基于随机森林模型和GIS的假臭草全国适生区预测

假臭草Praxelis clematidea已对我国南方植物造成严重危害，通过预测其在中国的适生区，可为农林部门制定与加强防控措施提供科学依据。以我国296个假臭草分布记录点、国内气候因子和地形因子为基础，利用随机森林模型和地理信息系统(GIS)技术预测其在我国的潜在适生区。随机森林模型预测结果可信；影响假臭草分布的主要环境因子是最冷月份最低温度，其次是年均降水量，而地形因子和土地利用类型的影响较小；假臭草的主要适生区域位于我国南方各省(区)，其中广东、广西、海南、福建、江西南部、云南西南部属于假臭草的高度适生区，占全国陆地面积8.08%；浙江沿海、江西中部、四川与重庆交界处等地区属于中度或一般适生区，占全国陆地面积2.32%和3.37%；低适生区和非适生区分别占全国陆地面积的9.09%和77.14%。在未来气候情景下，假臭草适生区总面积与现阶段相比无明显变化，但中度适生区面积增长明显，由2.32%增至4.33%。因此，在全球气候变暖的环境下，假臭草在国内还未达到最大繁殖范围，有持续扩散的可能性。     

基于GIS与Maxent模型的金花茶潜在适生区与保护研究

为明确珍稀植物金花茶(Camellia nitidissima)的潜在分布,利用最大熵模型(Maxent)模拟金花茶在中国的潜在适生区,运用受试者工作特征(ROC)曲线分析法进行验证。结果表明,金花茶的适生区域主要集中在我国西南片区,与已知原生地重合但不局限于已有报道的地点。ROC曲线分析法的面积AUC值为0.992,表明预测结果可靠。Jackknife检验表明,影响金花茶分布的最主要环境因子(阈值)是:年均温(24.3℃)、积温(7 515.84℃)、最干季湿度(14.5%)和最湿季均温(26.2℃)。缓冲区分析定量评价了人类活动对金花茶适生生境的干扰。这些有助于制定金花茶的保护规划。     

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模型的冬虫夏草中国潜在适生区预测

冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是分布在青藏高原高寒地区稀缺的可再生生物资源, 是我国传统名贵中药材, 具有很高的药用价值和经济价值。目前对冬虫夏草的潜在适生区研究较少, 对虫草资源的空间分布格局尚不清晰。明确冬虫夏草在我国的地理分布, 对其保护及有效利用具有重要意义。研究共收集了175个分布点及24个环境因子数据, 最终筛选出12个环境变量数据参与模型训练, 利用Maxent模型预测冬虫夏草中国潜在适生区, 通过ROC曲线分析模型预测效果, 结合贡献率、置换重要值和刀切法检验分析环境变量对冬虫夏草分布的影响。结果显示: 我国虫草主要分布于西藏、青海、甘肃、四川和云南五省, 适生区总面积(高适宜分布区与中适宜分布区)为8.82927×105 km2。ROC评价结果显示, Maxent模型训练数据的AUC值高达0.959, 表明预测结果准确度极高。对环境变量进行分析, 影响冬虫夏草地理分布的主要环境因子是海拔, 最暖季度平均温度, 最暖季度降水量。本研究明确了冬虫夏草在我国的潜在适生分布区, 为虫草的资源明确及生境保护提供了理论依据。     

基于MAXENT模型和Arc GIS预测蜡梅适生域在中国的潜在分布

蜡梅(Chimonanthus praecox)是我国二级濒危珍稀植物,是重要的冬季传统观花植物。利用已报道的246个分布点和worldclim中提取的19个气候因子,基于最大熵(Maxent)模型和地理信息系统(Arc Gis)对蜡梅在中国的潜在适生区分布进行预测分析,采用受试者工作特征(ROC)曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明蜡梅的潜在适生范围相对集中,主要集中在西南的四川盆地、华中、华东及华北的中南部地区,其他地区则适应性较低。温度是影响蜡梅分布的决定性因子,其中,当最冷季度平均温度接近0℃,等温性范围为0—10℃,降雨量变异系数约为45时,蜡梅的分布概率最大。与原分布区相比较,蜡梅的适生区范围正向中国东部地区和北部地区迁移。ROC曲线检验评价结果表明,Maxent模型的ROC曲线分析法的面积(AUC)值为0.986,预测结果达到了极高精度。     

