[發明專利]基于氣候和土壤因素預測銀杏果用林適宜生境的方法

在審

• 申請號: 202011491063.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112749834A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 汪貴斌;馮磊;曹福亮
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 田沛沛;邱興天

本發明公開一種基于氣候和土壤因素預測銀杏果用林適宜生境的方法，屬于物種分布預測技術領域，首先建立氣候生態位模型和土壤生態位模型；分別利用氣候生態位模型和土壤生態位模型預測銀杏果用林生境類型，對銀杏果用林生境類型進行分類；通過種實田間試驗對模型和預測結果進行驗證測試；然后利用土壤適宜生境過濾氣候適宜生境；預測未來氣候情景下銀杏果用林適宜生境的變化。本發明將這兩個模型結合起來，可以預測不同氣候變化情景下的當前和未來，通過實驗數據驗證模型輸出的可靠性，預測過程更加高效，結果更加精確，本發明的生境適宜性分類模型的預測符合植物生理學和經濟學的認識，對指導銀杏果用林生產實踐具有重要意義。

技術領域

本發明屬于銀杏培育和保護技術領域，具體涉及一種基于氣候和土壤因素預測銀杏果用林適宜生境的方法。

背景技術

銀杏(Ginkgo biloba L.)是一種雌雄異體的長壽命植物，雌雄生殖器官分布在不同的樹上。銀杏果實在全世界都具有很高的食用和藥用價值。銀杏富含維生素和胡蘿卜素，對延緩衰老、促進皮膚新陳代謝有一定作用。同時對預防高血壓、心臟病、鎮咳祛痰有積極作用。全球每年花在植物性藥物上的錢超過70億美元，銀杏在植物性藥物中排名第一。然而，由于氣候變化的影響，這種重要的果用經濟林的適宜棲息地和果實產量面臨著巨大的不確定性。因此，在廣泛利用銀杏果林的同時，評估氣候變化對其適宜生境的影響是必要的。

未來氣候預測表明,極端的氣候將會增加,區域降水變化差異顯著,暴雨天的數量將會增加,區域生態環境將不穩定。這種頻繁的氣候現象會導致樹木對環境的不適應，破壞樹木的生產力和生態價值，并可能導致生物多樣性和棲息地的喪失。值得注意的是,中國是全球氣候變化的敏感地區,90％的銀杏資源分布在中國。此外，銀杏復雜的物候性繁殖周期不利于銀杏物種的遷移[9]。因此，應選擇科學、可持續的方法對銀杏果林的潛在適宜性進行評價。

物種分布模型(SDM)已成為發明未來氣候變化對植物物種影響和制定有效保護策略的工具。最大熵(MaxEnt)是一種高效、精確的物種分布建模方法。它不僅可以預測當前物種的發生概率，還可以預測過去和未來氣候的概率。大多數生態模型僅使用氣候變量作為預測因子，包括為銀杏構建的小生境模型。然而，土壤也被認為是預測氣候變化對物種分布影響的一個重要因素。由于氣候是土壤形成的關鍵因素，如果簡單地將氣候和土壤變量納入模型，就會產生氣候和土壤變量之間的混雜效應，這將導致土壤變量影響模型對未來氣候的預測精度，或者氣候變量主導土壤效應。為了避免混淆，分別模擬了氣候適宜生境和土壤條件適宜生境。然后利用土壤適宜生境過濾氣候適宜生境，并將土壤效應納入生境預測。使用這種兩步方法來考慮馮等人所述的氣候和土壤效應。

以往發明表明，果實的大小與非生物變量(溫度、降水)和地理來源有關。植物的生存和適應環境變化的能力，導致果實性狀存在一定程度的差異。這些差異關系到空間棲息地對時間和氣候變化的適應性。銀杏種實性狀也存在顯著的地理差異。此外，國穎等人的發明認為，植物在不同氣候條件下的生理變化可以間接支持模型輸出的可靠性。因此，將利用不同氣候生態區銀杏種實性狀可塑性反應的變化來驗證生態位模型的可靠性。

發明內容

本發明解決的技術問題：提供一種將兩種模型相結合，可以預測不同氣候變化情景下的當前和未來，預測過程更加高效，結果更加精確的基于氣候和土壤因素預測銀杏果用林適宜生境的方法。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種基于氣候和土壤因素預測銀杏果用林適宜生境的方法，包括以下步驟：

S1：建立氣候生態位模型和土壤生態位模型；

S2：分別利用氣候生態位模型和土壤生態位模型預測銀杏果用林生境類型，對銀杏果用林生境類型進行分類；

S3：通過種實田間試驗對模型和預測結果進行驗證測試；