基于系统发育方法的中国被子植物区系区划研究

Biogeographical regionalization provides an indispensable foundation for biodiversity conservation research. Previous biogeographical regionalization systems were mostly based on taxonomic dissimilarity, but have ignored evolutionary relationships among taxa. We aim to present the first phylogenetic phytogeographical delineation of China by integrating studies on the tree of life and the detailed spatial distribution data. First, we will update the tree of life of Chinese vascular plants and the species distribution data for the flora of China based on our previous study. Second, we will use the mega-phylogeny and their geographical distributions to quantify taxonomic and phylogenetic dissimilarity between grid cells. Third, we will apply hierarchical clustering and non-metric multidimensional scaling ordination to both taxonomic and phylogenetic dissimilarity matrices to delineate phytogeographical regions. We will compare the phylogenetic regionalization with the taxonomic regionalization scheme and previous regionalization systems. Compared with the taxonomic methods, phylogenetic regionalization will provide new insights into the structure and phylogenetic relationships of the Chinese flora.

生物地理区划为生物多样性保护研究提供了不可或缺的基础。传统的区系区划研究主要是基于区域间类群组成相似性的比较，缺乏定量化的研究，且忽略了类群间的进化关系信息。本研究拟在前期研究的基础上，完善中国维管植物物种的县级分布数据库，更新中国维管植物的生命之树。利用系统发育树和分布数据，我们将创建中国被子植物区系网格间两两成对的相异性矩阵，研究中国被子植物区系的分类学β多样性和系统发育β多样性格局，并比较分类学和系统发育β多样性格局的差异及分析造成差异可能的原因。基于网格间两两成对的相异性矩阵，利用聚类和排序的方法对中国被子植物区系进行分区，并比较与之前区划方案的异同。和类群组成相似性的方法相比，系统发育方法的区系区划将为我们理解中国植物区系的结构和内部的亲缘关系提供了新的视野。

生物地理区划为生物多样性保护研究提供了不可或缺的基础。传统的区系区划研究主要是基于区域间类群组成相似性的比较，缺乏定量化的研究，且忽略了类群间的进化关系信息。中国是全球植物多样性最丰富的国家之一，其植物区系的起源、演化与分布规律一直是备受关注的科学问题。本研究在前期研究的基础上，完善了中国维管植物物种的县级分布数据库，更新了中国维管植物的生命之树。利用系统发育树和分布数据，创建了中国被子植物区系网格间两两成对的相异性矩阵，分析了中国被子植物区系的β多样性格局，并利用聚类和排序的方法对中国被子植物区系进行分区。取得的主要成绩如下：1）重建了包含中国维管植物约50%物种的生命之树，明确了我国植物区系的系统发育多样性热点地区和保护空缺；2）首次利用系统发育分区方法，将中国被子植物区系划分成五个区，客观反映了中国被子植物区系的进化历史，为中国自然保护区统筹规划提供了空间框架；3）本研究探讨了不同相似性指数选择对生物地理区划的影响，讨论了中国被子植物区系五个分区各自的进化历史，为具有不同起源和演化历史的植物类群和植物区系保护策略的制定提供依据。