高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

基于信息熵的我国日降水量随机性和时空差异性

我国日降水过程呈现明显的随机性与时空差异性,如何准确认识其时空变化规律对洪涝灾害防治等实际工作的影响具有重要意义.本文基于1961—2013年全国520个气象站点的日降水数据,选用信息熵指标研究我国日降水量的随机性.结果表明:研究期间,我国东南地区日降水量的随机性大于西北地区,且不同等级日降水量随机性的空间分布存在差异,小雨(降雨量0.1~10 mm,P_0)等级日降水量随机性较大,差异不明显,中雨(10~25 mm,P₁₀)、大雨(25~50 mm,P₂₅)等级日降水量随机性最大,差异明显,暴雨及以上(≥50 mm,P₅₀)等级日降水量随机性最小,差异最明显.整体上,日降水的信息熵值呈上升趋势,表明全球气候变化下我国大部分地区日降水量的随机性增大,尤其表现为极端暴雨发生的频次明显增大.日降水信息熵的空间分布及其变化趋势可以很好地综合反映我国日降水量随机性的空间分布格局,可为洪涝灾害防治、农业规划布局、生态环境规划等提供科学依据.     

神经自发整数倍峰放电节律的随机性和确定性模式的比较

为进一步区分神经自发整数倍峰放电节律的随机性和确定性模式的动力学性质,详细研究了实验神经起步点、随机理论模型(Chay模型)和确定性理论模型(Wang模型)产生的3种整数倍峰放电节律及其变化规律。结果发现,实验和随机模型经随机自共振产生的整数倍峰放电节律具有相同的统计性质(峰峰间期越大,出现的频度越低,约呈指数递减)和变化规律,与确定性Wang模型产生的整数倍节律明显不同。这提示,呈指数衰减分布的整数倍峰放电节律是经随机自共振产生的,是确定性因素和随机因素共同作用的结果。     

昆虫迁飞随气流散布若干问题的商榷

昆虫通过飞翔从一个生境迁移到另一个新的生境,是普遍存在的自然现象,而随气流远距离季节性迁飞是在特定环境条件下产生的,是昆虫与环境在进化过程中的统一。对于迁飞的个体,“从A迁飞到B,并在B获得生境”是随机事件,但对于迁飞的群体则存在统计规律。迁飞昆虫以被动的随气流散布方式,获得对环境的主动适应。     

基于文献计量分析的土壤微生物群落构建研究态势

土壤微生物群落构建是当前的热点研究领域,中国学者对此开展了大量研究,发表了众多高水平论文。采用文献计量方法,对2003-2022年期间WOS （Web of Science）核心合集数据库收录的该研究领域论文的数量、被引频次、作者、国家（地区）、研究机构、期刊以及关键词进行统计。基于VOSviewer可视化软件分析贡献居前的作者、国家（地区）、研究机构、期刊以及重要关键词,借助Scimago Graphica软件将不同国家（地区）的发文数量可视化,利用bibliometrix包（R语言）分析研究热点的演变趋势。结果表明：在2003-2022年间,中国学者在本研究领域共发表论文374篇,排名世界第一;根据年度发文量,该领域的研究历程大体可分为三个阶段,分别为萌芽期（2003-2005年）、波动发展期（2006-2011年）和指数增长期（2012-2021年）;Zhou JZ （周集中）、Li XZ （李香真）和Chu HY （褚海燕）是本研究领域的核心作者,中国科学院是核心研究机构,Frontiers in Microbiology为WOS数据库文献的主要来源期刊;本领域研究热点词的演变与测序技术的发展紧密关联,测序技术从454焦磷酸测序发展到高通量测序和宏基因组测序,推动了该领域从优先效应和中性理论等概念的引入发展到通过模型确定确定性过程和随机性过程相对贡献的定量研究。在系统描述2003-2022年土壤微生物群落构建领域的研究现状及研究热点的基础上,提出了未来可能的一些重要研究方向,有助于相关学者加深对该研究领域的理解,对进一步聚焦土壤微生物群落构建领域的研究方向具有重要参考价值。     

动物的易绝灭特征与保护优先性

各种人为干扰和自然因素促使大量物种走向濒危和绝灭。物种濒危和绝灭不是随机的。具有某些特征的物种容易濒危和绝灭 ,即易绝灭特征。易绝灭特征包括个体大 ,繁殖力低 ,扩散能力弱 ,营养级高 ,家域大 ,种群小 ,种群波动大 ,分布范围窄 ,种群密度低 ,栖息地特化程度高和特殊栖息地类型等。研究物种的易绝灭特征可以为生物多样性提供预防性 (proac tive)的优先保护措施。尽管物种的易绝灭特征已经用于实际的物种保护中 ,然而由于物种的各种特征对物种濒危和绝灭的影响十分复杂 ,各个易绝灭特征还有待于进一步深入的、准确的研究。探讨适合不同类群和不同地区物种的易绝灭特征是十分必要的。由于特殊地史发育、中医药传统和边境频繁的非法野生动物贸易 ,我国动物的濒危模式可能与国外有所不同。     

