中国生物多样性研究文献计量分析

生物多样性是人类赖以生存的重要物质基础，中国在生物多样性研究领域做了大量的工作，发表了众多有价值的学术论文。通过文献计量方法，对2009-2018年中国生物多样性研究领域WOS（Web of Science）和CNKI（中国知网）数据库收录论文的数量及被引情况、载文期刊分布等进行统计；并借助CiteSpace文献可视化软件，分析论文的作者合作、合作机构、国家（地区）合作和研究热点等。结果表明：2009-2018年间，中国生物多样性研究领域共发表论文17035篇，其中CNKI收录文献13365篇，WOS收录文献3670篇；年度发文总量以及WOS年度发文量总体呈上升趋势；CNKI文献被引频次最高的论文是于2009年发表在《生物多样性》上的"植物群落清查的主要内容、方法和技术规范"，WOS文献被引频次最高的论文是于2011年发表在Global Change Biology上的"TRY-a global database of plant traits"；朴世龙教授、骆亦其教授和唐志尧教授等是基于WOS文献的生物多样性研究领域核心作者，王得祥教授、马克平研究员和张文辉教授等基于CNKI文献的生物多样性研究领域主要作者；WOS文献与CNKI文献发文量最多的机构均为中国科学院所属相关科研院所；与中国合作的国家或地区共有106个，包括美国、英国、澳大利亚等；《生态学报》和Global Change Biology分别是该领域中文和外文文献的重要期刊载体；基于WOS文献的研究热点为气候、土壤等环境因子变化对物种多样性的影响研究以及基于微卫星分子标记技术的物种遗传多样性研究，基于CNKI文献的研究热点为环境因子与群落结构的关系研究。上述研究结果从收录论文的角度，定量、客观、科学地描述了2009-2018年中国生物多样性研究状况及研究热点，以期促进中国生物多样性的深入研究，并为相关领域学者凝练研究动向和科学问题等提供参考信息。     

坡向对香根草护坡地植物群落特征的影响

经连续2年定点调查,研究了不同坡向对香根草（Vetiveria zizanioides）护坡地植物群落早期演替阶段特征的影响。结果表明：最早迁入边坡地定居的主要为菊科、禾本科和豆科类植物,三者物种数占物种总数比例为59.09%～92.86%;不同坡向植物群落特征从香根草栽后第2年开始出现差异;阳坡香根草种群物种优势度明显高于阴坡的物种优势度,且阳坡香根草种群持续上升,阴坡香根草种群则呈衰退趋势;植物群落丰富度指数、多样性指数、均匀度指数均与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关;生态优势度指数与群落中香根草物种优势度呈极显著线性正相关。     

自然降温过程中5个常绿阔叶树种的抗寒性分析

对自然降温过程中(2006年10月至2007年3月)乐昌含笑(Michelia chapensis Dandy)、红花木莲[Manglietia insignis(Wall.)Bl.]、浙江樟[Cinnamomum japonicum Sieb.var.chekiangense(Nakai)M.P.Tang et Yao]、秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus Merr.)和乐东拟单性木兰[Parakmeria lotungensis(Chun et C.H.Tsoong)Lawl5种常绿阔叶树种的叶片相对电导率和低温半致死温度(LT50)进行了测定,并分析r各树种的LT50与月平均最低温度的相关性.结果显示,在自然降温过程中,5个树种叶片的相对电导率有明显变化,除乐东拟单性木兰外,其他树种的相对电导率均呈现先升后降再升高的变化趋势.实验期内,乐东拟单性木兰和浙江樟的LT50为-13℃～-19℃,抗寒能力较强,其他3个树种的LT50为-3℃～-11℃,抗寒能力较弱.根据LT50,可将5个树种的抗寒适应性分为抗寒性较弱期、抗寒性增强期、抗寒性最强期和抗寒性减弱期4个时期.各树种在不同月份的LT50与月平均最低气温的变化趋势一致,其中乐东拟单性木兰的LT50与月平均最低温度极显著相关.研究结果表明,乐东拟单性木兰和浙江樟的抗寒能力较强,在南京的适应性较强,可以广泛栽植.     

