生态学简介(五)

三群落与生态系统在一定的自然区域内,许多不同种生物的总和叫做生物群落,或简称群落(biotic community or biocoenose)。群落及其环境组成了自然界的基本功能单位——生态系统(ecosystem)。生态系统的基本思想是整体观,它强调动物、植物、微生物,一切生物彼此之间以及生物与环境之间的密切联系,通过能量流动和物质循环联成一个整体,并以此整体作为研究的对象。虽然生物群落和生态系统是具有明确区别的概念,但从群落生态学和生态系统生态学实际内容来讲,两者是相同的。其原因很简单,生态学是研究生物与环     

春沼生态系统概述及其研究进展

小微湿地是全球最重要的淡水栖息地之一,其价值不仅在于单个小微湿地,而是由多种小微湿地构成的流域小微湿地网络,发挥着非常重要的淡水生物多样性保育功能。春沼作为自然界一种独特的临时性小微湿地类型,是流域小微湿地网络的重要组成部分,提供了多种生态服务功能。但迄今为止对于春沼生态系统,国内外相关研究较少,这类特殊而又重要的小微湿地生态系统尚未引起足够的重视。阐述了春沼的概念和形成原因,对春沼生态系统干湿交替的水文特征,以及物种组成、群落结构、生物多样性和群落动态等春沼生物群落特征进行了概述,探讨了春沼维持流域淡水生物多样性、提供物种生境、水文调节和均化洪水、净化水质和其他生态系统服务,在此基础上讨论了春沼生态系统研究存在的问题与不足,对该领域研究的未来发展方向给出了建议。     

群落组织问题

关于群落的性质问题,历来有两种对立的观点。一种认为群落是真实的实体,它是组成群落的各个物种种群相互作用形成的有组织实体。另一种认为,群落在自然界中并非是一个实体,而只是生态学家从一个呈连续地变化着的植被中搜集来的一组生物而已。两种观点争论的实质在于群落到底是一个有组织的系统,还是一种纯粹偶然的个体集合,有的学者形象地描述为“有序"(order)还是“混乱”(chaos)之争。前一种的极端代表认为,群落是一种超有机体,后一种的极端认为,群落纯粹是一个人为的、不切实际的抽象。因此,持前一种观点的可称为机体论学派(organismic school),而后一种则称为个体论学派(individualistic school)。     

水螅的培养

水螅在教学中是腔肠动物门的代表动物,是良好的实验材料。我国至今尚无人专门从事淡水水螅的分类鉴定工作。故养好水螅对教学或科研都是重要的。我们在实验室连续培养水螅数年,现总结成文,供参考。 一、培养用水 (一)储放过的自来水(水源为松花江的江水)。即将自来水放至大玻璃缸中,放窗前经5—7天的曝露储放,去除氯气,如水螅放入后立即充分伸展,即可用来培养水螅。我们用此     

采集和培养水螅的方法

(一)采集的方法一般常用的方法是从池塘采回大量水生植物,静置玻璃培养缸中。第二天观察缸壁向光面,有无水螅附着生活。用这种方法采集水螅完全没有把握,有时一个水螅也采不到。     

人工微宇宙下粘细菌捕食对微生物群落结构的影响

【目的】人工微宇宙条件下测试粘细菌捕食对微生物群落结构的影响,模拟粘细菌捕食对微生态系统的调控作用。【方法】采用Lawn predation法,测定粘细菌EGB对9种猎物菌的捕食直径,以确定其对猎物菌的捕食能力。通过高通量测序技术分析粘细菌捕食引起的微生物群落结构变化。【结果】粘细菌EGB对9种不同猎物菌的捕食能力差异显著,粘细菌对热带芽孢杆菌的捕食能力显著高于其他细菌(P<0.05)。在含有9种猎物细菌的人工微宇宙系统中添加不等量粘细菌,均可显著降低细菌群落的多样性指数(Shannon)。PCoA结果表明粘细菌捕食可影响微宇宙微生物群落结构。人工微宇宙培养24 h后,7种猎物菌相对丰度显著降低(LefSe,P<0.05),但洋葱伯克霍尔德菌的相对丰度显著升高(P<0.05)。人工微宇宙实验的结果表明,粘细菌添加是造成其微生物群落结构改变的主要影响因素,且添加最小剂量的粘细菌(1 mL)也有显著的影响效果;随着培养时间的增加,洋葱伯克霍尔德菌是唯一能抵抗粘细菌捕食并具有较高丰度的猎物细菌。【结论】粘细菌捕食能够调控微宇宙中微生物的群落结构,为其对土壤生态的调控研究奠定了理论基础。     

植物种子际微生态学研究进展

种子际(Spermosphere)是植物微生态系统的重要组成部分,在种子萌发的短暂时间内富于微生物群落的形成和功能的瞬时演替特性.萌发种子分泌物的瞬时演替释放对种子际固有和接佑种微生物的群落多样性、增殖和活性具有调控作用;种子际微生物的趋化性对于微生物的定殖和对病原菌的拮抗能力以及生物防治效果有重要影响;在种子际微生态学研究中,应注意把握种子际分泌物释放的短暂时间框架和测试条件的统一性;将微生物传统培养方法和非培养方法相结合,该领域的深入研究将为根际微生物的起源以及有益微生物接种剂的合理应用提出新的见解和科学依据.     

