火灾恢复年限对大兴安岭森林乔灌草多样性及优势种影响

林火是大兴安岭地区森林生态系统的重要影响因子,研究火灾对植物多样性和优势种多度长期影响,有助于火灾区域森林生态系统重建与管理。本研究以大兴安岭不同火烧年限（1~5、5~10、10~20、20~30、30~40和40~50年）48对配对样地（火烧样地与邻近未火烧对照样地）为研究对象,利用二者差值变化来探讨森林恢复年限对植物多样性指数影响,通过对乔灌草相对多度变化确认火灾恢复对优势种的影响。研究结果表明：（1）火烧与对照间乔木多样性和丰富度差值先降后升趋势,在10年左右最低,而恢复30~40年后与对照样地相当或更高。灌木与乔木变化趋势相似,但是变化趋势多达到统计学显著（P<0.05）,灌木Shannon-wiener多样性指数和丰富度差值随年限增加而线性上升。草本Simpson多样性指数随火烧年限增加而直线下降,但是均匀度与丰富度没有出现线性变化。（2）乔灌草优势种变化趋势为：乔木层白桦（Betula platyphylla）在火烧5~30年占比均超过30%,在30年后占比不超过15%,同时兴安落叶松（Larix gmelinii）在30~40年占比超过50%;灌木层在0~30年均是越桔（Vaccinium vitis-idaea）占比最大,30年之后变为榛子（Corylus heterophylla）,草本层5~30年均是小叶章（Deyeuxia angustifolia）占比最大,30年之后变为其他物种。对照样地乔木层主要是兴安落叶松,占比超过50%,灌木层主要是越桔（Vaccinium vitis-idaea）,草本层主要是小叶章（Deyeuxia angustifolia）。整体来看,乔木火后恢复需要更长的时间,而灌木和草本火后恢复更快。植物多样性及优势种变化是研究其对生态服务功能（如碳汇）影响的基础,我们研究结果为天保工程后续实施及科学管理大兴安岭森林生态系统提供数据支撑。     

绿洲农田三叶草夜蛾的种群动态及交配特征

三叶草夜蛾Scotogramma trifolii Rottemberg是一种多食性的害虫,其在农田生态系统中的种群动态及交配情况尚不清楚。本试验在库尔勒地区连续3年(2013-2015年4-9月)利用智能虫情测报灯监测了三叶草夜蛾的种群动态,并在实验室解剖雌蛾体内精包,评估野外雌蛾的交配情况。研究表明不同年际间相同月份其种群数量变化趋势相同,即每年的4月中下旬、6月中下旬和7月下旬均会出现三叶草夜蛾的种群高峰期;而相同年际内不同月份三叶草夜蛾的种群数量存在变异。解剖数据表明了三叶草夜蛾交配频率平均达到2.7次/头以上,同一年份内和不同年际间均存在一定比例的未成功交配雌蛾,其成功交配比例在55.56%~97.37%,2013年和2015年的成功交配比率较低,低于60%,而2014年的成功交配率却高于80%。通过本研究初步明确了野外三叶草夜蛾交配特征和种群动态,为绿洲农田三叶草夜蛾的综合防治提供了科学依据。     

佛冈县不同类型橘园柑橘木虱的种群动态

[目的] 明确佛冈县不同类型橘园柑橘木虱的种群动态,为当地柑橘木虱及柑橘黄龙病的防治工作提供科学依据。[方法] 通过2015-2016年的系统调查,对广东省佛冈县砂糖橘园的柑橘木虱种群消长动态进行研究,对比分析了不同处理措施对柑橘木虱种群数量的影响。[结果] 1-3月柑橘木虱发生危害较轻,随着嫩梢增多,其种群数量开始上升,6-9月为种群发生高峰期,期间出现多个发生高峰,10月之后种群数量逐渐进入消退期,种群数量维持在较低水平;2015、2016年佛冈县柑橘木虱的季节性消长动态基本一致,但种群发生量存在明显差别;3种不同类型橘园内柑橘木虱种群发生数量也存在显著差异,常年失管橘园柑橘木虱种群发生数量最高,常规水肥管理橘园次之,二者均显著高于常规水肥管理及化学防治橘园。[结论] 化学防治可在一定程度上控制柑橘木虱的种群数量,及时清理失管橘园对控制柑橘木虱和柑橘黄龙病传播至关重要。     

