气候因子的差异是造成植物有效成分产生、转化与累积差异的关键成因,是探讨不同气候区植物果实品质的研究热点。花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）属于芸香科花椒属植物,成熟果实具有独特的香味和麻味。花椒分布广泛,不同地区花椒品质具有明显的区域差异,气候因子对果皮品质影响较大。然而,关于花椒分布区气候因子的空间差异、花椒表型性状及果皮中有效成分的区域差异等方面的研究较为薄弱。本研究以不同地区野生花椒为研究主体,经文献查阅和实地调查收集不同地区野生花椒样品,分析花椒的地理分布格局,确定本文的研究区域。基于不同地区花椒采样点的气候因子,从宏观角度剖析花椒分布区气候因子的空间差异;研究不同地区花椒表型性状的区域差异特征;采用HS-SPME-GC-O-MS和UPLC-MS/MS技术测定不同地区花椒果皮中有效成分的含量,利用多元化学计量分析方法揭示花椒果皮中有效成分的区域差异特征;基于不同时间的多尺度气候因子,从宏观角度探析气候因子对有效成分的影响;利用最大熵模型（Max Ent）和Arc GIS技术揭示影响花椒适生分布的关键气候因子,预测在未来气候变化情景下花椒的潜在适生分布区,分析气候变化对花椒适生区面积和迁移路径的影响。本研究揭示了不同地区野生花椒表型性状和果皮中有效成分含量的区域差异及气候因子对花椒品质和适生分布区的影响,为花椒品质提升提供科学依据,为野生花椒种质资源保护和利用提供科学合理的建议。主要的研究结果如下:1.花椒分布区内年均温度、年降水量和年日照时数呈现明显的区域差异,年均温度呈现西低东高的变化趋势,年降水量呈现自西北向东南逐渐递增的分布型式,年日照时数呈现自西北向东南逐渐递减的趋势。研究结果表明,花椒分布区内年均温度为8.4℃～15.7℃,年降水量为225～1,050 mm,年日照时数为1,400～3,000 h。花椒的典型分布区集中在秦巴山区和黄土高原丘陵沟壑地带,在地域上呈现连续性分布,是我国花椒的最为主要的分布居群。2.花椒的18项表型性状指标间具有明显的区域差异,变异系数在3.63%～27.61%。果形指数的变异系数较小（3.63%）,花椒皮刺、小叶长和小叶宽的变异系数较大,均在25%以上。层次聚类分析将26个不同地区的花椒分为4类,第一类位于分布区西部高海拔高纬度地区,小叶数较少、果实较小（3.90×4.46 mm）、穗粒数较少（28个）,果皮颜色较亮呈紫红色;第二类分布在秦巴山区,其小叶长（38.69 mm）、小叶宽（23.46mm）、顶叶长（56.89 mm）、顶叶宽（33.53 mm）均高于其他地区,皮刺较大（11.11×9.85×3.08 mm）,10 cm单位长度皮刺数较多（≥9个）,果皮颜色呈亮红色;第三类位于分布区中部,集中分布在豫陕晋三省交界地区,果实纵横径较大（4.30×4.95mm）,穗粒数较多（≥38个）;第四类位于分布区东部和北部（涉县、交城、横山、山亭、莱芜）,其小叶数最多（≥9个）,小叶长（21.29 mm）、小叶宽（13.05 mm）、顶叶长（39.70 mm）、顶叶宽（17.73 mm）较小,顶叶属于长椭圆形,果皮颜色呈暗黄色。不同地区花椒的叶片、果实、皮刺等表型性状差异较大,叶片、果实颜色和皮刺等表型性状与海拔、经度、年均温度、年降水量和年日照时数存在显著相关性（P＜0.05）。野生花椒的表型性状随着海拔和经度呈现明显由西向东的区域变异特征。3.不同地区花椒果皮中挥发油的含量为1.51～6.96 m L/100g,汉源花椒最高（6.96m L/100 g）,其次是武都（6.60 m L/100g）、凤县（6.56 m L/100g）、麦积区（5.95 m L/100g）、文县（5.78 m L/100g）和茂县（5.58 m L/100g）;西部高海拔地区（海拔＞1,000 m）花椒果皮中挥发油含量高于中部及东部低海拔地区。