基于MaxEnt模型预测梅的潜在适生区分布

目的:确定影响梅分布的主要环境因子,并预测当前与未来条件下梅的适生区。方法:收集172份梅分布点的32个环境因子数据,构建MaxEnt模型,筛选影响梅生长的主导环境因子,结合地理信息系统(ArcGIS10.8)绘制梅目前与未来的适生区分布预测图。结果:影响梅分布的主要环境因子有5个(最冷月最低气温、年降水量、最暖季降水量、年温差与最干燥月降水量);其中最冷月最低气温对梅生存概率影响最大,当最冷月最低气温约10.1℃时梅适生概率最大,达到71.47%。模拟当前气候环境下,梅的高适生区、中适生区和低适生区面积分别占全国总面积的7.78%、17.01%与7.73%。目前高适宜区主要分布在广东、广西、四川、云南、贵州、重庆、浙江与台湾地区等省,在SSP1-2.6与SSP5-8.5下,梅适宜面积(潜在高适生与中适生区)在2021至2060年期间,呈现波浪式增加和北移的趋势,分别为当前的101.85%和102.28%。结论:本研究结果可为梅资源的可持续利用,以及梅人工种植的合理布局与区划研究提供科学依据。

基于MaxEnt模型预测食蚊鱼在我国的潜在地理分布

随着我国外来鱼类养殖规模和观赏鱼产业规模持续发展扩大,外来鱼类的生态风险也日益增加,研判外来鱼类的潜在地理分布对防控生物入侵具有重要意义。本研究以典型外来鱼类食蚊鱼(Gambusia affinis)为研究对象,采用最大熵生态位模型(MaxEnt),结合131个食蚊鱼有效分布点位数据以及11个可能影响其地理分布的环境因子,预测分析了食蚊鱼在我国的潜在地理分布及其影响因素。结果显示:(1)MaxEnt模型对食蚊鱼潜在地理分布预测的精度较高(AUC=0.977),影响食蚊鱼潜在地理分布的主要环境因子为年平均最低水温(39.0%)、人口密度(32.8%)、最干月降雨量(10.2%)和海拔(9.4%);(2)食蚊鱼在我国潜在地理分布面积为175.75×104 km^(2),主要集中在珠江流域、东南诸河和淮河流域、长江流域中下游以及西南诸河流域的云南区域,预测在未来环境温度升高的情况下,食蚊鱼有进一步扩散的风险。为防控食蚊鱼以及其他外来鱼类的入侵,建议完善外来鱼类贸易和养殖的行业规范。

基于潜在Dirichlet分布的图像分层表示模型

现有的图像分层表示方法严格局限于前馈型方式,不能较好地解决局部模糊性等问题.基于此,文中提出一种学习和推断层次结构所有分层的概率模型,它考虑递归的概率分解过程,通过推导得到金字塔式多层结构的潜在Dirichlet分布的衍生模型.该模型存在两个重要特性:增加表示层可提高平面模型的性能;采用全Bayesian概率方法优于其前馈型实现形式.在标准识别数据集上的实验结果表明,与现有的分层表示方法相比,该模型表现出较好性能.

基于最大熵和随机森林模型的3种珍贵硬阔叶树种潜在分布预测

水曲柳(Fraxinusmandshurica)、胡桃楸(Juglansmadshurica)和黄檗(Phellodendronamurense)为中国东北地区3种珍贵硬阔叶树种,分析其分布与环境因子间的关系,预测其潜在分布区,可为其更新和补植等提供参考。以帽儿山实验林场为研究区,选取A1土层厚度、AB土层厚度、土壤类型、坡度、坡位、坡向、海拔、郁闭度、每公顷株数、每公顷蓄积、立地类型和地表总盖度12个环境因子,采用最大熵(MaxEnt)模型和随机森林(RF)模型对3种珍贵硬阔叶树种潜在分布进行预测,通过受试者工作特征曲线下面积(AUC)评价模型精度。结果表明,最大熵模型和随机森林模型的AUC均值分别为0.854和0.920;最大熵模型输出的主要环境因子为立地类型和坡位,随机森林模型输出的主要环境因子为海拔。随机森林模型在精度上优于最大熵模型,两个模型的输出结果均表明限制3种珍贵硬阔叶树种分布的主要因子为地形因子。帽儿山实验林场西部和北部适宜3种珍贵硬阔叶树种生长;3种树种的分布点均落在适生区和较适生区范围内。

