基于随机森林模型预估气候变化对动物物种潜在生境的影响

以白冠长尾雉(Syrmaticus reevesii)、中华穿山甲(Manis pentadactyla)和藏酋猴(Macaca thibetana)这3种动物作为研究对象,采用当前(1950—2000年)、2050年和2080年3个时期的气候数据,利用随机森林模型预估气候变化对动物物种潜在生境的影响。其中,2050和2080年的气候数据由3种大气环流模型(MIROC32-medress、CCCMA-CGCM2和BCCR-BCM2.0)和1个温室气体排放预设情景(SRES-A2)下2050和2080年的气候数据进行平均后得到。每一时期的气候数据包含19个生物气候因子,将19个生物气候因子全部作为环境变量,通过随机森林模型分别模拟并预测这3种动物在当前气候条件下的潜在生境,以及未来2050和2080年气候条件下的潜在生境,并用潜在生境质心(centroids)的位置变化来表征物种潜在生境的偏移情况,分析潜在适宜生境面积及物种最适宜海拔高度的变化,采用受试者工作特征曲线和真实技巧统计值评价模型的预测精度。结果表明,3种动物的潜在生境逐渐向北偏移,最适宜海拔高度逐渐升高。其中,中华穿山甲潜在生境的北移速度最快,至2080年北移量达133 km;白冠长尾雉的最适宜海拔高度上升最快,至2080年上升152 m。3种动物的潜在生境面积均逐渐增加,白冠长尾雉的增幅最大。建议在动物保护行动中考虑气候变化对物种的影响,制定长期的保护策略。

用组合模型综合比较的方法分析气候变化对朱鹮潜在生境的影响

气候变化的不确定性和物种与环境关系的不确定性使气候变化生物学的研究充满变数。为了降低不确定性,人们开始用组合模型综合比较的方法研究物种对气候变化的响应。以朱鹮(Nipponia nippon)为研究对象,介绍组合模型综合比较方法的特点。朱鹮曾经高度濒危,目前种群大小在迅速恢复中;然而其分布区依旧狭小,气候变化可能是朱鹮面临的新威胁。应用BIOMOD模型中的9种模型,选择了每年的最低温和最高温、温度的季节性变异、每年的总降水量和降水的季节性变异共5个气候因子,依据WorldClim气候数据的CGCM2气候模型的A2a排放情形,计算了朱鹮当前(1950—2000年)的适宜生境和2020年、2050年、2080年3个阶段的潜在生境范围。结果表明朱鹮潜在生境将逐渐北移,生境中心脱离现在的保护区。因此,制定朱鹮的长期保护策略是必要的。9个模型在预测结果上、变量权重上和拟合优度的指标上都有差异,反映了模型本身的不确定性。气候变化的生物学效应比较复杂,应用多个模型进行综合比较,可以尽可能地减少模型所导致的误差。