生物土壤结皮对种子萌发和幼苗建植的影响研究进展

生物土壤结皮（BSC）在陆地生态系统中具有重要的生态地位,尤其是旱地生态系统中,BSC占据了种子植物之间的广阔地面。因此,BSC的发展必然影响种子植物更新过程与植被空间格局;但其作用方式、影响程度等因相关研究涉及多气候要素、土壤类型、BSC组成物种和种子植物物种的差异及其不同组合,导致目前的研究结论存在广泛争议。研究综合论述了BSC改变地表微形态对种子传播过程的影响;BSC改变土壤特性（物理、化学、生物学）对种子萌发和幼苗存活与建植等关键环节的影响;并结合种子形态特征及种子萌发、幼苗建植的性状等,综合分析了BSC对种子传播、种子萌发与幼苗建植等更新过程的潜在影响机理;探讨了目前研究矛盾性结论产生的原因。总体来说,深入研究并全面揭示BSC对种子植物更新过程的影响,应加强学科交叉,将分子生物学、植物生理学、生物化学等微观研究,与遥感、野外生态因子过程监测、控制实验等宏观、中观研究结合,从机理到过程方面动态研究BSC对种子植物更新过程的影响,并引入水文模型、气候模型、种群动态模型等模型预测方法,研究气候变化、各类干扰频发的情景下,BSC对种子传播、萌发及幼苗建植过程的潜在影响,以期促进对BSC与种子植物间相互关系的研究,加深对干旱脆弱生态系统植被发展规律的认识。     

种子的长距离风传播模型研究进展

 植物种子的长距离传播在物种迁移、生物入侵、保护生物学等领域有重要的生态和进化意义。种子传播有很多方式,开阔草原等地区的草本植物和许多热带和温带的树木都是通过风传播种子的。风传播的方式最适合进行种子长距离传播现象的模拟研究。种子的风传播模型是传播生态研究的一个重要领域,尤其是种子的长距离风传播模型,对于外来入侵植物的扩散和破碎化景观中植物种群的基因交流等生态过程研究举足轻重,然而国内鲜见这方面的研究成果。本文综述了种子长距离风传播现象研究的背景和意义,分析了风传播种子模型的基本形式和构成原理,并分别就现象模型和机理模型的相关研究进展进行了总结,同时指出了未来发展的几个重要方向。种子的风传播模型可以分为现象模型和机理模型两类,现象模型按种子传播核心的形式包括短尾模型、偏峰长尾模型和混合传播核心模型,后两者对于长距离传播数据的模拟可以取得很好的效果。机理模型按照模拟机制可分为欧拉对流扩散模型和拉格郎日随机模型两类。本文重点介绍了种子的长距离风传播现象的形成机理和两类机理模型的参数构成和处理方式。适合种子脱落的天气和适合传播的天气的同步性可能是形成种子长距离风传播的一个重要前提,林缘和地表存在的上升气流及大风和暴风中形成的速度梯度都可能对于种子的长距离传播有重要的作用。机理模型的操作因子主要包括生物方面的因子、气象方面的因子和地形方面的因子。同时对目前几个应用比较成功的机理模型进行了简要的介绍和评价,包括倾斜羽毛模型、对流-扩散-下降模型、无掩蔽模型、背景模型、WINDISPER及其改进模型和PAPPUS模型。最后指出,目前在风传播种子的长距离模型研究中,对草本植物种子的传播模拟的投入明显不如树木种子的长距离传播模拟,对于破碎化景观中种子长距离的风传播的研究还存在很大的差距,而对提高机理模型预测能力的高分辨率物理环境数据输入技术的需求则为多学科交叉提供了很好的机会。     

