样本容量和物种特征对BIOCLIM模型模拟物种分布准确度的影响--以12个中国特有落叶栎树种为例

物种分布模型被广泛应用于生态学、生物地理学及保护生物学等领域的研究。由于难于取样或标本记录不完善等原因,真正能够用于模型预测的物种分布数据非常有限。因此,有必要搞清楚样本容量和物种特征对模型模拟准确度的影响,为确定以物种特征为区分条件的最小样本容量奠定基础。为了探讨应用BIOCLIM模型预测中国特有植物种的效果,以12个落叶栎树种为例,从不同的样本容量和生态特征两方面研究其对BIOCLIM模型模拟准确度的影响。结果表明:BIOCLIM模型模拟准确度随样本容量的增加在初期几乎呈直线增加趋势至样本容量达到25,随后渐变平缓至样本容量为75～100时达到最大值。此外,生态幅窄和环境特化物种比生态幅宽和对环境耐受性强的物种更容易获得较高的准确度。结果说明,BIOCLIM可有效地用于样本数量较小的狭域型物种分布预测。

应用BIOCLIM生态位模型对松材线虫传入云南的风险评估

基于松材线虫的生物学和生态学特性,利用松材线虫在东亚的已知分布点数据和亚洲地区的19个生物气候变量图层,筛选出松材线虫适生性分布的主要生物气候变量。应用DIVA-GIS软件中的生态位模型BIOCLIM预测了该线虫在云南省的地理分布图,结合各县(市)寄主分布面积,对此地图栅格进行计算、统计分析,得到松材线虫在各县(市)的分布和适生程度。通过综合分析,确定了各县(市)风险等级:最高风险5县(市);很高风险41县(市);高度风险38县(市);中度风险22县(市);低度风险23县(市)。进一步利用ArcGIS9.0软件绘制出了松材线虫在云南的适生图和在129个县级单位的风险级别图。建议划定云南省北纬23°以北与北纬26°以南之间地区为主要防护区,其中瑞丽市及其疫点周边地区,广南县、师宗县、罗平县、丘北县以及普洱市北纬23°以北的地区及该市北纬23°以南的思茅区为重点防护区。

基于BIOCLIM模型的扶桑绵粉蚧在中国的适生性分析

采用BIOCLIM生态位模型对扶桑绵粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley)在中国潜在适生地理区域和各区域的适生可能性进行预测。扶桑绵粉蚧在中国适生区域非常广泛,高度适生区包括黄河以南的广大华南、华中、华北地区,中低度适生区包括河北、辽宁、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆、西藏等省区的部分区域。这些适生区域覆盖中国3大棉区,其中长江中下游棉区和黄河中下游棉区为扶桑绵粉蚧的高度适生区,西北棉区为其低度适生区。

基于BIOCLIM模型的元江干热河谷稀树灌木草丛空间分布研究

根据影响干热河谷稀树灌木草丛分布的温度、数字高程模型(DEM)以及归一化植被指数(NDVI)三个因子,使用BIOCLIM模型模拟元江县干热河谷稀疏灌木草丛空间分布,实现了元江县干热河谷空间分布的可视化表达。结果表明:干热河谷分布主要集中于除元江县城外的河谷两侧,其中东部分布较为集中,而在南部地区分布较为分散。加之近年来人为活动的加剧,对元江河谷生态环境的变化也有一定影响,该模型很好地预测了未来元江县干热面积的分布情况,以期对生物多样性保护和植被恢复提供决策支持。

基于BIOCLIM模型的石蒜绵粉蚧在中国的适生区分析

基于BIOCLIM模型对石蒜绵粉蚧(Phenacoccus solani)在中国的适生区进行预测并通过ROC曲线法对模型的可靠性进行评价。结果表明,预测模型可靠,石蒜绵粉蚧在中国的适生性区域广泛,高度适生区为江淮、黄淮及长江中下游,包括海南、贵州、四川、广西、广东、湖南、湖北、河南、河北南部、安徽、江西、福建、浙江等省区。中低度适生区为西南大部、西北部分及东北南部,包括云南、新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、辽宁等部分区域。

