基于DIVA-GIS的美松齿小蠹适生性分析

美松齿小蠹是一种主要分布于北美的危险性林木害虫,随着我国与北美国家木材贸易往来的日益密切,该虫传入我国的风险也逐渐升高。为了更有效地实现美松齿小蠹的风险防控,本研究采用DIVA-GIS的BIOCLIM生态位模型对美松齿小蠹在我国的适生性进行了预测。结果表明,美松齿小蠹在我国的较适宜生存地区主要分布在辽宁、山东、陕西、山西、河南、四川、湖北、云南、西藏、河北等省份的局部地区。应当在这些地区强化检疫措施,以防美松齿小蠹的传入和扩散。

基于DIVA-GIS快速获取气候信息的方法

在生物地理学研究、栽培草地引种、退化草地改良及农牧业发展规划编制过程中,对气候因子的评估是一个首要环节。而在评估气候因子时,如何能够快捷、经济、有效地获取目标区域的气候资料,对整个气候评估工作具有重要的现实意义。DIVA-GIS是一款免费的地理信息系统软件,本研究以实例的形式从免费气候数据获取的途径、DIVA-GIS软件气候功能组件的使用步骤及输出结果的生物气候变量的意义等环节,详尽地介绍了一种基于DIVA-GIS快速获取气候信息的方法。由于DIVA-GIS平台本身的开放性、易用性优势,该方法具有气候数据获取的难度及经济成本低,操作方式简单易上手的特点。

基于DIVA-GIS生物地理分布图的绘制

简单快速地绘出准确的生物地理分布图,是生物地理学研究的第一步。对DIVA-GIS软件的功能及界面进行了简要的介绍,并通过逐步演绎的方法,详细地介绍了利用DIVA-GIS软件进行绘制生物地理分布图的方法和步骤。最后,对DIVA-GIS软件的特点及应用前景进行了简要的评述。

基于DIVA-GIS的牡丹在中国适生区的预测

【目的】比较分析以DOMAIN模型和BIOCLIM模型预测的牡丹在中国的适生区分布情况,进一步了解牡丹适生区分布现状和未来不同气候情景下牡丹适生区的变化情况,为牡丹的保护、引种与推广提供科学依据。【方法】基于DIVA-GIS软件,利用259个标本分布信息和19个生物气候变量,对牡丹在当前气候条件下的适生区及其在未来气候条件下可能发生的变化情况进行模拟;导出标本点气候数据进行主成分分析,分析出与牡丹分布关联度最高的气候因素。【结果】模型预测结果表明:当前气候条件下,牡丹适生区等级较高的区域分布于我国东部季风区中除东北地区、华南地区南部与云南西南部外的各省区,牡丹高等级适生区在渝、黔、陕、豫、湘、赣、浙、沪、苏、鲁、晋、京、津、冀等省(自治区、直辖市)中的分布尤为广泛,在其余省区中也有良好的分布。主成分分析结果表明:19个生物气候变量中,极端最低温(bio6)、温度季节性变化方差(bio4)、季节降水量变异系数(bio15)、最湿月降水量(bio13)对牡丹适生区的分布起主导作用。使用AUC值和Kappa统计值这两个重要指标,对DOMAIN模型和BIOCLIM模型的预测结果进行评价,结果表明:以DOMAIN模型与BIOCLIM模型对牡丹适生区预测结果的AUC值、Kappa统计值分别达0.887、0.633和0.842、0.594,均可满足预测精度的要求。【结论】当前气候条件下影响牡丹的适生区的最主要因素是温度,牡丹对水分的需求相对温度而言有更高的普适性,牡丹适生区的分布区域需有明显的季节性温度变化特点和适宜的最低气温,而不适宜的温度条件则会导致牡丹生长的停滞。预测认为,未来的牡丹适生区范围会有局部微动趋势,但整体变化不显著;对比分析DOMAIN模型和BIOCLIM模型的ROC曲线和Kappa值可知,DOMAIN模型的两个指标值都高于BIOCLIM模型的,DOMAIN模型对牡丹适生区的模拟效果相对优于BIOCLIM模型对其模拟的效果。

