新疆灌木植物系统发育区系学研究

The shrubs flora of Xinjiang is an important part of the desert flora of China, which is located in the juncture of flora of Central Asia and the Tethys in the phytogeography. This group formed a series of survival strategy through the physiological and ecological evolution, adaptation and competition in the long and complex geological history, it takes key action to stability of regional..The aim of this study is to gain first-hand shrub distribution, and establish the DNA barcode database and regional tree of life of shrubs flora of Xinjiang through field investigations and overall collections. It reveals kinship and temporal patterns of a flora based on the tree of life. .This paper attempts to seek the interaction and influence of ecology process (habitat filtering, competition, diffusion) and evolution process (speciation and extinction) to Xinjiang shrubs’ occurrence and distribution through comparing the phylogenetic diversity and structure differences of the different shrubs flora (three mountains and two basins), and reveal the influences of modern environment and evolutionary factors to shrubs diversity changes, then achieve the goal of understanding the biodiversity patterns and maintaining mechanism of modern Xinjiang shrubs flora and taking effective protective measures.

新疆灌木区系在植物地理学上，位于中亚、亚洲中部和古地中海等植物区系的结合部，是中国荒漠植物区系的重要组成部分，该类群在漫长而复杂的地质历史过程中通过生理、生态上的进化、适应和竞争，形成了一系列的生存策略，对区域生态系统的稳定起着关键作用。通过野外调查与全面采集得到第一手新疆灌木分布现状材料，建立新疆灌木植物区系植物的DNA条形码数据库，构建新疆灌木植物区系宏系统发育树。诠释区系内物种间的亲缘关系和分化时间表；通过比较新疆（三山两盆）不同区域灌木区系的系统发育多样性及系统发育结构差异，从系统发育区系学角度探寻不同的生态学过程（生境过滤，竞争，扩散）以及进化过程（物种形成及灭绝）是如何相互作用和影响新疆灌木区系的发生和分布，揭示现代环境、进化因素对灌木区系组成多样性变化的影响，来达到深入理解现代新疆灌木植物区系生物多样性格局和维持机制，从而采取更有效地保护措施的目的。

新疆在我国植物区系中具有非常明显的独特性，与地中海及中亚等具有更为紧密的联系。 而灌木类群是新疆植物的主要类型，对之开展融合传统区系与分子系统发育的研究工作，具有很好的代表性和研究价值。通过对整个新疆地区野外灌木植物调查与采集取样，建立了涉及36科108属415种的新疆木本植物区系宏系统发育树；结合标本数据产生了182个100*100km栅格单元的原始物种分布数据，利用DNA条形码重建了新疆木本植物系统发育关系，结果显示：温度和降水是物种丰富度和系统发育α多样性格局形成的主要驱动因子；系统发育多样性PD值是山地高于盆地, 北疆高于南疆；系统发育结构显示：盆地区域倾向于聚集，而山地为发散状态，竞争排斥作用在区域格局形成过程中影响更大。系统发育β多样性分析结果更好的反映气候、土壤和空间变量与β多样性间的关系，通过β多样性距离矩阵对新疆三山夹两盆的地貌单元的植物地理区划分析显示：准噶尔盆地的周围是天山和阿尔泰山山系，仅在西北角有许多河流与中亚相连, 物种大多由中亚区系迁移而来，到盆地的东部与亚洲中部的河西走廊相沟通,形成现代干旱区的中亚成分；阿尔泰山受到西伯利亚冰川的深刻影响，由气候、地形影响形成过滤式迁移。或转化为以裸子植物云杉、红松、落叶松等为代表，并夹有一定数量的桦、榛、杨等物种，所以山地木本区系种类贫乏。塔里木盆地则塌陷于天山、昆仑山和阿尔金山之间，强烈的干旱笼罩下，南疆灌木更加贫乏，但有很多特有种。基于以上分析结果，探讨特殊地理环境下的新疆木本植物区系多样性格局和生态因子对现代植物区系组成的影响，以及不同区域间的演化关系。揭示不同尺度植物区系组成变化的驱动因素;加深对新疆干旱区植物区系形成机制的理解, 对于生物多样性形成和维持机制研究也具有重要的参考价值，尤其对于新疆灌木区系的系统研究是关乎荒漠植被恢复、植物资源可持续利用，以及构建人与自然的和谐，促进新疆的长治久安，均具有十分重要的科学价值和现实意义。