不同气候条件下沙冬青属植物在我国的潜在分布——基于生态位模型预测
发布时间：2021-11-13 20:48
沙冬青属（Ammopiptanthus）植物是古地中海第三纪孑遗濒危物种,包括沙冬青（Ammopiptanthus mgolicus）和矮沙冬青（Ammopiptanthus nanus）,主要分布在我国西北干旱、半干旱地区,其不仅具有较高的研究价值,同时对我国西北干旱地区生态环境具有十分重要的作用。近年来由于全球气候变化及人为干扰等因素,沙冬青属植物天然分布面积骤缩,濒临灭绝。本研究利用MaxEnt模型、Bioclim模型和Domain模型对沙冬青属植物在我国末次间冰期（Last Interglacial）、末次冰盛期（Last Glacial Maximum）、当代和2050年（RCP4.5和RCP8.5）4个时期气候情景下的潜在适生区进行预测。结果表明:MaxEnt模型对沙冬青属植物潜在分布区的预测具有极高的准确度,所有模型的平均受试者工作特征曲线下面积（AUC测试值）均高于0.80。当代沙冬青最佳及高适生区占全国总面积的2.78%,主要集中在内蒙古中部、宁夏北部和甘肃北部等地;未来沙冬青最佳及高适生区在现有分布范围呈现向外扩张的趋势,主要分布在内蒙古鄂托克旗、鄂尔多斯、阿拉善左...
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
沙冬青属分布点
Bioclim模型预测沙冬青末次间冰期在我国的潜在分布区占全国总面积的4.48%(图6)。高适及最佳适生区面积约占全国总面积的0.58%。与末次间冰期相比,沙冬青在我国的潜在适生区面积增加4.75%,主要分布在我国西北地区,占全国总面积的9.23%。沙冬青当代在我国的潜在分布区主要分布在以内蒙古、甘肃、宁夏、陕西交界地区,占全国总面积的8.30%。未来RCP4.5情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区总面积占我国总面积的8.08%,与当代相比减少0.22%。未来RCP8.5情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区总面积占我国总面积的7.63%,与沙冬青当代在我国潜在适生面积相比减少0.67%。两种不同情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区面积均有所减少,未来RCP8.5情景下沙冬青在我国潜在适生分布区缩减面积更大(图6)。与MaxEnt模型预测矮沙冬青在我国潜在分布区相似,Bioclim模型预测矮沙冬青末次间冰期在我国潜在适生分布区面积占全国总面积的2.19%,高适及最佳适生区面积仅为全国总面积的0.04%。与末次间冰期相比,矮沙冬青末次冰盛期适生分布区面积增加0.65%,占全国总面积的2.84%,主要分布在我国新疆地区,总体分布区向我国北部迁移。矮沙冬青当代在我国潜在适生分布区占全国总面积的4.39%,主要分布在我国新疆乌恰县。未来RCP4.5情景下,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积占全国总面积的3.42%。与当代潜在适生分布区面积相比,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积减少0.97%。未来RCP8.5情景下,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积占全国总面积的4.29%(图7)。
随着全球物种分布数据的共享和快速发展的空间分析技术,生态位模型在生物多样性保护的多个领域得到开拓和应用,其中相关性方案的生态位模型利用物种已知的分布数据和相关环境变量,根据一定的算法运算来构建模型,判断物种的生态需求,并将运算结果投射至不同的时间和空间中以预测物种的实际和潜在分布,被越来越多地应用在入侵生物学、保护生物学、全球气候变化对物种分布的影响,生物地理学及传染病空间传播的研究中。例如在入侵生态学研究上,岳茂峰等[42]利用MaxEnt模型对刺轴含羞草入侵植物在我国的潜在分布进行了模拟,得出刺轴含羞草在我国的适生区主要分布在云南、海南、广东西南部以及中国台湾地区,到2050年,在温室气体A1排放模式下其在全球适生区面积与当代相似,但在我国的适生区略有减少;在保护生物学研究上,张文秀等[43]运用生态位模型对5个时期濒危植物白豆杉的潜在分布区进行重建,表明在未来气候变暖条件下,白豆杉适宜分布区减少,该物种往高海拔山地收缩,低海拔(约600 m以下)的适宜区基本消失。