利用GARP生态位模型预测桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)在中国的适生区域

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种多食性害虫,明确其可能适生的区域对该虫的科学监测及防治意义重大。利用桔小实蝇在我国的已知分布点数据和亚洲地区的14个环境地理变量图层,运用GARP生态位模型结合GIS空间分析模块预测了该虫在亚洲的地理分布。结果表明桔小实蝇可分布在中国、日本、菲律宾、马来西亚、泰国北部、越南、柬埔寨、老挝、缅甸、尼泊尔、巴基斯坦、孟加拉国和斯里兰卡,这与EPPO报道的分布区域一致。将拟合过程中获得的生态位运算法则投影到我国,并考虑模型间的一致性,预测桔小实蝇在我国各省及市县范围的分布:云南大部、四川南部和东部、贵州大部、重庆大部、广西、广东、台湾、香港、澳门、海南、福建、江西、浙江大部、湖南大部、湖北大部、上海、江苏南部、河南局部及安徽部分地区为桔小实蝇的适生区。次适生区沿适生区周围分布,为四川、贵州、重庆、湖北北部、河南南部和江苏南部的一些零星地区。适生区和次适生区大多有较高密度的寄主果树,为桔小实蝇的生存提供了条件。预测结果经独立验证数据的适合性测验表明,选择的最优模型具有显著的统计学意义,显示了很好的预测能力。GARP生态位模型可以解决生态学、生物地理学和环境保护方面的一系列问题,具有广泛的应用前景,为物种已知基础分布点资料的综合分析以及有害生物的适生性分析、监测和防治提供了技术平台。     

基于地理信息系统的红火蚁在中国适生区的预测

应用地理信息系统(GIS)对红火蚁在中国的适生区进行了预测.以高于发育起点温度的天数和有效积温作为决定性因子,年均降水量、海拔高度作为限制性因子,应用GIS中的Kriging空间插值功能将红火蚁在我国的适生性分布情况分为高度适生区、适生区、轻度适生区和非适生区.结果表明,广东大部、广西中南部、云南南部的少数地区、海南、台湾、香港和澳门是红火蚁的高度适生区.云南南部、两广北部、河南最南部、安徽西部、浙江大部、湖北中东部、重庆、湖南、江西和福建是红火蚁的适生区.轻度适生区分布于河北中东部、山东中东部、北京、天津、江苏中北部、安徽大部、河南大部、浙江西北部、湖北西北部、陕西南部、四川东部、贵州中西部和云南中部的少数地区.我国的西北、东北和华北的大部分地区为红火蚁的非适生区.     

利用最大熵模型和规则集遗传算法模型预测孑遗植物裸果木的潜在地理分布及格局

利用野外调查的16个居群分布点和7个环境因子图层, 选择最大熵模型(MAXENT)和规则集遗传算法模型(GARP), 在地理和环境空间上模拟了第三纪孑遗植物裸果木(Gymnocarpos przewalskii)在中国西北地区的潜在分布。结果表明: (1)裸果木的潜在适生区全部集中在西北荒漠区, 其中最佳适生区主要集中在3个区域, 一是河西走廊中部和玉门以西、宁夏北部及内蒙古乌拉特后旗; 二是塔里木盆地西北缘; 三是柴达木盆地西北缘两片极小的高度适生区。裸果木的生态位被确定在一个较广的干旱环境空间: 适生区极端最高气温基本上在29.2-36.8 ℃之间, 极端最低气温在-18.3至-13.4 ℃之间; 年平均降水量40-200 mm; 潜在蒸发率在3-15之间。(2) MAXENT和GARP模型都较好地预测了裸果木的潜在分布, 但GARP产生了相对较大、较连续的潜在分布区, 部分过预测了破碎化生境; 而MAXENT预测到的潜在分布区, 在不同区域具有不同的环境适生性指数, 而且成功地排除了不合理的破碎化分布, 从而更直观地展示了裸果木的潜在分布格局和生态位要求。     

