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草业学报 2020年第12期29卷 73-85页

作者：马倩倩刘彤董合干王寒月赵文轩王瑞丽刘延陈乐石河子大学生命科学学院新疆石河子832003 伊犁州农村能源环境工作站新疆伊犁835000

明确有害入侵种在区域尺度上的潜在分布及其对气候变化的响应对入侵种的预警和具体防控意义重大。三裂叶豚草是全球公认的恶性入侵杂草,目前已经大面积入侵“一带一路”中亚枢纽—新疆伊犁河谷。为有效防控三裂叶豚草在新疆的扩散蔓延,... 详细信息

明确有害入侵种在区域尺度上的潜在分布及其对气候变化的响应对入侵种的预警和具体防控意义重大。三裂叶豚草是全球公认的恶性入侵杂草,目前已经大面积入侵“一带一路”中亚枢纽—新疆伊犁河谷。为有效防控三裂叶豚草在新疆的扩散蔓延,本研究基于最大熵模型,预测了当前及未来两种气候情景(RCP4.5,RCP8.5)下2050s和2070s时期三裂叶豚草在新疆的潜在分布及变化趋势。结果表明:当前气候下三裂叶豚草在新疆的总适生面积达24.01万km^2,约占全疆面积的14%,在RCP4.5情景下,至2050s、2070s时期将分别增至37.36万和39.23万km^2;在RCP8.5情景下,将分别增至39.45万和42.94万km^2。在未来两种气候情景下,随着时间的推移,潜在适生区总体均呈现向北增加转移的趋势,减少区域主要集中在准噶尔盆地。所有环境因子中,与降水相关的因子总贡献率为40.1%,与温度相关的因子总贡献率56.0%,其中最干月降水(36.2%)、温度季节性变化标准差(29.1%)是对三裂叶豚草分布贡献率较高的环境因子。耕地和建设用地是三裂叶豚草入侵风险最高的区域。建议管理的重点除了放在已预测到的适生区内,还应特别关注农田、草场、道路两侧这些人畜扰动大、水分充足的区域。

关键词：生物入侵气候变化最大熵模型三裂叶豚草适生阈值

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采用多尺度数据源预测豚草在新疆的潜在分布

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干旱区资源与环境 2020年第9期34卷 188-193页

作者：马倩倩刘彤董合干赵文轩王寒月王瑞丽石河子大学生命科学学院石河子832003 伊犁州农村能源环境工作站伊宁835000

文中基于最大熵模型,分别采用两种尺度数据源(全球及研究区新疆)预测了豚草在新疆的潜在分布,旨在从多角度为新疆的豚草防控工作提供科学依据。结果表明:豚草在新疆的总适生区面积,全球数据预测结果(占17.78%)大于研究区数据预测结果(占... 详细信息

文中基于最大熵模型,分别采用两种尺度数据源(全球及研究区新疆)预测了豚草在新疆的潜在分布,旨在从多角度为新疆的豚草防控工作提供科学依据。结果表明:豚草在新疆的总适生区面积,全球数据预测结果(占17.78%)大于研究区数据预测结果(占0.77%)。降水是豚草在全球和新疆分布的首要限制因子,累计贡献率分别为64.7%、39.9%。建议将涵盖豚草更丰富生态位信息的全球数据预测结果作为长期防控预警的依据,同时可将研究区数据的预测结果用于当前短期的精准防控;此外,在对这些入侵时间短、分布与环境不平衡的物种进行潜在分布预测时,应使用包含其原生范围和入侵范围的数据源。

关键词：豚草最大熵模型潜在分布适生阈值

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气候变化下豚草和三裂叶豚草在新疆的潜在地理分布

气候变化下豚草和三裂叶豚草在新疆的潜在地理分布

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作者：马倩倩石河子大学

学位级别：硕士

豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)和三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.),分别是我国公布的首批、第二批危害严重的外来入侵物种之一,不仅严重威胁农牧业生产,造成生物多样性下降,而且其花粉对人体具有高度致敏性。目前这两个物种已大面... 详细信息

豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)和三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.),分别是我国公布的首批、第二批危害严重的外来入侵物种之一,不仅严重威胁农牧业生产,造成生物多样性下降,而且其花粉对人体具有高度致敏性。目前这两个物种已大面积入侵“一带一路”中亚枢纽—新疆伊犁河谷,并在农田、林区、草场、路边、荒地呈大面积扩散之势,其潜在的发展趋势还难以估量。明确哪些区域适合其生存,适生程度如何以及其对气候变化如何响应,将对新疆豚草、三裂叶豚草的早期预警和具体防控有重要意义。本文首先用受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC曲线)评估了Bioclim、ENFA、和Maxent三种生态位模型的模拟效果,后采用相对较优模型,基于两种尺度数据(全球尺度、新疆尺度)预测了当前气候下豚草、三裂叶豚草的潜在适生区,然后将连续的适生概率图划分为二元(存在/不存在)分布图,最后采用基于频率统计的方法将适生区和非适生区各划为四个等级。为了探究气候变化对豚草、三裂叶豚草潜在适生区的影响,采用了17套不同的GCMs数据预测了中等(RCP4.5)、高等(RCP8.5)温室气体排放情景下,2050s(2041-2060年)与2070s(2061-2080年)两个时期豚草和三裂叶豚草在新疆的潜在适生区,然后采用多数投票的方法,确定其未来适生区,最后从面积变化和适生范围变化两个方面计算并分析了不同时期分布格局的变化。研究结果表明:(1)Maxent模型预测效果相对更好。ENFA、Bioclim、Maxent模型的AUC值分别为0.898、0.921、0.965,模型表现为:Maxent>Bioclim>ENFA,表明Maxent模型是相对模拟效果最好的。此外,Maxent模型的输出结果为0-1的连续存在概率图,可以较好的区分物种在不同区域的适生程度。(2)主要环境影响因子。限制豚草在全球和新疆分布的首要因子是降水相关变量,累计贡献率分别为64.7%、39.9%,其中最干月降水是两种尺度域下均对豚草分布贡献最高的环境变量(分别占63.5%、27.3%)。限制三裂叶豚草在新疆分布的首要气候因子是降水相关变量(36.0%);限制其在全球分布的首要因子是温度相关变量(累计贡献率56.0%),但最干月降水贡献率最高(36.2%),温度季节性变化标准差次之(29.1%),表明限制三裂叶豚草在全球分布的首要变量依然是最干月降水,但总体上温度相关变量限制作用高于降水相关变量。耕地和建设用地是豚草(分别占58.8%、58.0%)、三裂叶豚草(分别占40.4%、42.1%)入侵的高风险区域。不考虑地形变量使得豚草和三裂叶豚草在降水少的地方(如哈密、阿克苏)低估了其适生区,而地形集水作用在干旱区等这些降水少的地区的贡献不容忽视,尤其对于这些有害入侵物种。(3)两种尺度预测下当前的潜在适生区。当前气候下,豚草、三裂叶豚草在新疆的总适生区面积,全球数据预测结果(分别约占全疆面积的17.78%、13.71%),远大于研究区数据预测结果(分别约占0.77%、0.13%)。研究区数据预测的豚草适生区主要分布在伊犁、博乐、塔城、阿勒泰、石河子、昌吉、乌鲁木齐,预测的三裂叶豚草适生区主要分布在伊犁、塔城、昌吉。全球数据预测的豚草、三裂叶豚草适生区遍布北疆,南疆的阿克苏、阿图什也有大量适生区,目前仅和田没有这两种豚草属杂草的潜在适生区。本文建议:将涵盖豚草、三裂叶豚草更丰富生态位信息的全球数据预测结果作为当前长期防控预警的依据;此外,在对这些入侵时间短、分布与环境不平衡的物种进行潜在分布预测时,应使用包含其原生范围和入侵范围的数据进行预测。(4)潜在适生区的未来变化。在RCP4.5情景下,豚草、三裂叶豚草潜在适生面积在2050s时期比当前分别增加16%、56%,至2070s时期分别增加了17%、63%。RCP8.5情景下,2050s时期比当前适生区面积分别增加了17%、64%,至2070s时期分别增加了18%、79%。在RCP4.5与RCP8.5情景下,随着时间的推移,豚草、三裂叶豚草的适生区总体均呈现增加趋势,其中RCP8.5情景下的变化均比RCP4.5情景下的变化更剧烈。三裂叶豚草适生区的增幅大于豚草的增幅,未来气候变化更有利三裂叶豚草在新疆的入侵扩张。豚草和三裂叶豚草适生区的扩张、收缩位置大致相同,均呈现向北扩增转移趋势、收缩区域主要集中在准噶尔盆地。(5)豚草和三裂叶豚草潜在分布区对比总结。当前气候下豚草潜在适生区比三裂叶豚草多的区域主要位于阿勒泰(多出1.81%),塔城(多0.73%),伊犁(多0.34%),昌吉(多0.32%)、喀什(多0.23%),博乐和阿克苏(均多出0.18%),阿图什(

关键词：生物入侵气候变化生态位模型适生阈值

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