本研究基于三种生态位模型,MaxEnt、Bioclim和Domain在空间尺度上和时间尺度上对沙冬青属植物在我国的潜在适生区进行预测。结果表明,MaxEnt模型、Bioclim模型和Domain模型相比较,其MaxEnt模型对沙冬青属的分布区预测较为准确,更有利于对该物种的长期保护和研究。MaxEnt模型预测出沙冬青最适生区主要分布在我国内蒙古鄂尔多斯市、阿拉善左旗、甘肃中东部及宁夏北部等干旱地区;矮沙冬青最适生区主要分布在我国新疆乌恰县和乌鲁木齐地区,这与目前对沙冬青属植物的研究分布保持一致[44]。MaxEnt模型预测沙冬青属的潜在分布区可用于对该物种的核心分布区进行研究,这对于沙冬青和矮沙冬青两种濒危植物的资源保护及其推广种植具有重要的意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用两种生态位模型预测长爪沙鼠鼠疫疫源地动物间疫情潜在风险[J]. 闫东,刘冠纯,候芝林,康东梅,杨顺林,兰晓宇. 中国媒介生物学及控制杂志. 2020(01)
[2]采用生态位模拟预测濒危植物白豆杉5个时期的适宜分布区[J]. 张文秀,寇一翾,张丽,曾卫东,张志勇. 生态学杂志. 2020(02)
[3]应用生态位模型预测檫木在浙江省的潜在适生区与主导环境因子[J]. 孙杰杰,江波,朱锦茹,吴丹婷,叶诺楠,邱浩杰,袁位高,吴初平,黄玉洁,焦洁洁,沈爱华. 东北林业大学学报. 2020(02)
[4]珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测[J]. 陈陆丹,胡菀,李单琦,程冬梅,钟爱文. 植物科学学报. 2019(06)
[5]气候变化情景下基于最大熵模型的青海云杉潜在分布格局模拟[J]. 曹雪萍,王婧如,鲁松松,张晓玮. 生态学报. 2019(14)
[6]沙冬青AmNAC3转录因子基因在抗旱性和抗寒性中的功能鉴定[J]. 任美艳,唐宽刚,薛敏,郭慧琴,王茅雁. 中国生物工程杂志. 2019(08)
[7]孑遗植物长苞铁杉（Tsuga longibracteata）分布格局对未来气候变化的响应[J]. 谭雪,张林,张爱平,王毅,黄丹,伍小刚,孙晓铭,熊勤犁,潘开文. 生态学报. 2018(24)
[8]气候变化对黄山花楸潜在地理分布的影响[J]. 张兴旺,李垚,谢艳萍,包先明,方炎明. 植物资源与环境学报. 2018(04)
[9]西北干旱区孑遗濒危植物蒙古沙冬青群落特征及与环境因子的关系[J]. 段义忠,杜忠毓,亢福仁. 植物研究. 2018(06)
[10]新疆贝母潜在分布区域及生态适宜性预测[J]. 魏博,马松梅,宋佳,贺凌云,李晓辰. 生态学报. 2019(01)
硕士论文
[1]外来入侵植物黄顶菊在中国潜在适生区预测及其风险评估[D]. 曹向锋.南京农业大学 2010
本文编号：3493695
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
沙冬青属分布点
Bioclim模型预测沙冬青末次间冰期在我国的潜在分布区占全国总面积的4.48%(图6)。高适及最佳适生区面积约占全国总面积的0.58%。与末次间冰期相比,沙冬青在我国的潜在适生区面积增加4.75%,主要分布在我国西北地区,占全国总面积的9.23%。沙冬青当代在我国的潜在分布区主要分布在以内蒙古、甘肃、宁夏、陕西交界地区,占全国总面积的8.30%。未来RCP4.5情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区总面积占我国总面积的8.08%,与当代相比减少0.22%。未来RCP8.5情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区总面积占我国总面积的7.63%,与沙冬青当代在我国潜在适生面积相比减少0.67%。两种不同情景下,沙冬青在我国潜在适生分布区面积均有所减少,未来RCP8.5情景下沙冬青在我国潜在适生分布区缩减面积更大(图6)。与MaxEnt模型预测矮沙冬青在我国潜在分布区相似,Bioclim模型预测矮沙冬青末次间冰期在我国潜在适生分布区面积占全国总面积的2.19%,高适及最佳适生区面积仅为全国总面积的0.04%。与末次间冰期相比,矮沙冬青末次冰盛期适生分布区面积增加0.65%,占全国总面积的2.84%,主要分布在我国新疆地区,总体分布区向我国北部迁移。矮沙冬青当代在我国潜在适生分布区占全国总面积的4.39%,主要分布在我国新疆乌恰县。未来RCP4.5情景下,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积占全国总面积的3.42%。与当代潜在适生分布区面积相比,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积减少0.97%。未来RCP8.5情景下,矮沙冬青在我国潜在适生区分布面积占全国总面积的4.29%(图7)。