基于CLIMEX和ArcGIS的湿地松粉蚧在中国的适生性分析

地松粉蚧(Oracella acuta (Lobdell) Ferris)是我国植物检疫性有害生物之一,危害马尾松、湿地松、火炬松等松属植物。本文基于中国820个气象站点的气象数据、湿地松粉蚧的生物学数据和已知分布资料,结合CLIMEX模型与ArcGIS软件对湿地松粉蚧在我国的潜在分布区进行了预测。结果表明,湿地松粉蚧在我国的适生区主要分布在3.85°N-39.9°N之间,适生面积占全国总面积的38.79%。寄主植物分布的省份均为湿地松粉蚧的中高度适生区。高风险区主要包括台湾、海南、贵州、重庆、江苏和上海;广东、广西、云南、陕西、河南、安徽、湖北和河南的大部分地区以及福建南部、山东南部、湖南北部、浙江东部和四川东部。基于本研究中湿地松粉蚧在我国的适生性分析结果,尤其针对中高风险区域,应加强湿地松粉蚧检疫措施,完善监测体系,防止其进一步的扩散传播。     

外来入侵种——苹果绵蚜在中国的适生区预测

苹果绵蚜Eriosoma lanigerum(Hausmann)是我国重要的检疫性害虫,主要为害苹果、海棠等苹果属(Malus Mill.)植物。目前,该种害虫已在我国一些苹果主产区迅速扩散,并给我国的苹果产业造成了较为严重的经济损失。为了对其进行有效监控,控制其蔓延,制定合理的防治策略,本研究利用GARP和MAXENT两种生态位模型,结合其寄主地理分布,预测苹果绵蚜在我国的潜在地理分布区。研究结果表明:GARP和MAXENT预测结果相似,但前者预测面积比后者广泛。苹果绵蚜在我国的最适适生区主要分布在东北(辽宁南部)、华北(河北东、南部、北京、天津和山西南部)、华东(山东大部)、华中(河南北部)和西北(陕西中部)。另外,河北南部、山东和河南南部、甘肃东部、四川中南部、陕西大部、云南与西藏的零星地区是苹果绵蚜的中度适生区;黑龙江、吉林、新疆等20个省份(市、自治区)的全境是苹果绵蚜低度适生区或不适生区。此外,刀切法(Jackknifetest)检验结果表明,1月份平均最高温是影响苹果绵蚜分布最重要的环境变量。最后,提出几点管理苹果绵蚜的方法和防治策略,避免该种害虫传播或入侵到其它苹果产区。     

不同倍性猕猴桃的适生区预测及生态位分化

多倍体与2倍体植物之间的生态位分化是多倍体植物成功建立的重要条件。2倍体、4倍体和6倍体猕猴桃分布在不同的地区,目前尚不明确不同倍性猕猴桃之间是否发生了明显的生态位分化,也不明确影响不同倍性猕猴桃生态位的主要环境因子。本研究通过文献查阅和野外调查收集不同倍性猕猴桃的自然分布点,利用最大熵模型预测不同倍性猕猴桃在当前气候条件下的潜在适生区及影响其分布的主导气候因子,并通过生态位一致性检验评估不同倍性猕猴桃间的生态位差异。结果表明: 不同倍性猕猴桃的潜在适生区存在明显差异,2倍体猕猴桃的高适生区集中在海拔较低的湖南丘陵;4倍体猕猴桃的高适生区大部分与2倍体重叠,但有部分向贵州北部、重庆东部区域偏移;6倍体猕猴桃的高适生区则集中分布在贵州大部、湖南西北部、湖北西南部和陕西南部。6倍体猕猴桃明显向高海拔、高纬度地区偏移,并且有更广的高适生区面积。生态位一致性检验证明,2倍体与4倍体猕猴桃有重叠的生态位,而2倍体与6倍体、4倍体与6倍体猕猴桃之间均发生了明显的生态位分化。最冷月最低温(Bio6)和最干月降雨量(Bio14)是影响不同倍性猕猴桃生态位分化的主要环境因素。多倍体猕猴桃在较低的Bio6和Bio14下能保持较高的存在概率,表明多倍体猕猴桃能占据低温、干旱的极端生态位。     

