气候变化对6种荒漠动物分布的潜在影响

分析气候变化对动物分布的影响,对气候变化影响下保护生物多样性具有重要的意义。利用CART(classification and regression tree,分类和回归树)模型,采用A2和B2气候变化情景,模拟分析了气候变化对鹅猴羚（柴达木亚种）、鹅猴羚（南疆亚种）、草原斑猫、蒙古野驴、石貂和野骆驼适宜分布范围及空间分布格局影响。结果显示,气候变化下,这些动物目前适宜分布范围将缩小,到2081—2100年时段,鹅猴羚（南疆亚种）、草原斑猫和蒙古野驴变化幅度最大,鹅猴羚（柴达木亚种）、石貂和野骆驼次之。另外,从1991—2020年时段到2081—2100年时段,鹅猴羚（柴达木亚种）、石貂和野骆驼新适宜及总适宜分布范围随时间段呈增加趋势,其他动物这些范围呈现减小的趋势。蒙古野驴目前适宜分布区西部、北部、南部和东南部一些区域将不适宜,新适宜分布范围将向青海西北部和西藏西部扩展;鹅猴羚（南疆亚种）适宜分布区极大破碎化,新适宜范围在新疆西部、北部及昆仑山呈零星分布;草原斑猫目前适宜区南部、西部和东部一些区域将不适宜,新适宜分布范围将向目前适宜分布区西部、北部、南部扩展;其他动物主要是目前适宜分布区南部及东南部一些区域不适宜,新适宜分布区将向目前分布区西部、西北和北部扩展。这些动物适宜分布范围变化与我国年均气温和降水量变化相关性不一致,多数物种相关性较低,并且这些物种适宜分布范围没有随年均气温变化和降水量变化而线性改变,多数物种回归关系决定系数较小。结果说明,气候变化背景下,近期将使这些动物适宜分布范围减少,新适宜分布范围增加,分布空间格局改变。     

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041-2060年及2061-2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10^5 km^2,高适宜生境为7×10^4 km^2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。     

巴丹吉林沙漠边缘地区植被特征

通过在巴丹吉林沙漠野外植被调查,描述了植被的生活型和群落的空间分布特征,分析了植被多样性、优势度及均匀度指数,并探讨了历年来气候变化对植被分布的影响。结果表明：（1）巴丹吉林沙漠植物种类较少,可分为小乔木、灌木、小灌木、半灌木、多年生草本和一年生草本6类生活型。其中灌木种类最为丰富,小乔木最少。（2）巴丹吉林沙漠东南一带物种丰富度和多样性高于西北一带,南缘地区植被群落分布及植被群落多样性亦均高于北缘地区。（3）近53 a巴丹吉林沙漠气温发生显著变化,蒸发量增加。南缘地区增温而降水减少。这种变化对于以水分为主导因子的沙漠地区植被发育来说极为不利,有加剧沙漠南缘荒漠化的威胁。     

不同气候变化情景下亚洲北山羊（Capra sibirica）的响应（英文）

目前很少见到关于气候变化影响亚洲北山羊物种栖息地的研究。通过调查气候变化对塔吉克斯坦东部亚洲北山羊(Capra sibirica)分布的影响,并采用生态位建模比较了亚洲北山羊的适宜栖息地的当前与未来分布情况。预计到2070年,现有适宜栖息地的18%(2689 km^2)将变得不适宜亚洲北山羊的生存,损失的区域主要位于研究区域的东南部和西北部地区。新的适宜栖息地可能会扩展到当前亚洲北山羊范围之外:到2070年将扩展30%(4595 km^2)的范围,这些区域与亚洲北山羊现有的分布有很强的相关性。东南部的损失与该地区当前大多数的亚洲北山羊栖息地重叠,主要出现在比研究区域海拔低得多的区域(3500–4000 m)。当同时考虑损失和收益时,亚洲北山羊可能会净扩展到新的适宜栖息地。到2070年,亚洲北山羊的平均栖息地增加量约为30%(1379 km^2),表明适宜栖息地已向北部低温栖息地转移。研究结果有助于规划气候变化情景下塔吉克斯坦东部山区对生物多样性保护的潜在影响。应该特别注意东南地区的高地山羊种群,那里的栖息地可能由于气候对山区生态系统的影响而变得不适合该物种继续生存。     

