中国蓑藓属与木灵藓属分布式样与气候因子的关系

为了了解蓑藓属(Macromitrium)和木灵藓属(Orthotrichum)这两个木灵藓科中的大属在中国的分布式样及影响其分布的因子,作者基于19个生物气候因子和植被覆盖率数据,以及中国境内蓑藓属131个、木灵藓属66个地理单位的分布数据,应用最大熵算法模型(MaxEnt3.3.2)和地理信息系统(ArcGIS9.3)软件,在属的水平上预测了它们在中国的潜在分布区域.根据综合生境适宜指数,蓑藓属在浙江、台湾、海南等14个省区有较高的生境适宜性,在西北、华北和东北各省区的分布概率很低;木灵藓属在云南、北京、辽宁等13个省区有较高的分布概率,而在华南地区的分布概率较低.随着最湿月份、最冷季度和最湿季节的雨量以及年降雨量的增加,蓑藓属分布概率呈上升趋势;对于木灵藓属而言,其分布概率在年降雨量低于200 mm时随着降雨量的增加迅速增高,但是当年降雨量超过200 mm时,其分布概率则随着降雨量上升而降低,在最热季节平均温度为15-20℃时达到最高.蓑藓属植物种数(Y)与年均降雨量(X1)的关系符合y =-0.0369+0.0003X1(r=0.5347,P＜0.001,n=131),与年均温度(X2)的关系符合y=0.0831e0.001X2(r=0.5525,P＜0.001,n=131);木灵藓属植物种数(y)与年降雨量(X1)的关系符合y=1.0008-0.11841nX1(r=0.4199,P＜0.001,n=66),与年均温度(X2)符合Y=1/(0.1309X2+3.4581)(r 0.2524,P＜0.01,n=66.基于以上函数模拟得到两属植物在中国的种数分布,其中蓑藓属在华南、东南和中南地区,以及云南东南部、西藏东南部有较多的种数分布,木灵藓属在西北、青藏高原、内蒙古、黑龙江等地区有较多的种数分布.     

气候变暖对花叶藓属植物在中国的潜在分布范围影响的预测

文章应用当前和基于RCP45CO2 排放情景下2050 和2070 的11 个生物气候数据, 以及花叶藓属(Calymperes)18个国内分布记录, 应用MaxEnt 模型和ArcGis 9.3 软件, 预测了气候变暖背景下这两属植物在我国南部41 个自然保护区潜在分布范围的变化。结果表明, 当前气候条件下, 花叶藓属植物在我国的海南岛、台湾岛的南部地区有较高的气候适应性。在研究的41 个自然保护区中, 有26 个自然保护区花叶藓属植物的的气候适应指数在阈值以上, 花叶藓属分布与纬度的关系极为明显, 随着纬度(X)的增加, 花叶藓属植物的气候适应指数(Y)呈指数式下降, 两者的关系为: Y =19.9650X(–0.057X) (r=0.9445, P<0.01)。到了2050 年, 有32 个自然保护区的气候适合于花叶藓属植物的分布, 到了2070年, 除了陕西的佛坪和四川贡嘎山保护区外, 其余的39 个自然保护区的气候均适合于花叶藓属植物的分布。就全国范围来讲, 当前、2050、2070 年气候条件下花叶藓属的潜在分布区面积百分比分别为5.39%、7.66%和15.56%, 综合适宜指数分别为0.0682、0.0817 和0.1117。随着气候的变暖, 花叶藓属植物的适生面积在不断地扩大, 综合气候适应指数也在持续地变高。最冷季节的平均温度对我国境内花叶藓属植物的分布受的影响最大, 其次是温度季节变化、年温度变化范围和最干季度平均温度, 四者的贡献率分别是77.1%、10.2%、7.3%和4.8%。花叶藓属植物的分布概率随着最冷季节、最干季节平均温度的上升而上升, 随着温度季节变化值、年温度变化范围和昼夜温差月均值的上升而下降。     

