2018年11月11日

自然保護地保護的是物種多樣性

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空間尺度轉換突破數據對MaxEnt模型的限制

作為一個自然保護區的研究機構

最近又出新成果

空間尺度轉換突破數據對MaxEnt模型的限制

尺度與格局是生態學研究的核心問題, 也是統一種群生物學與生態系統科學、綜合基礎生態學與應用生態學的關鍵(Levin, 1992)。最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是生態學研究的熱點工具, 其對空間尺度變化的適用能力是其進一步發展與應用的重要制約因素。

文章《基于最大熵模型的不同尺度物種分布概率優化熱點分析:以紅色木蓮為例》基于有效的地理分布位點, 構建三江并流、云南省與全國尺度下紅色木蓮(Manglietia insignis)的建模區域, 并通過相關性檢驗篩選出各尺度下參與建模的環境因子數據, 在3個空間尺度下建立了紅色木蓮的MaxEnt模型, 結合優化的熱點分析工具(optimized hot spotanalysis)識別物種分布概率的熱點分布格局, 探索紅色木蓮的潛在分布預測對空間尺度的響應情況。

主要開展以下三個方面的研究

1紅色木蓮MaxEnt模型在3個尺度下預測精度的穩定性

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-環境關系的尺度效應

紅色木蓮

模型預測精度的評估結果表明3個尺度下紅色木蓮的MaxEnt模型都有良好的預測效果。各尺度MaxEnt模型預測的紅色木蓮適生區格局呈現一致性分布趨勢, 均集中在獨龍江、怒江、瀾滄江3個流域。

熱點分析的結果比MaxEnt模型的直接預測結果更加清晰地呈現了紅色木蓮的適生區空間格局, 并且不同尺度間的一致性更加明顯, 可見熱點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, 特定尺度下的空間格局可能存在特定主導因子(Wiegand et al, 2007)。

3個空間尺度下紅色木蓮的潛在適宜性及其質心分布

由此可見, 紅色木蓮在不同空間尺度下的預測模型有著穩定的性能表現與良好的預測效果, 可以通過空間尺度的轉換解決基礎數據收集困難的問題, 但在挑選參與建模的環境因子時應充分考慮空間尺度對物種分布的影響。此外, 我們建議在野外實地調查與野生生物資源保護中加強對普通物種的關注, 在預測物種地理分布的研究中將MaxEnt模型與熱點分析結合使用。

3個空間尺度下紅色木蓮分布概率的優化熱點分析