Spatial distribution of endangered orchids in the Yangtze River Watershed
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摘要:
目的 兰科Orchidaceae植物已经成为旗舰保护类群，科学规范识别长江流域兰科植物的迁移规律，探究濒危兰科植物的空间分布，确定重点保护物种和热点地区，对于更好地研究和保护珍稀濒危兰科植物具有重要意义。 方法 以长江流域1981—2019年的代表性兰科植物为研究对象，基于野外考察和全球生物多样性信息资讯机构(GBIF)数据库选取兜被兰属Neottianthe、独蒜兰属Pleione等130个(10种)物种分布点为代表，根据植物地理学和地理信息系统(GIS)空间分析理论，采取核密度、莫兰指数和热点分布等方法，对长江流域濒危兰科植物的空间分布格局进行了研究。 结果 ①1998—2019年长江流域代表性兰科植物的密度高值区减少，分布在广西、贵州的兰科植物消失。密度中值区发生变化，兰科植物由四川中部向四川北部迁移；②长江流域代表性兰科植物的濒危等级值和空间位置呈显著正相关水平，1998—2019年比1981—1997年相关性更强；③高危险区发生变化，1981—1997年兰科植物高危险区主要分布在贵州和湖北，而1998—2019年主要分布在湖北。 结论 全球变暖、基础设施建设、非法采挖销售和过度砍伐森林都有可能成为兰科植物分布变化和数量减少的原因。湖北将成为以后需要重点关注的地区。图1表5参31 Abstract:Objective This study, with an investigation of the scientific and standard identification of the migration of Orchidaceae, a protected and flagship group, in the Yangtze River Watershed, is aimed at an exploration of the spatial distribution of endangered orchids and the determination of key protected species and hot spots so as to serve the better research and protection of rare and endangered orchids. Method Taking the representative Orchidaceae plants in the Yangtze River Watershed from 1981 to 2019 as the research object, 130 species distribution points of 10 species including Neottianthe and Pleione were selected based on the field investigation and Global Biodiversity Information Facility (GBIF) database. Then, with the guidance of the theory of phytogeography and the conduct of a GIS spatial analysis, the spacial distribution of endangered orchids was investigated employing kernel density, Moran index and hot spot distribution. Result (1) The period between 1998 and 2019 witnessed the disappearance of Orchidaceae plants in Guangxi and Guizhou, a decrease in high-density areas of them in the Yangtze River Watershed, changes in the median density areas as well as their migration from central Sichuan to north Sichuan. (2) There was a significant positive correlation between the level of endangerment of Orchidaceae plants and their spatial location and the correlation between 1998 and 2019 was stronger than that of 1981−1997. (3) There was a shift of high risk areas: from 1981 to 1997, the high risk areas of Orchidaceae were mainly distributed in Guizhou and Hubei whereas from 1998 to 2019, they were mainly distributed in Hubei Province. Conclusion There have been changes in the distribution of Orchidaceae plants and a reduction in quantity which mainly attribute to global warming, infrastructure construction, illegal harvesting and excessive deforestation and in the future Hubei would become the focus of attention. [Ch, 1 fig. 5 tab. 31 ref.] -
表 1 代表性兰科植物的分布
Table 1. Distribution of representative orchids
序号 属名 物种名 生境 生活型 濒危等级 1 舌唇兰属 Platanthera 小舌唇兰 Platanthera minor 山坡林下或草地 地生 近危 2 头蕊兰属 Cephalanthera 金兰 Cephalanthera falcata 山坡林下 地生 近危 3 兰属 Cymbidium 建兰 Cymbidium ensifolium 山坡林下 地生 易危 4 兰属 蕙兰 Cymbidium faberi 向南山坡或黄山松 Pinus taiwanensis 林下 地生 易危 5 虾脊兰属 Calanthe 反瓣虾脊兰 Calanthe reflexa 常绿阔叶林下、山谷溪边 地生 无危 6 虾脊兰属 钩距虾脊兰 Calanthe graciliflora 山坡林下或石壁上 地生 易危 7 兜被兰属 Neottianthe 二叶兜被兰 Neottianthe cucullata 针叶林下或高山草甸上 地生 近危 8 无柱兰属 Amitostigma 无柱兰 Amitostigma gracile 岩石上或沟边阴湿草地上 地生 近危 9 独蒜兰属 Pleione 独蒜兰 Pleione bulbocodioides 苔藓覆被的岩石上 附生 易危 10 风兰属 Neofinetia 风兰 Neofinetia falcata 山中林地树干上 附生 濒危 
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表 2 1981—2019年四川代表性兰科植物的空间分布