基于GIS和MaxEnt比较中国砂藓属与紫萼藓属植物地理分布

基于19个生物气候因子和紫萼藓属(Grimmia) 172个、砂藓属(Racomitrium) 181个国内分布记录,应用MaxEnt模型和ArcGis 9.3软件,定量预测了紫萼藓属与砂藓属植物在“属”水平上在我国各省区的生境适应性特点.预测结果表明,紫萼藓属植物在浙江(0.7099,综合生境适宜性指数,下同)、江苏(0.6212)、北京(0.5987)、天津(0.5648)、云南(0.5532)、辽宁(0.5515)、台湾(0.5422)、安徽(0.5398)和吉林(0.4945)有较高的气候适应性,而砂藓属植物在浙江(0.889)、上海(0.6564)、香港(0.5897)、台湾(0.5858)、贵州(0.5354)、湖北(0.5039)、云南(0.4885)、重庆(0.4871)、江苏(0.4793)和安徽(0.4552)具有较高的生境适宜性.对砂藓属与紫萼藓属的分布预测范围进行比较发现,砂藓属植物在香港、重庆、贵州、广东、广西、湖北、海南和台湾的生境适应性比紫萼藓属的总体上要高,而在江西、福建和湖南,两属的分布概率比较接近,其余省区则紫萼藓属植物的生境适宜性比砂藓的要高.紫萼藓属植物属于典型的温带性种类,其分布主要在高海拨的寒冷地段.     

基于4个叶绿体基因识别蓑藓属(Macromitrium)植物的可行性研究

我国的蓑藓属植物形态变异式样复杂,分类问题多.DNA条形码技术是一种新的物种鉴定技术.本研究以采自浙江、福建、云南、广西、四川等省的蓑藓属(Macromitrium)7个物种及其外类群直叶藓Macrocoma tenue subsp. sullivantii和火藓Schlotheimia grevilleana的38份标本为对象,获得了它们的叶绿体基因trnL、trnG、psbT和rps4序列,基于这些基因的不同组合构建了15棵贝叶斯系统发育树,获得了相应的蓑藓属植物的物种识别率、种内和种间的遗传距离.发现基于trnL-rps4、trnL-trnG-rps4、trnL-psbT-rps4、trnG-psbT-rps4和trnL-trnG-rps4-psbT等5个组合能够较好地识别本研究中蓑藓属植物,均得到了100%的物种识别率.考虑到扩增和测序的成功率和得到的7种蓑藓属植物的系统发育关系,建议将trnL-trnG-psbT组合用于蓑藓属植物的系统发育分析和物种识别的DNA条形码.     

新疆18种木灵藓属(Orthotrichum Hedw.)植物解剖结构研究

采用徒手切片法对新疆木灵藓属(Orthotrichum Hedw.)18种植物孢蒴上的气孔、茎和叶进行了比较解剖学观察。研究结果表明,木灵藓属植物茎横切结构形状稳定,由表皮和皮层组成,无中轴细胞分化;除半裸木灵藓(Orthotrichum hallii Sull.et Lesq.)外,其它种叶上部均为单层细胞;叶中部边缘外卷,叶细胞具有高度不同的分叉疣或单疣。在确定气孔显、隐型的基础上,茎和叶横切面的颜色、茎表皮和皮层细胞组成及细胞壁加厚程度、叶细胞疣的高度、叶中肋横切面的形状、中肋的宽度、细胞组成以及芽孢形态等特征可作为该属种间分类的依据。还根据18种木灵藓属植物孢蒴上的气孔显、隐型,及茎、叶的比较解剖学特征,编制了新疆木灵藓属植物的分种检索表。     

