秦岭小陇山保护区维管植物丰富度和种域海拔梯度格局及其对Rapoport法则验证

物种丰富度和种域的海拔梯度格局及其形成机制一直是生物地理学和生物多样性研究的重点.海拔Rapoport法则认为,物种丰富度随海拔升高而逐渐降低,种域逐渐变宽.本文分析了秦岭小陇山国家级自然保护区维管植物物种丰富度及其种域宽度的海拔梯度格局;采用4种常用方法,验证不同类群、不同生长型和不同阶元的物种丰富度与其分布中点间的关系,并检验其是否支持海拔Rapoport法则.结果表明: 除窄域种外,秦岭小陇山维管植物物种丰富度随海拔升高呈先升后降的单峰分布格局;狭域种主要分布在低海拔和高海拔段,低海拔段的丰富度高于高海拔段;物种海拔分布宽度与海拔关系因不同类群和验证方法而异,随分类阶元的增大更容易支持Rapoport法则,这可能与不同分类阶元所占据的生态位不同有关;被子植物的平均种域呈单峰分布格局,蕨类植物和裸子植物的种域海拔梯度格局无明显规律;藤本植物平均种域随海拔升高而变宽,灌木能适应不同的环境条件,因此,灌木分布对海拔梯度的变化不敏感.Pagel验证方法最容易支持Rapoport法则,Stevens方法次之,中点法受中域效应的影响物种平均种域分布呈单峰分布格局而不支持Rapoport法则,逐种法受散点图分布格局的影响线性模型拟合结果解释力很低.
     

神农架海拔梯度上的植物种域分布特征及Rapoport法则检验

根据Rapoport法则, 动物、植物物种的纬度或海拔分布宽度存在着从高纬度或高海拔地区向低纬度或低海拔地区逐渐变窄的现象。本文基于物种的海拔分布数据, 分析了神农架维管束植物及不同种域宽度组的物种丰富度海拔格局; 采用已有的4种方法和本文改进的种域分组中点法, 分析了海拔梯度上种域宽度与种域中点的关系, 并检验其是否符合Rapoport法则。结果表明, 神农架地区维管植物丰富度的海拔梯度分布格局呈单峰型, 峰值在1,000–1,500 m; 不同种域组的物种丰富度分布具有类似的单峰格局, 但随着种域宽度减小, 其物种丰富度的峰值逐渐偏向低海拔。对于神农架的物种海拔分布数据, Stevens方法、Pagel方法和逐种方法的结果都支持Rapoport法则, 而中点法的结果主要反映中域效应的影响, 种域分组中点法可有效控制中域效应的影响, 但不支持Rapoport法则。上述结果表明, 对于Rapoport法则的检验亟待研究方法的改进; 而种域的海拔格局及其形成机制, 还需要更多案例的比较研究, 才能形成普遍性的认识。     

白水江自然保护区两栖爬行动物物种丰富度和种域海拔梯度格局及对Rapoport法则的验证

物种丰富度和种域宽度沿海拔梯度分布格局及其形成机制一直是生物地理学和生物多样性讨论的重要议题之一。海拔Rapoport法则认为,物种丰富度随海拔升高而逐渐变低,种域宽度逐渐变宽。本文基于白水江保护区两栖爬行动物物种的海拔分布数据,分析了白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度及其种域宽度的海拔梯度格局;采用常用的4种验证方法,验证了不同类群、不同区系物种丰富度和不同阶元丰富度与其分布中点间的关系,并检验了Rapoport法则的适应性。结果表明:(1)白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度随海拔升高呈逐渐下降趋势,大体符合单调递减模式,水分可能是决定两栖动物物种分布格局的主要环境因子,而决定爬行动物物种分布的环境因子主要是温度,这可能由这两种类群动物不同的生理需求所致。(2)两栖爬行动物物种(特别是狭域种)主要分布在低海拔,因此保护两栖爬行动物应该把重点放在低海拔段。(3)Stevens方法、Pagel法和逐中法验证结果支持海拔Rapoport法则,中点法由于受中域效应的影响,物种种域与海拔梯度呈先升后降的单峰分布模型。因此,验证方法对Rapoport法则的验证结果具有重要的影响。Rapoport法则验证的研究方法亟待改进,物种丰富度和种域的海拔梯度格局及其形成机理需要更多的案例比较研究,以形成普遍性的认识。     