种群统计随机性和环境随机性对种群绝灭的影响

影响种群绝灭的随机干扰可分为种群统计随机性、环境随机性和随机灾害三大类。在相对稳定的环境条件下和相对较短的时间内,以前两类随机干扰对种群绝灭的影响为生态学家关注的焦点。但是,由于自然种群动态及其影响因子的复杂特征,进一步深入研究随机干扰对种群绝灭的作用在理论上和实践上都必须发展新的技术手段。本文回顾了种群统计随机性与环境随机性的概念起源与发展,系统阐述了其分析方法。归纳了两类随机性在种群绝灭研究中的应用范围、作用方式和特点的异同和区别方法。各类随机作用与种群动态之间关系的理论研究与对种群绝灭机理的实践研究紧密相关。根据理论模型模拟和自然种群实际分析两方面的研究现状,作者提出了进一步深入研究随机作用与种群非线性动态方法的策略。指出了随机干扰影响种群绝灭过程的研究的方向：更多的研究将从单纯的定性分析随机干扰对种群动力学简单性质的作用,转向结合特定的种群非线性动态特征和各类随机力作用特点具体分析绝灭极端动态的成因,以期做出精确的预测。     

小鼠胚胎的极性形成

由于哺乳动物胚胎具有高度的调节能力, 一般认为在囊胚阶段之前都不具有极性.但近来发现, 小鼠胚胎极性的建立很可能比预想的要早, 和许多其他种属动物的胚胎一样,哺乳动物的胚胎很可能是调节发育和图式发育共同存在的, 胚胎极性的形成可能是"随机性"和"预定性"共同作用的结果.可见, 阐明胚胎极性的形成规律对于揭示胚胎发育的分子机制具有重要的意义.     

共享社会经济路径下中国2020—2100年碳排放预测研究

碳排放和减碳经济代价研究日益受到学术界和决策者的关注，中国政府做出的关于争取在2060年前实现碳中和的表态引起了国际社会的热议。在此背景下，开展中国未来长时间序列碳排放的情景预测具有切实意义。基于可拓展的随机性环境影响评估模型（STIRPAT）评估了人口、经济和受教育程度对碳排放的影响，对比历史数据并验证了碳排放预测模型的准确性，结合共享社会经济路径（SSPs）情景的设定和模型参数，预测了5种情景下中国2020年至2100年的碳排放轨迹及经济代价。结果表明：（1）考虑碳排放达峰目标的实现，SSP3情景是中国未来发展的最佳情景，在此情景下，中国有望提前三年实现碳排放达峰目标；（2） SSP3情景可使中国年度总碳排放量和人均碳排放量处于相对其他四种情景的最低值，但需要付出累积GDP下降5.49%至8.80%的代价；（3）为完成在2060年前实现碳中和的承诺，中国政府在未来的40年需面对409.36-467.42 Gt的碳中和量；（4）2020年中国的碳排放强度将会较2005年水平下降40.52%至41.39%，2030年碳排放强度将会较2005年水平下降59.64%至60.75%。5种情境中，SSP5情景是降低碳排放强度的最佳情景，可最大程度地超额实现碳排放强度目标。未来，受经济发展、人口增长等重要因素影响，中国政府减碳压力将进一步加大。后疫情时代，考虑到能源供应的减少和高科技产业的发展，碳排放社会成本的上升将为中国创造一个使能源系统脱碳的机遇。中国应在"十四五"期间继续提升能源利用效率、升级产业结构、提倡低碳消费、实施隐含碳战略，以尽快实现碳减排目标。     

真菌群落构建机制研究进展

真菌是真核生物中生物多样性最丰富的类群之一,广泛分布于自然界,在生物多样性的分布与维持、群落构建以及物质与能量循环过程中发挥着重要的生态功能。近年来随着DNA高通量测序技术和生物信息学的发展,极大推动了真菌多样性分布格局与群落构建机制的研究进展。本文概述了基于生态位理论(niche theory)和中性理论(neutral theory)的选择(selection)、扩散(dispersal)、成种(speciation)和漂变(drift)等过程与生态模型的定量分析确定性过程和随机性过程对群落构建贡献的机制,及其在真菌群落构建中应用的最新研究进展。