基于最大熵模型的海南杜鹃在中国的潜在地理分布

海南杜鹃(Rhododendron hainanense Merr.)具有较高的观赏价值和生态价值,研究其生态需求和适生范围,对于海南杜鹃的保护与栽培应用具有重要意义。本研究主要应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS),基于海南杜鹃现有地理分布信息和气候因子,模拟海南杜鹃在中国的潜在分布区,并具体分析影响海南杜鹃潜在分布的关键环境因子及适宜阈值。结果表明:在当代气候情景下(1970—2000年),用最大熵模型(MaxEnt)对海南杜鹃适生区进行模拟的准确度较高,气温和降水对海南杜鹃的影响较大,其中影响海南杜鹃潜在分布的主导因子为最暖季降水量(bio18)和平均气温日较差(bio2)。平均气温日较差(bio2)在5~7℃区间、最暖季降水量(bio18)在610~3990 mm区间的气候环境有利于海南杜鹃生长,在一定范围内海南杜鹃的出现概率会随着降水量的增大而增大。在中国区域,海南杜鹃比较适应海南、广西、广东、台湾地区、四川东部、重庆以及贵州等地的气候环境,当代气候情景下总适生区面积为132.36×10^(4) km^(2),总适生区范围整体上会随着未来气候的变化而有所增大。本研究旨在为海南杜鹃的保护与应用推广提供科学依据。

基于潜在狄利克雷分布主题模型的初产妇产后健康信息需求研究

目的运用潜在狄利克雷分布(Latent Dirichlet Allocation,LDA)主题模型深入挖掘即时社交平台产后母婴保健信息需求。方法2023年1—6月提取产后延续性护理微信群内文本数据,通过数据清洗、分词和LDA主题模型构建,分析文本数据所蕴含的需求主题。结果LDA主题模型将所提取的23531条文本数据划分为8个主题:婴儿健康状况、婴儿喂养状况、婴儿日常护理、生长发育、母婴健康体检、疫苗接种、产后恢复、社会支持和同伴经验分享。结论基于自然语言的信息需求分析能获取客观全面的产后母婴健康信息需求,为医疗机构开展全面、精细化的产后健康指导提供参考。

基于MaxEnt模型的气候变化下杏树鬃球蚧在中国的潜在地理分布预测

【目的】杏树鬃球蚧在天山野果林暴发成灾,对野杏的生存以及野果林的生态环境造成严重影响,同时危害栽培果园。预测未来气候情景下杏树鬃球蚧在中国的潜在适生区,可为农林部门开展防控工作提供科学依据。【方法】收集关于杏树鬃球蚧的分布点与气候数据,采用MaxEnt模型预测其在中国的适生区。【结果】MaxEnt模型中的AUC值为0.949,表明预测结果具有较高可靠性。最冷月最低温度、最冷季度降水量、温度季节性变化标准差、等温性是影响杏树鬃球蚧潜在分布的主要环境变量。杏树鬃球蚧在我国分布区较为广阔。该模型预测杏树鬃球蚧的高适生区主要分布在辽宁省环渤海区域、河北、北京、天津、山东、河南、陕西省中部、甘肃和陕西的临界处,以及新疆维吾尔自治区的伊犁哈萨克自治州、巴音郭楞蒙古自治州和阿勒泰地区,中适生区以高适生区为核心向外蔓延。其高、中、低适生区分别占中国陆地面积的4.62%、6.69%、18.77%。未来气候情景下,高适生区呈进一步扩散趋势,尤其在新疆地区,高适生区大面积扩散。【结论】杏树鬃球蚧适生区面积占陆地面积的30.08%,有继续扩张和大面积暴发风险,在我国西北地区、华北地区面临的形势更为严峻,应引起相关部门关注。

