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基于参数优化MaxEnt模型的气候变化下青头潜鸭(Aythya baeri)在长江流域的潜在适生区预测

生态与农村环境学报 2025年第3期41卷 295-307页

作者：刘晶晶张舟张权姜琳琳杨朝辉苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 安徽师范大学地理与旅游学院安徽芜湖241003 苏州科技大学地理科学与测绘工程学院江苏苏州215009

研究气候变化对濒危物种的影响对于物种的长期保护和管理具有重要意义。本研究以青头潜鸭(Aythya baeri)为研究对象,采用第六次国际气候耦合模式比较计划(CMIP6)的气候因子数据、地形数据和长江流域青头潜鸭分布点数据,运用R语言中的ENM... 详细信息

研究气候变化对濒危物种的影响对于物种的长期保护和管理具有重要意义。本研究以青头潜鸭(Aythya baeri)为研究对象,采用第六次国际气候耦合模式比较计划(CMIP6)的气候因子数据、地形数据和长江流域青头潜鸭分布点数据,运用R语言中的enmeval数据包对调控倍率(RM)和特征组合(FC)进行优化,并对数据进行空间独立分区。基于最优MaxEnt模型预测当代气候条件和未来气候变化下3个时期(2041—2060、2061—2070和2081—2100年)和4种不同气候情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5)下青头潜鸭在长江流域的潜在适生区空间分布格局及其质心变化趋势。结果表明:(1)综合各个时期影响青头潜鸭在长江流域分布的贡献率排名和因子响应曲线可知,影响其适生区的主导环境因子是海拔(ELE)、年平均气温(bio1)和降水量变异系数(bio15)。(2)当代青头潜鸭在长江流域的最适分布区主要集中于长江中下游地区和四川盆地东北部,零星分布于云南省的一些湖泊湿地。(3)未来不同气候情景对青头潜鸭的潜在分布将产生多样化影响,高适生区相较于当代有增加趋势。SSP3-7.0气候情景下随年份增大青头潜鸭在长江流域的潜在总适生区面积变化趋于稳定增加;SSP5-8.5情景下在2081—2100年新增面积和丧失面积均出现逆向变化。相较于其他气候情景,SSP2-4.5气候情景下总适生区面积逐年减少,新增率与丧失率呈现负增长趋势。同时,质心迁移结果表明青头潜鸭分布中心呈西迁趋势。本研究探索了未来气候情景下大区域范围内青头潜鸭潜在适生区的预测分析方法,揭示了气候变化对其适生区的影响,为长江流域鸟类栖息地保护和相应物种保护策略建立提供科学参考依据。

关键词：青头潜鸭 MaxEnt模型 enmeval数据包适生区预测气候变化濒危物种第六次国际气候耦合模式比较计划

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气候变化背景下我国酸枣潜在适生区预测

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林业科学 2021年第6期57卷 158-168页

作者：赵光华崔馨月王智荆红利樊保国山西师范大学生命科学学院临汾041000 广西大学农学院南宁530000 汕尾中学汕尾516600

【目的】预测我国酸枣适生区对气候变化的响应,为气候变化背景下酸枣种质资源开发与利用提供科学依据。【方法】基于GIS技术和R语言,筛选出酸枣121个地理调查数据和34个环境因子,利用R语言的enmeval数据包,调整MaxEnt模型默认参数,并运... 详细信息

【目的】预测我国酸枣适生区对气候变化的响应,为气候变化背景下酸枣种质资源开发与利用提供科学依据。【方法】基于GIS技术和R语言,筛选出酸枣121个地理调查数据和34个环境因子,利用R语言的enmeval数据包,调整MaxEnt模型默认参数,并运用优化后的MaxEnt模型分析酸枣当前适生区的地理分布;采用Person相关分析和VIF方差膨胀因子筛选出参与建模的所需因子,刀切法筛选该适生区主导环境因子,根据IPCC发布的第5次气候模型,探讨在不同气候情景下酸枣未来地理分布的变化。【结果】模型优化结果表明,当模型参数中特征组合为线性、二次型与片段化,以及调控倍频为3.5时,MaxEnt模型的复杂度最低,受试者工作特征曲线分析法的AUC为0.946,模型预测的可靠性极高、精度极好;刀切法结果显示,年均气温、最湿季平均气温、最湿月降雨量、降水量变异系数、海拔和表层(0~30 cm)土壤盐基饱和度是影响酸枣分布的主要环境因子;当前酸枣适生区主要集中在陕西、河南北部、山西中南部、河北、宁夏北部、内蒙古东南部、四川东北部、辽宁西部和山东境内,在未来气候变化情景下,酸枣适生区分布会有不同程度变化,到2050s和2070s,酸枣适生区面积有一定增加,在RCP4.5和RCP8.5情景下响应敏感且呈递增趋势,而在RCP2.6情景下的递增趋势较其他2种情景小。【结论】气候、土壤和地形因子共同影响酸枣的潜在地理分布,其中气候因子所占权重最大,是最有可能引起酸枣地理分布区迁移的环境变量;模型经过参数优化能准确模拟预测出酸枣潜在地理分布区;未来全球变暖引起的气候变化将会改变酸枣的分布格局。MaxEnt模拟结果显示,适生区总面积趋于增加,且扩张区域主要位于中高纬度地区,减少区域主要位于低纬度地区;在3种气候变化情境下,2050s和2070s的酸枣适生区质心呈往高纬度迁移的趋势,酸枣适生区域整体迁移至华北平原和东北平原一带。

