广义模型及分类回归树在物种分布模拟中的应用与比较

比较3个应用较广的模拟物种地理分布模型:广义线性模型(GLM)、广义加法模型(GAM)与分类回归树(CART)对中国树种地理分布模拟的优劣,以提出更为合适的模拟物种地理分布模型,并用于预测气候变化对物种地理分布的影响。3个模型对中国15种树种地理分布的模拟研究表明:除对油松、辽东栎分布的模拟精度稍差外,对其余树种分布的模拟精度均较高,其中以GAM模型最好。结合地理信息系统(GIS),比较分析了这3个模型对青冈、木荷、红松和油松4种树种的地理分布模拟效果,结果亦表明:这3个模型均能很好模拟青冈和木荷的地理分布,而GLM模型对红松分布的模拟结果不太理想,3个模型对油松分布的模拟结果均不甚理想,其中以GLM模型最差。基于3个模型对未来气候变化下青冈与蒙古栎地理分布的预测表明:GLM模型与GAM模型对青冈分布的预测结果较为接近,青冈在未来气候变化情景下向西和向北扩展,而CART模型预测青冈在未来气候变化情景下除有向西、向北扩展趋势外,广东和广西南部的青冈分布区将消失;3个模型均预测蒙古栎在未来气候变化情景下向西扩展,扩展面积的大小为:模型的模拟面积>模型>模型。     

河南木札岭温带落叶阔叶林群落特征及主要乔木空间分布格局

以木札岭世界地质公园3 hm²的温带落叶阔叶林为研究对象, 分析了群落的物种组成、胸径结构、群落分类和主要物种的空间分布格局。结果显示: 样地内共有木本植物31科52属85种, 以蔷薇科、桦木科、卫矛科、忍冬科、杨柳科和槭树科为主, 锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)和华山松(Pinus armandii)为群落内优势种, 稀有种和偶见种分别占总物种数的20.0%和28.24%。物种径级分布遵从典型的倒“J”型, 植物群落更新状况良好。多元回归树经过交叉验证认为可将该样地划分为4个群落类型: 1)锐齿槲栎+华山松+秦岭木姜子(Litsea tsinlingensis) +微毛樱桃(Cerasus clarofolia) +三桠乌药(Lindera obtusiloba)群落; 2)锐齿槲栎+腺柳(Salix chaenomeloides) +湖北花楸(Sorbus hupehensis)群落; 3)锐齿槲栎+臭椿(Ailanthus altissima) +微毛樱桃+秦岭木姜子群落; 4)锐齿槲栎+白蜡(Fraxinus chinensis) +秦岭木姜子+山梅花(Philadelphus incanus)群落。在完全随机分布模型下, 样地中主要物种在整个研究尺度中全部呈聚集分布, 并且这些物种主要聚集分布在不同的生境中, 具有明显的地形生境偏好;在异质性泊松分布模型下, 这些物种在不同尺度上主要呈随机分布或规则分布。该研究结果表明地形生境异质性是影响木札岭样地物种空间分布的重要因素。通过该研究可增加对木札岭世界地质公园植物组成、群落结构和群落分布的认识, 同时可为该区域生物多样性保护和森林管理提供参考。     

秦岭落叶阔叶林25 ha森林动态监测样地物种组成与群落特征

秦岭落叶阔叶林是温带-亚热带过渡区保存较好的植被类型, 群落结构复杂。为了研究该过渡区植被的生物多样性维持机制, 按照CTFS (Center for tropical Forest Science)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的建设标准, 于2015年在陕西省佛坪国家级自然保护区的落叶阔叶林建立了一块面积25 ha的动态监测样地。本文对样地内胸径(DBH) ≥ 1 cm的所有木本植物进行了调查和统计, 分析了其物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局。结果表明: 样地内DBH ≥ 1 cm的木本植物独立个体有47,739株, 隶属于36科66属119种。温带区系成分的科和属分别占总科数和总属数的41.18%和60.00%, 温带区系特征明显。稀有种有51种, 占总树种的42.86%。落叶树种有106种, 占总树种的89.07%, 在样地内占绝对优势。重要值≥ 1的物种共有20个, 分别占样地总个体数和总胸高断面积的70.35%和57.41%, 重要值最大的物种分别是乔木层的锐齿栎(Quercus aliena var. acutesrrata)、亚乔木层的水榆花楸(Sorbus alnifolia)和灌木层的刺叶栎(Q. spinosa)。样地内所有个体的平均胸径为8.61 cm, 整体径级分布呈倒”J”型, 小径级个体较多, 群落更新良好。除了太白杨(Populus purdomii), 样地内优势种表现出大尺度的聚集分布, 且它们的分布与生境紧密相关, 不同物种表现出不同的生境偏好。     

