基于MaxEnt模型的青钱柳潜在适宜栽培区预测

【目的】 青钱柳是集药用、材用和观赏价值于一身的多用途树种。通过应用贡献率、置换重要值比较以及Jackknife检验等综合分析方法,评价制约青钱柳现代地理分布的主要因子,可为青钱柳资源的科学保护和合理利用提供理论依据。【方法】基于183个青钱柳地理分布记录和8个气候环境因子数据,采用MaxEnt模型软件对青钱柳潜在适宜分布区进行预测,并在此基础上划分适宜栽培区。【结果】采用MaxEnt模型预测青钱柳潜在适宜分布区准确度极高,受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.964±0.006。目前,青钱柳高度适宜分布区为浙江南部、福建西北部、安徽南部、湖北东部、江西东部和西部、湖南东部和西部、贵州东部、重庆东部、陕西南部和四川东北部; 随着未来气温的升高,青钱柳有向高纬度和高海拔地区迁移的趋势。【结论】 影响青钱柳分布的主要气候因子是温度,包括年均温、季节温度变异系数和平均日温差,其中年均温为最主要因子。     

基于MaxEnt模型的苦槠潜在地理分布格局变迁预测

【目的】苦槠(Castanopsis sclerophylla)为壳斗科栲属常绿阔叶树种,广布于中国长江以南五岭以北各省区,被视为我国南北方气候的“分界树”。研究苦槠潜在地理分布格局变迁及其对气候变化的响应对于保护其野生资源具有重要意义。【方法】运用MaxEnt模型,模拟和预测苦槠在末次盛冰期(last glacial maximum, LGM)、现代和2070年3个时期的潜在分布区,评估了气候因子变化对其潜在地理分布的影响。【结果】MaxEnt模型模拟现代分布区准确度极高,受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.971;苦槠现代高度适宜区主要是皖南山区、大别山区、天目山至北雁荡山地区;中度适宜区扩展到了苏南山区、江西及福建沿海地区;末次盛冰期退缩分布在我国华南北部地区,以及东海大陆架东部。2070年,苦槠的分布受气候影响预测适生区会急剧缩小,生境出现破碎化,高、中度适宜区残存于高海拔地区。Jackknife检验表明,最干季降雨量、最干季均温是影响苦槠地理分布的最主要气候因子。【结论】探讨不同气候因子对苦槠潜在地理分布的影响,利用其生物属性监测亚热带最北缘范围动态变化,可为苦槠的种源保护、生境恢复、繁育驯化等提供科学依据。     

基于MaxEnt模型预测马来鳄在中国的潜在生境

为探究马来鳄在中国的潜在适宜生存区及各环境变量对其地理分布的影响,文章基于马来鳄地理分布记录和7个环境变量,应用最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型模拟马来鳄在中国的潜在分布,利用贡献率、置换重要性及Jackknife检验来评估制约马来鳄地理分布的环境变量。结果表明：马来鳄在中国的高度适宜区主要位于广西西南部、广东南部、福建西南部及台湾东北部;影响马来鳄分布的主要气候因子为最暖季度降水量、最冷月份最低温度及最干月份降水量,满足最冷月份最低温度大于21.4℃、最干月份降水量大于116 mm、年气温变化范围在6.6～11.0℃之间、最暖季度降水量保持在550～1 530 mm之间的环境最适宜马来鳄的生存。该研究结果可为马来鳄生物资源的保护和在适宜分布区进行人工繁育提供理论依据。     

运用MaxEnt模型预测藏药桃儿七的潜在地理分布

桃儿七(Sinopodophullum hexandrum)是中国的传统濒危藏药。本文依据136个桃儿七采样点位信息和24个气候、地形和生长期因子,借助MaxEnt模型预测桃儿七在我国陕西等西部7省的潜在分布。结果表明桃儿七不适宜生境面积占研究区总面积的61.36%,低适宜生境占18.71%,中适宜生境占12.14%和高适宜生境占7.79%。海拔、最热季平均温度、极端最低温和最湿季平均温度4个气候因子对桃儿七分布起重要作用。甘肃、青海和四川三省海拔高、次生植被丰富的区域为其高适宜生境区。     

基于MaxEnt模型的濒危植物朝鲜崖柏中国潜在适生区预测

将MaxEnt生态位模型与ArcGis技术相结合,根据朝鲜崖柏在我国的准确有效地理分布地点,采用气候、地形和土壤3种环境因子(28个环境变量指标)预测潜在适生区,划分适生区等级,评价适应性.结果表明:朝鲜崖柏在我国的潜在适生分布区可划分为高、中、低适生区,面积分别为3.67×104、6.99×104、33.12×104...     

