基于MaxEnt和GARP的阿蒙森海域南极磷虾(EUPHAUSIA SUPERBA)的分布区预测

摘要

南极磷虾是南大洋生态系统的关键物种,在南极碳汇过程中起到重要作用,近年来受到越来越多的关注。针对位于南大洋太平洋扇区的阿蒙森海域,运用最大熵模型(maximum entropy modeling,MaxEnt)和预设规则的遗传算法(genetic algorithm for rule-set production,GARP)两种生态位模型,基于已采集的南极磷虾分布点的数据,对其在阿蒙森海域的潜在分布区进行了预测和分析,并采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)下的面积(area under curve,AUC)和真实技巧统计法(true skill statistic,TSS)对模型结果进行评估。结果表明:MaxEnt模型中的高适生区刻画细致,GARP模型预测的高适生区分布范围更广。为克服单个模型的不确定性得到更佳结果,将两个模型的预测结果进行集合。集合后的结果模拟精度显著提高(AUC为0.946,TSS为0.78),达到了极好的预测效果。磷虾的高适生区集中分布在65°~73°S,占总面积的6.2%,中适生区占总面积的5.7%。海冰、平均海平面气压最小值和纬向流速最大值是MaxEnt中贡献最高的3个变量,3个变量贡献达81.3%。相较于MaxEnt模型,GARP模型中各个变量遗漏误差相对较平均。研究表明,集合的结果能够提高物种分布预测的准确性,阿蒙森海域南极磷虾的分布预测结果可以为磷虾保护、利用提供科学参考。