西藏沙棘（Hippophae thibetana）潜在地理分布及其对未来气候变化的响应模拟

气候变化影响植物物种地理分布,研究不同气候情景下物种的地理分布有助于物种保护和资源合理利用。为准确了解西藏沙棘(Hippophae thibetana)种植适宜生境,本研究收集了118个西藏沙棘种群分布点、19个气候因子和3个地形因子数据,利用MaxEnt(最大熵)模型和ArcGIS软件平台模拟了当前气候情景下西藏沙棘的适宜生境,探讨影响其生长的主导因子及阈值,并对其在4种不同气候情景下2041—2060年和2061—2080年的适宜生境进行预测。结果表明:(1)当前西藏沙棘高适宜生境和适宜生境面积分别为33.32万km~2和51.65万km~2,主要分布于青藏高原,集中在西藏、四川、青海和甘肃;(2)影响西藏沙棘地理分布的主导因子是海拔、最湿季降水量、最冷季平均温度,其中各因子的适宜生长阈值分别为:海拔2 500—4 800 m,最湿季降水量200—420 mm,最冷季平均温度-12—0℃;(3)未来不同气候情景下,西藏沙棘的高适宜生境、适宜生境和低适宜生境面积均出现缩减。该研究有助于西藏沙棘的野生资源保护、开发利用和扩大种植。     

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)分布对气候变化的响应及其种植适宜性

基于生态位理论与MaxEnt模型,分析影响黑果枸杞(Lycium ruthenicum)分布的主要气候因子,划分其适宜种植区,并探究气候变化对黑果枸杞种植适宜性的影响,进而为引种驯化黑果枸杞提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)影响黑果枸杞种植分布的主要因子为最热季降水量、温度年较差、年平均气温、最冷季平均温度、降水量的季节性变化、最湿月降水量、最干季平均温度、年降水量及海拔。(2)在当前气候情景下,黑果枸杞的适宜种植区面积约为207 382.8km2,主要分布在河西走廊及其周边、柴达木盆地、塔里木盆地、准格尔盆地、吐鲁番盆地。(3)在未来不同的温室气体排放情景下,黑果枸杞的适宜种植面积均有不同幅度的扩大,但不受气候变化影响的黑果枸杞适宜种植区面积将逐渐减小。     

气候变化背景下青冈分布变化及其对中国亚热带北界的指示意义

气候是影响植被类型和分布的关键因素,植被类型和分布格局也能反映气候的地域差异。随着气候变暖,全球气温和降水格局都将发生变化,植被类型和分布格局也将随之改变。而植物对气候变化的响应存在一定的滞后性,因此仅用气候指标研究亚热带北界及其移动具有一定的局限性。以青冈（Cyclobalanopsis glauca (Thunberg) Oersted）为研究对象,应用最大熵模型（Maxent）,研究了其对气候变化的响应并探讨了气候变化情景下青冈分布格局变化对中国亚热带北界移动的指示意义。结果表明：影响青冈分布的主导环境因子为年降水量、最冷季降水量、气温年变化范围和最冷月最低气温;随着气候变暖,青冈分布北界将向北移动,其分布质心亦向西北移动,预示着在气候变暖的背景下,到21世纪中叶中国亚热带北界将向北移动约1个纬度。     

