基于Maxent生态位模型的银杏大蚕蛾贵州省适生区预测

潘涌智　柴娜

摘要 通過建立Maxent生态位模型，投影到地理空间，预测银杏大蚕蛾在贵州省的潜在分布区域，以期为贵州省有效预防银杏大蚕蛾提供借鉴。

关键词 银杏大蚕蛾；潜在分布区；Maxent生态位模型；贵州省

中图分类号 S431.3；S433.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）13-0138-02

1 目的意义

银杏大蚕蛾是我国一种危害十分严重的食叶害虫。本文根据银杏大蚕蛾在贵州省内的分布点数据以及环境数据，通过建立Maxent生态位模型，投影到地理空间，预测了银杏大蚕蛾在贵州省的潜在分布区域，为银杏大蚕蛾在贵州省的风险分析、检疫监测和防控提供了参考依据，对银杏大蚕蛾的监测和预警提供科学依据。

2 模型原理及方法

Maxent模型生态需求的构成需要获取某物种的地理分布区数据，还需要该区域中的环境湿度等，两者相互作用构成生态位，就能对该物种可能存在的范围进行确认。本文利用该软件，通过对已有成果资料的利用和现地调查与分析，建立银杏大蚕蛾的分布与环境因子之间的相互关系模型，预测了银杏大蚕蛾在贵州省的潜在地理分布。

2.1 分布点数据及环境数据的搜集和处理

通过实地考察和查阅相关文献，明确了银杏大蚕蛾在贵州省的分布区域，将数据用经纬度进行记录，并通过Excel存档。

2.2 模型创建及潜在分布区预测

利用Maxent生态位模型，随机抽取贵州省75%的分布点数据作为训练数据，另外25%的分布点数据作为检验数据，据此进行模型构建。借助ArcGIS的空间扩展模块分析预测结果，根据数值大小划分银杏大蚕蛾的适生范围[1-2]。

2.3 模型预测能力的评价原理及方法

潜在分布预测模型Maxent可以利用受试者工作特征曲线（ROC曲线）进行评价，其判断阈值为预测结果值，同时可得出该模型的灵敏度和特异性[3]。曲线的横、纵坐标分别为假阳性率、灵敏度，曲线下面积（在0～1之间）越大，则模型判断力越准确，反之，则模型判断力越差。模型预测分布区和物种实际分布区重叠时是最佳的预测状态，1是曲线下的面积值。其中，模型假阳性率的计算使用银杏大蚕蛾已知地理分布的数据[1]。

2.3.1 数据分布。在ArcMap中创建分布点的shape文件，利用“Data Management Tools”模块的“Add XY Coordinates”功能，得到坐标值，连接其他属性数据，与贵州省级行政区划图叠加，最终生成已知分布点图像[1]（表1）。

2.3.2 环境数据。环境数据是包括降水和气温的20个变量，采用刀切法从1950—2000年的平均值中选择最理想的一个环境因子值，以提高模型预测的准确性[1]（表2）。

2.3.3 模型创建及潜在分布区预测。从4个待选规则中选出某种规则，通过数据训练得到对应的模型。建立模型时，依据预测精度判断模型是否包含规则，利用在地理空间上投影得到的模型，产生物种适生区数字地图。设计分析时使用比例为1∶40 000的中国地图，通过Logistic格式ASCII类型文件输出Maxent软件处理结果，采用GIS应用软件对处理结果进行分析，所得预测结果采用ArcGIS的空间拓展模块予以分析[1]，根据所得数据大小分为下列4个等级：0～3，非适生区，灰色区域；3～6，低适生区，绿色区域；6～8，中适生区，粉色区域；8～10，高适生区，红色区域[4-5]。

3 银杏大蚕蛾在贵州省的潜在分布区

从模型中可以看出，银杏大蚕蛾在贵州省的适生区域比较广泛，且存在向外扩散的趋势。在这当中，安顺、铜仁等地区具有较大的适生面积，贵州省大多数区域均为适生区域；贵州省中部的贵阳、安顺等市也位于适生区域之内，占到贵州省整个面积的1/4，适生范围广。根据各栅格的具体等级划分规范，用高、中、低、非4个等级表示银杏大蚕蛾的潜在分布地区（图1）。

高适生区：主要分布于贵州中部。具体分布区为贵阳市、遵义地区的中南部、黔南州的中北部、毕节地区和安顺地区的东部、黔东南州和铜仁地区的西部等地区。包括如绥阳县、贵定县、黔西县、平坝县、惠水县、麻江县等[1]。

中适生区：主要分布于遵义地区的北部、铜仁地区、黔东南州、黔南州、安顺地区、毕节地区中部的局部地区，包括正安县、印江县、剑河县、独山县、镇宁县、大方县等[1]。

低适生区：遵义地区东北部、铜仁地区中东部、黔东南州大部分、黔南州的东南端、安顺地区中南部、毕节地区的中部和东部局部地区。包括务川县、松桃县、台江县、荔波县、紫云县、金沙县等。

非适生区：主要分布于贵州省西部及东部省界附近地区[1]。

4 参考文献

[1] 柴娜，何昊东，黄小柱.贵州省银杏大蚕蛾潜在分布区预测研究[J].现代农业科技，2016（12）：141-142.

[2] 江德安.银杏大蚕蛾的发生规律及防治措施[J].林业科技，2003（1）：31-33.

[3] 何兴文，蒲永兰，陈杰，等.银杏大蚕蛾卵空间分布与环境关系的研究[J].昆虫知识，2002，39（ 1）：47-50.

[4] 李有忠，张芳保，王培新，等.银杏大蚕蛾的灾变规律与控灾技术研究[J].中国森林病虫，2009（2）：20-22.

[5] 许水威，叶淑琴，王立明.用期距法预测银杏大蚕蛾发生期[J].辽宁林业科技，2003（2）：10-12.