滇西北高山微水体与溪流生境底栖动物多样性和环境特征

高山微水体由于面积微小且通过地表径流形成串联结构常常被认为与高山溪流具有类似的生境, 然而由于这两类生境中环境因子与底栖动物多样性存在差异, 它们在生态系统中的作用可能完全不同。滇西北地区是全球生物多样性热点区域之一, 境内高山微水体和高山溪流分布密集, 在区域底栖生物多样性维持方面具有重要的功能, 然而目前对这两类高山淡水生态系统的研究较少。为了比较这两类生境环境因子的异同及其对底栖动物多样性的维持作用, 2015年6月, 作者在云南省怒江州贡山县的高山峡谷内, 对27个高山微水体和同区域分布的1条高山溪流(海拔高差500 m范围)的底栖动物多样性和水环境因子进行了实地调查。结果表明: (1)高山微水体和高山溪流底栖动物群落中优势分类单元种群数量均比较庞大, 而稀有分类单元数量较多且种群较小; (2)两种生境在环境因子、物种多样性、功能多样性和群落结构方面的差异明显, 高山溪流有较高的物种丰富度、物种多样性和功能多样性; (3)高山微水体底栖动物多样性的分布与水环境因子无关, 而高山溪流底栖动物多样性与群落结构的形成受到与流速关联的水环境因子和海拔的影响。因此, 高山微水体与高山溪流不能简单地视为类似的生境类型, 它们对区域底栖动物多样性和生态功能维持可能具有不同的作用。     

金钟藤入侵群落的种间联结及生态位特征

金钟藤(Decalobanthus boisianus)是林业有害植物, 其暴发生长和扩散对森林生态系统造成了严重破坏。本文以海南岛48个金钟藤典型分布群落为研究对象, 用方差比率法和贡献定律法探究群落的稳定性; 用χ ²统计量、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数分析金钟藤与伴生物种的种间联结关系; 用生态位宽度、生态位相似性系数和生态位重叠指数研究群落中各物种的生态位特征, 以期为金钟藤生物防治的植物物种筛选提供借鉴。结果表明: (1)金钟藤所在48个群落共有156种伴生植物, 其中大戟科、茜草科、桑科、无患子科和樟科植物占优势; (2)群落中优势物种呈正联结关系, 植物种类累积倒数百分比与累积相对频度交点坐标为(44.53, 55.47), 远离稳定交点坐标(20, 80), 说明群落处于不稳定状态; (3)金钟藤与芳槁润楠(Machilus suaveolens)、黄椿木姜子(Litsea variabilis)、岭南山竹子(Garcinia oblongifolia)、显脉杜英(Elaeocarpus dubius)、鸭脚木(Schefflera octophylla)和银柴(Aporusa dioica)都紧密关联, 说明金钟藤与这些物种的资源利用方式较相似; (4)金钟藤的生态位宽度最大, 与伴生物种间的生态位重叠度较高, 但伴生物种间的生态位重叠度较低。金钟藤的入侵导致群落处于不稳定状态, 并与伴生物种间存在激烈的竞争关系。因此, 建议在金钟藤已入侵的群落中大量栽种芳槁润楠、黄椿木姜子、显脉杜英、鸭脚木和银柴, 以遏制其蔓延; 大量栽种翻白叶树(Pterospermum heterophyllum)、海南菜豆树(Radermachera hainanensis)、九节(Psychotria rubra)和肉实树(Sarcosperma laurinum)用于金钟藤入侵群落的植被恢复。     

