全 文 ：基于 GIS的云南省薇甘菊潜在适生区研究
*
付小勇1，泽桑梓3，周 晓2，季 梅2
(1. 西南林业大学，云南 昆明 650224;2. 云南省林业科学院，云南 昆明 650201;3. 云南林业职业技术学院，云南 昆明 650224)
摘要:利用全球 1 172 个薇甘菊分布点、27 个环境因子及 MaxEnt模型，预测并定量分析云南省薇甘菊不同等级
适生区域及其面积。结果表明，云南省薇甘菊适生区主要分布于北纬 25°以南地区，普洱市、德宏州、红河州有
大范围高适生区;临沧市、西双版纳州和文山州有大范围的中等适生区;玉溪市、楚雄州、大理州有较大面积
的低适生区。云南省薇甘菊适生区等级划分采用阈值较为合理，等级划分结果符合云南省实际情况。高适生区
基本都是现有薇甘菊发生的地区，不同适生区等级气候生态条件与薇甘菊生长需求的层次也很吻合。本研究利
用全世界 1 172 个薇甘菊发生点数据既包括了原产地中、南美洲，也包括了云南省被入侵地德宏州、保山市、普
洱市等，提高了薇甘菊在云南省潜在分布区域预测的可靠性。
关键词:薇甘菊;MaxEnt模型;适生区;定量分析
中图分类号:S 763 文献标识码:A 文章编号:1672 － 8246 (2015)01 － 0098 － 05
Study on Potential Suitable Area of Mikania micrantha in
Yunnan Province based on GIS
FU Xiao-yong1，ZE Sang-zi3，ZHOU Xiao2，JI Mei2
(1. Southwest Forestry University，Kunming Yunnan 650224，P. Ｒ. China;2. Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，P. Ｒ. China;
3. Yunnan Vocational Technical College of Forestry，Kunming Yunnan 650224，P. Ｒ. China)
Abstract:By using data of 1 172 Mikania micrantha distribution sites in the world，27 environmental factors and
MaxEnt model，prediction and quantitative analysis of Yunnan Mikania micrantha’s different grades of suitable ar-
eas were carried out． The results showed that Yunnan Mikania micrantha suitable areas were mainly distributed in
south of 25 degrees north latitude，Pu’er City，Dehong Prefecture and Honghe Prefecture had large areas of high-
level suitable area． Lincang City，Xishuangbanna Prefecture and Wenshan Prefecture had large areas of middle-
level suitable area． Yuxi City，Chuxiong Prefecture and Dali Prefecture had large areas of low-level suitable area．
Yunnan Mikania micrantha suitable area classification threshold was reasonable，the classification results were con-
sistent with actual situation in Yunnan． High-level suitable area was current basic existing area of Mikania micran-
