古气候定量重建—共存似然估计正态分布法的新认识*

利用植物估计气候是定量重建过去气候参数的主要途径之一。共存似然估计正态分布法(P-CRACLE)是一种基于生物分类学的气候定量重建方法,它利用全球范围内的植物分布数据来获取植物的耐受区间,并假定植物分布的气候变量沿正态分布,以此计算植物组合最有可能共存的气候区间。该方法基于全球现代植物样地较好地验证了该方法的可靠性,但在获取植物分布数据以及气候数据的处理方面仍存在不足。为更深层次验证该方法的可靠性,本文挑选了26个研究点,基于全球生物多样性信息设施(GBIF)数据库获取植物的全球分布资料,并使用两种分辨率(0.5弧分、2.5弧分)的气象网格数据(WorldClim 2.1)获取分布点的气候参数,引入传统的相互气候范围方法(MCR)与P-CRACLE同时计算研究点的气候共存区间。结果显示,使用不同分辨率气象网格数据的结果无明显差别, MCR和P-CRACLE获取年平均温度的平均分辨率分别为8.3℃、1.7℃,年平均降水的平均分辨率为1120 mm、280 mm, P-CRACLE获取的气候区间分辨率远比MCR更精确。随后,基于每一种植物分类群的气候参数到达研究点气候观测值的百分位,选取百...     

生物多样性信息资源.Ⅱ.环境类型数据

环境类型数据是研究生物多样性分布格局、多样性形成与维持机制、物种保育等很多重要生态学问题的基础。近年来,随着环境监测网络在全球范围内的不断扩张与新监测手段的不断涌现,区域和全球尺度上的不同类型的环境数据呈爆炸式增长。然而,这些海量的数据零散地分布在互联网的各个角落,给生物多样性研究人员了解数据信息、高效选择和利用数据等带来了挑战。面对环境数据来源广、分布零散的现状,本文从气候、地形地貌土壤与生境异质性、土地覆盖、水文和其他等5个方面对环境数据进行整理,并且选取其中一些使用频率较高的数据集,从它们的数据来源、数据结构、数据获取方式、数据精度以及数据使用情况等方面举例介绍。本文共介绍了45个不同类型的数据集,既包括WorldClim气候数据、HWSD(Harmonized World Soil Database)土壤数据等在生态学中频繁使用的数据集,也包括气候变化速率、EarthEnv生境异质性数据、全球森林覆盖数据、全球光污染数据等最新发布或较少使用的数据集。另外,需要指出的是,这些数据集远不能涵盖目前所能获得并在持续增加的环境类型数据。作者希望本文的不完整总结能够为研究人员高效选择和有效利用这些和其它相似的环境数据提供参考。     

上海青浦8.5kaB.P.以来植被演变与气候波动

钻孔取自上海青浦县赵巷镇,柱长19.8m,5个14C年龄(AMS测定)年代跨度从13460±60aB.P.到2660±60aB.P,但缺失全新世早期沉积。对15m以上(8.5aB.P.)部分系统采集了35孢粉样品,样品分辩率在150a左右(少数样品除外);通过有序分割并综合图谱特征划分出7个孢粉带和2个亚带,据此恢复和重建了本区8.5kaB.P以来植被变化和气候波动历史。具体结果为与现今气候相比,8.5aB.P.～8.2kaB.P.为冷干期,但气候呈上升趋势,地带性植被为含常绿阔叶树种的落叶阔叶林;8.2kaB.P.～8.0kaB.P.为暖湿期、常绿阔叶林,气候处于峰值,温度高于现今2℃左右,降雨量高于现今400mm左右;8.0kaB.P.～7.6kaB.P.为冷干期、落叶阔叶和针阔混交林,气候处于谷值,温度低于现今2℃左右,降雨量少于现今400mm左右;7.6kaB.P.～6.2kaB.P.为暖湿期、常绿阔叶林或常绿、落叶阔叶混交林;6.2kaB.P.～4.0kaB.P.为温干期、含常绿阔叶树种的落叶林或针阔混交林;4.0kaB.P.～3.0kaB.P.为温凉略湿期、含常绿阔叶的落叶阔叶林;3.0kaB.P.～1.5kaB.P.为暖湿期、常绿阔叶林,但2.6kaB.P.以来又有变冷趋势。 文中还对常绿阔叶木本孢粉与总木本孢粉的比值(E/W)的生态意义进行了讨论。     