黔中喀斯特山地不同森林类型的地表径流及影响因素

采用固定样地定位监测方法,于2001-2005年研究了黔中喀斯特山地不同森林类型对地表径流的影响。结果表明,不同林分类型的年地表径流量均值为11.108mm、林分类型间变幅为1.765-22.934mm、年际间变幅为10.553-11.699mm,退耕还林幼林(22.934mm)>针叶林(17.236mm)>针阔混交林(10.770mm)>阔叶林(8.876mm)。不同森林类型年地表径流量的季节变化为夏季>春季>秋季>冬季,同降雨量的季节变化趋势相一致。与同生物气候带、不同生物气候带森林相近类型的径流量规律相似,反映出黔中喀斯特山地森林与其它森林地表径流量规律的相似性。其中喀斯特山地森林中灌木林地表径流量与其它地带性和非地带性森林中灌木林地表径流量变化的相异性又反映出黔中喀斯特山地森林地表径流的特殊性,这种特殊性主要是成土母岩造成的。地表径流系数的季节变化趋势中,退耕还林幼林为夏季>春季>秋季>冬季,针叶林和针阔混交林为夏季>春季>冬季>秋季,灌木林和阔叶林为春季>夏季>冬季>秋季,这种差异与不同林分类型组成树种的生活型有关。旬地表径流量与反映温度和水分的气象指标间的单相关性达显著水平,多元回归方程模拟表明衡量温度的相关指标对地表径流量的贡献率高于降水,这反映了温度对近地气团的控制作用,进而影响区域降水和林地径流量。森林不同层片特征对地表径流量的影响具有互补性和抑制性,受森林群落组成、结构和发育的共同影响。年地表径流量受小生境和林地表层土壤特性的综合影响,地表径流量随坡度的增大而增加、随海拔的升高而降低,与毛管孔隙度和总孔隙度的负相关性达显著水平,多元回归方程模拟发现容重的贡献率达-96.54%。     

施用生物炭基肥对喀斯特石灰土磷元素特性的影响

以贵州省喀斯特山地石灰土为研究对象,采用盆栽试验方法,研究施用生物炭(稻壳炭)、猪粪堆肥和NPK肥3种肥料制成的生物炭基肥,测定土壤中不同形态磷含量、碱性磷酸酶活性及刺槐幼苗生物量。试验共设10个处理,分别为CK、M、F、MF、RH1MF、RH2MF、RH4MF、RH8MF、RH4M、RH4F(其中CK代表对照,M代表堆肥,F代表化肥,RH代表稻壳炭,数字代表生物炭按炭土质量比计算在生物炭基肥中的配比)。结果表明,施用生物炭基肥可显著提高喀斯特石灰土中总磷、有效磷、有机磷、微生物量磷含量及刺槐幼苗生物量,生物炭高施用量下处理(RH8MF)的效果更好,且4种不同形态的磷含量相互之间呈极显著正相关(P0.01);生物炭中等用量配比下生物炭基肥处理(RH2MF、RH4MF)的土壤碱性磷酸酶活性最高,分别比CK提高82.7%、63.4%。综上所述,施用生物炭基肥,尤其在生物炭较高施用量下,可以显著改善喀斯特石灰土中磷素含量,可改善石灰土中磷素含量较低状况,提高喀斯特山地人工幼林地生态恢复的成效。     

江西武夷山中亚热带南方铁杉针阔混交林群落组成与结构

长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Island大型森林固定样地的建设规范,于2014年在江西武夷山国家级自然保护区内海拔1800 m左右的南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)天然种群分布区域建立中亚热带针阔混交林6.4 hm~2固定样地。木本植物调查结果表明:(1)样地内胸径≥1 cm的木本植物共有29科53属89种,显著低于我国亚热带阔叶林样地平均水平,但显著高于温带针叶(阔叶混交)林样地平均水平;(2)在区系组成上,科以热带成分为主,而属以温带成分为主;(3)样地内独立个体数密度为2252株/hm~2,与温带针叶(阔叶混交)林平均水平相当,但显著低于亚热带阔叶林平均水平;(4)胸高断面积为37.89 m~2/hm~2,与亚热带阔叶林样地平均水平相当,但显著低于温带针叶(阔叶混交)林平均水平;(5)群落成层现象显著,优势种明显,多度排名前4位的物种的个体数占总个体数的55%,而排名后40的物种仅占1%;(6)群落总径级结构呈倒"J"型分布,其中胸径≤10 cm的小径木占总个体数的76.9%,而胸径30 cm的大径木仅占5.3%;(7)主要树种的径级结构有偏正态分布和"L"型分布等类型,但它们的种群在空间上均呈现显著的聚集分布特征;(8)南方铁杉虽然是群落现阶段最重要的优势种,但它的种群更新缓慢。研究结果充分显示该样地对中国森林多样性监测以及南方铁杉种群保育的重要意义。     

