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基于Biomod2组合模型的福寿螺在中国的潜在分布预测
2024年
福寿螺是世界范围内的外来入侵物种,严重危害了我国的农业生产、生态和人体健康。为了评价福寿螺在国内的生境适应性,本研究通过数据库查询、文献检索和新闻报道等方式收集了741个福寿螺在中国区县级的地理分布数据,使用方差膨胀因子和Pearson检验对19个生物气候因子筛选,获得5个最主要的气候因子,结合全国海拔数据,基于Biomod2组合模型研究福寿螺现在和未来气候条件下可能的适宜分布区域,以及其主要环境影响因素。结果表明:在当前时期,福寿螺在中国的适生区集中在浙江、上海、福建、江西、广东、广西、海南、云南等南方地区。在未来不同气候情景下,福寿螺在我国南方地区的适生区将大范围扩大,并向北方地区扩散。影响福寿螺适生区分布最主要的环境因子为最湿月降水量和最湿季平均气温利用组合模型预测福寿螺当前和未来气候条件下的潜在分布,将有助于管理其入侵和传播的风险,为相关地区及部门预防福寿螺扩散提前采取措施、监测和减缓该物种的入侵提供参考。
范月圆高煌杰陶少敏尹传林俞晓平
关键词:福寿螺适生区预测生物入侵气候变化
基于Biomod2组合模型的我国山杨潜在分布区研究
2024年
【目的】通过探究环境变化对山杨(Populus davidiana)分布的影响,为山杨资源的保护和开发提供理论支撑。【方法】根据山杨的134条地理分布数据,结合18个气候、土壤及地形因子,基于Biomod2软件包构建组合模型,模拟我国山杨潜在分布区在未来3种气候条件模式下的空间分布格局变化,并确定影响山杨分布的主要环境变量。【结果】我国山杨当前潜在适生分布区主要位于400 mm等降水线两侧较高纬度或较高海拔地区,总面积约为1560340.9 km^(2),约占我国陆地面积的16.2%,其中大兴安岭、长白山、太行山、秦岭、祁连山南麓、横断山、云贵高原等地区为山杨高度适生区;在未来气候条件下,山杨适生区整体呈向西南方向收缩趋势,生境适宜度总体呈下降趋势;影响山杨分布主要环境变量为最热月最高气温、年降水量和海拔;基于5个最优单一模型构建的组合模型比单一模型对山杨适生区预测结果更好,训练集平均受试者工作特征曲线下面积和真实技巧统计值分布为0.91和0.73,预测准确度较高。【结论】我国山杨空间分布格局主要受水热条件影响,海拔也是影响山杨分布的重要因素。在未来气候条件下,山杨分布区面积将随气候变暖的程度逐渐减少。以山杨作为用材林和生态公益林树种进行造林时,造林地点应选择未来生境适宜度变化不大的地区,以降低未来由于气候变化造成的损失。
高明龙铁牛张晨李凤滋乌雅瀚罗奇辉王子瑞刘磊萨如拉
关键词:山杨潜在分布区气候变暖
基于Biomod2组合模型对入侵害虫杏鬃球蚧的潜在适生区预测
2024年
[目的]杏鬃球蚧作为新入侵新疆野果林的多食性害虫,具备繁殖速度快、繁殖量大和扩散迅猛等特征,凸显其在生态系统中具备显著的生态适应性和竞争优势。其不仅对野杏危害严重,还对野果林及当地果园的生态环境和生物多样性造成重大威胁。通过建立并比较不同类型影响因素下的物种分布模型获得杏鬃球蚧更准确的适生区分布。[方法]通过R语言Biomod2包集成建立物种分布模型(SDM),分别对仅基于气候因素和基于寄主和气候因素两种模式下的杏鬃球蚧分布格局进行预测,以期为入侵害虫制定综合防控策略提供理论依据。[结果]添加生物变量后的生态位结果与实际分布结果相符,剔除了仅基于气候因素下杏鬃球蚧在沙漠地区的扩张范围,避免了预测结果基础生态位比实际生态位大的问题,预测结果准确率更高,因此选用添加寄主因素的预测结果用于分析。在添加寄主因素后当前总适生区面积15.06×10^(5)km^(2),主要分布在与哈萨克斯坦交界处、天山北脉博罗科努山北麓和伊犁河谷等地;在2090s时期SSP5-85情景下总适生面积达到最大45.31×10^(5)km^(2)。在未来不同的气候情景下,杏鬃球蚧的总适生区均呈不同幅度的扩张趋势,在伊犁哈萨克自治州、博尔塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州、阿勒泰地区等地适生性显著提高。[结论]本研究构建的7种单一模型的组合模型,其AUC平均值达到0.97,TSS平均值达到0.88,预测准确度高;在添加寄主因素后适生区与实际更吻合,结果较仅添加气候因子更为可靠;预测结果为杏鬃球蚧在新疆的预警、监控和防治提供科学参考。
