基于MaxEnt 模型的天然元寶楓在我國(guó)的適生區(qū)區(qū)劃及合理性分析*

劉怡彤 郭 慧 裴順祥 吳 莎 吳 迪 辛學(xué)兵

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心 北京102300；2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 銀川 750002）

元寶楓（Acer truncatum）屬槭樹科（Aceraceae）槭屬（Acer）落葉喬木，耐寒旱、耐瘠薄，適應(yīng)環(huán)境能力極強(qiáng)，被廣泛用于困難立地造林和城市風(fēng)景綠化，因翅果形狀像我國(guó)古代的“金錠元寶”而得名。元寶楓油是一種優(yōu)質(zhì)食用油，具有醫(yī)療保健作用，是衛(wèi)生部批準(zhǔn)的新資源食品。元寶楓種皮單寧是重要的可再生化工原料。作為我國(guó)特有的多用途資源樹種，元寶楓也被列為國(guó)家儲(chǔ)備林建設(shè)和發(fā)展木本油料的重點(diǎn)樹種，其集食品、化工原料、醫(yī)療保健、特用木材和觀賞為一體，在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用和發(fā)展前景（王熙才等，2008；呼曉姝，2010；王性炎，2013a；李文保等，2014）。

元寶楓人工栽培區(qū)域分布廣泛，南至貴州省，北至大興安嶺南部山區(qū)，在青藏高原地區(qū)也有種植，人工造林面積達(dá)31 300 hm2（王性炎，2013b），但是普遍存在不開花、結(jié)實(shí)量低、病蟲害嚴(yán)重和元寶楓油產(chǎn)量低等問(wèn)題。目前，天然元寶楓的研究方向主要集中于生物學(xué)特性、育種栽培以及元寶楓油成分、加工工藝和功能性等方面（喬謙等，2017；魏伊楚等，2018；馬秋月等，2021），未見天然元寶楓在我國(guó)適生區(qū)區(qū)劃的相關(guān)報(bào)道，對(duì)其天然種質(zhì)資源的保護(hù)與利用研究也尚處于起步階段。

野外實(shí)地調(diào)查是當(dāng)前研究物種分布狀態(tài)和生境條件的主要方式（張家勛等，1995；蘇智先等，1999），該方式搜集的資料準(zhǔn)確性高，有利于開展統(tǒng)計(jì)分析，但存在調(diào)查周期長(zhǎng)且成本高的缺點(diǎn)。生態(tài)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型通過(guò)特定算法，很大程度上節(jié)省了人力物力，尤其面對(duì)大量樣本調(diào)查分析時(shí)能夠發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。隨著生態(tài)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型的發(fā)展，近年來(lái)與GIS 空間分析技術(shù)結(jié)合，在模擬物種地理分布方面得到了廣泛應(yīng)用（Yanget al.，2013）。學(xué)者們主要使用回歸模型、機(jī)理模型和生態(tài)位模型研究目標(biāo)物種生境的空間分布，其中，生態(tài)位模型模擬時(shí)只需物種分布樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)和部分環(huán)境因子數(shù)據(jù)即可進(jìn)行推斷或預(yù)測(cè)，發(fā)展迅速。已有研究采用多個(gè)物種分布模型對(duì)胡楊（Populus euphratica）（Guoet al.，2018） 和孑遺植物金錢松（Pseudolarix amabilis）（王國(guó)崢等，2020）的潛在適生區(qū)進(jìn)行模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MaxEnt模型的模擬結(jié)果與物種真實(shí)空間分布格局最接近。常用的生態(tài)位模型中，MaxEnt 模型和規(guī)則集遺傳算法（genetic algorithm for rule-set production，GARP）模型最具代表性，MaxEnt 模型模擬結(jié)果的AUC 和部分AUC 顯著低于GARP模型，GARP 模型模擬的分布區(qū)范圍比MaxEnt 模型更廣，但假陽(yáng)性率高（崔相艷等，2016），MaxEnt模型的模擬結(jié)果與GARP 模型相比，相對(duì)精度更高（曹向鋒等，2010；張海娟等，2011；Padaliaet al.，2014）。目前，MaxEnt 模型被廣泛用于無(wú)患子屬（Sapindus）（劉濟(jì)銘等，2021）、檀香（Santalum album）（胡秀等，2014）、珙桐（Davidia involucrata）（王雨生等，2019）、胡楊（郭飛龍等，2020）、日本落葉松（Larix kaempferi）（申家朋等，2019）等珍稀和經(jīng)濟(jì)樹種分布模擬以及薇甘菊（Mikania micrantha）（張海娟等，2011）、豚草（Ambrosia artemisiifolia）（柳曉燕等，2016）、刺槐突瓣細(xì)蛾（Chrysaster ostensackenella）（樊婷婷等，2019）、油松毛蟲（Dendrolimus tabulaeformis）（宋雄剛等，2016）、松針紅斑?。―othistroma pini）（王曉瑋等，2019）等入侵物種和病蟲害潛在分布預(yù)測(cè)。

