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4种重楼属植物潜在适生区对气候变化的响应及主导气候因子分析

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4种重楼属植物潜在适生区对气候变化的响应及主导气候因子分析

作者：姬柳婷西北农林科技大学

学位级别：硕士

气候因子是影响植物地理分布的最主要因素,同时植物地理分布区域的动态变化也可以直接反映全球气候的变化。基于现有的物种分布数据和气候数据来预测物种的潜在地理分布,对于了解物种的进化以及合理保护具有重要意义。本研究以北重楼（P... 详细信息

气候因子是影响植物地理分布的最主要因素,同时植物地理分布区域的动态变化也可以直接反映全球气候的变化。基于现有的物种分布数据和气候数据来预测物种的潜在地理分布,对于了解物种的进化以及合理保护具有重要意义。本研究以北重楼（Paris verticillata）、七叶一枝花（Paris polyphylla）、华重楼（Paris polyphylla var.chinensis）和狭叶重楼（Paris polyphylla var.stenophylla）作为研究对象,利用Max Ent3.4.1模型和Arc GIS 10.1软件,预测4种重楼属（Paris）植物在当前时期和未来时期（2050s和2070s）的潜在适生区分布,探明其地理分布的动态变化以及总适生区（高适生区和低适生区）质心的迁移趋势,并进行主导气候因子和阈值的分析。主要结论如下:（1）当前时期4种重楼属植物的总适生区面积所占比例均比较小,适生区域都比较狭窄,具有较强的局限性。北重楼的潜在适生区主要位于中国北部,而七叶一枝花、华重楼和狭叶重楼主要位于秦岭-淮河以南,其中在秦岭-大巴山区、四川、西藏南部边缘、重庆、贵州、湖北西部以及湖南西部等区域存在重叠,三者在空间上呈现出从东到西的替代性分布。与现实分布相比,其适生范围均有所扩大,大部分地区与现实分布情况基本一致。（2）在RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5气候情景下,2050s和2070s中国境内4种重楼属植物的总适生区面积与当前时期相比均呈现缩减的趋势,并且均在RCP8.5气候情景下缩减最为明显。北重楼的高适生区面积均减少,低适生区面积则全部有所增加,而七叶一枝花、华重楼和狭叶重楼的高适生区和低适生区面积均呈现明显缩减的趋势。（3）在RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5气候情景下,2050s和2070s中国境内4种重楼属植物总适生区质心与当前时期相比,均有一定程度的北移,但迁移的方向和距离有所差别。北重楼总适生区质心均向东北方向迁移,而七叶一枝花、华重楼和狭叶重楼均向西北方向迁移。从当前时期到2070s,北重楼总适生区质心在RCP 6.0气候情景下迁移距离最大,而七叶一枝花、华重楼和狭叶重楼均在RCP 8.5气候情景下迁移距离最大。（4）4种重楼属植物的潜在地理分布均受到温度和降水的共同制约,影响其地理分布的首要主导气候因子均与降水量有关,并且四者的主导气候因子均包含年平均温度（Bio1）。影响七叶一枝花、华重楼和狭叶重楼地理分布的主导气候因子高度相似,均包括年降水量（Bio12）、年平均温度（Bio1）和温度季节性变化（Bio4）,并且年降水量（Bio12）均为三者的首要主导气候因子。

关键词： 4种重楼属植物气候变化 MaxEnt模型潜在适生区主导气候因子

基于MaxEnt模型预测中国兰属植物的分布格局及主导气候因子

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广西植物 2023年第6期43卷 1027-1040页

作者：郑芳黄智聪陈利君王蒙严岳鸿陈建兵深圳市兰科植物保护研究中心兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室广东深圳518114

兰属(Cymbidium)中,除了兔耳兰C.lancifolium以外的所有种均被列为国家重点保护野生植物。为探究其在未来气候条件下的潜在分布格局,该研究基于兰属植物已知的分布点和19个气候因子,利用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统(ArcGIS)模拟... 详细信息

兰属(Cymbidium)中,除了兔耳兰C.lancifolium以外的所有种均被列为国家重点保护野生植物。为探究其在未来气候条件下的潜在分布格局,该研究基于兰属植物已知的分布点和19个气候因子,利用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统(ArcGIS)模拟兰属以及其中20种兰属植物在9种不同气候情景(当代以及未来2030s、2050s、2070s和2090s 4个时间段各两种温室气体排放情景)下的潜在分布格局。结果表明:(1)最干旱季降水量(Bio17)、年降水量(Bio12)和温度季节性变化(Bio4)是影响兰属植物地理分布格局的主导气候因子。(2)不同兰属植物在未来情景下的适生区表现出不同的变化趋势,并且影响其分布的主导气候因子也有所不同。其中,冬凤兰(C.dayanum)等8个物种的适生区面积整体呈扩张趋势,而西藏虎头兰(C.tracyanum)等12个物种的适生区面积整体则呈缩减趋势。该研究结果为兰属植物就地保护与迁地保护提供了重要参考,对兰属等濒危野生植物的保护具有积极意义。

