Spatial Distribution Patterns in Potential Species Richness of Night Lodging Plants for Nomascus hainanus
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摘要:目的模拟海南长臂猿(Nomascus hainanus)夜宿植物的潜在分布,并找出夜宿植物的潜在集中分布区,从而为海南长臂猿的保护和恢复提供一定的理论参考。方法基于海南长臂猿夜宿植物的分布数据和影响其分布的环境数据,利用优化后的最大熵模型(maximum entropy, MaxEnt)模拟海南长臂猿夜宿植物在海南岛的潜在分布,探讨海南长臂猿全体夜宿植物和其中夜宿植物个体较多的壳斗科、樟科和橄榄科植物的潜在物种丰富度分布格局。结果1)海拔和坡度是影响海南长臂猿夜宿植物潜在分布的重要环境因子,且与全体夜宿植物和喜夜宿植物的潜在物种丰富度在海拔300~600 m、900~1200 m和坡度0~15°时呈正相关。2)海南岛的南部是海南长臂猿夜宿植物的潜在集中分布区,全体夜宿植物、喜夜宿的樟科和橄榄科植物的潜在物种丰富度表现为南高北低,但喜夜宿的壳斗科植物表现为中部高四周低。3)海南长臂猿夜宿植物的潜在丰富热点区域面积最多占海南岛面积的15.54%,但在霸王岭片区,除樟科和橄榄科夜宿植物外,夜宿植物的潜在丰富度热点区域面积均超过霸王岭片区面积的60%。结论优化后的MaxEnt模型适用于模拟海南长臂猿夜宿植物在海南岛的潜在分布。相较于气候因子,地形因子是影响夜宿植物潜在分布的主导因子。应该加强樟科和橄榄科夜宿植物的保护,以保证有充足的植物供海南长臂猿夜晚栖息。海南岛南部的白沙县、昌江县、琼中县、五指山市和乐东县的交界处是海南长臂猿较理想的栖息地。Abstract:ObjectiveThe purpose of this study is to simulate the potential distribution of night lodging plants for Nomascus hainanus and to identify the potential concentrated distribution areas of night lodging plants, so as to provide some theoretical reference for the conservation and restoration of N. hainanus.MethodBased on the actual distribution data of night lodging plants for N. hainanus and the environmental variables, the potential distribution of those night lodging plants in Hainan Island was simulated by using the optimized Maximum Entropy (MaxEnt) model. Exploring the spatial distribution patterns in potential species richness of all night lodging plants for N. hainanus and of those with a high number of individual nocturnal lodging plants in the Fagaceae, Lauraceae and Burseraceae.Result1) Altitude and slope gradient are important environmental factors affecting the potential distribution of night lodging plants for N. hainanus, and are positively correlated with the potential species richness of all and favorite nocturnal lodging plants 300~600 m and 900~1200 m altitude and 0~15° slope gradient. 2) The southern area of Hainan Island is the potential concentrated distribution area of night lodging plants for N. hainanus. The potential species richness of all night lodging plants, the favored Lauraceae and Burseraceae nocturnal lodging plants are greater in the south than in the north, but the potential species richness of the favored Fagaceae nocturnal lodging plants is greater in the middle part of the island and smaller in the fourth. 3) The hotspots for potential species richness of the night lodging plants cover about 15.54% of the Island. In Bawangling, except the favored Lauraceae and Burseraceae nocturnal lodging plants, the hotspots for potential species richness of night lodging plants accounted for more than 60% of the area.ConclusionThe optimized MaxEnt model is applied to simulate the potential distribution of night lodging plants for N. hainanus in Hainan Island. Compared with the climatic factor, the topographic factor is the dominant factor affecting the potential distribution of night lodging plants. The protection of Lauraceae and Burseraceae night lodging plants should be strengthened to ensure that there are sufficient plants for N. hainanus to lodge at night. Meanwhile, the junction of Baisha County, Changjiang County, Qiongzhong County, Wuzhishan City and Ledong County in the south of Hainan Island is a relatively ideal habitat for N. hainanus.