复杂性-稳定性研究: 数学模型的进展

对自然生态系统的观察给人们以复杂的群落更稳定的直观印象, 但数学模型却得出了截然相反的结论。这一“悖论”使得复杂性-稳定性研究自20世纪70年代以来成为长期的热点。本文对这一领域的数学模型研究进行简要综述。首先对这一论题进行概念剖析, 然后将各类模型分为线性和非线性两大类, 前者即群落矩阵法, 后者包括相互作用矩阵法、复杂网络数值模拟法和食物网构件动力学法。它们分别基于不同的群落构建方法和稳定性判断标准, 探求各物种是如何相互作用并实现共存的。总体而言, 在随机构建的群落模型中, 多样性和连接度的增长不利于系统稳定; 而在更接近真实自然群落的模型中, 相互作用方式、网络拓扑结构、相互作用强度分布等方面的机制提供了稳定效应, 按此组织的生态网络可达到很高的复杂度。然而, 复杂性-稳定性的研究还远未结束, 当前的模型仍不足以反映自然群落中的复杂相互作用, 稳定性的概念也有待拓展。对这一议题的深入研究在生态学理论和生态系统管理实践方面都具有重大价值。     

海州湾鱼类群落平均营养级和大型鱼类指数的变化特征

为探究近年来海州湾鱼类群落的变化特征,本研究根据2011年及2013-2017年春季(5月)和秋季(9-10月)在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查,分析了海州湾鱼类群落平均营养级(MTL)和大型鱼类指数(LFI),对海州湾鱼类群落结构特征进行研究.结果表明:海州湾的优势鱼种主要有大泷六线鱼、方氏云鳚、尖海龙、小黄鱼、长蛇鲻等,且优势鱼种季节性变化明显.海州湾鱼类群落的平均营养级存在明显的年际和季节变化,总体上秋季的MTL高于春季,而且秋季MTL变化具有滞后性.LFI计算结果表明,近年来海州湾及其邻近海域大个体鱼类资源量有所减少,鱼类群落结构呈现出明显的小型化趋势.     

长白山温带森林不同演替阶段群落功能性状的空间变化

群落构建机制研究是生态学研究的热点。长白山自然保护区拥有完整的原始阔叶红松林生态系统, 近年来随着物种多样性丧失愈发严重, 对该地区开展群落构建机制研究显得尤为重要。该研究以长白山不同演替阶段的3块5.2 hm ²固定监测样地(次生杨桦林、次生针阔混交林、原始椴树红松林)为研究对象, 通过采集样地内主要树种的6个关键功能性状(叶面积、比叶面积、叶片厚度、叶氮含量、叶磷含量、最大树高), 分析不同空间尺度下(5 m × 5 m, 10 m × 10 m, 20 m × 20 m, 30 m × 30 m, 40 m × 40 m, 50 m × 50 m和60 m × 60 m)及不同演替阶段群落性状空间值的变化, 结合零模型的模拟结果对长白山温带森林演替过程中的群落构建机制进行讨论。结果表明: 种库大小对于研究结果具有重要影响。在较大的种库下, 环境过滤作用影响显著。而在样地水平进行研究时, 演替早期和中期, 群落性状空间值与零模型模拟值无显著差异, 在演替的晚期, 群落性状空间值显著高于零模型模拟值。结合多个群落功能多样性指数分析发现, 环境过滤和竞争作用共同决定该地区顶级群落的物种组成。在演替早期大量物种迁入, 群落内物种间存在强烈的资源竞争, 而随着演替进行, 部分物种逐渐被竞争排除出群落, 群落中的物种呈现明显的生态位分化, 竞争作用是维持物种共存的主要机制。     

