火龙果茎基因组DNA提取方法改良

火龙果(Hylocereus undulatus)是近年发展起来的一种新兴热带水果, 其茎富含多糖、多酚及其它次生代谢物, 黏性极大, 很难从中提取高质量的DNA。特别是一年生以上的老茎, 目前尚未有较好的DNA提取方法。为了解决这一难题, 该研究对CTAB+Tris-HCl洗涤法进行了3种方式的改良。结果表明, “改进三”方法可不受取样时期和取样部位的限制, 从一年生以上火龙果茎中提取的DNA质量最好且不含黏性物质, 可用于酶切与分子标记等生化和分子生物学实验。该研究探索了一条较为理想的火龙果茎DNA提取方法, 值得推广应用。     

退化生态系统恢复与恢复生态学

恢复生态学起源于100a前的山地、草原、森林和野生生物等自然资源的管理研究,形成于20世纪80年代。它是研究生态整合性的恢复和管理过程的科学。恢复生态学的研究对象是在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的退化生态系统。生态恢复的目标包括恢复退化生态系统的结构、功能、动态和服务功能,其长期目标是通过恢复与保护相结合,实现生态系统的可持续发展。恢复生态学的理论与方法较多,它们均源于生态学等相关学科,但自我设计和人为设计是唯一源于恢复生态学研究和实践的理论。由于生态系统的复杂性,退化生态系统恢复的方向和时间具有不确定性,其恢复的机理可用临界阈值理论和状态跃迁模型进行解释。中国森林恢复中存在的问题包括：大量营造种类和结构单一的人工林忽视了生物多样性在生态恢复中的作用;大量使用外来种;忽视了生态系统健康所要求的异质性;忽略了物种间的生态交互作用;造林时对珍稀濒危种需要缺乏考虑;城镇绿化忽略了植被的生态功能等问题。此外,还介绍了生态恢复的方法、成功恢复的标准,并提出了恢复生态学的发展趋势：恢复生态学尚未形成理论和方法体系,要成熟还有很长的路要走;恢复生态学正在强调自然恢复与社会、人文的耦合;对森林恢复研究要集中在恢复中的障碍和如何克服这些障碍两个方面;鉴于生态系统复杂性和动态性,应停止期待发现能预测恢复产出的简单定律,相反,应该根据恢复地点及目标多样性而强调适应性恢复。     

湛江市红树林资源及其可持续利用

广东省湛江市现有红树林面积7242.0hm²,人工造林未成林25.6hm²,天然更新红树林509.4hm²,另有红树林宜林地9688.6hm²。红树林及其伴生植物主要有木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄(Kandelia candel)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)等15科24种。由于毁林养虾、养鱼等导致1980～2001年占用红树林地面积6363.6hm²。从总体上看,湛江红树林种类多,群落类型丰富;红树林面积大幅减少,影响区域社会经济发展;除乡土种外,无瓣海桑是一种较成功的外来引树种;宜林地多,但人工造林保存率不高;破坏红树林,挖塘养殖依然较普遍。为了实现湛江红树林的可持续发展,需要加强下列工作:建立自然保护区加强对现有红树林湿地的保护;开展红树林湿地生态系统资源监测和鸟类环志;科学规划后加快红树林的恢复和重建;积极推动退塘还林并合理利用红树林;依法保护管理好红树林;多途径筹集保护资金;加强红树林、湿地的保护和宣传。     