关键词：最大熵模型物种分布模型主导气候因子保护策略气候变化

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蜀柏毒蛾潜在地理分布及主导气候因子阈值

蜀柏毒蛾潜在地理分布及主导气候因子阈值

蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布及主导气候因子阈值

第33届中国气象学会年会

作者：王闫利四川省农村经济综合信息中心

蜀柏毒蛾是四川省森林第一大食叶害虫,主要危害侧柏、桧柏、墨西哥柏和千头柏等柏科植物1,以鳞叶为食每年给我国林产业造成严重的经济损失2,有效控制其扩散蔓延有重要的指导意义。蜀柏毒蛾猖獗的原因主要有气候因素和化学及有机农药的... 详细信息

蜀柏毒蛾是四川省森林第一大食叶害虫,主要危害侧柏、桧柏、墨西哥柏和千头柏等柏科植物1,以鳞叶为食每年给我国林产业造成严重的经济损失2,有效控制其扩散蔓延有重要的指导意义。蜀柏毒蛾猖獗的原因主要有气候因素和化学及有机农药的不合理使用两个原因3、4。本研究基于最大熵算法5、6的生态位模型MaxEnt7、8、9和地理信息系统软件Arc-Gis对蜀柏毒蛾进行适生区分析及预测,明确该虫

关键词：蜀柏毒蛾地理分布主导气候因子 MaxEnt

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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江西农业学报 2015年第2期27卷 107-110,115页

作者：王闫利四川省农村经济综合信息中心四川成都610072

采用基于最大熵算法的生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGis,对蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布进行了分析及预测,确定了影响该虫分布的主导气候因子,即最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、平均日较差、最冷月最低温度和最冷季... 详细信息

采用基于最大熵算法的生态位模型MaxEnt和地理信息系统软件ArcGis,对蜀柏毒蛾在我国的潜在地理分布进行了分析及预测,确定了影响该虫分布的主导气候因子,即最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、平均日较差、最冷月最低温度和最冷季度降水量。利用蜀柏毒蛾地理分布概率与主导气候因子间的关系给出了各主导气候因子的阈值。

关键词：蜀柏毒蛾地理分布主导气候因子 MaxEnt

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蒙古栎地理分布的主导气候因子及其阈值

生态学报 2013年第1期33卷 103-109页

作者：殷晓洁周广胜隋兴华何奇瑾李荣平中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110016

基于影响植物功能型分布的6个气候变量:年均降水量、气温年较差、最冷月温度、最暖月温度、大于5℃积温和湿润指数,结合蒙古栎地理分布资料,根据最大熵模型和各气候变量对蒙古栎地理分布的贡献,确定了影响蒙古栎地理分布的主导气候因子... 详细信息

基于影响植物功能型分布的6个气候变量:年均降水量、气温年较差、最冷月温度、最暖月温度、大于5℃积温和湿润指数,结合蒙古栎地理分布资料,根据最大熵模型和各气候变量对蒙古栎地理分布的贡献,确定了影响蒙古栎地理分布的主导气候因子,即年均降水量、气温年较差、大于5℃积温和最暖月温度;利用模拟的蒙古栎地理分布概率与主导气候因子的关系给出了各主导气候因子的阈值,即年均降水量330—910 mm、气温年较差大于29℃、大于5℃有效积温为1200—3500℃·d、最暖月温度为17—26℃。

关键词：蒙古栎地理分布主导气候因子最大熵模型

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川明参生态适宜性及四川潜在分布区预测

中国农业气象 2023年第8期44卷 664-674页

作者：赵金鹏王明田罗伟李昱锐李潮王茹琳四川省农村经济综合信息中心成都610072 四川省气象台成都610072 四川省自贡市气象局自贡643000 内蒙古自治区满洲里市气象局满洲里021499 南方丘区节水农业研究四川省重点实验室成都610066

基于川明参实际分布点位数据及CMIP6推出的未来气候情景数据,结合最大熵(MaxEnt)模型构建川明参种植分布与环境因子的关系模型,分析影响川明参分布的关键环境因子,模拟和验证气候变化下四川省川明参的分布规律及适生区范围,为川明参野... 详细信息