云南宜良上新世栎属植物研究及其古环境指示意义

栎属(Quercus)植物叶片化石在新生代地层中分布普遍, 对亚热带常绿阔叶林具有重要的指示意义。本文对采自云南省宜良县上新统茨营组中的栎属植物叶片化石进行角质层结构分析, 结合叶形态特征, 系统描述了4种栎属植物: 阔叶栎(Quercus latifolia)、线叶栎(Q. scottii)、楔基栎(Q. simulata)和黄毛青冈相似种(Q. cf. delavayi)。通过对比化石和现生植物的叶形态和角质层特征, 本文认为叶片形状、叶基和叶尖特征、二级脉数量、表皮细胞和垂周壁特征、气孔大小和形状、气孔密度、毛基类型、形态和分布情况可以作为区分不同种类的特征, 但是不能只考虑其中的一个因素, 应该综合这些特征作为判断依据。结合宜良植物群中其他化石资料认为, 包括壳斗科柯属(Lithocarpus)、栲属(Castanopsis)以及樟科、榆科、木兰科等在内的植物, 代表了以栎属青冈组为优势树种的半湿润常绿阔叶林。宜良植物群与同时期相近纬度的植物群相比, 植被类型相似, 但是落叶成分较少。宜良植物群中的线叶栎、楔基栎和阔叶栎同晚始新世的线叶栎以及早中新世的楔基栎和阔叶栎相比, 形态并未发生大的变化, 与现生植物也非常相似, 进一步说明云南现代常绿阔叶林的主要成分来自于古老植物的承袭, 没有发生较大的改变。     

气候变化对中国大黄花虾脊兰及其传粉者适生区的影响

大黄花虾脊兰(Calanthe sieboldii)是典型的大陆与岛屿间间断分布的兰科物种, 适宜分布气候范围狭窄, 同时依赖特殊的传粉者传粉, 包括黄胸木蜂(Xylocopa appendiculata)、赤足木蜂(X. rufipes)和中华绒木蜂(X. chinensis)等3种木蜂属(Xylocopa)昆虫。本文通过R语言Biomod2程序包建立物种分布模型(SDM), 预测了2050年和2070年时大黄花虾脊兰及其传粉者在3种代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5与RCP8.5)下的分布格局, 以期为该濒危植物的保育提供参考。结果表明: 降水相关变量比温度相关变量对大黄花虾脊兰分布的平均解释率更高, 两者分别为25.4%和13.9%。当前大黄花虾脊兰适生区主要集中在华中和华东地区, 未来适生区的增减主要受到气候情景的影响, 其变化范围为-59.0%到34.7%, 并可能向更高海拔的地区移动; 未来木蜂适生区将净收缩16.4%-19.7%, 且主要向西北和东北移动; 因而两者共同分布的面积占大黄花虾脊兰适生区的比例未来相比当前的90.0%可能下降0.5%-11.4%, 表明大黄花虾脊兰分布可能受到未来气候变化和传粉者分布减少的双重影响, 因此对该物种或类似特化传粉的兰科植物进行保育时应当充分考虑传粉者因素。     

