崇明东滩自然保护区盐沼植被的时空动态

盐沼植被是滩涂湿地的重要组成部分,其动态变化直接影响着湿地的生态服务功能和价值。通过对1998~2005年间4景不同时相的LandsatTM遥感影像的解译分析,结合历史资料数据和近年来的现场调查,分析了崇明东滩鸟类自然保护区自建立以来,盐沼植被的时空演替动态过程。结果显示,随着滩涂的淤涨,东滩盐沼植被的面积从1998年的2478.32hm2增加到2005年的4687.74hm2,而互花米草(Spartina alterniflora)自人为引入至2005年,其面积已增加到1283.4hm2,其增加速率显著高于土著种芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter),并且已在东滩保护区相当区域内形成单优势种群落。受1998年和2001年两次高滩围垦和互花米草入侵影响,崇明东滩的芦苇群落面积大大减少,虽随着滩涂的淤涨,芦苇群落的面积逐年有所增加,但增加的速度缓慢。互花米草有着更广的生态幅和竞争优势,是滩涂中扩散最快的植被,而淤涨型滩涂为其提供了可扩张的空生态位,如不加以控制和治理,其快速扩散将会对崇明东滩保护区的生态系统造成更大的威胁和影响。     

崇明东滩南部盐沼植被空间分布及影响因素分析

崇明东滩南部滩面高程、土壤盐度在空间上呈明显的梯度变化规律。高程整体西高东低、北高南低, 盐度东北高、西南低, 两者共同限制着盐沼植物在空间上的分布。该文围绕崇明东滩南部主要植被类群及其空间分布, 探讨了土壤盐度、潮滩高程两大环境因子与植物种群分布的对应关系。基于2013年夏、秋季植被空间网格采样和空间插值, 分析了东滩南部植物的空间分布现状, 发现不同植物类群在高程和土壤盐度上存在极显著的差异(p < 0.01)。高程差异: 莎草科类群主要分布于高程区间2.93-4.07 m的低潮滩, 禾本科主要集中分布在高程3.13-4.31 m的中、高潮滩; 盐度差异: 海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)优势种群植被覆盖区表层30 cm的平均土壤盐度为(3.2 ± 0.6) g·kg^-1, 显著高于其他类群植物分布区的平均土壤盐度(2.0 ± 0.3) g·kg^-1 (p < 0.01)。崇明东滩湿地生态系统的关键种兼先锋种——海三棱藨草, 分布高程介于2.53-3.97 m, 而互花米草能适应海三棱藨草80%的高程区间, 两者在高程上存在竞争关系。统计数据显示, 研究区域中近90%的海三棱藨草分布在研究区东北部, 土壤盐度范围为1.6-4.5 g·kg^-1, 海三棱藨草、互花米草能较好地适应该空间内的盐度胁迫, 两种植物在此交替出现。但是在高程和土壤盐度的综合作用下, 互花米草的生长状况更好, 因此该区的海三棱藨草很可能会被互花米草逐步取代。对各类群植被分布和优势面积的研究发现, 海三棱藨草总分布面积为294 hm², 优势群落面积120 hm², 海三棱藨草仅占莎草科植物总优势面积的15.7%, 占研究区总面积的6.9%, 在6种主要植物(芦苇(Phragmites australis)、白茅(Imperata cylindrica)、互花米草、糙叶薹草(Carex scabrifolia)、藨草(Scirpus triqueter)、海三棱藨草)中比重最小, 这给保护区内海三棱藨草种群的恢复和保护带来极大的挑战。     

鸟类调查的样线法和样点法比较:以崇明东滩春季盐沼鸟类调查为例

为了探讨样线法和样点法对盐沼湿地鸟类调查的有效性及适用性, 我们于2008年3–5月采用固定距离样线法和固定半径样点法对崇明东滩盐沼鸟类进行了调查。5次调查共记录到鸟类24种, 其中样线法记录到19种, 样点法记录到21种, 两种调查方法平均每次记录到的鸟类种数没有显著差异, 表明两种方法对盐沼鸟类种类的发现能力相似。两种方法得到的鸟类密度之间有显著的相关性,说明两种方法在反映鸟类群落中每种鸟类的相对数量方面具有可比性。但除了仅在一种调查方法中记录到的种类, 样点法调查得到的每种鸟类密度和鸟类总密度均高于样线法的调查结果。因此, 在对鸟类种群或群落的时空特征进行比较时, 需要考虑所采用的调查方法对调查结果的影响。     

