栖息地片断化对动物种群间基因流的影响及其测定方法

栖息地片断化指在人为活动和自然干扰下,大面积连续分布的自然栖息地被其它非适宜栖息地分隔成许多面积较小的斑块(岛屿)的过程。栖息地片断化是导致生物多样性丧失和物种绝灭的主要因素,也是威胁自然界生物生存的重要因素之一。栖息地片断化将影响基因在种群间和种群内的运动(基因流),开展栖息地片断化研究对保持物种间遗传多样性具有重要意义。本文介绍了片断化程度和基因流的测定方法。回顾了国内外的研究现状,并探讨了片断化对种群间基因流的影响和对濒危物种保护的意义。     

黑麂(Muntiacus crinifrons)栖息地片断化对种群基因流的影响

栖息地片断化可能影响种群的基因流,进而导致近交,降低个体生活力,是生物多样性丧失和物种绝灭的主要因素.被列为国家I级保护动物的黑麂(Muntiacus crinifrons),由于自身目前的濒危状况和生物学特异性,使得栖息地片断化对其影响更甚.为了更好的保护该珍稀物种,研究运用地理信息系统划分了浙江遂昌的九龙山自然保护区和开化的古田山自然保护区黑麂栖息地的片断化斑块,并通过所得片断化斑块数据进行两个保护区在片断化程度的计算,同时从片断化斑块获取黑麂的组织、粪便样品,提取黑麂的线粒体DNA,估算其基因流大小.以此初步确定两个保护的黑麂栖息地片断化程度对种群基因流的影响.各项片断化指数均表明,九龙山自然保护区的黑麂栖息地片断化程度要小于古田山自然保护区.九龙山自然保护区黑麂片断化种群的平均基因流Nm达到了3.65,明显高于古田山自然保护区的1.12.结果表明,栖息地片断化可能对黑麂种群的基因流产生了一定的影响.应及时采取有效措施保护和恢复黑麂栖息地,否则将严重阻碍片断化种群间的个体迁移、扩散和基因交流.     

林业活动和森林片断化对甲虫多样性的影响及保护对策

森林片断化是造成生物多样性丧失的主要原因之一,而林业活动是导致森林片断化的重要因素,同时也在森林恢复中起重要作用。本文从小尺度、局域尺度以及生物地理尺度（大尺度）3个生态尺度分析林业活动和森林片断化对甲虫多样性的影响。在小尺度下,林业活动能够通过改变森林生境或微生境的类型和特性而影响甲虫物种分布。在局域尺度下,林业活动（尤其是森林砍伐）往往能提高许多甲虫类群（如步甲）的物种丰富度（α多样性）,这主要与来自周围环境物种扩散以及保留了若干耐受新环境能力较强的森林物种有关;然而,对森林生境依赖性很强的特有种受到了森林片断化的负面影响,面临局域种群灭绝的危险。在生物地理尺度下,林业活动（伐木或森林恢复）使森林生境单一化、异质性降低,从而导致对森林生境变化敏感的物种种群数量降低甚至灭绝。基于以上结果,可以归纳出3个基本原则用于指导林业管理,既能保证林业经济收益,又能维持森林生物多样性。首先,保留大面积的原始森林作为特有种的栖息环境基地,为这些物种在将来森林恢复后重新定居提供资源;其次,由于保护区内原始森林面积有限,且所代表的生境类型有限,所以发展依据自然干扰模式的新伐木方法十分必要;最后,依据自然规律（如火灾）进行森林恢复和天然演替,避免森林的单一化,丰富森林生境类型。     

