气候变化情境下入侵植物紫茉莉在中国的适生分布格局及早期预警

阐明全球气候变化背景下入侵植物的分布格局变迁,对入侵植物的治理与防控具有重要的理论和实践意义。本研究以紫茉莉(Mirabilis japala)为对象,运用最大熵(MaxEnt)模型,基于全国范围内228个分布点和13个主要环境气候因子(来源于WorldClim的19个环境气候数据),模拟分析影响紫茉莉分布的主要环境因子,结合ArcMap软件分析当前和未来(2050s、2070s)3种气候情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)紫茉莉的适生区分布格局及变化规律。结果表明：MaxEnt模型预测结果准确度极高,训练集和测试集AUC值分别为0.983和0.980,影响紫茉莉分布的主要环境因子为最暖季度降水量;当前气候条件下,紫茉莉的适生面积429.06万km²,占我国国土的44.52%,除新疆外其余省份均有分布;未来3种气候情境下,紫茉莉潜在分布区整体呈现“南缩北扩”现象,适生区总面积增加,吉林南部、黑龙江南部以及内蒙古东南区域为主要扩张区域,分布质心向东北方向的高纬度地区迁移。因此,在全球气候变化情景下,紫茉莉在我国的适生区域增加并向北扩张。黑龙江和内蒙古以...     

气候变化对中国大黄花虾脊兰及其传粉者适生区的影响

大黄花虾脊兰(Calanthe sieboldii)是典型的大陆与岛屿间间断分布的兰科物种, 适宜分布气候范围狭窄, 同时依赖特殊的传粉者传粉, 包括黄胸木蜂(Xylocopa appendiculata)、赤足木蜂(X. rufipes)和中华绒木蜂(X. chinensis)等3种木蜂属(Xylocopa)昆虫。本文通过R语言Biomod2程序包建立物种分布模型(SDM), 预测了2050年和2070年时大黄花虾脊兰及其传粉者在3种代表浓度路径(RCP2.6、RCP4.5与RCP8.5)下的分布格局, 以期为该濒危植物的保育提供参考。结果表明: 降水相关变量比温度相关变量对大黄花虾脊兰分布的平均解释率更高, 两者分别为25.4%和13.9%。当前大黄花虾脊兰适生区主要集中在华中和华东地区, 未来适生区的增减主要受到气候情景的影响, 其变化范围为-59.0%到34.7%, 并可能向更高海拔的地区移动; 未来木蜂适生区将净收缩16.4%-19.7%, 且主要向西北和东北移动; 因而两者共同分布的面积占大黄花虾脊兰适生区的比例未来相比当前的90.0%可能下降0.5%-11.4%, 表明大黄花虾脊兰分布可能受到未来气候变化和传粉者分布减少的双重影响, 因此对该物种或类似特化传粉的兰科植物进行保育时应当充分考虑传粉者因素。     

中国天山花楸适生区预测及其对气候变化的响应

气候变化对物种分布的影响是生物地理学研究的热点问题之一。以我国新疆民族药用植物天山花楸为研究对象, 基于69条分布记录和筛选后的7个环境变量, 利用Maxent模型对该物种当前和未来的适生分布区进行预测, 综合应用气候变量的贡献率及置换重要值比较、刀切法(Jackknife)评估制约天山花楸现代分布的主要因子, 并探讨未来不同气候情景下该物种分布格局的变化趋势。结果表明: 现代适宜分布区主要集中在新疆西北部、青海东部、甘肃中部及宁夏、陕西、山西的部分区域; 影响天山花楸地理分布的主要气候因子为降水和气温, 且降水因子更重要; 未来气候变暖趋势下天山花楸适生区向高纬度地区移动。到21世纪50年代, 天山花楸适生区面积在RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5的情景下均有所增加, 到70年代时增幅有所降低, 在中、高浓度情景下减幅更大。上述研究结果对于在适生区开展天山花楸资源保护和引种栽培具有重要的指导意义。     

