基于MaxEnt模型的长足大竹象在中国潜在分布区及其对气候变化的响应

摘要/Abstract

摘要： 【目的】探究长足大竹象（Cyrtotrachelus buqueti）与环境因子之间的关系,为实现长足大竹象种群持续控制奠定基础。【方法】基于MaxEnt模型结合GIS技术模拟未来2050s和2080s两个时段,3种不同气候情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下长足大竹象的潜在分布区。【结果】在当前气候情景下,长足大竹象在中国的适生区范围为22°~33°N,104°~122°E,位于我国亚热带地区,总适生面积达87 983 km², 其中高适生区主要位于四川、贵州、重庆。未来气候由于CO₂浓度的增加,中、高适生区向广西一带扩散,高适生区面积增加。在RCP2.6下,高适生区面积变化最大,由当前8 607 km²增加到15 430 km²（2050s）。相同气候情景下,随时间推移,长足大竹象适生区呈先增加后减少的趋势。2月最低温（tmin2）、最暖季降雨（bio18）和7月降雨量（perc7）对长足大竹象适生区分布影响较大。【结论】气候是决定长足大竹象分布的最主要因素。关键词：长足大竹象;MaxEnt;气候变化;适生区;中心位点

关键词: 长足大竹象, MaxEnt, 气候变化, 适生区, 中心位点

Abstract: 【Objective】 This study was aimed to explore the relationship between Cyrtotrachelus buqueti and environmental factors, and lays the foundation for the sustainable control of the population of C. buqueti. 【Method】 Based on the MaxEnt model and GIS technology, this study simulated the potential distribution area of C. buqueti in the 2050s and 2080s under three different climatic scenarios (RCP2.6,RCP4.5 and RCP8.5). 【Result】 The results showed that in the current climate condition, the suitable distribution area of C. buqueti in China is 22°-33° N, 104°-122° E, and it is located in the subtropical region of China, with a total suitable distribution area of 87 983 km².And the highly suited area are mainly in Sichuan, Guizhou and Chongqing. In the future, due to the increase of CO₂ concentration, the medium and high suitable distribution area will spread to Guangxi, and the high suitable distribution area will increase. Under RCP2.6, the high suitable distribution area will have the largest change, increasing from 8 607 km² to 15 430 km²(2050s). As time goes by, the suitable distribution area of C. buqueti will increase first and then decrease. The lowest temperature in February (tmin2), rainfall in the warmest season (bio18) and rainfall in July (perc7) will have a significant effect on the suitable distribution area of C. buqueti. 【Conclusion】 The climate is main factor that determines the of population growth of C. buqueti.

Key words: Cyrtotrachelus buqueti, MaxEnt, climate change, suitable distribution area, center point

中图分类号:

Q968.1

杨春平, 赵霞, 王嘉雯, 杨桦, 杨伟, 吴南. 基于MaxEnt模型的长足大竹象在中国潜在分布区及其对气候变化的响应[J]. 四川农业大学学报, 2020, 38(06): 755-763.

YANG Chunping, ZHAO Xia, WANG Jiawen, YANG Hua, YANG Wei, WU Nan. Predicting the Future Cultivation Regions of Cyrtotrachelus Buqueti Using MaxEnt Model under Climate Change in China[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 2020, 38(06): 755-763.