利用MaxEnt研究印度中部秃鹫栖息地适宜性及气候变化的影响

秃鹫提供了宝贵的生态系统服务,在生态系统平衡中发挥着重要作用,但印度本土秃鹫数量在过去几年有所下降。掌握秃鹫栖息地的分布现状对于管理和防止秃鹫数量继续下降至关重要。可以预见,目前的气候危机可能会进一步导致秃鹫生境适宜性的变化,并影响现存的秃鹫种群。因此,本研究利用物种分布模型,对印度中部一个秃鹫栖息地的短期和长期变化进行预测,并以统计和图形的方式呈现数据。选择MaxEnt软件进行预测,是因为它与其他模型相比具有一定的优势,如只使用现有数据,在数据不完整、样本量小、样本间隙小等情况下表现良好。采用全球气候模式集成学习算法(CCSM4、Had GEM2AO和MIROC5)以获得更好的预测结果。14个稳健模型(AUC 0.864–0.892)是利用7个秃鹫种群(长喙、白臀、红头、银灰色、埃及秃鹫、喜马拉雅和欧亚狮鹫)在两个季节共1000多个地点的数据建立的。选定的气候(温度和降水)和环境变量(NDVI、海拔和土地利用/土地覆盖)被用于预测当前栖息地,未来的预测只基于气候变量。影响秃鹫栖息地分布的最重要变量是降水量(bio 15,bio 18,bio19)和温度(bio 3,bio 5)。在目前的预测中,森林和水体是影响土地利用的主要因素。在较小尺度上,随着时间的推移,极端适宜的栖息地面积减少,高度适宜的栖息地面积增加,总适宜栖息地面积在2050年略有增加,但到2070年有所减少。在更大的尺度上考虑,2050年适宜栖息地的净损失为5%,2070年为7.17%(RCP4.5)。相似的,在RCP8.5下,2050年适宜栖息地的净损失为6%,2070年为7.3%。研究结果可用于制定秃鹫的保护规划和管理,从而保护其免受未来的气候变化等威胁。     

气候变暖对中国亚热带北界位置的影响

在全球气候变暖的背景下,中国气候带也有相应的变化。亚热带北界是暖温带与北亚热带的交界,是中国气候带上的一个重要分界线。论文讨论了气候变暖对中国亚热带北界的影响。数据资料来自于中国气象局,采用中国740个站点1951~2005年的日平均温度资料。根据《中华人民共和国气候图集》中气候区划的第一级气候带定义指标,以≥10℃天数为主导指标,≥10℃积温、1月平均温度为辅助指标,定义亚热带北界为≥10℃天数为218天,≥10℃积温为4500~4800℃,1月平均气温为0℃。分别统计1951~2005年暖温带与亚热带指标的年代变化及亚热带北界在1951~1970、1971~1990、1991~2005年的位置演变,结果表明:34°N附近55年来≥10℃天数、≥10℃积温、1月平均温度都呈上升趋势。20世纪50年代至今,亚热带北界西段几乎没有变化;亚热带北界中东段向北推移幅度较大,到本世纪初向北已推移到35°N附近,较1951~1970年向北推移2~3个纬度。亚热带北界位置的向北推移是对全球气候变暖的一种响应,这将对我国农业布局和生态环境有重要影响。     

全新世巢湖沉积物炭屑记录的火环境变化

通过对巢湖湖泊沉积岩芯不同粒级炭屑浓度和磁化率等指标变化的研究,揭示了全新世以来的区域火环境变化及人类活动影响。结果表明：① 全新世早期,气候由寒冷干旱向温暖湿润过渡,但仍较为干旱,炭屑浓度也相对略高,火活动比较频繁,地方性和区域性火时有发生;② 全新世中期是最温暖湿润的适宜期,炭屑浓度出现全新世以来的低值,火活动微弱,但在文化兴盛时期炭屑浓度出现峰值,则归因于人类活动的影响;③ 全新世晚期,在气候趋于凉干的环境背景下,人类活动的增强更加剧了火活动的频率和强度,炭屑浓度大幅增加;④ 近200 a炭屑浓度的降低可能与湖区附近已没有足够生物量引起火灾有关。     

