植物边缘种群遗传多样性研究进展

边缘种群指地理分布边缘可检测到的一定数量的同种个体集合,准确评价其遗传多样性对于理解第四纪冰期后气候变化对物种边缘扩展或收缩、遗传资源保护与利用以及物种形成等有重要意义。该文探讨了维持植物边缘种群遗传多样性的进化机制,分析交配系统对物种边缘及其遗传多样性的影响,比较了边缘与中心种群遗传多样性的差异及其形成的生态与进化过程,并探讨了边缘种群遗传多样性与其所在的群落物种多样性的关系及理论基础。该文提出今后研究的重点是应用全基因组序列或转录组基因序列研究前缘-后缘种群之间或边缘-中心种群之间的适应性差异,边缘种群与所在群落其他物种之间相互作用的分子机制,深入解析边缘种群对环境的适应及边缘种群遗传多样性与群落物种多样性关系的生态与进化过程。     

物种多样性与生态系统功能时间变异性的关系研究进展

近年来物种多样性的急剧丧失使得物种多样性与生态系统功能的时间变异性的关系及其机制问题的研究成为了生态学研究的一个热点。综述了物种多样性与群落集合性质变异性以及种群性质变异性的关系及其机制的最新研究成果：1、理论上探讨造成物种多样性与群落集合性质变异性负相关关系的机制包括：抽样效应、资源利用分化假说、统计平均效应、保险假说、种群变异性的均匀度效应等;但实验研究对理论预期的支持并不是普遍的;2．多样性与种群变异性之间的关系主要依赖于均值-方差尺度系数Z;理论上大部分自然群落是种群变异性应该随着多样性的增加而增加;但有研究表明：在变动环境中多样性对单个组分物种的种群水平有稳定性作用;而经验研究并不能得出多样性对种群变异性效应的清晰模式。讨论了目前的理论和实验研究中存在的和今后研究中需要认真思考的问题。     

高寒草甸植物群落中物种多样性与群落变异性的关系及其机制初探

通过对高寒草甸植物群落中采集的群落数据进行分析,探讨了物种构成的相似性、统计平均、种群变异性和净协方差等机制对形成高寒草甸植物群落中多样性与群落地上生物量变异性之间关系的影响。结果表明,地上生物量的年际变异性随着多样性的增加而减小。物种构成相似性是多样性一变异性负关系产生的原因之一,而相似性与多样性之间并无显著相关关系;统计平均效应是另一个多样性一变异性负关系的主要决定者;净协方差效应、种群变异性对多样性一变异性关系产生的影响不显著或非常有限。     

遗传多样性在啮齿动物研究中的应用

遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础,也是生命进化和物种分化的前提,更是评价自然生物资源的重要依据.遗传多样性在种类繁多的啮齿动物研究中得到广泛应用,本文综述了啮齿动物遗传多样性在鼠害防控、啮齿动物起源和分化及进化历史、啮齿动物的适应潜力、种群数量动态和调节机制、保护生物学方面研究中的应用,提出今后应系统论证种群数量动态与遗传多样性之间的关系,并对啮齿动物遗传多样性进行长期监控.
     

通过遗传多样性探讨极小种群野生植物的致濒机理及保护策略: 以裸子植物为例

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分, 然而由于资源的过度开发利用和生境的破碎化影响了物种的遗传多样性, 甚至威胁到物种的生存适应性和生物多样性。极小种群野生植物是亟待保护的国家重点保护濒危植物,遗传多样性研究对揭示极小种群致濒机理及保护策略具有重要意义。生境破碎化会造成物种遗传多样性降低、种群间分化增加、基因流减少等, 使种群濒危。但在某些物种中, 繁殖特征、进化历史等生物和生态因素的不同也可能造成近期生境破碎化后遗传效应的延迟。裸子植物进化历史悠久, 包含许多孑遗物种, 由于生活史周期长, 遭受生境破碎化后可能短期内显示不出遗传效应的改变, 但长期很难恢复。本文以裸子植物为例综述了濒危植物的遗传多样性研究的案例, 探讨了濒危裸子植物应对环境恶化的维持机制、致濒因素和保护方案, 旨在说明通过遗传多样性研究充分认识极小种群致濒机理对高效保护极小种群野生植物的重要性。     

