喀斯特森林土壤养分的空间异质性及其对树种分布的影响

以贵州省茂兰国家级自然保护区喀斯特峰丛坡面中原生性常绿落叶阔叶混交林为研究对象, 以建立的100 m × 100 m样地的群落学调查数据和基于网格取样的土壤养分数据为基础, 采用半方差函数、Kriging空间插值和典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)等方法分析了喀斯特森林土壤养分的空间异质性特征及其对树种分布的影响。结果表明: 喀斯特峰丛坡面土壤养分的变异系数为10%-80%, 变异程度中等。各土壤养分指标均具有良好的空间自相关性, 其中全磷(TP)、全钾(TK)、全镁(TMg)和pH值呈强烈的空间自相关, 而有机质(OM)、全钙(TCa)、速效磷(AP)和速效钾(AK)为中等程度的空间自相关; TCa的空间变异尺度最小, OM、TP和AK的空间变异尺度较大。土壤TK、TP、TCa、TMg、AP和pH值等随着海拔高度的增加和岩石裸露率的降低而逐渐减少, OM则随着海拔高度的增加而趋于增加, 这表明喀斯特地形因子是造成土壤养分空间变异的重要因素。CCA分析表明, 土壤养分的空间变异性显著影响到群落中树种的组成与空间分布, 其中TK、TMg、pH值、TCa和OM的影响最为明显, 体现了不同植物在土壤资源利用上的生态位分化, 这有助于喀斯特森林群落物种多样性与稳定性的维持。     

中国植被地理学:从传统植被地理学到功能植被地理学

本文回顾总结了我国植被地理学发展的历史，展望了其从传统植被地理学到功能地理学的未来研究趋势。作为研究植被地理分布规律的一门科学，植被地理学在我国经历了与社会经济发展密切相关的四个阶段：早期起步阶段，主要是新中国成立前(1920年代—1949)的植物地理学和植被地理学的零星工作；初期成长阶段，主要是新中国成立后至改革开放前(1949—1980)的传统植被地理学研究；中期迅速发展阶段，主要包括改革开放后至经济迅速发展时期(1980—2000),在全球气候变化国际研究背景下的植被地理学研究；近期转型与拓展阶段，主要是国民经济平稳发展及信息时代(2000—至今),面向全球环境变化的植被地理学研究的纵深发展。经过近百年的发展，在植被综合区划与生态功能区划、中国植被分类系统订正、中国植被图与植被志编纂、古植被地理学、植被地理模拟预测与情景分析、植物功能性状和生态化学计量学的功能植被地理学等6个方面取得了可喜成果。今后，需要在以下4个方面开展更广泛的精细与纵深研究：加强更多精细化的植被地理学研究，编纂新一代中国植被图与中国植被志；深入开展人类干扰的植被地理学研究；以植物性状研究为契机，拓展宏观功能植...     

BIOME系列模型: 主要原理与应用

 基于过程的平衡态陆地生物圈模型-BIOME系列及其动态发展(LPJ-DGVM: Sitch et al.,2000) 已经成为模拟大尺度(全球至区域)的植被地理分布、净第一性生产力和碳平衡以及预测气候变化对陆地生态系统潜在影响的有效工具。本文综述了BIOME系列模型的发展过程,包括每个模型的主要原理、优点和缺陷,论述了模型在国际以及我国全球变化研究中的应用,并简单讨论了模型未来发展的趋势。以植物功能型作为基本研究单元,BIOME系列模型的控制因素从单纯的生物气候变量和生态生理限制因子(BIOME1),发展     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林树种的空间分布格局及其分形特征

分析种群的空间分布格局有助于推断格局形成的潜在生态过程和机制,是生态学研究的重要内容。采用4种格局强度指数(聚块性指数、格林指数、扩散系数和负二项参数)以及分形维数中的计盒维数(D_b)和信息维数(D_i)对贵州茂兰国家级自然保护区亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中30种乔木的种群空间分布格局及其分形特征进行了分析,同时分析了不同生长阶段(幼树、中树和成树)空间分布的分形维数变化,比较了2种分形维数与5种种群结构参数和4种格局强度指数间的相关关系。结果表明:(1)30种树种中,除皱叶海桐(Pittosporum crispulum)和油柿(Diospyros oleifera)外,其余28种乔木树种的种群空间分布格局均呈现聚集分布,这种普遍的聚集性与喀斯特生境的高度异质性和种子扩散限制密切相关;(2)30种树种空间分布的D_b值介于0.589-1.870,D_i值介于0.498-1.711。分形维数值越大,表征种群对空间环境的占据利用能力越强,个体空间聚集强度越强,在群落中往往处于优势地位;反之则表明其对环境的占据能力弱,个体聚集程度越低,往往处于伴生地位;(3)从幼树、中树到成树阶段,30种树种空间分布的D_b和D_i平均值呈极显著的降低趋势,这可能与种内和种间的密度制约性死亡效应有关,导致种群随年龄的增加其聚集度和空间占据能力逐渐减弱;(4)相关分析表明,30种树种的种群多度和重要值与D_b和D_i均呈现显著正相关关系,表明种群多度和重要值的变化与种群空间占据能力和聚集程度存在密切关系。4种格局强度指数中,除聚块性指数外,其余3种指数与D_b和D_i值呈现显著或极显著相关性,表明分形维数D_b和D_i值可以用于表征种群空间分布的聚集程度。利用格局强度指数和分形维数准确量化了茂兰喀斯特森林树种的空间分布格局,其结果有助于揭示喀斯特森林群落物种共存的潜在维持机制。     

