模型组合的白纹伊蚊适生区预测及其系统开发

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全球一体化和国际社会交往使得外来入侵物种对人类的影响越来越大,并且很难治理,通过预测入侵生物的适生区能够为生物入侵的预防管理提供支持。目前常用的外来物种适生区预测方法是基于物种分布模型,但这类方法没有考虑环境因子对物种的不同影响力,即环境因子的权重,从而影响了预测结果。基于此,本文以白纹伊蚊外来物种为研究对象,首先通过因子权重模型划分因子权重,进而与物种分布模型结合,组成新的适生区预测模型,对该外来物种的适生区进行预测和结果对比分析,同时开发相应GIS系统。本文的主要研究工作和成果包括:(1)提出因子权重模型与物种分布模型组合的外来物种适生区预测模型,基于地理探测器模型(GDM)、多元线性回归分析模型(MLRM)、主成分分析模型(PCAM)和因子分析模型(FAM)对不同尺度的白纹伊蚊适生区影响因子进行筛选并划分权重,将因子权重分别与CLIMEX物种分布模型、相似离度值模型(ADM)结合,组成新的外来物种适生区预测模型。(2)实现白纹伊蚊外来物种在全球范围和广东省内的适生区预测。基于提出的组合预测模型对白纹伊蚊在大尺度全球范围和小尺度广东省内的适生区进行预测,多种组合模型预测结果表明:白纹伊蚊在全球范围内主要分布在北纬30度到南纬32度地区,其中受害较为严重的有亚洲南部地区、大洋洲北部地区、美洲中部地区、非洲中部地区,各模型空间插值精度均在93%以上,ROC曲线和AUC值显示GDM-CLIMEX模型的预测精度最高,平均AUC值为0.962,标准差为0.007;在广东省内白纹伊蚊主要分布在广东省中部的广州、佛山和东莞等地,各模型空间插值精度均在91%以上,其中GDM-ADM模型的预测精度最高,平均AUC值为0.944,标准差为0.008。两种尺度的组合预测模型预测精度表明地理探测器(GDM)划分的因子权重较为合理,且除了PCAM-ADM模型,组合预测模型的预测精度均高于未考虑因子权重的CLIMEX和ADM模型,适生区预测考虑因子权重是必要的。(3)开发白纹伊蚊外来物种适生区预测系统。基于C#、GIS二次开发组件Arc GIS Engine和Postgre SQL开源数据库对系统进行开发,将因子权重模型原理、物种分布模型原理以及GIS技术集成,实现数据处理、数据管理、模型计算、适生区预测和结果显示的一体化操作,提高运行效率。
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