留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划

程晋昕 段长春 闫生杰

程晋昕, 段长春, 闫生杰. 基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划. 应用气象学报, 2020, 31(5): 631-640. DOI: 10.11898/1001-7313.20200510..
引用本文: 程晋昕, 段长春, 闫生杰. 基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划. 应用气象学报, 2020, 31(5): 631-640. DOI: 10.11898/1001-7313.20200510.
Cheng Jinxin, Duan Changchun, Yan Shengjie. Climate suitability regionalization of pecan based on MaxEnt model. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(5): 631-640. DOI:  10.11898/1001-7313.20200510.
Citation: Cheng Jinxin, Duan Changchun, Yan Shengjie. Climate suitability regionalization of pecan based on MaxEnt model. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(5): 631-640. DOI:  10.11898/1001-7313.20200510.

基于MaxEnt模型的薄壳山核桃气候适宜性区划

DOI: 10.11898/1001-7313.20200510
资助项目: 

云南省科技厅科技计划项目 2018BC007

云南省气象局气象为高原特色农业服务项目 GY201605

详细信息
    通信作者:

    段长春, duancckm@126.com

Climate Suitability Regionalization of Pecan Based on MaxEnt Model

  • 摘要: 基于最大熵模型(MaxEnt)和GIS技术,提出一种薄壳山核桃气候适宜性区划方法。利用美国本土274个种植点,结合美国本土和中国云南省1981—2010年气候数据开展薄壳山核桃气候适宜性区划研究。结果表明:7月平均气温、年平均气温、30年极端最低气温、年降水量、3—5月降水量、年日照时数和4—5月日照时数为影响薄壳山核桃气候适宜性的主要气候因子。基于美国本土种植点构建的MaxEnt模型在该区域具有较高精度,但将模型直接外推用于中国云南省可靠性不足。因此,利用模拟区域和训练样本气候因子值域的偏离程度改进气候适宜性指数,并将云南省薄壳山核桃适宜性划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级。其中,最适宜区和适宜区分布于热量资源丰富、日照相对充足并具备较好冬季低温条件的亚热带地区和热带地区边缘。受云南省复杂地形和气候条件影响,区划结果呈现出破碎化分布。
  • 图  1  气候因子值(Vi)与可靠性因子(Ri)的映射关系示意图

    Fig. 1  The mapping relation between climatic variable(Vi) and reliability factor(Ri)

    图  2  潜在气候因子的刀切法分析图

    Fig. 2  Jackknife analysis of each potential climatic variables

    图  3  最大熵模型ROC曲线

    Fig. 3  ROC curve of MaxEnt model

    图  4  云南省可靠性因子(R)空间分布

    Fig. 4  The distribution of reliability factor(R) in Yunnan Province

    图  5  改进前(a)与改进后(b)气候适宜性指数的对比

    Fig. 5  Comparison of climate suitability index before improvement(a) and after improvement(b)

    图  6  云南省薄壳山核桃主要种植县(市、区)分布

    Fig. 6  Distribution of major pecan planting counties in Yunnan Province

    图  7  云南省薄壳山核桃种植气候适宜性区划

    Fig. 7  Climate suitability regionalization of pecan plantation in Yunnan Province

    表  1  潜在气候因子贡献率和置换重要性

    Table  1  Contribution and permutation importance of each potential climatic variables