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Key words:
- Nomascus hainanus /
- night lodging plants /
- MaxEnt model /
- potential species richness
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表 1 海南长臂猿夜宿植物名录
Table 1. List of night lodging plants for Nomascus hainanus
科 Family 属 Genus 种 Species 茶茱萸科 Icacinaceae 肖榄属 Platea 阔叶肖榄 Platea latifolia 东方肖榄 Platea parvifolia 柴龙树属 Apodytes 柴龙树 Apodytes dimidiata 大戟科 Euphorbiaceae 黄桐属 Endospermum 黄桐 Endospermum chinense 豆科 Leguminosae 红豆属 Ormosia 木荚红豆 Ormosia xylocarpa 杜英科 Elaeocarpaceae 杜英属 Elaeocarpus 显脉杜英 Elaeocarpus dubius 毛果杜英 Elaeocarpus rugosus 山杜英 Elaeocarpus sylvestris 狭叶杜英 Elaeocarpus angustifolius 猴欢喜属 Sloanea 猴欢喜 Sloanea sinensis 锦葵科 Malvaceae 破布叶属 Microcos 海南破布叶 Microcos chungii 番荔枝科 Annonaceae 蕉木属 Chieniodendron 蕉木 Chieniodendron hainanense 橄榄科 Burseraceae 橄榄属 Canarium 毛叶榄 Canarium subulatum 乌榄 Canarium pimela 黏木科 Ixonanthaceae 黏木属 Ixonanthes 黏木 Ixonanthes reticulata 胡桃科 Juglandaceae 黄杞属 Engelhardia 黄杞 Engelhardia roxburghiana 夹竹桃科 Apocynaceae 鸡骨常山属 Alstonia 盆架树 Alstonia rostrata 蕈树科 Altingiaceae 枫香树属 Liquidambar 枫香树 Liquidambar formosana 壳斗科 Fagaceae 柯属 Lithocarpus 琼中柯 Lithocarpus chiungchungensis 杏叶柯* Lithocarpus amygdalifolius* 锥属 Castanopsis 米槠 Castanopsis carlesii 红锥 Castanopsis hystrix 海南锥* Castanopsis hainanensis* 公孙锥 Castanopsis tonkinensis 栎属 Quercus 托盘青冈 Quercus patelliformis 栎子青冈 Quercus blakei 碟斗青冈 Quercus disciformis 竹叶青冈 Quercus neglecta 蓝果树科 Nyssaceae 蓝果树属 Nyssa 蓝果树* Nyssa sinensis* 楝科 Meliaceae 割舌树属 Walsura 割舌树 Walsura robusta 米仔兰属 Aglaia 曲梗崖摩 Aglaia spectabilis 山椤 Aglaia elaeagnoidea 龙脑香科 Dipterocarpaceae 坡垒属 Hopea 坡垒 Hopea hainanensis 罗汉松科 Podocarpaceae 鸡毛松属 Dacrycarpus 鸡毛松 Dacrycarpus imbricatus 陆均松属 Dacrydium 陆均松 Dacrydium pectinatum 木兰科 Magnoliaceae 含笑属 Michelia 白花含笑 Michelia mediocris 木莲属 Manglietia 木莲 Manglietia fordiana 拟单性木兰属 Parakmeria 乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensis 木樨科 Oleaceae 木樨属 Osmanthus 双瓣木樨 Osmanthus didymopetalus 漆树科 Anacardiaceae 南酸枣属 Choerospondias 南酸枣 Choerospondias axillaris 无患子科 Sapindaceae 槭属 Acer 十蕊槭 Acer laurinum 茜草科 Rubiaceae 茜树属 Aidia 香楠 Aidia canthioides 鱼骨木属 Psydrax 鱼骨木 Psydrax dicocca 蔷薇科 Rosaceae 枇杷属 Eriobotrya 台湾枇杷 Eriobotrya deflexa 桑科 Moraceae 波罗蜜属 Artocarpus 二色波罗蜜Artocarpus styracifolius 榕属 Ficus 白肉榕 Ficus vasculosa 笔管榕 Ficus subpisocarpa 五列木科 Pentaphylacaceae 杨桐属 Adinandra 海南杨桐 Adinandra hainanensis 柃属 Eurya 