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论文推荐 || 气候变化对湖南省马尾松适宜生境影响分析
时间:2021-09-01 00:57 点击次数:
本文摘要:江一帆等 南京林业大学学报 地球上物种漫衍区的变化也是气候变化的反映。人类社会经济的不停生长,对情况发生了庞大的影响,好比温室气体浓度增加、臭氧层破坏、全球变暖、极端气候频发等,这些因素很大水平上影响了树种适宜生境的漫衍。因此,预测气候变化对树种潜在适宜生境漫衍的影响已成为研究的热点。现在,外洋学者就气候变化对物种生境的影响研究提出了一系列生态位模型,如:基于生态位因子分析的 ENFA (ecological niche factor analysis) 模型。

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江一帆等 南京林业大学学报 地球上物种漫衍区的变化也是气候变化的反映。人类社会经济的不停生长,对情况发生了庞大的影响,好比温室气体浓度增加、臭氧层破坏、全球变暖、极端气候频发等,这些因素很大水平上影响了树种适宜生境的漫衍。因此,预测气候变化对树种潜在适宜生境漫衍的影响已成为研究的热点。现在,外洋学者就气候变化对物种生境的影响研究提出了一系列生态位模型,如:基于生态位因子分析的 ENFA (ecological niche factor analysis) 模型。

基于最大熵理论的 Maxent 模型,基于映射息争释物种漫衍算法的 Whywhere 模型与基于支持向量机的 SVM (support vector machine) 模型等。同时,生态位模型商业软件开发以及与此相关的研究也较为富厚。现在应用生态位模型预测物种漫衍的研究较为成熟,海内关于生态位模型的研究也主要集中于对物种潜在漫衍区域的预测、作物的适生区预测、入侵物种的漫衍预测、濒危物种掩护、珍稀药用植物潜在地理漫衍模拟以及病虫害漫衍等方面,而且均取得较好的模拟效果。

森林谋划是林业事情的重要一环,在《全国森林谋划计划》(2016—2050 年)的指导下,省县级区域尺度的森林可连续谋划恒久计划 (2016—2050年) 体例事情正在举行。在我国林业计划体系中,按计划期的是非,可以分为 1~5 a 的短期计划、5~10 a 的中期计划、10 a 以上的恒久计划 3 种。

2016—2050 年的省级森林谋划计划属于恒久计划。区域尺度上的森林可连续谋划计划一定涉及差别类型森林的空间漫衍、森林谋划区划与结构等问题,因而区域尺度上的森林可连续谋划计划是一个空间决议问题。森林谋划运动对生态系统的影响及森林谋划成效的体现是一个恒久的历程,权衡森林谋划是否可连续必须接纳一个大的时间尺度。在举行森林谋划计划时,需要对计划规模内的森林谋划历程举行至少一个森林谋划周期的优化模拟和决议分析。

在 30 年以上的恒久森林谋划计划历程中,气候的变化会导致树种生存情况发生变化,造成其适宜生境发生改变。因此,在制定恒久森林谋划计划方案的历程中势须要思量气候变化带来的影响。马尾松 (Pinus massoniana) 是湖南省重要的用材树种,也是荒山造林的先锋树种。

其经济价值高、用途广,是工农业生产上的重要用材。因此,研究气候变化对马尾松适宜生境的影响具有重要的现实意义。

本期推荐论文作者以马尾松空间漫衍数据和气候数据为主要信息源,接纳 Maxent 生态位模型,通过情景分析,研究马尾松适宜生境在差别气候变化情景下的动态变化及其主要驱动因素,从而为湖南省森林谋划计划 (2016—2050 年) 中马尾松造林所在的选择提供科学参考。下面就快来随着学报君浏览详文一探究竟吧!题 目气候变化对湖南省马尾松适宜生境影响分析基金项目国家自然科学基金项目作 者江一帆,李明阳∗,刘雅楠,刘 菲作者单元南京林业大学林学院关键词马尾松;适宜生境;气候变化;Maxent 模型;适地适树;湖南省▶引文花样:[1]江一帆,李明阳,刘雅楠,等.气候变化对湖南省马尾松适宜生境影响分析[J].南京林业大学学报(自然科学版),2019,43(04):094-100.DOI:10. 3969/ j. issn. 1000-2006. 201805040JIANG Y F,LI M Y,LIU Y N,et al.Impact of climate change on suitable habitats of Pinus massoniana in Hunan Province[J].Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition),2019,43(04):094-100.01目 的气候变化会导致树种适宜生境发生变化,从而瞄准确地制定恒久森林谋划计划方案发生影响。