动物与植物种子更新的关系Ⅱ．动物对种子的捕食、扩散、贮藏及与幼苗建成的关系

植物的繁殖体总是面临来自各类生物（如昆虫、脊椎动物、真菌）的捕食风险。因动物捕食引起的种子死亡率影响植物的适合度、种群动态、群落结构和物种多样性的保持。种子被捕食的时间和强度成为植物生活史中发芽速度、地下种子库等特征的主要选择压力,而种子大小、生境类型等因素也影响动物对植物种子的捕食。捕食者饱和现象被认为是植物和种子捕食者之间的高度协同进化作用的结果,是限制动物破坏种子、提高被扩散种子存活率的一种选择压力。大部分群落中的大多数植物种子被动物扩散。种子扩散影响种子密度、种子被捕食率、病原体攻击率、种子与母树的距离、种子到达的生境类型以及建成的植株将与何种植物竞争,从而影响种子和幼苗的存活,最终影响母树及后代植物的适合度。种子被动物扩散后的分布一般遵循负指数分布曲线,大多数种子并没有扩散到离母树很远的地方。捕食风险、生境类型、植被盖度均影响动物对种子的扩散。植物结实的季节和果实损耗的过程也体现了其对扩散机会的适应。许多动物有贮藏植物种子的行为。动物贮藏植物繁殖体的行为,一方面调节食物的时空分布,提高了贮食动物在食物缺乏期的生存概率;另一方面也为种子萌发提供了适宜条件,促进了植物的扩散。于是,植物与贮食动物形成了一种协同进化关系,这种关系可能是自然界互惠关系（mutualism)的一种。影响幼苗存活和建成的因子包括种子贮蒇点的微生境、湿度、坡向、坡度、林冠盖度等。许多果食性动物吃掉果肉后,再将完好的种子反刍或排泄出来。种子经动物消化道处理后,发芽率常有所提高。     

不同空间尺度下的肉果植物扩散过程和机理

肉果植物扩散的生态学过程在最近得到生态学者们的广泛关注,其扩散过程包括果实搬运、果实消耗、种子雨、种子取食、种子库动态、萌发和幼苗定居等。许多过程涉及到果食性动物和肉果植物之间的互惠的协同进化关系。对最近15a关于肉果植物扩散的研究论文进行了综述,探讨在生境、微生境、景观和区域等常用的空间尺度上,肉果植物扩散和定居过程的格局与机理。     

种子大小及其命运对植被更新贡献研究进展

种子是种子植物的繁殖体.种子对后代的资源投入将会直接影响后代的适合度进而影响到植被群落的更新.一般较大种子物种在种子萌发和幼苗生长阶段是具有较大优势的;但较小种子物种在逃避被动物采食和形成持久的土壤种子库成为植被更新的后备动力方面具有较大的优势.在不同的选择压力下,不同大小种子在以后的生活史中具有不同的命运,对植被的更新也具有不同的贡献.本文主要从种子大小和种子的传播散布、种子萌发、种子存活以及种子土壤库等方面综述了国外关于种子大小及其以后命运对植被更新贡献的研究结果,并对国内的相关研究提出了一些建议：种子生态学研究需要结合群落特点以及微环境等,开展从种子生产到幼苗更新全过程的系统性研究,为植物物种多样性保育和退化植被恢复方面提出有科学依据的管理措施.     

植物花粉,种子湍流扩散的梯度——输送模型

运用梯度──输送理论分析了植物花粉、种子湍流扩散的不同情况,导出了植物花粉、种子散布的湍流扩散模型,并运用此模型研究了亚热带常绿阔叶林优势种四川大头茶的种子散布格局.     

应用细胞自动机对一年生植物种群扩散进行理论研究

应用细胞自动机方法构造了用于研究一年生植物扩散的理论模型并应用该模型模拟了一年生植物（杂草）种群在同质环境中的扩散。一年生杂草种子的扩散距离和分布是其种群扩散的主要方式,故本文将其种子扩散分布作为构建邻域细胞函数的基础。根据Howard(1991)^[1]提供的某一年生杂草种子的扩散数据,本文导出了一个25邻的邻域细胞函数和相关的转移函数。建立了一个受控的细胞自动机模型。通过模拟,发现在同质环境中聚集在一起的一年生植物杂草越多就需要越大的控制力才能限制它们扩散;生长于农田边缘的杂草更容易被控制。这些模拟结果表明该模型能较好地表现生态学中的两个众所周知的现象;生物的聚集效应和边缘效应。希望自动机方法和在本文获得的知识将有助于我们制订植物种群的最优管理策略。     