本研究基于我國(guó)天然元寶楓空間分布數(shù)據(jù)，結(jié)合MaxEnt 模型與GIS 空間分析技術(shù)，探究天然元寶楓在我國(guó)的適生區(qū)區(qū)劃及生態(tài)閾值，并通過(guò)實(shí)地考察樣本點(diǎn)對(duì)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行合理性分析，以期為元寶楓人工栽培合理選址、天然種質(zhì)資源調(diào)查和保護(hù)、優(yōu)良品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

1.1.1 天然元寶楓樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源與處理 在中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館（chinese virtual herbarium，https://www.cvh.ac.cn/）中檢索元寶楓學(xué)名Acer truncatum，申請(qǐng)并獲得1 556 條標(biāo)本數(shù)據(jù)。對(duì)這些標(biāo)本數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除不確定的、重復(fù)的、鑒定錯(cuò)誤的、明確標(biāo)有和已知的人工栽培樣本（王性炎，2013b），得到564 條數(shù)據(jù)。為減少樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)空間自相關(guān)（Waltariet al.，2007），避免出現(xiàn)過(guò)擬合現(xiàn)象，在ArcGIS 中利用Analysis tools 生成以1 km 為直徑的緩沖區(qū)，在保證樣本點(diǎn)分布均勻的前提下，刪除緩沖區(qū)重疊數(shù)量≥1 的樣本點(diǎn)（孔維堯等，2019；劉濟(jì)銘等，2021）。經(jīng)篩選，最終保留138 個(gè)樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)用于構(gòu)建MaxEnt 模型。天然元寶楓樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)覆蓋我國(guó)吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、北京、河北、河南、山東、山西、江蘇、安徽、陜西和甘肅12個(gè)省（區(qū)、市）（圖1），涉及我國(guó)天然元寶楓分布區(qū)的所有省份（王性炎，2013b），具有較好代表性。

圖1 天然元寶楓樣本點(diǎn)示意Fig.1 Sample points of natural Acer truncatum

為進(jìn)一步驗(yàn)證天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃的合理性，以天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合緯度梯度選取反映天然元寶楓不同適生區(qū)的代表性樣點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地考察，以確定該適生區(qū)范圍內(nèi)是否有天然元寶楓分布，分析天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃的合理性。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)為：適生區(qū)內(nèi)元寶楓非人工栽培，具有明顯的年齡結(jié)構(gòu)，種群可以自然更新。