关键词：酸枣 MaxEnt模型 enmeval数据包气候变化适生区预测

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北美银钟花在中国的适宜栽培区研究

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南京林业大学学报（自然科学版） 2018年第5期42卷 10-16页

作者：王璐吴秀萍李垚许晓岗南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

【目的】北美银钟花(Halesia carolina L.)是优良的园林景观树种,利用最大熵(Maxent)模型预测其在中国适宜引种栽培区,为北美银钟花合理引种栽培提供科学依据。【方法】通过enmeval数据包优化Maxent模型参数设置,基于57条现代地理分布... 详细信息

【目的】北美银钟花(Halesia carolina L.)是优良的园林景观树种,利用最大熵(Maxent)模型预测其在中国适宜引种栽培区,为北美银钟花合理引种栽培提供科学依据。【方法】通过enmeval数据包优化Maxent模型参数设置,基于57条现代地理分布记录和7个生物气候变量模拟和预测北美银钟花在中国的适宜栽培区,综合使用百分比贡献率、置换重要值和多元方差分析等方法评价中国、美国适宜分布区的环境差异和主要气候限制因子。【结果】当特征组合为线性、二次型、乘积型和片段化,调控倍频为1. 5时,模型复杂度和过拟合程度较低,此时测试集受试者工作特征曲线下的面积值达到0. 956 7±0. 032 9,模拟准确度极高。北美银钟花在中国的适宜栽培区主要包括台湾岛东部和北部、海南岛东部、云南西部和西南部、中国大陆中东部4个区域。多元方差分析和稳健多元方差分析显示,中国和美国的适宜区之间具有显著的气候差异,其中,指示降水和气温变异程度的指标差异最大,指示气温极端特征的指标差异最小。【结论】降水因子与北美银钟花潜在地理分布的关联性更强,中国适宜区内不均匀的降雨季节性分配可能是限制其引种栽培的主要气候因素。

关键词：北美银钟花最大熵模型 enmeval数据包安息香科适宜栽培区

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基于最大熵模型的森林‑草原交错区野生东北马鹿分布区预测与参数优化研究

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四川动物 2024年第1期43卷 73-82页

作者：王彬影李沁芳李成彬斯琴毕力格彭继革茫来郭金龙张明海张玮琪东北林业大学野生动物与自然保护地学院哈尔滨150040 高格斯台罕乌拉国家级自然保护区管理局内蒙古赤峰025500 塔林花国家草原自然公园内蒙古赤峰025500

利用最大熵模型(MaxEnt)对内蒙古高格斯台罕乌拉国家级自然保护区内的东北马鹿Cervus elaphus xan‑thopygus潜在分布区和适宜生境进行预测,比较基于默认参数和优化参数的预测结果,探讨参数优化对东北马鹿种群潜在分布区和适宜生境预测... 详细信息

利用最大熵模型(MaxEnt)对内蒙古高格斯台罕乌拉国家级自然保护区内的东北马鹿Cervus elaphus xan‑thopygus潜在分布区和适宜生境进行预测,比较基于默认参数和优化参数的预测结果,探讨参数优化对东北马鹿种群潜在分布区和适宜生境预测结果的影响。研究结果表明:优化参数模型的特征组合选择线性、二次型、片段化、成积型和阈值型特征,调控倍率为4时,模型的拟合度和复杂度得到改善;优化参数建模下,温度季节性、距道路距离、距草地距离、最冷季平均温度、等温性、海拔和距河流距离是影响东北马鹿分布的主要环境因子;2种模型预测结果表明,东北马鹿均主要分布于保护区东北部,适宜生境面积分别为36.04 km^(2)和126.67 km^(2),占总面积的3.5%和12.6%。研究表明,使用MaxEnt模型进行濒危珍稀物种潜在适宜生境预测时,需根据影响物种分布的关键环境因子选择最合理的参数设置。