气候变化下的孑遗植物裸果木(Gymnocarpos przewalskii)适宜生境分布

裸果木(Gymnocarpos przewalskii)为濒危孑遗植物,对荒漠生态系统具有重要意义。以生态位理论为基础,利用BIOMOD2建模平台中的5个模型算法(MaxEnt、RF、GBM、GAM、CTA)结合3大类19个环境气候因子数据构建组合物种分布模型模拟该物种在基准气候条件下的分布,并进一步预测在不同气候变化情景下分布范围的变化,进而为该物种原生产地保护及人工种植提供依据。结果表明:(1)Bio3(等温性)、Bio11(最冷季平均温度)、Bio12(年降水量)、Bio19(最冷季降水量)、slope(坡度)、T_caso4(表土硫酸钙含量)、T_gravel(表土砾石含量)、Tusda(表层土壤USDA分类)为影响该物种适宜生境分布的主要环境因子;(2)基准气候条件下,中国西北地区裸果木适宜生境面积约为0.59×10~6 km~2,主要分布于河西走廊及其周边区域,在塔里木盆地边缘也有较为集中的适宜生境分布。(3)在气候变暖的情景下该物种适宜生境面积略有增加,且不同气候变化情景差异较小,适宜生境整体北移。     

近15a新疆不同类型植被NDVI时空动态变化及对气候变化的响应

为了研究新疆不同类型植被对气候变化的响应,以地带性划分的植被类型作为研究对象,1998-2012年为时间尺度,利用GIS的空间分析方法结合数学统计方法,分析了新疆各地带植被覆盖变化的时空分布特征;并采用"多元回归+残差插值"的方法,模拟了气温和降水量的空间分布;利用SPOT VGT/NDVI数据以及气候数据(气温和降水量数据),分析了5个不同地带植被的动态变化、年际变化和生长季内各月变化及其对气候变化的响应。结果表明:(1)新疆各地带植被覆盖度存在着显著差异,其中,温带北部草原地带高植被区和浓密植被区的范围较广,植被覆盖度较高,而高寒荒漠地带的极低植被区占该地带面积的一半以上,且植被覆盖度最低。(2)新疆各地带植被覆盖在近15 a间呈波动增加的趋势,5个地带的植被覆盖均有所改善,其中,高寒荒漠地带和暖温带半灌木、灌木地带的植被覆盖改善较为明显,其余3个地带均有少部分地区出现轻微改善现象。(3)温带半灌木、矮乔木荒漠地带,暖温带半灌木、灌木荒漠地带和温带半灌木、灌木荒漠地带4~10月的平均气温呈上升趋势,而温带北部草原地带、高寒荒漠地带对应的平均气温则出现下降趋势。5个地带的降水量在该时段内均表现为下降趋势。(4)基于年际尺度,新疆各地带植被NDVI与气温、降水量的相关性均不显著;基于月尺度,各地带植被NDVI受降水量的影响比气温大。同时,仅有暖温带半灌木、灌木荒漠地带植被NDVI与气温存在1个月的滞后性,其余4个地带对气温和降水均不存在滞后性。     

福建省永安市贡川镇低产丝栗栲次生林特征

福建省永安市贡川镇丝栗栲次生林为强度人为干扰下形成的低产林分,林分平均胸径、树高、密度、单位面积蓄积量和平均年生长量分别为19.3 cm、12.2 m、600 N/hm2、114.0 m3/hm2和2.07 m3/(hm2.a)。林分郁闭度达0.8以上,群落明显分乔木层、灌木层及草本层;灌木层植物25种,其中乔木幼树11种。乔木层分两亚层;乔木层物种丰富度R、多样性指数SW、均匀度E和生态优势度ED分别为30、3.92、0.8和0.1。灌木层中的乔木幼树有11种,株数密度为10 600 N/hm2;林分相对直径分布范围0.31~2.59,直径分布为反J型,表现为异龄林特征。     

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。     

西藏灌木林种群分布格局

以西藏地区370个灌木林标准地调查数据为基础,计算了包括负二项式K值、方差/均值比率t值、丛生指标、平均拥挤指数、聚块性指标、扩散指标、格林指数和Cassic指标,定量测度了各标准地内种群的分布格局类型及集聚强度,分析了西藏灌木种群分布格局随海拔和坡度的变化特征。研究结果表明,1.西藏优势灌木种群分布格局包括集群分布和随机分布两种,其中,随机分布占60%;2.随着海拔及坡度的增加,西藏灌木种群均呈现由集群分布向随机分布变化的趋势,且大部分地区的灌木种群呈随机分布。     

