基于MaxEnt和ArcGIS的缬草适宜性区划研究

目的基于最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统(ArcGIS),结合相关生态因子对缬草生态适宜区进行预测分析。方法应用MaxEnt模型和ArcGIS,结合475个缬草样本信息数据和55项生态因子,通过MaxEnt模型筛选出5个影响缬草生长的主要生态因子,并在ArcGIS中进行缬草生态适宜性预测展示。结果综合分析得出缬草适宜生长环境参数:海拔1700～3000 m,5月降水量70～150 mm,6月降水量80～190 mm,坡度4°～24°,坡向为平地、东南、西南;预测缬草最适宜生长地区为陕西南部、湖北西部、四川中部和北部、青海西部和甘肃南部地区。结论本研究预测分布区域与中国植物志记载产地基本一致,可为缬草的种植区域规划提供指导。     

阿拉善地区荒漠肉苁蓉生态适宜性区划研究

肉苁蓉为特色名贵中蒙药。通过走访和实地调查,收集肉苁蓉野外分布信息,综合气候、地形等相关生态因子,利用GIS技术和最大信息熵模型对阿拉善地区肉苁蓉进行适宜性区划研究。ROC曲线的AUC值均在0.9以上,表明最大信息熵模型的预测结果可信度高。研究结果显示影响肉苁蓉适宜性分布的主要生态因子为植被类型等14个生态因子,其适宜区域集中分布在阿拉善右旗中部(包括塔木苏苏木、阿拉腾敖包镇)、阿拉善左旗北部(包括吉兰泰镇、乌力吉苏木、苏红图苏木)以及额济纳旗的东南部(包括古日乃苏木、温图高勒苏木-拐子湖、巴音宝格德苏木以及绿城遗址附近区域),与传统道地产区基本吻合。此外,区划结果还提供了肉苁蓉传统分布区以外的新适宜分布区,为今后开展肉苁蓉人工引种栽培选址工作和区域发展名贵中蒙药提供了科学依据。     

辽宁省北苍术生态适宜性和品质区划研究

目的 基于空间信息技术开展辽宁省北苍术生态适宜性和品质区划研究,分析辽宁省内适宜栽种北苍术的区域及影响其品质的生态因子。方法 以收集的栽培北苍术采样点信息为基础,通过最大熵（MaxEnt）模型和ArcGIS软件对辽宁省北苍术生态适宜性进行研究;利用ArcGIS和SPSS23.0软件进行分析,构建基于挥发性成分β-桉叶醇、苍术酮、苍术素和水溶性成分苍术苷A的品质区划。结果 影响北苍术生态适宜性的生态因子有7月份降水量、11月份平均温度、植被类型等,辽宁省北苍术生长最适宜区主要分布于朝阳、抚顺、铁岭等地区,4月份降水量、昼夜温差月均值、7月份降水量是影响北苍术品质的生态因子。结论 辽宁省大部分地区适宜栽种北苍术,尤其辽宁西部地区的生态适宜度较高,4月份降水量是影响栽培北苍术质量的主要生态因子。本研究可为辽宁省北苍术的规范化种植提供依据。     

基于MaxEnt和ArcGIS模型的山海螺生长适宜区预测分析

目的：利用山海螺中国分布点的205条地理分布信息及55个环境因子,采用最大熵(MaxEnt)模型结合地理信息系统(ArcGIS)对山海螺的全国适宜性分布区进行预测。方法：采用刀切法(Jackknife)与贡献率筛选主导环境因子,选用受试者工作特征曲线(ROC曲线)验证模型的精确度,最后采用ArcGIS软件运算预测山海螺的全国适宜性分布区。结果：MaxEnt模型预测精度较高(AUC>0.9),符合预测要求。综合分析得出影响山海螺生长的主导因子共5个,均为降水量相关因子;山海螺的全国适宜性分布区域与中国植物志的记载稍有不同,最适宜生长地区主要为分布于东北地区的辽宁省,华东地区的福建省、江西省、浙江省、安徽省以及中南地区的湖南省、广东省和广西壮族自治区。中国植物志未记载的西南地区亦可有分布,为低适宜生长区。结论：该结果对山海螺扩大种植面积和提高栽培技术等实践工作具有指导意义。     

