气候变化引起了温度、降雨和大气条件的变化,使植物暴露在恶劣和极端的气候条件下,对植物的形态、发育、细胞和分子进程产生不利影响。了解物种对气候变化的响应是当今生物学家面临的最紧迫的问题之一。在众多响应过程中,植物物种分布格局的预测和模拟是生物地理学和应用生态学两大领域共同的研究热点。跨学科合作也为物种对环境耐受性的预测提供了新的视角。相较于传统的野外资源调研及生理实验,在线植物地理分布及其相关的气候数据库可简便快速地为科研人员提供完整的植物清单。此外,建立在数据分析基础上的耐热实验验证则可为这一新兴领域提供有力的科学依据。百合是单子叶植物亚纲百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）植物的总称,为多年生球根草本植物。中国幅员辽阔,是百合的自然分布中心。复杂的气候为百合种群提供了多样的生长条件。目前,中国野生百合资源对气候变化的响应方面研究尚属空白。基于此背景,本文为解决以下科学问题展开研究:利用气候及地理数据建模,我国百合属植物资源的潜在分布如何?限制百合潜在分布的主要气候因子有哪些?气候变化下,百合的未来分布将发生怎样的可能改变?是否可以反向建模,利用限制百合分布的气候因子来预测百合对环境的适应性?数据预测的结果是否准确?本文的主要发现如下:（1）我国百合属植物地理分布与气候的关系通过使用NPSRC和GBIF的在线信息,同时还参考知网上公开发表的相关文献作为补充,获取我国百合属植物的标本分布数据共7362个。将获取的标本信息进行筛选和清洗,并与Iplant网站提供的物种信息进行了横向比对,成功构建了我国百合属植物资源的标本分布数据库,包含42个种及变种（以下简称种）,2066个标本。结合百合标本数据库与相应的气候数据,对我国42种百合的潜在分布进行了研究。结果表明,在42种百合中,有24种百合的潜在分布中心位于西南地区,8种百合的分布中心位于东北地区,4种百合的中心位于华中地区。在所有的百合中,卷丹（L.lancifolium）的潜在分布区最为广泛。湖北百合（L.henryi）、东北百合（L.distichum）、蒜头百合（L.sempervivoideum）、无斑滇百合（L.bakerianum var.yunnanense）、玫红百合（L.amoenum）、新疆百合（L.martagon var.pilosiusculum）、垂花百合（L.cernuum）及开瓣百合（L.apertum）的分布区狭窄。该结果提示了对加强以上8种百合的调查和保护的必要性。在本结果中,热量因素是影响我国百合属植物分布的主导因素,气温年较差（BIO07）是影响最多种百合生境适宜性的因子,说明大部分百合属植物都对气温年较差较为敏感,适宜的温差是野生百合生长的关键气候条件。从响应曲线的分布趋势来看,相较于水文因素大多呈现的正偏态分布,热量因素响应曲线在每种百合中的分布趋势都不完全一致,这似乎暗示了我国百合资源对水分和热量的不同适应能力。这也引导了本课题的后续研究,即第（3）部分中基于在线数据对百合耐盐碱、耐旱及耐热性的评价。（2）气候变化下我国百合属植物的未来分布通过将百合属植物分布信息与相关未来气候数据结合,进一步分析了我国42种百合在气候变化下的未来适生区分布区,将所有百合分为了缩减组、扩张组及不确定组。缩减组的百合有紫斑百合（L.nepalense）、川滇百合（L.primulinum var.ochraceum）、窄叶百合（L.nepalense var.burmanicum）、紫红花滇百合（L.bakerianum var.rubrum）、金黄花滇百合（L.bakerianum var.aureum）、无斑滇百合（L.bakerianum var.yunnanense）、大理百合（L.taliense）、紫花百合（L.souliei）、小百合（L.nanum）、匍茎百合（L.lankongense）、蝶花百合（L.saluenense）、尖被百合（L.lophophorum）、卓巴百合（L.wardii）共13种百合。