地理生态学的干燥度指数及其应用评述

 干燥度指数（Aridity index,AI,该文特指气候干燥度）是表征一个地区干湿程度的指标,在地理学和生态学研究中长期应用,近来成为全球变化研究中经常涉及到的气候指标之一,尤其是气候变化和干旱化、荒漠化等研究。该文列举了国内外目前存在的22种干燥度指数,并对目前常用的8种指数进行了详细描述和分析,包括各自的原理、计算方法和在生态学与地理学研究中的应用等。结合其应用和中国的实际状况,分析了各自的优缺点,认为修改后的谢氏干燥度、de Martonne干燥度和Holdridge可能蒸散率（等同于某种意义上的干燥度）计算方法简单实用,有着明确的物理学和生态学意义,与我国的实际情况对应性较强,适合于中国气候变化及其相关的干旱化、荒漠化等方面的研究。     

中国东北样带（NECT）：十年集成与未来挑战

作为“国际地圈-生物圈计划(IGBP)”的15条陆地样带之一,中国东北样带(Northeast China Transect,NECT)在IGBP核心项目“全球变化与陆地生态系统(GCTE)”中已经建立10年之久。该样带位于中纬度温带半干旱地区,跨越北纬42~46,东经110~132,其主要全球变化驱动因素为降水,次要驱动因素为土地利用强度。在过去的10年里,中国东北样带的研究进展表现在以下几个方面:生态数据库发展、气候及其变异性、植物对环境的生态生理响应、植被和景观变化、生物多样性格局及其变化、植物功能型和植物性状及气候梯度分析、生产力和碳动态、花粉-植被相互关系、痕量气体放散、土地利用和土地覆盖变化以及生物地理和生物地球化学模拟。为达到更高水平的集成研究,中国东北样带今后需要:统一框架下的坚实的基础数据集、进一步的野外实验和观测、从斑块、景观到生物群区尺度的植被结构、过程和功能的集成模拟、样带内和与其他IGBP样带研究结果的相互比较、多学科交叉研究、国内和国际协作以及完整的科学计划和实施对策。     

天山乌鲁木齐河源区3．6ka BP以来的植被变化和环境变迁：以大西沟剖面为例

天山乌鲁木齐河源区大西沟剖面孢粉鉴定结果表明：在3．6～3．2ka BP,该区气候较今温暖湿润;在3.2～2．0ka BP,气候变为寒冷干燥,这一时期乌鲁木齐河源地区曾出现一次冰进;在2．0～1．4ka BP,气候又转为暖湿;在1．4～0．5ka BP,出现了3．6ka BP以来气候最适宜的时期。整个剖面自下而上都有一定量的淡水水生植物出现,这反映了该剖面3ka BP以来一直处于淡水沼泽的环境中。通过对云杉属生态习性、传播特性等综合分析,认为剖面中的云杉丰值可能与林线上移、山谷风搬运以及冰川退缩等有一定的相关性。通过对孢粉样品中炭屑浓度统计以及磁化率测试结果的综合研究,提出在0．5ka BP左右,该地区可能出现过多次火灾;炭屑的峰值可能与人类活动有关。     

天童国家森林公园植被碳储量估算

以典型木荷-栲树群落、含苦槠的木荷-栲树群落、含杨梅叶蚊母树的木荷-栲树群落、披针叶茴香-南酸枣群落、枫香-马尾松群落、黄毛耳草-毛竹群落6种群落类型样地实测数据为基础,结合文献资料汇总,采用生物量相对生长方程法,研究了天童国家森林公园森林生态系统的植被碳储量、碳密度及其组分和空间分布特征.结果表明：野外调查的6种群落类型中,含苦槠的木荷-栲树群落碳储量（12113.92 Mg C）和碳密度（165.03 Mg C·hm^-2）均最高,披针叶茴香 南酸枣群落碳储量最低（680.95 Mg C）,其碳密度为101.26 Mg C·hm^-2.各群落类型中,常绿树种的碳储量均显著高于落叶树种,其碳密度范围分别为76.08～144.95和0.16～20.62 Mg C·hm^-2.各群落类型的乔木层各组分中,植株干的碳储量均最高.各林分类型中,常绿阔叶林碳储量最高,为23092.39 Mg C,占天童林区森林生态系统碳储量的81.7%,碳密度为126.17 Mg C·hm^-2.天童国家森林公园植被总碳储量为28254.22 Mg C,碳密度为96.73 Mg C·hm^-2.     

单细胞转录组技术及其在人类细胞图谱构建中的应用

单细胞转录组技术在单细胞水平上进行转录组测序,提供了单个细胞的基因表达差异信息,使在单细胞尺度下研究个体细胞、相关环境细胞及其相互作用的机理成为可能.近年来,单细胞转录组技术在c DNA扩增原理上经历了从末端加尾、体外逆转录到模板置换的方法发展,大大提高了基因检测的数量、基因表达的准确性等.同时,在单细胞选取方式上进行了从96/384孔板到油包水液滴以及纳米微孔的创新,在提高通量和重复性的同时降低了整体实验成本.单细胞转录组技术广泛应用于细胞群体分类和异质性研究,推动了从发育生物学到正常、病态组织细胞图谱的构建.本文对单细胞转录组技术近年的技术进展以及在人类细胞图谱构建中的应用进行了综述.