东方香蒲生态适宜性区划研究

目的预测东方香蒲全国潜在适宜性分布区,为其种植区域选取和资源利用提供依据。方法通过收集160个东方香蒲的样点信息,结合55项生态因子,应用最大熵(MaxEnt)模型研究影响东方香蒲适宜性分布的生态因子,结合地理信息系统预测东方香蒲全国潜在适宜性分布区。结果 MaxEnt模型预测结果较好;东方香蒲地理分布模型的受试者工作特征曲线下的面积达到非常好的标准,表明模型预测结果可用于该研究。本研究表明,最暖季平均温、年均降水量、6月平均气温、植被类型、7月平均气温、最湿季平均温、9月平均气温等为影响东方香蒲分布的主要生态因子;东方香蒲在全国分布广泛,以东北三江平原、华北平原、长江中下游平原、各河流流域、湖泊,以及新疆准噶尔盆地、海南沿海各市、台湾西南部和台东纵谷平原等分布较多,高海拔地区的西藏、青海、贵州等分布较少。结论本研究可为东方香蒲种植区域选择和资源的可持续利用提供参考。     

定西市栽培当归生态适宜性研究

目的:了解定西市栽培当归生态适宜性,筛选影响其分布的主要生态因子。方法:通过走访和实地调查,从定西市当归栽培县区获取857个采样点的经度、纬度、海拔等地理信息,结合全国生态因子数据,利用Maxent模型和ArcGIS软件的空间分析功能进行分析。结果:定西市栽培当归适宜分布区主要集中在定西市南部岷县、漳县,渭源县、临洮县、陇西县也有分布,但适宜区域较小。影响定西市当归适宜性分布的主要生态因子为海拔高度、降水量、温度。结论:本研究对定西市栽培当归生态适宜区进行了等级划分,生成了当归生态适宜性区划图,可为定西市当归合理引种栽培提供理论依据。     

中药大黄生境适宜性分布研究

目的：对中药大黄3种不同基原植物的生境适宜性进行评价,为种植区域的选取和优质大黄药材资源的合理利用提供科学依据。方法：利用最大熵（MaxEnt）模型与地理信息系统（GIS）技术,结合全国范围内55个环境气候因子的空间数据和中药大黄3种基原植物的实际地理分布信息,预测中药大黄全国生境适宜性空间分布并进行等级划分。结果：掌叶大黄和唐古特大黄的适宜生境主要分布在我国西藏、青海、四川和甘肃四省交界处,云南和陕西也有一些分布;药用大黄适宜生境的地理分布较其他2种基原植物有所东移,集中在四川中东部、甘肃和陕西南部以及重庆大部分地区。3种基原植物都以四川省生境适宜性最高,且分布面积最广。结论：中药大黄3种基原植物的生境适宜性在地理分布上存在差异,且最适宜生境重叠区域较少,在人工种植选址时要加以区分。     

基于MaxEnt模型的防风潜在种植区预测

目的：分析野生防风分布信息及多个环境因子,预测防风生态适宜性区划,为栽培防风的扩大生产提供基础研究数据。方法：通过最大熵（MaxEnt）模型分别加载89个野生防风分布点数据和气候、土壤、地形、植被等多项环境数据,预测栽培防风分布区域的生长适宜度和主导环境因子。利用地理信息系统（GIS）将预测结果分别划分为不适宜区、适宜区和最适宜区。结果：建立的MaxEnt模型预测效果良好,共筛选出土壤类型、最暖季降水量、最冷季降水量、最干季平均温和坡向5个主要生态因子（累积方差贡献率为74.2%）为防风适宜生长的环境参数。结合ArcGIS软件分析认为,内蒙古中东部的赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市、兴安盟,黑龙江东北部大庆市、佳木斯市、齐齐哈尔市,吉林和辽宁两省西部地区,河北省承德市、张家口市是防风的普遍适宜生长区。结论：建立的模型分析结果与实际考察相符,可为防风的种植区域规划提供参考。     

内蒙古地区蒙药肋柱花的生态适宜性区划研究

蒙药肋柱花为蒙医常用要药。通过走访和实地调查,收集肋柱花野外分布信息,综合气候、地形等相关生态因子,利用GIS技术和最大信息熵模型分析肋柱花适宜性分布。ROC曲线的AUC值均在0.99以上,表明最大信息熵模型的预测结果可信度高。研究结果显示影响肋柱花适宜性分布的主要生态因子为2月月平均气温等13个生态因子,其适宜区域集中分布在内蒙古中东部,包括克什克腾旗、多伦县、正蓝旗等地,与传统道地产区基本吻合。此外,区划结果还提供了肋柱花传统分布区以外的新适宜分布区,为今后开展肋柱花野生抚育,引种栽培的选址工作提供了科学依据。     