松材线虫入侵种群形成与扩张机制——国家重点基础研究发展计划“农林危险生物入侵机理与控制基础研究”进展

从种群遗传学和生态学两个不同角度分析了松材线虫成功入侵的机制,种群遗传多样性研究表明,松材线虫入侵过程中,无明显的奠基者效应和由遗传漂变引起的种群遗传瓶颈,由于不同入侵来源的种群多次大量入侵,导致我国入侵种群具有丰富的遗传多样性,入侵过程中保持有高的种群遗传多样性,是松材线虫成功入侵的遗传学机制之一,种间竞争实验结果表明,松材线虫具有高的繁殖潜能和强的竞争能力,在入侵过程中能对本地近缘种产生种间竞争和生态替代,竞争性替代是松材线虫成功入侵的生态学机制之一,种间杂交和基因渗入,有利于松材线虫的入侵,同时,从功能基因组的角度,研究了与松材线虫适应性相关的一些重要基因的结构、功能及其进化,探讨松材线虫成功入侵的生态适应性分子机制,并从生态系统的抵御性和恢复性角度,探讨了生态系统对松材线虫入侵和扩散的影响,此外,对尚需继续深入研究的科学问题进行了讨论,研究结果为进一步揭示松材线虫成功入侵机理的研究奠定了基础,并为松材线虫病的有效管理和控制提供了科学依据。     

分子遗传保护研究进展

介绍了遗传保护的内涵和遗传保护的途径及存在的问题,从遗传多样性检测、种群内遗传变异及进化分化的鉴别、就地或移地保护物种的繁殖与遗传保护、遗传结构地理差异、种群大小的遗传基础与保护等方面综述了遗传保护研究的进展。     

代谢速率调控物种丰富度格局的研究进展

提出生物多样性分布格局的普适性理论和探索其内在形成机制一直是生态学家们研究的焦点之一.到目前为止,已有很多假说被用来解释生物多样性分布规律,但是这些假说的普适性均受到学者们的质疑.最新理论--代谢速率假说以能量相当法则和代谢分形分配网络模型为基础,定量预测了个体及种群生态进化动态过程与群落生物多样性分布格局之间的关系,以及物种丰富度和环境因子之间的关系.代谢速率假说解释了生物多样性的起源问题,也回答了生物多样性如何维持的问题.该文重点综述了代谢生物多样性理论的发展及其相关研究进展.通过和其他假说比较、分析,我们认为随着代谢理论假说的不断发展和完善,代谢生物多样性理论将更具有普适性.同时我们也提出了进一步完善该假说需要解决的一些科学问题.     

中国湿地物种多样性与生境面积关系及其生态学机理的模拟研究

生物群落中的物种多样性是群落生态学研究的一个基本问题。大量的实验研究表明物种多样性和生境面积的常数次幂成比例,这说明它们的对数数量级呈线性正相关。我们研究了中国境内15块湿地的高等植物和32块湿地鸟类多样性,发现它们分别和湿地面积在对数尺度上呈线性正相关．进一步支持了种数与面积的幂指数关系。我们还借助计算机模拟系统地讨论了产生这种简单规律的生态学机理,包括中性理论、集合种群动态和物种分布的自相似性。中性理论假设了群落中物种的个体之间只有竞争关系,忽略了其它的种间关系。集合种群动态理论考虑的是由多个亚群落构成的集合群落,在研究种数和面积关系时也忽略了种间关系,所以也是中性的。尽管物种分布的自相似性可导致这种面积幂指数关系,但在自然界中自相似性也可能不成立。     

遗传负荷理论的一种普适框架

遗传负荷表示种群由于遗传变异能力的存在而在平均适宜度上的损失,定量讨论各种遗传负荷,对研究现实发生水平上的物种进化具有重要意义,以往的遗传负荷理论从种群平衡出发,探讨现实发生水平上的物种进化,可是,进化是种群平衡的位移;这便构成了理论与现实之间的矛盾,为拓展以往的遗传负荷理论,给出了一个描述各种遗传负荷的普适理论框架,利用这个理论框架既能探讨平衡种群的遗传负荷,又能模写非平衡种群的遗传负荷及其变化,从而克服了以往的遗传负荷理论不能描述非平衡种群和不时与生物进化现实相悖的不足之处,为研究物种的进化提供了一种可靠的模拟方法。     

A review on the relationships between plant genetic diversity and ecosystem functioning