新疆18种木灵藓属(Orthotrichum Hedw.) 植物解剖结构研究

采用徒手切片法对新疆木灵藓属（Orthotrichum Hedw.）18种植物孢蒴上的气孔、茎和叶进行了比较解剖学观察。研究结果表明,木灵藓属植物茎横切结构形状稳定,由表皮和皮层组成,无中轴细胞分化;除半裸木灵藓（Orthotrichum hallii Sull.et Lesq.）外,其它种叶上部均为单层细胞;叶中部边缘外卷,叶细胞具有高度不同的分叉疣或单疣。在确定气孔显、隐型的基础上,茎和叶横切面的颜色、茎表皮和皮层细胞组成及细胞壁加厚程度、叶细胞疣的高度、叶中肋横切面的形状、中肋的宽度、细胞组成以及芽孢形态等特征可作为该属种间分类的依据。还根据18种木灵藓属植物孢蒴上的气孔显、隐型,及茎、叶的比较解剖学特征,编制了新疆木灵藓属植物的分种检索表。     

基于MaxEnt生态位模型预测对齿藓属(Didymodon)植物在新疆的潜在地理分布

该文基于MaxEnt模型,利用获得的132个对齿藓属(Didymodon)植物在新疆分布的信息,结合RCP45 CO2排放情景下2050年和2070年的19个生物气候数据预测该属在当代、2050年和2070年的潜在分布区域。结果显示,最湿季平均温度、年平均气温、最干季降水量和年降水量是影响该属分布最主要的气候因子,其贡献率分别为33.6%、22.2%、16.4%和14.6%;模型模拟准确度高(AUC值达0.84);在当代气候条件下,对齿藓属植物的适宜生境面积占新疆总面积的38.51%;最适分布区域是中部的天山山脉、南部昆仑山脉的东部和西部的帕米尔高原;与当代的分布预测结果相比,未来(2050年和2070年)该属适宜栖息地分布范围总体上呈现退缩趋势;退缩后的适宜生境面积分别占新疆总面积的36.56%和37.87%。温度和降水量可能是引起对齿藓属地理分布退缩的重要气候因子。研究结果可为探讨气候变化对干旱、半干旱区苔藓植物物种分布的影响提供参考资料。     

贵州泥炭藓属植物物种多样性研究

对采自贵州各地的150余份泥炭藓属植物标本进行整理,发现其中的拟狭叶泥炭藓和吕宋泥炭藓为贵州首次发现,至此,贵州有泥炭藓属植物18种1亚种和1变种。列入中国红色名录中的多纹泥炭藓在贵州的分布除原记录安顺地区外,这次研究还发现在贵州的麻江和雷公坪2个地方亦有分布。     

中国特有属秤锤树属植物的潜在分布区预测

秤锤树属（Sinojackia）是中国特有属,包括7个物种,各物种的种群及个体数量均较少,预测其潜在适宜分布区及其主要影响因素对制定保护措施至关重要。该研究在全面收集秤锤树属植物分布位点数据的基础上,结合气候、土壤和植被数据,运用物种分布模型（MaxEnt）和ArcGIS,预测该属植物当前的分布范围以及未来（2050s和2070s）潜在分布区的变化,分析影响该属植物分布的主要环境变量。预测结果显示：（1）当前秤锤树属高适宜地区主要在我国的亚热带地区,分布在长江中下游平原,包括湖南、浙江的大部分地区,河南、安徽和江苏南部地区以及湖北和江西两省交界处,四川、贵州零星分布着高适宜度位点;纬度范围为25.42°~31.84°N。（2）当前秤锤树属的高适宜性（0.665）生境面积仅为4.07×10⁴ km²,占国土面积的4.23％,分布区极为狭窄。未来（2050s和2070s）的高适宜分布地区将大幅度缩减,其中在2070s的RCP8.5排放情景下减少最多。（3）随着温度的上升,秤锤树属植物有向高纬度迁移的趋势。研究结果可为濒危植物的就地保护提供科学依据,同时也可为其迁地保护位点的选择提供参考。     