基于MaxEnt模型的湖北烟区潜在适宜性分布及其环境特征分析

为全面评价生态气候因子对湖北省烟叶生长发育的影响,利用2008—2020年中国气象局陆面数据同化系统(CMA land data assimilation system,CLDAS)数据集和其他环境因子,基于最大熵模型(MaxEnt),利用湖北省西部烟区实际种植点位模拟湖北省烟区的潜在适宜性分布,并评估影响适宜性分布的主导环境因子。结果显示:MaxEnt模型对烟草适宜性分布的模拟预测精度较高(AUC=0.854)。海拔(650~1750 m)、土壤类型(黄壤)、团棵期平均最低气温(8.9~15.0℃)、旺长期平均气温(16.0~22.9℃)、成熟期平均气温(18.8~25.6℃)是影响湖北烟草分布的主导环境因子。烟草的高适生区主要分布在恩施、十堰和襄阳南部及宜昌东南部,占湖北省总面积的18.2%,80%区域的海拔为700~1350 m、团棵期平均最低气温11.2~14.5℃、旺长期平均气温19.2~22.8℃、成熟期平均气温22.0~25.4℃。在所有环境因子中,海拔高度起决定性作用,温度则是影响烟草生长发育的重要气象因子。研究表明,本研究结果与湖北烟区实际空间分布基本相符。

基于Maxent模型的山西连香树潜在分布区预测

本研究采用MaxEnt模型对山西省连香树的潜在分布区进行预测。结果表明,最冷季度平均温、最干月降水量和年降水量对连香树在山西省的潜在分布影响最大。连香树在山西省的潜在分布概率呈南高北低的趋势,其可能分布范围的最北界不超过太原地区。连香树在山西省的潜在最适分布区主要为吉县、大宁县、乡宁县、翼城县、绛县、闻喜县、夏县、垣曲县、沁水县、阳城县。

基于随机森林模型的林化工业原料类树种潜在分布研究——以油桐为例

基于第九次国家森林资源连续清查数据,提取全国林化工业原料类树种油桐的记录分布点,通过收集和整理大量的地理、气候和环境数据,利用随机森林模型分析林化工业原料类树种油桐的潜在分布情况,并分析影响油桐潜在分布的关键因素。研究结果表明:温度和降水对油桐的潜在分布具有重要影响;通过绘制油桐的潜在分布图,发现了一些潜在的适宜生境区域。研究结果为林化工业原料类树种的资源保护、引种栽培、管理和可持续利用提供了重要的科学依据,对制定适应气候变化的林业策略和保护措施具有重要指导意义,同时也为其他树种的潜在分布研究方法提供了参考。

唐古特大黄潜在地理分布及生境特征分析

目的:了解目前我国唐古特大黄的适宜生境状况并预测其潜在地理分布区。方法:基于第四次全国中药资源普查实地调研数据以及中药资源空间信息网格数据库中获取的55个唐古特大黄相关生态因子(包括气候、地形、土壤等),利用MaxEnt模型和ArcGIS预测唐古特大黄在中国境内的潜在地理分布区域及生境特征。结果:唐古特大黄适宜分布区主要位于川西高原地区、甘南高原地区、青海东部地区以及西藏东部地区,其中最适宜分布区为青海东部地区、川西高原地区和甘南高原地区;海拔、植被类型、6月均温、4月平均降水量和土壤类型是影响唐古特大黄潜在分布的主导生态因子,且不同分布区域存在一定差异。结论:该研究成果为后续唐古特大黄生态敏感性研究和生产区划研究奠定了必要的基础。

