黑龙江省不同纬度梯度农田大型土壤动物群落分布特征

沿着由高到低的纬度梯度,分别在塔河、带岭、帽儿山的农田生境选择研究样地,采用手捡法调查不同纬度农田生态系统大型土壤动物的群落组成、水平结构、垂直结构和多样性特征,并运用双变量相关分析及典范对应分析阐明土壤动物群落和环境因子的相互关系,旨在揭示黑龙江省不同纬度梯度农田大型土壤动物群落分布特征及其影响因素。调查共捕获大型土壤动物35类2339只,隶属于2门6纲14目35科。其中线蚓科(Enchytraeidae)、正蚓科(Lumbricidae)、步甲科(Carabida)、隐翅虫科(Staphylinidae)为优势类群,其个体数占总个体数的58.84%;常见类群为蚁科(Formicidae)、蜘蛛目(Araneida)和地蜈蚣目(Geophilomorpha)等8类,其个体数占总个体数的32.79%。结果表明:(1)水平分布上:大型土壤动物个体密度和丰富度(即类群数)的水平分布均表现为帽儿山带岭塔河,单因素方差分析表明大型土壤动物的个体密度和丰富度在不同纬度地区无显著差异。Shannon-wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(E)均为帽儿山带岭塔河;Simpson优势度指数(C)表现为塔河和带岭最高,帽儿山最少;Margalef丰富度指数(D)则是塔河最多,其次为帽儿山和带岭。(2)垂直分布上:3个不同纬度样地的农田土壤动物个体密度和丰富度在同垂直层次间不存在明显差异(P0.05)。除帽儿山5—10 cm土层土壤动物类群数量较表层增加之外,其他样地大型土壤动物个体密度和丰富度均随土层深度的增加而逐渐降低,表聚性明显。(3)与土壤环境因子关系上:双变量相关分析表明,不同纬度农田大型土壤动物的类群数、个体密度、多样性指数、均匀度指数和优势度指数与土壤p H值、有机质、全氮、全磷和速效磷均没有显著的相关性;典范对应分析(CCA)进一步表明,优势类群和常见类群对环境因子具有较强的适应能力,广泛的分布在3个样地内。研究表明,农田生态系统大型土壤动物的类群数、个体密度和多样性指数随纬度梯度的增加先增加后减少,但不同纬度间均无显著性差异。不同土壤动物类群受到环境变量的影响程度不同,在局地尺度环境因子对土壤动物的影响不容忽视。研究为区域尺度农田生态系统土壤动物空间格局和生物多样性维持机制研究奠定基础。     

纬度变化对不同冬小麦品种蛋白质组分的影响

选用6个有代表性的冬小麦品种在河南省5个不同纬度试验点（32°—36°N）进行种植，研究纬度变化对冬小麦蛋白质组分含量的影响.结果表明：纬度变化对冬小麦清蛋白、麦谷蛋白含量和谷/醇比值有显著影响，而基因型差异对蛋白质组分的影响不显著.随着纬度的升高，清蛋白和醇溶蛋白含量呈降低趋势，而麦谷蛋白含量、谷/醇比值、蛋白质组分之和及小麦产量呈递增趋势.与其他试验点相比，信阳种植的6个小麦品种的清蛋白含量相对较高，驻马店和许昌的醇溶蛋白含量较高，而武陟和汤阴的麦谷蛋白含量较高.5月份平均气温、总日照时数和降雨量与小麦蛋白质组分地点间变化关系密切.因此，生产上选择适宜的小麦种植区，同时可在5月份采取改善光合作用、延长灌浆时间等栽培措施，以提高小麦籽粒品质.     

瓜实蝇和南亚果实蝇在我国的分布差异

瓜实蝇Zelugodacus cucurbitae和南亚果实蝇Zelugodacus tau是两种主要以葫芦科植物为寄主的瓜类实蝇,主要分布于我国南部和中部地区。在实际研究中发现南亚果实蝇和瓜实蝇分类地位、寄主范围和生活史相近,但分布区域可能存在差异。因此,采用性诱剂诱集法在全国14个省(自治区)对这两种实蝇的分布进行调查,结果显示南亚果实蝇在我国整个南部地区均有分布,瓜实蝇在我国的分布范围较小,主要分布于北纬25°以南。结合气候数据发现两种实蝇的分布范围基本上和各地年平均气温一致,瓜实蝇主要在年平均温度20℃以上的区域分布,南亚果实蝇则在年平均温度为15℃以上的区域均有分布。这种地理分布的差异可能是两种实蝇对气候环境和寄主植物适应能力不同所致。     