关键词：东北马鹿潜在分布最大熵模型 enmeval数据包

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末次间冰期以来濒危植物藤枣适生区空间迁移预测

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西南农业学报 2021年第1期34卷 174-182,F0003页

作者：赵光华樊保国山西师范大学生命科学学院山西临汾041000

【目的】预测气候变化下物种适生区的空间变化趋势对生物多样性保护具有重要意义。【方法】以国家I级濒危植物藤枣为研究对象,采用enmeval数据包优化Max Ent默认参数,基于8个环境变量和19个地理分布位置,模拟预测藤枣在末次间冰期、末... 详细信息

【目的】预测气候变化下物种适生区的空间变化趋势对生物多样性保护具有重要意义。【方法】以国家I级濒危植物藤枣为研究对象,采用enmeval数据包优化Max Ent默认参数,基于8个环境变量和19个地理分布位置,模拟预测藤枣在末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期、RCP4.5气候情景下2050和2070年的潜在地理分布区;运用VIF方差膨胀因子、Spearman相关分析和刀切法挑选出主要环境因子。【结果】enmeval结果表明:当特征组合为线性、二次型与片段化,调控倍率为2.5时,Akaike信息量准则AICc值为0,此时的模型为最优模型;刀切法结果表明:温度年较差、最冷季度降水量、年降水量和最冷月最低气温是影响藤枣分布的主要环境因子;Max Ent预测结果显示:末次间冰期以来藤枣适生区几何中心呈现往西北迁移的趋势,相邻2个时期最大的迁移距离为172.1 km,当前到2050和2070年的迁移距离分别为15.6、47.1 km。【结论】气候变化影响藤枣的地理分布变迁,未来气候变暖促使藤枣适生区向高纬度地区扩张,研究结果为有效保护藤枣提供了有利科学依据。

关键词：藤枣 enmeval数据包物种分布变迁气候变化生物多样性保护

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气候变化背景下我国酸枣空间分布格局演变及影响因素分析

气候变化背景下我国酸枣空间分布格局演变及影响因素分析

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作者：赵光华山西师范大学

学位级别：硕士

植物生长发育及其分布取决于外界环境,其中气候变化对植物分布的影响最强烈,运用生态位模型对酸枣潜在地理分布区进行预测,预估气候变化背景下酸枣在中国适生区域的空间变化,为酸枣产业发展应对气候环境变化提供科学依据;本研究基于R语... 详细信息

