合,勾選 create response curves、Do jackknift to measure variable importance,並輸 入檔案輸出路徑,並指定欲投影之時間尺度的資料集資料夾路徑,參數設定
(Settings):
(1) 勾選 Random seed
(2) Random test percentage 輸入 20,代表隨機抽取百分之二十的物種點位 作為驗證子集,以進行評估模型,其餘為訓練子集,作為建立模型用。
(3) Replicates 輸入 100,代表重複建立模型 100 次,以利後續進行預測模 型挑選。
(4) Replicated run type 選擇 Bootstrap。
(5) 勾選 Write plot data 及 Write background predictions,方便匯入不同軟體 介面使用。
設定完成,模型建立、評估模型與預測分布將自動進行,其摘要表單儲存在 所設定的輸出路徑的 maxentResults.csv 檔案中,包含模型資訊、評估模型 ROC 曲線之 AUC 值及閾值。
在 R 環境下,挑選 100 個預測模型中 Test AUC 值前十名的模型取平均作為 平均機率預測分布,以降低模型的不確定性(Torres et al., 2013),再選擇閾值以
Equal training sensitivity and specificity logistic threshold(Liu et al., 2005)將各時 間尺度之平均機率預測分布重新分類為有(1)、無(0)的二元預測分布。
E. 多樣性評估分析 1. 分布面積動態
將三個時間尺度:LGM、現今和 SRES 未來氣候假設情境 A2A 及 B2A 之二 元預測分布繪圖,並計算相對於現今的預測分布網格面積差異與差異之比例,其 差 異 包 含 穩 定 ( stable ) 區 域 : 現 今 及 投 影 預 測 分 布 皆 出 現 的 區 域 、 擴 張
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(expanded)區域:僅出現於投影預測分布的區域,於現今預測分布未出現的區 域、以及縮減(restricted)區域:僅出現於現今預測分布的區域,於投影預測分 布中喪失的區域。
差異比例 投影之二元預測分布面積 現今二元預測分布面積
現今二元預測分布面積
2. 基因單型喪失評估
在各時間尺度的預測分布中,計算於二元預測分布之外的樣本採樣點,統計 喪失的點位以及基因單型,並且計算樣本採樣點以及基因單型喪失的比例。
另一部份,結合親緣網狀階層分析,將喪失的樣本點位納入考慮,重新計算 基因單型親緣網狀圖中各端點圓餅圖的比例,若喪失某一基因單型,則與之相關 的連線便中斷。
F. 脆弱度評估
1. 脆弱度指數(Vulnerability Index, VI)
本研究將藉由脆弱度指數判斷物種潛在易受害的棲地,藉由各時期的機率分 布轉化為脆弱度指數,觀察其出現機率的變化特性,如變化幅度以及空間分布,
用以預測各族群的脆弱程度。實際的施行方法為:將脆弱度指數定義為現今平均 機率分布與各時間尺度之平均機率分布之比值(Matsui et al., 2004; Casalegno et
al., 2010; 孫世鐸, 2011)
,並且重新分類為五個等級加以顏色輔助辨識:安全(0<VI≦1,綠色)、低度脆弱(1<VI≦5,藍色)、中度脆弱(5<VI≦10,黃色)、
高度脆弱(10<VI≦100,紅色)、以及極端脆弱(100<VI,紫色),最後在地理 空間上視覺化呈現脆弱度指數的空間分布圖,並且計算面積及出現點在各脆弱度 等級的分布情形。
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脆弱度指數 現今平均機率分布
各時間尺度之平均機率分布
2. 海拔梯度機率頻度分布
抽取各時間尺度之平均機率預測分布之海拔資料,以每 200 公尺為一級距,
計算各海拔級距上的預測分布機率累積製成直方圖。
3. 棲地破碎程度分析
根據棲地破碎化指標(Bogaert et al., 1999),計算各時間尺度下的內緣比
