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物种多样性的大尺度格局是物种空间分布最显著的特征之一。200多年前，生物地理学家就注意到物种丰富度表现出巨大的空间（地理）差异，其中最明显的现象就是从赤道附近的热带到两极物种丰富度具有显著差异。这一现象吸引了众多生态学家和生物地理学家对其成因机制的探索，并提出了100多种假说来解释它的形成机制。如水热动态假说、生态位保守假说、生境异质性假说等。本研究将以分布广泛且物种多样性丰富的杨柳科（Salicaceae L.）为研究对象，探索气候对物种多样性格局的影响机制并预估未来气候情景下潜在分布格局，同时，验证相关假说在杨柳科物种多样性大尺度分布格局中的适用性。
杨柳科物种大多数分布在北半球的温带地区，是温带与亚热带高山植被和生态系统的重要组成部分。中国是世界杨柳科的重要分布区，中国杨柳科物种多样性丰富，分布广泛;同时，中国具有显著的季风气候特征，尤其是东亚季风驱动下的生态系统具有独特的植被分布特征。这些条件为研究气候对物种分布格局的影响提供了广阔的空间。本文通过广泛收集标本信息和文献记录，并经过物种信息校对，建立了中国杨柳科物种数据集。该数据集包括373种共36755条杨柳科物种分布信息记录，为研究杨柳科物种多样性分布提供了可行性。结合高分辨率气候数据，本研究分析了杨柳科在中国区域尺度上的物种多样性格局，讨论了影响这一格局的气候主要因子并预测了未来气候情景下杨柳科物种多样性潜在分布格局，得到如下主要结论:
(1)杨柳科物种在中国区域尺度上的分布格局呈东西幅度大于南北幅度;物种分布具有明显的经、纬度地带性:在纬度方向上表现为物种丰富度随着纬度梯度先增加后减少，多样性中心位于30-35°N;在经度方向也表现为先增加后减少，多样性中心位于100-105°E之间;杨柳科物种大部分集中分布于黑腾线两侧，形成从西南到东北走向的带状分布，在该分布带上，从西南到东北方向物种多样性逐渐降低;中国区域空间尺度上，杨柳科物种多样性中心位于藏东南青藏高原与横断山脉的毗连地区，分布了超过全国80％的物种。
(2)气候是影响杨柳科物种多样性格局的主导因素，其中温度和降水是主要因子;杨柳科物种多样性与温度或降水均呈单峰关系，随着温度或降水的增加物种多样性先增加后减少;杨柳科物种多样性在能量和水分共同梯度上存在一个最佳配置区间，该区间位于半干旱中等寒冷地区，这里温度和降水可以共同解释杨柳科物种多样性的51％。杨柳科物种多样性与能量和水分的关系，支持了水热动态假说。而水热平衡可能是受东亚季风的影响，因此推断杨柳科物种多样性格局可能是东亚季风的响应特征之一。该结论也说明气候不是形成杨柳科物种多样性格局的唯一原因。
(3)杨柳科属间对温度和水分的适应性表现出一定的生态位保守性和生态位进化性。其中，杨属与钻天柳属、柳属与钻天柳属都表现出明显的生态位分化现象，而杨属和柳属之间表现为生态位保守性，而且杨属组间和柳属组间都对温度和水分的适应均表现出生态位保守性。
(4)在气候变化影响下，杨柳科物种在中国区域尺度上，总体有向东和向北扩散的趋势，多样性中心从西南向西北迁移，杨柳科物种整体分布范围扩大;可能形成西南—东北方向上的成梯度的带状分布格局;推断西南横断山与藏东南毗连地区为杨柳科物种保存中心，而沿黑腾线从西南—东北一带可能为杨柳科物种迁移中心。
杨柳科物种大多数分布在北半球的温带地区，是温带与亚热带高山植被和生态系统的重要组成部分。中国是世界杨柳科的重要分布区，中国杨柳科物种多样性丰富，分布广泛;同时，中国具有显著的季风气候特征，尤其是东亚季风驱动下的生态系统具有独特的植被分布特征。这些条件为研究气候对物种分布格局的影响提供了广阔的空间。本文通过广泛收集标本信息和文献记录，并经过物种信息校对，建立了中国杨柳科物种数据集。该数据集包括373种共36755条杨柳科物种分布信息记录，为研究杨柳科物种多样性分布提供了可行性。结合高分辨率气候数据，本研究分析了杨柳科在中国区域尺度上的物种多样性格局，讨论了影响这一格局的气候主要因子并预测了未来气候情景下杨柳科物种多样性潜在分布格局，得到如下主要结论:
(1)杨柳科物种在中国区域尺度上的分布格局呈东西幅度大于南北幅度;物种分布具有明显的经、纬度地带性:在纬度方向上表现为物种丰富度随着纬度梯度先增加后减少，多样性中心位于30-35°N;在经度方向也表现为先增加后减少，多样性中心位于100-105°E之间;杨柳科物种大部分集中分布于黑腾线两侧，形成从西南到东北走向的带状分布，在该分布带上，从西南到东北方向物种多样性逐渐降低;中国区域空间尺度上，杨柳科物种多样性中心位于藏东南青藏高原与横断山脉的毗连地区，分布了超过全国80％的物种。
(2)气候是影响杨柳科物种多样性格局的主导因素，其中温度和降水是主要因子;杨柳科物种多样性与温度或降水均呈单峰关系，随着温度或降水的增加物种多样性先增加后减少;杨柳科物种多样性在能量和水分共同梯度上存在一个最佳配置区间，该区间位于半干旱中等寒冷地区，这里温度和降水可以共同解释杨柳科物种多样性的51％。杨柳科物种多样性与能量和水分的关系，支持了水热动态假说。而水热平衡可能是受东亚季风的影响，因此推断杨柳科物种多样性格局可能是东亚季风的响应特征之一。该结论也说明气候不是形成杨柳科物种多样性格局的唯一原因。
(3)杨柳科属间对温度和水分的适应性表现出一定的生态位保守性和生态位进化性。其中，杨属与钻天柳属、柳属与钻天柳属都表现出明显的生态位分化现象，而杨属和柳属之间表现为生态位保守性，而且杨属组间和柳属组间都对温度和水分的适应均表现出生态位保守性。
(4)在气候变化影响下，杨柳科物种在中国区域尺度上，总体有向东和向北扩散的趋势，多样性中心从西南向西北迁移，杨柳科物种整体分布范围扩大;可能形成西南—东北方向上的成梯度的带状分布格局;推断西南横断山与藏东南毗连地区为杨柳科物种保存中心，而沿黑腾线从西南—东北一带可能为杨柳科物种迁移中心。