基于Maxent生态位模型的松材线虫在中国的适生区预测分析

为了进一步掌握松材线虫在中国可能的扩展范围和可能造成的危害程度,利用Maxent生态位模型,结合地理信息系统ArcGIS,对松材线虫在中国的适生区范围进行了预测研究。结果表明:松材线虫在中国的适生区主要集中在华东和华南地区,华北地区南部、东北地区南部和西南地区南部则是松材线虫的中适生区或低适生区,其他地区则是松材线虫的非适生区。在适生区范围内,只要可感染的寄主松树存在,其他气候因子是可能满足松材线虫的侵染和致病的。ROC评价(receiver operating characteristic curve,受试者工作特征曲线,简称ROC曲线)结果表明,Maxent生态位模型预测松材线虫适生分布的训练数据和测试数据的AUC(areas under curve,曲线下面积)值分别为0.987和0.986,达到了极高的精度。各环境变量重要性的刀切法检验表明,温度因素对松材线虫的潜在分布影响最大。

基于Maxent生态位模型的银杏大蚕蛾贵州省适生区预测

通过建立Maxent生态位模型,投影到地理空间,预测银杏大蚕蛾在贵州省的潜在分布区域,以期为贵州省有效预防银杏大蚕蛾提供借鉴。

基于MaxEnt生态位模型的小蜻蜓尺蛾在我国的适生区预测分析

利用MaxEnt生态位模型,结合ArcGIS软件,对小蜻蜓尺蛾在我国的适生区范围进行了预测分析。结果表明,该虫在我国的适生区占全国面积约32.71%,其中高、中、低适生区分别占8.62%、8.53%、15.55%,主要分布于我国东北平原、华北平原、长江中下游平原地区,温带季风气候以及亚热带季风气候区域。ROC评价结果表明,MaxEnt生态位模型的平均AUC值为0.984,预测结果具有较高的精度。各环境变量重要性的刀切法检验表明,温度因素对小蜻蜓尺蛾的潜在分布影响最大。

基于Maxent生态位模型的芡欧鼠尾草在中国潜在的适生性分析

结合Maxent生态位模型与地理信息系统(GIS),综合分析影响芡欧鼠尾草生长发育的环境因素,结合原产地分布特征,计算结果经ROC曲线分析法验证,Maxent生态位模型的AUC值为0.933(非常接近1),定量地获得了芡欧鼠尾草在我国的潜在适生区,通过验证试验,其结果与模型基本相符。

基于Maxent生态位模型的外来入侵植物刺果瓜在我国的适生区预测

刺果瓜作为我国外来入侵植物之一,对我国农业生产和生态安全具有极大的潜在风险。本研究根据已报道的刺果瓜发生坐标信息,利用MaxEnt生态位模型研究了刺果瓜的发生与气候信息和生物气候因子之间的关系,并预测了其在中国的适生区范围。结果显示,以生物气候因子为环境变量所得模型精度较高(AUCTestdate/AUCTrainingdate=1.06),在所有可能影响刺果瓜发生环境因子中,与温度有关的环境因子占83.9%,与降雨量有关的环境因子占16.0%,表明刺果瓜的发生主要与温度和水分有关。刺果瓜在我国潜在适生区主要分布黄淮海地区、环渤海地区、南部沿海地区、东南沿海地区及中国台湾地区、云贵高原及重庆大部分地区。该研究结果可为刺果瓜的防控与治理提供参考依据。

基于MaxEnt生态位模型预测蒙药白益母草潜在分布研究

目的:对蒙药白益母草基原植物脓疮草Panzerina lanata var.alaschanica进行适宜性分布研究,为其资源保护和合理开发利用提供参考。方法:利用近年来采集到的96个脓疮草分布信息,采用MaxEnt生态位模型,结合当代和2050年SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下的19个生物气候数据,预测脓疮草在我国的潜在分布区域及适生等级。结果:MaxEnt模型精度评价AUC值为0.983,表明模型运算准确度高,分析结果可靠;脓疮草的生长主要受年均温、温度季节性变化、温度年较差、最冷季度均温和最湿月降水量的影响;脓疮草当代潜在分布区面积占全国总面积6.86%。最佳适生区占全国总面积1.74%。在2050年SSP2-4.5和SSP5-8.5气候条件下,脓疮草潜在分布区面积占全国总面积分别为10.41%,8.38%,最佳适生区占全国总面积分别为1.31%、0.87%。结论:脓疮草当代主要分布在内蒙古自治区阿拉善左旗、鄂尔多斯市等区域。2050年SSP2-4.5和SSP5-8.5气候条件下,脓疮草最佳适生区面积减小,并呈现向北迁移的趋势,故应该加强脓疮草资源保护工作,以防止其资源趋于濒危。