西北旱寒区地理、地形因素与降雨量及平均温度的相关性——以甘肃省为例

地理、地形因素是影响西北旱寒区农业种植结构和生态保育的重要因素之一。以甘肃为例,在遥感和GIS技术支持下,选取该地区122个气象站点的1980、1990、2000年3个年份各月降雨量和平均气温作为数据源,分析了各月降雨量和平均气温与经纬度、海拔、坡向、坡度之间的相关关系。结果表明,降雨量与经度、纬度和海拔3个地理、地形因子相关性较大,与坡度和坡向无显著性相关;降雨量和纬度之间存在普遍的显著性负相关,平均偏相关系数在0.5以上。另外,月平均气温与经度、海拔具有很高的显著性负相关,其中平均气温与海拔之间的偏相关系数达到0.9以上,但与坡度和坡向的相关性不显著。更进一步,分析了3个年度各月的月平均气温与纬度之间的关系,虽然气温和纬度之间存在一定的相关性,但随着年份的变化,温度与纬度具有显著性相关的月份数在减少,并且在存在相关性的月份中,气温同纬度之间的偏相关系数也在逐年减小,纬度对温度的空间分布的影响正逐渐变弱。研究结果支持了中国西北干旱区范围正向东南扩展的结论,并为全球变化下旱区农业生态系统管理提供理论潜力。     

中国外来入侵植物的分布格局及其与环境因子和人类活动的关系

 认识区域尺度上外来入侵植物的分布格局及其成因对预测入侵的影响和入侵种的管理具有重要意义。该文采用聚类分析和排序的方法分析了我国外来入侵植物的空间格局,并利用多元线性逐步回归和典范对应分析探讨了自然环境因子和人类活动强度对中国32个省级空间单位（省市自治区,不包括香港和澳门）中外来入侵植物分布的影响。结果表明,中国各省外来入侵植物物种数从南到北逐渐减少,导致这一格局的主要因子为无霜期;各省外来入侵植物物种密度由东南海岸向内陆递减,造成这一趋势的主要影响因素为交通密度;纬度是解释中国各省外来入侵植物物种组成变异的主要因子,因此中国32个省区可归为低、中、高 纬度区3大类型。在此基础上预测中国东南部地区有遭受更多外来植物入侵的可能;此外,交通发达的区域也将成为外来植物入侵的热点区,应该引起有关部门的重视。     

中国38个地区兰科植物区系成分的比较分析

通过对中国38个地区共147属,984种兰科植物的区系成分的统计,分析了各地区兰科植物的属种热带成分/温带成分(R/T)值随纬度的变化趋势;并利用SPSS 20.0软件对各地区兰科植物的区系成分进行聚类分析。结果表明:(1)38个地区147属兰科植物可划分为11种分布区类型和9种变型,984种兰科植物可划分为12种分布区类型和6种变型。(2)属级水平上R/T值随纬度的升高总体呈下降趋势,38个地区中23个地区为热带性质,13个地区为温带性质,峨眉山和金佛山的热带性质和温带性质相等;种级水平上除俄贤岭的特殊岛屿石灰岩环境造成极强的热带性质外,其他地区的R/T值随纬度的升高而降低,表现出明显的纬向地带性特点。(3)38个地区兰科植物属种级区系类型存在分异现象,即147属兰科植物以热带亚洲分布(24.71%)、北温带分布(19.14%)和热带亚洲至热带大洋洲分布(15.32%)为主,而984种兰科植物除热带亚洲分布(30.28%)外,则以中国特有分布(26.89%)和中国-日本分布(12.85%)为主。(4)属种级聚类结果显示,种级水平的聚类分析比属级水平的聚类更能体现出纬度相近其区系成分也相近的特点。     

中国"三江并流"纵谷地蚤类丰富度与区系沿纬度梯度的水平分布格局

为探讨横断山区蚤类物种丰富度与区系沿纬度梯度变化的基本规律以及影响它们分布的主要生态因子,作者就云南西部横断山区21o-28oN的8个纬度梯度带目前所知分布的9科45属153种(亚种)蚤类的水平分布资料进行了综合整理和统计分析。结果表明:(1)这一区域蚤类科、属、种丰富度,特有种丰富度和特有度,以及东洋界和古北界区系成分物种丰富度沿纬度梯度的变化,都呈现了随纬度增加先增高后降低的单峰分布格局,最大峰值出现在25o-27oN之间,研究认为,形成物种密度高峰的主要因素是两大区系分界线和交错区的边缘效应;(2)东洋和古北两大区系成分构成比的水平分布格局截然不同,前者随纬度的增加递减,后者则随纬度的增加呈递增的趋势,两区系成分过渡或交错区的跨度在23o-29oN之间,并在25o-27oN形成交汇和分异的中心;(3)聚类分析结果表明,横断山8个纬度梯度带的蚤类总体上归为3个主要地域区系类型,反映出纬度、地理气候环境等因素对蚤类区系及物种分布的影响,以及蚤类区系和物种组成沿纬度梯度的水平分布格局与地理和气候环境的统一性;(4)蚤类的属、种β多样性沿纬度梯度的水平分布基本呈现双峰格局,峰值反映出蚤类的组成及分布在不同纬度梯度、气候带之间的过渡与转变,说明β多样性的水平分布格局与纬度梯度的气候、环境变化程度的关系密切,以及过渡区的边缘效应对两区系物种丰富度高峰的形成具有重要影响;(5)横断山区蚤类物种丰富度与区系的水平分布与垂直分布的规律和格局基本相同,显示了具有同源性的水平地带性与垂直地带性对蚤类空间分布格局所产生的类似影响,证实了横断山区蚤类物种丰富度与区系的水平分布格局理应出现近似于它们垂直分布的一般规律与格局的推论;(6)横断山25o-27oN的区域形成了两大区系物种交汇和分异的中心,由于边缘效应和复杂的地理景观,这里蚤类科、属、种、特有种都具有较高多样性,据此作者推断,这里可能是我国横断山区多物种保存、分布和分化的核心区。     

