胡楊等4種植物在新疆地區的適生區預測研究

熱依汗古麗?依沙克

摘要：本文選取胡楊、鹽豆木、黑果枸杞與甘草共4 種植物作為研究對象，采用ArcGIS10.2軟件與MaxEnt模型進行預測分析。研究結果表明，4種植物的最佳適生條件為平均濕度大于60%，等溫性為36～36.5，晝夜溫差低于25°C或位于27.25～27.5°C之間，且1 月最低溫在-20°C以上。

關鍵詞：適生區;氣象因子;生態恢復

0引言

植物群落對于生態恢復具有重要促進作用，通過合理選定適生區進行退化植物群落的再植與填補，能夠有效改善受損生態系統，為干旱、半干旱地區生態修復工作提供借鑒價值。

1材料與方法

1.1? 區域概況

新疆維吾爾自治區位于我國西北部，地處73°40′～96°18′E與34°25′～48°10′N之間，具有溫帶大陸性氣候特征，晝夜溫差大，最冷月（1月）的平均氣溫低于-20°C、最熱月（7月）的平均氣溫高于33°C，年日照時間為2500～3500h，年均降水量150m，屬于典型的干旱、半干旱氣候區。

1.2? 研究方法

采用ArcGIS10.2軟件生成研究區域地圖，結合野外調查結果獲取4 種植物的位置數據，經篩選后共整理出154條樣本數據，以CSV文件格式進行存儲備用。在環境因子的設計上，從中國氣象數據網中收集30年間的氣象數據，選取海拔、年均溫、晝夜溫差、等溫性、1月最低溫、7月最高溫、年日照時數、平均相對濕度、年平均氣壓共9 項指標作為環境因子，經軟件處理后生成ASCⅡ碼。

選取MaxEnt模型進行預測分析，依照25%和75%的比例將樣本數據劃分為測試集和訓練集，將最大迭代次數設為500次，獲取到植物的適生強度數據，并利用AUC值進行預測精度檢驗，采用刀切法檢驗各環境因子的貢獻度。在模型預測結果的精度評價上，當AUC值<0.6時說明實驗失敗，AUC值處于0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9、0.9～1.0范圍內時分別對應“較差”“、一般”“、準確”“、極高”的評語等級。選取分布概率P作為界定植物適生強度等級的指標，當P為0.1時記為“非適生區”，P取值為0.2～0.4、0.5～0.7、0.8～1.0時分別對應“低度適生區”“、中度適生區”和“高度適生區”。

2結果與分析

2.1? 胡楊

胡楊的高度適生區廣泛分布在全疆境內，包含阿爾泰山西側、天山北側、博州和伊犁州以及南部阿圖什市一帶，覆蓋面積為12.598萬km2、占比7.7%;中度適生區緊鄰高度適生區分布，包含南疆圖木舒克、阿克蘇、和田、巴州與北疆塔城等地區，覆蓋面積為53.966萬km2、占比33.1%;低度適生區呈輻射擴散分布，由中度適生區向東南部推移，覆蓋面積為87.028萬km2、占比53.3%。整體來看，胡楊的適生區主要位于新疆北部地區。基于MaxEnt模型測得AUC均值為0.8534，精度評價結果為“準確”;其適生條件為平均濕度61%，晝夜溫差保持在<25.5°C或25.5～27.25°C范圍內。

2.2? 鹽豆木

鹽豆木的高度適生區主要分布在阿勒泰地區、天山東部吐魯番市、博州與伊犁州以及南疆阿克蘇、和田等地區，覆蓋面積為9.791萬km2、占比6.0%;中度適生區集中分布在天山北部一帶與南部阿克蘇、喀什兩地區，覆蓋面積為53.101萬km2、占比32.5%;低度適生區則臨近高、中度適生區，并向西南部延伸，覆蓋面積為72.357萬km2、占比44.3%;非適生區集中分布在塔克拉瑪干沙漠與昆侖山地區，覆蓋面積為27.916萬km2、占比17.1%。整體來看，鹽豆木的適生區主要分布在西北地區，且在北部地區的適生強度優于南部。基于MaxEnt模型測得AUC均值為0.837，精度評價結果為“準確”;其適生條件為等溫性保持在36～37.5范圍內，1月最低溫超過-20°C。

2.3? 黑果枸杞

黑果枸杞的高度適生區包含北疆烏魯木齊、昌吉與南疆庫爾勒、和田、阿克蘇、喀什等地區，覆蓋面積為11.505萬km2、占比7.1%;中度適生區緊鄰高度適生區，同時涉及到塔城、哈密一帶，覆蓋面積為57.018萬km2、占比34.9%;低度適生區呈零散分布狀態，緊鄰高、中度適生區，覆蓋面積為66.042萬km2、占比40.5%。整體來看，黑果枸杞在西南部的適生強度優于北部地區。基于MaxEnt模型測得AUC均值為0.808，精度評價結果為“準確”;其適生條件為等溫性保持在38.5～39.5范圍內，1月最低溫控制在-20～-25°C范圍內。

2.4? 甘草

甘草的高度適生區包含北疆塔城、吐魯番，南疆喀什、阿圖什，以及博州、伊犁州一帶，覆蓋面積為14.556萬km2、占比8.9%;中度適生區分布在北疆烏魯木齊、塔城、石河子與博斯騰湖的連接部位以及南疆阿克蘇周圍地區，覆蓋面積為35.297萬km2、占比21.6%;低度適生區緊鄰高、中度適生區，沿東南部地區發散，覆蓋面積為63.725萬km2、占比39.1%;非適生區則排除上述地區，覆蓋面積為49.593萬km2、占比30.4%。整體來看，甘草的適生區集中分布在西北部地區。基于MaxEnt模型測得AUC均值為0.903，精度評價結果為“極高”;其適生條件為等溫性<37，晝夜溫差<25.5°C或位于27～27.5°C之間。

3結論

總體來看，胡楊與鹽豆木的適生區分布相似度較高，黑果枸杞對環境的整體耐受性較高，甘草兼具生態與經濟價值，結合4 種植物的適生區分布特性進行植物群落的重構與栽培，對于新疆地區生態環境的恢復具有重要價值。

參考文獻：

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