闽东茶叶气候适宜度变化特征

茶是中国主要的经济作物之一,气候变化对茶叶生长具有重要的影响。采用福建省主要产茶区闽东9县市1981—2013年气候要素资料,应用模糊数学方法构建茶叶适宜度模型,分析茶叶气候适宜度年际、年代及季节变化特征,运用Arcgis地理信息软件对闽东茶叶气候适宜度年代空间变化分布进行区划分析。结果表明,闽东地区总体茶叶生长的气候条件好,适宜度高。但也存在一些制约因素,影响山区茶叶适宜条件的主要气候要素是积温,而沿海则是相对湿度和干燥度。受气候变化影响,闽东茶叶适宜度随年际波动明显,沿海茶叶适宜度年代变化幅度比山区大,波动更不稳定,其变差趋势也比山区更显著。季节性特征显示春、夏、秋3个季节适宜度也都随年代波动幅度增大而数值呈减小趋势,其中春茶适宜度变化小,而夏、秋茶变差趋势显著。针对气候变化对闽东茶叶适宜度的不利影响,建议可以通过基础设施建设,改善茶园小气候条件和加强防灾能力加以应对。     

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。     

气候变化对植被和土壤的影响效应

全球气候变化已是当今世界研究的热点。近年来,气候变化对陆地植被以及土壤的影响研究已经广泛开展。通过系统收集和整理气候变化对植被和土壤影响国内外相关研究结果,有利于进一步认识气候变化给生存环境带来的影响。大量野外定量分析以及经验模型预测等方法研究表明:气候变化对陆地植被产生了重要影响,主要表现在植被分布范围、生产力以及多样性的改变。气候变化也会使土壤基本性质发生变化,同时土壤作为全球碳循环过程中重要的中间碳库,土壤有机碳库与气候变化有着密切的关系,气候变暖与土壤有机碳库的分解互为反馈。     

新疆地区药用植物地理分布模式和气候特征研究

植物分布与区域气候有密切关系。新疆多样性地形地貌形成各具特色的区域气候特征,孕育了丰富的药用植物资源。依据新疆地区药用植物地理分布和区域气候两方面研究药用植物地理分布模式和气候特征,基于第三次中药资源普查数据得到新疆地区甘草、紫草、麻黄、肉苁蓉、枸杞等主要中药材空间分布图,并计算相关地区的物种丰富度和多样性指数。结果显示：新疆天山山脉地区药材种类丰富度最高,是新疆野生药材主要的分布区。同时,基于ArcGIS平台将年均温、年降水量等10个气象因子数据进行空间分类,得到气候因子数值在新疆地区的空间分布。新疆地区气候特征是以天山为分界线的南疆年平均温度和活动积温明显高于北疆,原因是天山山脉的屏障作用;降水与我国内陆格局不同,新疆降水量空间分布呈现东少西多格局;新疆最具特色的两个地区：一是伊犁塔城地区气候温和,雨量充沛,药材种类繁多;二是新疆南疆的喀什地区,较高的1月份最低温保证了植物的越冬需要,是植物栽培的必要条件。     

山东湿地植被类型和演替规律的研究

山东湿地共分布有湿地高等维管植物70科277种、苔藓植物12科24种,在植物种类组成上以莎草科和禾本科植物等最为丰富。植被类型有灌丛、灌草丛、草甸、盐生、沙生、沼生和水生植被等7种。湿地植被的分布既受地理位置、气候、海拔等影响,又受制于水分、土壤和土壤含盐量等因素。湿地演替是植物群落的演替过程,即随着湿地的发育,特别是土壤水分和营养的变化,导致植物种类和群落发生改变的过程。湿地植物群落演替是气候、水文以及地貌、土壤等自然要素综合作用的结果,客观反映了湿地的形成、发育与演替过程。     

近30年中国中东部地区植物分布变化

在全球气候变暖背景下,某些植物分布范围会发生明显变化。但已有研究尚未对中国中东部地区近30年来的植物分布变化进行系统总结。采用荟萃分析方法（meta-analysis）,通过搜集已发表文献中关于植物引种、植被和物种分布及其变化等数据资料,得到近15年119个植物物种的251条分布变化证据,经与《中国木本植物分布图集》中记载的原分布记录（约20世纪80年代至90年代）对比,统计了不同物种的分布范围变化,并分析了变化原因。结果表明：近30年来,统计物种中80%在水平地带上发生北移,平均移动值约为3.37°;中东部地区植物分布响应气候变化的区域集中在北亚热带常绿阔叶林—暖温带落叶阔叶林过渡带以及中温带针阔叶混交林过渡带。分析发现20世纪50年代以来中国绝大多数地区有显著的增温趋势,升温导致温暖指数（Warmth Index）增加,满足植物生长的热量需求,是植物北移的重要原因。     

