针茅属植物在中国草原生态系统中有着重要的地位,随着水热条件的地带性分布演替分化形成了多样的针茅草原类型。物种分布模型(Species Distribution Model,SDMs)利用已知物种分布信息与所处分布区的气候环境变量通过特定算法模拟预测物种的潜在分布区,在保护生物学及气候变化研究领域发挥着重要作用。本研究基于R语言“SSDM”包中的MAXENT、GAM、GBM、GLM、CTA模型及5种物种分布模型的组合模型(ensemble model),对我国针茅属主要的12种物种进行潜在分布区预测,生物气候数据使用政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告所发布的气候模式数据的3种气候变化情景下(当前、2070s RCP 2.6和2070s RCP 8.5),筛选出影响每种针茅分布的最佳环境因子,并分析针茅属植物潜在分布区变化。主要结论如下:(1)由于相同来源的气候数据存在较强的相关性,为避免过拟合现象本文筛选互相关性系数<±0.9且贡献率>5%的环境变量用于模型的构建。温度节性变化的标准差(bio04)是影响草甸草原的物种贝加尔针茅和典型草原的物种大针茅的最佳气候因子;当前气候情景下,9月降水量(prec09)是影响长芒草分布的最佳气候因子。6月降水量(prec06)是影响克氏针茅分布的最佳气候因子。3月太阳辐射(srad03)是影响新疆针茅分布的最佳气候因子。影响短花针茅、石生针茅、镰芒针茅和沙生针茅分布的最佳气候因子分别为8月平均温(tavg08)、6月太阳辐射(srad06)、2月风速(wind02)、年均温变化范围(bio07)。2070 RCP 2.6情景下,影响长芒草、克氏针茅、新疆针茅分布的最佳气候因子分别为年均降水量(bio12)、6月降水量(prec06)、11月最低温(tmin11)。影响荒漠草原的物种分布的最佳气候因子分别为6月降水量(prec06)、温度节性变化的标准差(bio04)、降水量变异系数(bio15)、6月降水量(prec06)。2070s RCP 8.5情景下,长芒草、克氏针茅、新疆针茅分布的最佳气候因子分别为3月最低温(tmin03)、温度节性变化的标准差(bio04)、最干月降水量(bio14)。影响荒漠草原的物种分布的最佳气候因子分别为7月降水量(prec07)、温度节性变化的标准差(bio04)、降水量变异系数(bio15)、降水量变异系数(bio15)。太阳辐射及温度是影响高寒草原的物种(昆仑针茅、紫花针茅和座花针茅)分布的最佳气候因子。(2)由SDMs结果可知,草甸草原中,贝加尔针茅潜在分布于阴山以南的黄土高原及青藏高原地区。典型草原中,大针茅潜在分布于松嫩平原、呼伦贝尔及锡林郭勒高原和黄土高原北部,延伸至青藏高原东部;长芒草潜在分布于黄土高原中北部、祁连山基带、青海湖西和西辽河平原。克氏针茅潜在分布于呼伦贝尔高原、锡林郭勒高原、乌兰察布高原、青藏高原东缘以及祁连山、天山等地区;新疆针茅潜在分布于我国新疆的天山东段。荒漠草原中,短花针茅潜在分布于黄土丘陵地区的阳坡,在贺兰山、祁连山和天山等地有零星分布;石生针茅潜在分布于乌兰察布高原和锡林郭勒高原西部的波状高平原;镰芒针茅潜在分布于我国新疆海拔较高的地区;沙生针茅潜在分布于蒙古高原西部、青藏高原北部和荒漠区山地的荒漠草原带。高寒草原中,昆仑针茅潜在分布于西藏和新疆的高山地区;紫花针茅潜在分布于羌塘草原、帕米尔高原、藏南湖盆、雅鲁藏布江中上游、可可西里地区、祁连山和天山;座花针茅潜在分布于天山、帕米尔高原、昆仑山和阿尔金山地区。(3)模型精度因物种的不同、气候情景的不同而有所差别。本文选取目前应用广泛的AUC值和Kappa统计值进行模型精度评估。发现在本文选取的5种模型中基于机器学习算法的MAXENT和GBM模型的模型精度普遍高于其他几种模型。(4)通过对5种单模型预测结果进行加权平均获得组合物种分布模型。草甸草原中,从当前到2070s RCP2.6贝加尔针茅的潜在分布区增加,从当前到2070s RCP 8.5时其潜在适宜分布区面积增加减缓;典型草原中,从当前到2070s RCP 2.6,大针茅、克氏针茅和新疆针茅的潜在适宜分布区面积减少,长芒草的潜在分布区面积增加。从当前到2070s RCP 8.5,大针茅、克氏针茅的潜在分布区面积增加,而长芒草和新疆针茅的潜在分布区面积减少;荒漠草原中,从当前到2070s RCP 2.6,短花针茅、石生针茅及镰芒针茅的适宜分布区面积均增加,沙生针茅的适宜分布区面积则减少。从当前到2070s RCP 8.5,短花针茅、石生针茅和镰芒针茅的适宜分布区面积增加减缓,沙生针茅的适宜分布区面积则持续减少;高寒草原中,从当前到2070s RCP 2.6,昆仑针茅的潜在分布区面积减少,紫花针茅和座花针茅的潜在分布区面积分别增加,从当前到2070s RCP 8.5,昆仑针茅潜在分布区面积缩减趋势减缓,紫花针茅的潜在分布区面积增加,座花针茅的潜在分布区面积减少。