基于MaxEnt生态位模型的小花十万错在中国的潜在分布

[目的]探究气候因子、土壤因子对小花十万错分布的影响,为有效制定其管理措施提供依据。[方法]利用MaxEnt生态位模型对小花十万错在中国的潜在适生区进行预测。[结果]当年降水量在2000~3500 mm,年均气温25~26℃,年均温变化范围6~14℃时最适合小花十万错的生长,且最冷月最低温度处于20~30℃及最冷季平均温度在27℃左右时,小花十万错才能保持最大的生长效率,当最干月降水量在40 mm以上时才能保持存活,以上研究结果说明小花十万错具有喜温、畏寒、不抗旱的特点。在地理分布上,当前小花十万错仅在海南、台湾、广东三省有发现记录,但根据MaxEnt模型对当下气候的模拟分析,小花十万错在云南、广西、贵州、福建、江西、四川甚至西藏的某些地区具有适生区的存在,说明这些地区都存在被小花十万错生物入侵的危险。通过对未来气候的分析,可以得出小花十万错在我国境内的分布范围为扩张趋势,扩张的地区集中在云南、广西、广东、福建、海南等地。[结论]小花十万错的生长分布最易受年均温变化范围、年降水量、年平均气温、海拔等因素影响。当前,广东、广西、福建、云南、海南、台湾等省份均面临小花十万错的入侵风险,以台湾最严重,广东和海南次之,其余省份暂未发现该种的入侵记录。但从气候分析来看,存在小花十万错中、高适生区的云南、四川、广西等地仍然有被该种入侵的可能。因此,应根据防范区域的特点以及适生等级来制定区域性、重点性的防治计划,并在已被入侵的地区推广化学防治、生物防治等手段遏制小花十万错向邻近区域扩散,而在未被入侵的区域制定侧重于加强检疫、扩大检测的防治办法,预防小花十万错的跨区域传播。

基于生态位模型的县域乡村聚落用地适宜性评价

现有县域乡村聚落用地适宜性评价方法的评价精度低,无法为县域乡村聚落用地合理划分与土地资源高效利用提供有利条件,因此引入生态位模型,开展对县域乡村聚落用地适宜性评价。从自然条件、资源条件、社会经济条件等方面选择出地质灾害、农用地质量、道路通达度等指标,完成对县域乡村聚落用地适宜性评价指标体系的构建。在此基础上,对各项适宜性指标量化。最后,结合生态位模型,构建适宜性评价模型,实现对用地适宜性的评价,确定不同适宜性程度用地区域的具体分布。通过对比实验证明,新的评价方法得到的评价结果更符合实际,评价精度更高,评价结果可为实现用地区域划分提供有利条件。

基于生态位模型的多花黑麦草入侵风险分析

外来植物多花黑麦草的入侵对陕西、河南、江苏、四川等地的农业生产造成了严重危害。为构建多花黑麦草入侵风险预警,利用主成分分析模型和最大熵模型对多花黑麦草在入侵中国后的生态位分化及在中国的入侵阶段进行分析。结果表明,多花黑麦草在入侵我国后发生了显著的生态位漂移;相比于其原产地种群,多花黑麦草在中国的入侵种群生态位宽度更广,适应的气候区显著扩展;在当前气候条件下,中国南方大部分区域属于多花黑麦草的稳定入侵区,而北方和西部地区存在其局域适应区和潜在拓殖区。研究结果反映出多花黑麦草在我国东中部大部分地区具有较高的入侵潜力,也暗示了多花黑麦草较高的生态位进化能力可能是其在我国广泛入侵的重要原因。研究结果为开展多花黑麦草的防控和治理提供了重要研究基础。

