20世纪90年代以来中国生态空间演化的时空格局和梯度效应

改革开放以来中国经济和城市化的快速发展促使生产和生活空间挤占大量生态空间，系统认识和评估我国生态空间演化的宏观格局和过程对于生态文明建设具有重要的理论和现实意义。为揭示全国生态空间变化的时空过程，在对生态空间内涵进行界定的基础上，结合全国尺度时序土地利用数据构建生态空间分类体系，并评估1990-2015年中国生态空间演化特征。结果表明：1990-2015年中国生态用地面积持续减少，主要向半生态用地转变，发生在重要的粮食生产区域及周边；半生态用地面积波动明显，前期主要表现为不断扩张，后期大量转换为弱生态用地，发生在主要城市群地区；弱生态用地持续扩张，与城镇化进程不断加速相关。中国生态空间演变过程表现出一定的区域差异和梯度效应，不同区域生态空间变化发生的拐点时间有所不同，呈现"自东向西、由南到北"的3级梯度特征，区域生态空间状况与经济发展战略及生态空间管控具有较强的相关性。本研究对于国家生态空间管控近远期战略方案制订具有一定启示，建议处于不同梯度的各地区应基于区域生态空间演化所处阶段和不同驱动机制，确定分区域生态空间安全红线目标和生态空间管控方案。     

Fractal root system of Melica przewalskyi along different aspect in degraded grassland

Aims Fractal root system is phenotypic plasticity result of plant root architecture to respond to environmental heterogeneity, may reflect the growth strategy of plants to adapt to environmental conditions. Our objective was to explore the relationship between root fractal dimension and fractal abundance of fractal root system of Melica przewalskyi population in response to aspect variation in the northwest of China. Methods The study site was located in a degraded alpine grassland on the northern slope in Qilian Mountains, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out at 40 plots which were set up along four slope aspects transects with 20 m distance between adjacent plots. Handheld GPS was used to determine the elevation, longitude and latitude of each plot. ArcGIS was used to set up digital elevation model (DEM). Community traits were investigated and six individuals roots of M. przewalskyi were collected randomly at each plot. The samples were cleaned and divided into different organs, then scanning the root with the Win-RHIZO for measurements of fractal dimension and fractal abundance in laboratory, and their biomass were then measured after being dried at 80 °C in an oven. Important findings With the slope aspect turned from north to east, west, and south, the density, height and soil moisture content of the plant community displayed a pattern of initial decline, the height, density, root fractal abundance of M. przewalskyi increased and the root fractal dimension decreased. The root fractal dimension was negatively associated with the fractal abundance in all aspects, but the relationship varied along the slope aspects gradient; there was a highly significant negative correlation (p < 0.01) between the root fractal dimension and fractal abundance at north slope and south slope aspect, whereas the correlation only reached a significant level (p < 0.05) at the east slope aspect and west slope aspect; indicating that there is a trade-off between the root fractal dimension and fractal abundance. In addition, when the slope aspect changed from north to east, west and south, the standardized major axis (SMA) slope of the regression equation in the scaling relationships between root fractal dimension and fractal abundance increased (p < 0.05), indicating that the roots of M. przewalskyi at the droughty southern slope have less branch and more sparse in the same soil volume of root exploitation and utilization. Consequently, the resource allocation pattern on reasonable trade-off between root fractal dimension and fractal abundance in different slope aspect of M. przewalskyi, reflects the relationship between the income and the cost of construction of plant root architecture.     

气候变化和人类活动对中国北方旱区植被变绿的定量贡献

气候变化和大规模的生态恢复使中国北方旱区植被发生了显著变化，量化气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献，对于旱区生态系统管理和应对未来气候变化具有重要意义。目前，中国北方旱区植被变化影响因素的时间动态（2000年大规模生态恢复工程实施前后）和空间异质性（沿干旱梯度）仍需进一步的定量研究。基于多源数据，采用趋势分析、偏相关分析和随机森林模型等方法，分析了1981-2018年中国北方旱区气候和植被的时空变化规律，量化了2000年前后气候变化和人类活动对植被动态的相对贡献并分析其在干旱梯度上的空间差异性。结果表明：（1）1981-2018年期间，中国北方旱区的叶面积指数（LAI）平均增加速率为（0.0037±0.0443） a^-1，且增加速率沿干旱梯度增大。2000年前仅10.46%（P<0.05）的地区显著变绿，而2000年后达到36.84%，且植被变绿主要归因于非树木植被。（2）2000年后降水对植被变绿的正效应在不同干旱梯度均增加，而在半干旱区和亚湿润干旱区，温度对植被变绿由正向促进转为负向抑制，而辐射在干旱区由负效应转向正效应。（3）2000年前后，气候变化均主导着植被的动态，贡献率分别为96.07%和73.72%，人类活动的贡献在2000年后进一步增强（从3.93%增加到26.28%），且沿着干旱梯度而增加，其中人类活动对植被变绿的贡献在半干旱地区增加最显著（+0.0289 m² m^-2 a^-1，P<0.05）。研究结果可为未来气候变化下中国北方旱区的植被恢复和可持续发展提供科学依据。     

