基于MaxEnt模型对新疆地区的蒙古沙拐枣潜在分布预测及适生性分析

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicm)繁殖栖息地的潜在分布预测及适生区划分对于该物种的保护与科学研究具有十分重要的价值。新疆是蒙古沙拐枣在中国境内分布最广的地区,占全国分布面积的4/5。借助ArcGIS空间分析技术和MaxEnt模型,利用蒙古沙拐枣的地理分布数据、Worldclim生物气候变量及人类活动强度数据对其在新疆的潜在分布区进行预测,并对预测结果进行适生区划分,同时分析影响蒙古沙拐枣空间分布的主导环境因子。结果表明,训练集的AUC值为0.906,测试集的AUC值为0.989,MaxEnt模型的预测结果可靠;蒙古沙拐枣的高适宜区主要位于哈密地区、吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州的若羌、且末县和昌吉回族自治州的东部地区;人类活动强度、年温度变化范围、最冷季降雨量、年降雨量和温度季节性变化是影响蒙古沙拐枣潜在分布的主导变量,贡献率总和达90.5%。本研究不仅提供了蒙古沙拐枣在新疆的适生分布划分,也为蒙古沙拐枣的栖息与环境因子关系方面的研究提供了理论依据。

蒙古沙拐枣种群形态和同工酶变异的比较研究(英文)

调查和测定了中国西北荒漠地区的蒙古沙拐枣(CalligonummongolicumTurcz)5个种群的形态学指标,应用方差分析(MANOVA)、主成分分析(PCA)和聚类分析,对种群间及种群内的形态性状进行研究。结果表明,种群间的形态变异差异显著。植株高度、种子刺毛长度和种子重量指标具有较强的形态差异性分析意义。形态差异(欧氏距离)与种群间基因流动(地理距离)间没有发现相关关系。聚类分析结果表明,种群M1与M2亲缘关系最近,种群M5与其他种群的亲缘关系相对较远;采用垂直板聚丙烯酰胺电泳技术对5个种群的3个酶系统进行了遗传多样性分析,结果表明,种群M5与其他种群的遗传一致度稍低(0.8197～0.8902)以外,其余各种群遗传一致度较高(0.8480～0.9505),体现其亲缘关系较近。依据Nei的遗传距离进行聚类,结果与形态聚类结果有一定的相似性。

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)与其相关种的果实形态差异性分析

在野外考察和实验室工作相结合的基础上,以沙拐枣属(Calligonum L.)主要的分类学依据——果实形态为对象,研究了在分类学上具有争议的蒙古沙拐枣(C.mongolicum)和其相关种[戈壁沙拐枣(C.gobicum)、甘肃沙拐枣(C.chinense)、小沙拐枣(C.pumilum)、阿拉善沙拐枣(C.alashanicum)、柴达木沙拐枣(C.zaidamense)、塔里木沙拐枣(C.roborowskii)]的分类学关系。其果实形状、果实长度、果实果宽、刺毛长度、两刺间距、两肋间距、瘦果形状、瘦果长度、瘦果宽度、每肋刺行数、果实大小,共11个果实性状指标都在不同居群间表现出不同程度的变异。果实性状在蒙古沙拐枣不同居群之间的差异均达到极显著,在蒙古沙拐枣及其相关种的各居群之间也达到极显著。果实性状聚类分析的结果表明,地理距离比较近的居群可聚为一支。蒙古沙拐枣和其相关种之间的果实性状平行呈现,形成复杂的多形交叉现象。基于以上的研究结果,建议将6个相关种归并于蒙古沙拐枣。

干旱胁迫下不同地理种源蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)光合及荧光特性比较

以3个地理种源(武威、张掖、酒泉)蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)两年生苗木为试材,研究干旱胁迫对其光合及荧光参数的影响,并采用投影寻踪法对其进行了抗旱性评价。结果表明:干旱胁迫导致3个地理种源蒙古沙拐枣光合作用均有所下降,但下降幅度不同,尤其在张掖和酒泉种源间差异显著(p<0.05)。在重度干旱时,3个种源的光合速率(Pn)酒泉>武威>张掖,蒸腾速率(Tr)张掖>武威>酒泉,气孔导度(Gs)酒泉>武威>张掖。干旱胁迫下,3个地理种源蒙古沙拐枣的荧光特性表现为初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(qN)升高,最大光学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)降低。在重度胁迫下,3个种源的Fo和qP大小排序分别为张掖>武威>酒泉,Fv/Fm、ФPSⅡ和qN为酒泉>武威>张掖。以投影寻踪法对3个地理种源蒙古沙拐枣的抗旱性排序结果为酒泉>武威>张掖。