气候变化对亚热带常绿阔叶林优势类群樟属植物的影响及保护评估

常绿阔叶林的优势类群由于其个体数量多、盖度大、生物量高、生存能力强, 对维持相应生态系统的稳定起着主导作用。樟属(Cinnamomum)植物为亚热带常绿阔叶林的优势类群, 通过对其过去、当前和未来潜在分布区的研究可以了解该类群的变迁历史, 为理解亚热带常绿阔叶林动态变化提供帮助, 有助于亚热带常绿阔叶林保育策略的制定。本研究利用最大熵(MaxEnt)模型模拟了我国樟属47种植物在5个时期(末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期、当前和未来)的潜在分布区及物种丰富度热点区域。此外, 根据樟属植物的物种丰富度热点区域与自然保护区相叠加, 对当前自然保护区的保护状态进行了评估, 尤其是为保护亚热带常绿阔叶林而设立的自然保护区。结果表明: 樟属物种的潜在分布区在5个时期变化均不大, 仅在亚热带-温带交界处的各大山脉和平原之间出现局部收缩和扩张; 值得注意的是, 物种丰富度热点区域在5个时期变化明显, 末次盛冰期面积最大, 相较于末次间冰期、全新世中期和当前分别多96%、88%和37%; 未来(~2080年)两种不同温室气体排放典型浓度途径(representative concentration pathways, RCP) (RCP2.6和RCP8.5)下, 樟属物种丰富度热点区域面积将分别比当前收缩8.4%和10.0%, 并且随着温室气体排放的增加, 物种热点区域收缩趋势会更加明显。此外, 本研究发现樟属物种丰富度热点区域主要位于我国四川东南部、贵州南部、广西和广东, 然而仅7.5%位于现有自然保护区内, 未来自然保护区、国家公园等自然保护地的扩建、选址和规划应优先考虑四川东南部和华南地区。     

太白山锐齿栎林物种-多度分布格局

以太白山1.5 hm²的锐齿栎原始林和次生林样地中环境因子和胸径≥1 cm的木本植物调查数据为基础,采用统计模型(对数正态模型)、生态位模型(Zipf模型、断棍模型、生态位优先模型)和中性模型,拟合了锐齿栎群落的物种多度分布。结果表明: 太白山锐齿栎林物种多度分布格局受到生境异质性的影响。其中,地形因子对原始林物种分布影响较大,在凹凸度较大的生境中,物种分布同时受到中性过程和生态位过程的影响,但中性过程发挥的作用较小;而在凹凸度较小的生境中,中性模型被拒绝,物种的多度分布符合生态位理论的假设。在群落坡度大的区域,群落中生态位过程和中性过程同等重要;而在坡度较小的平缓区域,生态位分化对群落物种分布的影响较大。在次生林中,影响物种分布的因素主要是土壤养分。在次生林土壤速效磷含量高的生境中,生态位过程是影响群落物种分布的主要生态学过程;而在土壤速效磷含量低的生境中,中性过程和生态位过程在群落物种分布中同时存在。太白山锐齿栎林物种多度分布格局存在明显的尺度效应。原始林在20 m×20 m尺度上,生态位模型和中性模型都能预测物种多度分布,而在40 m×40 m和70 m×70 m尺度上,生态位过程可解释物种多度分布格局。在次生林样地20 m×20 m、40 m×40 m、70 m×70 m尺度上,生态位过程和中性过程共同作用于物种的分布,但是生态位过程更为重要。可见,除了尺度和生境异质性外,原始林与受干扰的次生林中的物种多度分布也存在明显的差异。     

基于生态位分化的秦岭松栎混交林建群种共存机制

在秦岭山脉中段设置15个油松-锐齿槲栎混交林调查样地,从物种组成、生态位宽度、建群种径阶结构等方面分析了该混交林的群落学特征,并运用典范对应分析技术(CCA)探讨了环境因子(地形、土壤养分)对群落物种分布及建群种形态特征的影响,以期揭示研究区松栎混交林建群种的共存机制。结果如下:(1)15个样地共记录维管束植物139种,隶属于53科102属,油松和锐齿槲栎的建群种优势地位突出,物种丰富度较高的科分别有:蔷薇科(10属13种)、菊科(6属10种)、百合科(5属10种)和禾本科(6属6种);(2)生态位计算结果表明,油松生态位宽度(B_i=2.674)和锐齿槲栎生态位宽度(B_i=2.679)均高于其它伴生种,且二者之间的生态位重叠值极小(0.1);(3)CCA排序显示,有机质、全氮、海拔和坡度是影响混交林群落物种分布的主要生境因子;(4)两种建群树种各自的4项形态特征指标(胸径、树高、株数、冠幅面积)沿着环境梯度在CCA二维排序图中呈现出明显相反的分布格局,海拔、坡位和速效氮是形成这种格局的主导因素;(5)Godron坐标计算结果表明该混交林群落稳定性相对较高,且油松、锐齿槲栎种群的径阶结构均表现为增长型。综上所述,秦岭山地海拔、坡度、坡位和土壤氮素等生境异质性促进了油松、锐齿槲栎的生态位分化,并能维持混交林群落中这两个建群树种的长期共存。     