利用MaxEnt研究印度中部秃鹫栖息地适宜性及气候变化的影响（英文）

秃鹫提供了宝贵的生态系统服务,在生态系统平衡中发挥着重要作用,但印度本土秃鹫数量在过去几年有所下降。掌握秃鹫栖息地的分布现状对于管理和防止秃鹫数量继续下降至关重要。可以预见,目前的气候危机可能会进一步导致秃鹫生境适宜性的变化,并影响现存的秃鹫种群。因此,本研究利用物种分布模型,对印度中部一个秃鹫栖息地的短期和长期变化进行预测,并以统计和图形的方式呈现数据。选择MaxEnt软件进行预测,是因为它与其他模型相比具有一定的优势,如只使用现有数据,在数据不完整、样本量小、样本间隙小等情况下表现良好。采用全球气候模式集成学习算法(CCSM4、Had GEM2AO和MIROC5)以获得更好的预测结果。14个稳健模型(AUC 0.864–0.892)是利用7个秃鹫种群(长喙、白臀、红头、银灰色、埃及秃鹫、喜马拉雅和欧亚狮鹫)在两个季节共1000多个地点的数据建立的。选定的气候(温度和降水)和环境变量(NDVI、海拔和土地利用/土地覆盖)被用于预测当前栖息地,未来的预测只基于气候变量。影响秃鹫栖息地分布的最重要变量是降水量(bio 15,bio 18,bio19)和温度(bio 3,bio 5)。在目前的预测中,森林和水体是影响土地利用的主要因素。在较小尺度上,随着时间的推移,极端适宜的栖息地面积减少,高度适宜的栖息地面积增加,总适宜栖息地面积在2050年略有增加,但到2070年有所减少。在更大的尺度上考虑,2050年适宜栖息地的净损失为5%,2070年为7.17%(RCP4.5)。相似的,在RCP8.5下,2050年适宜栖息地的净损失为6%,2070年为7.3%。研究结果可用于制定秃鹫的保护规划和管理,从而保护其免受未来的气候变化等威胁。     

古土壤记录的内蒙古沙区全新世环境变化

古土壤是发育于地质历史时期埋藏的自然土壤,是记录古环境信息的重要载体。本文基于对内蒙古沙区古土壤研究文献的梳理,通过古土壤测年数据统计,对比区内其他信息载体的研究成果,分析内蒙古沙区沙漠/沙地形成时代及全新世环境变化。结果表明:内蒙古沙区全新世环境变化可分为3个阶段:全新世早期（10～8.5 ka BP）为升温阶段,气候以干冷为主;全新世中期（8.5～2.5 ka BP）为气候适宜期,古土壤普遍发育,同时存在短期干冷波动;全新世晚期（2.5 ka BP以来）为降温期,气候逐步干冷,部分沙地气候波动频繁,形成古土壤。     

喜马拉雅中部甘达基河流域尼泊尔国鸟(棕尾虹雉)生境分布变化

甘达基河流域(Gandaki River Basin,GRB)是喜马拉雅中部地区的一部分,该地区栖息着许多珍稀的野生动物。由于气候和人类活动的影响,许多珍稀保护物种的生境处于危险之中。本研究基于最大熵(MaxEnt)模型,运用生物气候、土地覆被和DEM数据,分析各环境要素对棕尾虹雉(Lophophorusimpejanus)的生境适宜性的影响,评估棕尾虹雉现在状况和未来栖息地分布的变化。研究表明,目前棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积约为749 km^2,主要分布在流域北部、东部和西部,尤其是郎塘国家公园、马纳斯卢峰自然保护区和安纳布尔纳峰自然保护区等保护区内。到2050年,棕尾虹雉的高度适宜栖息地面积将减少至561 km^2,主要在流域北部和西北部(即Chhyo,Tatopani,Humde和Chame地区)。未来环境变化的模拟表明,由于适宜栖息地面积的减少,棕尾虹雉面临的生存风险将增加。     

全新世中国东部亚热带地区气候变迁的古生物学证据

中国东部亚热带地区全新世期间的气候波动频繁,引起哺乳动物群的多次迁徙。该时期哺乳动物群的常见种属多见于亚热带地区,仅少数种属如貘、犀、长臂猿和亚洲象等在自然状态下主要分布于热带―中亚热带南部地区,指示了具热带气候性质的中亚热带南部的森林环境。文章在确定中国东部全新世不同阶段此类动物群的种属构成与分布特征的基础上,主要根据热带种的迁徙和分布特征,初步推断各阶段亚热带地区的气候变迁状况如下：盛冰期之后的冰消期,温度逐渐回升,14 000―12 000 a BP时,热带种分布北界大致南移2°,指示1月平均气温较今低3~5℃;12 000―8 500 a BP为升温期,气候转暖,热带种分布北界达中亚热带南部,逐渐类似于现今气候;8 500―5 000 a BP为大暖期,热带种分布北界抵秦岭―淮河一线,北移约6°,指示1月气温较今高约7~9℃;5 000―3 000 a BP为降温期,热带种分布北界位于秦岭―淮河以南的长江流域,北移约4°,指示1月气温较今高约5~6℃;3 000 a BP以来,气候逐渐变冷。这些变化体现了中国东部亚热带地区在全新世时期发生了多次较大的气候和生物气候带变迁事件。     