基于MaxEnt和GIS的新疆紫草产地生态适宜性分析

目的 通过对新疆紫草进行生态适宜性评价,为优质新疆紫草生产基地选址提供参考。方法 选取第四次全国中药普查新疆普查空间数据中129份新疆紫草的基本信息,利用最大熵（MaxEnt）模型和ArcGIS软件分析评价。结果 影响新疆紫草分布的主要生态因子为海拔、土壤类型、植被类型、6月降水量、12月降水量、10月平均气温、等温性;新疆紫草潜在分布区为和静县、尼勒克县、博乐市、温泉县、昭苏县、霍城县、精河县、伊宁市、伊宁县、裕民县、奎屯市、阿克陶县、巩留县、乌鲁木齐县、乌恰县等;MaxEnt模型预测结果经受试者工作特征（ROC）曲线评价曲线下面积（AUC）>0.9。结论 新疆紫草的生态适宜性分布区主要集中在天山山脉中段的和静县、尼勒克县、博乐市、温泉县、昭苏县,建议优先选择上述区域开展新疆紫草人工栽培。     

中药秦艽生态适宜性区划研究

为了预测中药秦艽在我国的生态适宜区分布,寻找影响适宜性分布的主要生态因子,该研究通过实地调查及网络共享平台数据获取313份秦艽、186份麻花艽、343份小秦艽和131份粗茎秦艽的分布信息,利用Max Ent模型和Arc GIS技术,综合55项环境因子,分析影响中药秦艽生态适宜性的主要环境因子。分别分析影响4个种的主要环境因子后认为,降水量和海拔对4个种生态适宜性分布均产生主要影响。秦艽生态适宜区主要集中甘肃南部、山西全省、陕西中部和青海东部;麻花艽生态适宜区主要集中在甘肃西南部、青海东部、四川北部及西北部和西藏东部;小秦艽生态适宜区主要集中在甘肃西南及南部、青海东部、山西全省和陕西北部;粗茎秦艽生态适宜区主要集中在四川和云南北部,西藏东部、甘肃南部和青海东部也有分布。秦艽药材的生态适宜性区划结果与每种来源的秦艽实际分布相一致。该研究可以为中药秦艽野生资源的收集、保护和栽培区域的选择提供参考依据。     

党参药材分布区划研究

为了明确党参药材在我国的分布情况,寻找影响其分布的主要生态因子,该研究通过查阅文献、网络标本馆平台、实地调查等获取关于党参药材的分布信息。利用Max Ent模型和Arc GIS技术,综合55项环境因子,分析影响党参药材分布的主要环境因子,结果显示,降水量和海拔等对党参3个种的分布均产生主要影响。其中,党参主要集中在甘肃南部、陕西南部、山西南部、宁夏南部及吉林东南部;素花党参主要集中在甘肃南部、贵州西北部、四川东北部;川党参主要集中在湖北西部、重庆东部、四川中部。结合栽培党参药材分布信息,对所得党参药材的分布区划结果进行验证,研究所得分布与每种党参的实际分布相一致,为开展党参药材合理引种栽培提供了科学依据。     

河北省燕山及太行山山脉黄芩生态适宜性区划研究

目的:研究黄芩在河北省燕山及太行山山脉生态适宜性区划。方法:通过第四次全国中药资源普查等方式获取黄芩分布位点信息,利用地理信息系统技术和最大信息熵模型分析其分布区的主导生态因子、数值和权重,得出黄芩药材在河北省的生态适宜生长区。结果:研究表明,海拔、坡度、最暖季降水量、最湿月降水量、年均温、土壤类型、植被类型7项环境因子是影响黄芩分布的主要生态因子;黄芩在河北省的生态适宜生长区主要分布在承德、张家口、保定等地的燕山及太行山山脉区域。结论:可在太行山山脉的承德市、张家口市、保定市,燕山山脉的秦皇岛市引种栽培黄芩。     

