基于BioMod2组合模型下草地贪夜蛾在云南省的适宜生境分布变化研究

【目的】研究气候变化背景下草地贪夜蛾在云南省的生境分布变化,旨在为农业部门开展草地贪夜蛾的防控和监测提供科学参考。【方法】通过系统收集草地贪夜蛾在云南省的分布点,并结合野外调查数据,利用BioMod2组合模型和ArcGIS 10.7,模拟草地贪夜蛾在当前和未来气候条件下的潜在生境分布变化。【结果】将9种物种分布模型进行组合,得到组合模型AUC、TSS和Kappa均值分别为0.994、0.980和0.943,其中,广义线性模型(GBM)、广义增强模型(GLM)、随机森林(RF)和人工神经元网络(ANN)是预测草地贪夜蛾生境分布的最优模型,表现最差的模型是表面分布区分室模型(SRE),未能通过模型精度检验。影响草地贪夜蛾分布的4个重要环境变量因子为坡度、海拔、年均气温和最高气温。当前时期草地贪夜蛾在云南省的适生生境面积为32.94万km2,占云南省总面积的83.61%。在未来气候模拟条件下,适生区面积扩张,尤其是低适生区和高适生区面积明显扩张,扩张均值分别为27.84%和12.80%;非适生区和中适生区面积减少,下降均值分别为19.69%和32.92%。【结论】基于气候变化大背景下的预测结果显示,草地贪夜蛾在云南省的适生区面积明显扩张,非适生区面积收缩,适生区有向高海拔和高纬度地区扩散的趋势,气候变化导致虫害的风险增大,应密切监控虫灾严重区域及新发地的虫情发展。

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。

未来气候变化对中国沙棘潜在地理分布的影响

中国沙棘作为重要的资源植物,具有较高的药用、经济和生态价值,也是森林和草原过渡带的重要指示物种。预测气候变化下中国沙棘的潜在地理分布,不仅能够揭示我国草原与森林植被带对全球气候变化的响应格局,也对中国沙棘资源保护和开发具有重要价值。本研究利用中国沙棘的分布数据,基于Biomod2组合模型,对未来气候变化下中国沙棘的适生区进行预测,并结合2020年中国土地利用类型遥感数据,分析适生区土地利用类型的变化趋势。结果表明:Biomod2组合模型相对于单一模型有效提高了中国沙棘适生区预测的精度和准确性。中国沙棘的分布区主要集中在辽宁到西藏的对角线两侧,处于森林和草原的过渡带。在SSP126情景下,未来中国沙棘的适生区呈先扩张后收缩的趋势;在SSP585情景下呈持续扩张趋势;在全球变暖的背景下,整体上中国沙棘未来的适生区呈扩张趋势。2050和2070年,中国沙棘适生区中草地的面积不断增加,而森林、耕地和建设用地的面积持续减少。在未来气候变化下,中国沙棘分布中心将向高海拔草原区域迁移。影响中国沙棘分布的环境因子以气候因子为主,其中,贡献率最高的是最暖季降雨量。