1.1.2 生態(tài)因子數(shù)據(jù)來(lái)源與處理 生態(tài)因子數(shù)據(jù)包括19 個(gè)生物氣候因子、3 個(gè)地形因子和9 個(gè)土壤因子（表1）。19 個(gè)生物氣候因子數(shù)據(jù)和海拔因子數(shù)據(jù)來(lái)源于世界氣候數(shù)據(jù)庫(kù)（WorldClim，http://www.worldclim.org/）（Hijmanset al.，2005），空間分辨率為30 ″（1 km×1 km），其中生物氣候因子數(shù)據(jù)均為1950—2000 年的平均值。數(shù)字高程模型（digital elevation model，DEM）數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/），空間分辨率為30 ″（1 km×1 km）。通過(guò)ArcGIS 的Slope、Aspect 工具，基于DEM 數(shù)據(jù)提取坡度和坡向信息。9 個(gè)土壤因子數(shù)據(jù)來(lái)源于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（harmonized world soil database，https://www.fao.org/soils-portal/）。采用ArcGIS 的最鄰近重采樣法統(tǒng)一所有生態(tài)因子數(shù)據(jù)的像元行列數(shù)。

表1 生態(tài)因子①Tab.1 Ecological factor

由于各生態(tài)因子間可能存在相關(guān)性和多重共線性，使模型估計(jì)失真，本研究利用SPSS 軟件分別對(duì)19 個(gè)生物氣候因子、3 個(gè)地形因子和9 個(gè)土壤因子進(jìn)行相關(guān)分析和顯著性檢驗(yàn)，在P＜ 0.01 水平上顯著相關(guān)且相關(guān)系數(shù)∣r∣≥ 0.8 時(shí)，結(jié)合元寶楓生物學(xué)特性，只保留1 個(gè)因子（Yanget al.，2013），最終選用15 個(gè)生態(tài)因子（表1）構(gòu)建生態(tài)位模型。采用ArcGIS 的Conversion 工具將15 個(gè)生態(tài)因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII格式文件。

數(shù)據(jù)分析底圖來(lái)自國(guó)家自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)（http://bzdt.ch.mnr.gov.cn/）所提供的1∶30 000 000中國(guó)地圖。

1.2 模型構(gòu)建與研究方法

1.2.1 MaxEnt 模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)處理 利用MaxEnt 3.4.1 軟件（Phillipset al.，2006）加載CSV 格式的天然元寶楓樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，80%的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)用于模型構(gòu)建（訓(xùn)練數(shù)據(jù)），20%的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)用于模型檢驗(yàn)（測(cè)試數(shù)據(jù)），通過(guò)刀切法分析生態(tài)因子對(duì)模型的貢獻(xiàn)。利用ArcGIS 10.5 中重分類工具，采用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法將模擬的天然元寶楓適生區(qū)范圍分為4 個(gè)等級(jí)：高適生區(qū)（0.46～0.89）、中適生區(qū)（0.24～0.46）、低適生區(qū)（0.08～0.24）和非適生區(qū)（0～0.08）。以天然元寶楓的中、高適生區(qū)臨界分布概率值為適宜分布標(biāo)準(zhǔn)、非適生區(qū)臨界分布概率值為不適宜分布標(biāo)準(zhǔn)，繪制影響天然元寶楓分布的主要生態(tài)因子響應(yīng)曲線，研究天然元寶楓分布的生態(tài)閾值。

1.2.2 MaxEnt 模型精度驗(yàn)證及區(qū)劃合理性評(píng)價(jià) 采用受試者工作特征曲線下面積AUC 驗(yàn)證模型精度，取值范圍0～1，AUC 越大，模型預(yù)測(cè)效果越好：一般認(rèn)為AUC 小于0.6 時(shí)模型預(yù)測(cè)失敗，0.6～0.8 時(shí)模型預(yù)測(cè)精度一般，0.8～0.9 時(shí)模型預(yù)測(cè)精度良好，大于0.9 時(shí)模型預(yù)測(cè)精度較高（Hanleyet al.，1982）。

本研究根據(jù)天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃結(jié)果和經(jīng)緯度梯度，利用分層隨機(jī)采樣方法選擇實(shí)地考察樣本點(diǎn)（Yanget al.，2017），構(gòu)建總體區(qū)劃精度和Kappa 系數(shù)，對(duì)天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃和天然元寶楓實(shí)際分布的空間一致性。

