全球森林覆盖率极速锐减，导致了前所未有的生物多样性丧失和生态系统功能破坏。植树造林作为一种有效的应对方案已被许多国家广泛采纳，用于缓解气候变化、保护天然林、促进自然林再生以及提供森林产品等。近几十年来，全球造林规模不断扩大，中国是目前世界上造林面积最多的国家，我国目前共有约万公顷的人工林，约占全球的28%。尽管在林业生产中很早就认识到“适地适树(site-speciesmatchingprinciple)”（立地条件与树种特性相互适应）造林原则的重要性，然而，大规模植树造林对森林树种空间遗传格局和进化印记的影响机制尚不清楚。

物种遗传格局主要由群体自然演化历史决定，但跨区域种源交换的植树造林势必对自然群体产生遗传渐渗。因此，解析植树造林对物种遗传格局和进化的影响需要统筹考虑自然演化和人为扰动的双重因素。华山松（Pinusarmandii）是我国特有针叶树种，自然分布于东喜马拉雅、横断山区和秦巴山地等区域。多年来，华山松一直是我国重要的造林树种之一，被广泛用于陕西、云南、四川、湖北等地的退耕还林实践中，在许多地方兼有自然分布和人工栽培群体，是探究植树造林对物种遗传格局影响机制的理想对象。

西北大学生命科学学院和中国科学院昆明植物研究所等单位合作，以华山松自然群体和植树造林群体为例，通过谱系地理学、群体遗传学、物种分布模型和生态位模型等多学科交叉的方法，探究了华山松大规模植树造林对该物种遗传格局和进化印记的影响机制。结果表明，华山松分化成东喜马拉雅、横断山南部和秦巴山地三个明显的地理谱系，它们在晚中新世横断山脉大规模隆升和亚洲夏季风加强时期发生分化(图1)。

图1华山松STRUCTURE分析遗传结构组成图

不同谱系的自然群体和栽培群体间存在有限的基因交流，表明每个谱系保持了其遗传组分的完整性(图2)。跨谱系分布区的异地种源间未检测到大规模植树造林的遗传印记，揭示了大多数栽培群体都来自于同一谱系分布区的野生群体，遵从“适地适树”的原则，从而最大限度减少了植树造林对华山松自然群体遗传格局的扰动。

图2华山松种内谱系分化历史模拟图

生态位模型和生态位差异性检测分析，结合华山松此前的种源区试验结果，表明三个谱系各自占有不同的生态位，具有差异化的适应性(图3)。因此，三个谱系拥有不同的遗传背景，适应不同的环境，跨谱系分布区的种源调用面临遗传和生态的错配，终将导致引种造林失败。本研究明晰了20世纪70年代华山松跨省区引种造林失败的根源，为林业生产“适地适树”的原则提供了遗传学和生态学证据，并提出要考虑在物种未来气候适宜区营林。对其他造林树种，也需“一树一议”，亟待开展人工造林对自然群体遗传格局的影响评估。

图3华山松种内谱系气候生态位模拟检测图

近日，该研究结果以“Evolutionarylegacyofaforestplantationstreespecies(Pinusarmandii):Implicationsforwidespreadafforestation”为题，发表在国际著名生态和进化生物学领域期刊EvolutionaryApplications上。博士研究生贾芸为第一作者，李忠虎教授和刘杰副研究员为通讯作者，我校为第一作者单位和通讯作者单位。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省科技创新团队项目、西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验室项目和昆明植物所学科交叉引导项目的资助。论文链接：

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