西北干旱区梭梭潜在适宜分布区对气候变化的响应

发布时间：2020-10-24 15:35

　　 气候变化会引起物种分布区的改变甚至物种灭绝。梭梭(Haloxylon anmodendron(C.A.Mey.)Bunge)是我国的三级保护植物,是西北荒漠区的建群种之一,对荒漠区的防风固沙和维持荒漠生态系统的平衡起着关键作用。为了探究气候变化对梭梭潜在适宜分布区的影响,本研究使用受试者特征工作曲线(ROC曲线,Receiver Operating Characteristic Curve)下的面积(AUC,Area Under Curve)对3种生态位模型(遗传算法模型、生态位因子分析模型、最大熵模型)进行了评估,筛选出最优模型;并使用最大熵模型自带的刀切法选出与梭梭分布相关的10个主要环境因子。结合最优模型与主要环境因子,使用17套大气环流模式(GCM,General Circulation Model),预测了中等程度温室气体排放情景(RCP4.5)与高等温室气体排放情景(RCP8.5)下,2050时期(2041-2060年)与2070时期(2061-2080年)我国西北干旱区梭梭的潜在分布,将17个GCM的模拟结果进行集合平均,将结果划分为4个适宜性等级(不适宜、低适宜、中适宜与高适宜分布)。由于不同的GCM的选取会造成模拟结果的差异,为了探明GCM的选取所造成的差异,将模拟结果重新划分为不适宜与适宜(包括低适宜、中适宜、高适宜)二元值,采用范围变化指数(RCI,Range Change Index)和Kappa两个指标,比较不同的GCM引起差异。研究结果表明:(1)GARP、ENFA与MAXENT模型的AUC平均值分别为0.914、0.913、0.973,最大熵模型的AUC值最大,且内部层次明显,能较好的模拟出当前梭梭的分布状况,表明最大熵模型是模拟效果最好的模型;(2)MAXENT模型自带的刀切法对环境因子贡献率的测量表明,所有的环境因子中,与降水有关的环境因子总贡献率占60.5%,与温度有关的环境因子贡献率占14.8%,土壤类型与海拔因子贡献率分别占22.7%与2%。贡献率排名前十的环境因子分别为:最湿季降水(39%)、土壤类型(22.7%)、温度季节性变化标准差(9.1%)、降水季节变异系数(8.3%)、等温性(6.4%)、气温年范围(3.5%)、最暖月降水(2.2%)、年降水(2.1%)、海拔(2%)与最干季降水(1.9%),总贡献率达到97.2%;(3)当前气候条件下,梭梭潜在适宜分布区占研究区面积的65.2%,其中低、中、高适宜分布区分别占整个适宜分布区的37.77%、18.43%、8.98%;在RCP4.5情境下,2050时期,整个适宜分布区增加了7.7%,其中低适宜分布区减少9.36%,中适宜和高适宜分布区分别增加了6.05%和11.01%;RCP8.5情景下,整个适宜分布区增加了8.00%,其中低适宜分布区减少了13.99%,中适宜与高适宜分布区分别增加了3.50%、18.49%;2070时期,RCP4.5情景下,整个适宜分布区增加了7.47%,其中低适宜分布区减少了13.48%,中适宜和高适宜分布区分别增加了4.15%和16.80%,RCP8.5情景下,整个适宜分布区增加了9.07%,其中低适宜和中适宜分布区减少了20.44%、4.29%,高适宜分布区增加了33.80%。梭梭适宜分布区随着时间的推移呈增加趋势,且高适宜分布区的增加幅度最大;(4)对梭梭的主要四个分布区:准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善荒漠、柴达木盆地的高适宜分布区的空间统计分析结果表明:与当前气候条件下相比,在RCP4.5情景下,2050与2070时期准噶尔盆地的梭梭高适宜分布区增加为原来的1.9倍与2.03倍;在RCP8.5情境下,分别增加为原来的2.19倍与2.52倍;RCP4.5情景下,塔里木盆地的高适宜分布区在两个时期分别增加为原来的2.26与3.63倍,在RCP8.5情景下,分别增加为原来的3.87和7.69倍;阿拉善荒漠的梭梭高适宜分布区在RCP4.5情景下,在2050时期与2070时期,分别增加为原来的2.2与3.35倍,在RCP8.5情景下,则分别增加为原来的3.63与7.53倍;而柴达木盆地在RCP4.5情景下,两个时期高适宜分布区分别减少了4%和7%,在RCP8.5情景下,则分别减少了6%和9%;(5)使用RCI与Kappa两个指数对不同GCM引起的模拟结果差异表明:17个GCM中,GFDL-CM3与INMCM4分别为预测梭梭潜在分布变动最大和最小的GCM,RCP8.5则大于RCP4.5情景预测到的变动,且差异显著。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S792.99;S716
【部分图文】：

、兔狲、蒙古野驴、鹅喉羚、跳鼠、伊犁鼠兔、河狸、新疆沙虎、塔里木岩蜥、新疆北鲵、新疆大头鱼、塔、黄羊、中华秋沙鸭、荒漠猫、草原斑猫等[54-56]。区面积占全国面积的 1/4，幅员辽阔，资源丰富，但与多个国家接壤，是我国古时丝绸之路的中转站。该长，为我国重要的粮食、棉花、油料和糖料生产基地的草场，故也是我国重要的畜牧业基地[55]。该区矿等资源丰富，促进了许多工业城市的出现，如克拉玛布有铁矿、锰矿、铜矿，其中有色金属镍矿占全国矿产，如白云母、蛭石、石墨、水晶石、石棉等。此国的主要棉花产区，工业原料丰富，促进了纺织业的的发展，沙漠与戈壁等独特景观吸引了大量游客，促

西北干旱区梭梭潜在适宜分布区对气候变化的响应序编程接口）从数据库查询和下载物种信息数据，目的 dismo 软件包、基于 C 语言的 ModestR 软件包和a 软件包，后两个软件包分别因为安装包过大和只能使用范围不广，故而基于 R 中的 dismo 软件包进行-GIS 中进行数据分割，对梭梭分布数据按 80%与 20%验数据集，这个随机分割过程重复进行三次（图 3的操作方法为：Modeling->Evaluation->Sample poin分割比例[61]。

后两个软件包分别因为安装包过大和只能使用范围不广，故而基于 R 中的 dismo 软件包进行-GIS 中进行数据分割，对梭梭分布数据按 80%与 20%验数据集，这个随机分割过程重复进行三次（图 3）的操作方法为：Modeling->Evaluation->Sample poin分割比例[61]。图 2 梭梭分布点
【参考文献】

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本文编号：2854648