这13种百合都将受到气候变化的负面影响,在今后的研究中应重点关注对此组百合的资源保护。在不确定组的百合中,除墨江百合（L.henrici）外,开瓣百合、滇百合、乳头百合等其余7种百合的适生区均在ssp126路径下扩张,ssp585路径下缩减。扩张组的百合共21种,如南川百合、毛百合、湖北百合、绿花百合、野百合、通江百合、卷丹、药百合等,占全部百合的一半,加之不确定组百合在特定路径下的扩张趋势,说明了我国大部分百合属植物将在未来气候变化中受益。（3）我国百合属植物的温度耐受性评价百合在当前气候下对水文和热量因素响应的不同趋势引发了本部分的研究。在这里通过三方面对我国百合属植物对非生物环境条件的适应性进行了研究:（1）基于对百合现实生态位在盐碱、干旱的量化分析,揭示了除热量外的其他非生物因素对百合生境适宜性的影响,从而为我国百合属植物温度耐受性预测提供理论基础;（2）基于地理分布和气候数据预测我国百合的耐热性及耐寒性;（3）基于生理实验对8种百合进行耐热性评价,以期佐证前文的预测结果。对百合现实生态位对应的盐碱和干旱条件进行分析,结果表明百合现实生态位在盐碱和干旱方面无显著的种间差异。排除其他非生物胁迫因素的干扰为后续百合温度耐受性的预测打下了良好基础。最终从42种百合中筛选了13种耐热及耐寒的种质资源。以平均TOF（temperature of flowering period）的中位数高于25℃、最高TOF的中位数高于30℃为阈值,鉴定出了6种对高温胁迫具有潜在耐受性的百合,按耐热性由弱到强排序,分别为卷丹（L.lancifolium）、条叶百合（L.callosum）、野百合（L.brownii）、南川百合（L.rosthornii）、湖北百合（L.henryi）及药百合（L.speciosum var.gloriosoides）。按生态位宽度划分,可将药百合和湖北百合划分为狭窄型,将卷丹和野百合划分为广适型耐热百合。以TOC（the mean temperature of coldest quarter）的中位数低于-5℃为阈值,本研究鉴定出了7种对低温胁迫具有潜在耐受性的百合。按耐寒性由弱到强排序,分别为山丹（L.pumilum）、渥丹（L.concolor）、有斑百合（L.concolor var.pulchellum）、垂花百合（L.cernuum）、东北百合（L.distichum）、新疆百合（L.maragon var.pilosiusculum）、毛百合（L.dauricum）。在预测的耐寒百合中,毛百合是优质的耐寒广适型百合。山丹、渥丹、有斑百合也表现出对最冷季均温广泛的适宜性,但它们的耐寒性较毛百合稍弱。此外,垂花百合、东北百合以及新疆百合可归类为狭窄型耐寒百合。最后,本文以8种代表性百合为例进行高温胁迫下（35℃,72h）的光合及生理生化指标测定,隶属函数法得到的耐热性强弱排序为卷丹（0.86）＞南川百合（0.84）＞湖北百合（0.83）＞兰州百合（0.57）＞山丹（0.50）＞毛百合（0.47）＞匍茎百合（0.17）＞开瓣百合（0.14）。除卷丹外,其余百合的耐热性与前期预测的完全一致。这种一致不仅体现在排序上,而且在隶属函数值的梯度差异上也有所反应。实验结果支持了前期的耐热性预测排序,为本文提出的预测方法奠定了理论基础。综上所述,本研究为研究我国百合属植物在气候变化下的适应性提供了新的见解,并且为我国百合属植物对非生物胁迫的耐性研究提供了较为全面完整的概览,筛选出的耐热种质可作为今后百合基因育种工程的优质候选资源进行后续研究。以上研究结果将进而为气候变化下我国野生百合资源未来的保护和利用夯实理论基础。