豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)和三裂葉豚草(Ambrosia trifida L.),分別是我國公布的首批、第二批危害嚴重的外來入侵物種之一,不僅嚴重威脅農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn),造成生物多樣性下降,而且其花粉對人體具有高度致敏性。目前這兩個物種已大面積入侵“一帶一路”中亞樞紐—新疆伊犁河谷,并在農(nóng)田、林區(qū)、草場、路邊、荒地呈大面積擴散之勢,其潛在的發(fā)展趨勢還難以估量。明確哪些區(qū)域適合其生存,適生程度如何以及其對氣候變化如何響應(yīng),將對新疆豚草、三裂葉豚草的早期預(yù)警和具體防控有重要意義。本文首先用受試者工作特征曲線(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC曲線)評估了Bioclim、ENFA、和Maxent三種生態(tài)位模型的模擬效果,后采用相對較優(yōu)模型,基于兩種尺度數(shù)據(jù)(全球尺度、新疆尺度)預(yù)測了當(dāng)前氣候下豚草、三裂葉豚草的潛在適生區(qū),然后將連續(xù)的適生概率圖劃分為二元(存在/不存在)分布圖,最后采用基于頻率統(tǒng)計的方法將適生區(qū)和非適生區(qū)各劃為四個等級。為了探究氣候變化對豚草、三裂葉豚草潛在適生區(qū)的影響,采用了17套不同的GCMs數(shù)據(jù)預(yù)測了中等(RCP4.5)、高等(RCP8.5)溫室氣體排放情景下,2050s(2041-2060年)與2070s(2061-2080年)兩個時期豚草和三裂葉豚草在新疆的潛在適生區(qū),然后采用多數(shù)投票的方法,確定其未來適生區(qū),最后從面積變化和適生范圍變化兩個方面計算并分析了不同時期分布格局的變化。研究結(jié)果表明:(1)Maxent模型預(yù)測效果相對更好。ENFA、Bioclim、Maxent模型的AUC值分別為0.898、0.921、0.965,模型表現(xiàn)為:MaxentBioclimENFA,表明Maxent模型是相對模擬效果最好的。此外,Maxent模型的輸出結(jié)果為0-1的連續(xù)存在概率圖,可以較好的區(qū)分物種在不同區(qū)域的適生程度。(2)主要環(huán)境影響因子。限制豚草在全球和新疆分布的首要因子是降水相關(guān)變量,累計貢獻率分別為64.7%、39.9%,其中最干月降水是兩種尺度域下均對豚草分布貢獻最高的環(huán)境變量(分別占63.5%、27.3%)。限制三裂葉豚草在新疆分布的首要氣候因子是降水相關(guān)變量(36.0%);限制其在全球分布的首要因子是溫度相關(guān)變量(累計貢獻率56.0%),但最干月降水貢獻率最高(36.2%),溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差次之(29.1%),表明限制三裂葉豚草在全球分布的首要變量依然是最干月降水,但總體上溫度相關(guān)變量限制作用高于降水相關(guān)變量。耕地和建設(shè)用地是豚草(分別占58.8%、58.0%)、三裂葉豚草(分別占40.4%、42.1%)入侵的高風(fēng)險區(qū)域。不考慮地形變量使得豚草和三裂葉豚草在降水少的地方(如哈密、阿克蘇)低估了其適生區(qū),而地形集水作用在干旱區(qū)等這些降水少的地區(qū)的貢獻不容忽視,尤其對于這些有害入侵物種。(3)兩種尺度預(yù)測下當(dāng)前的潛在適生區(qū)。當(dāng)前氣候下,豚草、三裂葉豚草在新疆的總適生區(qū)面積,全球數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果(分別約占全疆面積的17.78%、13.71%),遠大于研究區(qū)數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果(分別約占0.77%、0.13%)。研究區(qū)數(shù)據(jù)預(yù)測的豚草適生區(qū)主要分布在伊犁、博樂、塔城、阿勒泰、石河子、昌吉、烏魯木齊,預(yù)測的三裂葉豚草適生區(qū)主要分布在伊犁、塔城、昌吉。全球數(shù)據(jù)預(yù)測的豚草、三裂葉豚草適生區(qū)遍布北疆,南疆的阿克蘇、阿圖什也有大量適生區(qū),目前僅和田沒有這兩種豚草屬雜草的潛在適生區(qū)。本文建議:將涵蓋豚草、三裂葉豚草更豐富生態(tài)位信息的全球數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果作為當(dāng)前長期防控預(yù)警的依據(jù);此外,在對這些入侵時間短、分布與環(huán)境不平衡的物種進行潛在分布預(yù)測時,應(yīng)使用包含其原生范圍和入侵范圍的數(shù)據(jù)進行預(yù)測。(4)潛在適生區(qū)的未來變化。在RCP4.5情景下,豚草、三裂葉豚草潛在適生面積在2050s時期比當(dāng)前分別增加16%、56%,至2070s時期分別增加了17%、63%。RCP8.5情景下,2050s時期比當(dāng)前適生區(qū)面積分別增加了17%、64%,至2070s時期分別增加了18%、79%。在RCP4.5與RCP8.5情景下,隨著時間的推移,豚草、三裂葉豚草的適生區(qū)總體均呈現(xiàn)增加趨勢,其中RCP8.5情景下的變化均比RCP4.5情景下的變化更劇烈。三裂葉豚草適生區(qū)的增幅大于豚草的增幅,未來氣候變化更有利三裂葉豚草在新疆的入侵擴張。豚草和三裂葉豚草適生區(qū)的擴張、收縮位置大致相同,均呈現(xiàn)向北擴增轉(zhuǎn)移趨勢、收縮區(qū)域主要集中在準(zhǔn)噶爾盆地。(5)豚草和三裂葉豚草潛在分布區(qū)對比總結(jié)。當(dāng)前氣候下豚草潛在適生區(qū)比三裂葉豚草多的區(qū)域主要位于阿勒泰(多出1.81%),塔城(多0.73%),伊犁(多0.34%),昌吉(多0.32%)、喀什(多0.23%),博樂和阿克蘇(均多出0.18%),阿圖什(多0.15%),烏魯木齊和哈密(均多出0.11%),巴音郭楞(多0.01%),石河子持平,和田沒有兩入侵種的適生區(qū),而在吐魯番和克拉瑪依三裂葉豚草的適生區(qū)分別略多于豚草0.01%,0.10%。在RCP4.5、RCP8.5情景下,隨著時間推移,三裂葉豚草縮小了與豚草在阿勒泰的差距,并在塔城、昌吉、喀什、阿克蘇、博樂、石河子實現(xiàn)反超。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S451
【部分圖文】：