我国典型湿热地区变质烟用香精中腐败微生物的多样性分析

【背景】烟用香精是卷烟生产中的重要辅料,有些香精,特别是剩余的加料香精在运输和储存等过程中可能污染微生物,引起腐败变质发生。【目的】分析变质烟用香精中腐败微生物的群落多样性,确定引起加料香精变质的主要腐败微生物。【方法】采用稀释平板法,对我国典型湿热地区云南、福建和广西三地变质加料香精样品中的污染细菌、霉菌或酵母进行分离,分析其16S rRNA、ITS或26S rRNA基因序列,并通过反证试验确定引起变质的主要腐败微生物。【结果】所考察3个典型湿热地区变质加料香精存在不同程度的细菌、霉菌或酵母污染,其中细菌污染最为普遍。分离的76株污染细菌分布在2门4纲5目10科15属,细菌的群落多样性比较丰富,其中雷尔氏菌属(Ralstonia)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)及芽孢杆菌属(Bacillus)是优势菌群;9株霉菌分布在子囊菌门(Ascomycota)的3纲6属,每个属分离到1-2株霉菌;42株酵母分布在子囊菌门的6个属,其中毕赤酵母属(Pichia)、细枝钩酵母菌属(Wickerhamomyces)及酵母菌属(Saccharomyces)是优势菌群。云南和福建两地样品的细菌菌群组成明显多于广西,广西样品的霉菌菌群组成以及福建样品的酵母菌群组成均分别多于其余两地。反证试验结果显示,柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌属、雷尔氏菌属和毕赤酵母属是引起烟用加料香精变质的主要腐败微生物。【结论】变质加料香精中污染微生物菌群组成及腐败微生物确定的研究将有助于我国湿热地区香精香料中污染微生物的控制和腐败变质的预防。     

青少年痤疮面部皮肤微生物群落结构变化

【背景】青少年痤疮是一种最常见的慢性炎症性损容性皮肤病,与痤疮丙酸杆菌的异常增殖有关。【目的】探究痤疮皮损区与附近无明显皮损区微生物组成与健康对照的差异,为从微生态角度防治痤疮提供理论基础。【方法】利用细菌16S rRNA基因V1-V2区和真菌TIS1高通量测序技术分析北京地区16岁青少年面部痤疮皮肤细菌和真菌群落结构,将痤疮皮损区与附近无明显皮损区微生物组成与健康组进行比较,寻找差异菌群。【结果】痤疮患者面部皮损区与附近无明显皮损区细菌多样性(Shannon指数)较健康对照组显著性降低(P0.001),主要与丙酸杆菌(痤疮丙酸杆菌)和葡萄球菌(表皮葡萄球菌PM221)显著性上升相关,而痤疮皮损区与附近未明显皮损区细菌组成无显著性差异。痤疮患者皮损区与附近无明显皮损区较健康对照组真菌丰富度(Chao1指数)显著性上升(P0.05),与限制性马拉色菌的显著上升相关。【结论】面部皮肤微生物变化与青少年痤疮的发生相关。本研究为从微生物角度防治痤疮提供理论依据。     

黄河口潮间带大型底栖动物群落特征

2013年2月、5月和8月对黄河入海口附近潮间带的大型底栖动物进行了调查,调查工作涵盖3个季节2条断面的样品,分析了黄河口潮间带大型底栖动物的群落结构特征,包括群落种类组成、丰度和生物量、优势种、多样性,采用CLUSTER聚类分析了大型底栖动物的群落结构,并用AMBI和m-AMBI对底栖群落和环境质量进行了评估。本次调查共鉴定出大型底栖动物52种,其中,多毛纲动物24种,软体动物14种,甲壳动物12种,鱼类1种,纽虫1种。多毛纲动物为该海域底栖群落的主要成分,占据了群落总种数的46.15%。从季节来看,物种数春季最高(38种),夏季则处于最低水平(16种)。群落丰度和生物量均具有明显的季节变化,丰度在春季达到最高,为3 549.33 ind/m2,远高于冬季的256.67 ind/m2和夏季的100.67 ind/m2,其中扁玉螺(Neverita didyma)是丰度的主要贡献者,贡献了全年群落总丰度的75.44%。生物量春季最高,夏季次之,冬季最低。在全年尺度上,甲壳动物的日本大眼蟹(Macrophthalmusjaponicus)是生物量的主要贡献者,占据总生物量的49.86%。群落的季节变化也得到了群落CLUSTER分析与SIMPER分析结果的验证。这与黄河入海口附近底质不稳定,易受侵蚀、环境条件如盐度等具有明显季节差异,以及一定程度的人为扰动密切相关。AMBI和m-AMBI的分析结果显示,该区域环境质量状况较好,仅受到了轻微扰动影响。     

