气候变暖对外来观赏植物潜在分布的影响毕业论文_生态学毕业论文

气候变暖对外来观赏植物潜在分布的影响毕业论文

2021-04-27更新

摘 要

气候变暖作为气候变化的主要特征,使植物的物候发生明显的转移,分布格局发生变化。这对于非本土植物,即外来植物而言,其适生范围存在进一步扩张或缩小的可能。对于具有入侵风险的外来植物而言,扩大的适生范围存在引起物种入侵风险的上升。因此,对引种到我国的外来植物进行适生区模拟预测,对控制入侵风险有一定的借鉴意义。本文以原产于美洲的双荚决明(Cassia bicapsularis)为研究材料,在收集了双荚决明在中国的分布记录后,结合19个生物气候变量,运用Maxent生态学模型和地理信息系统ArcGIS,对其在中国的适生区进行预测,并依据未来气候数据,对2070年外来植物可能适生区进行预测,以期为可能入侵的外来植物控制与预防提供线索。

结果表明:1. MaxEnt模型的预测准确度极高, 受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)分别为0.923和0.924;2. 在现代,双荚决明的高度适生区范围主要集中在福建、广东、广西等省沿海地区;中度适生区主要集中在广东、广西、成都等省市大部分地区;一般适生区主要集中在湖南、江西、福建、浙江、海南等省大部分地区;低度适生区主要集中在云南省大部分地区和台湾西部地区;其它地区则为双荚决明的不适生区。3. 到了2070年,双荚决明的高度适生区范围主要集中在广西省中部、成都市周围、广东和福建省沿海地区;中度适生区主要集中在广东、广西、湖南和江西等省大部分地区;一般适生区主要集中在湖北省、浙江省、福建省、四川省东部和安徽省南部等地区;其它地区则为双荚决明的不适生区。4. 2070年,双荚决明适生区面积与现代相比,高度适生区面积增长25%;中度适生区面积增长4.12%;一般适生区面积减小了12.23%;低适生区面积增长0.82%;不适生区面积增长0.86%。综上所述,适生区域发生扩张,高度、中度区有向北扩张的趋势。

目前,双荚决明的实际分布区远未达到其潜在的最大分布区,而在未来,双荚决明的适生区域很可能发生扩张,因此为防止其对预测地区植物多样性造成更多的威胁,需采取一定的手段进行防控,减少扩散。

关键词:气候变暖;双荚决明;Maxent;潜在分布区预测;外来植物

Impact of Climate Change on Potential Suitable Distribution of Cassia bicapsularis

Climate warming, as the main feature of climate change, causes obvious shifts in phenology and changes in the distribution pattern of plants and even species invasion. Cassia bicapsularis, native to the tropical region of America, has been widely distributed in Guangdong and Fujian in China, with its warmer global warming and its stronger ability to reproducing and adaptation. Based on the records of distribution of Cassia bicapsularis in China and 19 bioclimatic variables, this research predicted the potential geographical distribution areas of double cheek Cassia in China combined with the Maxent ecological model and the geographic information system (ArcGIS).

The results showed that the prediction accuracy of the 1. MaxEnt model was very high, and the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) was 0.923 and 0.924 respectively. 2. the area of modern double pods is mainly concentrated in the coastal areas of Fujian, Guangdong, Guangxi and other provinces, and the moderate areas are mainly concentrated in Guangdong, Guangxi, Chengdu and other provinces and cities. The general habitat areas are mainly concentrated in most areas such as Hunan, Jiangxi, Fujian, Zhejiang, Hainan and other provinces. The low degree of habitat is mainly concentrated in most areas of Yunnan province and Western Taiwan, and the other areas are discomfort zones of double pods. 3. In the past2070 years, the range of highly suitable area of Cassia Cassia is mainly concentrated in the middle of Guangxi Province, Chengdu City, Guangdong and Fujian Province, and the moderate area is mainly concentrated in most areas of Guangdong, Guangxi, Hunan and Jiangxi, and the general habitat is mainly concentrated in Hubei, Zhejiang, Fujian and Sichuan province. And other parts of southern Anhui Province, while other areas are discomfort areas of Cassia Pall.4. In the past2070 years, compared with the modern area, the area of the highly adapted region increased by 25%, the area of moderate habitat area increased by 4.12%, the area of the normal habitat decreased by 12.23%, the area of the low habitat area increased by 0.82%, the area of the unsuitable region increased by 0.86%, the area in the suitable region expanded, and the high and moderate areas expanded northward.

At present, the actual distribution area of the double pod Cassia is far from the largest potential distribution area, and in the future, the suitable region of the double pod Cassia is likely to expand. Therefore, in order to prevent it from causing more threat to the plant diversity in the forecast area, a certain means should be taken to prevent and control and reduce the diffusion.

Key word:Climate warming;Exotic plants;Cassia bicapsularis;Maxent;Potential suitable distribution。

目录

1前言 1

1.1引言 1

1.2生物入侵的相关概念 1

1.3外来物种潜在分布区的研究概况 2

1.4 双荚决明的研究现状 4

2研究内容和技术路线 6

2.1研究内容 6

2.2技术路线 6

3材料与方法 7

3.1试验材料 7

3.1.1双荚决明的分布数据 7

3.1.2 环境变量数据 7

3.1.3.地图数据 8

3.2预测方法 8

4结果与分析 10

4.1模型结果分析 10

4.2环境变量的重要性 11

4.3预测分布区 12

5结论与讨论 15

5.1结论 15

5.2气候因子对双荚决明适生区的影响 15

5.2.1气候因子对双荚决明适生区的制约 15

5.2.2 温度因子对双荚决明适生区的影响 16

5.2.3降水因子对双荚决明适生区的影响 16

5.3现代与未来两个时期双荚决明适生区的变化 16

5.4本研究的局限性 17

致 谢 18

参考文献 19

附录 1 22

1前言

1.1引言

随着气候变化对全球生态影响的不断加剧,人们愈发关注气候变化。气候是决定物种地理分布范围的最主要因素[1],而全球变暖作为气候变化问题的代表,尤为受到关注。气候变暖可能造成物种分布范围的扩大(如生物入侵)、转移和缩小(如物种灭绝)。大量的监测和模型模拟研究表明,20世纪开始的全球温室效应不断继续着,而且有不断扩大的趋势[2]。全球平均地表温度在20世纪已经增加了大约0.6K[3],并且在未来几十年可能还会快速地继续上升[4],近50 年的变暖率几乎是近百年的2倍。陆地的变暖速度快于海洋,全球增温最大地区位于北半球高纬地区[5]。温度在决定植物和动物生活周期中扮演着重要角色。气候变暖使许多物种的物候发生迅速而明显地转移[6]。全球变暖也可能引起物种的分布格局发生变化,从而引起物种入侵。

由于外来入侵种的生物学、生态学特性使得生物入侵造成的生态、进化的影响相当严重。外来入侵种的基本特征是具有较强的适应性,分布广泛,进而取代本地种,破坏本地种生态群落的结构和功能,导致生物多样性降低[7、8]。这些物种的扩张降低了本地物种和动物区系的独特性,导致全球物种组成的趋同[9]。因此,外来入侵物种给自然生态系统造成的最大危害是威胁本土生物多样性,是仅次于栖息地破坏的物种濒危原因[10]

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