2 結(jié)果與分析

2.1 制約天然元寶楓分布的主要生態(tài)因子篩選

各生態(tài)因子對(duì)MaxEnt 模型模擬結(jié)果的貢獻(xiàn)率排名見表2，最干季平均溫度、最濕季降水量、海拔、最干季降水量和年平均溫度對(duì)模型模擬結(jié)果累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)82.80%。地形因子中，只有海拔因子對(duì)天然元寶楓分布影響較大；土壤因子貢獻(xiàn)率較低。刀切法結(jié)果見圖2：1） 當(dāng)分別單獨(dú)使用最干季平均溫度、最濕季降水量和年平均溫度時(shí)，AUC、訓(xùn)練增益值和測(cè)試增益值的增益效果均明顯增加；2） 當(dāng)分別單獨(dú)使用坡度、坡向和頂層土壤陽(yáng)離子交換量生態(tài)因子建模時(shí)，模型增益效果較差；3） 當(dāng)無(wú)生態(tài)因子最濕季降水量時(shí)，對(duì)測(cè)試增益值和正規(guī)化訓(xùn)練增益值的增益效果降低最為明顯。綜上，影響天然元寶楓適生區(qū)范圍的主要生物氣候因子是最干季平均溫度、最濕季降水量、最干季降水量和年平均溫度，主要地形因子是海拔。

表2 生態(tài)因子對(duì)MaxEnt 模型模擬的貢獻(xiàn)率Tab.2 Contribution rate of ecological factor to MaxEnt model simulation

圖2 基于刀切法的生態(tài)因子重要性分析Fig.2 Importance analysis of ecological factor by Jackknife method

2.2 天然元寶楓的中國(guó)適生區(qū)區(qū)劃

基于MaxEnt 模型模擬天然元寶楓在我國(guó)適生區(qū)范圍的建模訓(xùn)練數(shù)據(jù)AUC 為0.968，測(cè)試數(shù)據(jù)AUC為0.947，模擬結(jié)果不具有隨機(jī)性，可信度較高。天然元寶楓的適生區(qū)等級(jí)包括高適生區(qū)（紅色）、中適生區(qū)（黃色）、低適生區(qū)（藍(lán)色）和非適生區(qū)（白色）（圖3），高、中和低適生區(qū)跨越34°—46°N，108°—126°E，集中分布在內(nèi)蒙古、陜西、河北、吉林、山西、遼寧、山東、河南和甘肅等我國(guó)北方地區(qū)，面積達(dá)1 642 247 km2，占全國(guó)陸地總面積的17.11%，其中高適生區(qū)面積為277 792 km2，主要位于河北、遼寧和山東，占全國(guó)適生區(qū)的16.92%。各?。▍^(qū)、市）天然元寶楓適生區(qū)面積見表3。

表3 各?。ㄊ小^(qū)）天然元寶楓適生區(qū)面積計(jì)算結(jié)果Tab.3 Calculation results of suitable area of natural Acer truncatum in all provinces（autonomous regionsand municipalities）

圖3 天然元寶楓在我國(guó)的適生區(qū)區(qū)劃結(jié)果Fig.3 Regionalization results of natural Acer truncatum in China

河北省是我國(guó)天然元寶楓高適生區(qū)面積最大的省份，約占全國(guó)高適生區(qū)面積的23.55%。省內(nèi)高適生區(qū)由北向南途經(jīng)燕山和太行山，與遼西地區(qū)的天然元寶楓高適生區(qū)呈連續(xù)帶狀分布。遼寧省和山東省高適生區(qū)面積次之，分別占全國(guó)高適生區(qū)面積的21.77%和16.30%。天然元寶楓在遼寧省內(nèi)的適生區(qū)劃自大連市向東北方向由高適生區(qū)向中適生區(qū)過(guò)渡，呈帶狀分布；遼西高適生區(qū)與內(nèi)蒙古科爾沁沙地交界并向內(nèi)延伸至錦州市西北部。山東省內(nèi)的高適生區(qū)主要位于魯中南及膠東山區(qū)、泰山、沂山和蒙山。