入侵害虫菊方翅网蝽在中国的潜在分布预测

菊方翅网蝽Corythucha marmorata(Uhler,1878)是我国新近发现的外来入侵害虫,研究明确菊方翅网蝽在我国的潜在分布范围对其监测预警及科学防控具有重要意义。本研究根据菊方翅网蝽的地理分布数据及相关环境变量,运用Maxent生态位模型与ArcGIS预测了菊方翅网蝽在中国的潜在地理分布范围。预测结果表明:菊方翅网蝽在我国的适生区主要分布于100°～125°E,20°～40°N的亚热带、暖温带区域,其中高适生区主要集中在长江中下游地区,包括浙江、江苏、湖南、上海大部分地区、安徽南部、湖北南部、江西西部及南部、贵州东部、福建东部、广西北部、山东中部、河南南部以及重庆、台湾局部;此外,极端气温、平均气温、最干月份降雨量对菊方翅网蝽的潜在分布影响较大。菊方翅网蝽已在我国成功入侵并迅速蔓延成灾,应在疫区边缘地带加强监测,并采取措施防止其进一步扩散。     

基于GIS和Maxent模型的赤水河地区濒危植物桫椤生境适宜性评价

桫椤有"蕨类植物之王"赞誉,有"活化石"之称,曾是地球上最繁盛的植物,与恐龙同期。由于地质变迁和气候变化,目前只能在极少数的"避难所"才能寻其踪迹,而赤水河地区是当下桫椤种群较为集中分布的区域。所以,了解桫椤在赤水河地区的适生区分布,对于桫椤种质资源保护、桫椤种群的恢复重建具有重要意义。基于桫椤在赤水河流域的80个桫椤分布点位、20个样地信息和22个环境因子变量,借助ArcGIS运用Maxent模型软件预测了桫椤的潜在地理分布,综合环境因子变量贡献率、刀切法检验和土地利用现状变化对赤水河地区桫椤的生境适宜性进行评价分析,确定桫椤的生境适宜潜在地理分布区域和面积。研究表明：（1）Maxent模型的预测准确度极高,模型的预测结果为"极好";（2）最暖季的降水（39.65%）、温度日平均范围（18.21%）、温度季节性变化标准差（12.69%）和降水量季节性变异性系数（6.87%）是影响桫椤生长和分布的主导环境因子,累积贡献率达77.42%,可见桫椤在生长过程中对降水、温度的变化较为敏感;（3）模型预测高适生区主要集中在四川（泸州、宜宾、自贡）、重庆、贵州（遵义）,在空间上存在明显连续性,从高适生区到不适生区呈辐射状由中心向外围逐渐递减;虽桫椤高适生区面积高达49842 km²,但现状生境破碎化,人为干扰,人工植被较多等的影响会对桫椤种群造成不利影响。综上,赤水河地区桫椤适生生境面积大、连通性好,为本地区的桫椤提供了优质的生存环境,森林的人工抚育可促进桫椤种群的延续。     

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。     

外来入侵杂草假苍耳在新疆地区的适生性分析及风险评估

【目的】假苍耳是一种恶性入侵杂草,预测其在新疆地区的潜在适生区并进行风险评估,旨在为其科学防控提供参考。【方法】采用MaxEnt模型与Arc GIS 10.4软件进行分析,预测假苍耳在新疆的潜在分布区,并划分风险等级。运用多指标综合评估方法,对假苍耳的危害风险性进行综合分析评估。【结果】假苍耳在新疆的适生区主要在北疆地区,适生区范围较广。高适生区主要包括克拉玛依市、昌吉回族自治州北部及塔城地区中部。年平均温(bio1)、最干季平均温(bio9)、最冷季平均温(bio11)及最热季平均温(bio10)是影响假苍耳分布的主要环境因子。假苍耳的危险性综合评价值为2.238,属于高度危险的有害生物。【结论】假苍耳目前在新疆仅分布在塔城地区,预测结果表明其在北疆地区继续扩散的趋势较大,需要提前制定好相应的管理和控制措施。     

