基于MaxEnt濒危植物独叶草的中国潜在适生分布区预测

独叶草(Kingdonia uniflora Balf.f.et W.W.Smith)属毛茛科独叶草属多年生草本植物,属国家二级濒危保护植物。近年来,随着森林采伐和人类活动加剧生境的破碎化,独叶草自然分布区迅速缩减,存在濒临灭绝的风险。预测独叶草潜在的适宜分布区,对于合理保护和利用独叶草具有重要意义。本文结合64份独叶草的标本地理信息和14个环境因子参数,应用最大熵模型(Max Ent)和地理信息技术(GIS),对独叶草在中国的潜在适生分布区和影响分布的关键环境因子进行了预测。受试者工作特性曲线(ROC)分析法的AUC值为0.990,表明Max Ent模型预测可靠性极高。预测结果显示,独叶草最适潜在分布区主要在陕西秦岭北坡(眉县,太白县)、四川省的邛崃山(理县,马尔康县)和大凉山(马边彝族自治县),云南东北部和贵州西北部交界的大娄山(金沙县)和乌蒙山(赫章县)部分地区(适生指数0.5)。刀切法检测(Jackknife test)分析表明,影响独叶草适生分布的关键环境因子包括年均降水量(贡献率33.1%)、海拔(22.3%)、温度季节性变化的标准差(11.4%)、降水量变异系数(7.2%)、土壤p H(5.4%)、1月最低温(5.1%)和土壤碎石百分比(4.9%)。适生区环境参数综合统计分析表明,独叶草最适宜生长在高海拔(1646~2810 m)、年均降水量大(856 mm)、1月最低温适中(-7.2℃)和土壤偏酸性(p H 6.89)的地区。上述研究结果将为在最适生区通过合理规划自然保护区来保护独叶草野生资源提供理论依据。     

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.     

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。     

基于生态位模型的番荔枝实蝇潜在适生性分布预测

番荔枝实蝇Ceratitis artortoe(Graham)是一种重要的外来人侵性检疫害虫.在广东口岸,其幼虫连续从入境旅客所携带的水果中被榆出.目前关于番荔枝实蝇潜在适生性分布的研究进行得很少,但对于我国的生物生态安全却有重要意义.本研究中,我们使用3种牛态位模型(ENFA模型,马氏典型性模型和Maxent模型)对番荔枝实蝇在中斟以及全球范尉内的潜在适生性分布区域进行了预测分析.结果显示:Maxent模型拥有最好的预测精确度,马氏典型件模型次之,而ENFA模型的预测精确度最差;Maxent模型和马氏典型性模型的预测精确度无显著性差异;根据Maxent模型的预测结果,番荔枝实蝇在中国的潜在适生区主要是广西、广东、海南以及云南的少部分地区.分析结果显示,番荔枝实蝇从境外传人中国南部地区并最终在上述地区定殖的风险可能性存在,但风险较小.另外,折刀法(Jackknife)分析显示,6种环境因子,例如地面霜冻频率、年平均降雨量、十月降雨量、四月降雨量、年最低温度以及蒸气压,对于番荔枝实蝇在全球和局部地区的分布模式有显著的影响.     

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。     

基于MaxEnt生态位模型预测对齿藓属(Didymodon)植物在新疆的潜在地理分布

该文基于MaxEnt模型,利用获得的132个对齿藓属(Didymodon)植物在新疆分布的信息,结合RCP45 CO2排放情景下2050年和2070年的19个生物气候数据预测该属在当代、2050年和2070年的潜在分布区域。结果显示,最湿季平均温度、年平均气温、最干季降水量和年降水量是影响该属分布最主要的气候因子,其贡献率分别为33.6%、22.2%、16.4%和14.6%;模型模拟准确度高(AUC值达0.84);在当代气候条件下,对齿藓属植物的适宜生境面积占新疆总面积的38.51%;最适分布区域是中部的天山山脉、南部昆仑山脉的东部和西部的帕米尔高原;与当代的分布预测结果相比,未来(2050年和2070年)该属适宜栖息地分布范围总体上呈现退缩趋势;退缩后的适宜生境面积分别占新疆总面积的36.56%和37.87%。温度和降水量可能是引起对齿藓属地理分布退缩的重要气候因子。研究结果可为探讨气候变化对干旱、半干旱区苔藓植物物种分布的影响提供参考资料。     