生物多样性理论最新进展

生物多样性是生态系统复杂性的重要特征, 理解多样性的形成和维持机制一直是理论生态学研究的核心议题。本文从三方面概述了生物多样性理论的最新进展。一是物种共存和群落构建, 总结了现代共存理论和基于过程的群落构建理论的新进展。二是物种相互作用, 综述了利用经验数据推断物种相互作用关系和强度的最新方法。三是生态-进化动态, 介绍了生态-进化模型的一般框架及其在生物多样性研究中的应用。最后对生物多样性理论的发展趋势做了展望, 特别是多尺度整合理论和全球变化下的预测理论。     

利用数值模拟重构物种多样性格局的形成过程

生命形成的过程极其漫长, 经历了地球系统复杂的沧海桑田变化。当前人类所观察到的物种分布格局的形成除了由物种本身特征决定外, 还受到环境变化、人类活动以及各种随机事件的影响。受限于实验条件、时间、经费、人力等诸多因素, 我们尚无法完整地观察并记录到物种多样性形成的全过程, 只能通过片段化数据来推测该过程。信息科学中包括数值模拟在内的仿真技术以其高效、可控及全过程记录等优势, 能从某种程度上解决物种多样性格局形成过程中的部分数据黑箱问题。本文介绍了数值模拟的概念和工作原理及在物种多样性研究中应用的特点, 列举了物种生态位、扩散模式、种间互作及物种分布应对气候变化等方面的数值模拟研究, 基于已有研究系统地介绍了如何综合上述数值模拟研究构建虚拟物种、气候和场景来解释物种多样性的形成与维持机制, 并阐述了数值模拟在物种多样性研究中的优缺点及应用前景。     

拟南芥微丝加帽蛋白β亚基参与壳梭孢素诱导的气孔开放过程

气孔是植物响应外源信号,与环境进行水分和气体交换的门户。由外源信号引起的保卫细胞微丝骨架动态变化在气孔运动中发挥重要作用,但是具体的精确调节机制仍不清楚。微丝结合蛋白家族(ABPs) 是微丝动态组装最直接的调控者,它们的作用不容忽视。本文运用反向遗传学,以微丝结合蛋白—加帽蛋白 (CP) β-亚基 (CPB) 突变体cpb-3为实验材料,探究其在壳梭孢素 (FC)诱导气孔开放中的作用。结果发现:离体叶片干燥3 h,cpb-3突变体的叶片失水率为63.45%,明显高于野生型的48.99%。气孔开度测量及激光共聚焦显微镜观察发现,cpb-3突变体的气孔开放程度以及微丝动态重排对FC分子更敏感。气孔开度相比野生型增大了20% (P<0.05),含辐射状微丝排布的保卫细胞数量比例增幅达到58.3%,比对照组高出18.5%。此外,非损伤微测技术记录保卫细胞Ca²⁺、K⁺等跨膜运输动态,FC处理下,cpb-3突变体保卫细胞中Ca²⁺外流速度升至212.86 pmol cm^-2s^-1,野生型仅为68.76 pmol cm^-2s^-1,明显快于野生型。且K⁺内流也有相同表现。综上表明,微丝加帽蛋白CP的β亚基CPB可能通过调节保卫细胞微丝骨架动态重排以及离子流动,在FC诱导的气孔运动中发挥重要的作用。     

四川格西沟国家级自然保护区鸟类多样性初探

鸟类多样性研究是国家级自然保护区的重要工作。2020年6月—2021年5月,采用样线法和样点法,调查了四川格西沟国家级自然保护区的鸟类多样性。结果显示:结合历史文献资料,保护区共有鸟类19目56科249种。其中,国家一级重点保护动物10种,国家二级重点保护动物35种,中国特有种11种。居留型以留鸟为主,共156种(62.65%),其次是夏候鸟60种(24.10%)、旅鸟19种(7.63%)、冬候鸟14种(5.62%)。区系组成以东洋界为主,共116种(46.59%),古北界103种(41.37%)、广布种30种(12.04%)。各生态系统中森林和灌丛生态系统Shannon-Wiener指数最高,其他生态系统最低,森林和灌丛生态系统的Sorenson相似性指数最高;夏、秋季的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数最高,冬季最低。建议保护区建立长期监测体系,并持续开展鸟类保护宣传活动,加大巡护和管控力度,降低保护区内的人为干扰,同时注重鸟类所利用栖息地的保护。     