郭发城马贵龙高桂珍
关键词:生物入侵气候变化
基于BIOMOD2集成模型的黄河源高原鼠兔潜在分布与干扰强度分析
2024年
高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原广泛分布的啮齿动物,也是高寒草地生态系统的关键物种之一。为明确高原鼠兔在黄河源地区的潜在分布、干扰强度空间差异及其影响因素,本研究利用野外调查和环境等因子数据,结合BIOMOD2生态位模拟平台,开展高原鼠兔分布与干扰强度的模拟验证。结果表明:(1)广义增强回归模型(GBM)、随机森林(RF)和最大熵模型(MaxEnt)的精度明显好于其他模型,且RF模型的卡巴统计量(Kappa)、真实技巧统计值(TSS)、曲线下面积(AUC)和临界成功指数(CSI)最优;(2)利用Kappa值大于0.8的RF独立模型进行集成后,Kappa、TSS、AUC和CSI值分别提高0.125、0.129、0.027和0.120,精度显著改善,集成模型能够可靠模拟高原鼠兔的潜在空间分布;(3)鼠洞数量和秃斑面积呈较好的线性相关关系(R^(2)=0.928),秃斑密集处鼠洞密度较高,鼠洞越密集秃斑的面积越大、聚集程度也越高;(4)研究区中北部和中部地区高原鼠兔的密度较大,东南部和西部地区密度相对较小,高原鼠兔干扰中、轻度面积占51.61%,主要分布在玛曲县、达日县和久治县、玛沁县中东部、同德县南部、玛多县西部、曲麻莱县东北部和称多县北部地区;重度和极度干扰强度占18.32%,极度干扰主要分布在泽库县、河南县、兴海县北部、玛沁县东南部和甘德县北部等区域,重度干扰主要分布在极度干扰区域的周边,以及同德县东部、兴海县中部、玛多县中东部、达日县西北部和甘德县中部等地区;(5)温度、植被、坡度、降雨、土壤特性和海拔是影响高原鼠兔分布的重要因素,高原鼠兔干扰强度与温差、最低温度、地温、归一化植被指数(NDVI)、降雨的季节性和黏粒含量呈正相关,而与平均海拔、沙粒含量和阳离子交换能力呈负相关;(6)极度干扰区域NDVI的最小值比其他区域大,最大值在各个干扰区域的差异不显著;年平均地�
赵健赟姜传礼丁圆圆李国荣李启龙
关键词:高原鼠兔高寒草甸
基于biomod2组合模型的野生柳叶菜(Epilobium hirsutum)潜在适宜生境的变化
2023年
[目的]利用物种分布模型,结合生物气候数据,对柳叶菜的适宜分布区域进行模拟。[方法]基于柳叶菜在全球的地理分布数据信息,通过气候数据和biomod2组合模型,对柳叶菜适宜分布最重要的环境变量、在气候变化背景下适宜生境的变化和质心转移进行评价分析。[结果]biomod2模型可以较准确地预测柳叶菜的生境适宜性变化,通过分析可知:年平均气温(bio1)、等温性(bio3)、年温差(bio7)、最潮湿季度的平均温度(bio8)是影响柳叶菜适宜分布最重要的环境因素。在气候变化背景下,3个全球气候模型均显示在biomod2组合模型模拟下柳叶菜的适宜生境面积减少,适宜分布区域向北迁移,且随着辐射强迫的增加,北迁越明显。柳叶菜分布质心向东北迁移,随着辐射强迫的增加,质心迁移越远。[结论]可为柳叶菜种质资源的保护和利用提供参考依据。
陈丽玲李志芳刘天猛
关键词:柳叶菜物种分布气候变化
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