参考文献 41

[1]	徐天森, 王浩杰. 中国竹子主要害虫[M]. 北京: 中国林业出版社, 2004, 75-78.
[2]	黎保清, 嵇保中. 越南森林主要害虫现状及防治对策[J]. 中国森林病虫, 2010, 29(6): 35-38.
[3]	李涛, 高志兴, 邓光明. 长足大竹象的危害特性及防治技术[J]. 四川林业科技, 2005, 26(6): 43-46.
[4]	鞠瑞亭, 夏翠华, 徐俊华, 等. 上海地区长足大竹象初报[J]. 中国森林病虫, 2005, 24(2): 7-9.
[5]	沈永平, 王国亚. IPCC第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点[J]. 冰川冻土, 2013, 35(5):1068-1076.
[6]	ROBERT P A, RAZA A.The effect of the extent of the study region on GIS models of species geographic distributions and estimates of nicheevolution: preliminary tests with montane rodents (genus Nephelomys) in Venezuela[J]. Journal of Biogeography, 2010, 37(7): 1378-1393.
[7]	DOROTHEA V P, ROBIN E, LINDER H P, et al.Climate change effects on animal and plant phylogenetic diversity in southern Africa[J]. Global Change Biology, 2014, 20(5): 1538-1549.
[8]	张花龙, 杨念婉, 李有志, 等. 气候变暖对农业害虫及其天敌的影响[J]. 植物保护, 2015, 41(2): 5-15.
[9]	孙玉诚, 郭慧娟, 戈峰. 昆虫对全球气候变化的响应与适应性[J]. 应用昆虫学报, 2017, 54(4): 539-552.
[10]	董兆克, 戈峰. 温度升高对昆虫发生发展的影响[J]. 应用昆虫学报, 2011, 48(5): 1141-1148.
[11]	吴晓燕, 田昆. 全球气候变化对高原湿地植物的影响研究[J]. 绿色科技, 2016(10): 125-127.
[12]	许仲林, 彭焕华, 彭守璋. 物种分布模型的发展及评价方法[J]. 生态学报, 2015, 35(2): 557-567.
[13]	朱耿平, 刘国卿, 卜文俊, 等. 生态位模型的基本原理及其在生物多样性保护中的应用[J]. 生物多样性, 2013, 21(1): 90-98.
[14]	孔维尧, 李欣海, 邹红菲. 最大熵模型在物种分布预测中的优化[J]. 应用生态学报, 2019, 30(6): 2116-2128.
[15]	孙宏禹, 李志红, 杨普云, 等. 基于最大熵模型的斑翅果蝇适生性研究[J]. 中国植保导刊, 2016, 36(12): 66-73.
[16]	齐国君, 高燕, 黄德超, 等.基于MaxEnt的稻水象甲在中国的入侵扩散动态及适生性分析[J]. 植物保护学报, 2012, 39(2): 129-136.
[17]	王茹琳, 余华彬, 王闫利, 等. 基于MaxEnt的华山松大小蠹在中国潜在分布区预测[J]. 气象科技进展, 2016, 6(5): 36-40.
[18]	马望, 房磊, 方国飞, 等. 基于最大熵模型的神农架林区华山松大小蠹灾害遥感监测[J]. 生态学杂志, 2016, 35(8): 2122-2131.
[19]	朱耿平, 王晓静, 刘国卿, 等. 悬铃木方翅网蝽在我国的潜在分布分析[J]. 应用昆虫学报, 2012, 49(6): 1652-1658.
[20]	王茹琳, 李庆, 封传红, 等. 西藏飞蝗潜在分布对气候变化响应研究[J]. 东北农业大学学报, 2017, 48(8): 60-71.
[21]	王帆, 杨桦, 刘倩, 等. 长足大竹象体表信息化学物质的释放节律及对成虫的EAG与行为反应[J]. 环境昆虫学报, 2019,41(5): 1-14.
[22]	梁爽, 龙文聪, 梁梓, 等. 不同种群密度地区长足大竹象生殖系统的超微结构研究[J]. 四川动物, 2018, 37(5): 563-568.
[23]	杨桦, 苏婷, 杨伟, 等. 长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP1克隆和表达分析[J]. 四川农业大学学报, 2018, 36(1): 78-85.
[24]	梁祖昂. 南宁长足大竹象生物学特性及其防治[J]. 广西植保,2017, 35(3): 9-14.
[25]	WANG J W, WANG F, WANG R L, et al.Modeling the effects of bioclimatic characteristics and distribution on the occurrence of Cyrtotrachelus buqueti in the Sichuan Basin[J]. Global Ecology and Conservation, 2019, 17(1): 540-554.
[26]	杨瑶君, 秦虹, 邓光明, 等. 长足大竹象幼虫种群动态及其气候预测模型[J]. 林业科学, 2011, 47(9): 82-87.
[27]	闫冠华, 李巧萍, 邢超.不同温室气体排放情景下未来中国地面气温变化特征[J]. 南京信息工程大学学报(自然科学版),2011, 3(1): 36-46.
[28]	张晓华, 高云, 祁悦, 等. IPCC第五次评估报告第一工作组主要结论对《联合国气候变化框架公约》进程的影响分析[J].气候变化研究进展, 2014, 10(1): 14-19.
[29]	陈新美, 雷渊才, 张雄清, 等. 样本量对MaxEnt模型预测物种分布精度和稳定性的影响[J]. 林业科学, 2012, 48(1): 53-59.
[30]	THOMAS A W, ZHANG T J, LOGUE D R, et al.Landscape and flow metrics affecting the distribution of a federally-threatened fish: Improving management, model fit, and model transferability[J]. Ecological Modelling, 2016, 342(24): 1-18.
[31]	ROBERTO M, RICARDO Z, MOLINA J R, et al.Predictive modeling of microhabitats for endemic birds in South Chilean temperate forests using Maximum entropy (Maxent)[J]. Ecological Informatics, 2011, 6(6): 364-370.
[32]	蔡静芸, 张明明, 粟海军, 等. 生态位模型在物种生境选择中的应用研究[J]. 经济动物学报, 2014, 18(1): 47-52.
[33]	刘艳梅, 周颂东, 谢登峰, 等. 基于最大熵模型(MaxEnt)预测暗紫贝母的潜在分布[J]. 广西植物, 2018, 38(3): 352-360.
[34]	YUE T X, FAN Z M, CHEN C F, et al.Surface modelling of global terrestrial ecosystems under three climate change scenarios[J].Ecological Modelling, 2010, 222(14): 2342-2361.
[35]	李涛, 徐学勤, 周泽贵, 等. 长足大竹象生物学特性的初步研究[J]. 四川林业科技, 2000, 21(3): 49-51.
[36]	马乃训. 国产丛生竹类资源与利用[J]. 竹子研究汇刊, 2004,23(1): 1-5.
[37]	张自斌, 周光益, 林亲众. 我国丛生竹研究进展与问题探讨[J]. 热带林业, 2007, 35(2): 12-14.
[38]	罗伯良, 李易芝. 湖南高温日时空分布特征及高温日数气候预测[J]. 气象科技, 2015, 43(6): 1110-1115.
[39]	徐志鸿. 长足大竹象防治方法[J]. 植物医生, 2017, 30(12):59-60.
[40]	张鹤, 林进添. 昆虫对全球气候变暖的响应[J]. 环境昆虫学报,2015, 37(6): 1280-1286.
[41]	韩阳阳, 王焱, 项杨, 等. 基于Maxent生态位模型的松材线虫在中国的适生区预测分析[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2015, 39(1): 6-10.