基于BIOCLIM模型的绿圆跳虫在中国的适生区分析

利用DIVA-GIS软件结合BIOCLIM生态位模型对绿圆跳虫Sminthurus viridis在中国的适生区进行预测。通过建立已分布点数据集、筛选主要影响因子及BIOCLIM模型预测,绘制绿圆跳虫在中国的潜在分布图。结果表明,绿圆跳虫适生于我国整个华北平原地区以及东北平原南部、西南云贵川地区和华南北部,其中高度适生区为长江中游和黄河中下游地区,涉及四川、甘肃、宁夏、陕西、湖北、安徽6个省区。鉴于绿圆跳虫的入侵高风险,应加强对该虫的检验检疫,尤其警惕其随进口粮食进入我国。

篦子三尖杉在中国的地理分布及潜在分布区预测

【目的】预测不同气候情景下篦子三尖杉(Cephalotaxus oliveri Mast.)的地理分布格局,为其资源保护、合理利用与开发提供指导,也为其起源与地理演化研究奠定基础。【方法】基于100个分布点信息与19个气候因子,采用BIOCLIM模型构建当前(1970—2000年)以及未来(CO_(2)浓度倍增)篦子三尖杉的地理分布趋势,并采用主成分分析法分析影响其地理分布的主要气候因素。【结果】篦子三尖杉在中亚热带地区以低海拔分布为主。BIOCLIM模型结果显示:在当前气候条件下,篦子三尖杉最佳适生区集中在湖南、湖北、贵州和重庆;未来气候变化情境(CCM3)下,其潜在分布面积将减小,并有向西迁移的趋势;该模型受试者工作特征曲线下的面积为0.911±0.023,预测精度较高。主成分分析结果表明:温度季节性、气温年较差和昼夜温差与年温差比值是限制篦子三尖杉地理分布的主要因素,且温度因子的作用大于水分因子。【结论】随着全球气候变暖,篦子三尖杉的适生区有破碎化及丧失的风险,应重视对该物种的动态监测及迁地保护。

BioCliM指数对食管胃底静脉曲张出血内镜下治疗后1年和2年预后的预测价值

目的 评估BioCliM指数对肝硬化食管胃底静脉曲张出血（EGVB）患者内镜下套扎术（EVL）、内镜下硬化剂注射术（EIS）和内镜下组织黏合剂（ETA）注射治疗后的生存预测价值.方法 回顾性分析2006年12月至2011年12月因首次发生EGVB并行内镜下治疗的166例肝硬化住院患者的临床资料,计算其入院时的终末期肝病模型（MELD）、终末期肝病血清钠模型（MELD-Na）、BioCliM指数和Child-Turcotte-Pugh（CTP）评分.运用ROC曲线和AUC值评价此4种评分系统对患者内镜下治疗后1年和2年预后判断的准确性,获取最佳临界值,并比较组间的病死率.运用卡方检验、t检验和秩和检验进行统计学分析.结果 166例患者中,血肌酐、胆红素、白蛋白、血钠、国际标准化比值和PT水平分别为（0.10 ± 0.06）mmol/L、（0.02 ± 0.01）mmol/L、（30.13 ± 5.06）g/L、（139.13 ± 4.27）mmol/L、1.50 ± 0.32、（17.83 ± 2.88）s.随访1年和2年,分别有14例和23例患者死亡.随访1年和2年时,死亡组门静脉血栓患者比例均低于生存组[分别为10/14比93.4%（142/152）,73.9%（17/23）比94.4%（135/143）],差异均有统计学意义（χ^2 = 8.029、10.774,P均〈 0.01）.随访1年和2年时,死亡组BioCliM指数分别为0.12（-0.82,1.44）和-0.81（-0.87,0.92）,均分别高于生存组的 -0.84（-0.94,-0.73）和-0.84（-0.94,-0.72）,差异均有统计学意义（Z= -3.074,-2.260,P均〈0.05）.随访1年时,MELD、MELD-Na、BioCliM指数和CTP评分评估预后的AUC值分别为0.698、0.691、0.749和0.723.随访2年时,MELD、MELD-Na、BioCliM指数和CTP评分评估预后的AUC值分别为0.587、0.582、0.647和0.633.BioCliM 指数对随访1年和2年预后评估的AUC值与 MELD、MELD-Na和CTP评分相比,差异均无统计学意义（Z=0.509、0.566、0.271和0.687、0.731、0.162,P均〉 0.05）.BioCliM指数的最佳临界值为-0.234,随访1年和2年,BioCliM指数≥-0.234的病死率均高于BioCliM指数〈 -0.234时[（31.0%（9/29）比3.6%（5/137）,34.5%（10/29）比9.5%（13/137）],差异均有统计学意义（χ^2 =23.242、12.526,P均〈0.01）.结论 BioCliM指数对肝硬化EGVB患者行内镜下治疗后1年和2年病死的判断有较高的准确性,临床需重视内镜下治疗前的预后评估.