tha in Yunnan． Ecological and climatic conditions of different grades of suitable areas were also consistent with Mi-
kania micrantha growth requirement． The study used the data from global 1 172 Mikania micrantha distribution
points，including not only data from the origin places of central and south America，but also data from the invaded
areas in Yunnan such as Dehong Prefecture，Baoshan City and Pu’er City． This greatly enhanced the prediction
reliability of potential distribution areas of Mikania micrantha in Yunnan．
Key words:Mikania micrantha;MaxEnt model;suitable area;quantitative analysis
第 44 卷 第 1 期
2015 年 2 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 44 No. 1
Feb. 2015
* 收稿日期:2014 － 09 － 28
基金项目:林业公益性行业科研专项经费资助 (201204518) ，云南省技术创新人才培养对象 (2013HB124)。
第一作者简介:付小勇 (1979 －) ，男，实验师，硕士，主要从事林业信息工程及“3S”技术应用研究。E-mail:fxy377@ 163. com
通讯作者简介:季 梅 (1975 －) ，女，研究员，主要从事森林资源保护与有害生物研究。E-mail:meiji. emma@ 163. com
DOI:10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.01.010
薇甘菊 (Mikania micrantha)是一种危害性极
大的农林杂草，入侵蔓延速度非常快，是世界十大
侵害杂草之一，对农业和林业造成了不可估量的经
济损失，给入侵地带来了巨大的经济、生态影响。
国内学者已经做了一些薇甘菊危害研究和入侵防治
工作［1 ～ 2］。
薇甘菊在我国广东、香港、澳门有分布［3］，
最新调查发现云南省薇甘菊分布范围广，呈现出进
一步扩散趋势。在云南西南片区，约 5 个州 (市)
13 个县 (区)都有薇甘菊的分布，在德宏州蔓延
成灾，在保山市、临沧市、西双版纳州、普洱市等
都有薇甘菊发生［4 ～ 16］。因此明确薇甘菊在云南省
有潜在的分布区域，对采取措施防止其进一步扩散
有重要意义。
入侵物种潜在分布区预测，是阻止外来生物入
侵的一种简单有效的方法，可在其适宜生长区建立
有效的预警机制，保护生态环境，避免造成巨大的
经济损失。基于生态位模型对薇甘菊进行潜在空间
分布预测的研究工作有部分开展，如张海娟等［17］
在 2011 年对中国适生区进行了预测研究;邱罗
等［18］在 2010 年对广州市薇甘菊潜在空间分布进行
了预测。本研究采用 MaxEnt 生态位模型进行了云
南省薇甘菊适生区预测，为防止其进一步扩散与蔓
延提供参考。
1 研究区概况
云南省地处中国西南，地理位置为北纬
21°832″ ～ 29°158″，东经 97°3139″ ～ 106°1147″之
间。全境东西最大跨距 864 km，南北最大跨距 900
km，总面积 39. 4 × 104 km2。云南省地形地貌中山
地约占 84 %，高原约占 10 %，盆地约占 6 %，平
均海拔 2 000 m 左右，最高海拔 6 740 m，最低海
拔 76. 4 m。云南省各地的年平均气温，由北向南
递增，平均气温在 5 ～ 24℃左右，大部分地区年降
水量在1 100 mm，南部部分地区可达 1 600 mm 以
上。
薇甘菊不耐荫，生长在温度高、土壤水分充