內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國(guó)天然元寶楓適生區(qū)分布最廣泛的省份，適生區(qū)總面積占全國(guó)適生區(qū)總面積的14.51%。其中中、低適生區(qū)占比最高，達(dá)16.33%，高適生區(qū)僅占全國(guó)高適生區(qū)的5.59%。省內(nèi)適生區(qū)多集中在通遼和赤峰一帶。黑龍江、四川、湖北、寧夏和重慶等地均非傳統(tǒng)的天然元寶楓分布區(qū)，區(qū)內(nèi)適生區(qū)以中、低適生區(qū)為主，高適生區(qū)占省內(nèi)適生區(qū)面積比例均小于0.01%。

2.3 天然元寶楓分布的生態(tài)閾值特征

天然元寶楓最干季平均溫度適宜范圍為-12.50～3.82 ℃，當(dāng)最干季平均溫度小于-17.33 ℃或大于5.59 ℃時(shí)不適合天然元寶楓分布（圖4a）；最濕季降水量適宜范圍在230～547 mm 之間，當(dāng)最濕季降水量在小于184 mm 或大于662 mm 時(shí)不適合天然元寶楓分布（圖4b）；海拔適宜范圍為0～1 465 m，當(dāng)海拔小于0 m 或大于2 274 m 時(shí)不適合天然元寶楓分布（圖4c）；最干季降水量適宜范圍在5～53 mm 之間，當(dāng)最干季降水量在小于4 mm 或大于77 mm 時(shí)不適合天然元寶楓分布（圖4d）；年平均溫度適宜范圍為4.04～15.41 ℃，當(dāng)年平均溫度小于-0.79 ℃或大于16.69 ℃時(shí)不適合天然元寶楓分布（圖4e）。

圖4 主要生態(tài)因子響應(yīng)曲線Fig.4 Response curve of important ecological factor

2.4 天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃的合理性分析

本研究共選擇28 個(gè)實(shí)地考察樣本點(diǎn)（表4）。根據(jù)實(shí)地考察結(jié)果，天然元寶楓適生區(qū)總體區(qū)劃精度為0.82，Kappa 系數(shù)為0.61，說(shuō)明天然元寶楓適生區(qū)劃結(jié)果與實(shí)地考察樣本點(diǎn)的天然元寶楓分布情況保持高度空間一致性，區(qū)劃結(jié)果合理。模擬適宜天然元寶楓分布，實(shí)際無(wú)天然元寶楓分布的點(diǎn)多位于天然元寶楓適生區(qū)劃的中、低適生區(qū)范圍內(nèi)。位于高適生區(qū)內(nèi)的實(shí)地考察樣本點(diǎn)中天然元寶楓分布情況與模擬結(jié)果基本一致，只有北京八達(dá)嶺林場(chǎng)內(nèi)無(wú)天然元寶楓分布，但是林場(chǎng)內(nèi)有成片的元寶楓人工林，掛果率高且長(zhǎng)勢(shì)良好，可能是由于在八達(dá)嶺林場(chǎng)建立初期，有大范圍采伐和整株遷移樹木作綠化和觀賞用途，因此區(qū)內(nèi)無(wú)天然元寶楓。