恢复生态学焦点问题

就恢复生态学的概念、近期的发展趋势与前沿命题、传统生态学理论在生态恢复过程中的应用及恢复生态学的社会性等核心问题展开论述。恢复生态学是一门年轻的学科,迄今尚无统一的定义。代表性的有3方面的学术观点。第1种强调受损的生态系统要恢复到理想的状态;第2种强调其应用生态学过程;第3种强调生态整合性恢复。笔者认为,恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术与方法、过程与机理的科学。从近年的国际恢复生态学大会来看,恢复生态学研究近期主要有3个方面的发展趋势。一是强调自然恢复与社会、人文的耦合。认为恢复生态是全球性的,不只是自然的过程,应有全社会的支持,包括政治、经济和人文的介入。二是强调无论是在地域上还是在理论上都要跨越边界。有效的生态恢复实践在地域上要求多地区甚至是多国家的合作,在理论上要求多学科的交叉与耦合。三是强调以生态系统为基点,在景观尺度表达。随着环境和经济问题的全球化,生态系统和景观尺度的恢复生态学研究引起了越来越多的关注。2004年第15届国际恢复生态学大会的会议主题已定为：恢复、景观与设计。在当前研究趋势的基础上,提出了恢复生态学当前研究的6个前沿命题：恢复生态学的学科理论框架研究、恢复生态系统的功益研究、生物多样性在生态恢复中的作用研究、生态恢复对全球变化的响应研究、生态恢复立法研究和生态恢复与社会、经济的整合性研究。退化生态系统的恢复与重建是一项十分复杂的系统工程,尤其需要生态学理论的指导。多数生态学理论已被应用于恢复生态学的研究与实践。结合实例,着重阐述了生态系统演替理论在生态恢复中的应用。恢复生态与全球变化间的相互作用研究越来越多的引起了人们的关注,但多数研究仍停滞在定性研究阶段。在广东的恢复生态学研究表明,广东省从1986年至1998年,植被覆盖从26％到51％,新造林绿化的植被每年可吸收、固定广东省年排放CO2量的一半。人类社会与自然环境的协调可持续发展,不仅要求实现生态环境的可持续,同时亦要求实现人类社会与经济的可持续发展。这就要求生态系统的恢复与重建必须同时实现生态、经济与社会效率的三重优化。中国科学院华南植物研究所生态中心在中国热带、南亚热带进行的退化生态系统的恢复与重建研究历时30余年,所产生的显著的经济和社会效益,在各个实验站点均已有所反映。     

农业生态系统能量分析

农业生态系统的能量分析从能流着手进行农业生态系统的功能量化分析,是农业生态系统重要的研究方法之一。本文简要回顾讨论了农业生态系统能量分析研究的历史和进展。着重讨论了能值分析方法对传统能量分析方法的新发展,分析了农业生态系统能量分析目前存在的问题,并就其进一步发展方向进行了探讨能值分析方法用生产某种能量或物质所直接或间接耗用的太阳能值量来衡量该能量或物质的价值,不仅在概念上而且在算法上都是原有能量分析方法的新发展．发展到能值分析阶段的农业生态系统的能量分析方法亦存有自身的不足之处,如能值转换率的计算过于繁复,能值指标体系缺乏统一性及系统可持续发展的能值综合评价指标缺乏等。这些问题的解决与能值最大功率的明晰化、能值分析与能量及耗散分析的结合、与物质分析及景观结构分析的结合等研究等共同构成了农业生态系统能量分析的几大发展方向。     

城市可持续发展能力的能值评价新指标

能值理论、方法克服了传统能量与经济分析方法的诸多缺憾,为城市可持续发展的研究提供了全新的视角。但作为一种新兴的理论,其评价指标,尤其是针对城市可持续发展能力的综合评价指标尚不完善。从生态经济效益及环境影响的全面表达角度,剖析了国际现行可持续发展能值指标(ESI)的不足之处,并在此基础上拓展构建了新的可持续发展能值指标(EISD)。以珠江三角洲中山市1996～2000年的发展动态为例进行了案例研究。结果表明,新拓展的可持续发展能值指标．在系统效益评价中考虑了系统能值产出的实际经济效果,在环境影响评价中同时考虑了系统的消耗影响和排放影响,可以更全面明晰的评价城市系统的可持续发展能力、状态及其成因,为系统的优化指明方向。     