气候变化对喜马拉雅中部甘达基河流域濒危物种的影响预测（英文）

甘达基河流域位于喜马拉雅山脉中部,是众多濒危野生物种的重要栖息地。然而气候变化使该流域的生态环境变得愈发脆弱。本研究利用最大熵物种分布模型(Max Ent)评估气候变化对喜马拉雅黑熊(Ursus thibetanus laniger)和印度花豹(Panthera pardus fusca)等濒危物种空间分布变化的潜在影响。研究基于物种出没地点、生物气候和地形(海拔、坡度和坡向)等数据拟合模拟并预测物种在目前与未来的潜在分布情况。研究结果显示,目前喜马拉雅黑熊的高度适宜区面积约为1642 km²,占流域面积的5.01%,预计至2050年,其高度适宜区面积在甘达基河流域内将会增加约51 km²;印度花豹的高度适宜区面积约为3999 km²,占流域面积的12.19%,预计至2050年可能会增加到4806 km²。喜马拉雅黑熊的栖息地面积可能会在研究区域的东部(伯塞里、塔托潘尼和班塞以北)增加,而在东部(颂当、切坎帕)、西部(布尔提邦和波邦)和北部(桑波切、玛南、切坎帕)减少;印度花豹的栖息地面积则将在研究...     

Mapping the stray domestic cat (Felis catus) population in New Zealand: Species distribution modelling with a climate change scenario and implications for protected areas

Species distribution models of stray cats were developed using two types of occurrence data: (i) a combined dataset of stray cats and cat colonies in Auckland and projected to the wider New Zealand area; and (ii) population density as an analogue for country-wide stray cat occurrence. These occurrence data, together with sets of environmental variables were used as input to the Maxent modelling tool to produce maps of suitability for the species. Environmental variables used in the models consist of current bioclimatic conditions, and a future climate scenario (RCP8.5 for year 2070 CCSM model). Commonly occurring bias in the modelling process due to latitude, the area for selecting background points in model evaluation, inherent spatial autocorrelation of occurrence points, and correlated bioclimatic variables were explicitly addressed. Results show that the North Island consistently provide more suitable areas for stray cats with increased suitability in a high emission climate change condition. Key protected areas at risk from the increased suitability to stray cats are also presented.     

我国夏玉米潜在种植分布区的气候适宜性研究

根据我国188 个夏玉米农业气象观测站资料与1971-2000 年10 km×10 km空间分辨率的气候资料,结合国家层次和年尺度筛选出的影响我国玉米种植分布的潜在气候指标,利用最大熵(MaxEnt) 模型和ArcGIS空间分析技术,构建了我国夏玉米潜在种植分布与气候因子关系模型,研究了影响我国夏玉米潜在种植分布的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明,影响我国夏玉米潜在种植分布的主导气候因子有：无霜期、年平均温度、≥ 10 oC积温持续天数、≥ 0 oC积温、≥ 10 oC积温、最冷月平均温度、最热月平均温度、年降水;采用夏玉米存在概率这一综合反映各主导因子作用的指标,将我国夏玉米潜在种植分布区划分为4 个等级：最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区,并阐述了各气候适宜区的气候特征。研究结果可为夏玉米种植的科学布局及制定应对气候变化政策提供参考。     

Potential range expansion of the red imported fire ant (Solenopsis invicta) in China under climate change