崇明东滩盐沼土壤重金属含量的高光谱估算模型

高光谱遥感技术现已被广泛应用于地表矿物成份的识别以及它的含量、植物化学成份的估测,土壤调查等方面的研究。利用地物光谱仪测定了长江口崇明东滩盐沼土壤的光谱信息,根据EO-1卫星Hyperion高光谱仪的波段设置,提取各波段平均波长的光谱反射率,并结合实验室实测的土壤重金属含量,应用偏最小二乘法(PLS),预测盐沼土壤重金属含量。结果表明,盐沼土壤重金属Zn、Cr、Cu预测值与实测值相关系数分别达到0.822**、0.761**和0.775**,均为极显著相关,其实测值与预测值的平均相对误差为4%、3%和4%。研究结果可以为高光谱遥感技术反演盐沼土壤重金属含量,进一步应用空间或航空遥感进行大尺度环境污染遥感、遥测信息提取和反演提供技术支撑。     

上海盐沼植被的多季相地面光谱测量与分析

遥感是大尺度生态研究的重要工具之一,而地面植物群落特征与其光谱特征之间的关系是解译遥感影像的关键.研究选择上海崇明东滩候鸟自然保护区的盐沼植被为研究对象,使用ASD便携式地物光谱仪测定芦苇、互花米草、海三棱藨草和糙叶苔草4类主要群落的春、夏、秋各季冠层反射光谱,并计算生成350～1000nm的反射率曲线的一阶导数曲线,在此基础上分析反射率与一阶导数曲线在可见光与近红外波段以及物候特征的“绿峰”和“红边”等波段的差异.分析显示,不同盐沼群落在各生长季都有较独特的光谱特征,四类盐沼群落的光谱特征在季相上表现各异.上海地区盐沼植被各类群落的遥感识别和分类的适宜季相不尽相同,应用多季相影像进行综合分类可取得较好的效果.研究结果可为遥感监测外来种互花米草的空间分布与动态提供技术支撑,为高光谱遥感的影像判读和解译分类以及盐沼植被制图提供科学依据.     

崇明东滩盐沼植被变化对滩涂湿地促淤消浪功能的影响

30年来在海平面上升、人类围垦、自然保护、外来物种入侵等自然与人为作用共同影响下,崇明东滩盐沼植被群落结构发生了巨大变化。基于长江口四期遥感影像解译结果,得到盐沼植被群落结构变化,结合对盐沼植被促淤消浪功能已有研究成果,量化崇明东滩盐沼植被促淤消浪功能潜力及其变化。研究表明:1980、1990、2000和2010年崇明东滩芦苇、互花米草、藨草群落面积比例分别为23∶0∶77、73∶0∶27、33∶9∶58、34∶34∶32,同期总植被覆盖面积分别为51、83、37、44 km2。30年来滩涂湿地促淤消浪能力均有下降,1990—2000年变化最大。其中,植被黏附悬浮颗粒物量分别为1976、4645、2192、4695 t;沉积量分别为960、1579、195、286万m3;常规波高情况下堤外没有足够植被保护的岸段长度分别为5、0、7、6 km;风暴潮情况下堤外没有足够植被保护的岸段长度分别为19、5、26、20 km。因此保护堤外盐沼植被对消浪促淤,特别是抵御风暴潮等恶劣气候灾害的影响具有重要意义。     

近30 年长江口崇明东滩植被对于气候变化的响应特征

在分析近30 年来长江口区域气候变化特征基础上, 利用107 景Landsat 系列卫星的TM 和ETM+遥感数据, 计算了1984-2013 年间长江口崇明东滩湿地的归一化植被指数(NDVI), 并以此为湿地植被活动的指标, 研究植被年际及季节变化特征。结果表明: (1)长江口地区气候变化特征为: 年均温显著增加, 日照时数显著下降, 年降水量变化趋势不显著。就各个季节而言, 气温存在显著增加趋势(冬季除外), 降水量和日照时数变化趋势相对不显著。(2)不同季节植被年际变化特征一致, NDVI 皆随时间增加, 但增加的强度和显著性有所差异。植被NDVI 在冬季和春季增加较大且极显著, 增速分别为0.07·10a−1 和0.06·10a−1; 夏季增速稍低, 为0.04·10a−1; 秋季增加不显著。(3)年内季节变化方面, 湿地植被NDVI 呈现单峰的变化特征, 从春季开始增加, 在夏末(全年的第188 或189 天)达到最大值(NDVImax=0.63), 然后下降在冬季降至最低。植被的年内季节变化特征主要受月均温的控制(R2=0.84)。     