基于DOMAIN和NeuralEnsembles模型预测中国毛竹潜在分布

通过概形分析模型(profile technique)——DOMAIN生成物种生境适宜分布图,选取低适宜性的地区作为物种不存在区,然后应用分类判别分析模型(group discrimination technique)——NeuralEnsembles预测我国毛竹潜在分布。结果表明:通过耦合DOMAIN和NeuralEnsembles模型可以改进NeuralEnsenbles模型预测精度;AUC和敏感度对用于建模的物种不存在数据取样数量不敏感,而最大Kappa值随着不存在数据取样数量的增大逐渐减小;未来气候变化将导致毛竹向北迁移33～266km,面积增加7.4%～13.9%。

基于Maxent模型的楚雄腮扁叶蜂潜在分布区预测

基于2011～2012年随机调查和收集楚雄腮扁叶蜂在中国西南地区的22个自然分布点数据,并结合分布点的环境变量,采用Maxent最大熵值模型,对楚雄腮扁叶蜂在中国的适生范围进行预测研究。结果表明,楚雄腮扁叶蜂主要分布于云南大部分地区和四川、贵州、广西的部分地区,潜在分布于广东雷州半岛及海南的西部、南部沿海地区。用Maxent模型预测楚雄腮扁叶蜂潜在分布的训练数据和测试数据的AUC值均为0.997,精度极高。用刀切法对各环境变量重要性的检测表明,温度因素对楚雄腮扁叶蜂的潜在分布影响最大。

基于Maxent和GARP模型的日本双棘长蠹在中国的潜在地理分布分析

【目的】日本双棘长蠹Sinoxylon japonicum是一种重要的林木蛀干害虫。该虫自1981年首次报道于云南昆明以来,先后在中国的10多个省市被发现。近年来该害虫在北京、天津和河北等地对国槐Sophora japonica的危害日趋严重。【方法】在本研究中,作者按时间顺序梳理了日本双棘长蠹在中国的分布记录,根据日本双棘长蠹已有分布记录及其主要寄主植物国槐在我国的种植区域采用了Maxent和GARP两种生态位模型对日本双棘长蠹的潜在地理分布进行分析。【结果】日本双棘长蠹在中国南方地区呈零星分布,而在中国北方地区较为集中。分布记录的报道时间呈现出由南向北和自东向西的局势,推测这种分布格局是由于其寄主植物所导致的:中国北方地区危害严重可能与国槐在中国北方的集中种植有关,寄主树苗在不同地区间的调运是其种群扩散主要原因。基于生态位模拟的结果显示日本双棘长蠹在中国具有较大的适宜生态空间,潜在地理分布范围较广,从北到南其适生区主要有:辽宁西部、北京、天津、宁夏、河北、山西南部、山东、陕西、江苏、安徽、湖北、重庆、浙江、江西、湖南以及四川和贵州西北部。【结论】这些地区间的树苗转运需要做好检验检疫工作,以防止日本双棘长蠹的扩散。

基于MaxEnt模型的短花针茅在中国的潜在分布区研究及预估

基于当前环境数据和IPCC第五次环境报告提出的三种气候情景以及短花针茅在中国现有分布点,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件,预测了短花针茅现阶段及2050年在我国的潜在分布区。结果表明:MaxEnt模型的训练数据与测试数据的精度分别为0.983和0.972,表明模型预测效果很好;最冷季度的降水量与年平均气温是影响短花针茅分布的主要环境因子;短花针茅在我国的主要适生区包括内蒙古荒漠草原的绝大部分地区及典型草原西部地区、黄土高原地区、河西走廊和新疆山地;在Rcp2.6、Rcp4.5和Rcp8.5三种未来气候情景模式下,2050年短花针茅的适生区面积较现在都将有所增加,且都向高纬度移动。