牛背梁自然保护区食肉目和偶蹄目动物的区系特征与生态分布

牛背梁自然保护区(108°45′~109°04′E,33°47′~33°56′N)位于秦岭山脉东段,地跨秦岭南北坡。采用样线调查法和访问调查法,于2003年5月~2004年8月,对该保护区食肉动物及偶蹄动物的区系特征和生态分布进行了研究。该保护区共有18种食肉动物及偶蹄动物,其中属我国级、级重点保护动物的兽类分别有2种和7种。分析表明,保护区的有蹄类动物物种丰富,秦岭分布的有蹄类在该区域均有分布,但食肉动物种数仅占整个秦岭地区的45.5%。这些兽类中,属于东洋界的兽类有12种,占66.7%;属古北界的仅1种,占5.5%;其余5种为广布种,占27.8%。牛背梁保护区在动物地理区划上应属古北界和东洋界物种交汇的区域,且为东洋界逐渐向古北界过渡的区域。分析该区域食肉动物及偶蹄动物的生态分布发现,这些物种的垂直分布幅度有很大的差异。垂直分布幅度在海拔高差1300m以上、1000m左右、450~700m之间的物种各占1/3。结果还表明,区内这些兽类物种的丰富度随海拔的升高具有先升后降的垂直变化规律。不论是秦岭南坡还是北坡,分布在海拔1800~2200m区域的兽类物种最多,所占比例大于80%;而在海拔2600m以上区域,兽类种数降至最少,仅占50%左右。兽类丰富度的海拔梯度也体现于这些兽类在各植被类型中的分布上。中山针阔叶混交林中分布的兽类种数最多,而在中低山落叶阔叶林、亚高山针叶林及亚高山灌丛草甸中分布的兽类则较少。     

鼎湖山森林群落多样性垂直分布格局的研究

根据鼎湖山10 m×1 200 m的植物固定样带调查,沿海拔梯度对植物群落分布格局及生物多样性特性进行了分析。结果表明,本固定样带有3个森林类型,5个群落类型,构成一演替序列,但在垂直梯度上有交错现象。生物多样性指数为:乔木层,中生性阔叶林>针阔混交林>阳生性阔叶林;草本层,针阔混交林>阔叶林。阳性草本植物为主的草本群大部分生长在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林下,但是林下微环境变化对草本层植物优势度的影响也较大,以耐荫植物为主的草本群在阳性树种为主的阔叶林和针阔混交林也有分布,表明相同群落类型林下小环境的变化。     

应用变性梯度凝胶电泳和16SrDNA序列分析对kefir粒中细菌多样性的研究

以开菲尔（Kefir）粒为材料,经过DNA抽提和16SrDNA V3区PCR扩增,扩增产物经变性梯度凝胶电泳（DGGE）分离并切割电泳条带进行序列测定,并与现有的数据库进行了比较,对Kefir粒的细菌多样性进行分析。结果表明,DGGE图谱中可检测到的8条带的16SrDNA基因序列中有7个基因序列与GenBank数据库登录的相关序列的相似性大于98％,余下的1个基因序列的相似性也大于96％。相似性大于98％的7个克隆中,有3个属于鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）,2个属于乳杆菌属（Lactobacillus）,其它2个分别属于肠杆菌属（Errterobacter）和不动杆菌属（Acinetobacter）。首次报道了鞘氨醇杆菌作为优势菌群存在开菲尔Kefir粒中。     