基于最大熵值法生态位模型(Maxent)的三种实蝇潜在适生性分布预测(英文)

本研究首先对3种重要生态位模型BIOCLIM, DOMAIN和Maxent(基于最大熵值原理模型)的分布预测精确度进行了分析和比较,再结合分布点记录以及一系列环境数据图层对3种重要外来入侵性检疫害虫(葫芦寡鬃实蝇Dacus bivittatus、埃塞俄比亚寡鬃实蝇D. ciliatus和西瓜寡鬃实蝇D.vertebratus)的潜在适生性分布区域进行了预测和分析。在模型预测精确度的比较过程中, 3种评估指标(ROC/AUC,Kappa,TSS)均显示Maxent拥有最好的预测结果和最好的运行性能。由Maxent对葫芦寡鬃实蝇、埃塞俄比亚寡鬃实蝇和西瓜寡鬃实蝇的预测结果显示,这3种实蝇在中美洲、南美洲、东南亚和澳大利亚沿岸的广大地区在总体上具有相似的分布区域。相对而言,埃塞俄比亚寡鬃实蝇在全球范围具有最为广泛的分布区域,除前述地区外,其潜在适生区还包括地中海沿岸、沙特阿拉伯、也门、安曼和伊朗南部的大片地区,这也意味着在3种寡鬃实蝇中,它能忍受变化幅度最广的生态、环境条件。在中国,云南和海南都极适宜于3种实蝇的生存,同时广东南部及台湾的部分地区也是它们的潜在适生区。基于Maxent的预测结果显示,相对而言,埃塞俄比亚寡鬃实蝇在中国范围也具有最为广泛的分布区域,除前述省份和地区外,四川、贵州和西藏的南部部分地区以及中国南部的部分沿海地区,也都是它的潜在适生区。综合所得出的预测结果, 3种寡鬃实蝇从境外传入广东并在此定殖的风险可能性是实际存在的。Jackknife分析显示,温度以及与此有关的环境因子对于3种实蝇在全球和局部地区的分布模式和分布情况都有极大的影响,并需要进一步的研究。

麻栎在中国的地理分布及潜在分布区预测

基于19个生物气候因子和473个地理分布记录,利用DIVA-GIS软件,分析了麻栎在中国的地理分布与气候的关系及其潜在分布区。结果表明：中国麻栎分布在18°-41°N、91°-123°E之间,其地理分布可划分为6个区,其中横断山脉区、云贵高原区、秦岭巴山区比较集中;分布区跨越7个温度带、3个干湿区、18个气候区,包括9种气候类型;适宜麻栎生长的年均温度为5.1℃-20.7℃,年降雨量为471-1 712.6mm;影响麻栎地理分布的主导因子依次为湿度因子、耐旱能力和温度因子。BIOCLIM模型预测显示,麻栎潜在分布区与实际分布区具有很好的一致性,其最适分布区位于云贵高原中部和秦岭巴山区;在CO2浓度倍增的未来气候情景下,麻栎潜在分布区面积将缩小,且有向北方和高海拔地区扩散的趋势。ROC曲线分析表明,BIOCLIM模型的模拟精度较高（AUC=0.826）。研究结果对于合理经营利用麻栎林具有重要的理论和现实意义。

