟草甲的潜在地理分布未来有从北向南缩减的趋势。【结论】本研究筛选出了6个影响烟草甲的关键气候因子,预测了其在当前及未来气候场景下在我国的潜在地理分布,为烟草甲的绿色防控提供依据。     

气候变化下西南地区植物功能型地理分布响应

以中国西南地区(云南、贵州、四川和重庆)为研究区,基于中国植被图划分植物功能型,筛选影响各植物功能型分布的主导环境因子,进而通过最大熵模型结合未来气候情景(2050年)预测西南地区植物功能型地理分布。结果表明:(1)根据植物冠层特征(针叶/阔叶、常绿/落叶)及对水分和温度的需求,结合研究区实际植被数据,筛选得到15类植物功能型,包含6类乔木、6类灌木和3类草本功能型;(2)影响西南地区热带乔木分布的主导因子为最冷月最低温度和年降水量(贡献率达90.3%),亚热带植物功能型分布主要受到温度变化影响(贡献率达41.7%),温带植物功能型则受降水因子的影响最大(贡献率约40.1%),高寒草甸草和高寒常绿阔叶灌木主要受温度和海拔因子影响,高寒落叶阔叶灌木受降水因子影响大;(3)随CO₂排放量增加,未来西南各植物功能型分布呈现不同变化,其中,热带常绿阔叶乔木适宜区逐渐扩大;亚热带落叶木本类植物功能型的高适宜区面积2050年(RCP8.5)增至10.3%,呈东移趋势;亚热带常绿木本和草本类植物功能型适宜区广(占研究区总面积86.5%),未来气候下分布呈不规则波动;温带植物功能...     

基于Maxent模型的未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布

胡杨(Populus euphratica)是全世界干旱和半干旱区急需优先保护的林木基因资源,预测未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布将为胡杨种群资源的保护和管理提供科学依据,并为绿洲恢复过程中胡杨的合理种植和配置提供有价值的理论指导。本研究基于胡杨在中国地区的92条有效分布记录和10个环境因子变量,利用Maxent模型和ArcGIS软件预测了未来气候变化情景下胡杨在中国的潜在地理分布,综合环境因子变量贡献率及置换重要值、刀切法检验评估制约现代胡杨潜在地理分布的重要因子,采用响应曲线确定环境因子变量的适宜区间,定量确定胡杨未来受威胁的潜在地理分布区域和面积。结果表明：（1）Maxent模型的预测准确度极高,受试者工作曲线面积（AUC值）达0.932,现代胡杨潜在地理分布的总适生区面积为289.94×104km2,主要位于内蒙古中西部地区（额济纳旗和阿拉善地区）、新疆大部分地区、甘肃北部和西北部地区、青海中西部地区和宁夏北部地区;（2）影响胡杨的潜在地理分布的主要环境因子变量为气温因子变量（年均温和最冷月最低温）和降水因子变量（最湿月降水量和最干季降水量）,最湿月降水量是影响胡杨潜在地理分布的关键因素;（3）在未来4种气候变化情景下,胡杨不同等级潜在地理分布区的面积较现代潜在地理分布区面积均有不同程度的缩小,且整体上看胡杨的潜在地理分布区有向高海拔区域迁移的趋势。     

未来气候变化下黑沙蒿在中国的潜在地理分布及变迁

黑沙蒿是我国荒漠草原防风固沙的先驱植物,在生态系统恢复和重建中有非常重要的作用,然而其在发挥重要生态功能之余,也给我国北方地区人类的健康带来了一定影响。本研究基于黑沙蒿当前在中国分布的89条有效数据和典型19个气候环境因子,通过MaxEnt模型,模拟了当前和未来(2050s、2070s)2种情景下(RCP 4.5、RCP 8.5)黑沙蒿在中国的潜在分布区,利用ArcGIS软件中SDM工具箱分析黑沙蒿的潜在分布范围及其变化,综合贡献率、刀切法及环境变量响应曲线评估了关键气候因子的重要性,并使用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)对模型精度检验和评估。结果表明: MaxEnt模型模拟效果极好(AUC=0.980),预测显示黑沙蒿主要集中分布在毛乌素沙地及周边地区,该结果与当前实际分布范围相吻合;黑沙蒿在未来2种情景下的潜在高适生区分布面积与当前相比减少了5.2%～26.8%,气候变化对黑沙蒿的分布有一定的负面影响,其中,温度季节变化、最冷季度降水量及年平均温度的影响最大;黑沙蒿未来在中国潜在分布核心区位于毛乌素沙地,且有向东北部(吉林、黑龙江、辽宁及河北部分地区)扩散趋势。     

基于MaxEnt模型不同气候变化情景下的豆梨潜在地理分布

针对豆梨的原生境保护和资源利用问题,本研究基于豆梨全球236个分布点和19个环境因子,利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)预测了豆梨在不同气候条件下的全球生态适宜区.结果表明: 豆梨的生态适宜区主要集中在北美洲、亚洲等地区,面积共约1.6×10⁷ km².其中,中国生态适宜度较高的地区主要分布在湖南省、湖北省、安徽省、江西省、江苏省、浙江省、福建省等地.影响豆梨地理分布的主要气候因子是年平均气温和年降水量,气温季节性变化次之.由模型预测可知,在不同的气候背景下,豆梨适宜生境和低适宜生境的面积有所不同.在空间分布上,豆梨适宜生境和低适宜生境的范围和几何中心都由东部向西部地区扩散,北美洲的适宜生境增长较快,而欧洲地区的低适宜生境增长较快.     

Predictions of potential geographical distribution of Sinopodophyllum hexandrum under climate change

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)为小檗科多年生草本植物, 是我国濒危传统藏药, 预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层, 通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省的潜在地理分布, 并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七分布范围。结果表明: 最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子; 在当前气候条件下, 桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%, 主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区, 低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与72.43%。由模型预测可知, 在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1三种情景下, 桃儿七在研究区低适宜生境的数量相对变化较小, 在适宜生境先大幅减少后又缓慢增加。研究结果同时表明, 在未来气候变化条件下, 桃儿七的适宜生境平均海拔将逐渐升高, 范围以及几何重心极有可能先向北移, 然后再向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。