(interior-edge ratio),在此定義為綴塊(patch)的面積與邊長之比值,藉此評估 棲地破碎化的程度。實際作法則將二元預測分布網格資料轉為面向量圖層,統計 其面積及邊長,並將面積除以邊長累積製成直方圖。
內緣比 綴塊面積
綴塊邊長
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結果
I. 族群遺傳變異分析、親緣網狀階層分析
此部分分析描述,僅山薰香(Chaerophyllum involucratum)進行 clade dis-tance 與 nested clade disdis-tance 關連性分析。
一共取得 269 條長度為 753 個鹼基對之葉綠體 atpB-rbcL 基因間片段序列,
包含山薰香 216 條及台灣山薰香 53 條。
山薰香的資料矩陣中偵測到 9 個多型性位點(polymorphic sites),並區分出 19 個基因單型。樣本在空間上分布於 8 個地理分區(圖四、五):雪霸(Sp)、南 湖(Nh)、合歡(Hh)、能高(Nk)、秀姑巒(Sgl)、玉山(Ys)、塔關(Tk)及 北大武(Ptw),其中除南湖沒有獨有的基因單型外,其他 7 個地理分區皆具有獨 有的基因單型,其獨有基因單型數目由多至少依序為雪霸(3),秀姑巒、玉山和 塔關次之(2),合歡、能高及北大武各 1 個。此外,7 個共享基因單型各自在地 理空間中不具明顯的空間群聚性。台灣山薰香的資料矩陣中,偵測到 7 個多態位 點,並區分出 5 個基因單型。樣本在空間上分布於 4 個地理分區(圖六):雪霸、
南湖、玉山及秀姑巒,獨有基因單型在南湖有 2 個及玉山 1 個,2 個共享基因單 型在空間中各分別聚集於北部和中部兩部分(圖七、表三)。
山薰香整體的基因單型歧異度(Hd)為 0.916(s.d.=0.007),各地理分區則介 於 0.399 至 0.788 之間,雪霸最高,南湖次之,最低者為塔關;整體的核苷酸歧 異度(π)為 6.223×10-3(s.d.=3.386×10-3),各地理分區則介於 1.366×10-3 至 9.909×10-3之間,南湖最高,合歡次之,最低者為能高(表四)。
中性假說檢測部分(表四),Tajima’s D 及 Fu’s Fs 不論是族群整體或各地理 分區幾乎都為正值,推論族群可能族群退縮或均衡選汰,但仍有少數地理分區的 族群 Tajima’s D 為負值,表示部分族群可能經歷瓶頸效應之後族群擴張或定向選
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汰,然而統計上 Tajima’s D 和 Fu’s Fs 皆不顯著,無法推翻中性變異假說,顯示可 能有其他事件發生,如族群二次接觸或族群遷移。
族群間的遺傳分化指數(FST)部分(表五),除了合歡-南湖及北大武-秀姑 巒兩組呈現低度分化,其餘族群間遺傳分化皆為中度或高度分化。
山薰香親緣網狀關係(圖五)部分,整體並無明顯輻射狀結構,TCS 判定的 祖先型為 I,但並非廣布的基因單型。親緣網狀階層分析(表六)總共包含 10 個 1-step clade、4 個 2-step clade 及 2 個 3-step clade,除 clade 1-6 與地理位置相關性 不 顯 著 外 , 其 餘 支 系 皆 與 地 理 位 置 相 關 。 整 體 推 論 訊 息 呈 現 族 群 連 續 擴 張
(contiguous range expansion),1-step clade 和 2-step clade 出現較多異域隔離
(allopatric fragmentation)及歷史隔離或長距離拓殖(past fragmentation and/or long distance colonization),少數推論訊息為族群連續擴張、基因交流受限或族群 擴散但有部分長距離傳播事件(restricted gene flow/dispersal but with some long distance dispersal)以及距離隔離事件導致基因交流受限(restricted gene flow with isolation by distance); 3-step clade 的推論訊息皆為族群連續擴張。