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)的地理分布与气候关系

在野外调查与查阅标本及植物志等文献资料的基础上,获取蒙古沙柺枣的地理分布区域;利用温暖指数(WI)、寒冷指数(CI)、湿润指数(HI)、年平均降水量(AP)、年平均日照时数(AS)、年平均风速(AW)及其他气候指标,通过主成分分析方法(PCA),分析蒙古沙拐枣的地理分布与气候因子的关系。结果表明:1蒙古沙拐枣分布区的平均生物温度为6~13℃,温暖指数为41~143.8℃·月,寒冷指数为-31.2^-53.9℃·月,极端最高气温为47.7℃,极端最低气温为-41.6℃,年平均气温为2.2~14.4℃,年较差高达49.9℃,无霜期为80~225 d,日照时数为2 700~4 440 h,湿润指数为0.1~5.2 mm·(℃·月)-1,可能蒸散量为393.3~738.3 mm,年平均降水量差异性较大,为13.8~230 mm,年平均风速为1~4.8 m·s-1;蒙古沙拐枣分布区的气候条件为,高温、高日照时数、高年较差的温带或暖温带的干旱、半干旱气候。2气候指标对蒙古沙拐枣地理分布作用依次为:高温因子>低温因子>日照因子>风速因子。

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)的地理分布

于2012—2013年春夏季进行野外调查,并查阅国家与地方植物志文献资料,以及中国科学院植物研究所植物标本馆(PE)、中国科学院新疆生态与地理研究所标本馆(XJBI)、新疆农业大学动植物标本馆(XJAU)、兰州大学植物标本室(LZU)、西北农林科技大学植物标本馆(WUK)等馆藏腊叶标本,获取了蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)的地理分布数据。并采用Arc GIS 10.0地理绘图软件,绘制蒙古沙拐枣的资源分布图,为深入研究和开发蒙古沙拐枣种质资源提供了必要的植物学基础数据。结果表明:1蒙古沙拐枣最东在内蒙古的锡林郭勒盟二连浩特市(112.4°E),最西在新疆的奎屯至精河五台(83.7°E),最大东西经度之差约为28.7°;最北在新疆的阿勒泰巴里巴盖乡(47.5°N),最南在青海的诺木洪(36.2°N),最大南北纬度之差约为11.3°。2蒙古沙拐枣凭证标本所得地理分布范围与植物志记载存在较大差异,其原因可能是蒙古沙拐枣分布范围的扩张或新分布地的发现;也可能存在标本鉴定中的失误,将其与相似种塔里木沙拐枣混淆。

气候变化及人类活动对蒙古沙拐枣分布格局的影响

蒙古沙拐枣（Calligonum mongolicum Turcz.）是中国荒漠植被的重要建群种,也是人工固沙造林的优选种。为了阐明气候变化及人类活动对其分布格局的影响,以119个蒙古沙拐枣地理分布信息和24个环境变量为基础,结合CMIP5的缩减全球模型数据,应用MaxEnt模型和Arc GIS空间分析技术,分别构建不同气候情景及人类活动干扰下的蒙古沙拐枣适宜生境预测模型,定量展示未来不同气候变化情景（RCP2. 6,RCP 4. 5,RCP 8. 5）和人类活动干扰下蒙古沙拐枣在我国的分布格局变化。结果表明：训练集的AUC值为0. 958,测试集的AUC值为0. 951,MaxEnt模型的预测结果可靠;影响蒙古沙拐枣分布的主要气候因素是降水量和海拔;人类活动干扰下蒙古沙拐枣的适生比例由13. 04%下降到9. 57%,蒙古沙拐枣的繁殖栖息与人类活动成负相关。当前气候条件下蒙古沙拐枣总适生面积比例为13. 04%,在RCP2. 6、RCP4. 5、RCP8. 5三种情景下至2050s,预测的总适生面积比例为13. 36%、13. 18%和14. 78%;至2070s,预测的总适生面积为13. 39%、12. 76%和12. 71%,适生范围及面积变化趋势各有差异,各级适生区面积及总适生面积有不同程度的增减,且在高浓度排放情景（RCP8. 5）下响应最为明显。

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041-2060年及2061-2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10^5 km^2,高适宜生境为7×10^4 km^2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。

阿拉善退化沙地飞播植物群落演替趋势研究

阿拉善沙地飞播植被的形成和发育与生长季中的降水量及其季节分配有关。调查结果表明,当播种时月降水量大于65mm时,植物群落中高或较高存在度的植物种是蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)、沙鞭(Psammochloa villose)和白沙蒿(Artemisia sphaerocephala),重要值分别是64.9%、61.6%和23.7%,生物量2038.2kg·hm-2。飞播种时月降水量小于40mm时,植物群落中高的或较高存在度的种是白沙蒿、葡根骆驼蓬(Peganum nigellastrum),重要值依次是65.5%～66.6%、35.7%～46.1%,生物量1827.3～1834.7kg·hm-2。飞播植物群落种的数量随生长季节的变化而异,在6～9月,白沙蒿的重要值和生物量所占群落总量的比率逐月增多,种的存在度保持稳定,表现了较强的适应能力。蒙古沙拐枣的重要值和生物量在6～8月间表现出增长趋势,9月生物量有所减少,但其在植物群落中的表现相对比较稳定。沙鞭的重要值和生物量随季节变化而减少,表现出衰退趋势。以上结果表明,在沙地人工建植白沙蒿和蒙古沙拐枣是治理退化沙地的有效措施。