氣候變化下豚草和三裂葉豚草在新疆的潛在地理分布8第二章材料與方法2.1研究區(qū)概況新疆地處中緯度亞歐大陸腹地(75°～95°E，35°～50°N)，屬溫帶大陸性氣候，總面積約166萬km2，約占中國國土總面積六分之一。新疆地貌總輪廓呈“三山夾兩盆”形勢。三山指阿爾泰山、昆侖山、天山山脈，其中天山山脈橫亙中部將新疆劃分為南疆、北疆。兩盆指南疆的塔里木盆地和北疆的準(zhǔn)噶爾盆地。除了兩大盆地，山地間還夾有許多小盆地。新疆年均降水量為150mm左右，主要集中于山區(qū)(84.3%)，為有限降水的保存和輸送創(chuàng)造了良好的條件。新疆的河水主要來自冰雪融水和冰川融水，分別占60%、21%。年平均氣溫：北疆為-4℃～9℃，南疆為7℃～14℃；1月份均溫：北疆-20℃～-15℃，南疆-10℃～-5℃，極端最高氣溫47.6℃，日溫差在11℃～16℃之間。全年無霜期：北疆120～180d，南疆180～240d。準(zhǔn)噶爾盆地位于天山與阿爾泰山之間，西部為一系列低山，統(tǒng)稱為準(zhǔn)噶爾西部山區(qū)，東面有北塔山和延伸到甘肅的北山，大致呈三角形，向西傾斜，屬封閉盆地。塔里木盆地，位于天山與昆侖山中間，面積約53萬平方公里，是中國最大的盆地。伊犁河谷位于新疆天山最西部，地理位置為80°～85°E，42°～45°N。東、南、北三面環(huán)山，自東向西呈“U”形谷地敞開，屬溫帶大陸性氣候，年均溫10.4℃，年均降水量417.6mm，是新疆水熱條件組合最好的區(qū)域之一。圖2-1豚草和三裂葉豚草的研究區(qū)分布點Fig.2-1OccurrencerecordsofA.artemisiifoliaandA.trifidainstudyarea