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。     

闽楠(Phoebe bournei, Lauraceae)地理分布及随气候变化的分布格局模拟

掌握气候变化对珍稀濒危物种的分布和适应性变化趋势的影响,是开展保护生物学研究的基础。闽楠（Phoebe bournei）是我国东部亚热带森林的优势树种,也是金丝楠木的主要来源树种。它具有重要的经济、园林与生态价值,目前已被列为国家II级保护植物。预测不同气候背景下该物种的地理分布格局可为这一珍贵树种的资源保护、合理利用与开发提供指导依据,同时也为闽楠的起源与地理分化研究奠定基础。本研究基于闽楠的123个分布点信息与19个气候因子,采用最大熵模型（MaxEnt）与ArcGIS空间分析,构建闽楠于末次冰期（距今22000年）、当前（1950-2000年）以及未来（2050年与2070年）相应地潜在分布区格局,并确定未来受威胁的适生区、面积与影响分布的气候因子。结果表明：闽楠的适生区覆盖浙江、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、贵州及重庆,制约闽楠地理分布的气候因子主要是温度季节性变化标准差（Bio4）、最暖月最高温（Bio5）与最干季降水量（Bio17）;在末次盛冰期闽楠退缩到我国东部的许多山区,诸如武夷山、浙闽丘陵、武陵山、雪峰山、湘黔桂毗邻的山区;随着全球气候变暖,到2050年与2070年闽楠的适生区有着破碎化甚至丧失的风险。     

基于Maxent模型的檵木分布格局模拟

应用最大熵模型(Maxent)模拟檵木(Loropetalum chinense)在末次间冰期(last inter glacial, LIG)、末次盛冰期(last glacial maximum, LGM)和当代(Present)等不同时期的中国潜在分布格局,分析影响其分布的主导生物气候因子。结果显示:(1)历史气候的变迁,檵木由末次间冰期经末次盛冰期进入当代,适生区面积呈现增加趋势。当代适生区面积占比最大,适生程度也较高;(2)训练数据和测试数据的AUC值分别为0.947和0.954,均达到了极高的精度;(3)刀切法检测表明,影响檵木分布的主导环境因子依次为bio14(最干月份平均降雨量)、bio17(极干季降雨量)、为bio19(极冷季平均降雨量)和bio15(湿度变化方差),其适生值范围分别是23—93 mm, 98—300 mm, 110—350 mm和42%—65%;(4)较纬度而言,经度是影响我国檵木分布格局的主要因子;(5)我国檵木当代的潜在地理分布主要在北回归线以北的区域,总面积为162.55万km²,占国土总面积的16.93%,高适生区集中于...     

外来入侵植物刺萼龙葵在我国的分布格局与早期监测预警

【目的】刺萼龙葵是20世纪80年代入侵我国的检疫性外来植物,目前已在东北和西北地区广泛分布并对农牧业生产造成极大危害,急需明确其时空分布格局和潜在扩散动态,为其早期监测预警提供依据。【方法】首先,利用实地调查、标本和文献查询途径获得的地理分布信息重建刺萼龙葵在我国的扩散历史和分布格局;其次,通过物种分布模型预测其潜在的分布区;最后,融合时空动态和潜在的扩张趋势,利用空间分析模型划定早期监测预警的区域。【结果】刺萼龙葵最早于1980年在辽宁省朝阳市被发现,其后不断沿河流和公路等扩散蔓延。2000年以后相继在内蒙古、北京、河北、吉林以及新疆等省区发现其入侵种群。截至目前,已扩散到了7个省的54个县区。适生区预测结果表明,其在我国存在广阔的潜在分布区,目前还处在快速扩散阶段,没有达到饱和阶段。【结论】刺萼龙葵在我国还处在快速扩散阶段,远没有达到饱和,华北平原是其潜在扩散的高风险区,建议加强对其扩散前沿带包头、张家口、北京、秦皇岛一线的监测力度,以抑制其进一步扩散蔓延。     

