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生命体适应性地理环境是指能够适应某一生命体生存的虚拟地理环境,适应性地理环境建模通过GIS与空间数据挖掘算法的融合,揭示“生命体-地理环境”之间的内在关联,模拟生命体适应生存和维持种群发展的各种地理环境(包括自然、经济和社会文化环境)及其变化潜能,达到预测生命体适应性地理环境潜在分布的目的。生命体适应性地理环境模拟在疾病预测预警、生物多样性的管理、生态安全评估等诸多研究方向具有巨大的潜力。适应性地理环境不是一种静态的地理环境,除了具有内在的空间属性外,气候、经济、社会环境的主动变化赋予了适应性地理环境重要的时间属性和动态特征。这种时空特性给生命体适应性地理环境的模拟与预测提出了两个挑战:1)生命体在不同的生命周期中适应性地理环境的动态模拟;2)环境的重大变化(如全球气候变化)与适应性地理环境动态交互。针对上述挑战,本文以基于GIS的适应性地理环境建模在流行病学(H7N9禽流感)和生物多样性保护(入侵植物)两个方面为例,利用GARP(规则集遗传算法)对1)疫情不同时段H7N9禽流感适应性地理环境动态模拟和2)全球气候变化下我国90种入侵植物适应性地理环境情景模拟进行了的探索。1.基于GIS对H7N9禽流感暴发的时空两方面的特征进行分析,H7N9禽流感的暴发是分阶段进行的,存在很强的季节性。时空分析基础上文中利用GARP等空间数据挖掘的方法针对2013年到2015年以来3个暴发高峰期分成6个疫情周期阶段,分别模拟不同疫情阶段下H7N9的潜在暴发态势并对探索了影响H7N9禽流感的每个变量的重要性。2.在全球气候变化的背景下,分别模拟了我国90种主要入侵植物在当前气候条件、三个温室气体排放水平(A2、A1B、B1)/四个时间段(2020-2040-2060-2080)共13个场景下,每种入侵植物的适应性地理环境及其交互变化。利用GIS空间分析和统计学分析了入侵植物在不同场景不同时间序列的迁移面积、迁移速度和迁移方向。探索了90种入侵植物未来不同气候条件下的基本变化特征(扩散、萎缩趋势和位移);从整体的数量和扩散方向两个出发点分析,发现我国主要的90种入侵植物未来增加的区域主要分布在我国的西南-东北方向的45度带一线、减少的区域为四川和我国南部/东南沿海省份;总体的迁移方向将是西北方向和东北方向,主要的迁移路线是西北方向。