3 討論

3.1 影響天然元寶楓分布的生態(tài)閾值范圍

生態(tài)因子分析表明，最干季平均溫度、最濕季降水量、海拔、最干季降水量和年平均溫度對(duì)天然元寶楓的分布影響較大。水熱條件作為影響木本植物分布的關(guān)鍵生物氣候因子，在不同物種間存在差異。例如，對(duì)無(wú)患子屬地理分布影響最顯著的生物氣候因子是最暖季降水量（劉濟(jì)銘等，2021）；影響胡楊（Populus euphratica）地理分布的主要?dú)夂蛞蜃邮亲罡稍陆邓亢妥钆窘邓浚üw龍等，2020）；制約四子柳（Salix tetrasperma）分布的主要生物氣候因子是氣溫年較差和年均降水量（李文慶等，2019）。根據(jù)元寶楓生理特性，其主要分布在溫帶和暖溫帶地區(qū)，為喜溫性樹種，對(duì)溫度的適應(yīng)幅度較寬，且具有較強(qiáng)的耐干旱特性，降水量過(guò)高的地區(qū)不適宜元寶楓生長(zhǎng)，與本研究結(jié)果一致。根據(jù)《中國(guó)植物志》（中國(guó)植物志編輯委員會(huì)， 1981）記載，天然元寶楓生長(zhǎng)在海拔400～1 000 m 的疏林中，《河北植被》（河北植被編輯委員會(huì)，1996）中記載，糠椴（Tilia mandshurica）、元寶楓、核桃楸（Juglans mandshurica）林這一雜木林群系主要分布于太行山山地海拔1 000～1 500 m 范圍內(nèi)，與本研究結(jié)果一致。已有研究表明，土壤因子在MaxEnt 模型中的貢獻(xiàn)率并不高，在大尺度下，物種的地理分布主要受氣候因子的影響，只有在小尺度下，土壤理化性質(zhì)所造成的影響才會(huì)比較顯著（朱耿平等，2014），與本研究結(jié)果一致。

河北省是我國(guó)天然元寶楓高適生區(qū)分布面積最大的省份，該省地處113°—119°E，36°—42°N，省內(nèi)平均海拔1 500 m，年平均溫度11～12 ℃，年平均降水量485 mm，非常適宜元寶楓生長(zhǎng)。省內(nèi)高適生區(qū)集中分布在太行山脈和燕山山脈，該地區(qū)最干季平均溫度約-5 ℃，年平均溫度約10 ℃，海拔范圍在600～1 500 m，天然元寶楓的分布概率為0.61。適宜的氣溫條件和海拔因素是太行山脈和燕山山脈成為天然元寶楓省高適生區(qū)集中分布的主要原因。山東和遼寧省作為天然元寶楓高適生區(qū)分布的重點(diǎn)省份，省內(nèi)天然元寶楓分布概率差異較大。以泰山為典型代表的魯中山區(qū)區(qū)域，年平均溫度13 ℃，最高海拔1 533 m（泰山玉皇頂），天然元寶楓分布概率達(dá)0.63。遼西地區(qū)與內(nèi)蒙古科爾沁沙地相連，年平均降水量在400 mm左右，天然元寶楓分布概率為0.60。遼東山丘地區(qū)年降水量在1 100 mm 以上，遼中平原地區(qū)年降水量在600 mm 左右，天然元寶楓分布概率均低于0.10，因降水量均超過(guò)天然元寶楓對(duì)降水量的閾值要求，因此該區(qū)域不適宜其生長(zhǎng)。根據(jù)《中國(guó)植物志》（中國(guó)植物志編輯委員會(huì)，1981）和《中國(guó)元寶楓》（王性炎，2013b）記載，元寶楓是耐旱植物，不耐澇，在降水量過(guò)高、地下水位過(guò)高或土壤含水量過(guò)高的地區(qū)，生長(zhǎng)不良，與本研究結(jié)果一致。

3.2 基于ROC 曲線和實(shí)地考察樣本點(diǎn)的天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃合理性分析

MaxEnt 模型模擬物種地理分布的精度主要受所提供的物種實(shí)際分布數(shù)據(jù)和生態(tài)因子數(shù)據(jù)的影響，物種樣本點(diǎn)選擇不當(dāng)或生態(tài)因子遺漏均會(huì)造成誤差（Pearsonet al.，2007；Meynardet al.，2007）。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物種樣本點(diǎn)大于等于5 時(shí)，MaxEnt 模型可以較好模擬該物種的分布范圍（Pearsonet al.，2007）。已有研究表明，當(dāng)樣本點(diǎn)達(dá)120 時(shí)，MaxEnt 模型的精度趨于穩(wěn)定（陳新美等，2012）。本研究中基于MaxEnt 的天然元寶楓生態(tài)位模型是由138 個(gè)可靠的天然元寶楓樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)所構(gòu)建，大量實(shí)測(cè)的天然元寶楓樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)為生態(tài)位模型的模擬精度提供了有力保障。

