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气候变化背景下西藏刺柏属植物潜在适生区预测

李国营

气候变化背景下西藏刺柏属植物潜在适生区预测

李国营1
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作者信息

  • 1. 西藏农牧学院
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摘要

刺柏属(Juniperus)植物是西藏高山植被重要组成树种,在西藏困难地造林、高山植被绿化及植被恢复中发挥重要生态功能的乡土植物。青藏高原是我国气候变化“启动器”,西藏作为青藏高原的核心主体部分,是全球变暖最敏感的区域。在全球气候变暖的背景下,西藏刺柏属植物随气候变化其分布区是否发生变化,还未系统开展过相关研究。最大熵模型能用不多的样本量,获得准确率较高的物种分布区预测结果,使其常应用于外来物种入侵预警、经济植物和植被恢复树种适宜区域划分、气候变化下预测物种潜在分布、濒危物种适生区分布预测等方面的研究。本文利用MaxEnt模型,将西藏刺柏属植物分布数据与其相对应的环境变量联系起来,通过贡献率、置换重要值和刀切法检验分析影响刺柏属分布的主导环境变量,并在此基础上探讨刺柏属植物在西藏的潜在分布区以及未来变化趋势,对西藏刺柏属植物划区保护和利用刺柏属植物开展西藏困难地造林工作具有重要参考依据。结果表明: 1.依据贡献率、置换重要值和刀切法检验分析发现刺柏属5个物种的主导环境因子累计贡献率均在70.0%以上。当前时期,影响高山柏(J.squamata)分布的主导环境因子为温度季节性变动(bio4)、年平均降水量(bio12)、平均昼夜间温度差(bio2)和最低温季降水量(bio19),累计贡献率78.1%;影响垂枝柏(J.recurva)分布的主导环境因子为最冷月份最低均温(bio6)、年平均温度差(bio7)、温度季节性变动(bio4)、平均昼夜间温度差(bio2),累计贡献率达71.4%;影响大果圆柏(J.tibetica)分布的主导环境因子为温度季节性变动(bio4)、最高温季降水量(bio18)、年平均温度差(bio7)、基本饱和度(t_bs),累计贡献率70.6%;影响垂枝香柏(J.pingii)分布的主导环境因子为温度季节性变动(bio4)、最寒冷季节均温(bio11)、年平均温度差(bio7)、年平均降水量(bio12),累计贡献率77.5%;影响滇藏方枝柏(J.indica)分布的主导环境因子为温度季节性变动(bio4)、年平均降水量(bio12)、海拔(alt)、降水季节性变动(bio15),累计贡献率71.4%。 2.当前时期高山柏潜在适生区主要分布在西藏南部、东南部和东部地区,从西部冈底斯山脉南坡到东部横断山呈连续分布,总适生区面积为4.10×105km2,中高适生区面积为2.03×105km2;垂枝柏潜在适生区主要分布在西藏南部和东南部,垂枝柏在西藏呈间断块状分布,有两个主要分布区。一个区域位于喜马拉雅南部北坡和冈底斯山脉南坡之间的区域,另一个区域位于喜马拉雅山东段至横断山区,总适生区面积为2.19×105km2,中高适生区面积为1.00×105km2;大果圆柏主要分布在西藏南部和西藏东南部地区,中西区也有少量分布,从西部雅鲁藏布江及支流(拉萨河和尼洋河)流域至东部三江流域呈连续条带状分布,总适生区面积为2.51×105km2,中高适生区面积为1.20×105km2;垂枝香柏潜在适生区主要分布于西藏南部、东南部和东部地区,从西部象泉河流域到东部三江流域均有分布,在西部的象泉河和马甲藏布流域呈点状分布,总适生区面积为3.44×105km2,中高适生区面积为2.39×105km2;滇藏方枝柏潜在适生区主要分布在西藏南部及东部地区,西藏南部喜马拉雅山北坡和东南部念青唐古拉山、西藏的东部横断山区,西部的象泉河流域有点状分布,总适生区面积为2.14×105km2,中高适生区面积为7.41×104km2。 3.2050s和2090s时期,在SSP245和SSP370两种气候情景下,5种刺柏属植物在西藏的总适生区面积与当前相比均呈现减少的趋势。高山柏中高适生区面积均减少;垂枝柏高适生区面积在2090s时期SSP245气候情景下增加,其余均减少,中适生区面积在2050s时期SSP370气候情景下增加,其余均减少;大果圆柏中高适生区面积均减少;垂枝香柏高适生区面积在2090s时期SSP370气候情景下增加,其余均减少,中适生区面积均减少;滇藏方枝柏高适生区面积在SSP245气候情景下均增加,在2050s时期SSP370气候情景下减少,在2090s时期SSP370气候情景下增加,中适生区面积均减少。 4.本研究揭示刺柏属植物分布的主导环境因子是气候因子,其次为海拔;描绘当前和未来不同时期刺柏属植物在西藏的潜在适生区分布图。该成果避开利用该属植物开展植被恢复的危险区域,为科学合理有效开展西藏刺柏属植物划区保护和利用刺柏属植物开展西藏困难地造林工作提供参考。

关键词

刺柏属/气候变化/适生区预测/Maxent模型

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授予学位

硕士

学科专业

资源利用与植物保护

导师

林玲/金增涛

学位年度

2023

学位授予单位

西藏农牧学院

语种

中文

中图分类号

S7
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