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气候变化下中国珍稀濒危柏科树种潜在适生区分布

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中南林业科技大学学报 2024年

作者：唐继敏殷晓洁高伟杰刘一飞李子康西南林业大学林学院

【目的】中国珍稀濒危柏科树种是国家重点保护野生植物，预测其在中国未来不同气候情景的潜在适生区分布，以期对树种的管理和保护提供科学依据。【方法】基于13个树种的地理分布信息及37个环境因子数据，利用R语言优化后的最大熵模型（... 详细信息

【目的】中国珍稀濒危柏科树种是国家重点保护野生植物，预测其在中国未来不同气候情景的潜在适生区分布，以期对树种的管理和保护提供科学依据。【方法】基于13个树种的地理分布信息及37个环境因子数据，利用R语言优化后的最大熵模型（MaxEnt），分析影响其潜在适生区分布的主导环境因子及在气候变化下的响应方式。【结果】1)MaxEnt模型优化后，各树种的AUC值均大于0.9，说明模型预测精度极好；2)13个树种分布范围较为狭窄，除朝鲜崖柏主要分布在东北长白山地区，其余树种主要分布在秦岭-淮河以南地区；3）影响树种分布的主导环境因子依次为：最干月降水量（BIO14,PC=35%）>温度年较差（BIO7,PC=17.1%）>海拔（ALT,PC=9.2%）>等温性（BIO3,PC=8.5%）>坡度（SLO,PC=7.2%）>最冷月最低温（BIO6,PC=5.3%）;4）未来气候情景下，随着碳排放浓度增加，巨柏、西藏柏木、翠柏、台湾杉及越南黄金柏总适生区面积呈扩增趋势；水松、崖柏、岩生翠柏、红桧、福建柏、朝鲜崖柏总适生区面积呈缩减趋势；而水杉和岷江柏木在不同气候情景下总适生区面积呈现不同扩增及缩减趋势。【结论】优化后的MaxEnt模型，很好地模拟出珍稀濒危柏科树种对气候变化的响应，各树种的适生区分布多呈不连续分布，建议扩宽其适生区范围，加强对其生境的保护。

关键词：珍稀濒危柏科优化最大熵模型气候变化

基于土地利用变化的长江上游生态系统服务价值核算及预测模拟

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西北林学院学报 2024年第2期39卷 274-284页

作者：滕皎李慧赵彩云殷晓洁陈智高伟杰李干西南林业大学林学院云南昆明650224

为研究长江上游地区土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的影响,基于GIS网格空间可视化表达技术,以土地利用和社会经济为数据源,采用土地利用动态度、ESV评估模型和空间自相关模型等方法,对研究区土地利用动态度和ESV时空变化特征及二... 详细信息

为研究长江上游地区土地利用变化对生态系统服务价值(ESV)的影响,基于GIS网格空间可视化表达技术,以土地利用和社会经济为数据源,采用土地利用动态度、ESV评估模型和空间自相关模型等方法,对研究区土地利用动态度和ESV时空变化特征及二者的相关性进行研究。结果表明,1)长江上游地区林地和草地是最主要土地利用类型,2000-2020年,林地、水域、建设用地、未利用地面积呈现增加趋势,其中建设用地面积在2020年较2000年增加148.66%,耕地和草地的面积呈现减少的趋势;2)在2050年未来气候情景下各类型土地利用变化差异较为显著,耕地、水域、建设用地和未利用地面积均减少,变化速度最快的是水域,而林地和草地面积呈增大趋势,未来2个不同气候情景下的土地利用综合变化速度稳定在0.80%~0.92%;3)长江上游地区土地利用存在很大开发潜力,2000-2020年及2050年未来气候情景下土地开发以中低强度为主,而高强度等级土地利用聚集分布于四川和重庆,特别在2050年未来2个气候情景下区域极核分布更为显著,需引起高度重视;4)研究区单位面积ESV以中和较高等级为主,总ESV稳定在80000亿元以上,呈先增后减的趋势,但空间分异较为显著,其中长江上游中部山地以及青藏高原部分区域单位面积生态系统服务价值较高,而四川、重庆主城区是较低和低级生态系统服务的集中分布区域,在未来气候变化下ESV呈下降趋势,中等排放情景ESV小于低排放情景ESV;5)ESV与综合土地利用强度呈正相关性,空间上主要以高-高聚集、高-低聚集和低-低聚集分布为主,高-高型主要分布于青藏高原和横断山脉的部分地区,高-低型集中分布于经济发展较快的四川、重庆地区,低-低型分布于草地广泛、经济发展较为落后的青藏西北地区。研究结果揭示了长江上游地区2000-2020年及未来气候变化下ESV与土地利用动态的时空演变规律及其相关性,可为制定科学合理的地区生态保护政策、建立生态保护修复的长效机制提供科学依据。