The red imported fire ant (RIFA, Solenopsis invicta), a notorious invasive insect, has received considerable attention owing to its impacts on native biodiversity, agriculture, and human health. Under global warming, the inhabitable area of the RIFA may be enlarged. However, few studies have focused on the potential range expansion of the RIFA in East Asia. Using a process-based physiological model, we simulated the potential range of the RIFA in China based on gridded temperature datasets for the current (2004-2012) and future (2090-2100) climates under Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 and RCP 8.5. It was found that the southeastern part of China (below 32°N) is suitable for RIFA proliferation. The present distribution area of the RIFA corresponds well with the potential range simulated by the model. In the RCP 4.5 and RCP 8.5 warming scenarios, the inhabitable area of the RIFA along the northern boundary would on average extend 101.3±85.7 (mean±SD) and 701.2±156.9 km, respectively, by the end of the 21st century. Therefore, future climate change would significantly affect the inhabitable area of the RIFA. Our results provide the basis for local quarantine officials to curtail accidental introductions of this insect, especially in the certain and possible infestation zones.     

脆弱生态带典型区域几种锦鸡儿属优势灌木的光合特征

小叶锦鸡儿在原产地科尔沁沙地光合速率可达12.21μmol·m^-2·s^-1,引种至腾格里沙漠后降低了11.63倍,光合日变化曲线由"凹谷"型变为"单峰"型;毛乌素沙地中间锦鸡儿的光合速率在引种前为4.5μmol·m^-2·s^-1,引种后降低了3倍,光合日变化曲线由"双峰"型变为"单峰"型;在相同的环境条件下,柠条和中间锦鸡儿光合等特性相似,以小叶锦鸡儿光合速率最低,引种前后降幅最大,说明其对引种地的适应性不及中间锦鸡儿。     

气候变化下基于物种与植物耦联机制的小白额雁(Anser erythropus)潜在生境及适宜性研究--以长江流域中下游为例

气候变化和人类活动通过改变物种生境而影响物种多样性。小白额雁是长江流域中下游的一种具有较高生态价值的食草型濒危候鸟,受气候变化和人类活动威胁。本文以小白额雁为代表性物种,定量分析了气候变化对长江流域中下游候鸟潜在生境及适宜性空间分布格局的影响。采用Maxent模型模拟了当前情景和全球环流模型(GCMs)气候场景下小白额雁潜在生境及其适宜性分布。研究结果表明,小白额雁分布特征与其栖息地周边植物分布呈显著相关关系;运用Maxent模型模拟小白额雁六种主要食源植物的分布特征,并将其结果作为环境变量,将显著改善小白额雁潜在生境及其适宜性模型的模拟性能;在两种典型浓度情景(RCP 2.6和RCP8.5)下,2070年小白额雁潜在生境适宜性面积将下降。为应对气候变化对小白额雁的影响,应采取更加合理的管理措施和保护政策,包括调整保护区的大小、形状和用途。     

Impacts of Climate Change on Growth Period and Planting Boundaries of Spring Wheat in China under RCP4.5 Scenario

This article contributes to research on how climate change will impact crops in China by moving from ex-post empirical analysis to forecasting. We construct a multiple regression model, using agricultural observations and meteorological simulations by GCMs, to simulate the possible planting boundaries and suitable planting regions of spring wheat under RCP4.5 scenario for the base period 2040s and 2070s. We find that the south boundary of possible planting region for spring wheat spreads along the belt: south Shandong-north Jiangsu-north Anhui-central Henan-north Hubei-southeast Sichuan-north Yunnan provinces, and will likely move northward under RCP4.5 scenario in 2040s and 2070s, resulting in the decrease of possible planting area in China. Moreover, the sowing and harvest date of spring wheat in the base period shows a gradually delayed phenomenon from the belt: south Xinjiang - Gansu, to the Tibet Plateau. As a result, the growth period of spring wheat in China will shorten because of the impacts of climate change. These results imply that a variety of adaptations measures should be set up in response to changing climatic conditions, including developing the planting base for spring wheat, restricting the planting area of spring wheat in sub-suitable areas at risk while expanding the planting area of optimal crops.