广西沿海红树林潜在适宜区变化及互花米草入侵威胁的预测

红树林是分布于热带、亚热带潮间带的重要蓝碳生态系统之一,在我国广西沿岸广泛分布。为了更好地探究全球气候变化背景下我国红树林潜在适宜生境的变化趋势,本研究利用2021年广西沿海湿地遥感解译数据、全球海洋环境和生物气候环境数据,构建了最大熵生境分布模型,用于模拟广西沿海红树林及其入侵种互花米草潜在适宜区的空间分布,并预测极端气候变化情景下(SSP5-8.5)的变化趋势。结果表明：2021年,广西沿海现有红树林面积9136.7 hm²,模型预测其潜在适宜生境面积为55955.9 hm²,现有红树林分布区面积已基本覆盖其潜在高适宜区和近10%的中等适宜区。互花米草现有面积1320.4 hm²,预测其潜在高适宜区面积是现有面积的2倍,表明仍有大面积高适宜区未被互花米草占据。影响红树林现有潜在生境分布重要性最大的环境因子依次为离岸欧氏距离(62.2%)、地形凹凸指数(8.7%)、最热季平均海温(6.1%)、海底地形高程(5.6%),其潜在适宜分布区主要受地理条件影响。全球气候变化情景(SSP5-8.5)下,预测红树林的潜在适宜区面积...     

基于GIS的陕北红枣生态适宜性空间分布格局研究

作物的生态适宜性空间分布格局对于掌握作物生长适宜区域具有重要的作用。陕北红枣, 作为该地区的特色经济作物, 其生态适宜性分布特征尚不明晰。因此, 本文基于层次分析法确定适宜地形、气候、土壤及植被因子权重,通过地理信息系统(GIS)技术确定陕北地区红枣生态适宜性空间分布等级和面积。结果表明, 陕北地区红枣生态适宜区自陕北南部和东南部向西北和北部地区递减, 年降雨量、年积温及高程是限制红枣在陕北西北部适宜生长的主要环境因子; 红枣最佳生态适宜区和次适宜区主要集中于富县、黄龙县、甘泉县及宜川县。其中, 红枣最佳适宜区和次适宜区面积在富县分别达到 5036.58 hm²、23114.25 hm², 即富县是陕北红枣生态适宜性分布的最优区县。一般适宜区主要集中于延长县、绥德县、清涧县、延川县、宜川县、子洲县及宝塔区。因此, 未来可以在红枣优适宜区进行精准培育种植, 着重提升红枣品质。在一般适宜区增加红枣种植面积, 提高红枣总产量。以期为该地区红枣优化生产提供科学依据, 实现陕北精品红枣规模化发展。     

内蒙古地区道地药材蒙古黄芪资源调查及产地适宜性

在文献检索的基础上,运用样地调查法和踏查法调查野生、人工种植蒙古黄芪的资源分布、生境特点、生长状况,探寻影响蒙古黄芪生长的生态因子,结合中药材产地适宜性分析地理信息系统,区划蒙古黄芪在内蒙古地区的适宜产地.结果表明: 栽培蒙古黄芪生产区域主要分布在武川县、固阳县等15个旗县,其生态特征为海拔高于1000 m,土壤类型为沙土、砂砾土和钙土.野生蒙古黄芪覆盖内蒙古中东部地区,生于向阳处,喜冷凉干燥气候,适宜沙壤土或砂砾土,忌阴湿黏重土壤.应用TCMGIS-Ⅱ分析得到内蒙古境内野生蒙古黄芪生态因子相似系数>95%的生态适宜区为43个县区,面积为94460.30 km²;栽培蒙古黄芪生态适宜区为32个县区,面积为76013.93 km².     