三峡库区岸边共存松栎树种水分利用策略比较

对三峡库区木鱼岛上马尾松(Pinus massoniana)、槲栎(Quercus aliena)和栓皮栎(Q. variabilis)组成的针阔混交林成林和幼林的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、清晨和中午水势(ψ_pd和ψ_md)以及叶片稳定碳同位素(δ¹³C)进行了测定。实验结果表明:针叶树马尾松P_n、G_s均低于阔叶树槲栎和栓皮栎(差异达到极显著水平,p<0.001),但马尾松内在水分利用效率(WUE_i, P_n/G_s)却高于槲栎(p=0.003)和栓皮栎(p=0.025)。反映了裸子植物和被子植物木质部不同的水力特性。针阔叶树幼树的P_n和G_s高于成年树,但WUE_i和δ¹³C却低于成年树。表明水分利用效率与水分在树体内传输的距离有关。幼树属于挥霍型水分利用策略,成年树属保守型水分利用策略。三峡大坝的建设所造成的生态环境的改变可能会对三峡库区针阔混交林的演替产生一定的影响,但这需要长期的研究。     

秦岭南坡松栎林群落演替过程中物种组成及多样性动态分析

为揭示秦岭南坡植物群落演替与物种多样性之间的复杂关系,采用空间代替时间的方法在秦岭南坡油松林、松栎混交林和锐齿栎林群落典型分布区域设置45个样地进行了群落学调查,统计分析了油松林→松栎混交林→锐齿栎林这一演替序列过程中草、灌、乔3层的物种组成和α物种多样性动态。结果表明:(1)秦岭南坡油松林、松栎混交林和锐齿栎林3种群落共有维管植物312种,隶属于73科183属,其中草本植物136种,灌木(含木质藤本)98种,乔木78种;油松林群落包含52科117属190种,松栎混交林群落含有60科95属129种,锐齿栎林群落则为50科109属178种。(2)沿油松林→松栎混交林→锐齿栎林群落演替序列,草本层物种均匀度和物种多样性显著降低,物种丰富度呈"V"形变化趋势;灌木层物种丰富度、均匀度以及物种多样性均无显著差异;乔木层物种多样性呈明显的单峰型变化,其中松栎混交林群落物种多样性指数最高。研究表明,秦岭南坡松栎林群落物种多样性随演替进展总体上呈现单峰型变化,与中期物种多样性假说一致;物种多样性可能仅仅是群落稳定的一个基础或前提条件。     

北重楼潜在适生区对气候变化的响应及其主导气候因子

基于现有物种数据结合气候变量来预测物种的潜在地理分布,对于了解物种进化以及合理保护具有重要意义。本研究基于中国境内220个北重楼分布点和12个相关系数较低的气候因子,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测了北重楼在当前时期和未来时期(2050s、2070s)的潜在适生区,并分析了影响其地理分布的主导气候因子。结果表明: MaxEnt模型AUC值为0.940,预测结果准确性较高;当前时期,北重楼的总适生区面积占整个研究区域面积的18.1%,其中,高适生区和低适生区分别占7.0%和11.1%,主要位于大兴安岭、小兴安岭、长白山山脉、秦岭-大巴山区、河北、山西以及山东北部等地区;未来时期在RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5气候情景下,2050s和2070s中国境内北重楼的总适生区面积均呈现缩减趋势,其中,高适生区面积均减少,而低适生区面积则全部有所增加,且北重楼适生区的范围和几何中心逐渐向东北方向的高海拔地区扩散;影响北重楼地理分布的主导气候因子分别为最湿月降水量、年平均温度、等温性和1月降水量,累积贡献率高达89.2%,其适宜范围分别为100～275 mm、-0.1～16 ℃、21～35和3～14 mm。     

人参潜在地理分布以及气候变化对其影响预测

本文以人参为研究对象,基于人参分布点位数据和22个气候环境因子数据,运用BioMod2平台10个物种分布模型对当前我国东北地区人参潜在生境分布进行预测.以受试者工作特征曲线(ROC)为权重集成10个模型的模拟结果,构建组合模型,并基于该模型预测了IPCC 第五次评估报告中RCP 8.5、RCP 6.0、RCP 4.5和RCP 2.6等4种排放情景下21世纪50和70年代人参潜在分布范围.结果表明: 在基准气候条件下,人参适宜生境面积占研究区总面积的10.4%,此类地区主要分布于研究区东北部长白山地区以及小兴安岭东南部区域的森林地带.在未来不同的排放情景下研究区人参的适宜生境变化显著,总体上分布范围将有一定程度的缩小.同时参与建模的10种模型在统计学精度、预测结果以及变量权重上都有差异.模型精度计算结果表明,MAXENT模拟效果最好,GAM、RF和ANN次之,SRE模拟精度最低.本文构建的组合模型在一定程度上提高了现有物种分布模型的预测精度,从而使模拟效果更优.     

