西北干旱区梭梭潜在适宜分布区对气候变化的响应.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015200503单位代码：10759石河子大学硕士学位论文西北干旱区梭梭潜在适宜分布区对气候变化的响应学位申请人常红刘彤教授指导教师张弛教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称植物学研究方向资源植物学所在学院生命科学学院中国·新疆·石河子2018年6月ResponseofHaloxylonanmodendron’spotentialsuitabledistributionareatoclimatechangeinAridAreasofNorthwestChinaADissertationSubmittedtoShiheziUni

2、versityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofNuturalScienceByChangHong(ResourcesBotany)DissertationSupervisor:Prof.LiuTong,ZhangChiJune,2018摘要气候变化会引起物种分布区的改变甚至物种灭绝。梭梭（Haloxylonanmodendron(C.A.Mey.)Bunge）是我国的三级保护植物，是西北荒漠区的建群种之一，对荒漠区的防风固沙和维持荒漠生态系统的平衡起着关键作用。为了探究气候

3、变化对梭梭潜在适宜分布区的影响，本研究使用受试者特征工作曲线（ROC曲线,ReceiverOperatingCharacteristicCurve）下的面积（AUC,AreaUnderCurve）对3种生态位模型（遗传算法模型、生态位因子分析模型、最大熵模型）进行了评估，筛选出最优模型；并使用最大熵模型自带的刀切法选出与梭梭分布相关的10个主要环境因子。结合最优模型与主要环境因子，使用17套大气环流模式（GCM,GeneralCirculationModel），预测了中等程度温室气体排放情景（RCP4.5）与高等温室气体排放情景（RCP8.5）下，2050时

4、期（2041-2060年）与2070时期（2061-2080年）我国西北干旱区梭梭的潜在分布，将17个GCM的模拟结果进行集合平均，将结果划分为4个适宜性等级（不适宜、低适宜、中适宜与高适宜分布）。由于不同的GCM的选取会造成模拟结果的差异，为了探明GCM的选取所造成的差异，将模拟结果重新划分为不适宜与适宜（包括低适宜、中适宜、高适宜）二元值，采用范围变化指数（RCI,RangeChangeIndex）和Kappa两个指标，比较不同的GCM引起差异。研究结果表明：（1）GARP、ENFA与MAXENT模型的AUC平均值分别为0.914、0.913、0.973

5、，最大熵模型的AUC值最大，且内部层次明显，能较好的模拟出当前梭梭的分布状况，表明最大熵模型是模拟效果最好的模型；（2）MAXENT模型自带的刀切法对环境因子贡献率的测量表明，所有的环境因子中，与降水有关的环境因子总贡献率占60.5%，与温度有关的环境因子贡献率占14.8%，土壤类型与海拔因子贡献率分别占22.7%与2%。贡献率排名前十的环境因子分别为：最湿季降水（39%）、土壤类型（22.7%）、温度季节性变化标准差（9.1%）、降水季节变异系数（8.3%）、等温性（6.4%）、气温年范围（3.5%）、最暖月降水（2.2%）、年降水（2.1%）、海拔（2%

6、）与最干季降水（1.9%），总贡献率达到97.2%；（3）当前气候条件下，梭梭潜在适宜分布区占研究区面积的65.2%，其中低、中、高适宜分布区分别占整个适宜分布区的37.77%、18.43%、8.98%；在RCP4.5情境下，2050时期，整个适宜分布区增加了7.7%，其中低适宜分布区减少9.36%，中适宜和高适宜分布区分别增加了6.05%和11.01%；RCP8.5情景下，整个适宜分布区增加了8.00%，其中低适宜分布区减少了13.99%，中适宜与高适宜分布区分别增加了3.50%、18.49%；2070时期，RCP4.5情景下，整个适宜I分布区增加了7.4

7、7%，其中低适宜分布区减少了13.48%，中适宜和高适宜分布区分别增加了4.15%和16.80%，RCP8.5情景下，整个适宜分布区增加了9.07%，其中低适宜和中适宜分布区减少了20.44%、4.29%，高适宜分布区增加了33.80%。梭梭适宜分布区随着时间的推移呈增加趋势，且高适宜分布区的增加幅度最大；（4）对梭梭的主要四个分布区：准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善荒漠、柴达木盆地的高适宜分布区的空间统计分析结果表明：与当前气候条件下相比，在RCP4.5情景下，2050与2070时期准噶尔盆地的梭梭高适宜分布区增加为原来的1.9倍与2.03倍；在RCP8.5

8、情境下，分别增加为原来的2.19倍与2.52倍；RC