基于MaxEnt模型预测气候变化下厚叶木莲在中国的潜在地理分布

厚叶木莲（Manglietia pachyphylla）是中国特有的极小种群野生植物,目前仅在广东和广西有少量居群,被列入国家Ⅱ级重点保护野生植物,研究其潜在地理分布有重要意义。本研究基于标本记录和野外调查数据,结合56个环境因子,应用MaxEnt模型模拟现代（1970-2000年）和3种未来（2021-2060年）气候情景下厚叶木莲在中国的潜在地理分布。结果表明：（1）MaxEnt模型模拟精度极高,受试者工作特征曲线下面积（Area Under ROC Curve,AUC）值为0.978;厚叶木莲现代潜在适生区集中分布于广东、海南、台湾、广西、福建及江西的大部分地区,在云南南部、湖南东部和西藏东南部等地也有分布。（2）对厚叶木莲的分布贡献率较大的主要生态因子有6个,分别是旱季平均温度（23.6%）、年平均降水量（22.7%）、下层土壤盐基饱和度（16.9%）、下层土壤碎石体积百分比（12.1%）、下层土壤质地分类（9.1%）和最冷月最低温度（7.3%）。其中,旱季平均温度20-25 ℃、年平均降水量3 500-4 500 mm和酸性砾质土是最适宜厚叶木莲生长的生态位参数。（3）现代厚叶木莲适生区面积合计67.07万平方千米,约占中国陆地面积的7%,低、中、高适生区分别占适生区总面积的69.3%、26.4%和4.3%;2021-2060年,在不同气候情景下,厚叶木莲适生区面积存在分化。在SSP126和SSP585气候情景下,厚叶木莲适生区面积均收缩;在SSP245气候情景下,其适生区面积则有较大幅度扩张。（4）2041-2060年,在SSP585气候情景下,当前气候条件下分布于广东中部和西部、广西西南部及海南中部的厚叶木莲高适生区全部消失。因此,建议广东江门古兜山省级自然保护区、北峰山国家森林公园等机构加大对厚叶木莲的保护力度,并开展其种苗培育和引种驯化相关工作。     

基于MaxEnt模型的凉山山系珙桐种群适宜生境分布及其影响因素分析

珍稀物种的分布特征是物种濒危等级评定和保护策略制订的基础资料.本文利用MaxEnt模型对分布于凉山山系的珙桐Davidia involucrata(包括光叶珙桐Davidia involucrata var.vilmoriniana)种群的生境分布及其影响因素进行了模拟分析,结果表明:在垂直方向上珙桐主要分布在海拔1500~2300m的中山地带;在水平方向上珙桐基本分布在凉山山系东坡的小凉山地区.珙桐总分布面积为1832.446km2,其中最适宜生境面积为958.448km2,次适宜生境面积为873.998km2.刀切法检验结果及限制因子分析表明影响珙桐分布特征的主要环境因子有温度季节性变异系数、海拔、最冷月最低温、最冷季降水量、降水季节性变异系数、到居民点距离.本文建议应加强对凉山山系保护区外的大面积珙桐生境的保护及关键连接区域的恢复,以促进山系内珙桐资源的增长和生境的连接.     

应用MaxEnt模型预测辣椒果实蝇在中国的潜在地理分布

采用MaxEnt模型和ArcGIS地理信息系统,将影响辣椒果实蝇生存条件因子的环境数据(降水、温度、海拔)等作为模型的变量,以现有分布区的最大相似度来预测辣椒果实蝇在中国的潜在地理分布。     

