2018年11月11日

自然保護(hù)地保護(hù)的是物種多樣性

微信公眾號(hào)：自然保護(hù)地研究中心

空間尺度轉(zhuǎn)換突破數(shù)據(jù)對(duì)MaxEnt模型的限制

作為一個(gè)自然保護(hù)區(qū)的研究機(jī)構(gòu)

最近又出新成果

空間尺度轉(zhuǎn)換突破數(shù)據(jù)對(duì)MaxEnt模型的限制

尺度與格局是生態(tài)學(xué)研究的核心問題, 也是統(tǒng)一種群生物學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)、綜合基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)與應(yīng)用生態(tài)學(xué)的關(guān)鍵(Levin, 1992)。最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)工具, 其對(duì)空間尺度變化的適用能力是其進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用的重要制約因素。

文章《基于最大熵模型的不同尺度物種分布概率優(yōu)化熱點(diǎn)分析:以紅色木蓮為例》基于有效的地理分布位點(diǎn), 構(gòu)建三江并流、云南省與全國尺度下紅色木蓮(Manglietia insignis)的建模區(qū)域, 并通過相關(guān)性檢驗(yàn)篩選出各尺度下參與建模的環(huán)境因子數(shù)據(jù), 在3個(gè)空間尺度下建立了紅色木蓮的MaxEnt模型, 結(jié)合優(yōu)化的熱點(diǎn)分析工具(optimized hot spotanalysis)識(shí)別物種分布概率的熱點(diǎn)分布格局, 探索紅色木蓮的潛在分布預(yù)測對(duì)空間尺度的響應(yīng)情況。

主要開展以下三個(gè)方面的研究

1紅色木蓮MaxEnt模型在3個(gè)尺度下預(yù)測精度的穩(wěn)定性

2分析不同尺度下紅色木蓮分布概率的空間格局變化

3基MaxEnt模型建立的紅色木蓮物種-環(huán)境關(guān)系的尺度效應(yīng)

紅色木蓮

模型預(yù)測精度的評(píng)估結(jié)果表明3個(gè)尺度下紅色木蓮的MaxEnt模型都有良好的預(yù)測效果。各尺度MaxEnt模型預(yù)測的紅色木蓮適生區(qū)格局呈現(xiàn)一致性分布趨勢, 均集中在獨(dú)龍江、怒江、瀾滄江3個(gè)流域。

熱點(diǎn)分析的結(jié)果比MaxEnt模型的直接預(yù)測結(jié)果更加清晰地呈現(xiàn)了紅色木蓮的適生區(qū)空間格局, 并且不同尺度間的一致性更加明顯, 可見熱點(diǎn)分析在很大程度上能消除空間尺度給MaxEnt模型帶來的不確定性影響。刀切法(Jackknife)分析表明, 紅色木蓮的空間分布格局存在著尺度依賴效應(yīng), 特定尺度下的空間格局可能存在特定主導(dǎo)因子(Wiegand et al, 2007)。

3個(gè)空間尺度下紅色木蓮的潛在適宜性及其質(zhì)心分布

由此可見, 紅色木蓮在不同空間尺度下的預(yù)測模型有著穩(wěn)定的性能表現(xiàn)與良好的預(yù)測效果, 可以通過空間尺度的轉(zhuǎn)換解決基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集困難的問題, 但在挑選參與建模的環(huán)境因子時(shí)應(yīng)充分考慮空間尺度對(duì)物種分布的影響。此外, 我們建議在野外實(shí)地調(diào)查與野生生物資源保護(hù)中加強(qiáng)對(duì)普通物種的關(guān)注, 在預(yù)測物種地理分布的研究中將MaxEnt模型與熱點(diǎn)分析結(jié)合使用。

3個(gè)空間尺度下紅色木蓮分布概率的優(yōu)化熱點(diǎn)分析