啮齿类对植物种子的传播作用

种子植物是固着生活的有机体 ,如果能成功地将种子扩散到适宜的生境 ,将会在生存竞争中获得优势。在长期的进化过程中 ,不同的植物依赖不同的媒介传播种子 ,如风传播 ,水传播 ,或自身的力量传播 (重力、弹爆力等 )。在很多情况下也依靠动物完成种子扩散 ,即所谓的动物传播。根据依赖的动物对象不同可以分为蚁传播 ,鸟传播 ,哺乳类传播 ,以及鱼传播 ,爬行类传播等。哺乳类中传播种子的类群主要包括翼手类 ,灵长类和啮齿类。由于能够飞行 ,热带食果实的蝙蝠(属翼手类 )对种子的传播作用最明显 ,研究得也最多 ,源于蝙蝠类的传播特称为ｃｈｉｒ…     

秦岭南北坡森林鼠类对板栗和锐齿栎种子扩散的影响

森林鼠类的种子贮藏行为对植物的扩散及更新会产生积极的影响。2012和2013年秋季,分别在秦岭北坡的周至国家级自然保护区和南坡的佛坪国家级自然保护区内,调查了森林鼠类对板栗(Castanea mollissima)和锐齿栎(Quercus aliena)种子的取食和扩散差异。结果显示:1)秦岭南北坡的环境因素,特别是植被因素,对鼠类扩散板栗和锐齿栎种子具有重要的影响。南坡较为丰富的壳斗科植被种类,导致2种种子在南坡存留时间均长于北坡,而北坡的扩散取食和丢失率均高于南坡。2)种子特征影响鼠类的取食或贮藏偏好。由于较高的蛋白、脂肪等营养含量,鼠类更喜好取食或搬运贮藏板栗种子。然而,低营养但高丹宁含量的锐齿栎种子仍然被鼠类大量贮藏。3)2种种子在南北坡的扩散历程在两个年份间有很大差异,在食物相对匮乏的年份(2012年),种子被扩散的速度更快且丢失的比率更高。这种差异反映了种子大小年现象对森林鼠类取食和贮藏策略的影响。4)无论在秦岭南坡还是北坡,营养价值含量(如蛋白和脂肪)较高的板栗种子的取食和贮藏距离都明显大于营养价值含量较低的锐齿栎种子,这与最优贮藏空间分布模型的预测一致。     

种子地理学:概念及其基本科学问题

本文提出了"种子地理学"的新概念,给出了定义,并归纳了种子地理学的研究内容,阐述了种子地理学的科学问题和主要任务.种子地理学是在植物地理学、植物群落学和种子生态学等学科基础上发展起来的一门新兴的交叉学科,研究种子从宏观至微观各种生物学性状的地理变异规律及其与环境因子的关系,以及种子性状的形成、发展和变化趋势.其主要内容可概括为:1)种子质量的地理学;2)种子化学成分的地理学;3)种子形态学性状的地理学;4)种子细胞学性状的地理学;5)种子生理学性状的地理学;6)种子遗传学性状的地理学;7)花和果实的地理学.开展种子地理学研究,能更好地理解植物种子对环境的长期适应进化规律.     