基于DIVA-GIS和MaxEnt的美雕齿小蠹适生区预测对比研究

美雕齿小蠹是一种能够对松属树木造成严重危害的外来植物检疫性害虫,在我国尚无分布。因此,有必要对该虫的适生区进行预测研究,以便对其实施针对性的检疫防控。本研究同时采用DIVA-GIS和MaxEnt两种适生性分析软件,对美雕齿小蠹的适生区进行对比分析。两种软件的预测结果比较相近,综合来看,美雕齿小蠹在全球的适生区主要集中在北美洲中南部、南美州中部、欧洲和东亚大部分地区、大洋洲南部以及非洲局部地区;在我国境内的适生区主要在南方省份以及河南、山东、陕西等少数北方省份。最后提出了针对美雕齿小蠹的风险管理建议。

基于DIVA-GIS建立海蛇丰度分布模式的新方法

目的:利用目前可获取的可信度高的海蛇采集点经纬度数据,绘制出海蛇物种分布丰度地图,以更加直观呈现海蛇生物地理信息。方法:通过生物多样性信息网站、生物多样性信息网站、爬行动物数据库等下载2亚科7属56种12830个位点数据;运用DIVA-GIS软件,采用总体百分比划分法,设置高、中、低丰度的划分标准,分别绘制出5种晶格大小和不同3种邻域大小的海蛇分布图。结果:海蛇物种数的10%以下可定义为低丰度地区,30%以上为高丰度地区,其余为中丰度区,地图呈现效果较好。结论:逆向思维和取整思路贯穿于数据处理过程;“百分比总体划分结合邻域法”得到的地图更符合海蛇的生物特性;该方法可设置不同分辨率的地图,既可以运用于描述生物地理学,也可运用于解释生物地理学。

基于MaxEnt和DIVA-GIS的亮壮异蝽潜在地理分布预测

亮壮异蝽Urochela distincta Distant为中国特有种,具有结群迁飞和抱团越夏的习性,近年在江西武功山和仙姑坛风景区暴发成灾,为使相关自然保护区及风景名胜区做好对亮壮异蝽种群暴发的早期预警和监测,采用Max Ent和DIVA-GIS软件,基于该虫在江西、湖南、贵州等地的分布数据及相关的20个环境变量,对其潜在地理分布进行了预测。结果表明,影响亮壮异蝽分布的主要环境变量包括最干月降雨量、海拔、昼夜温差月平均值、最暖季降雨量、最冷月最低温、昼夜温差与年温差比值、最干季平均温和最湿季平均温,其中最干月降雨量和海拔是最重要的因素,贡献率分别为64.9%和19.5%。该虫在我国的高适生区多属于海拔700-1 500 m且最干月降雨量为25-130 mm的地区,主要集中在我国动物地理区划的华中区、华南区和西南区东部的部分区域,如江西与湖南交接的罗霄山脉,江西与福建接壤的武夷山山脉,以及重庆、湖南、贵州和湖北四交之地的武陵山脉等;非适生区包括我国的北部地区、西部地区、华中部分地区及华南的小部分区域。

白花油麻藤的地理分布及适生区预测

白花油麻藤是豆科黧豆属大型木质藤本植物。运用Diva-Gis软件,结合海拔高度图层和植被图层绘制了白花油麻藤的地理分布图,分析了白花油麻藤的分布规律和生境特性;以Maxent模型作为物种适生性预测模型,温度和降水作为预测的环境因子,预测了白花油麻藤在中国的适生区。结果表明:白花油麻藤在中国27.5°N以南中低海拔10～1200m有分布,如山坡、路旁、沟谷、溪边及林下灌丛;喜温暖湿润气候,广东为白花油麻藤分布最为密集的地区。白花油麻藤的分布与植被类型和海拔有着密切的关系,分布区的植被类型为亚热带常绿阔叶林和热带季雨林,随着植被分布密度的降低和海拔的升高白花油麻藤的分布范围和分布密度呈逐渐缩小的趋势。白花油麻藤在中国的潜在分布区为粤、桂、闽、港、澳、滇、琼、赣、川、黔、藏、湘、浙等省区及交界处,其种质资源的保存及其利用应考虑其潜在分布区。