关键词：生态系统服务价值土地利用动态 GIS 时空特征长江上游地区

气候变化下西南地区主要亚热带常绿栎属乔木地理分布研究

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热带亚热带植物学报 2024年第3期32卷 357-366页

作者：赵彩云陆双飞李荣亮殷晓洁滕皎高伟杰王妍西南林业大学林学院昆明650233 西南林业大学生态与环境学院昆明650233

为了解中国西南地区6种亚热带常绿栎属植物在未来气候情景下的潜在分布,该文利用最大熵模型(maximum entropy model,MaxEnt)和地理信息系统技术,结合帽斗栎(Quercusguyavaefolia)、川滇高山栎(Q.aquifolioides)、毛脉高山栎(Q.rehderia... 详细信息

为了解中国西南地区6种亚热带常绿栎属植物在未来气候情景下的潜在分布,该文利用最大熵模型(maximum entropy model,MaxEnt)和地理信息系统技术,结合帽斗栎(Quercusguyavaefolia)、川滇高山栎(Q.aquifolioides)、毛脉高山栎(Q.rehderiana)、高山栎(Q.semecarpifolia)、灰背栎(Q.senescens)和匙叶栎(Q.dolicholepis)的分布数据、生理生态特性、环境数据及未来2070s(2061—2080年)气候情景数据(SSPs126、SSPs245、SSPs585),分析了未来气候变化对各乔木种潜在地理分布的影响。结果表明,6种乔木MaxEnt模型的AUC均值均大于0.9,模拟效果好。温度季节性、年降水量、海拔、最冷月最低温和坡度等5个环境因子为6种栎属乔木分布的主导环境因子,即多适宜分布在温度季节性变化较小、温暖潮湿的山区。其中,川滇高山栎、毛脉高山栎和高山栎较其他3树种更适宜生长于温度偏低、温度季节性变化略大的中、高山地区。西南地区6种主要亚热带常绿栎属乔木潜在适宜区主要分布在西南地区,华中地区西部、华南地区西部和西北地区南部部分地区也有分布,高适宜区主要位于四川南部和云南西北部。在未来气候情景下,西南地区亚热带常绿主要栎属乔木适宜区面积以增长趋势为主,且向西北方向迁移。

关键词： Max Ent模型栎属气候变化地理分布西南地区

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基于GEE的曲靖市岩溶石漠化时空演变过程研究

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长江科学院院报 2023年

作者：高伟杰周斯怡赵彩云王妍殷晓洁西南林业大学林学院

曲靖市位于长江上游和珠江源头，具有重要的生态区位，探究该地区长时间序列的石漠化变化动态与演变过程具有重要意义。本研究基于Landsat5、Landsat8、DEM等数据，通过GEE云平台和决策树分类法获得1990-2020年的曲靖市石漠化分布，分... 详细信息