典型黑土区农田土壤线虫群落的纬度分布格局及其驱动机制

东北黑土区是保障我国粮食安全的重要土壤资源, 了解该区域内农田土壤线虫的群落组成及其对环境驱动因子的响应机制, 对于研究黑土区农田土壤生态系统的生物多样性分布格局具有重要意义。2018年9月, 我们在42°50°‒49°08° N的典型黑土区采集了93个农田土壤样品, 利用形态学鉴定技术分析了土壤线虫群落的组成与结构。共鉴定出47个线虫属(相对丰度 > 1%), 其中食细菌线虫中的拟丽突属(Acrobeloides)是典型黑土区农田土壤中的优势属(相对丰度 > 5%)。土壤线虫总丰富度和总多度均随纬度增加而显著增加, 然而类似的变化趋势只出现在食细菌和杂食/捕食线虫中。土壤有机碳是影响土壤线虫丰富度和多度最为重要的环境因子, 其次是月平均温度。典型黑土区农田土壤线虫群落结构以47° N为分界线分为南部和北部两类, 主要归因于线虫群落中植物寄生和杂食/捕食线虫的相对多度在南、北特征属中存在差异。土壤pH值和容重分别是影响南部与北部黑土区线虫群落最重要的环境因子。本研究明确了典型黑土区农田土壤线虫群落的纬度分布格局及其与环境因素的关系, 可为揭示农业活动干扰下土壤生物对环境因子的响应机制提供基础数据和理论参考。     

云南省三个不同纬度梯度两种家鼠体表恙螨生态分布的研究

通过对构成比、总感染率、总平均多度、总感染度、多样性指数和均匀度等常规统计指标进行分析,比较了云南省内三个不同纬度梯度中黄胸鼠和褐家鼠两种家鼠体表恙螨的分布差异和分布规律。捕获两种家鼠共944只,从其体表共采集到6409只恙螨,经分类鉴定隶属于2亚科10属64种。统计分析结果表明,低纬度地区两种家鼠体表恙螨的物种丰富度高于中、高两个纬度地区,低纬度地区中两种家鼠体表恙螨的总感染率(P)、总平均多度(MA)和总感染度(MI)均明显高于中纬度和高纬度地区(P0.001)。低纬度地区的主要螨种是地里纤恙螨、英帕纤恙螨和微红纤恙螨;中纬度地区的主要螨种是褐鼠囊棒恙螨;高纬度地区的主要螨种是林谷棒六恙螨和攸氏无前恙螨。黄胸鼠和褐家鼠两种家鼠体表恙螨的感染状况、优势螨种构成和生态分布等因纬度和海拔梯度的不同而存在明显差异。     

植物核DNA含量在全球尺度上的纬度变异式样及其气候适应意义——以菊科植物为例

核DNA含量是重要的生物学概念,涉及DNA C-值和基因组大小。前人有关植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律存在着矛盾的报道,而且多数将核DNA含量与纬度、海拔、气候等因素之间的关系描述成线性关系。核DNA含量是否具有环境适应上的意义,也还存在争议。先前有关核DNA含量与环境因素间关系的矛盾性报道可能与取样过小、地理范围过窄、研究对象遗传背景差异过大有关。如果对一个遗传背景相近的类群在全球范围内进行取样,核DNA含量会呈现有规律的纬度梯度变化,可能与大的气候因素之间存在非线性关系。菊科(Asteraceae)是被子植物的最大科,是一个广泛认可的自然分类群。为揭示全球空间尺度上植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律,以及这种变异是否具有环境适应意义,以菊科为对象开展了核DNA含量与纬度、生物气候因素关系的统计分析。从"植物DNA C-值数据库"检索到822种菊科植物的核DNA含量数据;在全球范围内,沿经度方向上设立10条样带,每条样带横跨15个经度,每条样带又均分成22个样块,每个样块纵跨7.5个纬度;其次,从"世界气候数据网站"下载1950—2000年时间段14个生物气候因子数据,应用Arc GIS 9.3获得每个样块14个生物气候因子的平均值;根据"全球生物多样性信息网站"记录,计算每个样块菊科植物平均的核DNA含量数据。为避免气候变量之间的多重共线性对数据分析的影响,应用主成分分析对数据进行了降维,发现最冷季度平均温度、最干季度雨量分别是第一、二主成分上荷载最大的因子,去除与它们相关性在-0.7至+0.7之间的其他气候因子后获得了最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量三个变量用于进一步数据分析。结果发现,菊科植物在全球10个样带上的核DNA含量与纬度关系密切,与最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量呈现极显著的单峰型的非线性关系,可以用二项式进行拟合。因此,全球空间尺度上植物核DNA含量沿着纬度梯度有规律性的非线性变化,这种变化具有很强的气候适应意义。