未来气候变化对不同国家茶适宜分布区的影响

茶是对气候变化敏感的重要经济作物, 评价全球气候变化对茶分布和生产的影响对相关国家经济发展和茶农的生计至关重要。本研究基于全球858个茶分布点和6个气候因子数据, 利用物种分布模型预测全球茶的潜在适宜分布区及其在2070年的不同温室气体排放情景(RCP2.6和RCP8.5)下的变化。结果表明: 当前茶在五大洲均有适宜分布区, 主要集中在亚洲、非洲和南美洲, 并且最冷季平均温和最暖季降水量主导了茶的分布。预计2070年, 茶的适宜分布区变化在不同的大洲、国家和气候情景间将存在差异。具体来说, 茶的适宜分布区总面积将会减少, 减少的区域主要位于低纬度地区, 而中高纬度地区的适宜分布区将扩张, 由此可能导致茶的适宜分布区向北移动; 重要的产茶国中, 阿根廷、缅甸、越南等茶适宜分布区面积会减少57.8%-95.8%, 而中国和日本的适宜分布面积则会增加2.7%-31.5%。未来全球新增的适宜分布区中, 约有68%的地区土地覆盖类型为自然植被, 因此可能导致新茶树种植园的开垦和自然植被及生物多样性保护产生冲突。     

中国柯属5种资源植物潜在地理分布及其对气候变化的响应

利用最大墒模型和地理信息系统软件对柯属（Lithocarpus）5种资源植物在我国的适宜分布区进行了定量预测,并对未来不同气候情景下其分布区的变化进行了分析。结果显示：木姜叶柯（L.litseifolius（Hance）Chun.）在我国秦岭淮河以南广泛分布,短尾柯（L.brevicaudatus（Skan）Hay.）主要分布在我国亚热带中东部区域;木姜叶柯在未来气候（2061-2080年）RCP2.6、RCP8.5两种情景下适生区面积分别减少了5.1%和3.0%,而短尾柯却分别增加了0.5%和1.5%。白柯（L.dealbatus（Hook.f.et Thoms.ex DC.）Rehd.）适宜区主要分布在云南北部、四川南部,烟斗柯（L.corneus（Lour.）Rehd.）主要分布在两广省份的南亚热带地区。白柯和烟斗柯在RCP2.6情景下适生区面积分别减少了12.1%和17.8%,在RCP8.5情景下分别减少了3.5%和15.9%,这两个种的适宜区面积减少较多。厚斗柯（L.elizabethae（Tutch.）Rehd.）主要分布于广西,在两种情景下适宜区面积分别增加了7.3%和6.3%。研究结果表明,由于分布区存在差异,同属不同物种的未来分布对气候变化的响应不同。     

未来气候变化对沙枣适宜分布区的影响预测

气候变化显著影响全球植物物种的地理分布,了解未来气候变化对我国造林树种适宜分布区的影响,及时采取应对措施,对提高造林的成效具有至关重要的作用.选取在荒漠化防治和退化土地修复中起重要作用的优良树种沙枣为研究对象,利用MaxEnt和GIS工具,基于182个来自标本馆、出版文献的记录和13个来自BIOCLIM、Holdridge生命地带、Kira指数的气候因子,预测其气候适宜区在未来气候情景下的变化.结果表明: 未来(2070s)4种气候情景对沙枣适宜区的影响存在差异,在低浓度温室气体排放情景(RCP 2.6)下适宜区面积将缩减,缩减的区域主要位于西北当前适宜分布区的边缘;而中等偏低浓度温室气体排放情景(RCP 4.5)、中等偏高浓度温室气体排放情景(RCP 6.0)和高浓度温室气体排放情景(RCP 8.5)下,均有不同程度的扩张,扩张的区域主要位于西北暖温带干旱地区和东北部中温带半湿润地区;在RCP 8.5情景下,北部中温带干旱区和半干旱地区以及南方北亚热带湿润地区也有较明显的扩张.未来适宜区分布范围的地理质心将以6～19 km·(10 a)^-1的速度移动,海拔质心将以3～20 m·(10 a)^-1的速度向更低区域移动.沙枣稳定适宜区约占当前适宜区分布范围的83%～98%,当前的气候适宜区总体稳定.     