澜沧江下游/湄公河上游片断热带雨林物种多样性动态

 在澜沧江下游/湄公河上游的滇南西双版纳地区,通过样方法比较了热带雨林的连片与3个小片断的物种多样性变化趋势。与连续森林比较,片断热带雨林的植物物种丰富度和物种多样性指数都比较低,而且有相当低比例的大高位芽、中高位芽和附生等生活型植物,而藤本、小高位芽和矮高位芽等生活型植物的比例则较高;泛热带、热带亚洲至热带非洲的区系成分比例较高,而当地成分则减少;群落的上层树木比下层树木更加稳定。同样,动物的物种多样性指数和均衡度在片断热带雨林中都较低,与其密切相关的是片断热带雨林的环境质量,而不是片断的大小。此外,也探讨了片断热带雨林物种变化与森林小气候的关系,阐明了由凉湿向干暖转化的“林内效应”是其物种变化的重要原因之一。     

片断化常绿阔叶林的土壤种子库及天然更新

生境片断化扰乱了种子的生产和扩散机制,越来越严重地威胁着生物多样性.华东地区的常绿阔叶林片断化程度较为严重,以古田山自然保护区为中心,在周边另选取5个常绿阔叶林的典型片断,采用样线法采集土壤样品,通过网筛分选和温室萌发相结合的方法对其种子库特征进行了研究,同时,在样地各土样采集点附近设立天然萌发小样方,对种子库的天然更新机制进行了研究.结果显示:(1) 5个片断化样点的种子库密度为(207±38)～(1332±337)ind./m2,共有29～57种植物种子.而古田山连续常绿阔叶林样点的种子库密度为(1776±344) ind./m2,分布有46种植物种子.各样点的种子库物种组成主要以乔木和灌木树种为主,草本种类非常稀少,并且不能反映地上植物的组成.(2)片断化样地土壤上层(0～5cm)与下层(5～10 cm)的种子密度比平均为3.6:1,而连续森林样地为2.5:1,说明连续森林土壤种子垂直下移相对较深,有利于更多物种种子的储存.(3)幼苗的天然更新强度受种子物种丰富度的影响较大(P=0.005),而受种子密度的影响不明显(P=0.159).(4)同一生境条件很难同时满足较高的种子库密度和较快的幼苗天然更新速率.生境片断化降低了种子库密度和物种丰富度,但由于林隙的大量存在和较低的乔冠层盖度,却促进了幼苗的快速更新.     

片断化常绿阔叶林的植物多样性

由于人类活动的严重干扰,使得我国的常绿阔叶林基本上已片断化.对位于浙、闽、赣、皖交界山区的6个以甜槠和木荷为建群种的片断化常绿阔叶林的植物多样性进行了研究,结果表明:(1)6个片断化样点共有物种69～142种.其中乔木层共有24～39种,Simpson 指数(λ)为0.793 2～0.931 9,Shannon-Weiner指数(H')为2.410 8～3.201 8,Pielou均匀度指数(J)为0.667 6～0.813 2,Gleason指数(IG)为4.5816～8.209 8;灌木层共有45～120种,λ为0.830 9～0.955 8,H'为2.6257～3.7902,J为0.608 2～0.7903,IG为10.0216～17.2782;草本层共有6～23种,λ为0.5073～0.7639,H'为0.8783～1.8802,J为0.3822～0.5771,IG为0.9646～4.2871.(2)乔木层和灌木层分别在物种均匀度和丰富度上占有优势,此外,各片断化样点之间建群种比较类似,而林下灌木和草本种类则有明显差异.(3)人类干扰和片断化面积大小分别影响了乔木层和草本层的物种丰富度和多样性.(4)边缘效应明显,并且主要发生在林缘50m的范围内.从林缘到林内单位面积物种数根据片断化面积的大小分别呈现出上升和下降的格局,并且不同耐阴性的物种其分布密度表现出完全相反的特征.林缘0～50m的范围内,木本植物死亡率呈逐渐上升趋势,50m以后开始下降,林缘100m附近达到稳定.此外,林缘比林内具有更为丰富的藤本植物.     