新疆喀纳斯自然保护区藓类植物物种多样性与区系调查

从1995～2009年,作者对新疆喀纳斯自然保护区藓类植物进行了全面的调查、采集、鉴定,分析研究。结果表明,该自然保护区藓类植物共有37科113属253种（含1变种）,优势科主要体现寒、温带地区分布类型,该区藓类植物生境的多样性可以从物种多样性,如曲尾藓科、木灵藓科、泥炭藓科、紫萼藓科、丛藓科等的广泛分布反映出来。通过与该区相邻的6个地区的物种丰富度系数比较,该自然保护区综合系数S i排第三位,说明此区藓类植物物种多样性丰富,这与本区的水分条件有很大关系。藓类植物区系成分以北温带成分为绝对优势,占总种数的83.33%;东亚成分占总种数的5.10%;东亚-北美成分占总种数的4.17%,各区系成分交汇。主成分分析和聚类分析表明,喀纳斯自然保护区藓类植物区系与新疆东部天山、内蒙古大青山、吉林长白山、河北木兰围场藓类植物区系关系较接近,与贵州梵净山、云南鸡足山藓类植物区系关系疏远,体现了我国北方藓类植物分布特征。     

帕米尔木灵藓和细齿木灵藓（木灵藓科）的形态特征及其在中国的新分布

该文报道了采自新疆的木灵藓属中国2个新记录种——帕米尔木灵藓(Orthotrichum pamiricum)和细齿木灵藓(O.scanicum)。帕米尔木灵藓的识别特征为:叶尖钝,气孔隐型,多着生于孢蒴下部,外齿层齿片8对,干燥时蒴齿背曲,内齿层蒴条16,上部内曲;细齿木灵藓的识别特征为:叶尖部具细齿,气孔半隐型,蒴帽具分散的透明毛,内齿层和外齿层均16片,具8条黄色细沟,干燥时中部以上具沟。对这2种藓类的形态特征、生境和地理分布及与其相似种的形态学进行了比较分析,并绘制了每种的形态结构墨线图。木灵藓属植物在中国的新分布记录进一步表明,新疆地区富含生物多样性,并与中亚植物区系存在密切关系。     

Taxonomic notes on African Orthotrichaceae 3. New synonymy in Madagascan Macromitrium

Examination of type material of Macromitrium taxa described from Madagascar has unveiled three names to be placed in synonymy. Macromitrium nanothecium var. sublaeve Thér. was found to be conspecific with Macromitrium fimbriatum (P.Beauv.) Schwägr.; Macromitrium ancistrophyllum Cardot is placed in synonymy with M. nanothecium Cardot and Macromitrium semipapillosum Thér. & P.de la Varde is placed in synonymy with Macromitrium calocalyx Müll.Hal. Lectotypification is effected for four taxa within the genus. A range extension is reported for M. nanothecium, which is recorded here as new to Tanzania.     

气候变暖背景下春兰和蕙兰的适生区分布预测

为了阐明气候变暖背景下春兰(Cymbidium goeringii)和蕙兰(C. faberi)在我国的适生区分布变化情况,根据157条分布记录和19个生物气候变量,应用最大熵物种分布模型,对2070年4种温室气体排放情景下春兰和蕙兰在我国的适生区分布进行预测,并筛选影响其地理分布的主要气候因子。结果表明:(1)2070年春兰和蕙兰分布点的年均温(bio1)、最冷月最低温度(bio6)和最冷季平均温度(bio11)等均升高,气候有变暖趋势;(2)受试者工作特征曲线下面积(AUC)值在0.9—1.0之间,模型预测结果可信度较高;(3)影响春兰、蕙兰当前和2070年地理分布的限制性气候因子主要有最冷月最低温度(bio6)、最冷季平均温度(bio11)、年均降水量(bio12)和最干月份降水量(bio14);(4)气候变暖将会对春兰和蕙兰的适宜生境范围和面积产生影响。预测2070年春兰的适宜生境面积将会有所减小,而蕙兰的适宜生境面积将会增加,且整体有向北迁移的趋势。研究结果为野生春兰和蕙兰的生态风险评价和引种提供了重要依据。     

