2018年11月11日

自然保护地保护的是物种多样性

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空间尺度转换突破数据对MaxEnt模型的限制

作为一个自然保护区的研究机构

最近又出新成果

空间尺度转换突破数据对MaxEnt模型的限制

尺度与格局是生态学研究的核心问题, 也是统一种群生物学与生态系统科学、综合基础生态学与应用生态学的关键(Levin, 1992)。最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是生态学研究的热点工具, 其对空间尺度变化的适用能力是其进一步发展与应用的重要制约因素。

文章《基于最大熵模型的不同尺度物种分布概率优化热点分析:以红色木莲为例》基于有效的地理分布位点, 构建三江并流、云南省与全国尺度下红色木莲(Manglietia insignis)的建模区域, 并通过相关性检验筛选出各尺度下参与建模的环境因子数据, 在3个空间尺度下建立了红色木莲的MaxEnt模型, 结合优化的热点分析工具(optimized hot spotanalysis)识别物种分布概率的热点分布格局, 探索红色木莲的潜在分布预测对空间尺度的响应情况。

主要开展以下三个方面的研究

1红色木莲MaxEnt模型在3个尺度下预测精度的稳定性

2分析不同尺度下红色木莲分布概率的空间格局变化

3基MaxEnt模型建立的红色木莲物种-环境关系的尺度效应

红色木莲

模型预测精度的评估结果表明3个尺度下红色木莲的MaxEnt模型都有良好的预测效果。各尺度MaxEnt模型预测的红色木莲适生区格局呈现一致性分布趋势, 均集中在独龙江、怒江、澜沧江3个流域。

热点分析的结果比MaxEnt模型的直接预测结果更加清晰地呈现了红色木莲的适生区空间格局, 并且不同尺度间的一致性更加明显, 可见热点分析在很大程度上能消除空间尺度给MaxEnt模型带来的不确定性影响。刀切法(Jackknife)分析表明, 红色木莲的空间分布格局存在着尺度依赖效应, 特定尺度下的空间格局可能存在特定主导因子(Wiegand et al, 2007)。

3个空间尺度下红色木莲的潜在适宜性及其质心分布

由此可见, 红色木莲在不同空间尺度下的预测模型有着稳定的性能表现与良好的预测效果, 可以通过空间尺度的转换解决基础数据收集困难的问题, 但在挑选参与建模的环境因子时应充分考虑空间尺度对物种分布的影响。此外, 我们建议在野外实地调查与野生生物资源保护中加强对普通物种的关注, 在预测物种地理分布的研究中将MaxEnt模型与热点分析结合使用。

3个空间尺度下红色木莲分布概率的优化热点分析