    气候要素 贡献率/% 置换重要性/%
    7月平均气温 37.4 24.4
    年日照时数 20.1 7.3
    3—5月降水量 14.2 3.9
    年平均气温 7.9 6.7
    活动积温 6.7 9.4
    无霜期 4.0 18.6
    4—5月日照时数 3.9 2.6
    年降水量 2.5 8.8
    8—9月降水量 2.0 3.9
    30年极端最低气温 0.4 5.9
    1月平均气温 0.4 5.3
    6—7月降水量 0.4 3.3
    下载: 导出CSV
  • [1] 张日清, 吕芳德.美国山核桃在原产地分布、引种栽培区划及主要栽培品种分类研究概述.经济林研究, 2002, 20(3):53-55. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jjlyj200203020
    [2] 陈勤, 习学良, 杨建华, 等.云南薄壳山核桃优良品种及栽培技术.现代农业科技, 2018(11):98-99. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ahny201811058
    [3] Zhang R, Peng F, Li Y.Pecan production in China.Scientia Horticulturae, 2015, 197:719-727. doi:  10.1016/j.scienta.2015.10.035
    [4] 高昌虎.浅谈美国山核桃栽培存在的问题及对策.农技服务, 2017, 34(15):83-85. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=njfw201715065
    [5] 张日清, 吕芳德, 何方.美国山核桃引种栽培区划研究——Ⅰ原生境与新生境自然条件比较.中南林业科技大学学报, 2001, 21(2):1-5. http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=5390865
    [6] 张日清, 吕芳德, 何方, 等.美国山核桃引种栽培区划研究——Ⅱ前期引种效果.中南林业科技大学学报, 2002, 22(2):17-20. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=znlxyxb200202004
    [7] 张日清, 吕芳德, 何方, 等.美国山核桃引种栽培区划研究——Ⅲ区划结果与分区描述.中南林业科技大学学报, 2002, 22(3):14-19. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=znlxyxb200203003
    [8] Sparks D.Adaptability of pecan as a species.HortScience, 2005, 40(5):1175-1189. doi:  10.21273/HORTSCI.40.5.1175
    [9] 董润泉.美国山核桃在云南引种和发展后的表现.云南林业, 2017(5):66-69. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=9286898
    [10] 张明洁, 赵艳霞.北方地区日光温室气候适宜性区划方法.应用气象学报, 2013, 24(3):278-286. http://qikan.camscma.cn/article/id/20130303
    [11] 王春林, 刘锦銮, 周国逸, 等.基于GIS技术的广东荔枝寒害监测预警研究.应用气象学报, 2003, 14(4):487-495. http://qikan.camscma.cn/article/id/20030460
    [12] 黄永璘, 苏永秀, 钟仕全, 等.基于决策树的香蕉气候适宜性区划.热带气象学报, 2012, 28(1):140-144. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=rdqxxb201201016
    [13] 李颖, 陈怀亮.机器学习技术在现代农业气象中的应用.应用气象学报, 2020, 31(3):257-266. doi:  10.11898/1001-7313.20200301
    [14] 何奇瑾, 周广胜.我国春玉米潜在种植分布区的气候适宜性.生态学报, 2012, 32(12):3931-3939. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stxb201212031
    [15] 屈振江, 周广胜, 魏钦平.苹果花期冻害气象指标和风险评估.应用气象学报, 2016, 27(4):385-395. doi:  10.11898/1001-7313.20160401
    [16] 屈振江, 周广胜.中国主栽猕猴桃品种的气候适宜性区划.中国农业气象, 2017, 38(4):257-266. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zgnyqx201704007
    [17] 张东方, 张琴, 郭杰, 等.基于MaxEnt模型的当归全球生态适宜区和生态特征研究.生态学报, 2017, 37(15):5111-5120. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stxb201715019
    [18] 熊安元, 赵芳, 王颖, 等.全国综合气象信息共享系统的设计与实现.应用气象学报, 2015, 26(4):500-512. doi:  10.11898/1001-7313.20150412
    [19] Fick S E, Hijmans R J.WorldClim 2:New 1 km spatial resolution climate surfaces for global land areas.Int J Climatol, 2017, 37(12):4302-4315. doi:  10.1002/joc.5086
    [20] 李涛, 李泽华, 余仲东, 等.四川省美国白蛾适生性分析及风险评估.西北农林科技大学学报(自然科学版), 2018, 46(1):60-67. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=xbnydxxb201801009
    [21] 武自念, 侯向阳, 任卫波, 等.气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区预测.草地学报, 2018, 26(4):898-906. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=cdxb201804015
    [22] 王茹琳, 李庆, 何仕松, 等.中华猕猴桃在中国潜在分布及其对气候变化响应的研究.中国生态农业学报, 2018, 26(1):27-37. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stnyyj201801004
    [23] Menne M J, Durre I, Vose R S, et al.An overview of the Global Historical Climatology Network-Daily Database.J Atmos Oceanic Technol, 2012, 29(7):897-910. doi:  10.1175/JTECH-D-11-00103.1
    [24] NASA JPL.NASA Shuttle Radar Topography Mission Global 30 arc second.[2019-06-01].https://lpdaac.usgs.gov/node/525.
    [25] 杨云.美国山核桃种植技术简介.农村实用技术, 2008(12):40-42. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ncsyjs200812038
    [26] 闫生杰, 章慧英, 徐安伦.美国山核桃在祥云县种植的气候适应性研究.安徽农业科学, 2019(7):221-224. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ahnykx201907066
    [27] 何燕, 李政, 廖雪萍.基于GIS的巴西陆稻IAPAR-9种植气候区划研究.应用气象学报, 2007, 18(2):219-224. http://qikan.camscma.cn/article/id/20070237
    [28] 何红艳, 郭志华, 肖文发.降水空间插值技术的研究进展.生态学杂志, 2005, 24(10):1187-1191. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=stxzz200510016
    [29] Jaynes E T.Information theory and statistical mechanics.Physical Review, 1957, 106(4):620-630. doi:  10.1103/PhysRev.106.620
    [30] Phillips S J, Anderson R P, Schapire R E.Maximum entropy modeling of species geographic distributions.Ecological Modelling, 2006, 190(3):231-259. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=513ad30f4c7f7f66533cb6ca7bde514f
    [31] Elith J, Phillips S J, Hastie T, et al.A statistical explanation of MaxEnt for ecologists.Diversity and Distributions, 2011, 17(1):43-57. doi:  10.1111/j.1472-4642.2010.00725.x
    [32] Phillips S J, Dudík M.Modeling of species distributions with Maxent:New extensions and a comprehensive evaluation.Ecography, 2008, 31(2):161-175. doi:  10.1111/j.0906-7590.2008.5203.x
    [33] Elith J, Kearney M, Phillips S.The art of modelling range-shifting species.Methods in Ecology and Evolution, 2010, 1(4):330-342. doi:  10.1111/j.2041-210X.2010.00036.x
    [34] 曾晓青, 邵明轩, 王式功, 等.基于交叉验证技术的KNN方法在降水预报中的试验.应用气象学报, 2008, 19(4):471-478. http://qikan.camscma.cn/article/id/20080411
    [35] Phillips S J, Anderson R P, Dudík M, et al.Opening the black box:An open-source release of Maxent.Ecography, 2017, 40(7):887-893. doi:  10.1111/ecog.03049
    [36] 陶云, 赵荻, 何华, 等.云南省大气中水资源分布特征初探.应用气象学报, 2007, 18(4):506-515. http://qikan.camscma.cn/article/id/20070479
    [37] 董润泉, 习学良, 张雨, 等.美国山核桃在云南的引种适应性报告.西部林业科学, 2004, 33(1):49-54. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ynlykj200401009
    [38] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展.应用气象学报, 2015, 26(1):1-11. doi:  10.11898/1001-7313.20150101
  • 加载中
图(7) / 表(1)
计量
  • 摘要浏览量:  2251
  • HTML全文浏览量:  585
  • PDF下载量:  96
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-19
  • 修回日期:  2020-07-24
  • 刊出日期:  2020-09-30

目录

    /

    返回文章
    返回