未来气候变化对孑遗植物鹅掌楸地理分布的影响

为了解未来气候波动对鹅掌楸(Liriodendron chinense)潜在适生区的影响,利用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(ArcGIS)软件,结合物种地理分布点信息,对鹅掌楸当前适生区分布进行了模拟和划分,同时预测了2061-2080年间气候变化条件下鹅掌楸的潜在适生分布区变化,进而分析影响鹅掌楸地理分布的主要气候因子。结果表明,Maxent模型预测的准确性较高,受试者工作特征曲线(ROC)的曲线下面积(AUC)均大于0.9。在未来4种不同的气候变化场景下(RCP 2.6、RCP4.5、RCP 6.0和RCP 8.5)鹅掌楸的地理分布发生变化,在RCP 4.5情景下,鹅掌楸适生面积明显增加;RCP 8.5情景下适生面积明显减少,尤其在贵州地区以及贵州、重庆与湖南的交界处。因此,鹅掌楸适生区分布的几何中心不变,而适生面积随着温室气体浓度的增加呈现先增加后减少的趋势。昼夜温差月均值、最湿季降雨和最干季降雨是影响鹅掌楸地理分布的主要气候因子,其累计贡献率达77.1%。     

21世纪上半叶内蒙古草地植被净初级生产力变化趋势

基于中国气象局国家气候中心新发布的中短期适应气候变化的新情景(RCP4.5)和极端情景(RCP8.5)下的气候预估数据,采用空间化后的CENTURY模型模拟探讨2011－2050年内蒙古草地植被净初级生产力(NPP)的时空变化特征.结果表明: 区域尺度上,未来气候变化情景下内蒙古草地NPP年下降速率分别为0.57 g C·m^-2·a^-1(RCP4.5)、0.89 g C·m^-2·a^-1(RCP8.5);相对于基准时段,RCP4.5情景下内蒙古草地NPP在2020s、2030s、2040s分别下降11.6%、12.0%、18.0%,而RCP8.5情景下降幅分别为23.8%、21.2%、30.1%.不同气候情景下内蒙古草地NPP时空变化特征差异较大,但即使在RCP4.5下未来40年绝大部分草地NPP也将呈现下降趋势,15.6%的草地减产超过20%.这表明未来气候变化情景下内蒙古草地降水略增的态势不足以补偿因温度升高对草地植被初级生产力所产生的负面作用,草地资源的可持续发展将面临更大挑战.     

气候变化对杉木适生区和生态位的影响

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国主要的造林树种之一,具有重要的药用、经济和生态服务功能。在全球变暖趋势持续的背景下,气候成为制约物种生存和发展的重要因素,其中空间分布和生态位变化对生态过程的解释至关重要。基于211个杉木分布点和20个环境变量,利用MaxEnt模型和R语言的ecospat软件包对杉木适生区和生态位的变化进行研究,分析杉木对未来气候持续变暖的响应。结果表明杉木当前潜在适生区219.67万km²,约占国土总面积的22.88％,主要分布在我国800 mm等降水量线以东的地区,年均温、昼夜温差日均值和最干月降雨量是影响杉木分布的最主要环境变量。未来杉木适生区分布将沿着经纬度方向迁移,高度和低度适生区面积均不断减少。主成分分析（PCA）表明杉木气候生态位在不同时段不同代表性浓度路径下发生转移和扩展,气候生态位中心将向年均温和最暖季降雨量移动。生态位重叠指数均呈现不断下降的趋势,且RCP8.5情景下的生态位重叠率下降最为明显。结果表明全球气候变暖会改变物种的空间分布区域,并将对现存的生态系统产生不同程度的影响。杉木与气候变化关系的研究拓展了人们对气候变化与植物物种生态特征的认识,为杉木乃至乔木树种的保护和利用提供了理论依据。     

气候变化下中国主要生物燃油树种分布与变迁

生物燃油树种是发展生物质能源，实现化石能源替代战略的重要物质基础，明确当前和未来气候变化下我国生物燃油树种适生区分布，对保护和利用生物燃油树种，促进林业生物能源产业发展，保障能源安全和实现“双碳”目标具有重要意义。基于我国10个主要生物燃油树种的1037条树种分布数据和20个环境变量，利用最大熵模型(MaxEnt)预测了各树种当前和未来气候情景下(2050年和2070年的RCP4.5情景)的潜在适生区，得到了影响各树种分布贡献率最大的环境因子，并对我国各区域主要种植树种进行了区划。结果表明：(1)MaxEent模型预测效果较好，各树种模拟结果AUC值均在0.9以上。(2)影响各种分布的贡献率较高的环境因子因树种而异，最暖季度降水量和温度季节性变化标准差的相对贡献率较高。(3)10个生物燃油树种极高适生区面积范围在43.38万km²—117.74万km²之间，可根据模拟结果将树种分布划分为北部、中东部、东南部和西南部4个亚区，北部亚区主要树种为文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis),中东...     