基于模糊物元模型的桃儿七潜在地理分布研究

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum(Royle)Ying)为小檗科多年生草本植物,是我国传统濒危藏药。依据模糊物元模型建立桃儿七分布点位以及其产量数据与12个气候环境因子之间的模糊隶属函数,采用最大信息熵模型确定评价指标权重,利用GIS空间分析功能确定我国西部7省桃儿七生境适宜性空间分布。研究表明研究区桃儿七不适宜生境面积占研究区总面积的61.76%;低适宜生境占20.11%;中适宜生境占7.70%;高适宜生境占10.43%,主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区。结果显示基于GIS与模糊物元构建的生境适宜性评价模型可以准确的对我国西部7省桃儿七生境适宜性做出科学综合评价,量化适宜生境面积和空间分布,为其资源保护和管理提供科学依据。

基于最大熵模型(MaxEnt)预测暗紫贝母的潜在分布

暗紫贝母(Fritillaria unibracteata)干燥的鳞茎是市场名贵药材"川贝"的主要来源,目前由于人们的过度挖采及环境的恶化,使得其野生资源已近枯竭,被列为国家三级濒危保护药材物种。该研究通过收集暗紫贝母的地理分布点经纬度,结合26项生态因子,运用最大熵模型(MaxEnt)并结合地理信息系统(ArcGIS),对其在中国的潜在分布区域进行了预测。结果表明:暗紫贝母的潜在适生区主要分布在四川西部和北部、青海南部、甘肃南部,其中四川阿坝藏族羌族自治州的理县、茂县、松潘县、红原县、黑水县等地区,青海省果洛藏族自治州的久治县、玛沁县、同德县、兴海县、河南县地区以及甘肃省甘南藏族自治州地区是暗紫贝母最佳适生区。此外,在西藏和云南也有零星的分布。对暗紫贝母的分布贡献率较大的主要生态因子有5个,分别是海拔(40.8%),年均降水量(28%),1月最高温度(7.1%),最干季平均温度(6.6%)和昼夜温差日均值(6.6%)。其中,海拔为2700~4 500m、年均降水量为400~1 400mm,是暗紫贝母最适宜生长的生态位参数。该研究结果为暗紫贝母的野生抚育和人工栽培提供了重要的科学依据。

基于潜在狄利克雷分布模型的多文档情感摘要

针对当前方法难以获取评论文本全局情感倾向性的问题,提出一种基于潜在狄利克雷分布(LDA)模型的多文档情感摘要方法。该方法首先对给定的句子进行情感分析,抽取带有主观性评价的句子;然后,应用LDA模型表示已抽取的句子,并通过词汇的重要度和句子的特征计算句子的权重;最终提取情感文摘。实验结果表明,该方法能够有效地识别情感关键句,在准确率、召回率和F值上均有不错的效果。

基于Dirichlet分布的无线传感器网络的信誉计算模型研究

提出了基于无线传感器网络的信任评估框架,在该框架中,分为检测模块和信誉模块两部分,其中检测模块用于检测各节点测量的数据的异常程度,并根据此异常程度将节点行为分为三大类;在信誉模块中,建立基于Dirichlet分布的信誉函数,计算节点的可信度及不确定度,并实时地利用新获得的数据对信誉进行更新;根据其他节点的信誉进行整合信誉,加快了收敛速度。仿真的结果表明,该模型可以检测出多种错误节点,并且与传统的基于β-分布的信誉模型相比,更加适合于无线传感器网络。

基于Maxent模型的细梢小卷蛾云南潜在分布区预测

利用连续2 a对滇东北177块样地的实地调查数据,结合当地海拔、气温及降雨等环境因子,通过Maxent模型预测了细梢小卷蛾的潜在适生区。预测结果显示,细梢小卷蛾在滇东北、滇西北具有广泛的适生区。ROC评价结果表明,Maxent模型预测细梢小卷蛾潜在分布的训练数据和测试数据的AUC值分别为0.998和0.997,达到了极高的精度。各环境变量重要性的刀切法检验表明,海拔在决定细梢小卷蛾的潜在分布中具有重要作用。