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基于MaxEnt的三裂叶豚草在贵州省的潜在地理分布预测

Prediction of potential geographic distribution for Ambrosia trifida in Guizhou Province based on MaxEnt model

摘要[目的]外来入侵植物三裂叶豚草具有强大的生态适应性,对我国农林畜牧业及有关产业造成严重损害,并对入侵区域的生态环境和生物多样性构成重大威胁.研究三裂叶豚草入侵贵州的潜在地理分布对该区域监测预警及防控具有重要指导意义.[方法]基于 108 个国内有效分布点信息与 38 个变量数据,结合 MaxEnt 模型、ArcGIS 软件及 Pearson 相关性分析,在历史(1970-2000)及未来(SSP1-26、SSP2-45、SSP3-70 和 SSP5-85)气候条件下预测三裂叶豚草在贵州的潜在适生区分布及未来收缩/扩张趋势.[结果]利用筛选出的 19 个变量构建的 MaxEnt 模型 AUC 值为 0.945,表明预测模型有较高的可靠性.昼夜温差月均值(b2)在 2.79~11.56℃、等温性(b3)值在 15.38~24.16、最干月降水量(b14)在 0~4.83 mm 或大于16.54 mm、最冷季降水量(b19)0~16.26 mm、降水量变异系数(b15)在11.53~51.06 或90.28~144.72、最热季降水量(b18)在0~83.71 mm 或 219.99~418.74 mm 时,三裂叶豚草适生概率随各变量值的升高而升高.此外,三裂叶豚草存在概率与海拔(el)、土壤硫酸盐含量(t_CaSO4)呈负相关.基于该模型,在历史气候条件及土壤条件下,三裂叶豚草在我国适生区总面积为199.91 万 km2,占国土面积的 20.83%,其中高、中、低适生区面积分别占国土面积的 0.61%、5.84%、14.37%;非适生区面积为760.22 万km2.在贵州省,中等适生区面积为2.58 万km2,占全省面积的15.49%,主要集中在贵阳市中东部地区、黔东南州中部及西南部大部分地区、毕节市与遵义市交界的部分地区;低适生区面积为 7.19 万 km2,占比为43.21%;无高适生区.在未来 4 个情景及时期,中、低适生区面积之和在(4.84~8.68)万 km2 浮动;与当前形势相比,下降幅度在 11.15%~50.49%,仍无高适生区.[结论]海拔 el、昼夜温差月均值 b2、等温性 b3、最干月降水量 b14、最冷季降水量 b19、降水量变异系数 b15、最热季降水量 b18 和土壤硫酸盐含量 t_CaSO4等因子是影响三裂叶豚草潜在地理分布的 8 个关键环境变量.贵州省有 58.71%的区域为三裂叶豚草的适生区.在未来气候模式下,三裂叶豚草中、低适生区均有向贵州省中部和西南部先扩张后又回缩的趋势,中适生区收缩/扩张的主要区域集中在遵义市、铜仁市、黔东南州和黔南州接壤的区域;而低适生区收缩/扩张的主要区域集中在贵州省中西部地区,主要有安顺市、六盘水市和黔西南州的部分区域.本研究结果可为贵州省三裂叶豚草的早期监测、干预及防控提供理论支撑.

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