粤港澳大湾区不同恢复模式植物群落结构与生态系统健康的动态变化

基于长期定位监测数据,量化揭示了红锥纯林（Castanopsis hystrix）、10种与30种乡土树种混交林等3种乡土人工林植物群落的生物量、物种多样性、生物热力学健康水平（eco-exergy）和土壤理化性状在种植后13年内的发展动态,并与尾叶桉（Eucalyptus urophylla）纯林,以及自然恢复系统（灌草坡）进行了比较。结果表明：（1）研究期间,5种恢复模式的植物群落生物量均呈现波动上升趋势,但在发展节率上有所差异。13龄时的尾叶桉纯林与两种乡土树种混交林生物量显著高于其各自1龄时的水平,且显著高于自然恢复灌草坡;相较于其他人工林,红锥纯林生物量增长缓慢,但快于灌草坡;（2）5种恢复模式植物群落的物种多样性（物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数）在6至13龄间均呈下降趋势,且30种乡土树种混交林下降趋势最为显著。13龄时,两种混交林Shannon-Wiener指数略高于两种纯林,显著高于灌草坡;10种乡土树种混交林的Pielou均匀度指数略高于红锥纯林与30种乡土树种混交林,显著高于尾叶桉纯林与灌草坡。（3）4种人工林的植物群落生物热力学健康水平皆在6至13龄间显著增加;13龄时两种乡土混交林群落生态显著高于两种纯林,两种纯林显著高于灌草坡,且该差异主要源自于乔木层生态的差异。（4）不同植被恢复模式中,10种乡土树种混交林土壤养分的累积效果最佳,13龄时其土壤总氮含量显著高于红锥纯林和自然恢复灌草坡,但与30种乡土树种混交林和尾叶桉纯林无显著差异。（5）冗余分析结果显示,研究期间植被与土壤间的相关关系逐步建立,土壤理化性状对地上植被结构变化的解释度由1龄时的73.3%逐步上升至13龄时的82.0%,但只有土壤有机碳含量在13龄时与地上植被结构的相关性达到显著水平。上述结果表明,乡土种人工林与外来种人工纯林群落结构、生物热力学健康水平、及植被与土壤间关系的发展规律相似,且相对而言,混交林优于纯林,纯林优于自然恢复灌草坡。植被恢复的起始物种丰富度并不是越高越好;发展到13龄时,10种乡土树种混交林在植被结构与土壤改良方面均优于30种乡土树种混交林。植被与土壤间相关关系的建立是一个长期的过程,不同植被恢复模式对土壤理化性状的差异性影响难以在短期内有所显现。     

混交比例对桉树-乡土树种混交林优势树种叶片资源获取性状的影响

桉树-乡土树种混交林在提高林分生产力和生态系统功能等方面具有较大潜力。该研究以南亚热带4种桉树-乡土树种混交林(桉树与乡土树种混交比例分别为5:5、6:4、7:3、8:2)和桉树纯林为研究对象,研究了3种优势乡土树种华润楠(Machilus chinensis)、阴香(Cinnamomum burmannii)、灰木莲(Manglietia glauca)和速生树种尾叶桉(Eucalyptus urophylla)的叶片生理、结构和化学性状在不同比例混交林中的差异。结果表明,4优势造林树种的叶片性状存在明显的种间差异,其中灰木莲的比叶面积(SLA)、光合磷利用效率(PPUE)、单位质量叶片最大光合速率(A_mass)和蒸腾速率(T_mass)以及叶片养分含量最高,说明灰木莲采取资源获取型的生态策略;尾叶桉的SLA、A_mass、T_mass及叶片养分含量最低,但具有最高的PPUE,说明尾叶桉兼顾了资源获取型和保守型的物种特征。灰木莲与尾叶桉在SLA、A_mass、T_mass     

珍稀濒危植物的野外回归研究进展

由于人类干扰及气候变化,很多珍稀濒危植物面临加速灭绝风险,进行植物回归是实现其有效保护的方式之一.本文从回归生物学建立并变成生物多样性保护的重要工具、回归中的遗传多样性问题、全球气候变化下的回归、回归过程中的定居限制及其克服、回归与生态恢复等5个方面综述了植物回归研究进展,并对植物回归发展趋势进行了展望.     

珊瑚岛礁表层土壤的主要化学性质分析

为了解我国南海岛礁表层土壤性质,对珊瑚砂和磷质石灰土的主要化学性质进行了分析。结果表明,南沙珊瑚岛礁的珊瑚砂土和西沙东岛的磷质石灰土属于碱性土(p H 8.0~9.0),而鼎湖山赤红壤为酸性土(p H 3.7~4.3)。珊瑚砂土有机碳含量(0.4%)和全氮含量(0.04%)极低,磷质石灰土的碳、氮含量分别为4.05%和0.21%,赤红壤的有机碳和全氮含量分别为2.24%和0.21%。珊瑚砂土的全磷含量(0.04%)也显著低于磷质石灰土(2.2%),但高于赤红壤的(0.02%)。珊瑚砂土和磷质石灰土的钾、钙、钠、镁、铁含量均高于赤红壤,植物群落类型对5种金属元素含量没有显著影响。这些为南海珊瑚岛礁植被恢复过程中植物定居和生长,以及珊瑚岛礁生态规划和保护奠定基础。