气候变化下矩镰荚苜蓿的地理分布格局及潜在适生区预测

该研究基于标本和文献信息,选取19个环境因子和1个海拔因子,利用ArcGIS软件和MaxEnt模型对矩镰荚苜蓿(Medicago archiducis nicolai)在5个气候情景(末次间冰期、末次盛冰期、全新世纪中期、当前和未来气候)下的地理分布进行空间重建,模拟预测了气候变化背景下的分布格局和潜在适生区变迁。预测结果显示：(1)当前气候下,矩镰荚苜蓿集中分布在青藏高原东缘与黄土高原的交汇地带,具体包括青海东部 南部、甘肃中部 西南部、四川西北部、宁夏南部、西藏东部和陕西西部边缘。(2)高海拔、寒冷和干燥是矩镰荚苜蓿适生区的主要环境特征。(3)不同气候下潜在适生区的总面积变化相对稳定,但高度适生区对气候变化较敏感,从末次间冰期到末次盛冰期,高度适生区从青海东部的河湟谷地向甘肃中部的洮河谷地东移,全新世纪中期又西移至河湟谷地,但始终没有迁离出陇中盆地。(4)未来气候(2070s)背景下,矩镰荚苜蓿的高度和中度适生区面积较当前气候有小幅增加,但潜在适生区面积和分布格局仍保持稳定。研究表明,在青藏高原东缘地带,由昆仑山、祁连山和秦岭三大山脉造就的高原盆谷,为矩镰荚苜蓿提供了安全的就地避难所,形成了其独特而稳定的狭域分布格局,未来气候变化(2070s)对该植物不会造成很大威胁。     

气候振荡背景下宁夏枸杞地理分区变迁研究

宁夏枸杞在中国北方广泛分布,重建宁夏枸杞的历史地理分布格局,确定其环境分布限制,为其种质资源保护和植物形成与进化趋势研究提供理论依据。该研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)为代表,采用MaxEnt模型对该物种228例野生有效分布点和19个环境变量进行评估,以明确影响其分布的相关环境因子;并对末次间冰期以来不同时期的地理分布格局进行建模分析,以揭示在气候变暖条件下宁夏枸杞适宜分布区的变化趋势,预测未来(2050s和2070s)在RCP2.6、RCP4.5和RCP6.0三种CO₂排放情景下宁夏枸杞的潜在地理分布变化。结果表明：(1)温度对宁夏枸杞的分布至关重要,其中最冷季度平均温度是影响该物种分布最重要的气候因子。(2)所建模型对宁夏枸杞的适宜分布区的模拟结果与当今实际分布一致,但分布区域比实际分布区域大。(3)宁夏枸杞的适宜分布区面积在末次冰盛期进行了收缩,而在末次间冰期分布区面积明显扩大(最大为4.23×10⁶ km²),并呈现出向北推进和向南退缩的趋势。(4)在未来3种气候情景下宁夏枸杞的适宜分布区面积均趋于缩小;随着气候变暖的加剧,宁夏枸杞适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移,且生境破碎化现象比现在更加严重。(5)在RCP2.6 2070s情景下,宁夏枸杞质心向西迁移108.66 km;在RCP6.0 2070s情景下,宁夏枸杞质心向东北迁移30.23 km。研究认为,宁夏枸杞的分布格局对气候变化具有强烈响应,随着气候变暖,宁夏枸杞的适宜分布区将向高纬度和高海拔地区迁移。     

Taxonomic notes on Macromitrium catharinense (Bryopsida,Orthotrichaceae) with its new synonyms

Macromitrium catharinense Paris is a poorly known moss of the family Orthotrichaceae reported from Brazil. In the present paper, Macromitrium catharinense is taxonomically re‐evaluated, resulting in the synonymization of M. drewii H. Rob. from Ecuador and M. catharinense var. gracilius (Müll. Hal.) Paris from Brazil. The phenetic relationships between M. catharinense and other closely related species of Macromitrium from Brazil and Ecuador are also discussed.     