基于4种生态位模型的金钱松潜在适生区预测

金钱松（Pseudolarix amabilis）是我国特有孑遗植物，为国家II级保护植物。基于4种生态位模型（GARP、Bioclim、Domain和Maxent）预测金钱松潜在适生区，采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic，ROC）和Kappa统计量检验模型的预测效果。预测结果表明金钱松在浙江西北部、安徽南部、湖北南部、湖南北部以及江西北部表现为高度适生，并以这些地带为中心向外延伸至北纬24.43°-33.35°和东经106.41°-123.42°之间，4种模型预测结果的受试者工作特征曲线下面积（Area under recriver operating characteristic curve，AUC）平均值均大于0.9，Kappa平均值亦大于0.75，精度较高。通过"刀切法"分析得出年均温是预测金钱松潜在适生区的关键影响因子，可能为当前金钱松分布格局形成的决定因素。模拟金钱松在末次盛冰期和2070年气候条件下的分布，结果表明其分布格局随气候变化由"南扩北缩"变为"南缩北扩"，未来分布面积将大幅减小，气候变化是导致其"南缩北扩"的主要驱动因子。建议在当前金钱松高适分布区域内（江西铜鼓县、湖南张家界和衡阳）建立自然保护区或种子园，并在未来气候条件下高适分布区域内（如安徽北部、河南南部、湖北东南部等地）通过人工引种辅助金钱松的北向迁移。     

红火蚁在中国的分布区预测

利用CLIMEX和GARP生态位模型2种方法对红火蚁在中国大陆的潜在分布区进行了分析预测。结果表明该虫在中国东南部的广大地区均可能适生或造成危害,其自然扩散的北界可能达到山东、天津、河北南部和山西南部。     

用GARP生态位模型预测刺萼龙葵在中国的潜在分布区

检疫性杂草刺萼龙葵(Solanum rostratum)近年来扩散蔓延到中国华北地区,利用刺萼龙葵在原产地和其他入侵地的分布和14个环境变量,运用GARP生态位模型结合地理信息系统(GIS)对刺萼龙葵在中国的潜在分布区进行了预测,对环境图层的刀切法结果表明, 7个环境变量能提高预测的准确率,适合性卡平方一尾测验表明所建立的模型具有显著的统计学意义,预留数据的受测者工作曲线(ROC)检测表现出很好的预测能力,中国所有已知分布均被正确预测。刺萼龙葵在中国的潜在分布区极广,可以分布在除西藏、青海、海南及两广南部外的其他地区,尤其在华中、华北及华东地区的适生的可能性最高,由此刺萼龙葵可能进入一个危险的快速扩散阶段,应当引起相关部门的重视。     

基于CLIMEX和ArcGIS的桔小实蝇在贵州适生性研究

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是重要的植物检疫性有害生物,可危害46个科250多种果蔬等作物,在世界上大多数热带、亚热带果蔬产区均有分布。为了解桔小实蝇在贵州潜在危害范围和程度,基于桔小实蝇的生物学特性、已知分布资料和气象数据,采用CLIMEX与Arc GIS软件对桔小实蝇在贵州的适生性、年发生代数和动态进行分析、预测。结果表明,桔小实蝇在贵州适生程度较高,高度适生区面积占全省总面积的88%,桔小实蝇在贵州的发生代数主要为2-6代,发生4到5代的区域最多,常年发生区和季节发生区面积较小,大部分区域为二者间的过渡区,结果为贵州桔小实蝇监测、预警、防控和优化果蔬产业布局提供科学指导。     