曲靖市位于长江上游和珠江源头，具有重要的生态区位，探究该地区长时间序列的石漠化变化动态与演变过程具有重要意义。本研究基于Landsat5、Landsat8、DEM等数据，通过GEE云平台和决策树分类法获得1990-2020年的曲靖市石漠化分布，分析其石漠化时空变化特征和演变过程。结果表明：(1)曲靖市整体石漠化以潜在石漠化、无石漠化为主；31年间曲靖市已石漠化面积减少1728.38km2，无石漠化面积增加1936.61km2，石漠化整体得到明显改善。(2)1990-2020年，曲靖市石漠化的总体变化速率是-57.61km2/a，随石漠化加剧变化速率呈下降趋势；变化频率排序依次为：极强度石漠化>强度石漠化>中度石漠化>轻度石漠化>无石漠化>潜在石漠化。(3)31年间，曲靖市石漠化演变方向以不变型居多，面积达7967.67km2，占比61.39%；反映石漠化程度好转的持续好转型和波动好转型总面积达3197.03km2，占比24.63%；而表示石漠化程度加剧的恶化型面积最少，为558.52km2占比4.3%，结果表明研究区石漠化状况总体呈现好转趋势。

关键词：岩溶石漠化 GEE 演变轨迹曲靖

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长江上游典型石漠化地区生态环境质量评价

浙江农林大学学报 2022年第4期39卷 783-791页

作者：周斯怡殷晓洁汤瑞权吴鹏飞西南林业大学林学院云南昆明650224 中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091

【目的】长江上游石漠化地区影响着整个长江流域的生态安全,在国家大力推行石漠化综合防治下,石漠化形势有明显缓解,但目前缺乏石漠化地区的生态环境质量评价方法,无法实时、定量地进行生态评价。【方法】以长江上游典型石漠化地区云南... 详细信息

【目的】长江上游石漠化地区影响着整个长江流域的生态安全,在国家大力推行石漠化综合防治下,石漠化形势有明显缓解,但目前缺乏石漠化地区的生态环境质量评价方法,无法实时、定量地进行生态评价。【方法】以长江上游典型石漠化地区云南省会泽县2002、2010、2018年Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8卫星影像数据为基础,划分研究区石漠化等级,利用遥感生态指数(RSEI)法对研究区生态环境质量进行定量评价与分析。【结果】(1) 2002—2018年,会泽县石漠化状况整体明显改善,石漠化面积减少583.33km^(2)。(2)石漠化与生态环境质量呈显著正相关(r^(2)为0.688~0.873),表明RSEI法评价石漠化地区生态环境质量效果较好。(3) 2002、2010、2018年研究区遥感生态指数均值分别为0.458、0.490、0.488,生态环境质量整体表现为中等水平,16 a间生态环境质量优化面积占全县面积的27.42%,生态变差的地区面积占15.09%。(4)干度指标对遥感生态指数的贡献度不断增加,第一主成分载荷值由-0.029变为-0.622,是制约会泽县生态环境质量优化的重要因素。【结论】2002—2018年,会泽县石漠化状况得到明显改善,生态环境质量呈中等水平,干度是制约生态环境质量优化的重要因素。今后应着重石漠化严重地区的保护。表8参28。

关键词：石漠化遥感生态指数(RSEI) 生态环境质量定量评价会泽县

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中国珍稀濒危松属主要树种的潜在适生区预测

森林与环境学报 2023年第4期43卷 416-425页

作者：李干李慧殷晓洁滕皎陈智王妍西南林业大学林学院云南昆明650224 西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224

为研究珍稀濒危松属主要树种地理分布对气候变化的响应,基于中国珍稀濒危松属主要树种的294个自然分布点,结合基准期(1970-2000年)及国家气候中心开发的新版本气候系统模式(BCC⁃CSM2⁃MR)下未来时期(2061-2080年)的气候等环境数据,利用... 详细信息