云南糯稻品种资源地理分布与遗传多样性研究

利用DIVA-GIS软件分析了云南省421份糯稻资源的分布及品种多样性丰度。结果表明,糯稻品种的分布中心主要在滇西南地区普洱、临沧、版纳和滇东南地区文山等。利用SSR标记技术对云南糯稻品种分布中心代表性33个糯稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,24对SSR(简单重复序列)引物检测到151个等位基因,有效等位基因平均数为3.826 7±1.545 8,香农指数为1.472 6±0.970 0,期望杂合度的为0.702 5±0.266 3。云南仍然保存着丰富的糯稻品种资源及遗传多样性。

基于GIS的水土保持植物金发草的适生区与生境分析

金发草(Pogonatherum paniceum)是一种可以在风化的岩石表面等极端环境下生长的优良先锋植物,可用来治理水土流失、恢复植被,正被广泛研究利用。利用DIVA-GIS软件对金发草在我国的分布情况进行了分析,并利用该软件整合的Bioclim模型对金发草在我国的适生区进行了预测分析。结果表明,金发草在我国华南、华中、西南地区有着广泛的分布和适生区域,对海拔、生长基质和水分等因素的适应性广泛,可以用于川东丘陵、云贵高原、闽浙丘陵、两广丘陵等地区的水土流失治理。

潜蝇亚科六种昆虫在中国的适生区预测

蛇潜蝇属Ophiomyia Braschnikov、黑潜蝇属Melanagromyza Hendel、潜蝇属Agromyza Fallen是在世界范围内对蔬菜、花卉、林木等构成威胁或潜在威胁的重要有害属。本文用DIVA-GIS的BIOCLIM模型预测了3属6种潜蝇在我国的适生区,研究结果表明,日本稻潜蝇Agromyza oryzae(Munakata)有潜在的入侵可能性;仅在我国局部地区分布的木豆黑潜蝇Melanagromyza obtusa(Malloch)、豆根皮蛇潜蝇Ophiomyia centrosematis(Meijere)、菜豆蛇潜蝇O.phaseoli(Tryon)、萱草蛇潜蝇O.kwansonis Sasakawa、马缨丹蛇潜蝇O.lantanae(Froggatt)有潜在的扩散蔓延趋势。

西南地区香椿的潜在地理分布区及其气候特点

利用Diva-Gis软件对西南地区香椿(Toona sinensis)的潜在地理分布区及其气候特点进行分析。结果表明,西南地区香椿分布在海拔200 m^2 900 m之间,分布的植被类型主要为针阔混交林、阔叶林、人工纯林和农田防护林。西南地区适宜香椿生长的年均气温为11.7℃~22.8℃,年降雨量为752.0 mm^1 490.0 mm。香椿的分布区与潜在分布区主要在四川盆地及盆周,云南、重庆及贵州的中低山地区、西藏察隅和波密县。在气候变暖的趋势下,香椿的潜在最适宜分布区面积减少,呈现破碎化分布,向高海拔地区和西北方迁移。

常春油麻藤地理分布分析和应用研究

常春油麻藤是豆科黧豆属常绿木质藤本植物。该研究运用Diva-GIS软件,结合海拔高度图层和植被图层绘制了常春油麻藤的地理分布图,分析了常春油麻藤的分布规律和生境特性。结果表明,常春油麻藤在中国34.5°N以南中低海拔(300～3 000 m)地区均有分布,如亚热带森林、灌木丛、溪谷、河边和山坡等;在浙江、广东、广西、四川、湖北、云南、贵州、湖南、江西、陕西、甘肃、福建、安徽等省区及其交界处均有分布;其分布与植被类型和海拔有着密切的关系,分布区的植被类型为亚热带常绿阔叶林和热带季雨林。常春油麻藤作为多用途的园林植物具有较高的药用价值和观赏价值。