东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）对模拟食物链物质传递的影响

研究了东海原甲藻的基本营养组成,并就赤潮密度下的东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）在单一和混合情况下对赤潮藻→卤虫模拟食物链物质传递的影响进行了探讨。结果表明：与其它饵料微藻相比,东海原甲藻必需氨基酸中的苯丙氨酸、赖氨酸和组氨酸含量明显偏低。东海原甲藻单独投喂时,卤虫对其的总物质转化效率随着藻密度的增加呈现先逐渐增加再逐渐降低的趋势。而当不同密度的东海原甲藻分别与一种硅藻小新月菱形藻(Nitzschia closterium)混合投喂时,随东海原甲藻密度的增加,卤虫选择性地增加对东海原甲藻的摄食,而降低对小新月菱形藻的摄食,并且其总物质转化效率逐渐降低。暴露于链状亚历山大藻藻液,卤虫体重减轻,且在其体内未检测到叶绿素a,表明卤虫未摄食该藻。当链状亚历山大藻藻细胞重悬液和去藻过滤液分别与小新月菱形藻或东海原甲藻混合时,卤虫对后两株藻的摄食量和总物质转化效率均有所降低。因此,在大规模赤潮发生时,东海原甲藻和链状亚历山大藻可能分别对浮游动物的营养和存活带来不利影响,并影响物质沿食物链的传递。     

糖基化对Notch信号传递系统的影响

Notch信号分子是多细胞生物发育过程中高度保守的一类十分重要的跨膜信 号受体糖蛋白家族.这一信号途径通过局部细胞间的相互作用而产生对多种不成熟细胞分化 的抑制信号, 精确调控细胞的分化潜能,在细胞发育、增殖、分化中起关键作用,参与造血 、T细胞发育、血管生成等重要生理过程.Notch受体分子上具有多种寡糖链,包括N-聚糖、O-岩藻糖聚糖、O-葡萄糖聚糖等,这些寡糖以及相关糖基转移酶对Notch受体-配体结合以及Notch信号传递功能有重要影响.本文就近年来有关Notch受体糖基化及其对Notch信号传递过程的研究进行综述.     

长白山白桦(Betula platyphlla)纯林和白桦山杨 (Populus davidiana)混交林凋落物的分解

采用交互分解实验,研究长白山白桦叶片和白桦、山杨与水曲柳混合叶片在白桦纯林和白桦山杨混交林内的分解过程。两年的分解实验结果表明,两种类型叶片均存在一个快速分解阶段和一个慢速分解阶段,森林类型和凋落物类型对凋落物分解率的影响在快速分解阶段不显著而在慢速分解阶段显著;混交林内的环境促进了凋落物分解和养分元素释放;在同一林型内,底物质量高的混合叶片其分解率和养分元素释放率均大于底物质量低的白桦叶片;凋落物的底物质量在一定程度上可以抵消森林类型对凋落物分解的影响;白桦山杨混交林混合叶片分解速率和养分元素释放率要显著大于白桦纯林内的白桦叶片,说明白桦山杨混交林的物质循环速度和养分元素供应能力要显著大于白桦纯林。     

毛竹(Phyllostachy pubescens)、杉木(Cunninghamialanceolata)人工林生态系统碳贮量及其分配特征

研究比较了湖南会同林区毛竹、杉木人工林生态系统碳含量和碳贮量分配特征,结果表明, 15年生杉木各器官碳含量在47.15%～50.43%之间,不同器官碳含量高低依次为树干、树叶、树皮、树枝、树根;毛竹不同器官碳含量波动在44.51%～4991%,各器官碳含量高低依次为竹鞭、竹枝、 竹叶、竹干、竹蔸、竹根,但是毛竹不同器官碳含量与年龄之间没有明显变化规律。林地土壤3个层次(60cm深)碳素含量为0.746%～2.390%,各层次碳素含量分布不均,表层（0～20cm）土壤碳素含量和碳贮量最高。毛竹、杉木人工林生态系统碳贮量分别为166.34tC•hm^-2和150.19tC•hm^-2,并且其碳贮量空间分布格局基本一致, 土壤层是主要部分,其次为乔木层,林下植被层和凋落物层所占比例最小。其中,毛竹林土壤层有机碳贮量占83.92%,乔木层占15.38%,林下植被和凋落物层分别占0.38%和0.32%;杉木人工林土壤层碳贮量占62.03%,乔木层占34.99%,林下植被和凋落物层分别占0.70%和2.28%。另外,碳贮量在两个树种各器官中的分配,基本与各自的生物量成正比例关系。从植被年固定碳量来看,毛竹林为9.94 tC•hm^-2•a^-1,相当于年固定CO2量为36.44 tCO2•hm^-2•a^-1,是杉木林的1.39倍。     

