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南美蟛蜞菊(Wedeliatrilobata(L.)Hitchc.)原产于南美洲,是一种菊科多年生蔓生草本植物,广泛分布于许多热带地区,其在19世纪70年代被作为地被植物引入中国南方后,因其具有极强的扩散能力,常过度生长并抑制其它植物的再生,破坏所处生态系统的平衡,已在中国南方部分地区形成入侵。本研究旨在预测南美蟛蜞菊在中国的潜在分布区,从生境适宜性的角度进行风险分析,为确定具体监测范围、制定防控策略提供理论依据。
本文基于南美蟛蜞菊在美洲和中国海南的分布记录和19个生物气候变量,应用MaxEnt模型对其适生区进行建模。通过对训练背景大小进行探索性分析确定适用于建立南美蟛蜞菊分布模型的背景范围,并根据不同设置下模型的AUC/AICc指数选择MaxEnt的最佳设置,用于预测南美蟛蜞菊在中国当前及未来气候变化情形下的适生区。
结果表明:
(1)根据MaxEnt刀切法计算的变量重要性仅反映变量数值上的特点,不能用于选择预测变量;预测变量相关性结构受研究范围影响。
(2)AUC指标与AICc指标均倾向选择基于更大背景范围训练的模型,并表现出极显著的相关性(Pearson相关系数为-0.97,P<0.001),表明这两个指标都不能用于选择模型训练范围。
(3)使用从南美蟛蜞菊存在点所在像元扩展11像元(即以当前记录所在像元为中心的23*23像元缓冲区)所得掩膜训练模型时,所得模型预测结果更符合南美蟛蜞菊实际分布状况。
(4)AUC指标与AICc指标均显示,对于使用不同特征和β乘数建立的南美蟛蜞菊的分布模型,最佳模型为使用LQP特征、且β乘数为1的模型。
(5)采用LQP特征、Auto特征和H特征的模型均通过了零模型显著性检验,使用Auto特征和使用H特征的模型存在一定程度的过拟合。
(6)对美洲的MESS分析结果显示,该区域的环境条件相似程度分布与当地的南美蟛蜞菊分布记录比较一致,但除了有分布记录的区域以外,南美洲的大部分地区仅与训练范围环境条件边际相似,这表明南美洲在这些气候变量上存在较大变异,这可能是适生区分布图中南美洲大部分地区仅预测为边缘适生的主要原因。当然,这可能也意味着现有的南美洲分布数据存在一定的不足,即南美洲大部分地区实际适生程度可能并非边缘适生,只是由于缺乏代表这些地区环境条件的训练数据,要建立更准确的模型需要在南美洲搜集更全面的分布数据以尽可能包括所有南美蟛蜞菊可以生存的环境范围。
(7)当前气候情形下海南、广东、广西、云南、福建、台湾等地区是南美蟛蜞菊的适生区。在未来气候情形下,其适生区范围向北扩张。为减小南美蟛蜞菊入侵可能导致的损失,需要根据南美蟛蜞菊当前分布情况,结合其适生区分布图,优先对现有分布区周边的适生区进行防控。