未来气候变化对沙枣适宜分布区的影响预测

气候变化显著影响全球植物物种的地理分布,了解未来气候变化对我国造林树种适宜分布区的影响,及时采取应对措施,对提高造林的成效具有至关重要的作用.选取在荒漠化防治和退化土地修复中起重要作用的优良树种沙枣为研究对象,利用MaxEnt和GIS工具,基于182个来自标本馆、出版文献的记录和13个来自BIOCLIM、Holdridge生命地带、Kira指数的气候因子,预测其气候适宜区在未来气候情景下的变化.结果表明: 未来(2070s)4种气候情景对沙枣适宜区的影响存在差异,在低浓度温室气体排放情景(RCP 2.6)下适宜区面积将缩减,缩减的区域主要位于西北当前适宜分布区的边缘;而中等偏低浓度温室气体排放情景(RCP 4.5)、中等偏高浓度温室气体排放情景(RCP 6.0)和高浓度温室气体排放情景(RCP 8.5)下,均有不同程度的扩张,扩张的区域主要位于西北暖温带干旱地区和东北部中温带半湿润地区;在RCP 8.5情景下,北部中温带干旱区和半干旱地区以及南方北亚热带湿润地区也有较明显的扩张.未来适宜区分布范围的地理质心将以6～19 km·(10 a)^-1的速度移动,海拔质心将以3～20 m·(10 a)^-1的速度向更低区域移动.沙枣稳定适宜区约占当前适宜区分布范围的83%～98%,当前的气候适宜区总体稳定.     

气候变化下寒露林蛙在中国的潜在地理分布

近几十年来,全球变暖对全球生物多样性及其地理分布产生了重要影响,特别是对气候变化敏感的两栖动物。寒露林蛙(Rana hanluica)是中国特有种,但在濒危物种红色名录中处于无危状态。为了评估寒露林蛙种群的生存现状,掌握该物种在中国的潜在分布区,以及在未来气候变化条件下适宜生境区的变化,本研究利用最大熵(MaxEnt)生态位模型和地理信息系统,对中国未来气候变化情景下(2050和2070年)寒露林蛙的适宜生境区进行识别。基于47个寒露林蛙分布位点和20个典型环境因子,建立了寒露林蛙在当前和未来气候条件下的适宜生境模型,并分析了相关的环境影响因子。结果表明: MaxEnt模型的预测准确度较高,受试者工作曲线面积值达0.993;寒露林蛙在当前气候条件下的潜在适宜生境面积为36.36万km²,潜在地理分布区域主要位于湖南省和贵州省;影响潜在地理分布的主要环境因子为最干月降水量和海拔。在未来2种典型浓度路径的气候情景下(SSP1-2.5和SSP5-8.5),寒露林蛙适宜生境区均出现不同程度的缩减,导致总适宜生境面积呈减少趋势;其高适宜生境向高纬度地区转移,其核心分布区仍以湖南省为主。     

基于模糊数学的秦岭地区山茱萸生境适宜性评价

山茱萸(Cornus officinalis)是我国传统常用药材,本文采用模糊数学分析方法,对采自秦岭地区的山茱萸中马钱苷含量与21个评价因子的隶属函数进行拟合,同时采用最大信息熵模型确定各个评价因子的权重,利用ArcGIS 10空间分析模块模拟研究区域适宜山茱萸生长的潜在分布生境。结果表明,在山茱萸生境的21个评价因子中,主要影响因子为气候,其次是土壤和地形因子;所有评价因子中,土壤质地(TTEX)的权重最大,其次是果实生长期降水量(PG)、年降水量(AP)和降水季节性变化(PS)。研究区内山茱萸高适宜区面积占总面积的19.94%,主要分布在甘肃东南部、陕西南部和河南西部,这些区域温度适中、气候湿润、光照充足,适宜山茱萸生长;适宜区面积占总面积的11.85%,低适宜区面积占总面积的16.31%,不适宜区面积占总面积的51.90%。本研究基于GIS与模糊数学的生境适宜性评价模型,对秦岭地区山茱萸生境适宜性做出了科学划分,同时量化了不同生境区的评价因子对山茱萸的影响,可为山茱萸的管理和保护以及人工种植提供科学依据。     