Effects of climate change and urban development on the distribution and conservation of vegetation in a Mediterranean type ecosystem

Climate and land-use changes are projected to threaten biodiversity over this century. However, few studies have considered the spatial and temporal overlap of these threats to evaluate how ongoing land-use change could affect species ranges projected to shift outside conservation areas. We evaluated climate change and urban development effects on vegetation distribution in the Southwest ecoregion, California Floristic Province, USA. We also evaluated how well a conservation network protects suitable habitat for rare plant species under these change projections and identified primary sources of uncertainty. We used consensus-based maps from three species distribution models (SDMs) to project current and future suitable habitat for 19 species representing different functional types (defined by fire-response – obligate seeders, resprouting shrubs – and life forms – herbs, subshrubs), and range sizes (large/common, small/rare). We used one spatially explicit urban growth projection; two climate models, emission scenarios, and probability thresholds applied to SDMs; and high-resolution (90 m) environmental data. We projected that suitable habitat could disappear for 4 species and decrease for 15 by 2080. Averaged centroids of suitable habitat (all species) were projected to shift tens (up to hundreds) of kilometers. Herbs showed a small-projected response to climate change, while obligate seeders could suffer the greatest losses. Several rare species could lose suitable habitat inside conservation areas while increasing area outside. We concluded that (i) climate change is more important than urban development for vegetation habitat loss in this ecoregion through 2080 due to diminishing amounts of undeveloped private land in this region; (ii) the existing conservation plan, while extensive, may be inadequate to protect plant diversity under projected patterns of climate change and urban development, (iii) regional assessments of the dynamics of the drivers of biodiversity change based on high-resolution environmental data and consensus predictive mapping, such as this study, are necessary to identify the species expected to be the most vulnerable and to meaningfully inform regional-scale conservation.     

植物响应气候变化模型模拟研究进展

尽管温室气体的增温效应及幅度大小具有很大的不确定性 ,存在许多分歧 ,然而植物对于气候变化的响应研究仍然成为众多学者关注的热点。近十年来 ,国内外学者从模型模拟的角度进行了多层面定量研究。归纳起来 ,已有的模型可以归并为生物地理相关模型、生态响应面模型、立地模型、植物生理模型以及统计模型等五类。本文逐一进行了评述 ,分析了它们的优势与不足 ,最后对模型模拟的发展趋势进行了展望。     

贵阳木本植物始花期对温度变化的敏感度

植物物候期的温度敏感度反映了植物是怎样及在何种程度上响应气候变化,研究不同物种物候期的温度敏感度有利于鉴别易受气候变化影响的物种。现有关于始花期的温度敏感度研究主要集中在温带地区,在亚热带地区研究仍较少。本文以位于亚热带的贵阳为研究区,利用1980-2014年60种典型木本植物的始花期观测资料,分析了该地区植物始花期变化趋势及对气温变化的敏感度,评估了样本量大小对敏感度估计稳定性的影响。结果表明：①研究时段内贵阳发生了明显的气候变化,年平均气温显著升高,其中春、秋季的增温比夏、冬季显著。②绝大多数植物(88.3%)的始花期在研究时段内呈提前趋势,其中显著提前的占物种总数的21.7%(P<0.05);60种植物始花期总体的提前趋势为2.89 d/10 a。③绝大多数(88.3%)植物始花期的年际变化与最优时段内平均气温呈显著负相关(P<0.05),所有植物始花期的总体敏感度为-5.75 d/℃。④样本量大小对温度敏感度估计的稳定性有显著影响,15年长序列能将敏感度估计结果的波动范围以99%的概率控制在2 d/℃之内。     

长白山圆池泥炭沼泽演变及环境信息记录

通过分析长白山圆池泥炭剖面总有机碳含量、总正构烷烃含量、奇偶优势指数、(C23+C25)含量和2C31/(C27+C29)比值,讨论了泥炭发育不同时期植物输入情况,同时结合210Pb测年建立的年代序列来探讨该区的气候变化规律.研究结果显示,约1400年前,气候干冷,圆池尚没有出现沼泽化;1400年开始,气候稍暖,少量植物输入,圆池开始沼泽化;约从1860年至今,气候逐步转暖,大量植物输入,圆池沼泽化速度加快.