基于Hyperion影像植被光谱的土壤重金属含量空间分布反演——以青海省玉树县为例

本研究主要探讨了利用Hyperion影像植被光谱估算土壤重金属含量的可行性.以野外采集的三江源区玉树县48个表层土壤样品As、Pb、Zn、Cd实验室测定含量值,以及从两景Hyperion影像提取的48个土壤样本点相应的176个植被光谱反射率波段及构建的5种植被指数为数据源,利用偏最小二乘回归方法(PLSR)建立土壤各重金属含量与上述两套Hyperion影像上提取的变量之间的估算模型.模型分别为176个植被光谱反射率波段与土壤各重金属含量间的估算模型(植被光谱反射率模型),和以5种植被指数作为自变量,与土壤各重金属含量建立的估算模型(综合植被指数模型).运用验证样本的4种重金属元素实测含量值的标准差与均方根误差的比值(RPD)作为检验标准,As、Pb两种模型RPD均小于1.4,不具备粗略估算能力;Zn、Cd两种模型RPD分别为1.53、1.46与1.46、1.42,均具备粗略估算能力.根据上述结果将Zn的光谱反射率估算模型与Hyperion影像相结合反演得到土壤重金属Zn含量的空间分布,Zn含量在214国道、308省道和乡镇附近偏高,主要受到较强的人类活动影响.表明运用Hyperion高光谱影像植被光谱反射率可以间接估算土壤Zn、Cd元素含量.     

POTENTIAL PITFALLS OF RECONSTRUCTING DEEP TIME EVOLUTIONARY HISTORY WITH ONLY EXTANT DATA,A CASE STUDY USING THE CANIDAE (MAMMALIA,CARNIVORA)

Reconstructing evolutionary patterns and their underlying processes is a central goal in biology. Yet many analyses of deep evolutionary histories assume that data from the fossil record is too incomplete to include, and rely solely on databases of extant taxa. Excluding fossil taxa assumes that character state distributions across living taxa are faithful representations of a clade's entire evolutionary history. Many factors can make this assumption problematic. Fossil taxa do not simply lead‐up to extant taxa; they represent now‐extinct lineages that can substantially impact interpretations of character evolution for extant groups. Here, we analyze body mass data for extant and fossil canids (dogs, foxes, and relatives) for changes in mean and variance through time. AIC‐based model selection recovered distinct models for each of eight canid subgroups. We compared model fit of parameter estimates for (1) extant data alone and (2) extant and fossil data, demonstrating that the latter performs significantly better. Moreover, extant‐only analyses result in unrealistically low estimates of ancestral mass. Although fossil data are not always available, reconstructions of deep‐time organismal evolution in the absence of deep‐time data can be highly inaccurate, and we argue that every effort should be made to include fossil data in macroevolutionary studies.     

DISENTANGLING THE EFFECTS OF EVOLUTIONARY, DEMOGRAPHIC, AND ENVIRONMENTAL FACTORS INFLUENCING GENETIC STRUCTURE OF NATURAL POPULATIONS: ATLANTIC HERRING AS A CASE STUDY

The spatial structuring of intraspecific genetic diversity is the result of random genetic drift, natural selection, migration, mutation, and their interaction with historical processes. The contribution of each has been typically difficult to estimate, but recent advances in statistical genetics have provided valuable new investigative tools to tackle such complexity. Using a combination of such methods, we examined the roles of environment (i.e., natural selection), random genetic processes (i.e., drift), and demography and life histories (e.g., feeding migrations) on population structure of a widely distributed and abundant marine pelagic fish of economic importance, Atlantic herring ( Clupea harengus ). Individuals were collected during peak spawning time from 19 spawning locations spanning the region from the western North Sea to the eastern Baltic Sea ( N = 1859, eight microsatellite loci). We carried out separate analyses of neutral and selected genetic variation, which allowed us to establish that the two most important factors affecting population structure were selection due to salinity at spawning sites and feeding migrations. The genetic signal left by the demographic history of herring, on the other hand, seems to have been largely eroded, which is not surprising given the large reproductive potential and presumed enormous local effective population sizes of pelagic fish that constrain the effect of stochastic processes. The approach we used can in principle be applied to any abundant and widely distributed aquatic or terrestrial species.     

中国新银鱼属NEOSALANX的初步整理及其一新种

中国的新银鱼属至今尚无全面的总结。本文根据近年野外和室内工作所得资料进行初步整理。结果表明中国新银鱼属有效种共8个,其中包括1新种及1中国新纪录。     

迪卷绵蚜新属研究及一新种记述(同翅目:瘿绵蚜科)

记述了瘿绵蚜科一新属,迪卷绵蚜属Ｄｉｐｒｏｃｉｐｈｉｌｕｓ Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｑｉａｏ和一新种,各葱迪卷绵蚜Ｄｉｐｒｏｃｉｐｈｉｌｕｓ ａｌｌｉｖｏｒｕｓ Ｚｈａｎｇ,Ｑｉａｏ ａｎｄ Ｚｈａｏｘ。同时,提供了形态特征,与近缘属的示差鉴别,寄主植物,地理分布和１０幅形态特征图。模式标本保存在中国科学院动物研究所昆虫标本馆。