本研究基于MaxEnt 模型ROC 曲線對(duì)天然元寶楓在我國(guó)的適生區(qū)區(qū)劃進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型模擬結(jié)果能較好反映天然元寶楓的分布情況。根據(jù)王性炎（2013b）主編的《中國(guó)元寶楓》，天然元寶楓主要分布在吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、北京、河北、河南、山東、山西、江蘇、安徽、陜西和甘肅12 個(gè)?。▍^(qū)、市），此結(jié)論與MaxEnt 模型高、中適生區(qū)模擬結(jié)果高度一致。書中記載黑龍江、四川、湖北、寧夏、天津和重慶均不是傳統(tǒng)的天然元寶楓分布區(qū)，但在MaxEnt 模型模擬結(jié)果中，上述省份也有天然元寶楓適生區(qū)，但以中、低適生區(qū)為主，可能由于區(qū)域內(nèi)的環(huán)境條件允許元寶楓生存，但是實(shí)際并無(wú)天然元寶楓存在。常見的包括MaxEnt 模型在內(nèi)的線性或非線性物種分布模型，均基于物種的現(xiàn)實(shí)生態(tài)位來(lái)模擬其適宜分布區(qū)，主要考慮的是氣候、地形和土壤等生態(tài)因子。實(shí)際上物種適生區(qū)的地理分布范圍還會(huì)受物種個(gè)體生命周期造成的時(shí)滯效應(yīng)、物種的擴(kuò)散和定殖能力及種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系等因素的影響（Boulangeatet al.，2012），這可能會(huì)使得模擬的物種適生區(qū)與該物種實(shí)際分布區(qū)有一定偏差。因此，本研究結(jié)果在實(shí)踐應(yīng)用中，對(duì)模型模擬結(jié)果的不確定性應(yīng)予以考慮。

模型精度評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)地考察樣本點(diǎn)對(duì)天然元寶楓適生區(qū)劃合理性分析結(jié)果一致，在天然元寶楓的中、低適生區(qū)內(nèi)，存在天然元寶楓的概率較低，而高適生區(qū)內(nèi)，調(diào)查的樣本點(diǎn)基本均有天然元寶楓分布，且群落質(zhì)量較好。唯一無(wú)天然元寶楓分布的八達(dá)嶺林場(chǎng)中，人為干擾是影響天然元寶楓分布的主要因素，但是元寶楓人工林的森林質(zhì)量也較高。綜上，MaxEnt模型對(duì)天然元寶楓適生區(qū)區(qū)劃的模擬結(jié)果對(duì)發(fā)現(xiàn)天然元寶楓資源、尋找合適的元寶楓種植繁育基地具有較高的參考價(jià)值。

4 結(jié)論

1） 影響天然元寶楓適生區(qū)分布范圍的主要生態(tài)因子及其生態(tài)閾值是最干季平均溫度-12.50～3.82 ℃、最濕季降水量230～547 mm、海拔0～1 465 m、最干季降水量5～53 mm 和年平均溫度4.04～15.41 ℃。

2） MaxEnt 模型可以較好模擬天然元寶楓的適生區(qū)。天然元寶楓的適生區(qū)分布多集中于我國(guó)華北地區(qū)和部分東北、西北地區(qū)，主要包括內(nèi)蒙古、陜西、河北、吉林、山西、遼寧、山東、河南和甘肅等?。▍^(qū)、市），其中高適生區(qū)主要位于河北、遼寧和山東省。

3） 天然元寶楓在我國(guó)的適生區(qū)區(qū)劃與我國(guó)天然元寶楓的實(shí)際分布保持高度空間一致性。高適生區(qū)內(nèi)天然元寶楓分布的主要影響因素是人為干擾，在中、低適生區(qū)內(nèi)，天然元寶楓的存在概率較低。