水分胁迫对沙棘(Hippophae rhamnoides)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia)蒸腾作用影响的比较

多年生灌木沙棘和中间锦鸡儿是黄土高原生态重建的重要物种,设计人工模拟水分胁迫实验,测量沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的各种指标,研究其蒸腾特性对水分胁迫的适应方式。结果表明,同等水分处理条件下,中间锦鸡儿单叶水平上的蒸腾速率高于沙棘。沙棘和中间锦鸡儿的蒸腾速率日进程在晴天、阴雨天和生长发育的不同阶段明显不同。夜间蒸腾占全天蒸腾的比例相当大,夜间蒸腾在不同物种之间、不同供水量之间存在明显差异,而且越干旱的环境比例越大。两种植物气孔阻力的季节变化格局在不同水分处理间大体相似。沙棘的昼夜蒸腾节律在各种水分处理条件下都表现出明显的气孔振荡现象,而中间锦鸡儿没有。叶片温度、光合有效辐射和气孔阻力是各种水分条件下沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的共同的限制因子,相对于沙棘,中间锦鸡儿还更多地受到空气相对湿度的影响。     

科尔沁沙地南缘樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林天然更新障碍

针对科尔沁沙地南缘樟子松人工林不能天然更新的特征,从森林天然更新的必要条件出发,通过种子萌发、幼苗存活与生长所需条件的系列试验,探讨了科尔沁沙地南缘樟子松人工林不能天然更新的障碍特征。结果表明,沙地樟子松人工林不能天然更新的主要原因有：（1）由于土壤的干旱胁迫使沙地樟子松人工林中天然下种的种子很少有萌发的机会,尤其是在春季;（2）在水分条件相对充足的季节（秋季）,樟子松种子能够萌发,但萌发产生的更新幼苗数量极少,即便这些更新幼苗得以存活,但由于沙地表层（0～5 cm）与樟子松共生的外生菌根菌几乎不能存活而导致幼苗根系无法形成菌根,从而致使存活的樟子松幼苗抗旱、抗病能力非常弱,不能越冬,即不能更新。     

内蒙古中东部草原羽茅Epichlo属内生真菌的分布及rDNA-ITS序列系统发育

对内蒙古中东部地区分布的羽茅6个地理种群的染菌率进行了调查,采集种子并从中分离得到不同形态型的内生真菌,选取其中的19株进行rDNA-ITS片段的扩增、克隆、测序和系统发育分析。结果表明：（1）6个样地羽茅种群内生真菌感染率除西乌旗为96.7%外,其他5个样地均为100％,表明内生真菌侵染羽茅并非偶然现象,二者之间存在一种稳定的共生关系。（2）ITS和5.8S序列得到的N-J树显示,相对于Epichlo属的其他参考菌株,不同地理种群羽茅中的内生真菌聚为一类,形成一个具有97％支持强度的分支。由此推测,不同地理种群羽茅中的内生真菌具有相同的起源点。（3）结合形态观察结果和rDNA-ITS序列分析结果可以看出,羽茅内生真菌种群的优势种亲缘关系较近,可能起源于同一种内生真菌;但由于其地理分布广、气候差异大、群落类型差别也较大,从而造成不同地理种群内生真菌形态上的分化以及种群间明显的遗传分化和较高的遗传多样性。     