麻花杜鹃的地理分布模拟

【目的】利用DIVA-GIS软件模拟麻花杜鹃在当前和未来的潜在分布区域,揭示影响麻花杜鹃分布的因子,为该物种的遗传多样性起源、系统进化研究和种质资源保护提供资料。【方法】全面收集麻花杜鹃的地理分布资料,基于获得的73个精确分布点信息,利用DIVA-GIS中的BIOCLIM模型对麻花杜鹃地理分布格局进行模拟和预测,绘制麻花杜鹃实际地理分布及当前和未来潜在分布区域图,并结合19个环境因子进行主成分分析,获取影响麻花杜鹃地理分布的主要因子。【结果】麻花杜鹃在我国的分布格局为:中部较多,南部和东部也有一定的分布。通过主成分分析发现,最热月温度、温度季节变化方差和年降雨量是影响麻花杜鹃分布的主要因子。【结论】麻花杜鹃当前的潜在分布区与实际分布区有很好的一致性,当前和未来潜在分布区的一些分布点中心依然位于中部,未来分布区部分分布点向东部迁移,而西南部的一些分布点消失。应重视对麻花杜鹃潜在适生区和迁地的保护。

中国特有植物雪落樱桃潜在分布及其生态特征

为明确中国特有植物雪落樱桃(Cerasus xueluoensis)的潜在分布与居群生态特征,利用DIVA-GIS软件及其耦合的BIOCLIM模型,首次绘制了雪落樱桃适生区分布模拟图,并对影响其分布的主导气候因子进行了定性定量分析。结果表明,雪落樱桃当前潜在适生区主要分布在亚热带长江流域1 200 m以上高海拔山区,其中渝-鄂-湘三省交界的大巴山-巫山山脉可视为现代核心分布区,湘黔交界及湘南的南岭山脉可视为雪落樱桃潜在分布的南界,陕-豫-鄂交界山区的秦岭南麓可能是其潜在分布的北界。主成分分析(PCA)筛选的主导气候因子及其贡献率依次为:年降水量(bio12)>最冷季降水量(bio19)>最暖季降水量(bio18)>最湿季降水量(bio16),累计频率曲线进一步确定其适宜范围分别为:993.00~1 870.22、500.00~680.00、430.00~669.16和500.00~680.00mm,表明降水是影响雪落樱桃当下分布格局的主导气候限制因子。Pearson相关性分析表明,雪落樱桃分布格局在区域尺度上受海拔、经、纬度影响;最小树分析和聚类分析表明,雪落樱桃7个野生居群可划分为中西部与东部两大分支;受试者工作特征曲线(ROC) AUC值达到0.751,满足模型预测精度的基本要求。这些有助于为雪落樱桃制定科学合理的资源保护与科学引种规划。

蛛网萼的地理分布模拟及迁移趋势预测

为探究国家Ⅱ级野生保护植物蛛网萼Platycrater arguta的地理分布格局,了解它在气候变化下地理迁移的趋势,运用DIVA-GIS软件及其整合的BIOCLIM和DOMAIN模型,结合经过筛选的80个精确分布点信息,对其潜在分布区进行预测并分析影响其分布的主要气候因子。2种模型的预测结果均表明:当下蛛网萼的潜在分布区集中在中国浙赣闽交界处和日本四国岛,且未来气候下蛛网萼的最适生活区有明显的缩小,低度适生区整体向西偏移,并有向高海拔迁移的趋势。受试者工作特征曲线(ROC曲线)检验表明:2种模型的ROC曲线下的面积(AUC值)均达到0.9以上,说明模型预测结果可信。对19个气候变量的主成分分析表明:第1主成分方差贡献率为95%以上,其中年降水量(BIO12),最湿季降水量(BIO16)和最暖季降水量(BIO18)载荷值较高,是影响蛛网萼分布的主要气候因子,表明水分是影响蛛网萼分布的主要因素。建议基于其预测的分布区域开展相应的调查与保护工作。