为了在制定恒久森林谋划计划中贯彻适地适树原则,需要研究气候变化对树种适宜生境漫衍的影响。02方 法以湖南省马尾松 (Pinus massoniana) 为研究工具,使用 2016 年湖南省一连清查森林资源档案更新数据中的马尾松空间漫衍数据、高程数据和气候数据,接纳最大熵法 (Maxent) 模型,分温度变化、降水量稳定,降水量变化、温度稳定,降水量和温度均变化 3 种情景模拟马尾松在湖南省适宜生境的动态变化。2.1 数据泉源及预处置惩罚数据泉源:①马尾松空间漫衍信息泉源于 2016 年湖南省森林资源一连清查档案更新数据,共有 296 个马尾松漫衍点(图 1);②高程数据泉源于全国 DEM 影像,由地理空间数据云下载 (http:/ / www. gscloud. cn/ ),分辨率 90 m × 90 m,裁剪获得湖南省高程信息;③气候数据泉源于世界气候数据库 ( WORLDCLIM,http://www. Worldclim.org),空间分辨率 30″×30″(约 0. 83 km × 0. 83 km)。▲图 1 2016 年湖南省马尾松漫衍点03结 果①Maxent 模型模拟效果中,训练精度、模拟精度的 AUC (area under the ROC curve) 值在 AUC 评估尺度中属于良好 (0. 80~0. 90) 水平,可以较好地模拟马尾松适宜生境;②2016 年马尾松适宜生境主要漫衍于湖南省中部和西北部,小部门漫衍于东部和南部。

适宜生境、低适宜生境和不适宜生境所占面积比例划分为 28. 30%、40. 10%、31. 60%;③2016—2050年温度和降水量均有所增加,年平均温度增加 2. 30℃,年平均降水量增加 19. 9mm。在温度升高、降水量稳定,降水量升高、温度稳定和温度、降水量均升高 3 种气候情景下,湖南省马尾松适宜生境面积比例划分变化了0. 58%、0. 53%和-0. 65%,不适宜生境相比 2016 年均有所淘汰,划分淘汰了 7. 22%、2. 00%和 0. 15%;④刀切法确定了最湿季均温 (Bio8)、最暖季均温 (Bio10)、最冷季降水量 (Bio19) 为影响马尾松漫衍的主导气候因子,其中最冷季降水量为最主要的气候因子。3.1 2016 年马尾松适宜生境预测效果经由模型预测获得 2016 年马尾松适宜性漫衍图 (图 2)。由图 2 可知,马尾松 2016 年适宜生境大部门集中于湖南省中部和西北部,包罗湘西、张家界市、怀化市北部和南部以及邵阳市中部和东部、益阳市西部、常德市西北部。

▲图 2 2016 年马尾松适宜性分区3.2 马尾松生境变化情景分析由模型预测效果得出在 A、B、C 3 种情景下的马尾松 2050 年适宜生境漫衍见图 3。从图 3 可以看出,在 3 种情景下,2050 年马尾松适宜生境仍旧集中漫衍于湖南省中部和西北部,主要包罗张家界市、湘西、怀化市北部、邵阳市、常德市北部以及岳阳市东部地域。

▲图 3 3 种情景下马尾松生境漫衍通过面积统计 (表 1) 得出,2050 年 3 种情景下马尾松不适宜生境相比 2016 年 均有所淘汰,划分淘汰了 7. 22%、2. 00%、0. 15%;低适宜生境面积均有所增加,划分增加了 6. 84%、1. 67%、0. 80%;A 和 B 情景下适宜生境面积有所增加,划分增加 0. 38%、0. 33%,而 C 情景下适宜生境面积淘汰了 0. 65%。总的来说,在 3 种气候变化情景下,气温上升、降水量增多改善了马尾松生存所需的气候条件,使其适宜漫衍的区域面积有所增加。▼表 1 差别情景下马尾松适宜性分区面积比例在树种适宜性漫衍概率变化方面,由于缺少相关的研究结果,因此接纳自然中断法,根据淘汰 ( -0. 8376~ - 0. 1564 )、稳定 ( - 0. 1564 ~0. 0646)、增加 (0. 0646~0. 7275) 的尺度将变化的情况分为 3 类,获得 2016—2050 年湖南省马尾松在 A、B、C 等 3 种情景下的适宜性概率变化空间漫衍图 (图 4)。面积统计讲明 (表 2),适宜性漫衍概率增加的地域面积比例均远高于概率淘汰的地域,在 3 种气候变化情景下,湖南省马尾松适宜性漫衍概率有所增加。

▲图 4 3 种情景下马尾松漫衍变化▼表 2 马尾松适宜性漫衍概率变化比例3.3 马尾松漫衍变化的驱动因子分析在模型预测历程中,基于刀切法得出各个情况因子对马尾松漫衍影响的孝敬率,选取其中孝敬率前 5 的气候因子举行分析 (表 3)。▼表 3 气候变量孝敬率04结论湖南省马尾松种植区主要漫衍在该省中部和西北部,当未来气候出现温度增加、降水量稳定的情景时,种植区域适当向东扩展;当未来气候出现降水量增加、温度稳定或二者均增加的情景时,种植区域适当向北扩展。

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(谢谢作者提供素材)。


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