基于MaxEnt模型的广东省红豆属植物潜在适生区研究

为了解气候变化情景下广东省红豆属(Ormosia)潜在适生区的变化,探究影响红豆属植物潜在适生区的主导环境因子,本研究基于MaxEnt模型和ArcGIS 10.8软件,利用17种红豆属植物的分布数据及22个环境变量数据,结合未来共享社会经济路径(SSP126、SSP585)的气候情景,分别预测红豆属植物在当前和未来气候场景下的潜在适生区分布情况。结果表明：(1)适生区预测模型的评价效果良好,受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic curve, ROC曲线)下面积(AUC平均值)均为0.8-1.0。(2)在当前气候情景下,大面积(占广东省面积的40%-100%)适生的红豆属植物有茸荚红豆(Ormosia pachycarpa)等3种;中等面积(占20%-40%)适生的有薄毛茸荚红豆(O.pachycarpa var.tenuis)等6种;小面积(占5%-20%)适生的有韧荚红豆(O.indurata)等4种;极小面积(占0%-5%)适生的有凹叶红豆(O.emarginata)等4种。其中面积占比最大的是茸荚红豆,总适生面积为15.228 8...     

基于MaxEnt生态位模型预测木灵藓科三属植物在新疆的潜在分布区

木灵藓科植物是干旱、半干旱环境中常见的藓类植物,对温度和降水极为敏感.木灵藓科在中国的物种丰富度由东向西增加,在新疆的丰富度较高.木灵藓属(Orthotrichum)、显孔藓属(Lewinskya)、多胞藓属(Nyholmiella)是三个在新疆分布较为广泛的属.预测当前以及未来气候情景下这三个属在新疆的潜在分布范围,将为木灵藓科区系和多样性研究提供一定的参考依据,也能预判未来气候变化对新疆地区木灵藓属的分布影响.该文根据木灵藓属、显孔藓属、多胞藓属在新疆的125个地理采集样点和19个气候因子,运用MaxEnt模型预测了它们适生区,并分析这些气候因素对其分布范围的影响.结果显示：1) AUC值高达0.945,说明该模型能够很好地预测了三个属的适生区范围.Jackknife检验表明,影响三个属分布的主要气候因子为最湿季平均气温以及最干季降雨量,贡献率分别为24.5%、23.9%.2) 该三属主要分布在阿勒泰、塔城、中部天山山脉、哈密、喀什和克州等地区,在和田和巴州也有一定的分布.在21世纪50年代的气候情景下,这些属在阿尔泰和塔城的分布范围将扩大,而在喀什和巴州的则缩小.总体而言,在21世纪70年代的气候情景下,这三个属在新疆的潜在分布区面积比现在的有所缩小.该文以气候因子预测了木灵藓科在新疆当前和未来的潜在分布范围,今后的工作中,将考虑影响苔藓植物生长的地形、植被的类型等,以进一步提高预测结果的准确性.     

大红鹳在中国的分布现状与潜在适宜分布区预测

对大红鹳(Phoenicopterus roseus)在中国的分布记录进行了详细汇总和分析, 绘制了大红鹳在中国的最新分布图. 结合近年来相关文献和目击记录分析, 推测出现在中国的大红鹳有可能是从临近的南亚-中亚种群扩散而来. 根据多年来稳定的秋冬季观测记录, 认为大红鹳在中国的居留类型为旅鸟和罕见冬候鸟. 使用MaxEnt生态位模型预测其在中国的潜在适宜分布区, 结果达到良好水平. 预测发现: 在黑龙江的三江平原和松嫩平原、辽宁的辽东湾、内蒙古的海拉尔和巴彦淖尔等地区以及山东半岛都有大红鹳的适宜分布生境, 其潜在适宜生境的分布概率高达80%以上, 但这些区域迄今尚未有任何目击记录. 因此推测, 随着时间的推移, 大红鹳在我国的分布区有可能会继续扩大, 在上述潜在适宜生境地区有望发现其踪迹.      

基于物种分布模型的黄杯杜鹃潜在分布区预测研究

黄杯杜鹃是具有很高的观赏价值、园艺价值和医药开发价值的物种,目前处于易危状态,因此了解其潜在分布区对制定相应的物种保护措施具有重要意义。利用Max Ent、RF和GLM模型分别预测了黄杯杜鹃在云南的潜在分布区,预测结果的AUC值分别为0.988、0.963和0.981。基于物种先验分布区和物种分布调查数据,优选了Max Ent模型的预测结果为最佳预测结果。研究结果表明黄杯杜鹃在滇西北的潜在分布状况,提供了一种模型性能评估方法,为多模型选优提供了参考。     