西红花全球生态适宜区预测及生态特征

目的:预测西红花在全球的生态适宜区并分析其生态特征。方法:利用西红花124个样本分布点和30个环境因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型预测西红花在全球的生态适宜区,运用受试者工作特征曲线(ROC)进行模型评价并分析其生态特征。结果:西红花全球适生区主要分布于北半球地中海沿岸的欧洲国家,遍布于欧洲南部、北部及东部,部分分布于亚洲西部、南部及东南部。模型评估结果显示,训练集和测试集的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.985和0.967,表明该模型的预测效果良好。结论:最冷季度平均降水量、最冷季度平均温度、昼夜温差与年温差比值、温度变化方差、土壤阳离子交换能力、最暖季度平均降水量和最冷月份最低温是影响西红花地理分布的关键环境因素,研究结果可为西红花的引种选址和资源保护提供参考。     

我国滇重楼种植的气候适宜性研究

该文在对云南、四川、贵州3省175个滇重楼种植区进行实地调查的基础上,根据"中药资源空间信息网格数据库"提供的1950—2000年1 km×1 km空间分辨率的气候资料,基于全国区域和年尺度选取影响我国滇重楼分布的潜在气候因子,利用最大信息熵模型(MaxEnt)和ArcGIS空间分析技术,研究了影响我国滇重楼潜在种植分布的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明,影响我国滇重楼潜在种植分布的主导气候因子是8月平均降雨量、最干季平均温、等温性、10月平均降雨量、季节降水量变异系数和7月平均温,累积贡献率达到了97.2%。利用所建模型给出的滇重楼在待预测地区的存在概率,将我国滇重楼潜在种植分布区划分成气候不适宜区、次适宜区、较适宜区和最适宜区,并给出了各气候适宜区的气候特征。研究结果可为优化我国滇重楼生产布局及引种提供参考。     

甘草药材生产区划研究

通过走访和实地调查,收集乌拉尔甘草在全国的采样信息。以乌拉尔甘草药材生产区46个采样点为分析基点,分析乌拉尔甘草中甘草苷、甘草酸、总黄酮含量,综合气候、地形等相关生态因子,利用GIS技术和最大信息熵模型分析其适宜性分布。应用SPSS构建乌拉尔甘草有效成分与环境因子之间的关系模型,采用Arc GIS软件空间计算方法进行乌拉尔甘草品质区划。研究结果显示影响乌拉尔甘草适宜性分布的主要生态因子为7月平均气温,土壤亚类,12月降水量,植被类型和温度季节性变化的标准差等5个生态因子,这与甘草喜光照充足、降雨量少、夏季酷热、昼夜温差大,适宜于分布在北温带的平原、山区的生活习性基本一致。此外,以甘草苷、甘草酸、总黄酮成分为指标的乌拉尔甘草品质区划结果还提供了其品质适宜分布区,为开展乌拉尔甘草合理引种栽培提供了科学依据。     

贵州栽培太子参质量评价及生长区划

为贵州省栽培太子参的引种栽培选址和合理生产布局,以及GAP种植基地选址提供科学依据。该文采用最大信息熵(Maxent)模型确定生态因子的贡献率,利用Arc Map空间分析功能划分太子参的适宜生长种植区,量化太子参最优生境范围,并探讨了环境因素对太子参药材质量的影响。贵州太子参最适宜区主要集中在施秉县、黄平县、凯里市中东部、岑巩县、余庆县南部、铜仁市西部等地区。太子参最适宜区面积达6 405.39 km~2,占研究区总面积的3.64%。土壤类型、最暖季降水量、坡向、坡度、最暖月最高温、土壤有机碳含量、最干月降水量这7个生态因子对太子参的生长影响最大。利用空间信息分析技术准确对贵州栽培太子参的最适宜种植区和最优生境进行了科学综合评价,建议将黔东南州的岑巩县和镇远县作为值得开发的太子参潜在适宜种植区。     

甘肃产当归生态适宜性研究

目的研究甘肃省当归Angelica sinensis的生态适宜性,指导甘肃产当归的合理栽培。方法通过走访和实地调查,从甘肃当归栽培县区采集不同分布地点的样品共计1 545份,使用GPS获取每个采样点的经度、纬度、海拔等相关地理信息,结合全国生态环境因子数据,利用Maxent模型和ArcGIS软件的空间分析功能进行分析。结果当归分布适宜度较高的区域在甘肃省东南部。影响当归适宜性分布的主要生态因子为海拔高度、3月份降雨量、5月份降雨量、最湿月降雨量、12月份降雨量、土壤酸碱度。结论研究结果与当归多生长于海拔2 000～3 000 m的高寒山区及高原平坦牧场地带,喜气候凉爽,土壤水分适中,微酸性至中性肥沃疏松棕褐沙壤土基本一致,可为甘肃省当归栽培区域的合理分布提供科学依据。