美味猕猴桃地理分布模拟与气候变化影响分析

为了解气候变化对美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)地理分布的影响,结合气候情景,采用Maxent预测美味猕猴桃的适生区的变化趋势。结果表明,基准气候和未来情景下构建的美味猕猴桃分布模型的AUC值均达到极好的标准。基准气候条件下,美味猕猴桃在中国的适生区为22°~38°N,96°~122°E,总面积为3.367 9×106 km2,高适生区位于秦岭-巴山、四川盆地东部、云贵高原东部、武陵山-巫山、武夷山脉。RCP4.5和RCP8.5情景下,美味猕猴桃在中国的高适生区面积将显著减少,中适生区面积则呈增加趋势,两种情景下高、中质心均向偏南或低纬度方向移动,RCP8.5情景下质心的迁移轨迹最长,变动范围最大。Maxent模型的准确预测对于优化猕猴桃产业结构具有重要指导意义。     

基于MaxEnt优化模型的闽楠潜在适宜分布预测

闽楠是我国二级保护珍稀濒危植物,不仅是珍贵用材树种,还具有重要的生态价值,预测其潜在适生区变化具有重要意义。采用Enmeval优化包调用MaxEnt模型建立最优模型。基于186条分布记录和9个环境变量模拟闽楠现代2050和2090年代的6个气候情景潜在分布区。综合Jackknife检验、置换重要值和贡献率、多元相似度面和最不相似变量,探讨影响闽楠适生分布区的环境因子,并分析空间变换格局。结果表明：（1）最优模型的参数为：FC=PT,RM=0.5,Maxnnt模型的预测准确度极高,AUC=0.9846±0.0037,现代闽楠潜在适生区的面积为54.32×10⁴km²,闽楠现代高度适生区集中分布在湖南南部和广西东北部;（2）在未来6种气候变化情景下,闽楠潜在适生分布区均有向北扩张的趋势,除2050s-SSP585外,其余情景适生区面积均增加较小,特别是情景2090s-SSP126下,高度适生区将减少40.32%;（3）最干月降水量（bio14）、降水季节性变化（bio15）、最冷月最低温（bio6）、最暖季降水量（bio18）和最暖月最高气温（bio5）是制约闽楠分布格局的主要环境因子;（4）闽楠各个时期的地理分布范围差别较大,说明闽楠对气候变化抗逆性较差,滥砍滥伐、生境破坏和自身繁育问题可能是致濒的重要原因,福建、江西、湖南和广西东北部是闽楠的稳定适生区和未来气候避难区,台湾中部、福建、江西、湖南、湖北西南部和浙南为理想的闽楠人工林引种区,随着气候变暖的日益加剧,粤桂黔三省（区）丧失区面积比较大,并建议对粤桂黔群体进行优先保护。     

未来气候变化对广布种麻栎地理分布的影响和主导气候因子分析

为了解麻栎（Quercus acutissima）的潜在分布特征及其对未来气候的响应,运用最大熵模型（Maxent）模拟在当前气候条件下麻栎的潜在分布格局,预测未来不同温室气体排放情景下的格局变化,并分析影响其分布的主导因子。结果表明,Maxent模型有较好的预测能力,AUC值大于0.95。当前气候条件下,麻栎广泛分布于我国南方大部分地区和陕西、河南、山西、甘肃、北京、辽宁等北方省市。此外,在日本、朝鲜半岛、老挝、越南、缅甸、尼泊尔、不丹、印度、巴基斯坦等国家和地区亦存在不同程度和范围的麻栎适生区域,麻栎总适生区域面积达11.57×10⁵km²。在RCP2.6和RCP8.5情景下,麻栎适宜分布区域向北和西南方向扩展,新增适生区面积为（2.49~3.02）×10⁵km²;适生区域丧失主要集中在广西南部、广东南部和缅甸东部等地。影响其分布的主导气候因子为最暖季降水量、等温性、最干季均温、最冷月最低温,因子贡献率分别为54.2%、13.7%、8.8%和7.8%。这为麻栎的栽培和保育研究提供了参考依据。     

气候变化条件下苦参在我国潜在分布区的预测分析

为了解气候变化情景下苦参在中国的潜在分布区变化,探讨生物气候因子与苦参适宜分布格局的关系.该文通过收集苦参的地理分布点并结合19项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS)对末次盛冰期、当前气候、未来气候三种气候情景下苦参在我国适生区的分布格局进行模拟,并分析影响苦参生长的主导生态因子.结果...     

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...