岗柃 Eurya groffii 山茶科 Theaceae 木荷属 Schima 木荷 Schima superba 山榄科 Sapotaceae 肉实树属 Sarcosperma 肉实树 Sarcosperma laurinum 桃榄属 Pouteria 桃榄 Pouteria annamensis 山龙眼科 Proteaceae 山龙眼属 Helicia 小果山龙眼 Helicia cochinchinensis 假山龙眼属 Heliciopsis 痄腮树Heliciopsis terminalis 桃金娘科 Myrtaceae 蒲桃属 Syzygium 密脉蒲桃 Syzygium chunianum 赤楠 Syzygium buxifolium 子凌蒲桃 Syzygium championii 海南蒲桃 Syzygium hainanense 线枝蒲桃 Syzygium araiocladum 香蒲桃 Syzygium odoratum 散点蒲桃 Syzygium conspersipunctatum 肖蒲桃 Syzygium acuminatissimum 藤黄科 Clusiaceae 藤黄属 Garcinia 岭南山竹子 Garcinia oblongifolia 无患子科 Sapindaceae 韶子属 Nephelium 海南韶子 Nephelium topengii 槭属 Acer 罗浮槭 Acer fabri 锦葵科 Malvaceae 梭罗树属 Reevesia 长柄梭罗树 Reevesia longipetiolata 五加科 Araliaceae 鹅掌柴属 Heptapleurum 鹅掌柴 Heptapleurum heptaphyllum 五列木科 Pentaphylacaceae 五列木属 Pentaphylax 五列木 Pentaphylax euryoides 五桠果科 Dilleniaceae 五桠果属 Dillenia 大花五桠果 Dillenia turbinata 杨柳科 Salicaceae 杨属 Populus 琼岛杨* Populus qiongdaoensis* 大麻科 Cannabaceae 白颜树属 Gironniera 白颜树 Gironniera subaequalis 远志科 Polygalaceae 黄叶树属 Xanthophyllum 黄叶树 Xanthophyllum hainanense 芸香科 Rutaceae 贡甲属 Maclurodendron 贡甲 Maclurodendron oligophlebium 樟科 Lauraceae 润楠属 Machilus 华润楠 Machilus chinensis 梨润楠 Machilus pomifera 粗壮润楠* Machilus robusta* 樟属 Cinnamomum 平托桂 Cinnamomum tsoi 楠属 Phoebe 红毛山楠 Phoebe hungmaoensis 北油丹属 Alseodaphnopsis 北油丹 Alseodaphnopsis hainanensis 琼楠属 Beilschmiedia 琼楠 Beilschmiedia intermedia 厚壳桂属 Cryptocarya 钝叶厚壳桂 Cryptocarya impressinervia 山胡椒属 Lindera 广东山胡椒 Lindera kwangtungensis 新木姜子属 Neolitsea 长圆叶新木姜子 Neolitsea oblongifolia 注:标“*”的物种稀化后的分布点数<4。Distribution points of species marked with "*" are ﹤4 after thinning. 表 1 MaxEnt模型涉及的环境因子及其相关信息
Table 1. Environmental factors used to create the MaxEnt model and their related information
环境因子
Environmental factor缩写
Abbreviation时间
Times分辨率
Resolution海拔 Altitude alt 2000 90 m 坡度 Slope gradient gradient 2000 90 m 坡向 Slope aspect aspect 2000 90 m 太阳辐射 Solar radiation srad 1970—2000 30″ 1月最低气温 Lowest air temperature in January tmn_01 1930—2017 30″ 7月最高气温 Highest air temperature in July tmx_07 1930—2017 30″ 年均气温 Mean annual air temperature tmp 1930—2017 30″ 旱季平均气温 Mean air temperature from November to April of following year tmp_dry 1930—2017 30″ 雨季平均气温 Mean air temperature from May to October tmp_rainy 1930—2017 30″ 气温年较差 Annual air temperature range tar 1930—2017 30″ 年实际蒸散量 Annual actual evapotranspiration aet 1950—2000 30″ 年降水量 Annual precipitation pre 1930—2017 30″ 旱季降水量 Precipitation from November to April of following year pre_dry 1930—2017 30″ 雨季降水量 Precipitation from May to October pre_rainy 1930—2017 30″ 表 2 参与模型运行的夜宿植物的RM、FC参数组合和MTSS值