足、光照强度较好的区域，喜入侵人为干扰明显的
地方、各种农田撂荒地、缺乏抚育管理的未成林地
和幼林地、林相较差的疏林地、低海拔山地的次生
群落［19 ～ 20］。
2 材料与方法
2. 1 资料来源及处理
(1)收集整理薇甘菊分布数据
本研究共收集了薇甘菊世界分布点的资料
1 172个，其中:从全球生物多样性信息交换所
GBIF数据库搜集了薇甘菊在全世界范围内的分布
信息，整理去除相同的经纬度信息，得到薇甘菊在
全世界的分布点资料 984 个;查阅国内相关资料，
得到薇甘菊在中国的分布点约 110 个;在云南省实
地采集薇甘菊的分布点资料 78 个。
(2)获取与薇甘菊分布点区域对应的环境数据
环境数据主要来自于全球气候数据 (World-
Clim)。从 WorldClim 网站下载的气候数据包括 19
个生物气候变量 (bioclim)、6 个单月数据和 1 个
海拔 (altitude)，数据的时间跨度为 1950 年至
2000 年。1 个土地利用类型变量。所有数据空间分
辨率统一为 4 km ×4 km。
2. 2 云南省薇甘菊潜在分布预测方法
利用全球 1 172 个薇甘菊发生点和 27 个环境
因子，采用 MaxEnt 生态位模型对薇甘菊适生区预
测。在进行 MaxEnt 分析时，首先对气候因子进行
运算，参数设定包括运算参数、运算规则、结果生
成项的选择、预测结果的格式及存储位置。选择自
动特征运算规则进行计算，结果包括模型的验证，
适宜生长指数图，刀切法 (jackknife)测定各变量
权重，设置完毕后点击 Ｒun运行。
由于 MaxEnt模型预测结果所给出的是薇甘菊
在目标预测地区的适生性概率 p，取值范围在 0 ～ 1
之间，为了得到薇甘菊的适生等级，需要利用 Arc-
GIS软件的 Spatial Analysis Tools 的 Ｒeclassify 功能
选择合适的阈值进行适生等级划分。参照薇甘菊在
世界各地区发生程度的描述，通过选定合适的阈值
划分适生等级。最终设定，p ＜ 0. 2 为不适生区;
0. 2≤p ＜ 0. 4 为低适生区;0. 4≤p ＜ 0. 6 为中适生
区;p≥0. 6 为高适生区。
3 结果与分析
3. 1 云南省薇甘菊适生区预测结果
云南省薇甘菊适生区等级分布预测结果见图
1。
99第 1 期 付小勇等:基于 GIS的云南省薇甘菊潜在适生区研究
图 1 云南省薇甘菊潜在适生区预测
Fig. 1 Mikania micrantha potential suitable area distribution prediction in Yunnan
由图 1 可以看出，云南省薇甘菊适生区主要分
布于北纬 25°以南地区，普洱市、德宏州、红河州
有大范围薇甘菊高适生区，临沧市、西双版纳州和
文山州有薇甘菊大范围的中等适生区。保山市、怒
江州、玉溪市、楚雄州、大理州有较大面积的薇甘
菊中低适生区。云南省薇甘菊潜在分布采用 Max-
Ent模型计算，模型预测精度 ＲOC 曲线的 AUC =
0. 975。一般认为 AUC 值 0. 5 ～ 0. 7 时诊断价值较
低，AUC值 0. 7 ～ 0. 9 时诊断价值中等，大于 0. 9
时诊断价值较高。本研究所得的 AUC 值大于 0. 9，
说明预测结果具有较高的可信度。根据上述云南省
薇甘菊潜在分布区，统计出不同等级适生区的海
拔、年均温、1 月温度、7 月温度、极低温、极高
温、最暖季降雨量、年均降水量、≥10℃有效积温
等因素，为进一步分析提供依据。
3. 2 云南省薇甘菊适生区划分
利用全球 1 172 个薇甘菊分布点进行预测，得
出云南省薇甘菊适生区面积为 105 984 km2，其中
高适生区面积为 12 816 km2，中等适生区面积为
41 312 km2，低适生区面积为 51 856 km2。云南省
薇甘菊适生区海拔分布于 1 780 m以下，年平均气
温 16. 8℃以上，极端最高气温 34. 9℃以下，极端
最低气温 － 4. 7℃以上，年降雨量 866 mm 以上，
最暖季降雨量 517 mm 以上，1 月份平均气温
10. 2℃以上，7 月份平均气温 20. 8℃以上，≥10℃
有效积温为 4 744℃以上。云南省各州不同等级适
生区面积统计结果见表 1。