基于高通量测序的乐安江冬季细菌群落特征分析

【目的】分析乐安江从上游至下游水体细菌群落结构组成变化,揭示细菌群落结构组成变化的影响因素。【方法】分析不同河段水体中C、N、P、Cu、Zn、As和Pb等化学指标。对水体DNA的16S rRNA基因进行高通量测序确定细菌群落特征。基于Bray-Curtis距离的采样点非度量多维尺度(NMDS)分析和聚类分析研究乐安江水体细菌群落结构差异,基于冗余分析(RDA)研究环境因子与细菌群落的关系。【结果】乐安江水体中C、N、P、Cu、Zn、As和Pb等化学指标含量中下游偏高。中游河水受德兴铜矿废水影响,细菌群落多样性降低,下游受农业、生活废水影响,细菌群落丰富度和多样性升高。水体中优势菌群为β-变形菌纲(Beta-proteobacteria,53.03%)、放线菌门(Actinobacteria,20.24%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,14.75%)。中游受德兴铜矿废水影响,Beta-proteobacteria丰度增大,而Actinobacteria丰度减小;下游受微生物间捕食影响,Bacteroidetes丰度下降。在细菌群落与环境因子的关系中,DO是解释乐安江细菌群落结构变化的最佳环境因子。【结论】乐安江中游德兴铜矿废水和中下游农业、生活废水明显改变了水体细菌群落结构组成,使水体细菌群落特征从上游到下游发生显著变化。本研究为揭示人类活动对乐安江水生态环境的影响提供了参考性数据。     

泸型酒酒醅细菌群落的发酵演替规律

【目的】考察泸型酒发酵过程中酒醅细菌群落的演替规律,探讨菌群演替与环境因素变化的相关性。【方法】采用高通量测序技术分析泸型酒酒醅细菌群落的演替规律,并运用Mantel test分析不同发酵阶段的细菌群落演替与环境因素变化的相关性。【结果】酒醅发酵过程中有397个属的微生物,其中Lactobacillus、Bacillus、Weissella、Dysgonomonas、Comamonas以及Ruminococcaceae为优势属(相对丰度1.0%)。通过聚类分析可将酒醅发酵过程划分为3个阶段:阶段I (0–5 d),阶段II (6–17 d)和阶段III(18–40d),且3个阶段的酒醅菌群结构差异显著(P0.05)。Metastats分析结果表明,与阶段I相比,阶段II酒醅细菌群落中Lactobacillus和unclassifiedLactobacillaceae相对丰度显著升高(P0.05),而unclassifiedBacillaceae、 Staphylococcus、 Bacillus、 unclassified Enterobacteriaceae、 Lactococcus、Pseudomonas、Thermoactinomyces、Leuconostoc、Staphylococcus相对丰度显著降低(P0.05)。与阶段II相比,阶段III酒醅细菌群落中Lactobacillus相对丰度显著增长(P0.05),Comamonas、Acetobacter、unclassified Bacilli、Clostridium、Bacillus、Ruminococcus、unclassified Porphyromonadaceae和unclassified Streptophyta相对丰度显著下降(P0.05)。结果表明,阶段I的细菌菌群演替与酒醅温度、水分和乙醇浓度变化线性相关(P0.05);阶段II和阶段III的细菌菌群演替与酒醅温度、水分、酸度、乙醇浓度均没有相关性(P0.05)。【结论】泸型酒酒醅中细菌群落在不同发酵阶段结构差异显著,且温度、水分以及乙醇浓度对酒醅发酵前期(0–5 d)细菌群落演替具有重要作用。