基于MaxEnt模型的朱红毛斑蛾在我国的潜在地理分布

朱红毛斑蛾Phauda flammans Walker是榕树上的一种重要的寡食性食叶害虫,近年在我国南方部分省区逐步扩散,并在局部地区暴发成灾。本研究根据朱红毛斑蛾在全球的已知地理分布点,结合环境气候数据,运用MaxEnt模型对朱红毛斑蛾在当前和未来的潜在地理分布进行了预测。结果显示,朱红毛斑蛾潜在地理分布区主要在我国南部,占全国总面积的18.96%,其中高、中、低度适生区分别占全国总面积的3.89%、4.9%和10.17%。高度适生区主要分布于海南、广西、广东、香港、澳门、福建南部、台湾西北部、云南局部、江西局部和四川局部等地区。2050年RCP 8.5场景下,潜在地理分布区面积扩大至全国总面积的21.48%,适生程度也有所增加。因此,适生范围内的地区应开展监测预警工作,并有重点的实施预防控制措施,保护城市景观和生态安全。     

基于GARP的三种芒果象甲在中国的适生性分析

芒果象甲Sternochetus Pierce昆虫是芒果的重要害虫,明确其可能适牛的区域对该虫的科学监测及防治意义重大.本文利用芒果象甲属中主要3种:印度果核芒果象S.mangiferae Fabricius、果核芒果象S.olivieri Faust、果肉芒果象S.frigidus Fabrieius的已知分布点数据和亚洲地区的14个环境地理变量图层,运用GARP生态位模型结合GIS空间分析模块预测了该虫在中国的潜在地理分布,结果表明芒果象甲具有较强的扩散蔓延趋势,对我国的芒果产业构成较大的潜在威胁.     

基于最大熵生态位模型的中华穿山甲潜在适宜生境预测

中华穿山甲（Manis pentadactyla）属于全球极度濒危物种,也是我国一级保护动物。对中华穿山甲的非法捕杀曾导致其种群数量锐减。但是,近年来相关研究报道较少,穿山甲分布状况不明,极大地制约了对该物种的有效保护。搜集了近年来国内中华穿山甲的救护记录和救护新闻,甄别出67个记录分布点,利用最大熵模型软件（MaxEnt）进行因子筛选,结果表明最冷季度降水量、人口密度、年降水量、坡度、坡向、海拔等6个环境变量是与中华穿山甲分布显著相关的影响因子。基于6个主导环境变量构建的MaxEnt模型AUC平均值为0.961±0.014,预测结果达到极好标准。刀切法（Jackknife）表明,其中最冷季度降水量、年降水量、人口密度和海拔是影响中华穿山甲分布的主要因素。中华穿山甲适宜生境（出现概率大于0.498）具有以下特点：最冷季度降水量141.22-439.46 mm,年降水量1471.67-2386.56 mm,人口密度≥390人/km²,海拔<316.98 m。该模型预测中华穿山甲在我国的潜在分布适宜区主要位于我国长江以南地区,总面积约为74.27×10⁴ km²,占国土面积的7.73%,主要集中在江西、广东、湖南和广西省,面积分别占该区域的97.58%,89.65%,76.90%和73.08%;其次是浙江、福建、台湾和安徽省。湖北、江苏、四川、云南、贵州等省份也有中华穿山甲的零星分布。湖北东南部、江苏南部、浙江西南部和福建西北部等与江西接壤的区域也是中华穿山甲的重要潜在分布适宜区。明确中华穿山甲的潜在分布适宜区,可为该物种的种群保护和栖息地管理提供科技支撑。     