基于4种生态位模型的橘小实蝇在四川盆地潜在分布区

研究旨为橘小实蝇在四川盆地的检疫检测、综合防治及风险分析提供科学决策参考。运用基于最大熵(Maxent)、遗传算法(Garp)、环境包络原理(Bioclim)和Gower距离算法(Domain)的4种生态位预测模型预测橘小实蝇在四川盆地潜在适生区,并采用受试者工作特征曲线(ROC)和Kappa统计量分析方法检验模型预测效果。结果表明,4种模型的ROC曲线下的面积AUC(area under the ROC curve)平均值均大于0.9,Kappa统计量平均值亦大于0.75,预测模型具有较高的预测精度。通过“刀切法”分析得出最干季降水量、最干季平均温度、温度季节性变化和温度日较差是主导橘小实蝇潜在分布的关键环境变量,对当前橘小实蝇分布格局的形成起决定性作用。4种模型预测橘小实蝇适生面积和位置相差较大,但均包含川中丘陵区、川东平行岭谷区和盆边南部低山区,且川中丘陵区东部、川东平行岭谷区和盆边南部低山区的西部均为高、中适生区集中区域。由此可见,橘小实蝇在四川盆地适生范围较广,鉴于柑橘对四川盆地经济的重要性,当地相关部门应加强对其的检测检疫工作,避免造成较大的损失。

基于稳定同位素技术的高寒草甸高原鼢鼠营养生态位特征

【目的】分析啮齿动物营养生态位特征,了解动物所占据的营养层,揭示啮齿动物在不同时间尺度上的食物资源利用变化。【方法】以祁连山东段高寒草甸栖息的高原鼢鼠(Eospalax baileyi)为研究对象,采用贝叶斯碳氮稳定同位素质量平衡混合模型,分析高原鼢鼠不同组织的食性信息及其营养生态位特征。【结果】高原鼢鼠不同组织中同化的食物种类基本一致,但在食谱中的贡献率各有差异。地上部分蒲公英(Taraxacum mongolicum)在血液(24.33%)、肌肉(19.63%)和毛发(14.00%)组织中的贡献率均最高;地下部分鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)在不同组织中的贡献率均最高,分别为66.01%,17.79%和10.72%。不同组织中同化食物种类和营养生态位宽度变化一致,在植物地上部分表现为血液(8种,1.742)<肌肉(10种,2.049)<毛发(13种,2.227)组织,植物地下部分为血液(5种,1.100)<肌肉(14种,2.370)<毛发(15种,2.469)组织,且地上和地下植物在高原鼢鼠血液组织(1.100)中的生态位重叠度远低于肌肉(0.447)和毛发(0.566)组织。【结论】高原鼢鼠各组织代表的不同时间尺度的食性信息中,短期食性(血液组织)中同化物种数较少,生态位宽度较小。而在长期食谱(肌肉和毛发组织)中食物种类广泛,生态位宽度变大。且地上和地下植物在高原鼢鼠短期食性中生态位重叠度远低于长期食性。鉴于高原鼢鼠的采食习性,建议在高原鼢鼠危害严重区域,可以通过补播禾本科等优良牧草,降低高原鼢鼠优质食物在其栖息地植物群落中的比例,达到防治高原鼢鼠危害的目的。

数字科研信息生态位耦合协调评价模型构建与实证研究

立足数字科研信息生态位的运作机理,结合耦合协调函数及当前数字科研信息活动的特征,探讨数字科研信息生态位耦合协调的测度方法。将数字科研信息生态位分为数字科研信息资源、数字科研信息时空和数字科研信息功能3个维度,提取各维度的评价指标,同时从综合发展指数、耦合度、协调度3个方面建立数字科研信息生态位耦合协调评价模型,并通过海南高校部分教师近5年的科研数据进行实证分析。结果表明,所建立的评价模型能够有效揭示数字科研信息生态位的耦合协调状况,具有可操作性和应用价值。