竹叶兰的地理分布及气候影响因子

为全面了解竹叶兰当前地理分布现状及气候限制性因子,基于142个地理分布记录和相应的19个生物气候数据,利用主成分分析法对竹叶兰的地理分布格局及其主导环境因子进行分析。结果显示:竹叶兰在中国的水平分布以中亚热带以南为主,同时东部地区的分布要比西部集中;垂直分布累计显示,竹叶兰以中低海拔分布为主,多数在海拔800m以下生长;主成分分析的结果显示,降水对竹叶兰地理分布格局的影响要强于温度,尤其是干季降水的影响较大,降水和温度分别是限制竹叶兰向西和向北分布扩散的主要气候因子。

浙闽樱桃地理分布模拟及气候限制因子分析

为了解浙闽樱桃(Cerasus schneideriana)地理分布特征及与气候限制因子之间的关系,基于DIVA-GIS平台获取实际地理分布点的气候资料,利用BIOCLIM模型预测当下适生区范围以及预测其未来潜在分布。结果表明,浙闽樱桃实际分布区覆盖浙江、福建、安徽、江西、广西及湖南6省,浙闽交界的山区是自然分布的核心区,浙皖交界是其分布的北界。未来气候变化情境(CCM3)下,浙闽樱桃的潜在分布区概率将增大,且有北扩的趋势。主成分分析(PCA)表明,年降水量(bio12)、最湿季降雨量(bio16)、最暖季降雨量(bio18)、温度季节变化方差(bio4)是影响浙闽樱桃当下适生区的气候限制因子,频率直方图进一步确定他们的适宜范围分别为1503~2003 mm、604~951 mm、528~791 mm和601~872(标准差*100)。ROC曲线检验表明BIOCLIM对浙闽樱桃分布预测的精度很高(AUC=0.998),结果是可信的。因此,浙闽樱桃适合生长在我国北亚热带温暖湿润区,水热因子是造成其分布格局的主导气候限制因子。

中欧山松大小蠹在中国的适生性分析

中欧山松大小蠹(Dendroctonus ponderosae Hopkins)是严重危害松类针叶树种的蛀干害虫。本文基于气象数据,利用BIOCLIM生态位模型对中欧山松大小蠹在我国的适生区进行了分析,结果显示该小蠹能广泛分布在华北、东北的大部分地区和西南的部分地区,提供了ArcGIS适生区预测分布图。

杉木潜在适生区及其对气候变化的响应

根据杉木分布现状及特点,以我国亚热带县级驻地作为杉木的分布点资料,运用Bioclim模型对杉木在现在和未来气候变化情景下潜在适生区进行预测,结果表明:现状潜在适生区模拟结果与文献记录有较好的一致性;在CO2倍增时,极适生面积缩小,最适生区有所东移;当平均气温增加2℃时,原杉木分布的南界北移;当年平均气温增加4℃时,最适生区破碎化明显;降水量增加20%情景下,适生区局限于贵州和原杉木分布的北界地区。

孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的地理分布与潜在适生区预测

以孑遗濒危植物四合木( Tetraena mongolica Maxim.)为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示:四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1. 49 × 10 6 km 2 ,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)平均值均达到0. 8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。