植物生长发育及其分布取决于外界环境,其中气候变化对植物分布的影响最强烈,运用生态位模型对酸枣潜在地理分布区进行预测,预估气候变化背景下酸枣在中国适生区域的空间变化,为酸枣产业发展应对气候环境变化提供科学依据;本研究基于R语言和GIS,通过实地野外调查、植物标本馆等途径,筛选出121个酸枣分布点,使用气候、土壤和地形在内的34个环境因子,运用R语言中的enmeval数据包调整MaxEnt模型的默认参数,应用优化后的MaxEnt模型对酸枣不同时期潜在的地理分布进行了分析;运用Person相关分析和VIF方差膨胀因子筛选出参与建模的所需因子,刀切法统计分析出该适生区主导环境因子。研究的主要结果显示:（Ⅰ）enmeval优化结果表明:当特征组合为线性、二次型与片段化,调控倍率为3.5时,MaxEnt模型复杂度和过拟合度最低,受试者工作特征曲线分析法的AUC为0.946,说明该预测模型的可靠性极高,精确度极好。（Ⅱ）刀切法结果显示,年均温度、最湿季平均温度、最湿月降雨量、降雨季节性变化、海拔和表层土壤基本饱和度是影响我国酸枣分布的主要环境因子,这六个环境因子的总贡献率高达79.5%,同时这六个环境因子的总置换重要值为79.4%。对我国酸枣潜在分布影响最显著的环境因子为气候因子,其次是地形因子,土壤因子的影响最低。（Ⅲ）基于MaxEnt生态位模型划分我国酸枣潜在地理分布区。酸枣最适生区面积为653490.9km2,适生区面积为793432.9km2,将适生等级大于0.29的适生区称为总适生区域,即酸枣总适生区的面积为1446924km2。总适生区域占中国总面积的15.0%。酸枣适生区在中国的分布范围集中在（104.3°E～124.2°E,29.8°N～45.6°N）,主要分布于陕西、宁夏、内蒙古、山西、河南、河北、北京、天津、辽宁、山东、四川等地区。酸枣最适宜区在我国暖温带、中温带大陆性气候区,该区域森林植被类型主要为落叶阔叶林,气候偏干燥。（Ⅳ）分析酸枣不同时期在当前适生区域内的气候异常程度和主要最不相似环境变量,探讨气候变化下引起环境异常的主要区域和地理变迁的关键因素。研究得出:历史时期气候异常程度由大到小为末次间冰期>末次盛冰期>全新世中期;未来气候变化下,RCP2.6-2050s气候情景下多元相似度值最高,气候异常程度最低;而RCP8.5-2070s气候情景下多元相似度值最低,气候异常程度最高;从末次间冰期到2070s,最不相似变量一开始由降水因素占据主导地位,随着气候变化逐渐转变为温度因素是引起酸枣地理分布变迁的关键因素。（Ⅴ）通过酸枣在末次间冰期到末次盛冰期、全新世中期、当前、以及2050s和2070s的潜在分布进行预测,揭示酸枣种群迁移路线,充分证明酸枣分布范围的波动与全球的气候变化有关。（Ⅵ）将不同时期我国酸枣潜在适生区进行对比,结果表明,酸枣在末次间冰期之间经历了广泛的种群扩展,但在末次盛冰期和全新世中期,酸枣适生区退缩到较高的纬度地区。在未来气候情景下,随着气候变暖加剧,合适的栖息地将转移至较高的纬度,而较低纬度的栖息地将变得较少。全球变暖将会改变我国酸枣的分布格局,酸枣适生区面积均有不同程度的变化,到2050s和2070s,酸枣适生区面积有一定幅度的增加,RCP4.5和RCP8.5情景下响应敏感,呈现递增趋势,RCP2.6情景下较于其他两种情景,递增趋势较小。酸枣适生区域总面积增加,适生区扩张的区域主要是中高纬度地区,减少的区域主要位于低纬度地区。2050s和2070s三种气候情景下,质心迁移路线均呈往高纬度迁移的趋势,气候变暖将使我国酸枣适生区域整体向高纬度区域迁移。

关键词：酸枣 MaxEnt模型 enmeval数据包气候变化适生区预测

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基于MaxEnt模型的华东地区香果树地理分布预测

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江苏林业科技 2024年第4期51卷 41-47页

作者：王磊周鹏陈亚辉江苏省林业科学研究院江苏南京211153

香果树(Emmenopterys henryi)是中国特有的单种属珍稀濒危树种,也是第四纪冰川孑遗植物之一。华东地区香果树种群退化,江苏境内濒临灭绝。预测香果树在华东地区当前及未来时期的潜在适生区,揭示其地理分布格局变化的关键因子,对有效保... 详细信息

香果树(Emmenopterys henryi)是中国特有的单种属珍稀濒危树种,也是第四纪冰川孑遗植物之一。华东地区香果树种群退化,江苏境内濒临灭绝。预测香果树在华东地区当前及未来时期的潜在适生区,揭示其地理分布格局变化的关键因子,对有效保护香果树野生资源具有重要意义。该研究以enmeval软件包确定MaxEnt最优参数,利用54条华东地区现代地理分布记录和7个环境变量,基于优化后的MaxEnt模型预测华东地区香果树在现代、2040年、2060年和2080年的潜在分布区。综合Jackknife检验、置换重要值和贡献率,探讨制约其在华东地区分布的主导环境因子。结果表明,受试者工作特征曲线下面积(AUC值)为0.801,说明MaxEnt模型预测结果良好;当前香果树在华东地区的中度和高度适宜分布区较小,主要分布于各省山地丘陵地区;在未来气候变化情景下,香果树适生区分布会有不同程度变化,华东地区香果树在未来20 a内分布区将进一步扩张,自2040年后迅速缩小,2080年后在平原地区消失。温度因子(年均温、平均日温差、最湿季均温、温度季节变化方差)和降雨因子(年降水量、最干季降雨量)均限制着香果树的分布。

关键词：香果树 MaxEnt模型地理分布适生区 enmeval数据包

来源：评论

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