基于川明参实际分布点位数据及CMIP6推出的未来气候情景数据,结合最大熵(MaxEnt)模型构建川明参种植分布与环境因子的关系模型,分析影响川明参分布的关键环境因子,模拟和验证气候变化下四川省川明参的分布规律及适生区范围,为川明参野生资源调查保护、生态修复及人工生产培育和产业发展等提供科学参考。结果表明:影响川明参潜在分布的关键环境因子为年降水量、最冷季降水量、最冷月最低温和温度年较差,中适生及以上区域的关键环境因子阈值分别为874.0~1231.2mm、22.1~83.9mm、-4.4~3.5℃和25.0~31.2℃。当前气候情景历史时期2010s(2000-2020年),川明参适生区域主要集中于四川盆地底部、盆缘山地及攀西高原东部,总面积达21.49×10^(4)km^(2)。相较当前气候情景历史时期,2050s(2041–2060年)SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下川明参高适生面积分别减少14.07%和10.04%,SSP5-8.5情景下增加3.46%,三种未来气候情景下中适生区面积分别增加27.36%、10.94%和30.66%;2090s(2081–2100年)三种未来气候情景下高适生区面积分别减少40.89%、33.53%和36.71%,中适生区分别增加4.85%、20.05%和8.9%。未来气候变化对川明参生长发育不利,为应对不利影响,应以成都、巴中、广元、南充等现存川明参主要产地为依托,开展川明参野生种质资源保护研究,选种育苗、储存优良基因,大力推广人工种植,发展特色产业,间接保护野生资源。

关键词：川明参最大熵模型生态适应性主导气候因子预测

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基于保护基因组学揭示荷叶铁线蕨的濒危机制

生物多样性 2022年第7期30卷 201-211页

作者：孙维悦舒江平顾钰峰莫日根高娃杜夏瑾刘保东严岳鸿哈尔滨师范大学植物生物学黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150025 深圳市兰科植物保护研究中心广东深圳518114 中国科学院华南植物园广州510650 中国科学院上海辰山植物科学研究中心上海201602

理解物种的濒危机制对生物多样性的科学保护至关重要。荷叶铁线蕨(Adiantum nelumboides)作为国家一级重点保护野生植物,其遗传多样性状况和濒危机制一直存在较大争议。本文利用简化基因组测序技术(genotyping by sequencing, GBS)对来... 详细信息

理解物种的濒危机制对生物多样性的科学保护至关重要。荷叶铁线蕨(Adiantum nelumboides)作为国家一级重点保护野生植物,其遗传多样性状况和濒危机制一直存在较大争议。本文利用简化基因组测序技术(genotyping by sequencing, GBS)对来自6个居群的28个荷叶铁线蕨样本测序,共获得29.6Gb的数据,并筛选得到9,423个高质量单核苷酸变异位点(SNP),通过遗传多样性和居群遗传结构分析,并结合不同气候情景下物种潜在分布区差异,探讨了荷叶铁线蕨的濒危原因和科学保护策略。结果表明:(1)荷叶铁线蕨具有较低的遗传多样性(H_(o)=0.138、H_(e)=0.232、P_(i)=0.373),同时种群间具有较低的遗传分化(F_(st)=0.0202)和基因流(N_(m)=1.9613);(2)所有样本均来自2个遗传分组,基因组大小为5.01-5.83Gb,且均为四倍体,GC含量约为39%-41%;(3)生态位模拟表明,与现代气候相比,在未来气候变化下荷叶铁线蕨的潜在分布区面积略有增加,但高适生区面积减小。其主要适生区向北迁移,影响其分布的主导因子为昼夜温差月均值和最冷季降水量。正是由于荷叶铁线蕨遗传多样性低,不同种群间遗传分化较低,再加上气候条件的变化,其适生区狭窄,导致其遗传多样性和种群数量急剧下降。因此,自身更新能力低以及过度的人为活动干扰可能是导致其濒危的主要原因。建议加强对荷叶铁线蕨的就地保护;通过生境恢复及自然回归等措施,增加居群间的基因交流,防止遗传资源丢失加剧。

关键词：遗传结构物种分布模型主导气候因子遗传多样性简化基因组测序

气候变化对我国特有濒危动物褐马鸡潜在生境的影响

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林业科学 2021年第10期57卷 102-110页

作者：李宏群韩培士牛常会袁晓青邢立刚长江师范学院现代农业与生物工程学院重庆408100 延安市黄龙山国有林管理局延安715700

【目的】预测现在和未来气候情景下我国特有濒危动物褐马鸡潜在生境分布的变化,为制定有关保护政策提供科学依据。【方法】基于褐马鸡152个分布点和26个环境变量数据,利用MaxEnt模型模拟褐马鸡在我国的潜在地理分布,并基于该模型预测国... 详细信息