2023年
【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。
袁煜林吕建平潘嫦艳廖周洋侯墨林邓忠坚张媛
关键词:风险防控
辽宁省入侵植物曼陀罗的生境适宜性评价——基于Biomod2组合模型被引量:4
2023年
曼陀罗作为辽宁省一种主要的入侵植物,入侵成功后难以清除,对当地生态环境、生物多样性等形成较大的威胁。为了评价曼陀罗在辽宁省的生境适应性,我们通过实地调查、数据库查询等方式收集了曼陀罗在辽宁省的地理分布数据,利用Biomod2组合模型研究曼陀罗在当前和未来气候情景下的潜在适宜分布区及其主要环境影响变量。结果表明:由广义线性模型(GLM)、广义增强回归模型(GBM)、随机森林模型(RF)、最大熵模型(MaxEnt)4个模型组成的组合模型的模拟效果良好。将曼陀罗的适生区分为高、中、低和不适生区,高适生区主要分布于辽宁省的西北部和南部,面积约为3.81万km^(2),占全省总面积的25.8%;中适生区主要分布于辽宁省的西北部和中部,面积约为4.19万km^(2),占全省总面积的28.3%。坡度和土壤表层(0~30 cm)黏土含量对曼陀罗生境适宜性的影响最大,曼陀罗的适宜性随着坡度和土壤表层黏土含量的增大呈现先上升后下降的趋势。在未来不同的气候变化情景下,曼陀罗的总适生区均呈现扩张趋势,在锦州、盘锦、葫芦岛、丹东等地适宜性明显增加。
王子文尹进王星陈越毛子昆蔺菲巩宗强巩宗强
关键词:生物入侵曼陀罗气候变化
基于Biomod2组合模型的中国野生芍药Paeonia lactiflora适宜生境分布被引量:8
2022年
芍药Paeonia lactiflora是我国重要的药用资源,为了加强对芍药的野生资源保护和适宜性引种栽培,该研究基于野生芍药在中国的98个分布信息和20个当前环境因子数据,利用Biomod2平台和ArcGIS空间分析方法,分析了当前气候条件下野生芍药的潜在适宜生境分布区,依据环境因子相关性和重要性筛选出影响野生芍药潜在适宜生境的主要环境因子。继而基于BCC-CSM2-MR全球气候模型,预测在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5气候情景下,未来2021—2100年野生芍药的潜在适宜生境分布范围及中心变化。结果表明:通过集成表现较好的GBM、GLM、MaxEnt、RF模型所形成的组合模型,其TSS和AUC分别为0.85、0.95,较单一模型都有显著提高,可有效提高模型精度。20个环境因子中,年均温、昼夜温差月均值、温度的季节性、最暖季平均温、最湿月降雨量、降雨的季节性、最干季降雨量和海拔是影响适宜区分布的主要因子。目前野生芍药潜在适宜区分布在内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京、陕西、山西、山东、甘肃、新疆、西藏、宁夏等省份,集中于内蒙古东北部、黑龙江中部、吉林北部。在未来气候情景下,野生芍药高适宜区持续缩减,潜在适宜生境主要呈现不同程度的丧失情况,但在SSP5-8.5条件下,到2061—2100年阶段,野生芍药低适宜区在中国西部的新疆、西藏、青海等省份的高原和山地地区出现部分新增。野生芍药分布中心呈现先向东北后向西南迁移的趋势,总适宜区分布范围相对稳定,保持在高纬度地带。该研究确定了野生芍药的潜在适宜生境分布变化,对未来加强生境保护与规范种植生产具有重要意义。
毕雅琼张明旭陈元王爱祥李旻辉
关键词:气候变化
基于BIOMOD的黄河源区黄帚橐吾分布被引量:5
2020年