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

植物遗传多样性与生态系统功能关系的研究进展

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

海洋岛屿生物多样性保育研究进展

海洋岛屿生态系统因具有明显的海域地理隔离而区别于陆地生态系统,被誉为生物地理与进化生态学研究的"天然实验室".陆地或其它邻近岛屿的种源物种迁移到新的岛屿后,经历地理隔离、特征置换或适应辐射等一系列的岛屿进化过程,形成与种源物种具有显著遗传差异的岛屿特有种.岛屿在小面积范围内分化形成大量的特有种,是岛屿生物多样性最为重要的特点之一.但是,岛屿种群由于分布范围局限、生境脆弱且种群规模较小,岛屿种群较陆地种群具有更高的灭绝风险.本文通过对海洋岛屿物种的起源与演化、遗传结构以及岛屿物种的濒危与保护3个热点问题的讨论,阐述岛屿生物多样性的形成机制、濒危肇因以及岛屿生物多样性保育的重要性.     

不同林分类型下油松毛虫（Dendrolimus tabulaeformis Tsai et Liu）种群遗传多样性

采用AFLP技术对平泉县的1个油松-落叶松混交林和2个油松纯林中油松毛虫(Dendrolimus tabulaeformis Tsai et Liu)的135个个体进行了遗传多样性和遗传结构的研究,并调查了3个油松林群落的各种环境条件.结果表明,纯林中油松毛虫种群的遗传多样性高于混交林中的油松毛虫种群;林木生长状况为影响不同油松纯林群落中油松毛虫种群遗传多样性的重要因素;混交林对油松毛虫种群之间的基因流有阻断作用,油松毛虫种群的基因流大小与油松林之间的物种多度呈反相关.     

八仙山国家级自然保护区山樱花种群结构特征

山樱花(Cerasus serrulata)是樱花的野生种,其花色和树形优美,是重要而稀少的樱属观赏植物资源。近年,在燕山山脉东麓的天津北部山区,发现比较集中分布的山樱花种群。为明确该野生山樱花种群特征,探究其生态分布习性,本研究选取了天津八仙山国家级自然保护区阴坡、山脊、阳坡3种不同坡位中的山樱花群落,设置样地进行了野外群落学调查,研究了山樱花的种群结构及所在群落物种多样性随海拔和坡位的变化规律,并运用主成分分析法,分析群落间的差异以及群落结构对多样性变化的影响。结果表明:(1)山樱花为落叶阔叶林伴生种,所在群落乔木层主要树种为蒙古栎(Quercus mongolica)、槲栎(Q.aline)、白蜡(Fraxinus chinensis)、鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、臭檀(Euodia daniell)、桑(Morus alba)和元宝槭(Acer truncatum),灌木层主要物种为迎红杜鹃(Rhododendron mucronulatum)、三裂绣线菊(Spiraea trilobata)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、大花溲疏(D.grandiflora)、大叶朴(Celtis koraiensis)和锦带花(Weigela florid);山樱花种群结构和所在群落的结构依坡位不同而发生变化;(2)山樱花种群的年龄结构呈倒"J"型分布,600~800 m海拔和阳坡更新状况最好;(3)不同坡位山樱花种群的Shannon生态位宽度为阳坡>山脊>阴坡。与山樱花生态位重叠最高的种群,阴坡为中国黄花柳和蒙古栎,山脊为臭檀和蒙古栎,阳坡为杏和桑;(4)山樱花所在群落的乔木层径级分布呈倒"J"型,多样性指数随海拔增加先增后减;阴坡多样性指数最高,山脊和阳坡较低。灌木层的多样性指数变化趋势与乔木层相反。群落的物种多样性将随群落发育而增加,其优势种的优势度也将进一步提高,作为伴生种的山樱花种群将在阴坡可能衰退,在山脊和阳坡发育良好。该研究可为我国北方地区野生山樱花种群的保护与开发利用提供科学的参考依据。     