3. 2. 1 高适生区
从云南省薇甘菊预测结果看出，高适生区包括
怒江流域褔贡县城以南，经泸水-保山市-施甸-龙陵
沿怒江两岸宽 4 km 左右区域。德宏州大盈江、龙
川江、芒市河、瑞丽江流域以及省道 S233、S321
德宏境内两旁宽 8 km 左右区域。云南省南部的宁
洱县、墨江县、江城县、绿春县、红河县、金平县
6 个县的部分地区。临沧市南滚河流域、南汀河流
域及国道 G214 临沧段两旁宽 12 km 左右区域。高
001 西 部 林 业 科 学 2015 年
适生区地跨怒江中下游常绿阔叶类、思茅松 (Pi-
nus kesiya var. langbianensis)林区、红河亚热带常
绿阔叶林区。该区域薇甘菊分布在海拔 98 ～ 1 420
m，年均气温 19℃ ～ 24. 8℃，≥10℃有效积温为
6 003 ～ 8 422℃，极端最高气温低于 34. 5℃，极端
最低气温大于 － 3℃，1 月份平均气温 10. 8 ～
18. 5℃，7 月份平均气温 21. 2 ～ 29. 6℃，年降雨量
1 360 ～ 2 150 mm，最暖季降雨量 760 ～ 1 250 mm。
表 1 云南省各州薇甘菊不同等级适生区面积统计表
Tab. 1 Statistical table of different grades of suitable areas of Mikania micrantha in different prefectures of Yunnan Province
云南地级
市(州)
不同适生区等级面积 /km2
低适生区 中适生区 高适生区
小计 /km2
各等级面积的百分比 /%
低适生区 中适生区 高适生区
小计 /%
普洱 12 784 13 808 4 064 30 656 35. 8 38. 7 11. 4 85. 9
德宏 432 2 352 2 784 5 568 4. 7 25. 5 30. 2 60. 4
红河 8 608 6 608 2 320 17 536 32. 0 24. 6 8. 6 65. 2
临沧 4 640 5 184 1 488 11 312 24. 3 27. 2 7. 8 59. 3
保山 1 232 1 760 944 3 936 7. 7 11. 0 5. 9 24. 6
西双版纳 7 904 5 680 480 14 064 51. 8 37. 2 3. 1 92. 1
怒江 96 112 368 576 0. 9 1. 0 3. 3 5. 2
文山 2 944 2 592 304 5 840 11. 8 10. 4 1. 2 23. 4
玉溪 5 184 1 696 64 6 944 43. 7 14. 3 0. 5 58. 5
楚雄 4 752 224 0 4 976 20. 1 0. 9 0. 0 21. 0
大理 1 744 928 0 2 672 7. 4 4. 0 0. 0 11. 4
丽江 784 64 0 848 4. 6 0. 4 0. 0 5. 0
曲靖 432 208 0 640 1. 9 0. 9 0. 0 2. 8
昆明 320 96 0 416 1. 9 0. 6 0. 0 2. 5
迪庆 0 0 0 0 0. 0 0. 0 0. 0 0. 0
昭通 0 0 0 0 0. 0 0. 0 0. 0 0. 0
合计 51 856 41 312 12 816 105 984 15. 5 12. 3 4. 5 32. 3
注:第 6 ～ 9 列为 16 个市 (州)的平均值
普洱市高适宜区面积最大，达 4 064 km2，主
要分布于普洱市东南部的墨江县、江城县、宁洱县
等 3 个县的部分区域。德宏州面积次之，达到
2 784 km2，分布于盈江县大盈江流域，陇川县龙
川江流域，瑞丽市瑞丽江流域及芒市的芒市河流
域。红河州高适生区面积第三，达 2 320 km2，分
布于红河州西南部的红河县、绿春县、金平县等 3
个县的部分区域。本区域阳光充足，热量资源丰
富，雨量充沛，夏无酷暑，霜冻天气少，是云南省
薇甘菊的重点入侵预防区，也是现有薇甘菊防治的
主要区域。
3. 2. 2 中适生区
中等适生区包括澜沧江流域的临沧市的凤庆县-
云县-临翔区-双江县，普洱市的景东县-镇沅县-景谷
