中国外来入侵植物的地理分布格局研究

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中文摘要：外来植物入侵严重威胁着全球生物多样性，对入侵地的自然生态系统结构和功能造成巨大破坏。中国幅员辽阔，地形复杂，气候类型多样性，因此特别容易受到入侵植物的影响，并成为受外来入侵生物影响最为严重的地区之一。因此，查明中国外来入侵植物的物种种类、分布格局及其入侵机制，开展其风险评估研究，对外来入侵植物的管理、防控以及监测预警等都具有重要意义。本研究基于文献、书籍和野外实地调查所收集的资料，初步统计中国外来入侵植物453种，隶属于63科261属，进而为其构建了一个包含107000条带有详细经纬坐标的地理分布信息数据库。并基于外来入侵植物的核基因片段（ITS）和叶绿体基因片段（matK,rbcL,psbA-trnH）重建了中国外来入侵植物的系统发育树。依据所构建的精准分布数据库和系统发育树。然后本研究分析了中国外来入侵植物的物种丰富度、加权特有性、系统发育多样性以及系统发育特有性的地理分布格局和入侵热点。此外，本研究还使用多元线性回归分析了影响外来入侵植物地理分布格局的生物气候和社会经济因素。最后，基于物种分布模型，本研究对分布点大于5的368种外来入侵植物在当前以及未来气候变化情景下的潜在分布区进行了预测。研究结果表明: （1）在科的层面，中国外来入侵植物主要集中在菊科、豆科、禾本科、苋科、茄科、大戟科、旋花科、十字花科、柳叶菜科、车前科10个大科中，占所有外来入侵植物的69.09％;在属的层面，主要集中在苋属、大戟属、茄属、虎掌藤属、决明属、月见草属、相思树属、飞蓬属、猪屎豆属、黑麦草属等。（2）中国外来入侵植物的多样性分布格局呈现由东南沿海向西北内陆减小的趋势，其多样性最丰富的地区主要分布在中国南部和东南沿海地区，其次是我国西南地区以及各大省会城市及其周边地区。中国外来入侵植物优先管理的入侵热点地区主要集中在我国的东南部和南部，少数热点分布在西藏、新疆以及东北等地区。（3）中国外来入侵植物分布格局的驱动因素分析表明，温度相关因素对中国外来入侵植物物种丰富度和系统发育多样性格局影响最为显著;而对于中国外来入侵植物系统发育特有性和加权特有性的分布格局而言，除了受自然环境因子与社会经济因子影响外，还受到海拔和交通的影响。人口数量（POP）、国内生产总值（GDP）、等温性（BIO3）、最湿季度平均温度（BIO8）、年降水量（BIO12）这五个因子共同影响了中国外来入侵植物的多样性分布格局。（4）在未来气候变化下，大部分（71.47％[RCP2.6的气候情景下],57.34％[RCP8.5的气候情景下]）外来入侵植物的潜在分布面积会增加，包括高海拔地区。中国南部和东南部是外来入侵植物预测的物种丰富度高的区域;在未来气候变化的情景下，分布在四川东部和重庆西部的物种丰富度高的区域出现了明显的增加，且在RCP8.5下，我国西部的西藏北部、青海西部、新疆南部外来入侵植物的入侵风险将增加。在当前和未来气候情景下，外来入侵植物的气候入侵热点区域主要位于中国800毫米等降水量线以东的地区，但未来气候变化的情景下，入侵热点将会向内陆地区进一步扩张。（5）在未来气候变化的情景下，中国大部分区域都面临着外来入侵植物物种丰富度增加的风险，尤其是中国的内陆地区;而物种丰富度减小的区域仅出现在中国南部和北部部分地区。物种质心变化的结果表明,在未来RCP2.6的气候情景下，中国绝大多数外来入侵植物（92.66％）的潜在分布区的质心会向北迁移，其中向西北迁移的物种最多，有184种;而向南迁移的物种仅27种。本研究基于中国目前最为完整的外来入侵植物名录，首次获得了其精准的地理分布数据，利用精细的网格单元分析了中国外来入侵植物的多样性地理分布格局及影响其格局形成的因子，并确定了中国外来入侵植物优先管理的热点区域，最后对其在未来气候变化下的分布动态进行了预测。本研究的结果为中国外来入侵植物的空间管理及未来的入侵风险预警与快速反应提供了有效参考。

作者：

刘琴

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关键词：

外来入侵植物地理分布格局气候变化入侵风险风险评估

授予学位：

硕士

学科专业：

林业

导师：

吴磊；于胜祥

学位年度：

2023

学位授予单位：

中南林业科技大学

语种：

中文

中图分类号：

Q94