基于Maxent模型的党参全球潜在分布区预测

基于党参全球129个分布点和37个生态因子,利用最大熵模型(Maxent)与地理信息系统(GIS)预测党参的全球生态适宜区.结果表明: 党参的全球生态适宜区总面积达到884.79×10⁴ km²,主要分布在北半球的东亚地区,其中以中国最为集中.中国的党参生态适宜区中,适宜性指数较高的区域主要分布在山西、陕西、四川、甘肃东南地区、西藏东部、云南东南地区、山东东北地区等,中国是党参的最佳栽培区.影响党参地理分布的生态因子主要是气候因子,其中,温度因子起主导作用,降水因子次之;然后依次是地形与土壤因子.年均温和降水的季节性、最冷季平均温、最干季降水量对其影响最大.     

东方白鹳在山东省适宜栖息地的分布预测

东方白鹳(Ciconia boyciana)隶属鹳形目(Ciconiiformes)鹳科(Cioniidae)鹳属(Ciconia),被IUCN濒危物种红色名录列为濒危(EN),主要繁殖于俄罗斯远东地区与中国东北三江平原,在长江中下游鄱阳湖等沿海内陆湖泊越冬。山东省从2003年开始有东方白鹳繁殖记录,黄河三角洲为该物种在山东省的主要繁殖地。以在黄河三角洲自然保护区收集到的位点数据、物种分布数据库(GBIF)提取的位点数据和山东省环境气候因子为基础数据,基于最大熵(Maxent)模型和地理信息系统(ArcGIS)技术平台,预测东方白鹳在山东省的潜在适生区。结果表明在该物种在黄河三角洲及附近地区存在较集中的高适宜区,庙岛群岛和微山湖地区存在少量高适宜区,高适宜区总面积为1359.27km²;北至河北边界,南至微山县,沿黄河支流至西到达聊城市、菏泽市,存在1893.82km²较适宜区和3955.63km²低适宜区。潜在适宜生境总和为7208.72km²,占比为研究区域的0.89%。新出现的较为集中的较适宜...     

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...     

气候变化情景下物种适宜生境预测研究进展

气候变化能够引起物种分布范围、生物物候等一系列生态现象和过程的变化,进而加速物种灭绝的速率。气候变化被认为是21世纪全球生物多样性面临的最主要威胁之一,将给未来的生物多样性保护工作带来严峻的挑战。利用物种分布模型预测气候变化情景下物种适宜生境的变化正成为当前的研究热点。本研究总结目前气候变化情景下物种适宜生境预测的最新方法及取得的主要成果。在研究方法上,多物种分布模型、多气候情景基础上的集合预测方法正成为目前研究采用的主要手段;在研究结果上,未来气候变化将有可能导致物种适宜生境面积减少,范围向高纬度、高海拔地区移动。最后本研究指出目前气候变化情景下物种适宜生境预测研究中存在的主要不足及今后的发展方向。     

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。     

气候变化下考氏白盾蚧的潜在分布区预测

【目的】评估园林植物害虫考氏白盾蚧Pseudaulacaspis cockerelli当前和未来在全世界的潜在分布区,揭示未来气候变化下考氏白盾蚧的分布动态,明确气候环境因素对其潜在分布的影响。【方法】以考氏白盾蚧为研究对象,基于考氏白盾蚧在全球的118条有效地理分布记录和19个环境变量,运用优化的MaxEnt模型和ArcGIS软件,推测气候变化下当前、2050年和2070年考氏白盾蚧的潜在分布格局,采用响应曲线确定环境变量的适宜区间,定量确定考氏白盾蚧未来气候条件下潜在地理分布动态。【结果】MaxEnt模型运算的平均曲线下面积(area under the curve, AUC)值为0.7182,表明该预测模型的预测精度比较高。当前考氏白盾蚧潜在地理分布的总适生区面积约为2.73×10⁷ km²,其中高适生区面积大约为4.37×10⁶ km²,占潜在可入侵总面积的16％,该区域主要位于美国与巴西西南沿海地区,印度西部地区及西部沿海区域,孟加拉国,越南北部大部,中国西南大部及华东华中大部,以及日本南部地区;在未来气候条件下,伴随着CO₂浓度的升高,考氏白盾蚧的高适生面积将显著增加。影响考氏白盾蚧的潜在地理分布的主要环境变量为平均月温差、昼夜温差与年温差比、最湿季平均温度和降水季节性,其中昼夜温差与年温差比的贡献率最高,达到38.8%。【结论】本研究结果表明考氏白盾蚧适宜生境主要受平均月温差和昼夜温差与年温差比的影响。本研究为考氏白盾蚧的综合防治提供重要依据和数据支撑。     