引种台湾桤木的水分生理特性

台湾桤木(Alnusformosana)原产台湾,是台湾地区重要的先锋造林树种和林地培肥树种。水分是限制植物地理分布和决定植物引种能否成功的重要因子之一。采用Li-6400光合测定系统对引种两年生台湾桤木苗木的水分生理特性进行了研究,结果表明:(1)在整个生长期,叶片蒸腾速率日变化均表现为宽大的单峰型曲线,以13∶00～15∶00时左右蒸腾速率最高,不同部位叶片在不同生长期的峰值有所不同,属非蒸腾午休型植物。气孔导度日变化有单峰型和双峰型2种变化曲线;(2)蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,以7月为最高,整个生长期叶片日均蒸腾速率为3.25mmol·m-2·s-1,表现出高光合、强蒸腾的生理特点;(3)水分利用效率日变化与光合速率日变化相似,有单峰曲线和双峰曲线2种类型,与气孔导度的日变化有显著相关性。在整个生长期,以6月、7月叶片水分利用效率为最低,8月为最高;(4)在影响水分利用效率季节变化的生理生态因子中,以温度、光合有效辐射、气孔导度和相对湿度4个因子的直接作用为最大。     

杨麦间作系统枯落物持水能力对地表径流氮流失的影响

以太湖流域杨麦间作系统为研究对象, 对系统内不同枯落物蓄积量持水能力及对地表径流中不同形态氮流失效应进行定位观测, 结果表明: 随着枯落物蓄积量的增加, 蓄积量为0.4 t·hm–2最大持水量、最大拦截量和有效拦截能力＞0.2 t·hm–2＞0.1 t·hm–2, 最大持水量的变化范围为2.35-12.93 t·hm–2, 最大拦截量变化范围2.17-10.95 t·hm–2, 有效拦蓄能力在1.80-9.10 t·hm–2之间; 枯落物持水量与浸泡时间呈对数关系(R2＞0.90), 枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系(R2＞0.99)。枯落物蓄积量越大, 对地表径流量及地表径流中不同形态氮流失的削减效果越显著。而2种间作密度下, A1处理对地表径流中TN、NO3–-N和NH4+-N的削减效果＞A2; 径流中以NO3–-N流失为主, TN、NO3–-N和NH4+-N流失量随枯落物蓄积量的增加呈下降的趋势, 蓄积量越大, 差异越显著。      

台湾桤木引种气候生态适生区分析

选择了年平均温度、最冷月平均温度等9个影响台湾桤木(Alnusformosana)分布和生长的关键气候因子,运用模糊相似优先比法,探讨台湾桤木在我国的适生范围。结果表明,台湾桤木气候生态适生区主要分布在长江流域及其以南的部分中亚热带、南亚热带和热带地区,适宜区表现出明显的热带南亚热带性质,次适宜区以中亚热带性质为主。适生区的气候特点是:年均温度在15℃以上,极端最低温在-10℃以上,年降水量在1 000 mm以上,一年中降水量<50 mm的月份不超过5个月。适生区气象因子的主成分分析表明,第一主成分温度因子(年均温、≥10℃积温、最冷月平均温和极端最低温)影响台湾桤木的成活和分布,第二主成分和第三主成分(温度和降水)的综合作用影响台湾桤木的生长。四川和福建的引种实践表明,本预测具有一定的实用价值。     

台湾桤木和四川桤木种源苗木对水分胁迫的生理响应

采用PEG6000,研究了4种台湾桤木种源和2种四川桤木种源苗木对水分胁迫的生理响应。结果表明：（1）随着水分胁迫强度增加,叶片质膜相对透性增大,四川桤木种源质膜透性比台湾桤木种源增加幅度大。（2）在轻度的水分胁迫下,6个种源SOD活性均呈上升趋势,POD活性的增加只发生在PEG10％的水分胁迫强度以内,轻度水分胁迫下,MDA含量上升幅度小于重度胁迫强度;在PEG30％胁迫处理时,台湾桤木叶片MDA含量平均上升30．22％,而四川桤木上升了40．44％,表明台湾桤木种源膜脂过氧化程度较四川桤木种源轻,受害程度相对要小一些。（3）水分胁迫下,叶片脯氨酸含垃均有不同程度的增加．在PEG20％水分胁迫处理下,各种源脯氨酸积量增加的幅度为：台湾桤木苗栗种源（AF２）（68．9％）〉台湾桤木福建南平种源（AF４）（60．2％）〉台湾桤木台东种源（AF２）（54．7％）〉台湾桤木台中种源（AF1（47．6％）〉四川桤木广元种源（AC2）（39.7%）＞金堂种源（AC１）（39.1%）。水分胁迫条件下,叶片可溶性糖含量呈下降趋势。６种种源苗木在水分胁迫条件下,由于脯氨酸的积累,有一定的渗透调节能力,但这种渗透调节能力又是十分有限的。（４）采用隶属函数法,对各种源的抗旱生理进行综合评价,其耐旱牛理强弱的顺序是：AF2、AF1、AF3、AF4、AC2、AC1,台湾桤木比四川桤木具有较强的耐旱生理适应性。从耐旱生理角度讲,凡是适合四川桤木生长的区域,基本上亦适合台湾桤木,在引种载培中,应选择抗旱性稍强一些的台湾桤木苗栗种源和台中种源。