【目的】预测现在和未来气候情景下我国特有濒危动物褐马鸡潜在生境分布的变化,为制定有关保护政策提供科学依据。【方法】基于褐马鸡152个分布点和26个环境变量数据,利用MaxEnt模型模拟褐马鸡在我国的潜在地理分布,并基于该模型预测国际政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的RCP4.5和RCP8.5气候情景下21世纪50和70年代褐马鸡潜在分布范围。【结果】所有训练集与验证集为AUC均大于0.8,所构建模型的预测准确性达到优良标准。当前褐马鸡潜在分布生境的主要影响因子(贡献率)依次为年降水量(15.4%)、昼夜温差月均值(15.3%)、植被类型(9.7%)、最干季降水量(9.1%)、最湿季降水量(8.7%)、到道路距离(8.2%)和到水源距离(7.8%)等,累计贡献率达74.2%,且各因子阈值分别为525~580 mm、8.2~10.8℃、植被类型偏向于阔叶林和针阔混交林、12.4~17.1 mm、310~340 mm、0~2.5 km,0~0.63 km和大于10 km。褐马鸡的适宜生境主要分布在陕西黄龙山、山西吕梁山、河北小五台山和北京百花山,其适宜、中度适宜和不适宜区面积占研究区面积比例分别为6.45%、19.92%和73.62%。与当前情景下相比,未来褐马鸡可生存生境表现为增加趋势,且适宜和中度适宜生境变化趋势相同,而21世纪50和70年代之间几乎不变。【结论】褐马鸡适宜生境主要分布在陕西黄龙山、山西吕梁山、河北小五台山和北京百花山,未来可生存生境表现为增加趋势。影响褐马鸡分布的主要因子为年降水量、昼夜温差月均值、植被类型、最干季降水量、最湿季降水量、到道路距离和到水源距离等。建议对褐马鸡适宜区加强重点保护,对中度适宜区加强保护和管理,同时也要加强常绿针叶林木的栽植和人口控制。

关键词：褐马鸡 MaxEnt模型刀切法主导气候因子气候变化

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我国金柑属植物气候适宜区的预测

中国生态农业学报（中英文） 2021年第11期29卷 1838-1845页

作者：章翼薛帅黄红梅李大志唐帅孔维政易自力湖南农业大学生物科技技术学院长沙410128 湖南农业大学园艺园林学院长沙410128 国家柑橘改良中心长沙分中心长沙410128

近年来,由于金柑商业种植品种单一导致种植效益降低,种植面积不断萎缩,而且随着黄龙病等病害的爆发导致野生金柑属资源分布面积不断缩小。在我国湖南、福建、广西等省份已开展过对金柑属野生的资源收集工作,但尚未考虑气候对其分布的影... 详细信息

近年来,由于金柑商业种植品种单一导致种植效益降低,种植面积不断萎缩,而且随着黄龙病等病害的爆发导致野生金柑属资源分布面积不断缩小。在我国湖南、福建、广西等省份已开展过对金柑属野生的资源收集工作,但尚未考虑气候对其分布的影响。因此,亟需了解金柑气候适宜分布区,为其种质资源的收集和保护提供基础。本研究运用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS 10.3),结合金柑属(Fortunella)植物的实际分布数据和18个影响分布的气候因子,对金柑属6个种的潜在气候适宜区进行预测,并利用刀切法(Jackknife test)筛选主导气候因子。结果表明,金柑属潜在气候适宜区范围主要分布于大别山—大巴山以南地区,山金柑(F.hindsii)、罗浮金柑(F.margarita)、罗纹金柑(F.japonica)、长叶金柑(F.polyandra)、金弹(F.crassifolia)和长寿金柑(F.obovata)的最适宜区面积为354000 km^(2)、276100 km^(2)、495800 km^(2)、613600 km^(2)、474400 km^(2)和663403 km^(2);除长叶金柑外,其他5个种的气候最适宜区主要分布于湖南、江西、广西、福建、浙江、广东6个省份;长寿金柑的最适宜区除上述各省份外还包括重庆;长叶金柑的气候最适宜区包括重庆、广西、广东、海南、云南南部地区。金柑属实际分布点均在预测图中的最适宜区域内,说明预测结果与实际分布情况高度一致。金柑属6个种适宜区预测模型的曲线下面积(AUC)值均大于0.9,表明本研究预测分布范围精确度高,可作为金柑属野生资源的区域调查及保护、优良品种推广的科学依据。

关键词：金柑属 MaxEnt 气候适宜区主导气候因子