基于MaxEnt模型分析胡杨潜在适宜分布区

摘要

[目的]胡杨是干旱区的主要建群种,对维持干旱地区的生态环境稳定具有重要意义.探讨限制胡杨分布的主导环境变量,模拟胡杨潜在适宜分布区,可为胡杨资源保护与恢复提供理论依据.[方法]基于全球胡杨226个现有居群分布地理信息以及4类综合环境变量(气候、地形、土壤、水文),采用MaxEnt模型,模拟胡杨潜在适宜分布区;综合使用受试者工作特征曲线、刀切法、环境变量贡献率及置换重要值,分析MaxEnt模型可信度,比较采用单一气候变量与4类综合环境变量模拟结果的准确性,探讨制约胡杨地理分布的环境变量.[结果]1)受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)显示,基于气候变量与4类综合环境变量的MaxEnt模型训练集分别为0.983±0.002、0.982±0.001,验证集分别为0.980±0.006、0.967±0.009,表明2种不同变量参数的数据集对AUC值影响较小,模拟效果好,可信度高.2)基于环境变量贡献率、置换重要值以及刀切法检验的结果,采用4类综合环境变量进行MaxEnt模型模拟,可挖掘影响胡杨分布的更多有效环境变量,胡杨地理分布主要受最干月份降水量、最热季节降水量、10～40 cm土壤含水量、根部土壤湿度、土壤水分蒸发量等4类综合环境变量影响;3)基于气候变量模拟的胡杨适宜分布面积是4类综合环境变量模拟结果的4.33倍,4类综合环境变量模拟的胡杨适宜分布区能够体现胡杨沿河岸分布的细节特征.4)基于MaxEnt模型模拟的胡杨适宜分布面积远大于胡杨的实际分布面积,暗示着胡杨人工林具有较大的发展潜力.[结论]胡杨地理分布受多种环境变量影响,仅以气候变量模拟的胡杨适宜分布区与实际分布范围存在较大偏差.4类综合环境变量模拟的结果,更能反映胡杨现实居群的分布特征.本研究结果可为退化的胡杨林保护、修复提供理论参考.