生物结皮胞外多糖理化特性及菌群结构的季节动态

胞外多糖(EPS)是蓝藻重要抗逆物质,也是生物结皮中主要的碳储存形式,对结皮的物质循环、稳定度等具有重要作用。本研究以古尔班通古特沙漠不同季节(1月、4月、7月、10月)生物结皮为对象,对其EPS含量、组成、形貌特征及微生物群落结构进行了动态研究。结果表明: 1)EPS的分泌格局呈现明显的季节动态变化特征。1、4、7、10月EPS含量分别为81.72、52.46、76.77、70.54 μg·cm^-2,叶绿素a含量分别为2.7、4.94、4.2、5.98 μg·cm^-2,说明冬、夏两季蓝藻将固定的有机碳更多地分配给EPS,而春、秋两季则更多地用于自身生物量的积累。2)各个季节的EPS均由7种单糖组成,且葡萄糖和半乳糖的相对摩尔百分比之和为46%～56%,显著高于另外5种单糖;EPS的单糖组分与气温和降水之间具有显著的相关性;各季节EPS的傅里叶红外图谱无明显差别。3)原子力显微镜观测结果显示,7月、10月EPS具有更多的丝状及粗绳状结构,而1月、4月则呈块状结构。4)16S rDNA高通量测序结果表明,4个季节下蓝藻门和微鞘藻属始终为生物结皮优势细菌门和属,其相对丰度显著高于其他细菌门和属。变形菌门的相对丰度与岩藻糖和半乳糖的相对摩尔百分比呈显著正相关关系,说明单糖的百分比组成对结皮中异养细菌影响显著。在荒漠生境中,温度、水分等环境因子随季节变化显著,结皮胞外多糖理化特性及细菌群落的季节性变化受温度、水分、光照等气象因子的共同调控。     

重组细菌多药外排泵AcrAB-TolC的转运功能和动态组装

【背景】多药外排泵多以膜蛋白复合体形式存在,是导致细菌耐药性的重要原因。外排泵的转运功能和组装过程对于细菌耐药性和药物研发具有重要意义。【目的】以多药外排泵耐药结节细胞分化家族(resistance-nodulation-division family, RND)的重要成员AcrAB-TolC复合体为对象,研究其转运活性和体外组装特性。【方法】基于大肠杆菌AcrAB-TolC复合体基因序列,分别构建含有acrA、acrB、tolC基因的重组质粒,表达和纯化复合体各亚基,利用荧光光谱、等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC)等技术分析复合体及亚基的转运功能、亚基与底物的相互作用,以及亚基间的相互作用和动态装配。【结果】实现了AcrAB-TolC复合体各组分的表达和纯化(纯度>98%),证实表达有各组分的活细胞提高了对于溴化乙锭(ethidium bromide,EB)的转运活性,并发现群体感应效应信号分子N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL)能够抑制AcrB、TolC对于EB的转运活性。ITC结果进一步证实了C6-HSL与AcrB、TolC的相互作用。ITC结果还显示AcrA分别与AcrB、TolC之间存在明显的相互作用,而AcrB与TolC之间无明显的相互作用。在体外装配实验中观测到AcrAB-TolC亚基的单分子荧光强度随时间增加,证实了复合体亚基在膜上的动态组装过程。【结论】实现了AcrAB-TolC外排泵及亚基的表达和纯化,证实了AcrAB-TolC对底物的转运活性及与底物的相互作用,观察到AcrAB-TolC的动态组装过程。以上结果为研究多药外排泵导致的细菌耐药性及抗菌策略具有重要意义。     

基于动态当量的乐山市生态系统服务价值时空演变及驱动力研究

生态系统服务价值评估作为土地资源合理配置、生态环境保护和生态补偿标准制定的重要前提,是当前的研究热点之一。以乐山市为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,运用生态系统服务价值动态当量法、地理探测器模型等方法,定量分析乐山市2000—2015年间生态系统服务价值时空变化规律及驱动机制。结果表明:(1)2000—2015年乐山市生态系统服务价值整体呈下降趋势,仅在2005—2010年有所回升,总量共减少了23.22亿元,主要与林地大量减少和建设用地大量增加有关;(2)空间上呈现西南高、东北低的分布态势,且各区域变化不同,西南方向山地以下降为主,东部平原丘陵以上升为主,河流两侧上升明显;(3)影响生态系统服务价值时空分布的主导因素为土地利用、NPP、降水量和坡度,除此之外气温、高程、土壤类型也有较大决定力;(4)自然因子决定力大于社会经济因子,但社会经济因子的影响越来越突出。研究揭示了乐山市生态系统服务价值的时空变化规律及驱动因子,为该地区土地利用规划与生态环境保护机制的建立提供了科学参考。