基于CLIMEX的2种核桃蚜虫潜在适生区分析

【目的】分析核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在全球范围内的潜在分布,比较气候变化对其分布的影响,为核桃有害生物综合管理策略的制定提供依据。【方法】基于实验室和野外试验,结合CLIMEX软件对核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜在目前及未来气候条件下的潜在地理分布进行了模拟和系统评估。【结果】2种核桃蚜虫适生区十分相似,在世界范围内主要分布区集中在欧洲、北美洲、亚洲等区域,核桃黑斑蚜适生区范围大于核桃全斑蚜,但在我国,核桃黑斑蚜适生区范围小于核桃全斑蚜。气候变化将决定2种蚜虫分布的差异性,未来气候情景下,2种蚜虫适生区将发生变化,在欧洲、北美洲和亚洲适生区范围向高纬度延伸;在我国适生区范围逐渐减小。【结论】在世界范围内,核桃黑斑蚜与核桃全斑蚜适生区域主要分布在25°N-75°N内的亚洲、欧洲、北美洲的部分地区;在我国,其适生区域主要分布在东部季风区内的东北的南部、西北东南部、西南中部、华中北部以及华北地区。     

六盘山华北豹的栖息地利用及保护建议

大型食肉动物对维持生态系统的结构和功能具有重要作用, 但大部分大型食肉动物处在持续的种群数量和分布面积下降之中, 面临着急迫的研究与保护需求。华北豹(Panthera pardus japonensis)是我国特有的豹亚种, 也是部分区域森林生态系统中仅存的大型食肉动物, 面临着生境破碎化等威胁。本研究使用红外相机调查了宁夏六盘山国家级自然保护区华北豹的分布, 通过构建占域模型分析了华北豹的栖息地利用, 预测了华北豹的适宜栖息地, 并评估了其生境破碎化格局。研究发现, 华北豹在六盘山的平均占域率约为0.135。华北豹偏好植被发育成熟、地势崎岖、温度较低、远离农田和公路的栖息地, 对于农田边缘和居民点等人类活动区域未显示出显著回避。研究识别的六盘山华北豹适宜栖息地主要沿六盘山东西两侧山脉分布, 55%的适宜栖息地斑块位于六盘山国家级自然保护区内。栖息地斑块面积平均为16 km², 最大达214 km², 约77%的栖息地斑块面积在10 km²以下。研究表明六盘山国家级自然保护区有效地保护了华北豹现有的适宜栖息地, 但仍存在栖息地破碎化和人类活动干扰等关键限制因素。建议通过栖息地改造、人类活动管理等方式增强六盘山华北豹适宜栖息地斑块连通性; 并通过推动华北豹跨省保护工作等举措促进华北豹种群扩散恢复。     

Projected bioclimatic distributions in Nearctic Bovidae signal the potential for reduced overlap with protected areas

Assumptions about factors such as climate in shaping species'' realized and potential distributions underlie much of conservation planning and wildlife management. Climate and climatic change lead to shifts in species distributions through both direct and indirect ecological pressures. Distributional shifts may be particularly important if range overlap is altered between interacting species, or between species and protected areas. The cattle family (Bovidae) represents a culturally, economically, and ecologically important taxon that occupies many of the world''s rangelands. In contemporary North America, five wild bovid species inhabit deserts, prairies, mountains, and tundra from Mexico to Greenland. Here, we aim to understand how future climate change will modify environmental characteristics associated with North American bovid species relative to the distribution of extant protected areas. We fit species distribution models for each species to climate, topography, and land cover data using observations from a citizen science dataset. We then projected modeled distributions to the end of the 21st century for each bovid species under two scenarios of anticipated climate change. Modeling results suggest that suitable habitat will shift inconsistently across species and that such shifts will lead to species‐specific variation in overlap between potential habitat and existing protected areas. Furthermore, projected overlap with protected areas was sensitive to the warming scenario under consideration, with diminished realized protected area under greater warming. Conservation priorities and designation of new protected areas should account for ecological consequences of climate change.     