为研究珍稀濒危松属主要树种地理分布对气候变化的响应,基于中国珍稀濒危松属主要树种的294个自然分布点,结合基准期(1970-2000年)及国家气候中心开发的新版本气候系统模式(BCC⁃CSM2⁃MR)下未来时期(2061-2080年)的气候等环境数据,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟基准期和BCC⁃CSM2⁃MR模式未来气候情景下中国珍稀濒危松属主要树种的潜在适生区,分析影响其地理分布的主导环境因子及不同气候情景下的分布格局变化趋势。结果表明:(1)大别山五针松、红松、华南五针松、毛枝五针松及樟子松5个树种的MaxEnt模型受试者工作特征曲线与横坐标围成的面积(AUC)均大于0.90,基准期潜在适生区均完全覆盖自然分布点,表明模型模拟精度高。(2)影响中国珍稀濒危松属主要树种分布的主导环境因子为:最湿季降水量、最冷月最低温、最干季降水量和温度季节性变化标准差,即低温、降水及温度变化程度是主要限制因子。(3)未来气候情景下,各珍稀濒危松属树种将向高海拔或高纬度地区迁移或扩张,其中大别山五针松向西北大范围迁移,华南五针松向西南较大范围迁移。大别山五针松、红松、樟子松适生面积缩减,未来3个时期大别山五针松缩减均超过5.00×10^(5)km^(2);红松、樟子松在SSPs585气候情景下分别缩减3.55×10^(5)和2.67×10^(5)km^(2)。华南五针松、毛枝五针松向北、西北扩张,SSPs585气候情景下面积分别增加6.48×10^(5)和2.72×10^(5)km^(2)。

关键词：珍稀濒危松属地理分布气候变化最大熵模型

不同气候环境的中国珍稀濒危樟属乔木适生分布区模拟预测

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东北林业大学学报 2023年第2期51卷 43-53页

作者：李慧滕皎殷晓洁李干陈智王妍西南林业大学昆明650224

依据收集的中国珍稀濒危樟属乔木分布数据,结合1970—2000年及未来(2061—2080年)气候环境数据,选取19个生物气候因素、3个地形因素、15个土壤因素,应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统软件(ArcGIS),构建珍稀濒危樟属乔木分布区预测模... 详细信息

依据收集的中国珍稀濒危樟属乔木分布数据,结合1970—2000年及未来(2061—2080年)气候环境数据,选取19个生物气候因素、3个地形因素、15个土壤因素,应用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统软件(ArcGIS),构建珍稀濒危樟属乔木分布区预测模型,预测中国珍稀濒危樟属乔木的潜在地理分布,分析影响其分布的主要环境因素,并对比分析未来不同气候环境时中国珍稀濒危樟属乔木地理分布动态。结果表明:①影响中国珍稀濒危樟属乔木地理分布的主要环境因素贡献率,由大到小依次为最冷月份最低气温(27.24%)、气温季节性变动系数(20.74%)、年降水量(16.82%)、等温性(12.68%)、气温日较差(9.94%)、土壤基本饱和度(7.69%)、海拔(4.88%)。②中国珍稀濒危樟属乔木地理分布模拟的模型精度值均大于0.9,预测精度达到“很准确”水平。③17种珍稀濒危樟属乔木广泛分布于长江以南区域,天竺桂(Cinnamomum japonicum)、油樟(Cinnamomum longepaniculatum)、阔叶樟(Cinnamomum platyphyllum)、假桂皮树(Cinnamomum tonkinense)适生分布区可延伸至陕西南部、甘肃南部等地区。④未来不同气候环境,17种珍稀濒危樟属乔木潜在分布区面积呈现不同程度的扩张与缩小趋势,除假桂皮树和粗脉桂(Cinnamomum validinerve)外,其潜在适生分布区域整体上呈现出向北扩张,假桂皮树、粗脉桂在高纬度地区的部分潜在适生分布区域消失,扩张区域呈现北界南移的趋势。