基于MaxEnt模型研究气候变化对巴戟天适生分布的影响

巴戟天（Morinda officinalis）的肉质根是我国著名的四大南药之一,具有较高的经济和药用价值。本研究收集了25个巴戟天有效分布信息,结合气候、地形、土壤等38个环境因子,运用最大熵（MaxEnt）模型和地理信息系统（ArcGIS）,对巴戟天当前（1970-2000）及未来2050s （2041-2060）3种气候情景下（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5）的潜在地理分布进行预测,并根据贡献率及响应曲线综合评判影响巴戟天分布的主导环境因子。结果表明：（1）MaxEnt模型预测精度高,4种气候情景下的Area Under Curve （AUC）值均大于0.985。（2）对巴戟天分布贡献率较大的主导环境因子有4个,分别是最冷季度降水量（47.4%）、年平均气温（28.9%）、年降水量（10.0%）、平均气温日较差（1.7%）,最适宜巴戟天生长的生态位参数分别是156.8 mm、21.8 ℃、1 857.1 mm、6.4 ℃。（3）当前巴戟天的潜在适生面积合计83.59×10⁴ km²,主要分布在广东、广西等热带、亚热带地区,高适生区集中在广东（肇庆、云浮、惠州、河源）、广西（玉林、贵港、防城港）、台湾（花莲、台中）、海南（保亭、陵水）等地。未来气候情景下巴戟天潜在地理分布总体收缩,低适生区变化较为明显,中、高适生区相对稳定。（4）随着气候变暖,未来气候情景下巴戟天潜在适生分布呈现“西扩”与“东缩”的趋势,适生区由东向西迁移,云南西南部是主要增加区。适生区分布研究结果可为巴戟天栽培区域选择提供参考。     

MaxEnt模型下的外来入侵种香丝草在中国的潜在分布区预测

本研究基于生态位模型(MaxEnt),在大量已有居群分布点数据的基础上对香丝草(Conyza bonariensis)在中国的潜在分布区域进行了预测.结果表明:最冷季度平均温度、年均温、最冷月最低温、最干季度平均温度、干月降水量和最干季度降水量这6个环境因子对香丝草分布预测的影响最大;除新疆、青海、内蒙古、宁夏、黑龙江、吉林和辽宁省之外,其他地区均被预测为香丝草的适生区.目前,香丝草的潜在入侵区仍大于实际分布区,因此,预测该物种还将会进一步扩散;四川西部、云南南部、陕西北部、山东西北部、山西北部和甘肃及河北的大部分地区非常靠近已经被入侵的区域,应引起相关机构的重视,防止其进一步入侵.     

基于最大熵模型的创意产业分布的适宜度

针对创意产业园区的分布特征构建创意产业的生态位模型,选取与城市环境有关的23个因子,通过最大熵模型(MaxEnt)确定每个因子的贡献度,从中筛选出对创意产业分布做出主要贡献的8个环境因子.以模糊隶属度研判城市环境因子对创意产业的作用,并与环境因子的权重相结合,得到研究案例区创意产业的适宜度,据此生成创意产业适宜度预测图.应用GIS空间分析的方法,依据城市环境适合创意产业发展的程度,将城市划分为不适宜区、一般适宜区、次适宜区和最适宜区四类区域.研究结果显示,创意产业最适宜区主要集中在东部沿海城市和省会城市,并且预测结果与实际现状相近,模型可靠性较高.     

冬小麦三种病害潜在适宜分布及其影响因子分析

为研究冬小麦赤霉病、白粉病和纹枯病三种病害的潜在适宜分布,从冬小麦病害发生的气象因子角度出发,利用World Clim-Global Climate Data(1970～2000年) 30年全球平均气象数据资料,通过最大熵物种分布模型,研究了三种病害的分布区域和影响冬小麦三种病害适宜分布的主要影响因子,分析病害潜在分布的气候因子效应。结果表明:小麦赤霉病潜在适宜分布区主要分布在苏南、苏中地区,风速、温度等气象要素影响其适宜分布区;小麦白粉病的潜在分布区以苏南、苏中为主,范围较大,江苏的北部和中部地区以块状分布的形式,分散在各主要城市周围;小麦纹枯病的适宜分布区主要集中在苏南、苏中城市周围一带,苏北主要分布在连云港、宿迁一带。研究结果可以为江苏省冬小麦这三种病害的预防及防御提供一定的气象科学依据。     