基于生态位模型的外来入侵种克氏原螯虾在中国的适生区预测

克氏原螯虾在20世纪初作为重要的水产品引入中国,但因其繁殖能力强、生长迅速、适应性强、喜掘洞穴,对农作物、池埂及农田水利有一定破坏作用,降低入侵地区当地物种多样性,对当地生态系统造成严重危害。因此,研究未来气候情景下克氏原螯虾适生区的变化,可为其监控和管理措施提供关键信息,有效预防和控制其蔓延。本研究基于克氏原螯虾的分布点,应用最大熵(MaxEnt)模型和规则集遗传算法(GARP)模型模拟了当前气候条件下克氏原螯虾在中国的潜在适生区,并预测了2041—2060年和2061—2080年克氏原螯虾在4种气候变化情景下(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0、RCP 8.5)的分布,采用ROC曲线对预测结果进行检验和评价。结果表明: 在当前气候条件下克氏原螯虾集中分布在上海、江苏、浙江、安徽等长江沿岸地区;最冷季平均温度、最冷月最低温度对克氏原螯虾分布影响最大,其次是温度季节性变化、最暖月最高温度和最干月降水量。在未来气候情景下,2061—2080年克氏原螯虾的适生区面积有不同程度的变化,在RCP 2.6和RCP 4.5情景下总适生面积增加,但在RCP 8.5情景下呈先增后减趋势,而在RCP 6.0情景下无明显变化;克氏原螯虾适生区在空间分布上不仅有纬度方向上的扩散,也有向海拔较高地区迁移的趋势。     

气候变化情景下少花蒺藜草在中国的分布区变化

少花蒺藜草(Cenchrus spinifex)是我国的入侵种植物之一，严重影响我国的畜牧养殖业和生态环境。为了预测未来气候变化情景下，少花蒺藜草的适生分布区变化，该研究基于MaxEnt模型，利用103个少花蒺藜草的地理分布数据和19个气候环境因子，分析预测在RCP 4.5、RCP 8.5两种未来气候变化情景下，2050s和2070s时段在我国范围内少花蒺藜草的适生分布区。结果表明：(1)少花蒺藜草的当前适生分布区占研究区域面积的4.00%,主要分布于内蒙古自治区、吉林省、辽宁省三省(区)接壤的东北地区。(2)未来少花蒺藜草的适生分布区面积有所增加，其中中等适生区所占面积扩张程度最大，达到38.26%。(3)年平均气温、温度季节性变化标准差、最湿季降水量是影响少花蒺藜草分布的主要气候因子。(4)未来少花蒺藜草的分布质心总体向西移动。综上认为，目前在中国范围内，少花蒺藜草的已入侵区域还远小于潜在可入侵区域，未来还可能向我国干旱半干旱区进一步扩散，为防止少花蒺藜草在我国北方地区大面积扩散带来的危害，未来需要重点关注对其的预防措施和入侵态势。该研究结果为我国防治入侵种植物提供重要的理论依据和...     

Potential Effects of Climate Change on the Distribution of Cold-Tolerant Evergreen Broadleaved Woody Plants in the Korean Peninsula