基于MaxEnt模型预测白唇鹿的潜在分布区

研究物种分布格局对制定有效保护措施至关重要。本研究从文献记录和实地调查中获取97个分布点, 筛选出7个重要环境变量, 采用最大熵(MaxEnt)模型分析了中国青藏高原特有种白唇鹿(Przewalskium albirostris)的潜在分布区域。结果显示: 白唇鹿潜在分布区主要位于青藏高原东部, 适宜生境呈现出以西藏、青海和四川三省交界地带为核心向四周扩散的模式。刀切法(Jackknife)分析表明, 地形、气温季节变化和年降水量是决定白唇鹿分布的重要因素, 人类影响变量贡献相对较小。白唇鹿种群现状尚不清晰, 建议对该物种进行全面深入调查。     

基于MaxEnt模型预测中国兰属植物的分布格局及主导气候因子(附表)

兰属(Cymbidium)中，除了兔耳兰C.lancifolium以外的所有种均被列为国家重点保护野生植物。为探究其在未来气候条件下的潜在分布格局，该研究基于兰属植物已知的分布点和19个气候因子，利用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统(ArcGIS)模拟兰属以及其中20种兰属植物在9种不同气候情景(当代以及未来2030s、2050s、2070s和2090s 4个时间段各两种温室气体排放情景)下的潜在分布格局。结果表明：(1)最干旱季降水量(Bio17)、年降水量(Bio12)和温度季节性变化(Bio4)是影响兰属植物地理分布格局的主导气候因子。(2)不同兰属植物在未来情景下的适生区表现出不同的变化趋势，并且影响其分布的主导气候因子也有所不同。其中，冬凤兰(C.dayanum)等8个物种的适生区面积整体呈扩张趋势，而西藏虎头兰(C.tracyanum)等12个物种的适生区面积整体则呈缩减趋势。该研究结果为兰属植物就地保护与迁地保护提供了重要参考，对兰属等濒危野生植物的保护具有积极意义。     

小火蚁及其在中国的适生区预测

简要概述小火蚁Wasmannia auropunctata(Roger)的分布、生物生态学特性及危害等信息,采用GARP生态位模型分析预测该蚁在中国的潜在地理分布。结果表明,中国东南大部分地区和西北局部地区是该虫的适生区。建议加强检疫,防范其入侵。     

基于MaxEnt模型的濒危观赏植物福建柏潜在适生区预测

福建柏（Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas）是我国特有珍稀濒危植物,具有重要的经济价值和观赏价值,了解其潜在的适宜分布区将有利于科学合理地制定保护措施。本文基于84个福建柏实际分布数据和11个环境变量参数,运用最大熵模型（MaxEnt）和地理信息系统（GIS）对福建柏在中国的适生区进行预测。结果显示：（1）ROC曲线下面积AUC值为0.966,表明MaxEnt模型预测效果精准;（2）福建柏的高度适生区主要集中在武夷山、罗霄山和南岭等大型山脉,包括江南丘陵、闽浙丘陵、两广丘陵及四川盆地的局部区域;（3）刀切法（Jackknife）检测结果表明,影响福建柏分布的主要环境因子是最冷月最低温、年降水量和最干月降水量,推断夏秋季雨水对福建柏授粉的影响可能是限制其自然更新和分布的关键因素。     

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。     

新疆千里光Senecio jacobaea在中国的适生区预测

【背景】菊科植物新疆千里光原产于欧亚大陆,在北美和澳洲为入侵植物,目前在中国只有新疆有分布记录。新疆千里光一旦成为入侵植物,将对农业、畜牧业和人类健康都可能产生危害,所以需要评估其在中国的扩散趋势。【方法】搜集新疆千里光在中国和世界其他地区的分布记录,结合当前和未来(2050年)气候条件下19种生物气候变量,应用Maxent模型和Diva Gis软件,定量预测新疆千里光在中国目前和未来的潜在分布区域;并通过接受者操作特征曲线(ROC)分析法对模型进行精度检验。另外,通过Maxent给出新疆千里光在欧洲(原产地)、北美洲和大洋洲(入侵地)以及中国等4个分布区的年均温度和年均降水量的气候阈值。【结果】用中国和全球分布的数据预测的结果有些差异。前者结果表明除了新疆地区,其他省份几乎没有新疆千里光的适生区;而后者显示在中国其他几个省份也有可能分布,且在甘肃四川交界处有较高适生性。前者模型精确度较高,但2个结果都显示新疆千里光在中国目前和未来的分布区大部分还是在新疆地区。中国分布区年均温度和年均降水量的阈值比其他2个地区都低。【结论与意义】新疆千里光在当前和未来气候条件下在中国未来的扩散趋势较弱,基本局限于新疆地区。用中国分布数据预测优于全球分布数据预测结果,新疆千里光不同分布区的气候阈值的差异揭示分布于中国的新疆千里光与其他地区的种群的生态位有所不同,可能是一个新的亚种,希望未来能进行进一步的研究。     