Table 2. RM and FC parameter combinations, MTSS values of night lodging plants for participating model runs
编号 Number 物种 Species RM FC MTSS 1 白花含笑 Michelia mediocris 3.00 LQHPT 0.42 2 白肉榕 Ficus vasculosa 2.00 LQ 0.55 3 白颜树 Gironniera subaequalis 2.50 L 0.52 4 笔管榕 Ficus subpisocarpa 1.00 LQ 0.52 5 柴龙树 Apodytes dimidiata 3.50 LQHPT 0.75 6 赤楠 Syzygium buxifolium 1.00 LQ 0.23 7 大花五桠果 Dillenia turbinata 2.00 LQ 0.84 8 碟斗青冈 Quercus disciformis 4.00 H 0.76 9 东方肖榄 Platea parvifolia 2.00 LQHP 0.89 10 钝叶厚壳桂 Cryptocarya impressinervia 1.00 LQ 0.50 11 鹅掌柴 Heptapleurum heptaphyllum 3.50 L 0.60 12 枫香树 Liquidambar formosana 1.00 LQ 0.22 13 毛叶榄 Canarium subulatum 0.50 L 0.37 14 岗柃 Eurya groffii 1.50 L 0.48 15 割舌树 Walsura robusta 3.00 LQHPT 0.58 16 公孙锥 Castanopsis tonkinensis 2.00 LQ 0.53 17 贡甲 Maclurodendron oligophlebium 2.00 LQ 0.49 18 广东山胡椒 Lindera kwangtungensis 2.50 LQ 0.76 19 海南木莲 Manglietia fordiana 3.00 LQH 0.79 20 海南破布叶 Microcos chungii 2.00 LQ 0.47 21 海南蒲桃 Syzygium hainanense 4.00 LQ 0.59 22 海南杨桐 Adinandra hainanensis 2.50 L 0.81 23 曲梗崖摩 Aglaia spectabilis 3.50 LQH 0.37 24 红毛山楠 Phoebe hungmaoensis 3.00 H 0.64 25 红锥 Castanopsis hystrix 4.00 LQHP 0.64 26 猴欢喜 Sloanea sinensis 1.00 LQ 0.67 27 华润楠 Machilus chinensis 1.00 L 0.52 28 黄杞 Engelhardia roxburghiana 1.00 LQ 0.08 29 黄桐 Endospermum chinense 1.00 L 0.74 30 黄叶树 Xanthophyllum hainanense 1.50 L 0.24 31 鸡毛松 Dacrycarpus imbricatus 1.00 L 0.52 32 蕉木 Chieniodendron hainanense 0.50 L 0.50 33 阔叶肖榄 Platea latifolia 1.50 LQ 0.67 34 乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensis 1.00 LQ 0.13 35 梨润楠 Machilus pomifera 4.00 LQHP 0.59 36 栎子青冈 Quercus blakei 1.50 LQ 0.71 37 岭南山竹子 Garcinia oblongifolia 1.50 L 0.29 38 陆均松 Dacrydium pectinatum 2.00 L 0.90 39 罗浮槭 Acer fabri 2.00 L 0.63 40 海南韶子 Nephelium topengii 4.00 LQHP 0.61 41 米槠 Castanopsis carlesii 1.50 LQ 0.40 42 密脉蒲桃 Syzygium chunianum 0.50 LQ 0.76 43 木荷 Schima superba 1.00 L 0.43 44 木荚红豆 Ormosia xylocarpa 1.00 LQ 0.23 45 南酸枣 Choerospondias axillaris 1.00 LQ 0.32 46 盆架树 Alstonia rostrata 2.50 H 0.17 47 平托桂 Cinnamomum tsoi 3.00 LQHP 0.35 48 坡垒 Hopea hainanensis 4.00 L 0.70 49 琼楠 Beilschmiedia intermedia 2.00 L 0.54 50 琼中柯 Lithocarpus chiungchungensis 2.50 LQHPT 0.97 51 肉实树 