火炬树在我国的适生区预测

采用生物地理信息系统软件(DIVA-GIS)对火炬树(Rhus typhina L.)适生区进行预测,以期为其合理管理和栽培利用提供科学依据。根据文献提供的火炬树的分布地点信息,建立数据库并导入DIVA-GIS,结合海拔图层和植被图层绘制火炬树的栽培分布情况,其海拔高度为200～3 000 m,分布区的植被类型为温带草原区、暖温带落叶阔叶林区;利用BIOCLIM、DOMAIN和ECOCROP模型对火炬树进行适生区预测。结果表明:火炬树最佳适生区为北京、天津、山东北部、河北局部、辽宁西南部、内蒙古局部、宁夏北部、甘肃东南部、陕西北部及山西局部地区。

益智的地理分布及适生区预测

[目的]研究益智在我国的地理分布,为其种植栽培、合理保护和开发利用提供理论依据。[方法]采用DIVA-GIS软件和Max Ent模型,基于益智在我国的地理分布信息,结合19个环境因子和2.5 min的空间分辨率进行分析,绘制出益智的地理分布图和潜在的适生等级分布图。[结果]海拔和植被类型对益智的地理分布有较大的影响。多数在我国30°N以南中低海拔10~1 200 m地区分布,少部分在中高海拔1 500~2 000 m地区分布。多生于山脚或中下半部、河溪旁等荫蔽且肥沃、湿润的土壤。随着海拔的升高,分布范围逐渐缩小和丰富度逐渐降低。随着植被类型的变化,植被分布密度降低,分布范围和丰富度都有降低的趋势。[结论]益智在我国潜在分布区为琼、粤、桂、渝、川、云、贵、闽、浙、湘等省区及交界处。

杨雪毒蛾形态分类学及其潜在地理分布分析

对重要林业害虫杨雪毒蛾的形态分类学和地理分布进行研究,并应用MaxEnt模型对其在我国的潜在地理分布及影响其分布的主要环境因子进行了预测和分析。分析结果表明:外生殖器性状在该物种鉴别中具有至关重要的作用;该害虫的高度适生区主要位于我国动物地理区划的华北区东部、东北区中部和南部;影响杨雪毒蛾地理分布的主要环境变量包括Bio18(最暖季降雨量)、Bio13(最湿月降雨量)、Bio16(最湿季降雨量)、Bio3(昼夜温差与年温差比值)、Bio11(最冷季平均温)、Bio1(年平均温)和Bio9(最干季平均温),其中Bio18的贡献值最高。文中提供了杨雪毒蛾的卵、幼虫、蛹、成虫和外生殖器图示,以及在我国的适生地理分布图。

基于Maxent模型的小鳄龟潜在地理分布预测

小鳄龟(Chelydra serpentina)原产于美国和加拿大,是北美纬向分布最广的龟。由于该龟兼具食用价值与观赏价值,许多国家和地区将其作为肉食龟引种养殖,在宠物市场也是十分常见的品种。养殖中管理不善导致的逃逸,宠物饲养者弃养,以及信众的放生,已经使得一定量的个体流入到我国的自然环境中,一旦气候条件适宜便存在高度的入侵风险。为了确定我国哪些地区的气候条件与原产地相似,本研究采用最大熵模型(Maxent)对小鳄龟在世界范围内的潜在分布区进行预测,并重点关注我国的情况。结果显示欧洲、中国和日本均存在大面积的潜在分布区。在中国境内,长江中下游平原及河南省、陕西省为该物种的潜在地理分布。以上地区应当采取有效的预防措施防止小鳄龟在野外定殖。