生物多样性与生态系统功能:最新的进展与动向

生物多样性与生态系统功能的关系及其内在机制是当前生态学领域的重大科学问题。 2 0 0 2年以来人们不再过多地纠缠于“抽样 -互补之争” ,对这一世纪课题的认识又有了新的进展。 (1)人们开始运用已有的知识揭示更大时间和空间尺度上的物种多样性 -生态系统功能关系。多样性作用机制可能存在着动态变化———“抽样向互补转型” :群落建立初期 ,抽样效应是主要的多样性作用机制 ;随时间推移 ,生态位互补成为主要机制。理论研究则预测 :局域尺度上生态系统功能与物种多样性呈现单峰曲线关系 ,在区域尺度上为单调上升关系 ;(2 )非生物因素与多样性 -生产力的交互关系吸引了许多实验研究。人们发现 :物种多样性 -生产力关系可能会受到资源供给率和环境扰动的修正 ,环境因素可能是多样性 -生产力关系的幕后操纵者 ;(3)人们开始重视营养级相互作用对于多样性 -生态系统功能关系的影响 ,生态位互补和抽样假说开始被扩展运用到消费者营养级上 ;(4 )人们开始认真思考物种共存机制在多样性 -生态系统功能关系的形成中所扮演的角色。理论模型研究表明 ,不同的物种共存机制会导致不同的多样性 -生产力关系     

太白山牛皮桦-巴山冷杉混交林空间格局及关联性研究

采用改进的点格局分析法——邻域密度函数（Neighborhood Density Function,NDF）对太白山地区桦林-冷杉林交错区内主要树种的空间分布格局、种间空间关联性及其更新空间关联性进行了分析。结果表明：各树种所有个体整体上都呈随机分布,划分不同层级后,则各林层个体分布格局各异,各树种在较低的林层呈明显聚集分布,随林层增高,中、高层内个体聚集分布的空间尺度降低。两个主要竞争种牛皮桦（Betula albo-sinensis var．septentrionalis）和巴山冷杉（Abies fargesii）整体表现出显著空间负相关,巴山冷杉与玉皇柳（Salix yuhuangshanensis）未表现出明显相关性,而牛皮桦与玉皇柳间则有空间负相关的趋势。牛皮桦的更新格局仅依靠自身倒木扰动产生的机会,且被限定在较小尺度上。巴山冷杉在小尺度上会限制自身更新,此外与牛皮桦在小尺度上竞争激烈,可占据利用其空间位置进行更新。从空间格局分析角度认识牛皮桦和巴山冷杉的生态学特性,为进一步研究其共存机制,认识太白山桦林在秦岭植被垂直带中的作用和地位提供参考依据。     

外来物种入侵后的多物种竞争共存的集合种群模型

基于多物种竞争共存模型,提出外来物种与本地物种竞争共存途径的两种假想:外来物种通过插队竞争与本地物种实现共存;外来物种通过等位竞争与本地物种实现共存.并提出根据外来物种在两种竞争共存模式下占据生境斑块比例的稳定值大小来判断外来物种和本地物种的竞争共存途径.根据两种假想,分别建立了外来物种插队竞争共存模型和等位竞争共存模型.通过应用数学软件Mathematica 4.0对两个模型进行了模拟,得出以下结论:在外来物种与本地物种竞争共存状态下,如果外来物种通过插队竞争与本地物种实现共存,当本地物种竞争力差异较大时,外来物种极易对本地稀少物种构成危害.虽然外来物种不会直接造成本地稀少物种的灭绝,但是会使本地稀少物种的生境斑块急剧减少,增加本地稀少物种灭绝的可能性,而当本地物种竞争力差异较小时,外来物种对本地所有物种的影响都较小.如果外来物种通过等位竞争与本地物种实现共存,无论本地物种竞争力差异大小与否,外来物种只是影响到与其生态位相同的本地物种,影响程度取决于外来物种侵入时所占据生境斑块的比例大小.     

生态位分化与森林群落物种多样性维持研究展望

一直以来,生态学家和进化生物学家对森林群落物种多样格局及其形成机制持有不同的观点。虽然Robert Ricklefs将进化和生态过程整合的观点已经被群落生态学家广泛接受,但是区域物种进化历史以及局域群落微进化过程是否能够影响群落生态学过程以及这些过程如何影响群落结构和动态还有待商榷。经典的生态位理论同时强调了种间和种内生态位分化对群落多样性维持的影响。但是生态学家普遍认为种间差异足以代表群落内个体间的相互作用关系,并且由于进化过程导致的种内分化往往涉及较长的时间尺度,因此,虽然种内差异是自然选择的重要材料,物种对环境的适应性进化过程所导致的种内分化对群落构建的影响往往被生态学家所忽视。为此,通过回顾种间和个体生态位分化的研究历史,对两类研究分别进行简要阐述,强调在今后的群落生态学研究中需要考虑个体分化对局域群落构建的影响。     

七星瓢虫对两种麦蚜控制作用的模拟研究

应用二次回归旋转组合设计方法研究了七星瓢虫成虫、幼虫与两种麦蚜共存系统中瓢虫对麦长管蚜和禾谷缢管蚜的捕食量模型.结果表明七星瓢虫对两种麦蚜的捕食量随着瓢虫密度的增加而减少,随着该种麦蚜密度的增加而增加,且七星瓢虫无选择性.七星瓢虫不同个体间的干扰作用对其捕食麦长管蚜数量有显著影响,两种麦蚜数交互作用对七星瓢虫捕食禾谷缢管蚜数量影响显著.该模型可用来预测田间蚜虫的变化,指导麦田蚜虫防治.     