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)...     

气候变化影响下不同地区苦竹异戊二烯排放速率对比

以全球气候模式NorESM1-M产生的RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候变化情景数据和植物异戊二烯排放计算模型,模拟分析了未来气候变化对分布在江苏宜兴、广东龙门、云南玉龙和四川万源的苦竹异戊二烯排放速率的影响,比较了气候变化影响下4个地区苦竹异戊二烯排放速率的差异.结果表明: 未来气候变化情景下,宜兴、龙门、玉龙和万源的年均气温上升、年降水量和辐射强度波动较大、同时存在增长和下降趋势.在基准情景下,苦竹异戊二烯日排放速率为71～470 μg·g^-1·d^-1、年排放速率为25954～171231 μg·g^-1·a^-1,日及年排放速率大小依次为龙门、宜兴、万源和玉龙.相比基准情景,未来气候变化情景下苦竹异戊二烯日排放速率高4～45 μg·g^-1·d^-1,其中宜兴、龙门、玉龙和万源分别约高23、29、4和14 μg·g^-1·d^-1以上;未来气候变化情景下苦竹异戊二烯日排放速率增幅在5%以上,其中万源和宜兴为13%以上、龙门和玉龙为5%以上,RCP8.5情景下最大(11%～18%).相比基准情景,未来气候变化情景下苦竹异戊二烯年排放速率高1500～17000 μg·g^-1·a^-1,其中,宜兴高8560～13208 μg·g^-1·a^-1、龙门高10862～16131 μg·g^-1·a^-1、玉龙高1574～3028 μg·g^-1·a^-1、万源高5288～8532 μg·g^-1·a^-1;苦竹异戊二烯年排放速率增幅为6%～14%,宜兴和万源最高、龙门和玉龙较低,在RCP8.5情景下增幅9%～14%.说明未来气候变化对分布在不同地区的苦竹异戊二烯排放速率的影响程度不同.     

气候变化情景下祁连圆柏在青海省的适宜分布区预测

祁连圆柏具有良好的水土保持功能,是青海省高寒干旱地区造林绿化的优良乡土树种之一,预测未来气候变化情景下祁连圆柏在青海省的潜在地理分布将为祁连圆柏的经营管理和引种栽培提供理论指导。本研究基于实地调查和资料搜集获得88个有效地理分布样点,利用Maxent模型和ArcGIS空间分析技术对当前气候条件下祁连圆柏在青海省的潜在地理分布进行模拟,综合Jackknife检验和相关系数,分析影响祁连圆柏潜在分布的主导限制因子,同时结合第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的气候模式数据,预测祁连圆柏在3种(SSP126、SSP245、SSP585)气候变化情景下2061—2080年潜在适生区的变化。结果表明:Maxent模型受试者工作特征曲线下面积(AUC)都大于0.92,具有较好的预测能力。在当前气候条件下,祁连圆柏的适宜分布区主要位于青海省东部,总适宜区面积占比为11.2%,影响其地理分布的主导因子是海拔、年均降水量、极端最低温和坡度,累计贡献率为85.9%。未来3种气候情景对祁连圆柏适宜区的影响存在差异,SSP245气候情景的适宜区面积将会缩减,SSP126和SSP585气候情景下则会不同程度地扩张,SSP126气候情景的扩张最明显,其扩张区域主要位于泽库县、河南蒙古族自治县中北部和祁连县东南部地区。在未来3种气候情景下,祁连圆柏适宜分布区逐渐向高海拔地区迁移,但在经纬度方向分布变化较小,适宜区总体稳定。