四川省岷江冷杉对气候变化的响应及其潜在分布格局

四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候条件下岷江冷杉潜在分布区,并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明：(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是：降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温...     

基于组合模型预测蛇足石杉在中国的适生区北大核心CSCD

蛇足石杉是国家二级重点保护野生植物,目前面临生物资源骤减的威胁。该研究基于蛇足石杉在中国的分布数据和气候数据构建组合模型,预测蛇足石杉当前和未来(2070)气候情景下在中国的适生区,通过ERDAS和ArcGIS计算适生区面积及质心变化,探究气候变化对蛇足石杉适生区的影响,为蛇足石杉的保护提供理论依据。结果显示:(1)组合模型AUC值大于0.9,预测结果极好。(2)影响蛇足石杉适生区的主要生物气候变量是最湿月降水量、温度季节性、最冷季均温和最暖月最高温。(3)蛇足石杉当前总适生面积226.99×10^(4) km^(2),中、高适生区面积154.51×10^(4) km^(2),质心均位于湖南省西部。(4)蛇足石杉未来总适生面积变化不大,中、高适生区面积剧烈收缩,在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0及RCP8.5情景下分别净收缩14.34%、23.31%、31.63%和47.08%,总适生区质心和中、高适生区质心均向西北方向转移。研究表明,蛇足石杉中、高适生区受气候变化影响很大,未来随着排放水平升高将逐渐转变为低适生区和非适生区。     

中国-喜马拉雅三种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间分布预测

依赖于动物传粉获得繁殖成功的植物的分布与其传粉动物的地理分布有着密切联系。预测未来气候变化对植物及其传粉动物地理分布的影响对生物多样性保护具有重要意义。本文通过对中国-喜马拉雅3种黄耆属(Astragalus)植物, 即弯齿黄耆(A. camptodontus)、黑毛黄耆(A. pullus)和笔直黄耆(A. strictus), 及其传粉熊蜂(Bombus)的野外调查, 以及收集来源于数据库的黄耆和熊蜂的543个物种分布点和13个环境因子数据, 结合物种可能出现的完全扩散、不扩散和仅熊蜂扩散3种迁移模式, 利用MaxEnt模型模拟了3种黄耆属植物与2种传粉熊蜂即橘尾熊蜂(Bombus friseanus)和红束熊蜂(B. rufofasciatus)在历史阶段(1970-2000年)和2100年两种温室气体浓度情景(ssp245和ssp585)下的适宜分布区变化。结果表明: 3种黄耆属植物均主要依赖于熊蜂传粉, 黄耆与其传粉熊蜂的主要适宜分布区为中国-喜马拉雅地区, 到2100年它们的分布区呈现向西北方向扩张的趋势, 而在东南部的分布区减少。当模型中考虑与传粉熊蜂的互作后, 3种黄耆属植物的潜在地理分布范围减少了15.83%-83.98%。在温室气体中低浓度情景(ssp245)下, 3种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间匹配增加, 而在高浓度情景(ssp585)下弯齿黄耆、黑毛黄耆与橘尾熊蜂的空间匹配降低; 如果物种不扩散或仅熊蜂扩散, 笔直黄耆与红束熊蜂的空间匹配降低。气候变化和物种的扩散能力可能引起黄耆与其传粉熊蜂出现空间不匹配。同时, 模型预测显示影响黄耆和熊蜂分布的环境因子不同, 但海拔是最主要的环境因子。由于与传粉者的相互作用对许多植物物种的生命周期具有重要意义, 因而本研究可以更好地理解气候变化对植物与其传粉者空间分布的潜在影响, 特别是对那些地理范围受限制的植物。     

黄土高原丘陵沟壑区封禁30年前后狼牙刺种群动态研究

以荒草坡为对照,对黄土高原丘陵沟壑区阳坡、半阳坡和半阴坡3个生境条件下经30年封禁后的狼牙刺种群动态进行系统研究,分析了种群的年龄结构、分布格局,编制了静态生命表,绘制了存活曲线. 结果表明,黄土高原丘陵沟壑区不同生境自然恢复的狼牙刺种群年龄结构均属于进展型,幼龄个体多,老龄个体少,其中以半阳坡种群密度最大,不同坡向狼牙刺种群的存活曲线均接近于DeeveyⅡ型.种群分布格局总体上呈聚集型,随年龄增加聚集强度增加.影响狼牙刺群落恢复和种群生长的环境因素主要是水分因子和光照因子.狼牙刺种群恢复状况良好,说明封禁措施是有效的.     

