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Arid
气候变化情景下入侵种反枝苋在新疆的潜在分布格局研究
塞依丁·海米提
出版年2020
学位类型硕士
学位授予单位新疆大学
中文摘要外来入侵植物就像病原体侵入人体一样威胁着原有的生物地理分布格局和自然生态系统,其与全球愈加严峻的气候变化叠加将会产生更加棘手的生态环境问题。气候变化情景下的科学预测是以最低成本分析、评估、防止外来生物入侵的有效手段,能够为入侵种的早期预警和防控治理提供数据基础和理论依据。本文以全球性广布恶性杂草反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)为研究对象,以我国向西开放的门户枢纽和前沿核心省份新疆为研究区,以IPCC定义发布的确定性气候情景RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5为主要驱动力,通过15个经过预处理的环境变量,利用基于R的Bio Mod2集成模型和Max Ent模型,从适宜生境界限及迁移、面积空间变化、对气候变化的响应、分布区质心移动路径、单一和组合预测方式、模型优缺点、主导环境变量分析、入侵风险评估和防控对策等多个角度对气候变化情景下入侵种反枝苋在新疆的潜在分布格局进行了综合性预测研究。主要得出以下结论:通过ROC、KAPPA、TSS等三种模型评价指标对比Bio Mod2集成模型中的GLM、GBM、GAM、CTA、ANN、SRE、RF等单一预测模型和EM组合预测模型发现,综合预测能力和稳定性最为优异的是RF模型。当前时期其预测的反枝苋适宜生境北界位于阿尔泰山脉沿线,南界位于昆仑山脉沿线,东界位于哈密地区,西界位于克州,塔城地区西北部、克拉玛依市、石河子市、博州中部和伊犁州中部为高适宜生境。组合预测模型EM预测的适宜生境范围有所收缩,适宜指数较高的区域主要位于塔里木盆地北缘和天山山脉东侧,南界排除了塔克拉玛干沙漠和昆仑山北麓之间的区域。未来气候情景下反枝苋的适宜生境未发生大幅度迁移,分布格局总体趋于稳定,但局部区域的生境适宜指数在RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5情景下至2070s均得到了提升。当前及未来气候情景下Max Ent模型训练数据集和测试数据集的AUC值均为0.943、0.940,达到极好的预测可信度。当前时期其预测的适宜生境主要位于北疆的阿尔泰山脉南麓和天山山脉北麓,高适生区分布较为分散。随着气候变暖,反枝苋适宜生境的扩增和典型浓度路径CO_2排放量呈现正相关,适宜生境北界阿尔泰山南麓的适生度增加,南界扩增至昆仑山北麓,东界扩增至哈密地区伊吾县,西界扩增至喀什地区疏附县,同时反枝苋在阿勒泰地区、塔城地区、博州、伊犁州、天山北坡经济带城市群的适生度显著增强。RCP8.5情景下,2070s扩增的面积为2050s的1.75倍,影响最为显著。Bio Mod2模型和Max Ent模型高度一致的指出最干月降雨量和全氮是影响反枝苋地理分布的关键环境变量,其存在概率在最干月降雨量(55.2%)达到22mm时和全氮(12.7%)含量在1.0g/kg时达到最高值并趋于稳定。气候变化背景下位于天山山脉北麓的沙湾县是反枝苋扩散蔓延的中心区域,随着温度的持续升高和时间的推移,其向东南、西南方向入侵的风险会持续升高。综合评估认定反枝苋为气候变化背景下新疆地区的高风险入侵植物,该种基于现存区域扩散至南疆的潜力巨大,新疆地区的反枝苋在本世纪中后叶可能呈现爆发性的增长。应对气候变化背景下反枝苋适生度显著增强的高危区域进行早期预警,对其现有分布地域进行及时铲除,并进行扩散抑制。防控治理工作应该统筹兼顾,综合考虑其自身应用价值,以最小的环境和资源代价降低成本和难度。运用生态位模型时应根据自己的数据条件和研究需求进行选择,建议使用多种模型进行综合性的交叉分析预测,以打破单一模型的局限性。
中文关键词气候变化 ; 反枝苋 ; Biomod2模型 ; MaxEnt模型 ; 分布格局
语种中文
国家中国
中图法分类号Q948
来源机构新疆大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355476
作者单位新疆大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 塞依丁·海米提. 气候变化情景下入侵种反枝苋在新疆的潜在分布格局研究[D]. 新疆大学,2020.
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