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基于生态位模型预测吉林省东部山区原麝及獐潜在分布

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气候变化对物种适宜性分布的影响日渐显著,确定环境条件与物种适宜性关系,对于预测物种潜在适宜分布区以及栖息地监测恢复十分重要,野生动物选择栖息地时需考虑多种因素,包括食物资源的获取和避免被捕食的风险等,根据预测结果可进行适宜性评价从而实施相应的保护措施。气候变化条件下的分析预测是以低成本评估物种潜在适宜分布区变化的高效措施,可提前为野生动物适宜分布区变化做好相应准备,以提高物种保护效率。本文以吉林省东部山区国家Ⅰ级保护陆生动物原麝(Moschus moschiferus)和国家Ⅱ级保护陆生动物獐(Hydropotes inermis)为研究对象,依据气候变量、地形变量、植被类型和人为干扰等环境变量,运用 MaxEnt模型和基于 R 语言的 Biomod2组合模型,从预测潜在适宜区及分布区质心移动轨迹、分布面积变化、对气候变化的响应、单一和组合预测方式以及主导环境变量分析等多个角度,分别对原麝和獐在吉林省东部山区的潜在适宜分布格局进行了科学性分析,最终得到基于生态位模型的原麝和獐在吉林省东部山区的潜在适宜分布区范围。主要研究结论如下: 通过比较 Biomod2 模型中的人工神经网络(ANN)、广义相加模型(GAM)、广义线性模型( GLM )、广义推进模型( GBM )、灵活判别分析( FDA )、多元适应回归样条(MARS)、表面分布区分室(SRE)、随机森林(RF) 等 8种单一模型和组合模型(EM)的 ROC、KAPPA、TSS 等评价指标发现,组合模型的准确性和稳定性最高。在当前气候条件下,预测的原麝潜在适宜分布区主要位于延边朝鲜族自治州的珲春市哈达门乡、汪清县复兴镇、白山市长白县。獐的潜在适宜分布区范围主要位于延边朝鲜族自治州东西部及通化市南部。在未来气候条件下,组合模型预测的两物种高适宜分布区均呈缩减趋势,不适宜分布区面积呈现扩增趋势。其中,原麝潜在适宜区面积变动为-1.18%~-62.25%,獐潜在适宜区面积变动为-56.25%~9.82%。 据预测结果可知,MaxEnt模型预测原麝潜在适宜分布区的训练和测试数据集的 AUC 值分别为 0.976和 0.985,獐潜在适宜分布区的训练和测试数据集的 AUC 值分别为 0.969和0.957,均达到极好水平。当前气候条件下,原麝的潜在适宜分布区范围主要集中在延边朝鲜族自治州的珲春市、汪清县、安图县和敦化市,以及白山市的长白县和抚松县等地区,其潜在适宜分布区质心位于延边朝鲜族自治州偏西北部。獐的潜在适宜分布区范围主要位于延边朝鲜族自治州西北部、东南部以及通化市南部等地区,其潜在适宜分布区质心位于白山市偏西北部。随着全球气候变暖,原麝和獐的潜在高适宜分布区不断减少。 研究结果表明:(1)影响原麝潜在适宜分布的主要环境变量有针阔混交林和bio10-最暖季度均温,且最暖季度均温在 9℃时分布概率达到最高且趋于稳定。(2)獐偏好分布于海拔较低且地势平缓的草本覆盖层。(3)原麝和獐的潜在适宜分布区面积大小与典型浓度路径 CO2排放量呈负相关,随着全球气候变暖,至 2050s 和 2070s,原麝在延边朝鲜族自治州及白山市的潜在高适宜分布区面积减少,潜在低适宜分布区面积有部分扩增现象。(4)同时原麝在珲春市、汪清县、安图县、敦化市以及白山市的长白朝鲜族自治县、抚松县的潜在高适宜分布区显著减少。至 2050s 和 2070s,獐在延边朝鲜族自治州的敦化市及通化市高适宜分布区面积缩减,不适宜分布区面积整体呈增加趋势。 未来气候变化背景下,基于物种现存的适宜分布区域,随着时间推移,温度持续上升,原麝和獐的潜在适宜分布区面积逐渐缩减,且不断破碎化。在气候变化条件下,对于原麝和獐显著减少的潜在高适宜分布区应提前规划好生态廊道,对其现有的适宜分布区进行及时有效的保护措施。

刘炳莲

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原麝 獐子 潜在分布 生态位模型

硕士

野生动植物保护与利用

朱洪强

2023

吉林农业大学

中文

Q95