黄土高原花椒潜在适宜区预测及其对气候变化的响应

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花椒是黄土高原地区重要的经济树种,为因地制宜、合理规划花椒产业生产布局,并积极应对气候变化趋势下花椒的生境变迁,促进土地资源合理利用和可持续发展,本研究以黄土高原地区花椒种植的适宜性区域划分及其对未来气候变化的响应为目标,采用ArcGIS空间分析和优化的Max Ent模型相结合的方法,基于48个花椒生长点位数据和10个环境因子参与建模,并采用三项标准(AUC、AUCDIFF、TSS值)对模型性能进行评估,通过置换重要值、贡献率、Jackknife检验评估环境变量对花椒潜在分布的重要性,根据环境变量的单因子响应曲线,计算得到花椒适宜分布的主要环境变量的范围,量化其适宜性生境特征。分别预测当前时期、未来2050s和未来2070s在不同温室气体排放水平下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下,黄土高原地区花椒的潜在适宜区分布及迁移变化趋势。研究结果为:(1)当前时期降水季节性(bio_15)、坡度(slope)、有机碳含量(t_oc)、最冷季平均温度(bio_11)是影响花椒在黄土高原地区适宜区分布最重要的环境因子,累计贡献率达86.6%。其适宜范围分别为:降水季节性<110%,坡度<15°,有机碳含量>0.6%,最冷季平均温度>-6℃;(2)当前时期花椒潜在适宜区主要分布在黄土高原中南部地区,占黄土高原地区面积的54.5%;非适宜区主要分布于北部地区,占黄土高原地区面积的45.5%。其中高、中、低等级适宜区分别占黄土高原地区面积的21.27%、12.07%、21.16%;(3)未来气候模式下相较于当前时期花椒潜在适宜分布格局差异较小,由南至北适宜性逐渐降低。在三种不同的温室气体排放情景下,黄土高原地区花椒潜在适宜区的未来变化呈现出适宜区面积增加、非适宜区面积减少的趋势。未来气候情景下的花椒潜在适宜区新增和丧失发生在黄土高原中部地区;(4)未来气候情景下黄土高原地区花椒潜在适宜区的中心点较当前时期有适宜区往西北方向迁移,其中高适宜地区中心点往东南方向迁移,中适宜地区中心点往西方向迁移,低适宜区中心点往北方向迁移的趋势。结论:模型预测结果具有可靠性,黄土高原地区花椒潜在适宜区分布主要受到降水季节性、坡度、有机碳含量、最冷季平均温度影响,该区花椒适宜性由南至北逐渐降低,未来时期花椒适宜区新增和丧失地区发生在黄土高原中部,适宜区中心点有向西北方向迁移趋势。
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