云南红豆杉小孢子叶球和种子的时空分布规律

 通过研究云南红豆杉种子和小孢子叶球的空间分布及年际变化规律,得出如下结果:小孢子叶球和种子的空间分布规律相似,在树体的各个水平方向间没有显著差异,在垂直分布上差异显著,从上到下,小孢子叶球的相对密度依次递减;种子的相对密度最高的是树体中部,最低的是下部.种子和小孢子叶球相对密度的年际变化结果表明,种子和小孢子叶球的相对密度在年际间变化明显,都达到了显著水平.种子的相对密度在2006年和2007年间呈低度负相关,R=-0.46;小孢子叶球的相对密度在2006年和2007年间呈高度正相关,R=0.86.种子相对密度同新枝相对密度及最长新枝长度分别呈低度负相关和微弱负相关,相关系数分别为R=-0.47和R=-0.29.基于以上结果,作者认为光是影响种子和小孢子叶球空间分布的主要因素之一;气候会影响种子和小孢子叶球的产量;就某一植株而言,当年种子产量会影响下一年种子产量;小孢子叶球的产量可能同植株的遗传特性相关.     

基于梯度特征的分布曲线模型预测控制算法

在分布曲线控制中,传统的积分平方误差指标仅考虑输出曲线与目标曲线的误差面积,忽略了分布曲线的内在特征结构。该文从曲线相似度度量出发,提出了一种基于梯度特征的分布曲线模型预测控制算法。该算法采用B样条模型描述分布曲线对象,基于梯度特征度量曲线相似度,综合曲线数值信息与梯度信息构造优化命题,并通过复合梯形方法对优化命题进行离散化,求解得到最优控制策略。仿真结果表明:该算法可提高曲线切换过程中输出曲线与目标曲线的相似度,实现了曲线形状的自然过渡。     

基于随机森林模型的美国白蛾在中国的潜在生境预测

【目的】基于随机森林模型原理,对当前气候环境以及21世纪50年代的美国白蛾在中国的空间分布、环境因子重要性、发生面积及迁移情况进行预测和分析,为美国白蛾有效防控提供理论参考。【方法】获取2011—2017年美国白蛾发生的县市级数据, 利用地理信息系统ArcGIS中随机点生成工具生成未发生点数据。采用随机森林模型原理,选择19个气候因子以及海拔、坡度、坡向、植被覆盖率、有效光合辐射等5个环境因子,通过ArcGIS中的提取值工具提取发生点和未发生点的24个环境变量的值,将海拔、坡度、坡向进行离散化。使用R语言模拟2011—2030年美国白蛾的潜在生境分布模型,以ROC曲线验证模型的精度;利用构建好的模型分析环境因子重要性并排序,预测在2050s(2041—2060年)时期两种气候情景(RCP2.6、RCP4.5)下全中国范围内美国白蛾的潜在生境分布。【结果】ROC曲线分析表明,随机森林模型预测美国白蛾潜生境分布的训练数据和测试数据的AUC值分别为0.997和0.963,模型精度较高;当前时期下美国白蛾潜在生境(适生区)占中国国土面积的8.74%,其中低适生区、中适生区、高适生区和极高适生区面积分别占适生区总面积的41.47%、20.85%、18.90%和18.78%,适生区主要集中在华北地区东南部、中南地区北部、华东地区北部和东北地区南部。对美国白蛾潜在生境分布影响较大的环境因子依次是:海拔、植被覆盖率、最湿季平均气温、最暖季平均气温。在2050 s时期RCP2.6气候情景下,美国白蛾适生区总面积占中国国土面积的14.38%,其中低适生区、中适生区、高适生区和极高适生区面积分别占适生区总面积的51.87%、20.37%、16.49%和12.27%;在RCP4.5气候情景下,美国白蛾适生区总面积占中国国土面积的19.06%,其中低适生区、中适生区、高适生区和极高适生区面积分别占适生区总面积的51.14%、15.11%、20.36%和13.39%;2050s时期美国白蛾潜在生境质心平均向北迁移93.65 km,新增适生区有黑龙江省、吉林省、四川省、湖北省、山西省、河南省、内蒙古东部、台湾岛等地区。【结论】美国白蛾适宜生活在海拔较低、夏季高温多雨、拥有较为丰富的森林资源的地区。随着气候变化,美国白蛾潜在生境整体向中国北部和内陆湿度较高地区偏移,发生面积逐渐扩大,发生程度逐渐加重。