不同水位梯度下的小叶章种群密度

通过人工试验控制水位条件,研究了在不同水位梯度条件下,小叶章种群密度的动态变化,并分析了不同时期小叶章种群密度与水位梯度之间的相关关系。结果表明,小叶章群落中,0~20 cm的水位梯度条件下,小叶章种群密度的季节动态呈比较明显的双峰型曲线。而小叶章-苔草群落中,在-10、0和30 cm水位梯度,小叶章种群密度季节动态曲线为双峰型。小叶章群落不同水位梯度的季节动态曲线显示,除10和20 cm的水位梯度,种群密度具有随着水位梯度的升高而降低的趋势。而小叶章-苔草群落小叶章种群密度最大值出现在0 cm水位梯度,种群密度与水位梯度之间关系复杂,没有简单的线性规律。两个群落均在10 cm水位具有明显的变化:试验初期种群密度显著快速增长,而后趋缓,再增长。小叶章种群密度与水位梯度之间存在着显著负相关性,利用两者之间的拟合方程可以估测不同水位梯度条件下的小叶章种群密度。     

五台山亚高山草甸的β多样性研究

分别应用基于二元属性数据的群落相异性系数、Cody指数、W ilson和Shm ida指数及Sorenson指数和基于数量数据的B ray-Curtis指数对五台山亚高山草甸的β多样性沿海拔梯度的变化规律进行了研究.结果表明:群落相异性系数、Cody指数、W ilson和Shm ida指数总体上随海拔升高呈现相似的变化趋势,但波动幅度有一定差异.B ray-Curtis指数对群落沿海拔梯度的变化更为敏感,它所反映的结果更准确可靠.同时,除海拔梯度外,人为活动干扰也是引起β多样性发生变化的一个不可忽视的重要因素.     

城市化对蝴蝶多样性的影响:以重庆市为例

2005年5–10月,自重庆市沙坪坝区到北碚区沿城市生境梯度选取了5个断面(沙坪公园、南溪口、回头坡、鸡公山和缙云山),进行蝴蝶取样调查。共采获蝴蝶4,802只,隶属11科41属65种。统计分析表明,东方菜粉蝶(Pieriscanidia)、菜粉蝶(P.rapae)和酢浆灰蝶(Pseudozizeeriamaha)等3种为优势种,青凤蝶(Graphiumsarpedon)、宽边黄粉蝶(Euremahecabe)、连纹黛眼蝶(Lethesyrcis)、黄钩蛱蝶(Polygoniac-aureum)、点玄灰蝶(Tongeiafilicaudis)和直纹稻弄蝶(Parnaraguttata)等9种为常见种。多样性指数变化趋势为缙云山>回头坡>鸡公山>南溪口>沙坪公园。沿城市生境梯度,从人为干扰较大的沙坪公园(城市化水平较高的代表)到人为干扰较小的缙云山(城市化水平较低的代表),蝴蝶多样性指数基本呈递增趋势,且植被种类丰富度越高、覆盖率越高、日照量越高的生境,蝴蝶种类和数量越多,蝴蝶多样性指数也越高。蝴蝶的多样性特征可以作为城市生境质量和环境变化的指标。     

植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响:基于个体模型的研究进展

植物间的相互作用对种群动态和群落结构有着重要的影响。大量的野外实验已经揭示了正相互作用(互利)在群落中的普遍存在及其重要性。为了弥补野外实验方法的不足, 模型方法被越来越多地应用于正相互作用及其生态学效应的研究中。该文基于个体模型研究, 探讨了植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响。介绍了植物间正相互作用的定义和发生机制、植物间相互作用与环境梯度的关系。正相互作用是指发生在相邻的植物个体之间, 至少对其中一个个体有益的相互作用。植物通过直接(生境改善或资源富集)或间接(协同防御等)作用使局部环境有利于邻体而发生正相互作用。胁迫梯度假说认为互利的强度或重要性随着环境胁迫度的增加而增加, 但是越来越多的经验研究认为胁迫梯度假说需要改进。以网格模型和影响域模型为例, 介绍了基于个体的植物间相互作用模型方法。基于个体模型, 对近年来国内外正相互作用对种群时间动态(如生物量-密度关系)、空间分布格局和群落结构(如群落生物量-物种丰富度关系)影响的研究进行了总结。指出未来的研究应集中在对正相互作用概念和机制的理解, 新的模型, 新的种群、群落, 甚至生态系统问题, 以及在全球变化背景下进行相关的研究。