利用CLIMEX预测纳塔尔实蝇在中国的潜在地理分布

纳塔尔实蝇Ceratitis rosa Karsch属双翅目实蝇科腊实蝇属,为害30余种经济植物,被我国列为进境植物检疫性有害生物。本研究运用CLIMEX 3.0及ArcGIS 9.3对纳塔尔实蝇在我国目前及未来的潜在地理分布进行了预测。结果显示：在目前的气候条件下,纳塔尔实蝇在我国的潜在地理分布区为18.250°N-30.250°N,其中,华南和东南地区为高度潜在地理分布区,包括四川、重庆、云南、福建、广东、广西、海南以及台湾等地。在未来的气候条件下,2020和2050年潜在地理分布区的北界分别移至31.250°N和32.250°N,且中度潜在地理分布区北移明显;2100年潜在地理分布区的北界移至33.750°N,且高度适生区北移明显。因此建议目前应加强纳塔尔实蝇检疫措施,完善监测体系,监测网点主要设在我国的南方地区,尤其应对云南、广西、广东、福建和海南等地进行长期监测;同时,应对湖南、贵州、江西、湖北、江苏、安徽等省进行定期监测,严防该虫入侵。     

基于MaxEnt模型的草原步甲属潜在地理分布研究

步甲(Carabid beetle)是草原生态系统重要的昆虫类群之一,对草原生态系统环境监测及维护生物多样性起着重要的作用。基于步甲属(雕步甲和长叶步甲)在宁夏草原131个有效调查记录和19个环境因子,利用最大熵模型(Maximum Entropy Model,简称MaxEnt)预测步甲属潜在空间地理分布,运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)检测预测模型精度,刀切法(Jackknife)筛选影响步甲属潜在地理分布的主要生态因子。结果表明：(1) MaxEnt模型预测结果 ROC曲线AUC值分别为0.981、0.914,模型预测结果的可信度较高;(2) 19个环境因子中,对步甲属的潜在空间分布预测贡献率较高的环境因子为最冷月份最低气温、年均降水量、最干季均温、年平均气温;(3)雕步甲主要分布在温性荒漠草原及温性草甸草原的北部,长叶步甲主要分布在温性草甸草原。以上研究为步甲调查和保护提供参考依据。     

应用GIS和最大熵模型分析秦岭冷杉潜在地理分布

秦岭冷杉(Abies chensiensis)为松科常绿针叶乔木,属国家濒危野生物种。本文利用获取的秦岭冷杉地理分布记录和14个气候指标、3个土壤指标和3个地形指标,通过最大熵模型(Max Ent)和Arc GIS空间分析构建秦岭冷杉潜在分布区。结果表明,影响秦岭冷杉潜在生境适宜性的主要环境指标为6个气候指标(年平均气温、年极端最高气温、1月平均气温、≥0℃积温、年干燥度指数和年日照时数)、1个土壤指标(p H)和1个地形指标(海拔)。研究区秦岭冷杉生长的最适宜区面积为19498.87 km2,适宜区面积为32219.61 km2,边缘适宜区面积为51874.76 km2,不适宜区面积为106307.97 km2,秦岭冷杉适宜生长区域狭窄,其中最适宜区和适宜区主要集中在甘肃东南部、陕西中南部、四川东北部,湖北西北部和河南西北部,适宜区内次生植被丰富、地形复杂。研究表明,基于最大熵模型与GIS空间分析构建的秦岭冷杉潜在地理分布,可以对我国秦岭冷杉适宜生长区做出科学的区划,为秦岭冷杉资源的保护和管理提供科学依据。