生产力、可靠度与物种多样性:微宇宙实验研究

近年来,生物多样性与生态系统功能的关系成为生态领域内一个重大科学问题。有一些实验研究表明,物种多样性的降低会使生态系统的生产力、稳定性等功能受损,然而对这些实验结果的解释却产生了激烈的争论,因为有两种机制-“生态位互补”和“抽样效应”都可能会产生这种结果。本项研究通过微宇宙实验探讨了物种多样性与生态系统生产力及其可靠度的关系。在10种单细胞藻类中随机抽取物种,构建具有不同物种丰富度的水生群落,并使同一物种丰富度水平的群落之间没有物种交叉,然后检测物种丰富度对群落生产力及其可靠度的作用,群落生产力以藻类干重表示,自实验开始后第4周起,每周测定1次,共测5次。结果显示：物种丰富度对群落生产力有正效应,并且这种正效应随时间推移而增强;许多混合群落的生产力超过了该群落内所有物种的单产,即发生了超产现象,在实验初期某些特定物种对一些混合群落生产力有主要贡献,而在实验后期却没有任何多物种群落的生产力受个别物种存在与否的影响,群落生产力的可靠度与物种丰富度之间不存在显著相关。从以上结果可以得知：物种多样性对群落生产力有着逐渐增强的正效应;物种多样性对生产力的正效应是生态位互补和抽样效应共同作用的结果,但随时间推移,抽取效应逐渐减弱,本顶研究支持了关于生态位互补与抽样效应在多样性正效应中共同起作用的认识,并说明了这两种机制的相对重要性随时间推移而发生改变。     

珍稀濒危植物海南粗榧种群遗传多样性研究

利用RAPD技术对珍稀濒危植物海南粗榧（Cephalotaxus manniiHook.f.)遗传多样性水平,分布、濒危原因及物种保护等问题进行了探讨。结果表明：1、海南粗榧在海南岛的5个取样地点表现出低水平的遗传多样性,对环境变化物适应能力不强;2、海南粗榧种群内和种群间的遗传多样性所占比例有很大差异,绝大部分变异分布于种群内（DAN多样性为85.1%);种群间仅有较低程度的分化;3、人为砍伐,植被破坏,台风、被食用遗传漂变是海南粗榧遗传多样性低水平的主要原因,也是物种濒危的主要原因;4、对于呈零星分布的濒危植物海南粗榧的研究与保护,应充分考虑个体小环境之间的差异。考虑影响小种群的随机因素;5、应采取有力措施,就地保护现有种群,并寻求适当的方法迅速扩展种群,降低基因丧失率;选择遗传多样性较高且破坏相对较小的黎母岭种群作为保护重点;同时应加强对其他种群的保护与管理;6、海南粗榧种群内,种群音质遗传多样性在不同引物之间有较大差别。多态性位点百分率则是种群间的变化大于引物间的变化。     

极小种群植物水松群落系统发育多样性分析

极小种群植物水松（Glyptostrobus pensilis（Staunton ex D.Don）K.Koch）是著名的孑遗植物,被列为我国Ⅰ级重点保护和极小种群野生植物,在IUCN红色名录中被评估为"极危"等级,且种群数量仍在继续减少。水松主要分布于我国华南和东南地区以及越南和老挝。本研究对我国42个水松种群周边植被、种群健康状况、群落干扰类型、外来植物入侵状况等进行了调查,采用系统发育多样性相关指数对该物种所在群落进行了研究。结果显示,系统发育多样性指数对水松种群状况具有一定的指示性,人为干扰对所在群落的影响越严重,种群的健康状况愈差;具有较高系统发育多样性水平（PD值）的群落内水松种群状况良好;入侵物种的存在会使群落系统发育结构聚集,系统发育多样性水平降低。因此,在对水松种群进行保护时,要尽量减少群落中人为恶性干扰因素和外来植物的入侵威胁,以增强水松种群和个体的健康水平,维持群落系统发育的多样性,从而提高水松种群抵抗力和恢复力的稳定性。     

马鹿线粒体DNA研究新进展

线粒体DNA作为理想的分子遗传标记被广泛应用于马鹿进化生物学、种群遗传学和保护生物学的研究.该文阐述了mtDNA在马鹿中的研究进展,重点介绍马鹿mtDNA序列的研究概况及其多态性在马鹿物种识别、起源和进化、地理分化、遗传多样性和保护管理等方面的应用情况.     

植物种多样性对生态系统功能的影响

采用8种1年生植物,利用室外盆栽方法构建的植物群落对物种多样性与群落生产力、杂草入侵性之间的关系及其潜在的作用机理进行了研究.结果表明,各物种单播时其生产力和抗杂草入侵能力都有较大差异.物种多样性与群落生产力之间不存在线性关系,而呈现单峰格局关系,即在一定范围内(本研究为4种),物种多样性对生产力增加有促进作用,超过该范围,物种多样性增加,群落生产力不再增加.但群落生产力和物种多样性均与杂草入侵量之间呈显著负相关关系.相对产量总和(RYT)分析表明,资源互补效应是本研究中所观察到的多样性-生产力、多样性-入侵性及生产力-入侵性关系的主要作用机理.