基于GARP和MAXENT的空心蓮子草在中國的入侵風(fēng)險預(yù)測.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步,世界各國家地區(qū)之間的交流更加頻繁,聯(lián)系更加緊密.伴隨著文化、信息和經(jīng)濟的全球化,外來物種入侵的成功幾率也大大增加,部分外來種成功入侵后種群大爆發(fā),難以控制,不僅破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng),造成當(dāng)?shù)厣镂锓N多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的銳減,同時對農(nóng)林牧漁業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失,威脅人類健康.生物入侵已經(jīng)是導(dǎo)致全球生物多樣性銳減的第二大原因,也是最棘手的三大環(huán)境問題之一.
　　空心蓮子草原產(chǎn)自南美洲,自20世

2、紀30年代作為馬飼料在上海郊區(qū)被侵華日軍引種栽培,50年代又作為豬羊飼料在南方省市推廣栽培后,大量逸生導(dǎo)致草災(zāi).由于空心蓮子草是多年生宿根草本植物,生命力旺盛,抗逆性強,生長繁殖迅速,水陸均可生長且在水生環(huán)境中生長迅速,經(jīng)常覆蓋水域,堵塞水道,影響淡水養(yǎng)殖和農(nóng)田灌溉,在河道中滋生大量蚊蠅,危害人類健康,破壞城市景觀,成為世界公認的惡性雜草之一,2003年已被列入國家環(huán)?？偩止嫉摹爸袊谝慌鈦砣肭稚锩麊巍?是一種典型的外來入侵種.由

3、于空心蓮子草特有的生態(tài)抗逆性和營養(yǎng)生殖方式,使得當(dāng)前已有的各種防除手段都難以徹底有效地治理空心蓮子草,并且防除消耗的成本很大,因此預(yù)防其入侵比入侵后控制其大規(guī)模爆發(fā)更為有效且經(jīng)濟.鑒于此種目的,預(yù)知空心蓮子草的未來擴散區(qū)域,提前做好防除措施,是本文研究的初衷.
　　當(dāng)前,有很多基于氣候匹配法的生態(tài)風(fēng)險預(yù)測模型用于預(yù)測物種潛在分布,本文就是分別基于GARP生態(tài)位模型和MAXENT最大熵模型預(yù)測了空心蓮子草在中國范圍內(nèi)的潛在分布.首先

4、,將預(yù)測潛在分布區(qū)劃分了五個風(fēng)險等級:嚴重威脅區(qū)(OV≥90％)、潛在威脅區(qū)(70％≤OV<90％)、適宜生長區(qū)(50％≤OV<70％)、可以生長區(qū)(30％≤OV<50％)和不適宜生長區(qū)(OV<30％),其中OV在GARP生態(tài)位模型中代表重疊值,在MAXENT最大熵模型中代表物種在該柵格中出現(xiàn)的概率;然后,分別用ROC曲線評價兩種預(yù)測結(jié)果,根據(jù)得到的AUC值,通過賦予GARP生態(tài)位模型權(quán)重為0.8,MAXENT最大熵模型權(quán)重為0.2的方

5、式將兩種預(yù)測結(jié)果結(jié)合起來,汲取各模型的優(yōu)點,從而得到更精確的預(yù)測結(jié)果;最后對空心蓮子草在我國的潛在分布區(qū)綜合分析后,根據(jù)威脅區(qū)占各自省份地區(qū)的百分比將全國劃分為5個風(fēng)險等級:威脅區(qū)(威脅區(qū)≥99％)、擴散區(qū)(90％<威脅區(qū)<99％)、適宜區(qū)(50％<威脅區(qū)≤90％)、可生長區(qū)(0<威脅區(qū)≤50％)、安全區(qū)(威脅區(qū)=0),根據(jù)不同的風(fēng)險等級對相應(yīng)的各省份提出不同的防治措施.結(jié)果顯示,上海市、香港特別行政區(qū)、江蘇省三個地區(qū)的威脅區(qū)占全區(qū)面積

6、百分比已達到或接近達到100％,為威脅區(qū);廣東省、廣西壯族自治區(qū)、江西省、福建省、安徽省、湖南省、浙江省的威脅區(qū)占全區(qū)面積百分比均大于90％,處于擴散區(qū);貴州省、河南省、湖北省、重慶市、云南省、臺灣省的威脅區(qū)占全區(qū)面積百分比均位于50％-90％之間,為適宜區(qū);山東省、海南省、四川省、陜西省、河北省、山西省、西藏藏族自治區(qū)、甘肅省八個省份的威脅區(qū)占全區(qū)面積的百分比小于50％,為可生長區(qū);其余9個省市范圍內(nèi)無威脅區(qū),稱之為安全區(qū).威脅區(qū)和擴