黄河源区位于青藏高原东北部,属生态环境脆弱的高寒区。黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)广泛分布于黄河源区,是限制该区域草地畜牧业发展、导致该区域系统稳定性和服务功能下降的最主要毒杂草之一。目前鲜有黄帚橐吾区域尺度时空分布的研究,而缺乏大尺度、高精度、高效率的监测手段是其主要限制因素。本研究利用团队自主开发的基于无人机的协同航拍和分析系统(Fragmentation Monitoring and Analysis with Aerial Photography,FragMAP)对黄河源区黄帚橐吾的分布进行基础调查,获取有效样本(航拍照片)5000余个并提取黄帚橐吾存在/不存在数据。基于生物多样性模拟(biodiversity modelling,BIOMOD)模型集成平台,采用10种不同模型模拟该区域的黄帚橐吾潜在分布格局及其对气候变化的响应。结果表明:1)BIOMOD能降低预测的不确定性和误差,提高预测精度;2)广义增强回归模型(generalised boosting model,GBM)预测黄河源区黄帚橐吾当前潜在分布效果最好,而随机森林(random forest model,RF)模型则能更好地预测其未来分布,决定黄帚橐吾空间分布的主要因素有小生境[归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)最大值、平均值和范围]、年平均辐射、最冷季辐射、最湿季辐射、最湿期降水等;3)气温升高会导致黄帚橐吾分布范围增加,尤其是源区中部偏东南区域。本研究模拟了黄河源区黄帚橐吾的时空分布特征,为进一步开展其致害等级评价、合理利用和适时防控等工作提供数据支撑,也为该区域草地生态系统和畜牧业的可持续发展提供科学依据。同时,本研究利用FragMAP系统获取大量标准统一、时间序列长、尺度大、精度高的航拍照片,可为BIOMOD模型提供充足、有效的数据基础,从而为草地生态系统生物多样性的研究和保护提供了新方法和新手段。
黄波宜树华张欣雨马青山向波杜嘉星马建海孙义
关键词:无人机气候变化草地退化
基于Biomod2组合模型预测青藏高原特有属扇穗茅属物种的潜在分布被引量:11
2020年
为研究扇穗茅属(Littledalea)在青藏高的分布区及影响其分布范围的因子,本研究通过野外采样,利用Biomod2组合模型预测扇穗茅属3个物种(寡穗茅(Littledalea przevalskyi),藏扇穗茅(Littledalea tibetica),扇穗茅(Littledalea racemosa))地理分布格局及限制因子。研究结果表明:扇穗茅(L.racemosa)潜在适生区位于西藏自治区南部、四川西南部,分布面积最大(17.792万km2);藏扇穗茅(L.tibetica)适生区面积最小(9.019万km2),位于青海省南部、西藏自治区北部;寡穗茅(L.przevalskyi)分布于甘肃省西南部、青海省北部(15.783万km2)。当前生境环境气候影响扇穗茅属物种分布相对重要性较高的生态因子有7个,海拔(Altitude)因子影响最高。相比该属当前物种潜在分布,在未来2种温室气体排放情景下(2050年和2100年、RCP4.5和RCP8.5),寡穗茅和扇穗茅适生区面积显著增加,特别是藏北高原那曲及玉树等地,而藏扇穗茅适生区整体缩小,未来气候变化可能对该属藏扇穗茅潜在分布的威胁最大。
刘涛刘涛刘玉萍梁瑞芳吕婷马子兰周勇辉陈志苏旭
关键词:物种分布

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宜树华
作品数:48被引量:473H指数:12
供职机构:南通大学
研究主题:高寒草地 无人机 青藏高原 植被盖度 高原鼠兔
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作品数:31被引量:207H指数:10
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研究主题:气候变化 夏季 大气环流异常 大气环流 旱涝急转
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