天然片断生境中山姜(Alpinia japonica)种群遗传结构

理论和实验研究表明片断化是导致生物多样性丧失的主要因素之一,但有关研究基本上集中在人类活动引发的片断化生境体系中.由于长期气候变化以及地形等因素的影响,一些物种的种群之间天然情况下就存在隔离,对这些种群进行研究可以弥补人类活动引起的片断化体系经历时间较短的不足.山姜是一个喜湿耐荫的多年生植物,分布在热带亚热带地区,由于气候和地形原因,该物种在浙江东部呈现天然片断化状态,如在浙江天童森林公园及其周边地区,仅分布在少数几个沟谷中.以这些种群为对象,采用RAPD标记分析经历长期天然片断化山姜种群遗传多样性程度和遗传分化格局.7条RAPD引物获得了69个位点,其中多态位点68个.种群水平遗传多样性较高,多态位点百分比、期望杂合度和Shannon多样性指数分别为78.81%～85.51%、0.3170～0.3430、0.4560～0.4914,这与其异交的繁殖方式有关,同时与山姜克隆生长,每个世代维持的时间长,种群更新降低也有关系.遗传变异大多分配在种群内,但种群间遗传分化达到显著程度,ΦST为0.297,计算的基因流中等,为0.592,不足以克服长期遗传漂变导致的种群分化,Mantel检验表明遗传距离与空间距离不存在相关关系,显示了长期片断化状态下遗传漂变的作用.     

热带雨林片断化对榕小蜂和榕树物种的影响

榕树是热带雨林生态系统中的一类关键物种。榕树必须依靠榕小传数值和获得有性繁殖;而榕小蜂的幼虫又必须依靠榕树瘿花为食才能生长生长和繁衍后代,因此二者间有着密切的共生关系。研究表明：在西双版纳热带雨林榕小蜂科有３属１７种分布。热带十麻片断化使榕小蜂和榕树的种类呈明显下降趋势;片断热带雨林面积的大小二对二得的物种娄和个体数有明显的影响。     

亚洲象与竹/蕉分布隔离的生态效果及其保护对策探讨

把分布在滇南的西双版纳自然保护区内的亚洲象频繁出走 ,毁坏农作物、伤害人畜的原因与自然保护区片断化以及它们与其重要采食植物黄竹、野芭蕉等分布的隔离联系起来探讨 ,由此提出了对亚洲象保护的一些措施。由于亚洲象在西双版纳几乎没有天敌 ,而且也得到较好的保护 ,其群居自 1 976年以来 ,由 1 0 1头发展至约 2 5 0头 ,自然保护区片断化和食物匮缺成为亚洲象走出自然保护区的重要原因。相反 ,在没有亚洲象控制的地区 ,黄竹和野芭蕉等以其高效的繁殖能力以及耐火烧的特性而在一些刀耕火种的弃荒地和退化生态系统迅速发展 ,成为以它们各自为优势的群落 (丛 ) ,大幅度地降低了群落的物种多样性     

西双版纳片断热带雨林的结构、物种组成及其变化的研究

通过对西双版纳地区的６个“龙山”片断热带雨林与同样类型的原始热带雨林的比较研究,探讨了片断热带雨林的群落结构、种类组成、生活型构成、种群结构、植物丰富度及多样性等的变化及其规律。随着热带雨林的片断化,森林边缘效应和人为干扰加剧,热带雨林群落的结构变得不完整,植物丰富度降低。在生活型构成上,附生植物,大、中高位芽植物以及地上芽植物比例减少,藤本植物和小高位芽植物比例明显增高。在种群结构上,受轻、中度干扰的片断雨林,仅含１～２个个体的种类在群落中的相对数量有所增加,乔木种类组成变得不稳定,随着人为干扰的加剧,那些仅有１～２个个体为代表的种类将首先消失。在单位面积种数和物种多样性指数上,情况比较复杂,热带雨林片断化和受到一定干扰可能会增加藤本植物多样性指数,但干扰过度又会减低其多样性指数,附生植物多样性指数则随干扰和隔离时间呈明显下降趋势,但总的说来,片断热带雨林单位面积上的种数远比原始林少得多,随着人为干扰和隔离的加剧,物种多样性指数显著降低。