萜烯类（116种）和醇类（42种）是花椒果皮中主要的挥发性成分,占总含量的44.74%～89.65%。含量相对较高的单个化合物是柠檬烯（24.99%）、β-月桂烯（7.06%）、（E）-β-罗勒烯（4.30%）、芳樟醇（4.02%）。西北部和西南部高海拔地区（海拔＞1,000 m）的花椒果皮中柠檬烯（25.93%）、芳樟醇（6.54%）、橙花醇乙酸酯（0.87%）和乙酸香叶酯（1.84%）的含量较高,呈现出柑橘香气、果香和花香气味,香气浓郁;中部和东部低海拔地区的花椒果皮中β-月桂烯（7.90%）、（E）-β-罗勒烯（6.13%）、δ-杜松烯（1.86%）等关键香气物质的含量较高,呈现药香和木香味。4.不同地区花椒果皮中酰胺类物质含量为57.38～137.11 mg/g。花椒果皮中共测定出13种酰胺类物质,主要的酰胺类物质为羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素和羟基-γ-山椒素,三者占酰胺类物质总量的74.06%。西部高海拔地区（海拔＞1,000 m）花椒果皮中酰胺类物质的含量明显高于中东部低海拔地区,麻味强度较大;尤其是汉源（132.59mg/g）、茂县（117.56 mg/g）、武都（123.23 mg/g）、麦积区（113.57 mg/g）、凤县（123.16mg/g）的花椒果皮中的酰胺类物质含量较高,麻味浓郁。5.不同地区花椒果皮中主要的黄酮类物质是槲皮苷、金丝桃苷、矢车菊素3-O-葡萄糖苷、矢车菊素3-O-半乳糖苷、儿茶素,平均含量分别为19.82 mg/g、14.09 mg/g、8.40 mg/g、8.62 mg/g、8.27 mg/g。西部高海拔地区（海拔＞1,000 m）花椒果皮中黄酮类物质含量较高,如四川汉源和茂县、陕西凤县、甘肃武都和麦积区花椒果皮中主要黄酮类化合物含量高达63.00 mg/g以上。6.采用正交偏最小二乘法建立的区分不同地区花椒品质的判别模型,其准确率高达95.6%,共筛选出20种关键差异有效成分。20种差异有效成分的主成分分析结果表明,挥发性成分和酰胺类物质的主成分方差贡献率最大,分别为54.944%和9.567%。综合得分结果表明西部高海拔地区（海拔＞1,000 m）的花椒品质明显优于中东部低海拔地区的花椒品质。汉源、茂县、武都、文县、麦积区和凤县花椒果皮中酰胺类物质和挥发油含量较高,品质优良。7.花椒果皮中有效成分含量与不同时间尺度气候因子的相关性结果表明:（1）年均温度、年均最高温度、年均降水量、年均风速和年日照时数是影响花椒果皮有效成分含量的重要年均气候因子;（2）最暖季最高温度、最暖季平均温度、最湿季度降水量和最暖季度降水量是影响花椒果皮中有效成分积累的重要季度气候因子;（3）有效成分与7～8月月均温度和月均降水的相关性较强,7～8月月均温度偏低和月均降水量偏少有利于花椒果皮中有效成分含量的增加。基于不同地区花椒果皮中有效成分的含量及有效成分与气候因子的相关性将不同地区的花椒分为高海拔温凉型和低海拔温热型。8.年均降水量、年平均温度、最冷月最低温度、最干季平均温度和最冷季度平均温度是限制花椒潜在适生分布的关键气候因子。适合花椒生长的年降水量为498.5～795.8 mm,年平均温度为8.5～13.7℃;花椒适生区主要分布在秦巴山区的干热河谷地带和黄土高原的半湿润-半干旱地区,位于海拔2,000 m以下的青藏高原东部、秦巴山区及黄河流域一线,分布的连续性较好。在未来气候变化情景下,花椒的适生分布区面积呈现增加趋势,花椒高适生区向高海拔地区转移。