关键词：樟属珍稀濒危乔木气候变化适生分布区地理分布

长江上游石漠化地区水土资源与人类活动的耦合关系研究——以会泽县为例

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西部林业科学 2023年第4期52卷 108-115页

作者：陈智殷晓洁滕皎李干李慧王妍西南林业大学林学院云南昆明650224 云南省山地农村生态环境演变与污染治理重点实验室云南昆明650224

为促进长江上游典型石漠化地区的水土资源合理利用和资源环境保护,本研究以Landsat TM/OLI影像为数据源,基于会泽县石漠化分布特征,结合水土资源与人类活动指标,分析石漠化演变的驱动因子,构建石漠化地区水土资源与人类活动耦合协调度模... 详细信息

为促进长江上游典型石漠化地区的水土资源合理利用和资源环境保护,本研究以Landsat TM/OLI影像为数据源,基于会泽县石漠化分布特征,结合水土资源与人类活动指标,分析石漠化演变的驱动因子,构建石漠化地区水土资源与人类活动耦合协调度模型,探讨水土资源与人类活动耦合协调关系。结果显示:(1)会泽县石漠化整体面积明显减少,2010—2020年石漠化面积减少423.22 km^(2),占岩溶区面积的26.72%。(2)水土资源、人类活动与石漠化演变有显著相关性,主成分累计贡献率为94.66%,林地比例、年降水量和耕地比例等水土资源类因子是石漠化演变的主要驱动因子。(3)2010—2020年会泽县岩溶地区水土资源与人类活动耦合协调度较高,呈现上升趋势,低协调度转换为高协调度的面积达885.84 km^(2),失调型转化为协调型的面积达263.17 km^(2)。2020年的耦合协调性最好,平均值为0.7347,且高度协调地区面积占比达65.41%,分别比2010年、2015年高8.90%和18.55%。(4)水土资源和人类活动耦合协调度越低的地区,石漠化等级越高,耦合协调度和石漠化演变之间有着密切关系。

关键词：长江上游石漠化水土资源利用耦合协调度

气候变化下西南地区主要亚热带常绿栎属乔木地理分布研究

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热带亚热带植物学报 2023年

作者：赵彩云陆双飞李荣亮殷晓洁滕皎高伟杰王妍西南林业大学林学院西南林业大学生态与环境学院

为了解中国西南地区6种亚热带常绿栎属植物在未来气候情景下的潜在分布，该文利用最大熵模型(maximum entropy model， MaxEnt)和地理信息系统技术，结合帽斗栎(Quercus guyavaefolia)、川滇高山栎(Q. aquifolioides)、毛脉高山栎(Q. re... 详细信息

为了解中国西南地区6种亚热带常绿栎属植物在未来气候情景下的潜在分布，该文利用最大熵模型(maximum entropy model， MaxEnt)和地理信息系统技术，结合帽斗栎(Quercus guyavaefolia)、川滇高山栎(Q. aquifolioides)、毛脉高山栎(Q. rehderiana)、高山栎(Q. semecarpifolia)、灰背栎(Q. senescens)和匙叶栎(Q. dolicholepis)的分布数据、生理生态特性、环境数据及未来 2070s (2061—2080年)气候情景数据(SSPs126、SSPs245、SSPs585)，分析了未来气候变化对各乔木种潜在地理分布的影响。结果表明，6种乔木MaxEnt模型的AUC均值均大于0.9，模拟效果好。温度季节性、年降水量、海拔、最冷月最低温和坡度等5个环境因子为6种栎属乔木分布的主导环境因子，即多适宜分布在温度季节性变化较小、温暖潮湿的山区。其中，川滇高山栎、毛脉高山栎和高山栎较其他3树种，更适宜生长于温度偏低、温度季节性变化略大的中、高山地区。西南地区6种主要亚热带常绿栎属乔木潜在适宜区主要分布在西南地区，华中地区西部、华南地区西部和西北地区南部部分地区也有分布，高适宜区主要位于四川南部及云南西北部。在未来气候情景下，西南地区亚热带常绿主要栎属乔木适宜区面积以增长趋势为主，且向西北方向迁移。

关键词： MaxEnt模型栎属气候变化地理分布西南地区