基于4种生态位模型的金钱松潜在适生区预测

金钱松（Pseudolarix amabilis）是我国特有孑遗植物，为国家II级保护植物。基于4种生态位模型（GARP、Bioclim、Domain和Maxent）预测金钱松潜在适生区，采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic，ROC）和Kappa统计量检验模型的预测效果。预测结果表明金钱松在浙江西北部、安徽南部、湖北南部、湖南北部以及江西北部表现为高度适生，并以这些地带为中心向外延伸至北纬24.43°-33.35°和东经106.41°-123.42°之间，4种模型预测结果的受试者工作特征曲线下面积（Area under recriver operating characteristic curve，AUC）平均值均大于0.9，Kappa平均值亦大于0.75，精度较高。通过"刀切法"分析得出年均温是预测金钱松潜在适生区的关键影响因子，可能为当前金钱松分布格局形成的决定因素。模拟金钱松在末次盛冰期和2070年气候条件下的分布，结果表明其分布格局随气候变化由"南扩北缩"变为"南缩北扩"，未来分布面积将大幅减小，气候变化是导致其"南缩北扩"的主要驱动因子。建议在当前金钱松高适分布区域内（江西铜鼓县、湖南张家界和衡阳）建立自然保护区或种子园，并在未来气候条件下高适分布区域内（如安徽北部、河南南部、湖北东南部等地）通过人工引种辅助金钱松的北向迁移。     

全球气候变化下贵州省青冈林的潜在生境动态

为了解贵州省青冈林在全球气候变化下的潜在分布特征,基于现状分布数据,结合当前气候数据和未来气候变化情景(RCP8.5情景,2070-2099年)构建Maxent潜在分布模型,预测贵州省青冈林的潜在分布变化。结果表明,最冷季均温(bio11)、最冷月最低温度(bio6)和年均降水量(bio12)为控制贵州省青冈林潜在生境的主导气候因子;RCP8.5情景下贵州省青冈林的潜在分布面积相较当前气候条件增加,中度适宜生境增加19 419 km2,高度适宜生境增加9 944 km2;中度适宜生境平均海拔较当前气候条件上升126 m,高度适宜生境平均上升85 m。总的来说,贵州省青冈林对全球气候变化的响应不十分敏感。     

Orthotrichum dentatum T.Kiebacher & Lüth sp. nov. (Orthotrichaceae)

A new species of Orthotrichum, O. dentatum T.Kiebacher & Lüth, is described from the European Alps. The new species belongs to the subgenus Pulchella (Schimp.) Vitt, section Diaphana Vent. Orthotrichum dentatum is similar to O. schimperi Hammar but differs from the latter in that it features a hairy calyptra, denticulate to dentate leaf apices and strongly keeled leaves. Orthotrichum dentatum grows as an epiphyte on a variety of deciduous trees. So far, the new species has only been found in Italy and Switzerland.     

水菜花种群潜在生境选择与空间格局预测

国家二级保护野生植物水菜花(Ottelia cordata)，喜生于清洁的水环境中，对环境变化极为敏感，是检验湿地环境及气候变化的关键指示物种之一，在我国仅零星分布于海南北部的火山熔岩湿地区，生存状况不容乐观。研究水菜花种群潜在生境选择及其空间格局演变，有利于加强濒危物种保护保育及湿地生态系统修复、管理。该研究基于GIS平台和MaxEnt模型，结合气候、地形和土壤因子，探究水菜花种群环境限制因子及其在气候变化背景下潜在适宜生境的演变格局。结果表明，水菜花种群对温差与降水量变化敏感，等温性、最冷季度降水量、土壤类型和年均降水量对水菜花种群分布影响显著；全新世中期-当前-2070年气候变化背景下，水菜花适宜生境面积先减小后增大，分布重心呈西南-东北-西南转移格局；未来气候情景下，水菜花种群高度和中度适宜生境缩减，低适宜生境增加，南部地区将出现新增适宜生境，东北、西北及西南部适宜生境将发生消减。该研究从气候环境角度论证了水菜花种群的潜在生境选择及空间变化特征，可为濒危物种保护保育、湿地管理及其生物多样性维护工作提供参考和指导。