贵州白鹇湖沉积物中孢粉记录的5.5kaB.P.以来的气候变化

通过对白鹇湖沉积物柱芯孢粉组合的剖面变化分析,在有机质14C定年基础上,探讨了白鹇湖地区过去5.5 ka calB.P.以来的植被演替和气候变化过程.研究结果表明,5500-4500 aB.P.期间,各类植被比较丰富,气候温暖湿润;4500-2750 aB.P.期间,干旱草本和蕨类植物开始出现,是气候转变过渡期;2750-1500 aB.P.期间,木本植物组合类型发生明显变化,喜湿草本减少,耐旱草本增加,气候向温凉干旱化发展;1500 aB.P.至今,木本植被和喜湿草本继续减少,中生耐旱草本和蕨类植物数量继续大幅增加,干旱化趋势明显,植被组合向典型石漠化植被组合类型发展.白鹇湖沉积物剖面孢粉组合变化表明,该地区近5000a来气候变化以温度下降、降水减少为主要趋势,并存在明显的陆地植被退化现象.研究还揭示了自然气候变化事件(如气候持续干旱)可导致喀斯特地区发生石漠化,证实了喀斯特地区生态环境具先天脆弱性.科学评估白鹇湖地区气候干旱化趋势及其生态环境影响对指导该地区科学应对气候变化具重要意义,亟待加强.     

基于青冈和滇青冈生态位模拟的湿润和半湿润常绿阔叶林替代分布及气候解释

为揭示湿润常绿阔叶林和半湿润常绿阔叶林替代分布的气候制约变量,该研究选择其代表性优势树种青冈(Cyclobalanopsis glauca)和滇青冈(C.glaucoides)为研究对象,收集两个物种的标本分布点数据和19个生物气候变量图层数据,运用MaxEnt模型,模拟其潜在分布区,通过判别分析(DFA)、方差分析(...     

中国北方4个乔木属花粉—气候响应面模型研究

借鉴地质趋势面和生态响应面的方法,考虑到中国北方特殊的气候与植被状况,进行了表土花粉丰度与气候参数(年均降水量和7月均温)之间的非线性函数方程即花粉-气候响应面模型的研究。并从实际出发,选择了分布较广、生态指示意义较大的松属(Pinus)、桦木属(Betula)、栎属(Quercus)和云杉属(Picea)等木本植物,依数据变换方式的不同,共采用了22种建模方案来建造它们的花粉-气候响应面模型。通过对模型方程进行质量检验,选择质量最优的建模方案建模,结果表明模型对数据拟合较好,可用于中国北方定量重建古环境的研究工作中。     

农田灌溉对气候的影响研究综述

过去200年全球灌溉农田面积迅速扩张,灌溉对气候的影响逐渐受到世界各国研究者的关注。回顾了过去有关灌溉对气候的影响研究,归纳了前人的研究手段,指出了目前研究中存在的问题和困难,并提出了未来灌溉对气候的影响研究应该注重如下几个方面:1)同时利用观测数据分析方法和模型模拟研究方法进行灌溉对区域气候的影响,并将两者的结果进行对比分析,以求做到互相验证;2)对于缺乏地面观测数据或者地面数据受其他因素(比如:城市化)影响大的区域,建议利用遥感观测数据进行灌溉对地表参数的影响研究;3)注意对灌溉四大属性(灌溉位置、灌水量、灌溉方式和灌溉时间)的精确模拟,可以考虑耦合气候模型和作物模型进行模拟研究,并注意区分灌溉旱地和灌溉水田。4)提倡利用多模式集合的方式研究灌溉对区域气候的影响,以减少灌溉对气候影响(强度和方向)模拟结果的不确定性;5)未来也应该考虑模拟灌溉和气候变化间的互馈影响。     