秦岭两栖、爬行动物物种多样性海拔分布格局及其解释

物种多样性和种域宽度沿环境梯度的分布格局及其成因机制一直是生物地理学和生态学讨论的重要议题。本研究采用多元回归模型和方差分离的方法判断面积、水分和能量、边界限制对秦岭两栖、爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度海拔梯度分布格局的影响。结果表明, 秦岭两栖爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度均呈单峰分布格局, 但峰值分布的海拔段有所差异。形成这种格局是各种因素相互作用的结果, 3种假设的独立解释力较低。水分能量动态假设对两栖、爬行动物物种的丰富度格局有很强的解释能力, 但水分和能量的解释力中有很大一部分属于边界限制、面积的协同作用, 在解释两栖动物的海拔分布格局时, 边界限制与水分和能量之间存在较强的共线性, 而在解释爬行动物的海拔分布格局时, 面积与水分和能量之间存在较强的共线性。同时, 本研究采用Stevens法和逐种法对Rapoport法则进行了验证。结果表明, 爬行动物物种种域的海拔梯度格局基本上支持Rapoport法则, 两栖动物很难判断是否支持Rapoport法则。     

喜马拉雅中段繁殖鸟类种域格局及 Rapoport法则检验 ——基于3 600 m海拔梯度范围的数据

物种种域的分布规律是生物地理学与生物多样性研究的热点问题。Rapoport法则认为,物种分布范围随海拔上升而增大,但其适用性一直存在较大争议。喜马拉雅山脉是全球生物多样性热点地区之一,拥有全球最广的海拔落差以及完整的垂直气候和植被带,是验证Rapoport法则的理想场所。为探讨中喜马拉雅山脉吉隆沟3 600 m海拔梯度范围内繁殖鸟类种域分布是否符合Rapoport法则,于2012和2013年的雨季,利用样线法对中喜马拉雅吉隆沟地区的繁殖鸟类进行了4次调查。在海拔1800～5 400m的调查区域内,每300m海拔梯度布设调查样线3条,共计36条样线。调查共记录到繁殖鸟类169种,种域范围低频方向呈明显偏右分布。平均种域为(1 642.29±544.63)m,中值为728.5 m。其中,种域最大为3 300 m。分别使用Stevens方法、中点法、逐种法、Pagel法和四分法对调查数据进行处理,采用线性回归方程验证其是否符合Rapoport法则。结果表明,Rapoport法则的有效性与验证方法有关,Stevens方法、中点法、逐种法均不支持Rapoport法则,而Pagel法和四分法支持Rapoport法则。综合表明,吉隆沟繁殖鸟类种域海拔格局对Rapoport法则的支持较弱,说明Rapoport法则在该区域适用性较差。     

物种分布区范围地理格局的Rapoport法则

Rapoport法则最初是关于物种分布的纬度位置与纬度分布宽度的关系的假说, 被认为是宏观生态学的重要假说之一。Rapoport法则提出以后引发了广泛的实证检验和理论探讨, 并扩展到海拔和海洋深度梯度的分析。对Rapoport法则的检验发展了多种算法, 包括基于中域效应模型的比较分析法, 提出了气候变异性等多种机理解释, 并建立了物种分布区范围格局与物种丰富度格局、分布边界限制等重要宏观生态学现象之间的联系。关于该法则的普适性仍存在明显的意见分歧, 但分析和检验方法被认为是影响结果的重要因素, 方法的改进将是这一领域今后研究的关键。本文主要从Rapoport法则的概念、检验方法、机理性解释, 关于其普适性的争论及其与物种丰富度格局的关系等方面, 综述这一领域的研究进展。     

高黎贡山种子植物物种丰富度沿海拔梯度的变化

物种丰富度沿海拔梯度的分布格局成为生物多样性研究的热点。为探讨中尺度区域物种丰富度沿海拔梯度的分布,本文以高黎贡山为研究对象,利用该地区的地方植物志资料,结合通过GIS生成的区域数字高程模型(DEM)数据,分析了该区域全部种子植物和乔木、灌木、草本三种生活型种子植物物种丰富度的垂直分布格局以及物种密度沿海拔梯度的变化特征。结果表明：(1)全部种子植物和不同生活型植物物种丰富度随着海拔的升高呈现先增加后减小的趋势,最大值出现在海拔1500—2000m的范围;(2)物种密度与海拔也呈现单峰曲线关系;(3)物种丰富度和物种密度分布格局的形成主要受海拔所反映的水、热状况组合以及物种分布的边界影响。     