川西米亚罗亚高山暗针叶林岷江冷杉和糙皮桦空间格局及其关联性分析

基于2019年9月完成的川西米亚罗亚高山暗针叶林9.6 hm~2动态样地的调查数据，分析了主要优势种岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)与糙皮桦(Betula utilis)的径级结构，并运用O-ring统计中的成对相关函数g(r)和g₁₂(r),研究了两个优势种的空间格局及其种内、种间的关联性。结果表明：岷江冷杉与糙皮桦径级分布连续，均呈倒“J”型。岷江冷杉与糙皮桦的不同径级个体主要呈现由聚集分布向随机分布发展的趋势。岷江冷杉的小树对幼树、中树对幼树、中树对小树以及大树对中树的种内相关性在所有空间尺度上均为显著正相关(P<0.05),而相同径级糙皮桦的种内相关性则表现为由显著正相关(P<0.05)逐渐向无显著相关(P>0.05)变化。随着空间尺度的增大，岷江冷杉的大树对幼树、大树和小树由无显著相关(P>0.05)逐渐向显著正相关(P<0.05)变化，糙皮桦的大树对幼树由显著负相关(P<0.05)逐渐向无显著相关(P>0.05)变化。岷江冷杉大树对糙皮桦所有径级个体的种间相关性主要呈现由为显...     

带扩散项的周期捕食食饵模型的整体共存态的存在唯一性

本文通过构造迭代列,讨论了周期捕食食饵扩散系统的整体共存态的存在唯一性.     

具时滞n维Lotka-Volterra共存系统的全局稳定性

本文利用文献[1]中连续迭代和比较方法,借用Hofbauer,JandSigmual,K的文献[2],再结合自治系统吸引区域的论证方法,给出n维连续时滞Lotka-Volterra共存系统正平衡点的全局稳定性,将自治系统的结果推到了一般n维的时滞系统。     

同域共存的两种平鳍鳅科鱼类消化系统的形态差异

为了探究同域共存的2种形态相似的平鳍鳅科鱼类的共存机理, 通过形态学、组织学和组织化学等方法对西昌华吸鳅(Sinogastromyzon sichangensis)和峨眉后平鳅(Metahomaloptera omeiensis)的消化系统进行观察比较。形态学结果显示, 它们的消化系统组成基本相同, 符合杂食性鱼类的特征, 但二者消化系统形态有明显差异。西昌华吸鳅肠道盘旋2回, 呈“φ”字形, 肝胰脏覆盖在消化管腹面; 峨眉后平鳅肠道盘旋5—7回, 肝胰脏镶嵌在消化管之间, 西昌华吸鳅在肠道系数、比消化系统重等形态学指数上大于峨眉后平鳅。组织学结果显示, 在消化道内黏膜褶皱高度、肌层厚度等特征上西昌华吸鳅显著大于(P<0.05)峨眉后平鳅, 肝胰脏没有显著差异。AB-PAS染色显示, 2种鱼消化道内黏液细胞种类相似, 多为Ⅱ型和Ⅳ型黏液细胞, 黏液细胞分布类型与大多数硬骨鱼类近似。消化系统形态学、组织学和组织化学特征能在一定程度上反映鱼类的食性和消化能力, 二者在形态学、组织学上的差异可能暗示着西昌华吸鳅和峨眉后平鳅在食性和消化能力上存在差异, 这可能是二者能够稳定共存的原因之一。     

陕北黄土丘陵区撂荒群落共存种活性氧清除指标对水分胁迫的响应

群落共存种对环境变化的生理生态响应差异是群落演替的重要因素,其中活性氧清除是生理生态响应的重要方面。该研究以黄土丘陵区10个常见撂荒群落共存种(阿尔泰狗娃花、猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、小花棘豆、达乌里胡枝子、白羊草、冰草、中华隐子草和无芒隐子草)为研究对象,测定了不同水分处理条件下(适宜水分、中度胁迫及重度胁迫)生长季中3个月份(8、9和10月)个体和种群的生长表现(个体株高、生物量和种群存活率),及主要活性氧清除指标［类胡萝卜素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量］,分析群落共存种的生态适合度和活性氧清除指标对水分处理的响应差异及其相互关系,以明确演替生态位置上各指标的变化趋势。结果表明：(1)随水分胁迫程度的增加,演替前期种——猪毛蒿的的适合度有所下降,后期种——白羊草有所上升。(2)GSH和类胡萝卜素含量均随水分胁迫程度增强显著升高。(3)类胡萝卜素含量、SOD活性和GSH含量存在显著的种间差异,其中达乌里胡枝子的类胡萝卜素含量、小花棘豆的SOD活性、中华隐子草的SOD活性和GSH含量、无芒隐子草的类胡萝卜素含量和GSH含量均相对较高,且这3个指标的生长季变化也较为明显,8月份类胡萝卜素含量和GSH含量相对较高,而10月份GSH含量和SOD活性相对较高。(4)演替生态位置上,10个共存种在演替序列上以前期种的适合度和类胡萝卜素含量相对较低,而演替后期种相对较高,表明演替后期的植物较为耐旱。