大叶醉鱼草居群、种子萌发特征及适应性的初步研究

通过对云南和四川交界地区大叶醉鱼草生物学特征的调查表明:该物种在野外条件下,其居群单株的平均分枝数、单株最大茎的平均直径、居群的平均高度与海拔呈显著相关,居群的平均花序(果序)长度、千粒种子平均质量与海拔相关性不明显。此外,该物种的种子萌发率(4年内)随储存时间的增加而升高,且对光照不敏感。最后,结合研究结果讨论了大叶醉鱼草在国外能成为外来入侵种,而在国内没有产生危害的原因。     

黄土沟壑区狼牙刺群落优势种群生态位研究

运用Levin公式和百分率相似公式,对狼牙刺群落中13个优势种群的生态位宽度、生态位相似性比例及其生态位重叠值进行了研究.结果表明,生态位宽度依次为狼牙刺(0.964)、茭蒿(0.77)、铁杆蒿(0.664)、黄背草(0.08)、远志(0.48)、狗尾草(0.472)、狗牙根(0.399)、白羊草(0.393)、达乌里胡枝子(0.327)、长芒草(0.321)、杠柳(0.292)、灌木铁线莲(0.21)、糙隐子草(0.234).狼牙刺与其他种群的生态位相似比在0.21～0.76之间,生态位重叠值较高,其他种群与狼牙刺之间的重叠值较低,表明狼牙刺与其他种群之间对资源的竞争并不十分激烈,因而能成为黄土沟壑区狼牙刺群落中利用资源能力和生态适应性最强的优势种群,并在维持群落的物种多样性和相对稳定性中发挥重要作用.     

刺葡萄种内遗传多样性研究进展

刺萄萄主要分布在我国长江中下游及以南地区,是中国野生萄萄中果粒最大的一个种,其果实高抗炭疽病和白腐病,在湖南、江西、福建、贵州等省的部分地区一直作为鲜食和酿酒品种栽培利用。刺葡萄种内遗传多样性较为丰富,为了充分挖掘利用刺葡萄资源,提高刺葡萄资源的利用效率,本文从刺葡萄的物候学、花器类型、形态性状、果实理化性状、花粉形态、DNA遗传水平和抗性等方面进行种内多样性的研究和综述,以期为刺葡萄种质资源的保护、鉴定评价和发掘利用奠定基础。     

Intensified wind pollination mediated by pollen dimorphism after range expansion in an ambophilous biennial Aconitum gymnandrum

Pollination systems and associated floral traits generally differ between core and marginal populations of a species. However, such differences are rarely examined in plants with a mixed wind‐ and bumblebee‐pollination system, and the role of wind pollination during range expansion in ambophilous plants remains unclear. We compared floral traits and the contributions of bumblebee and wind pollination in refugium and marginal populations of the ambophilous plant Aconitum gymnandrum. We found that most floral traits differed between the two populations, and those traits associated with the shift to wind pollination were pronounced in the marginal population. Bumblebee visitation rates varied significantly, but were generally low in the marginal population. Wind pollination occurred in both populations, and the efficiency was lower than that of bumblebee pollination. Two types of pollen grains, namely round and fusiform pollen, were transported to a stigma by bumblebees and wind, but fusiform pollen contributed to wind pollination to a larger degree, especially in the marginal population. Our results suggest that wind pollination was enhanced by pollen dimorphism in the marginal population of A. gymnandrum, and wind pollination may provide reproductive assurance when bumblebee activity is unpredictable during range expansion, indicating that ambophily is stable in this species and shift in pollination system could be common when plants colonize new habitats.     

科尔沁沙地刺榆局域成林机制

刺榆(Hemiptelea davidii)林是科尔沁沙地独特的森林类型,以往尚无文献记载.通过对林缘和林下种子散布及幼苗分布特征的样线断面取样、果实形态及脱落特性的调查,分析了刺榆林地更新与扩展的生物学和生态学机理.结果表明,刺榆林的种子多数沉降在林下和林缘附近,林缘3 m以外显著减少.在郁闭度较大的林分内,刺榆种群主要以根蘖苗补充更新.实生苗不受地形的限制,林地主要是以实生苗扩展空间.提出果实形态及脱落特性是刺榆在科尔沁沙地局域能形成优势种林,而在其他地理分布区仅为伴生种的生物学根源.     