猕猴桃属植物狗枣子(Actinidia kolomikta ( Maxim. & Rupr. )Maxim.)的生态地理分布及其植物地理学意义

作者认为狗枣子(Actinidia kolomikta ( Maxim. & Rupr. ) Maxim.)是一个多型的、具有两个间断布区的适应于地带性针阔叶混交林生境的猕猴桃属植物.文中还根据狗枣子的生态地理分布特征,认为狗枣子的现代中国西南--东北亚间断分布的格局是东亚第三纪以来气候回旋变化的结果所造成的.狗枣子原始分布区(中国西南高山)受气候回旋变化的胁迫衍生出次生的东北亚分布区.由于气候的振荡变化,水平方向上原有的连续分布区逐渐断裂而形成现代的间断分布格局.据此文中还指出,狗枣子分布区的这种传播扩散模式在东亚湿润季风区植物的散布与现代分布格局的形成方面具有普遍意义.     

带岭林区小形鼠类数量动态的研究——Ⅱ.气候条件对种群数量的影响

在鼠类数量动态的第一篇报导中(夏武平1964),已将带岭林区小形鼠类数量变动情况加以描述,现在再来探讨气候条件对它们数量的影响。有关研究方法、环境条件、工作时间等于此就不再重复了。主要研究对象仍是红背(鼠平)(Clethrionomys rutilus)、棕背(鼠平)(C.rufocanus)和大林姬鼠(Apodemus speciosus)。 一、工作期间的气候概况 第一篇报导中已经指出带岭林区,地处寒温带,冬季很长,真正的夏季极短,气候比较潮湿,年降水量为733.7毫米(1956—1958年平均值),多集中在6—9月。今将1955—     

毛绞股蓝化学成分研究——Ⅰ.黄酮类化合物

本文首次从毛绞股蓝 Gynostemma pubescens(Gagnep.)C.Y,Wu 的茎叶中分得四种黄酮类成分,经理化方法和光谱数据鉴定为:异鼠李素(isorhamnetin),檞皮素(quercetin),异鼠李素-3-0-芸香糖甙(isorhamnetin-3-0-rutinoside)和芦丁(rutin)。     

突尼斯非洲跳鼠（Jaculus jaculus）和埃及跳鼠J.orientalis）群体的等位酶多态及遗传分化

运用16种酶蛋白编码的23个遗传座位对突尼斯非洲跳鼠(Jaculus jaculus)和埃及跳鼠(J.orientalis)自然群体的遗传变异和分化进行了电泳分析.结果表明,与其他啮齿动物等哺乳动物的相关数据比较,发现这两个种群体的遗传变异水平较低.非洲跳鼠群体的观测杂合度(Hobs)为0.08-0.19,多态座位百分比(P)为26.2%-45.2%,每个座何的平均等位基因数(A)为1.1-1.4;埃及跳鼠的Hobs为0.10-0.15,P为29.3%-44.1%,A为1.1-1.7.两个种群体各自的遗传分化程度较低(非洲跳鼠和埃及跳鼠的Fst分别为0.0017和0.0019).而两个种群体间的Fst为0.607(P＜0.05),表明两个种之间高度的遗传分化.本研究支持这两个种分类地位的合法性,并强调了地理因素(环境类犁和生物气候阶段)对两个种遗传结构的影响.     

中国种子植物特有属的地理分布格局

生物特有现象的地理格局及其形成机制是生物地理学的重要研究内容.本文通过整合173个地区的中国种子植物特有属编目资料、环境和空间因子数据,运用多元回归和方差分解的方法,探索了中国种子植物特有属丰富度及其占全部种子植物属丰富度的比例(特有属比例)与环境(生境异质性和气候)和空间因子的关系.结果表明:(1)特有属丰富度及特有...     