基于生态位模型的云南省野生茶树适宜性分析与评价

基于野生茶树已知分布点和环境因子,利用生态位模型(MaxEnt)研究野生茶树在云南省的生态适宜性。结果表明,模型预测效果良好(AUC值为0.868),古茶树在云南省的高适生、适生、非适生区面积占比分别为4.28%、8.97%和86.75%。其中适生区主要分布在普洱市、保山市、红河州及临沧市等地区。最冷季降水量、气温季节性变动系数、海拔及最暖季降水量对古茶树的分布影响较大,其累计贡献率近80%。研究结果可为云南省野生茶树资源调查与保护提供科学依据。

基于Maxent生态位模型的互花米草在我国沿海的潜在分布

以分布在我国沿海滩涂的96个互花米草分布记录点及覆盖东部沿海区域的海洋环境数据和气候环境数据为材料,利用Maxent生态位模型,研究外来物种互花米草在我国沿海的潜在分布情况.结果表明:互花米草适宜分布区占我国沿海区域的85%,其中高度适宜分布区占18%,中度适宜分布区占34%,低度适宜分布区占33%,不适宜分布区仅为15%.互花米草在我国沿海的地理分布主要受到年均最低海水温度、年均海水温度、年平均气温和1月最低气温4个环境因素的影响,而年均降水量、年均日较差、海水盐度、最高海水温度、7月最高气温及海流速度对互花米草地理分布的影响较小.互花米草高度适宜分布区的最低海水温度为0.62~24.81℃,平均海水温度为10.46~27.29℃,年均气温为9~25℃,1月最低气温为-13.5~16.7℃.互花米草地理分布概率在我国北部沿海区域达到20%以上,互花米草存在向我国北部进一步入侵的趋势,特别是在渤海湾地区,互花米草入侵潜力较大.互花米草在我国不适宜分布区主要集中在海南中部和南部海岸,以及台湾省大部分区域,依据当前我国分布记录及气候数据,这些区域互花米草入侵风险较小,但不排除未来入侵的可能性.

基于MaxEnt生态位模型软件对云南柠檬适宜种植区预测

制定科学、精细的柠檬适宜种植区划是云南柠檬产业规模化健康发展的先决条件.应用MaxEnt生态位模型软件,基于世界地理分布记录,划分出柠檬在云南的适宜种植区以及确定影响柠檬分布的最主要环境因子.结果表明:云南的柠檬最适宜种植区面积大约为8826.25km^(2),集中分布于怒江、澜沧江、元江-红河三大水系流域内的低海拔地区,其中德宏、临沧、普洱和红河的最适宜种植区面积最大,适合进行规模化的柠檬种植.影响柠檬分布概率环境限制因子是最冷月份平均温度、年平均温度、最暖季度平均雨量和昼夜温差与年温差比值.本研究首次利用MaxEnt模型分析预测了柠檬在云南的适生区域,对适生区的分布做出精确划分,明确了影响柠檬分布的主要气候因子,分析结果能够为云南省柠檬种植提供科学指导和合理规划.

基于生态位模型的广西柑桔黄龙病风险区分布与变化研究

柑桔黄龙病是严重危害我国柑桔产业可持续发展的重大病害,对柑桔黄龙病进行空间分布和潜在风险预测具有极重要的现实意义。应用生态位组合建模技术分析了影响广西境内柑桔黄龙病发生的环境变量,并预测了当前和2030年气候情景下柑桔黄龙病潜在发病风险区的空间分布。组合模型[集成广义线性模型(GLM)、广义推进模型(GBM)、柔性判别分析(FDA)、随机森林模型(RF)和最大熵模型(MAXENT)结果]的TSS(真实技巧统计值)和AUC(ROC曲线下面积)值分别为0.867和0.948,较各单一模型的TSS和AUC值均有明显提高。在用于柑桔黄龙病生态位建模的5个变量中,海拔是影响柑桔黄龙病发生的最主要因素,而气温年较差和气温日较差对病害发生也有重要作用。评估发现,当前时期广西境内柑桔黄龙病高风险区主要分布于柳州、钦州、崇左、玉林、贺州、北海、桂林等地区,占到该全区面积的18.8%。与当前时期相比,2030年广西柑桔黄龙病风险区的总面积变化不大,但其空间分布变化较为明显,南宁、贵港和梧州等地区的潜在高风险区面积会明显增加。