川东獐牙菜的引种栽培研究

川东獐牙菜是我国的一种珍稀药用植物,湖南湘西地区是其分布区之一。针对川獐 菜野生资源受到重破坏的情况,对其人工引种栽培进行了研究,旨在为川东獐牙菜的栽培及保护提供理论依据。研究结果表明：川东獐牙菜自然状态下结实率高,但萌发率不高且随环境条件的不同有不同的休眠期,人工栽培状态下结实率与萌发率均高,而且种子休眠期较短。小苗引种情况与所选择的栽培条件有很大的关系,泥培,沙培和水培中,以沙培效果最好;高,中,低湿度培养中,以中湿度培养效果最好。实验结果同时也表明,川东獐牙菜的人工引种栽培是安全可行的。     

自花授粉在安徽羽叶报春花色选育中应用的初步研究

安徽羽叶报春是我国特有的一种珍稀濒危花卉。论文对自花授粉在其花色选育中的应用进行了初步研究。结果表明：安徽羽叶报春自花授粉亲和性较高,平均结籽数可达36.03粒/果,能达到正配授粉结籽数的71.11%（正配授粉结籽数为50.69粒/果）,而且自花授粉种子也基本能正常萌发,萌发率为41.13%,达到正配授粉种子萌发率的57.98%。花色分析显示自花授粉子代花色R值比重均值（即红色成分,为0.382）显著高于其亲本群体及正配授粉子代的均值（均为0.375左右）。因此安徽羽叶报春自花授粉虽存在一定的衰退现象,但它有利于花色的选育和纯合品系的获得,在其花色的选育过程中应加以重视和利用。     

百合属4种植物的核型研究

采用常规压片法对4种百合属植物野百合(L.brow n ii F.E.B row n ex M ie llez.)、兰州百合(L.d av id iiDuchartre var.un icolor(Hoog.)Co Hon.)、川百合(L.d av id ii Duchartre)、湖北百合(L.henry i B aker)进行了核型研究.结果表明,4种百合的染色体数目均为2n=24,核型除川百合为3A外,其余3种均为3B型.核型公式分别为:野百合2n(2x)=24=4m(2SAT) 2sm(2SAT) 4st 14t,兰州百合2n(2x)=24=2m(2SAT) 2sm 10st(2SAT) 8t 2T,川百合2n(2x)=24=2m(2SAT) 2sm 12st(3SAT) 8t,湖北百合2n(2x)=24=4m 18st 2t,其中湖北百合染色体核型为首次报道.通过比较发现,兰州百合与川百合的核型最为相似,亲缘关系相近;核型不对称性为兰州百合>川百合>野百合>湖北百合,以湖北百合的核型较为原始.     

Night and day service: Distyly and mixed pollination system in Faramea cyanea (Rubiaceae)

Currently, pollination is seen as involving more generalist interactions than specialized ones. Supporting this trend, some nocturnal distylous flowers may also receive floral visitors during the day, and since the latter contribute to fruit set, the pollination system is mixed and less specialized. Common among the Rubiaceae, distyly has been regarded as a reproductive strategy which requires a precise and specialized pollination system, and in this important tropical family, environmental disturbance and pollination failure have been used to explain anomalies in distylous features. Faramea cyanea Müll. Arg. is a common tree species in forest formations in the increasingly threatened Cerrado biome, the Neotropical savannas in Central Brazil. We evaluated the floral morphology, pollination biology and breeding system of a population of F. cyanea. Despite their moth pollination features, flowers were visited by diurnal (bees) as well as nocturnal (moths) pollinators. Experimental results showed that both pollinator groups contributed equally to pollen flow and legitimate pollination. The population presented distyly, isoplethy and heteromorphic self-incompatibility. Although F. cyanea did not present exact reciprocal herkogamy between floral morphs, pollination and reproductive success were not impaired. Floral features, which allowed pollination by complementary groups of pollinators, may explain the absence of anomalies in the isoplethy and distylous features in the studied population, anomalies which have been observed in other sympatric distylous Rubiaceae.