一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法与流程

本发明涉及生物地理研究领域，更具体地说，涉及一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法。

背景技术：

1、丹参是我国常用的 重要药材之一，为唇形科鼠尾草属丹参组多年生直 立草本，以干燥的根和根茎入药，具有抗氧化、抗凝血、抗炎等功效，在临床上被应用于心血管类疾病的治疗。极高的药用价值使丹参的需求量不断增加，巨大的需求量致使丹参被广泛引种栽培，市售丹参 90%以上来自人工种植。

2、但受地域环境限制，目前丹参在各地区产量相差较大，质量参差不齐，影响临床应用效果，不利于丹参的发展。而开展药材适生区区划、探究中药材与生态环境适宜性能发现更适合该药材生长的环境及相应的地理空间，避免盲目种植，对提升药材质量 和实现该药材可持续发展具有重要的现实意义。

3、经调查发现，目前还未具有用于丹参地理位置种植的研究，丹参在种植前的调查，通常都是根据气候、地形、交通和人文等因素进行判定，且此种调查方式基本上只能在全国极小范围下开展，所获取的种植信息有限，容易造成盲目种植，不利于药材质量的提升。

技术实现思路

1、1．要解决的技术问题

2、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，它可以实现，采用建模平台建立环境因子与物种分布关联的模型，并对物种进行训练、分析，总结出丹参在我国的种植区域的相关有益信息。

3、2．技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，包括以下步骤：

6、s1：参阅已知物种分布信息，建立丹参物种分布模型，并对物种模型定位；

7、所述丹参物种模型定位对于地点重复、有误的点，采用经纬度方式定位；

8、s2：通过物种分布模型与环境变量之间的关联进行分析；

9、其中，所述环境变量包括：气候、土壤、地形和人类活动；

10、s3：基于s2中环境变量的基础上，选取了十种常用的物种分布模型，并在建模平台进行训练和验证模型，十种常见的物种训练数据采用random函数算法获得；

11、s4：验证模型精度，并分析环境变量对物种分布的影响；

12、s5：预测模型在中国地区的潜在空间分布和适宜生存环境。

13、进一步的，所述s1中，参阅已知物种分布信息途径可从野外考察、全球生物多样性信息网络数据库或中国数字植物标本馆任意一种获取；

14、其中，对于物种模型建立平台采用最大熵模型、随机森林和广义线性模型中的任意一种；在对丹参物种分布建模和环境变量建模中，可利用单一模型建立的形式，单一模型建立还包括：表面分布区分室模型、柔性判别分析、分类树分析、推进式回归树和人工神经网络。

15、且部分物种定位信息若存在误差，可删除其中重复或有误的地点，为避免模型过度拟合利用经纬度信息选取网格点，每个1km的网格点内只保留单个点，获得270个丹参存在点。

16、进一步的，所述s2中，环境变量数据信息包括：

17、气候信息获取自世界气候数据库；

18、土壤数据获取自国家青藏高原数据中心；

19、地形获取自国家基础地理信息系统数据库；

20、人类活动获取自nasa 地球观测数据，可观测近二十年来人类的迁移踪迹；

21、所有环境因子的空间分辨率保持相同，均为 30″(～1km)，生物气候变量间的高度相关性会影响模型的精度与预测结果，且采用最大熵模型、随机森林和广义线性模型中的任意一种测试数据之间的关联性，对于明显相关的变量，采用刀切法剔除对丹参分布贡献度小的变量，最终采用建模平台建立环境因子与物种分布关联的模型，所述真实技巧统计值越大，表明丹参分布模型与环境变量之间的相关性越强，其预测结果的精度越高。

22、进一步的，所述s3中，将十种常见的物种训练数据采用曲线下面积、真实技巧统计值任意一种指标评估模型表现。

23、进一步的，所述s4中，影响丹参分布的主导因子包括有：暖月的低温、冷季节平均潜在蒸散量、年潜在蒸散量、潜在蒸散量的月变化和冷月的高温；

24、其次是人类活动和海拔高度。

25、进一步的，所述s5中，丹参物种分布与环境变量的组合模型预测结果有效说明丹参在中国的潜在空间分布和适宜生存环境，在当前气候环境下，丹参的适宜生长区域主要在我国亚热带至暖温带气候区。

26、3．有益效果

27、相比于现有技术，本发明的优点在于：

28、（1）本方案通过对物种分布信息与环境变量之间的关联性进行分析，从而建立物种分布和环境变量组合模型，可以准确分析和预测出丹参在全国范围内的种植效果及种植信息，减少丹参盲目种植的概率，有利于提升丹参的药用价值和药材质量。

29、（2）本方案通过分析环境变量对丹参种植的因素，针对气候、土壤、地形和人类活动四个方面，可以有效说明丹参在中国的潜在空间分布和适宜生存环境，给丹参的种植提供有力帮助。

技术特征：

1.一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：所述s1中，参阅已知物种分布信息途径可从野外考察、全球生物多样性信息网络数据库或中国数字植物标本馆任意一种获取；

3.根据权利要求1所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：所述s2中，环境变量数据信息包括：

4.根据权利要求1所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：所述s3中，将十种常见的物种训练数据采用曲线下面积、真实技巧统计值任意一种指标评估模型表现。

5.根据权利要求1所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：所述s4中，影响丹参分布的主导因子包括有：暖月的低温、冷季节平均潜在蒸散量、年潜在蒸散量、潜在蒸散量的月变化、冷月的高温和人类活动和海拔高度。

6.根据权利要求1所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：所述s5中，预测模型中加入化学分析法研究不同产地丹参土壤理化性质与无机元素含量之间的关系数据，预测模型得出结论：温度是决定丹参分布的主要因素，对于丹参次生代谢也具有影响。

7.根据权利要求3所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：在对丹参物种分布建模和环境变量建模中，可利用单一模型建立的形式，单一模型建立还包括：表面分布区分室模型、柔性判别分析、分类树分析、推进式回归树和人工神经网络。

8.根据权利要求4所述的一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，其特征在于：十种常见的物种训练数据采用random函数算法获得。

技术总结
本发明公开了一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，属于生物地理研究领域，一种测量物种分布数据与环境因子相关联的方法，包括以下步骤：S1：参阅已知物种分布信息，建立丹参物种分布模型，并对物种模型定位；所述丹参物种模型定位对于地点重复、有误的点，采用经纬度方式定位；S2：通过物种分布模型与环境变量之间的关联进行分析；其中，所述环境变量包括：气候、土壤、地形和人类活动；S3：基于S2中环境变量的基础上，选取了十种常用的物种分布模型，并在建模平台进行训练和验证模型；它可以实现，采用建模平台建立环境因子与物种分布关联的模型，并对物种进行训练、分析，总结出丹参在我国的种植区域的相关有益信息。

技术研发人员：王茹琳,赵金鹏,罗伟,王明田,杨玉霞,王闫利
受保护的技术使用者：四川省农村经济综合信息中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15