数字科研信息生态位构建的模型及其应用探究

数字科研信息生态位对数字科研信息环境下科研人的生存发展有着重要影响,明确数字科研信息生态位的构建机理具有突出的理论价值和现实意义。该文结合生态位构建理论和数字科研信息特征,设计了数字科研信息生态位构建的进化惯量模型和进化动量模型,并以海南高校的6位教师为对象进行实例计算。结果表明:无论是在数字科研信息生态位的分维度还是整体层面,各位教师的进化惯量与其进化动量均呈现出负相关关系,该结果与生态位构建理论的结论一致,说明在数字科研信息生态位分析中应用生态位构建模型具有可行性和合理性。

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。

优于单一最大熵生态位模型的混合烟粉虱生境风险评估模型

预测入侵生物的潜在地理分布、快速评估其高脆弱性区域是实现入侵生物前瞻性风险预警的重要手段。MaxEnt生态位模型是目前应用最广泛的生境风险评估方法,操作简单,预测精度较高,但模型对数据的质量和数量过分依赖。以烟粉虱Bemisia tabaci为对象,引入地理探测器显式描述评价因子的空间关联规律和贡献度,结合MaxEnt生态位模型,提出一种混合生境风险评估模型(Geo-MaxEnt),并与单一MaxEnt生态位模型进行对比。结果表明:(1)地理探测器模型显示,海拔(0.56)、土地利用(0.43)、最热月最高温度(0.36)和年平均温度(0.30),对烟粉虱的空间分布具有显著影响,各因子对烟粉虱生境的影响存在显著的差异。海拔和土地利用PD值最高,是影响烟粉虱生境的主要驱动因子。环境因子的交互作用强化了各个因子的影响力。(2)单一MaxEnt生态位和所构建的模型总体精度分别是94.86%(AUC 0.91)和98.13%(AUC 0.94),相较之下,所构建的模型精度略高,表明所构建的模型是合理的,具有高度的可靠性;(3)对于高风险区,混合模型优于MaxEnt模型,但两者在空间分布方面高度一致,主要分布在东部区域;对于非适生区,两种模型结果较为一致,MaxEnt模型的非适生区略大于混合模型。地理探测器能够解释入侵驱动因素相互作用和协同效应,能够较好地表达入侵昆虫生境适宜度与候选因子的生态学意义,在评价入侵昆虫生境风险上更为有效。

基于MaxEnt模型的生态系统服务需求及其簇的空间分异——以陕西省米脂县为例

从微观土地利用主体视角量化并明确生态系统服务需求的空间格局对于改善资源依赖地区农户福祉具有重要意义。以地处黄土丘陵沟壑区的米脂县为例,基于参与式制图与MaxEnt模型实现10类生态系统服务需求空间评估;同时,采用K-means聚类识别村域服务需求簇,并探究环境变量对服务需求及其簇空间分布的影响。结果如下:(1)各类服务需求空间分异明显。供给服务中粮食和肉类供给均呈现中部高东西低的空间格局,水果供给空间分布规律相反;调节服务中土壤保持和空气净化高需求区均分布于高海拔区域,水源涵养高需求区分布于无定河流域;4类文化服务均呈现高、中、低需求区相间分布的空间格局但各等级需求区面积占比差异明显。(2)研究区有食物供给需求簇、文化娱乐需求簇和生态保育需求簇等3类。其中,食物供给需求簇是当地主导的需求簇,主要分布在研究区北部和南部;文化娱乐需求簇主要集中在无定河两岸;生态保育需求簇在研究区南部紧邻文化娱乐需求簇,在北部则较为分散。(3)影响各类服务需求空间分布的主导环境因子各不相同;影响食物供给需求簇的环境变量排序为:土地利用>海拔>距水体距离,影响文化娱乐需求簇的环境变量排序为:距居民点距离>距水体距离>距旅游景点距离,影响生态保育需求簇的环境变量排序为:土地利用>距居民点距离>距水体距离。研究结果揭示了资源依赖地区农户生态系统服务需求及其簇的空间分异规律,可为该区域生态系统管理和政策制定提供参考。