多囊肾病动物模型的研究进展

多囊肾病(Polycystic kidney disease,PKD)是以肾脏充满多个液性囊泡,细胞增殖异常,间质炎细胞浸润及细胞外基质重塑等病理特点为主的遗传性疾病。主要分为常染色体显性多囊肾病(Autosomal dominant polycystic kidney disease,ADPKD)及常染色体隐性多囊肾病(Autosomal recessive polycystic kidney disease,ARPKD)。ADPKD更为常见,发病率约为1:500-1000,约50%的患者到60岁会发展为终末期肾脏病。ARPKD较少见,发病率约为1:20000-1:40000,患者多在婴幼儿时期死亡。目前,一旦多囊肾发展为终末期肾脏病,除了肾脏移植和透析外没有更有效的治疗方法,因此,早期的诊治对延缓多囊肾进展及防止其发展为终末期肾脏病是至关重要的。多囊肾动物模型的建立在研究多囊肾疾病具体发病机制及新药研发中具有重要意义。本文介绍了PKD疾病动物模型的研究进展,包括经典PKD自发模型、化学诱导模型及基因修饰模型。     

First principle-based models in plant suspension cell cultures: a review

In this work, the development and application of published models for describing the behavior of plant cell cultures is reviewed. The structure of each type of model is analyzed and the new tendencies for the modeling of biotechnological processes that can be applied in plant cell cultures are presented. This review is a tool for clarifying the main features that characterize each type of model in the field of plant cell cultures and can be used as a support on the selection of the more suitable model type, taking into account the purpose of specific research.     

On stochastic compartmental models

The statistical averaging of compartmental models with parameters being random processes is derived for the case of vanishing input and uniformly bounded input. The difference of resulting models is discussed.     

Measures of Imbalance for Unbalanced Models

In this paper we present a procedure to measure the degree of imbalance of an unbalanced data set. The procedure is based on choosing an appropriate loglinear model for the subclass frequencies of the data. A measure of imbalance is then introduced as some function of the chi-squared statistic used in the goodness-of-fit test for the loglinear model. The proposed procedure can also be used to measure departures from certain types of balance, such as proportionality of subclass frequencies, partial balance, and last-stage uniformity.     

A bivariate cure-mixture approach for modeling familial association in diseases

For modeling correlation in familial diseases with variable ages at onset, we propose a bivariate model that incorporates two types of pairwise association, one between the lifetime risk or the overall susceptibility of two individuals and one between the ages at onset between two susceptible individuals. For estimation, we consider a two-stage estimation procedure similar to that of Shih (1998, Biometrics 54, 1115-1128). We evaluate the properties of the estimators through simulations and compare the performance with that from a bivariate survival model that allows correlation between ages at onset only. We apply the methodology to breast cancer using the kinship data from the Washington Ashkenazi Study. We also discuss potential applications of the proposed method in the area of cure modeling.     

Moment Equations and Dynamics of a Household SIS Epidemiological Model

An SIS epidemiological model of individuals partitioned into households is studied, where infections take place either within or between households, the latter generally happening much less frequently. The model is explored using stochastic spatial simulations, as well as mathematical models which consist of an infinite system of ordinary differential equations for the moments of the distribution describing the proportions of individuals who are infectious among households. Various moment-closure approximations are used to truncate the system of ODEs to finite systems of equations. These approximations can sometimes lead to a system of ill-behaved ODEs which predict moments which become negative or unbounded. A reparametrization of the ODEs is then developed, which forces all moments to satisfy necessary constraints.Changing the proportion of contacts within and between households does not change the endemic equilibrium, but does affect the amount of time it takes to approach the fixed point; increasing the proportion of contacts within households slows the spread of the infection toward endemic equilibrium. The system of moment equations does describe this phenomenon, although less accurately in the limit as the proportion of between-household contacts approaches zero. The results indicate that although controlling the movement of individuals does not affect the long-term frequency of an infection with SIS dynamics, it can have a large effect on the time-scale of the dynamics, which may provide an opportunity for other controls such as immunizations to be applied.     

Compound Regression Models for Ordered Categorical Data

A general class of sequential models for the analysis of ordered categorical variables is developed and discussed. The models apply if the ordinal response may be subdivided into two or more meaningful sets of response categories. The parametrization explicitly makes use of this subdivision. The models furnish a linear alternative to non-linear models which incorporate a scale parameter. They are shown to be special cases of multivariate generalized linear models. Applications are discussed with the use of several examples.