Table 2. Spatial distribution of representative Orchidaceae plants in Sichuan from 1981 to 2019
年份 地区 经纬度 代表性兰科植物 年份 地区 经纬度 代表性兰科植物 1994 平武县 32°26′24″N，104°33′00″E 钩距虾脊兰 1981 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 反瓣虾脊兰 1983 雷波县 28°15′43″N，103°34′15″E 金兰 1984 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 反瓣虾脊兰 1984 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 金兰 1997 泸定县 29°30′00″N，101°54′00″E 二叶兜被兰 1984 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 金兰 1997 康定县 30°06′00″N，101°48′00″E 二叶兜被兰 1981 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 建兰 1997 康定县 30°08′45″N，101°51′36″E 二叶兜被兰 1981 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 建兰 1997 泸定县 29°34′30″N，101°59′56″E 二叶兜被兰 1986 九寨沟县 33°15′36″N，104°13′48″E 蕙兰 2019 成都市青羊区 30°40′55″N，104°00′36″E 蕙兰 1982 泸定县 29°54′36″N，102°13′48″E 反瓣虾脊兰 2005 翁达自然保护区 31°54′00″N，100°54′00″E 二叶兜被兰 1983 九寨沟县 33°15′36″N，104°13′48″E 反瓣虾脊兰 2007 阿坝藏族羌族自治区金川县 31°42′00″N，102°00′00″E 二叶兜被兰 1981 泸定县 29°54′50″N，102°14′02″E 反瓣虾脊兰 2005 翁达自然保护区 31°58′55″N，100°57′50″E 二叶兜被兰 1984 北川县 31°53′34″N，104°26′09″E 反瓣虾脊兰 2005 翁达自然保护区 31°58′55″N，100°57′50″E 二叶兜被兰 1984 北川县 31°53′34″N，104°26′09″E 反瓣虾脊兰
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表 3 1981—2019年贵州和广西代表性兰科植物的空间分布
Table 3. Spatial distribution of representative Orchidaceae plants in Guizhou and Guangxi from 1981 to 2019
年份 省份 地区 经纬度 代表性兰科植物 1986 贵州 松桃苗族自治县 28°09′00″N，109°12′00″E 钩距虾脊兰 1996 贵州 桐梓县 28°07′48″N，106°49′12″E 金兰 1988 贵州 印江土家族
苗族自治县27°59′24″N，108°24′00″E 小舌唇兰 1988 贵州 松桃苗族自治县 28°00′00″N，109°12′00″E 蕙兰 1988 贵州 石阡县 27°30′36″N，108°13′48″E 反瓣虾脊兰 1988 贵州 施秉县 27°01′48″N，108°11′24″E 反瓣虾脊兰 1981 广西 金秀县老山伐木场十六公里阴冲 24°10′30″N，110°14′06″E 钩距虾脊兰 1991 广西 兴安县猫儿山老山界 25°36′03″N，110°35′06″E 金兰 1984 广西 资源县猫儿山万亩林场 26°00′18″N，110°35′56″E 金兰 1992 广西 资源县塘洞猫儿山大竹坪 26°00′18″N，110°35′56″E 金兰 1982 广西 兴安县猫儿山梯子岭 25°36′03″N，110°35′06″E 金兰 1982 广西 金秀县 24°10′30″N，110°14′06″E 小舌唇兰 1994 广西 环江县川山乡大沙坡 25°06′25″N，108°18′54″E 独蒜兰 2016 广西 百色市那坡县 23°20′45″N，105°54′46″E 建兰 1998 广西 龙胜各族自治县花坪红毛界下界 25°44′31″N，110°02′24″E 反瓣虾脊兰 1998 广西 龙胜各族自治县花坪红毛界下界 25°44′31″N，110°02′24″E 反瓣虾脊兰 1998 广西 金秀老山银杉保护区 24°10′30″N，110°14′06″E 钩距虾脊兰 1998 广西 金秀老山银杉保护区 24°10′30″N，110°14′06″E 钩距虾脊兰 说明：银杉Cathaya argyrophylla
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表 4 1981—2019年兰科植物濒危等级的全局莫兰指数
Table 4. Global Moran’ s I index of the endangered species of representative Orchidaceae plants from 1981 to 2019
时段 莫兰指数 Z 域值(α=0.05) 1981—1997年 0.241 3.727 1.96 1998—2019年 0.805 4.450 1.96
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表 5 1981—2019兰科植物濒危等级热点值分布
Table 5. Distribution of endangered hot spot values of Orchidaceae plants from 1981 to 2019
省份 1981—1997年 1998—2019年 Z P Gi_ConfInvl
字段Z P Gi_ConfInvl
字段浙江 −0.87 0.38 0 0.10 0.92 0 云南 1.13 0.26 0 −0.32 0.75 0 西藏 −0.63 0.53 0 1.30 0.19 0 四川 −0.20 0.84 0 −0.23 0.82 0 陕西 0.27 0.79 0 0.11 0.91 0 青海 0.52 0.61 0 −0.75 0.46 0 江西 −0.48 0.63 0 0.11 0.91 0 湖南 1.55 0.12 0 0.46 0.64 0 湖北 1.75 0.08 1 1.96 0.05 2 河南 0.70 0.48 0 1.04 0.30 0 贵州 1.66 0.10 1 −0.74 0.46 0 广西 0.96 0.34 0 0.45 0.65 0 甘肃 −0.80 0.42 0 −0.69 0.49 0 福建 −1.60 0.11 0 −0.71 0.48 0 安徽 −0.87 0.38 0 0.10 0.92 0 上海 −1.11 0.27 0 −0.35 0.72 0 重庆 0.29 0.77 0 0.17 0.86 0 江苏 −1.11 0.27 0 −0.35 0.72 0 广东 0.13 0.90 0 0.45 0.65 0 说明：Z＞1.65，P＜0.10，Gi_ConfInvl字段为1，说明热点 具有置信度为90%的统计显著性；Z＞1.96， P＜0.05，Gi_ConfInvl 字段为2，说明热点具有置信 度为95%的统计显著性
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