Sarcosperma laurinum 1.50 L 0.50 52 散点蒲桃 Syzygium conspersipunctatum 3.50 LQHP 0.81 53 山杜英 Elaeocarpus sylvestris 1.50 L 0.54 54 山椤 Aglaia roxburghiana 4.00 L 0.88 55 十蕊槭 Acer laurinum 1.00 L 0.68 56 双瓣木樨 Osmanthus didymopetalus 1.50 L 0.73 57 台湾枇杷 Eriobotrya deflexa 2.50 L 0.33 58 桃榄 Pouteria annamensis 1.50 L 0.13 59 托盘青冈 Quercus patelliformis 1.50 LQ 0.44 60 乌榄 Canarium pimela 2.50 H 0.47 61 五列木 Pentaphylax euryoides 1.00 L 0.26 62 显脉杜英 Elaeocarpus dubius 3.00 LQH 0.64 63 线枝蒲桃 Syzygium araiocladum 1.00 L 0.82 64 香楠 Aidia canthioides 2.50 LQHP 0.58 65 香蒲桃 Syzygium odoratum 1.00 L 0.54 66 小果山龙眼 Helicia cochinchinensis 1.50 L 0.56 67 二色波罗蜜 Artocarpus styracifolius 3.00 LQHP 0.73 68 肖蒲桃 Syzygium acuminatissimum 2.00 LQ 0.65 69 痄腮树 Heliciopsis terminalis 0.50 LQ 0.64 70 北油丹 Alseodaphnopsis hainanensis 1.00 LQ 0.41 71 鱼骨木 Psydrax dicocca 1.00 L 0.60 72 狭叶杜英 Elaeocarpus angustifolius 1.50 LQ 0.58 73 黏木 Ixonanthes reticulata 3.00 H 0.60 74 长柄梭罗树 Reevesia longipetiolata 2.00 L 0.69 75 毛果杜英 Elaeocarpus rugosus 4.00 H 0.49 76 长圆叶新木姜子 Neolitsea oblongifolia 1.00 LQ 0.43 77 竹叶青冈 Quercus neglecta 3.00 LQHP 0.57 78 子凌蒲桃 Syzygium championii 2.00 LQ 0.71 注:L,线性;Q,二次型;H,片段化;P,乘积型;T,阈值型。L, Linear; Q, Quadratic; H, Hinge; P, Product; T, Threshold. 表 2 每个环境因子在各类别夜宿植物中的贡献率均值
Table 2. Mean values of contribution of each environmental factor in each category of night lodging plants
类别
Category贡献率 Contribution rate/% 气温年较差
tar坡向
aspect坡度
gradient海拔
alt年实际蒸散量
aet1月最低气温
tmn_01雨季降水量
pre_rainy旱季降水量
pre_dry全体 All 18.01 8.46 10.57 49.59 2.42 4.09 3.34 3.65 壳斗科 Fagaceae 4.91 2.96 13.14 75.56 1.54 0.00 1.65 0.23 樟科 Lauraceae 29.27 10.14 4.94 36.32 2.91 7.38 8.50 0.52 橄榄科 Burseraceae 0.00 1.45 49.05 48.55 0.45 0.00 0.00 0.45 表 3 不同海拔梯度和坡度与各类别夜宿植物潜在物种丰富度之间的相关系数
Table 3. Correlation coefficients between different gradients of altitude and slope and potential species richness of each type of night lodging plants
类别
Category海拔 Altitude/m 坡度 Slope gradient/° [0, 300] (300, 600] (600, 900] (900, 1200] (1200, 1500] >1500 [0, 5] (5, 15] (15, 25] 全体 All 0.03* 0.47* 0.44* 0.31* −0.10 0.38 0.97* 0.99* 0.99* 樟科 Lauraceae 0.41* 0.16* 0.23* 0.31* 0.20 0.38 0.55* 0.14* −0.04 壳斗科 Fagaceae 0.25* 0.75* 0.69* 0.10* −0.08 0.51* 0.46* 0.38* 0.09 橄榄科 Burseraceae −0.02* 0.23* 0.00 0.01* 0.08 0.00 0.21* 0.16* −0.10 注:标“*”表示P<0.05。The mark "*" indicates P<0.05. -
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