白水江自然保护区植物物种多样性的垂直格局: 面积、气候、边界限制的解释

采用线性回归模型和方差分离方法,分析面积、气候、边界限制对白水江自然保护区植物物种垂直分布格局的相对作用和独立作用.结果表明:白水江自然保护区植物物种及不同类群的物种多样性随海拔的升高呈单峰分布格局,峰值分布偏向低海拔段.白水江自然保护区植物物种的垂直分布格局是由各种因素协同作用的结果.水分能量动态假设对白水江自然保护区植物物种多样性垂直格局的解释力最强,面积是影响物种多样性格局的第二重要因子.边界限制效应可作为对白水江自然保护区植物物种多样性垂直格局解释的补充机制.边界限制对不同种域的物种解释力存在较大差异,随着物种分布宽度的增加,边界限制的解释力逐渐增加.     

长江三峡库区昆虫丰富度的海拔梯度格局——气候、土地覆盖及采样效应的影响

为了探讨长江三峡库区昆虫丰富度的海拔分布格局以及关键影响因子,针对库区记录的3517种昆虫及其中的害虫,我们整理了这些物种的海拔分布范围数据,分析不同分类学水平、种域宽度等级和分类群的物种丰富度海拔分布模式,采用回归树方法探讨主导的影响因素,并检验相关的假说。结果显示:1)在科、属、种水平,三峡库区分布的昆虫和害虫丰富度均呈随海拔上升先增而后减的格局;狭域、中域和广域种具有显著不同的格局,但三个种域等级的昆虫物种丰富度在海拔1400m以上均显著下降,而害虫丰富度在海拔1200m以上即显著下降。2)对记录昆虫种数>20的科进行TWINSPAN分类,得到物种丰富度海拔格局的4种主要模式;尽管不同程度受采样效应的影响,4种模式均属于单峰格局;3)库区土地利用类型的海拔变化对昆虫、害虫物种丰富度海拔分布具有首要和直接的影响;水热平衡或初级生产力是影响昆虫海拔格局的主导气候因子;而1月均温=0℃可能是限制大多数昆虫物种分布上限的临界温度。上述结果表明,三峡库区的昆虫物种丰富度及其不同组分均具有典型的单峰分布格局,这种格局是人类活动与气候梯度综合作用的结果,但前者的作用更为直接,主要体现在土地利用的海拔梯度变化。这些认识对昆虫多样性资源管理和农林业害虫防治具有参考意义。     

面积、温度及分布区限制对物种丰富度海拔格局的影响: 以秦岭太白山为例

 物种丰富度的分布格局及其形成机制是生态学研究的热点。以往的研究主要描述丰富度的格局, 而对其形成机制研究较少, 且主要集中于探讨单个因子或过程的影响。物种丰富度同时受到多个因子和过程的综合作用, 面积、温度及物种分布区限制被认为是控制山地物种丰富度海拔格局的主要因素, 三者同时沿海拔梯度而变化, 同时作用于丰富度的海拔格局。幂函数种-面积关系(SAR)、生态学代谢理论(MTE)及中域效应假说(MDE)分别基于以上3个因素, 从机制上解释了物种丰富度 的海拔格局。探讨这些假说的相对影响对研究物种丰富度的大尺度格局及其形成机制具有重要意义。方差分离方法有利于分解不同因素的影响, 为此, 该文以秦岭太白山的植物物种丰富度为例, 采用方差分离和逐步回归方法, 分析了SAR、MTE及MDE对物种丰富度海拔格局的影响。结果表明, 太白山的植物物种丰富度沿海拔梯度呈单峰分布格局, 但丰富度峰值存在类群差异; 对太白山所有植物物种丰富度的垂直格局而言, SAR、MTE及MDE分别解释了其物种丰富度随海拔变化的66.4%、19.8%和37.9%, 共同解释了84.6%, 在消除其他因素的影响后, SAR和MTE的独立影响较高(分别为25.5%和17.7%), 而MDE的独立影响不显著; 分类群研究则发现, 苔藓植物丰富度的海拔格局主要受MDE的影响, 蕨类植物丰富度的海拔格局同时受到SAR、MTE以及MDE的影响, 而种子植物物种丰富度的海拔格局主要受SAR和MTE影响。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.