氣候變化下豚草和三裂葉豚草在新疆的潛在地理分布12圖2-2csv格式轉(zhuǎn)shp格式Fig.2-2csvformattoshpformat圖2-3數(shù)據(jù)分割Fig.2-3Datasegmentation

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【參考文獻】

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1 梁巧玲;陸平;洪智強;;豚草在伊犁河谷的發(fā)生現(xiàn)狀及生物學(xué)特性觀察[J];中國植保導(dǎo)刊;2015年08期

2 徐家文;史家浩;任強;李紹勤;;基于BIOCLIM模型的扶桑綿粉蚧在中國的適生性分析[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年11期

3 鄧貞貞;白加德;趙彩云;李俊生;;外來植物豚草入侵機制[J];草業(yè)科學(xué);2015年01期

4 李大林;;我國每年因外來生物入侵經(jīng)濟損失超兩千億元[J];廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報;2014年11期

5 王翀;林慧龍;何蘭;曹坳程;;紫莖澤蘭潛在分布對氣候變化響應(yīng)的研究[J];草業(yè)學(xué)報;2014年04期

6 許仲林;彭煥華;彭守璋;;物種分布模型的發(fā)展及評價方法[J];生態(tài)學(xué)報;2015年02期

7 李國慶;劉長成;劉玉國;楊軍;張新時;郭柯;;物種分布模型理論研究進展[J];生態(tài)學(xué)報;2013年16期

8 房鋒;張朝賢;黃紅娟;李燕;陳景超;楊龍;魏守輝;;基于MaxEnt的麥田惡性雜草節(jié)節(jié)麥的潛在分布區(qū)預(yù)測[J];草業(yè)學(xué)報;2013年02期

9 封曉輝;程瑞梅;肖文發(fā);王瑞麗;王曉榮;劉澤彬;;基于LPJ-GUESS模型的雞公山馬尾松林生產(chǎn)力和碳動態(tài)[J];林業(yè)科學(xué);2013年04期

10 鞠瑞亭;李慧;石正人;李博;;近十年中國生物入侵研究進展[J];生物多樣性;2012年05期

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1 鄧旭;外來物種豚草（Ambrosia Artemisiifolia）入侵生態(tài)學(xué)研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 予茜;入侵雜草的物種分化與局域適應(yīng)研究[D];武漢大學(xué);2011年

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1 路秀蓉;外來植物三裂葉豚草入侵對土壤線蟲群落結(jié)構(gòu)的影響[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 王娟;三裂葉豚草霜霉病發(fā)生規(guī)律及與銹菌協(xié)同侵染機制的研究[D];遼寧師范大學(xué);2013年

3 郭乃嘉;基于生態(tài)位模型的中間香型烤煙生態(tài)適宜區(qū)潛在分布預(yù)測[D];西南大學(xué);2013年

4 邢艷芳;豚草和三裂葉豚草在吉林省內(nèi)的分布及解剖結(jié)構(gòu)研究[D];東北師范大學(xué);2012年

5 殷萍萍;三裂葉豚草對入侵生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反饋[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

6 陳紅松;豚草卷蛾和廣聚螢葉甲對豚草的聯(lián)合控制作用[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

7 劉心妍;豚草屬植物入侵生物學(xué)幾個問題的研究[D];蘭州大學(xué);2007年

本文編號：2861511