牧食损害对伊乐藻(Elodea nuttallii)生长的影响

在室外实验条件下,研究了模拟牧食损害（动物牧食所造成的损害）对伊乐藻植株生长的影响。结果表明：3种人工损害方式（去除植株50%叶片,去除植株顶端,以及同时去除植物顶端与50%叶片）对伊乐藻的生长率、主枝与分枝长度的增长、植物的干物质、氮、磷含量等均有不同程度的影响。其中,去叶与去顶去叶损害显著抑制了伊乐藻的生长,相对生长率分别占未受损植株的62.8%与74.4%;去顶与去顶去叶损害使伊乐藻主枝生长几乎停止,却显著促进了植物分枝的生长;去叶损害对植株的生长率、主枝与分枝长度的生长无明显抑制并却显著地降低了分枝的重量。对受损伊乐藻生长的机理进行了分析,探讨了东太湖伊乐藻现存量近年来迅速增加的原因并认为植物残体是伊乐藻种群扩张的重要因素之一。     

铜毒对海州香薷（Elsholtzia splendens）不同种群光合作用和蒸腾作用的影响

通过水培实验,对种子分别来自湖北省铜绿山、赤马山铜矿区和红安非矿区的海州香薷种群在铜胁迫下的光合作用和蒸腾作用进行了比较研究。结果发现, 矿区两个种群在铜胁迫下的光合能力明显比非矿区种群强,尤其在高Cu(100μmol/M)处理更为显著：如铜绿山和赤马山叶片净光合速率分别为13.15μmol CO₂ m^-2 s^-1和12.59μmolCO₂ m^-2 s^-1,为红安种群(1.07μmol CO₂ m^-2 s^-1)的13倍;铜绿山和赤马山种群的光能利用效率分别为0.0221μmol CO₂ μmol^-1和0.0224μmol CO₂ μmol^-1 photon,为红安种群(0.003μmolCO₂ μmol^-1 photon)的7倍。表观量子产额在两个矿区种群中没有明显的变化,低Cu (5和20μmol/L)处理促进了矿区种群叶绿素（Chl a 和Chl b）含量的增加,而非矿区种群的这两个指标则随处理浓度的增加而迅速下降。来自矿区两个种群的蒸腾速率受铜的胁迫影响较小,而来自非矿区种群随处理浓度的加大而明显降低,其叶片的蒸腾速率在5、20μmol/L和100μmol/L浓度处理时迅速下降为对照的62.74%、50.96%和42.6%;水分利用效率在矿区两个种群中随处理水平的增大而提高,在100μmol/L处理时铜绿山和赤马山种群分别是对照的161.83%和130.41%,而非矿区种群随处理浓度的增加而急剧降低。另外,矿区两个种群的呼吸速率和气孔阻力随处理浓度的降低和升高的幅度明显比非矿区小。总之,在铜污染胁迫下,矿区种群保持的这种生理生态特性是其能在这种环境中正常生长定居的重要原因,是其长期进化的结果。     

厚颌鲂(Megalobrama pellegrini)的繁殖生物学特征

从长江上游一级支流龙溪河收集了1382尾厚颌鲂开展繁殖生物学研究。结果表明,厚颌鲂繁殖期为4～7月份,盛期为4～5月份,在繁殖季节可借第二性征辨别性别。繁殖群体主要由2、3龄个体组成,总性比♀∶♂＝1∶1.83。厚颌鲂2龄初次性成熟（♀∶75%;♂∶94.7%）,3龄个体全部成熟。最小性成熟雌性全长189.0mm,体长158.0mm,体重72.1g,成熟系数2.7%;雄性全长179.0mm,体长149.0mm,体重57.1g,成熟系数2.2%。厚颌鲂绝对怀卵量为(59587.22±59018)粒,相对怀卵量为(212.64±89.50)粒/g或(230.96±137.63)粒/mm,绝对怀卵量和相对怀卵量均在5龄大幅增长。比较繁殖力以3龄组最高,2、4、5龄组相近。集群繁殖需要18℃以上水温和其他一些生态因子刺激,亲鱼追逐约1h左右产卵。