乌饭树的地理分布及潜在分布区分析

利用Bioclim模型,结合354个乌饭树地理分布点以及19个气候因子,对乌饭树在我国的潜在分布区和适宜等级进行了预测。结果表明:潜在分布区的预测结果与实际分布点吻合较好,其适生区(适宜度≥5%)主要为广西、广东、福建、浙江、江西东南部、湖南西部及贵州东部等地区;湖南、江西南部与广东、广西北部交界处的南岭地区及福建中部山地等地区为乌饭树的最适生区(≥20%)。ROC曲线的AUC值为0.819,表明预测结果很准确。极端低温、最干季降雨量、极端高温、温差是影响乌饭树分布的主要水热因子,最适宜区气候参数为:年平均温为14.7—23℃,适宜越冬的年极端低温为-3.1—13.4℃,年降雨量为948.8—1988.4mm,最干季降雨量为54.6—201mm,分布的最适宜海拔范围为3—806m之间。气候变暖将使得乌饭树潜在最适分布区面积显著缩小,现有最适生境位置发生改变。

气候变化下濒危植物半日花在中国的潜在分布

通过实际调查以及查阅中国数字植物标本馆、全球生物多样性信息网络和相关文献,共收集半日花(Helianthemum songaricum Schrenk)在中国的58个有效分布记录。基于MaxEnt、BIOCLIM和DOMAIN模型以及19个环境变量,采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)检验模型预测精度,预测末次间冰期、末次冰盛期、当代(1950年至2000年)和未来(2050年)4个时期半日花在中国的潜在适生区,并采用刀切法(jackknife)和主成分分析法评估影响半日花潜在适生区的主导环境变量。结果显示:MaxEnt、BIOCLIM和DOMAIN模型的AUC值分别为0.984、0.837和0.962,预测精度分别为很好、一般和很好。MaxEnt、BIOCLIM和DOMAIN模型的预测结果显示:当代半日花潜在适生区面积分别占中国总面积的3.19%、7.63%和5.62%,主要呈破碎化和狭长间断分布,分布于内蒙古、新疆、宁夏、甘肃、陕西和山西;未来半日花潜在适生区面积分别占中国总面积的2.95%、9.55%和7.09%,其中,高适生区面积分别占中国总面积的0.42%、0.11%和0.49%,潜在适生区向内蒙古鄂托克旗西部和乌海市以及内蒙古阿拉善左旗东部与宁夏北部交界处骤缩。影响半日花潜在适生区的主导环境变量为温度(年均温、最冷月最低温、最热季度均温和最冷季度均温)和降水(最热季度降水量和最湿季度降水量),且温度的影响较大。

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。

高盆樱桃与钟花樱桃的地理分布模拟及生态特征比较分析

该研究以高盆樱桃( Cerasus cerasoides )及其近缘种钟花樱桃( C. campanulata )为对象,通过收集其实际分布的地理坐标,运用BIOCLIM模型模拟现代适生区范围并预测其未来气候下(CCM3,2100)潜在分布区的变化;结合主成分分析和相关性分析确定其主导气候因子,并比较两者在气候限制因子方面的差异;利用受试者工作特征曲线(Receiver operation characteristic, ROC)评估模型预测效果。结果表明:(1)高盆樱桃和钟花樱桃主要分布于我国长江以南大部分省区,两者现代分布中心分布位于云贵高原,武夷山脉和南岭山脉。(2)未来气候变化情境下(CCM3),高盆樱桃和钟花樱桃的适生范围将缩小。二者在中国西南部(高盆樱桃)和东南部(钟花樱桃)的适生范围可能大幅减小,而钟花樱桃在湖南西部的适生区可能增加。(3)主成分(PCA)及相关性分析表明,年降水量(bio12)、最湿季降水量(bio16)、最暖季降水量(bio18)、温度季节变化方差(bio4)是影响高盆樱桃及钟花樱桃当下适生区的主要气候因子,“热量变异幅度”是造成二者分布存在差异的最主要环境因子。(4)钟花樱桃(0.816)和高盆樱桃(0.799)的AUC值均高于随机测试(0.500),说明BIOCLIM模型可以准确预测高盆樱桃及钟花樱桃的分布。这为高盆樱桃和钟花樱桃资源保护、物种鉴定和谱系地理学的研究提供重要指导。