县-澜沧县-思茅区，西双版纳州境内的勐海县-景洪
县-勐腊县，元江流域、红河流域及文山州局部地
区。该区域海拔 925 ～ 1 650 m，年均气温 17 ～
20. 8℃，≥10℃有效积温 5 007 ～6 621℃。极端最高
气温低于 34. 8℃，极端最低气温大于 －3. 5℃。1 月
份平均气温 10. 6 ～ 14. 7℃，7 月份平均气温 21 ～
24. 8℃。年降雨量为 1 152 ～1 585 mm，最暖季降雨
量 615 ～874 mm。
其中西双版纳州中等适生区面积最大，为
5 680 km2，广泛分布于全州 3 个县境内。临沧市
中适生区面积第二，达 5 184 km2，分布于南滚河
流域镇康县、永德县、耿马县和澜沧江流域海拔
925 ～ 1 650 m区域。文山州中适生区面积第三，为
2 592 km2，分布于文山州最南端边境线上的富宁
县、麻栗坡县、马关县等 3 个县。本区的气候条件
虽不及最适生区，但热量较充足，雨量充沛，气候
条件能满足薇甘菊生长需求。
3. 2. 3 低适生区
低适生区主要分布于云南省 (除西南部)北
纬 24° ～ 25°以北地区，包括金沙江流域大理州境
内的鹤庆县、宾川县及丽江市永胜县。楚雄州的楚
雄市、双柏县大部分地区，禄丰县、牟定县、元谋
县少量地方。玉溪市的新平县、峨山县、通海县、
华宁县以北大部分地区。该区域海拔 1 025 ～ 1 780
101第 1 期 付小勇等:基于 GIS的云南省薇甘菊潜在适生区研究
m，年均气温 16. 8 ～ 20. 7℃，≥ 10℃ 有效积温
4 744 ～ 6 390℃，极端最高气温低于 34. 9℃，极端
最低气温 ＞ － 4. 7℃，1 月份平均气温 10. 2 ～
14. 6℃，7 月份平均气温 20. 8 ～ 24. 6℃。年降雨量
966 ～ 1 468 mm，最暖季降雨量 517 ～ 775 mm。气
候表现为年均气温明显偏低，处于 20. 7℃以下，
海拔均在 1 000 m以上，本区热量资源不足，霜冻
天气较多，霜冻可能影响薇甘菊开花。降雨量偏
少，≥10℃有效积温偏低，气候条件能较低限度满
足薇甘菊生长。
4 结论与讨论
从预测结果看，普洱市、德宏州、红河州有大
范围薇甘菊高适生区，临沧市、西双版纳州和文山
州有薇甘菊大范围的中等适生区。说明上述 6 个州
(市)还有薇甘菊蔓延较大的潜在空间，这也是云
南省薇甘菊防治的重点地区。保山市、怒江州、玉
溪市、楚雄州、大理州有较大面积的薇甘菊中低适
生区，薇甘菊的传播将产生巨大的生态、经济破坏
性，故这些地方应将其列为重点检疫和监测对象。
薇甘菊潜在分布定量分析可以为决策部门提供更合
理的决策依据。
云南省薇甘菊高适生区主要分布在普洱市、德
宏州、红河州，气候生态条件为海拔 98 ～ 1 420 m，
年均气温 19 ～ 24. 8℃，≥10℃有效积温 6 003 ～
8 422℃，年降雨量 1 360 ～ 2 150 mm，最暖季降雨
量 760 ～ 1 250 mm。薇甘菊中适生区主要分布在临
沧市、西双版纳州和文山州，气候生态条件为海拔
为 925 ～ 1 650 m，年均气温 17 ～ 20. 8℃，≥10℃
有效积温 5 007 ～ 6 621℃，年降雨量 1 152 ～ 1 585
mm，最暖季降雨量 615 ～ 874 mm。薇甘菊低适生
区海拔为 1 025 ～ 1 780 m，年均气温 16. 8 ～
20. 7℃，≥10℃有效积温 4 744 ～ 6 390℃，年降雨
量 966 ～ 1 468 mm，最暖季降雨量 517 ～ 775 mm。
云南省薇甘菊适生区等级划分采用阈值较为合理，
划分结果符合云南省实际情况。高适生区基本都是
现有薇甘菊发生点地区，不同适生区等级气候生态
条件与薇甘菊生长需求的层次也很吻合。
薇甘菊已经在云南省西南部分地区定植，本研
究利用全世界 1 172 个薇甘菊发生点数据既包括了
原产地中、南美洲，也包括了云南省被入侵地德宏
州、保山市、普洱市等，可以弥补用原产地生态环
境模拟云南省潜在适生区生态环境的误差，提高了
薇甘菊在云南省潜在分布区域预测的可靠性。
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