随着全球物种分布数据的共享和快速发展的空间分析技术,生态位模型在生物多样性保护的多个领域得到开拓和应用,其中相关性方案的生态位模型利用物种已知的分布数据和相关环境变量,根据一定的算法运算来构建模型,判断物种的生态需求,并将运算结果投射至不同的时间和空间中以预测物种的实际和潜在分布,被越来越多地应用在入侵生物学、保护生物学、全球气候变化对物种分布的影响,生物地理学及传染病空间传播的研究中。例如在入侵生态学研究上,岳茂峰等[42]利用MaxEnt模型对刺轴含羞草入侵植物在我国的潜在分布进行了模拟,得出刺轴含羞草在我国的适生区主要分布在云南、海南、广东西南部以及中国台湾地区,到2050年,在温室气体A1排放模式下其在全球适生区面积与当代相似,但在我国的适生区略有减少;在保护生物学研究上,张文秀等[43]运用生态位模型对5个时期濒危植物白豆杉的潜在分布区进行重建,表明在未来气候变暖条件下,白豆杉适宜分布区减少,该物种往高海拔山地收缩,低海拔(约600 m以下)的适宜区基本消失。本研究基于三种生态位模型,MaxEnt、Bioclim和Domain在空间尺度上和时间尺度上对沙冬青属植物在我国的潜在适生区进行预测。结果表明,MaxEnt模型、Bioclim模型和Domain模型相比较,其MaxEnt模型对沙冬青属的分布区预测较为准确,更有利于对该物种的长期保护和研究。MaxEnt模型预测出沙冬青最适生区主要分布在我国内蒙古鄂尔多斯市、阿拉善左旗、甘肃中东部及宁夏北部等干旱地区;矮沙冬青最适生区主要分布在我国新疆乌恰县和乌鲁木齐地区,这与目前对沙冬青属植物的研究分布保持一致[44]。MaxEnt模型预测沙冬青属的潜在分布区可用于对该物种的核心分布区进行研究,这对于沙冬青和矮沙冬青两种濒危植物的资源保护及其推广种植具有重要的意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用两种生态位模型预测长爪沙鼠鼠疫疫源地动物间疫情潜在风险[J]. 闫东,刘冠纯,候芝林,康东梅,杨顺林,兰晓宇. 中国媒介生物学及控制杂志. 2020(01)
[2]采用生态位模拟预测濒危植物白豆杉5个时期的适宜分布区[J]. 张文秀,寇一翾,张丽,曾卫东,张志勇. 生态学杂志. 2020(02)
[3]应用生态位模型预测檫木在浙江省的潜在适生区与主导环境因子[J]. 孙杰杰,江波,朱锦茹,吴丹婷,叶诺楠,邱浩杰,袁位高,吴初平,黄玉洁,焦洁洁,沈爱华. 东北林业大学学报. 2020(02)
[4]珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测[J]. 陈陆丹,胡菀,李单琦,程冬梅,钟爱文. 植物科学学报. 2019(06)
[5]气候变化情景下基于最大熵模型的青海云杉潜在分布格局模拟[J]. 曹雪萍,王婧如,鲁松松,张晓玮. 生态学报. 2019(14)
[6]沙冬青AmNAC3转录因子基因在抗旱性和抗寒性中的功能鉴定[J]. 任美艳,唐宽刚,薛敏,郭慧琴,王茅雁. 中国生物工程杂志. 2019(08)
[7]孑遗植物长苞铁杉（Tsuga longibracteata）分布格局对未来气候变化的响应[J]. 谭雪,张林,张爱平,王毅,黄丹,伍小刚,孙晓铭,熊勤犁,潘开文. 生态学报. 2018(24)
[8]气候变化对黄山花楸潜在地理分布的影响[J]. 张兴旺,李垚,谢艳萍,包先明,方炎明. 植物资源与环境学报. 2018(04)
[9]西北干旱区孑遗濒危植物蒙古沙冬青群落特征及与环境因子的关系[J]. 段义忠,杜忠毓,亢福仁. 植物研究. 2018(06)
[10]新疆贝母潜在分布区域及生态适宜性预测[J]. 魏博,马松梅,宋佳,贺凌云,李晓辰. 生态学报. 2019(01)
硕士论文
[1]外来入侵植物黄顶菊在中国潜在适生区预测及其风险评估[D]. 曹向锋.南京农业大学 2010
本文编号：3493695
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