地-气间碳通量气候响应的模拟 I.近百年来气候变化

利用一个简单的计算陆地生态系统净碳通量的数学模型 ,根据最新重建的 1 90 1～ 1 995年间全球陆地 0 .5× 0 .5度的气候资料 ,对近百年来的主要气候变化特征进行了分析 ,并对碳通量的时间变化和空间分布情况进行了模拟。结果表明 ,2 0世纪 4 0～ 70年代中期的气候条件 (温度下降而降水增加 )最有利于陆地生态系统的净碳吸收 ,而此后的情况 (温度增加而降水减少 )则不利于生态系统的净碳累计。近百年来的气候变化可能对陆地生态系统净吸收大气二氧化碳有重要贡献。对模型的不足也做了讨论。     

子囊菌的一个新目Umbilicariales J.C. Wei & Q.M. Zhou

本文基于核糖体SSU rDNA序列对石耳科Umbilicariaceae的系统地位进行了研究.将所获得的石耳科地衣中6个种的SSU rDNA序列与GenBank中其它地衣型及非地衣型真菌的相关序列进行比对用于系统发育研究.结果表明长期以来系统地位不够明确而暂时被置于茶渍目Lecanorales的石耳科不能被包括在茶渍目中,分子数据支持成立石耳目Umbilicariales.基于分子数据并结合形态学和解剖学特征描述了新目Umbilicariales J.C. Wei & Q.M. Zhou(Lecanoromycetes,Ascomycota).     

利用改进方法预测白蜡窄吉丁在国内的适生区

白蜡窄吉丁Agrilus planipennis在我国正由一种本土次要害虫上升为主要害虫,明确其可能的适生范围、指导各地区及早采取防范措施非常必要.本研究考虑气候、寄主树种分布、气候-寄主树种分布综合数据分别构建模型进行白蜡窄吉丁潜在适生区预测和分析,以期建立一种能够更加准确预测钻蛀类害虫潜在分布区的改进方法.除气候条件外,寄主树种的分布是影响白蜡窄吉丁分布的重要因素,应参与蛀干类昆虫适生区的预测.将非生物因素(气候)以及生物因素(寄主树种分布)作为单一变量时得到的预测结果进行叠加,更加符合白蜡窄吉丁分布现状和生存特性.白蜡窄吉丁在我国仍有继续向中部、南部等未发生区传播扩散的风险,限制敏感寄主树种的栽植是有效防范该虫危害的重要手段.     

气候变化背景下中国农业气候资源变化V.宁夏农业气候资源变化特征

基于1961-2009年宁夏21个气象站点的气象资料,分析了宁夏各区农业气候资源的时空变化趋势.结果表明:研究期间,宁夏各地气温逐渐升高,呈北高南低的空间分布特征,年均气温的气候倾向率为0.4℃·(10 a)-1;大部分地区年降水量呈逐渐减少趋势,年降水量的气候倾向率为4.26 mm·(10 a)-1;无霜期和作物生长季天数随着气候变暖逐渐延长;≥10℃积温在3200℃·d以上的区域向南扩展,宁夏适宜种植中晚熟水稻的区域有所扩大;2001-2009年,宁夏大部分地区适宜种植冬小麦,全区各地几乎都适宜种植春小麦;宁夏南部山区各地7月平均气温≤20℃的区域面积逐渐缩小,适宜种植马铃薯的地域也随之缩小.     

基于MaxEnt模型的中国马尾松分布格局及未来变化

气候因素是影响物种分布的决定性因素之一。根据现有的马尾松分布数据和19个全球气候因子变量数据,依托QGIS 2.18.3和ArcGIS 10.1等软件,运用MaxEnt模型,模拟了马尾松的现分布区,并对其未来分布进行预测,同时对影响马尾松的气候变量进行了分析。结果表明:(1)影响马尾松分布的19个气候变量中,最干燥月的降水量(bio14)和最冷季度的平均温度(bio11)对马尾松分布的影响贡献率超过70%;(2)依托气候数据,对马尾松未来分布进行预测,其未来的分布面积增加,增比为35.82%;(3)使用QGIS 2.18.3软件对未来的气候因子变化进行预测,结果显示,气候变化情况与马尾松未来分布格局相吻合。研究表明,马尾松适应能力较强,未来的气候变化对其分布呈正向影响。     

