孑遗灌木长柄扁桃的历史分布格局及其环境驱动力

为了解历史气候变化背景下分布于中国西北干旱沙漠、半干旱沙地和山地地区的孑遗灌木植物长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)的分布与演化,该研究利用长柄扁桃60个自然分布点和8个环境因子,整合GIS空间分析和最大熵模型(MaxEnt),分析珍稀濒危保护物种长柄扁桃末次间冰期(LIG)、末次盛冰期(LGM)和当前的历史地理分布格局变化及其环境驱动力.基于各时期长柄扁桃的分布模型模拟数据及自然种群的叶绿体基因测序数据,利用最小成本路径方法,模拟LIG时期以来长柄扁桃可能的扩散路径.利用R语言"ggbiplot"程序包对各时期长柄扁桃适生区的历史环境变量进行主成分分析(PCA),分析影响长柄扁桃历史分布格局变化的关键气候因子.结果表明:(1)LIG时期以来,长柄扁桃的历史分布经历了显著收缩和末次盛冰期后的扩张,LIG至LGM时期,分布于库布齐沙漠东部、毛乌素沙地北部、陕西北部、阴山北部、乌兰察布高原南部、浑善达克沙地的适宜分布区明显收缩;LGM时期至今,长柄扁桃在库布齐沙漠东部、毛乌素沙地中部沿北部阴山向东,以及浑善达克沙地西部均发生了显著扩张.3个时期长柄扁桃均在内蒙古高原中西部存在高度适宜性分布区,包括毛乌素沙地北缘、库布齐沙漠东缘以及大青山,这些地区很可能是长柄扁桃的冰期避难所.北部阴山和毛乌素沙地边缘是长柄扁桃种群迁移过程中重要的扩散廊道;(2)LIG至LGM时期,气温因子:最冷月最低气温、平均气温日较差和最热月最高气温均呈显著下降的趋势,冷干气候对长柄扁桃的冰期分布存在较大限制,适生区显著收缩.而LGM时期至今,降水因子最湿月降水量和降水量季节性均显著上升,长柄扁桃在库布齐沙漠东部、毛乌素沙地中部、阴山以及浑善达克沙地西部发生显著扩张,降水因子也是影响当前适宜分布区的关键限制性因子.