Climate change has caused shifts in species’ ranges and extinctions of high-latitude and altitude species. Most cold-tolerant evergreen broadleaved woody plants (shortened to cold-evergreens below) are rare species occurring in a few sites in the alpine and subalpine zones in the Korean Peninsula. The aim of this research is to 1) identify climate factors controlling the range of cold-evergreens in the Korean Peninsula; and 2) predict the climate change effects on the range of cold-evergreens. We used multimodel inference based on combinations of climate variables to develop distribution models of cold-evergreens at a physiognomic-level. Presence/absence data of 12 species at 204 sites and 6 climatic factors, selected from among 23 candidate variables, were used for modeling. Model uncertainty was estimated by mapping a total variance calculated by adding the weighted average of within-model variation to the between-model variation. The range of cold-evergreens and model performance were validated by true skill statistics, the receiver operating characteristic curve and the kappa statistic. Climate change effects on the cold-evergreens were predicted according to the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios. Multimodel inference approach excellently projected the spatial distribution of cold-evergreens (AUC = 0.95, kappa = 0.62 and TSS = 0.77). Temperature was a dominant factor in model-average estimates, while precipitation was minor. The climatic suitability increased from the southwest, lowland areas, to the northeast, high mountains. The range of cold-evergreens declined under climate change. Mountain-tops in the south and most of the area in the north remained suitable in 2050 and 2070 under the RCP 4.5 projection and 2050 under the RCP 8.5 projection. Only high-elevations in the northeastern Peninsula remained suitable under the RCP 8.5 projection. A northward and upper-elevational range shift indicates change in species composition at the alpine and subalpine ecosystems in the Korean Peninsula.     

气候变化对我国南方人工林地上生物量影响的模拟研究——以会同生态站磨哨实验林场为例

全球气候变暖对陆地生态系统尤其是森林生态系统有着重要的影响,气温升高、辐射强迫的增强将显著改变森林生态系统的结构和功能.南方人工林作为我国森林的重要组成部分,对气候变化的响应日益强烈.为了探究未来气候情景下我国南方人工林对气候变化的响应,降低未来气候变化对人工林可能带来的损失,本研究采用3种最新的气候情景—典型浓度排放路径情景(RCP2.6情景、RCP4.5情景、RCP8.5情景)预估数据,应用生态系统过程模型PnET-Ⅱ和空间直观景观模型LANDIS-Ⅱ模拟2014—2094年间湖南省会同森林生态实验站磨哨实验林场森林的地表净初级生产力(ANPP)、物种建立可能性(SEP)和地上生物量的变化.结果表明: 不同森林类型的SEP和ANPP对气候变化的响应有明显的差异,各森林类型对气候变化的响应程度表现为: 对于SEP,在RCP2.6和RCP4.5情景下,人工针叶林＞天然阔叶林＞人工阔叶林;在RCP8.5情景下,天然阔叶林＞人工阔叶林＞人工针叶林.对于ANPP,在RCP2.6情景下,人工阔叶林＞天然阔叶林＞人工针叶林;在RCP4.5和RCP8.5情景下,天然阔叶林＞人工阔叶林＞人工针叶林.人工针叶林的地上生物量在2050年左右开始下降,天然阔叶林和人工阔叶林整体呈现上升趋势.2014—2094年,研究区地上总生物量在不同气候情景下增加幅度不同,RCP2.6情景下增加了68.2%,RCP4.5情景下增加了79.3%,RCP8.5情景下增加了72.6%.3种情景下的总地上生物量大小排序为: RCP4.5> RCP8.5> RCP2.6.我们认为,适当的增温将有助于未来研究区森林总地上生物量的积累,但过度的增温也可能会阻碍森林的生产和生态功能的持续发展.     

Predicting the distributions of Pouteria adolfi-friederici and Prunus africana tree species under current and future climate change scenarios in Ethiopia

Distributions of potential ranges of plant species are not yet fully known in Ethiopia where high climatic variability and vegetation types are found. This study was undertaken to predict distributions of suitable habitats of Pouteria adolfi-friederici and Prunus africana under current and two future climate scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5 in 2050 and 2070) in Ethiopia. Eleven environmental variables with less correlation coefficients (r < 0.7) were used to make the prediction. Shifting in extents of habitat suitability and effects of elevation, solar radiation and topographic position in relation to the current and future climatic scenarios were statistically analysed using independent t-test and linear model. We found decreasing area of highly suitable habitat from 0.51% to 0.46%, 0.36% and 0.33%, 0.24% for Prunus africana and 1.13% to 1.02%, 0.77% and 0.76%, 0.60% for Pouteria adolfi-friederici, under RCP 4.5 and RCP 8.5 by 2050 and 2070 respectively. Moist and dry afromontane forests are identified as the most suitable habitat for both species. Overall, our results suggest that climate change can promote dynamic suitable habitat niches under different future climate scenarios. Therefore, biodiversity conservation strategies should take into account habitat suitability dynamics issues and identify where to conserve species before implementing conservation practices.