大兴安岭人为火发生影响因素及气候变化下的趋势

我国重要的北方针叶林地区大兴安岭是林火高发地区.受气候变暖影响,该地区林火发生频率将会发生显著变化.模拟人为火的发生分布与影响因素之间的关系、加强气候变化下人为火的发生分布预测,对于林火管理和减少森林碳损失具有重要作用.本文采用点格局分析方法,基于大兴安岭1967—2006年的火烧数据,建立人为火空间分布与影响因素之间的关系模型,该模型以林火发生次数为因变量,选取非生物因子(年均温和降水量、坡度、坡向和海拔)、生物因子(植被类型)和人为活动因子(距离道路距离、距离居民点距离、道路密度)共9个因子为自变量.并采用RCP 2.6和RCP 8.5气候情景数据代替当前气候情景预测2050年大兴安岭人为火的空间分布状况.结果表明: 点格局模型能够较好地模拟人为火发生分布与空间变量的关系,可以预测未来气候下人为火的发生概率.其中,气候因子对人为火的发生具有明显的控制作用,植被类型、海拔和人为活动等因子对人为火的发生也具有重要影响.林火发生预测结果表明,未来气候变化下,南部地区的林火发生概率将进一步增加,北部和沿主要道路干线附近将成为新的人为火高发区.与当前相比,2050年大兴安岭人为火的发生概率将增加72.2%～166.7%.在未来气候情景下,人为火的发生更多受气候和人为活动因素的控制.     

西北干旱区气候和土地利用变化对水沙运移的影响——以小南川流域为例

认识区域水沙运移规律及其对气候和土地利用变化的响应能够为水土流失防治提供理论依据,是水土资源综合开发的重要前提.本研究以1963-2013年逐月实测气象、径流和泥沙资料为基础,结合20世纪80年代和2000年土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,采用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,系统分析了西北干旱区典型小流域--小南川流域的气候和水沙长期变化特征,并识别了研究区土地利用及植被覆盖度变化特征.在对单要素变化充分解析的基础上,利用多元线性回归等方法,定量探讨了气候和土地利用变化对小南川流域水沙运移的影响机制,并明确了关键作用因子.结果表明: 小南川流域气温向两极化发展,降水量逐渐增加,总体气候变化趋势朝向暖湿方向,极端气候事件发生频率增加,且在20世纪90年代发生突变后,其变化速度和程度均进一步加剧.自20世纪80年代以来,随着经济社会发展,流域内耕地和城镇扩张,林地增加,自然生态环境向良性发展.在土地利用和植被覆盖度变化的主导驱动作用下,流域径流量和输沙量分别以1.7×10⁶ m³·(10 a)^-1和1.5×10⁸ kg·(10 a)^-1的平均速率呈减少趋势.定量化研究结果揭示了植被覆盖度和月平均最高气温是影响该区径流变化的最关键因子,而植被覆盖度和日最大降水量是影响输沙变化的最关键因子.在当前气候变化背景下,生态修复是防止干旱区流域水土流失的最有效途径之一.     

应用DELTA系统对几种球束梗孢Gibellula spp.的分类研究

【目的】通过DELTA数据库及其功能扩展,对所采集的球束梗孢标本进行分类鉴定。【方法】利用基于30个表型特征建立的DELTA数据库,通过生成的检索表,自然语言描述,分类单位聚类树及交互式自动鉴定系统进行鉴定。【结果】全部标本鉴定分属为3个种,它们是尾生球束梗孢(粗壮球束梗孢)Gibellula clavulifera var.clavulifera(Petch)SamsonH.C.Evans,密球束梗孢G.leiopus(Vuill.ex Maubl.)Mains和丽球束梗孢G.pulchra Cavara。【结论】基于DELTA系统所建立的的球束梗孢属表型特征数据库及其功能扩展,为该属后续的分类研究和系统发育重建提供了一个有价值的信息平台。