水螅的触手数

每种水螅都有一定的触手数。但是,在不同的条件下,同一种水螅,甚至同一个水螅触手数变化也很大。由于水螅的触手数常用来作为再生及成形素(morphogen)作用的指标,水螅触手数的研究已引起了广泛的注意。作者观察了在室温下培养的合肥近郊采得的一种水螅不同季节及在一些实验条件下触手数目的变化。     

转基因作物对土壤微生物多样性影响的研究方法

土壤微生物是土壤生态系统的一个重要组成部分,对土壤中的生物化学循环起着不可替代的驱动作用。转基因作物在生长过程中会不可避免地与土壤微生物发生交流,开展转基因作物对土壤微生物群落影响的研究对于科学评价转基因作物的潜在风险具有重要意义。随着现代生物技术的不断发展,土壤微生物多样性及其分析方法已经从传统的分离培养发展到从种群角度去研究整个土壤微生态系统内的微生物。但是由于土壤微生物的各种特性(如大部分不可培养、体积微小及群体效应等)和仪器设备检测性能的局限性,单一的研究方法会存在一些弊端,还需要结合其他的手段共同研究土壤生态系统中的微生物多样性。目前,人们对土壤微生物多样性的研究主要包括物种多样性、功能多样性、结构多样性及遗传多样性等4个方面,国内外关于转基因作物对土壤微生物多样性及其群落结构影响的研究方法很多,对常见的研究方法进行了总结,并提出了今后转基因作物对土壤微生物多样性及群落结构影响的研究策略。     

磁化水对水螅出芽生殖及创伤恢复后水螅出芽生殖的影响

通过经 H型磁化杯 (磁场为 4 0 m T的非均匀场 )磁化水培养正常生活的水螅和横切恢复后的水螅出芽生殖的观察 ,探索磁化水对具有两个胚层的低等水生动物细胞增殖的影响。1　材料方法1.1　材料　采用黑龙江省广泛分布的雌雄异体、实验室培养近 2年的强壮水螅 ,(H ydra robusta) ,培养液为储放两周以上的自来水 ;每天定时喂食 1次 ,食物为裸腹氵蚤 (Moina) ,摄氏 2 2～ 2 6℃条件下培养。1.2　方法1)取刚脱离亲体的水螅 2 8个 ,分成实验组 (2 1个水螅 )和对照组 (7个水螅 ) ,分别以单个水螅培养在磁化水和非磁化水培养液中。每天定时检查产…     

乌鲁木齐南部山区岩面生地衣群落特征的研究

应用多元分析中的主分量分析及聚类分析方法对分布在乌鲁木齐南部山区森林生态系统中岩面生地衣群落进行数量分类并对群落结构物种多样性、相似性和均匀度等群落参数进行了比较系统的研究。结果表明,乌鲁木齐南部山区的岩面生地衣共计49种,隶属于4目13科23属,岩面生地衣形成3种群落:(1)湿润石生地衣群落(Hygro-lichen community)定名为疣微孢衣Acarospora verruculosa+粉盘平茶渍A.alphaplaca+斑纹网衣Lecidea tessellata群落;(2)干燥石生地衣群落(Xero-lichen community)定名为多形茶渍Lecanora polytropa+破小网衣Lecideacarpathica群落;(3)高山石生地衣群落(Alpino-lichen community)定名为不等瓶口衣Verrucaria iaequalis+皮果衣Dermatocarpon miniatum群落。同时发现在乌鲁木齐南部山区森林生态系统中岩面生地衣群落的分布与海拔高度和基物的种类有密切的关系,不同海拔的不同类型的森林生态系统中分布着不同种类的岩面生地衣。     

决定水螅性别的细胞——理查德·坎贝尔的生物实验

水螅是生活在溪水中的腔肠动物,是动物学教学中的代表动物之一.水螅有雌雄同体与雌雄异体两种类型,大部分种类为雌雄异体,只有少数水螅为雌雄同体。对于雌雄异体的水螅,它们的性别表型是由间质细胞决定的,还是由体壁细胞决定的呢?关于这个问题,美国加利福尼亚大学理查德·坎贝尔做了一个有趣的实验。坎贝尔做这个实验选用的水螅是雌雄异体的褐水螅(H·OLigactis)。他把雄性水螅和雌性水螅分别培养,使它们进行出芽生殖.实验前把它们产生的芽体再培养6周以上,以保证每个水螅个体大、出芽率高。从这些水螅中选出一部分制备“上皮水螅”,一部分用做供体水螅.实验主要分以下几步.     

生态网络分析方法研究综述

生态网络分析方法是分析生态系统作用关系、辨识系统内在、整体属性的一种有效的系统分析方法。总结了生态网络分析方法的主要研究成果:网络结构特性、网络稳定性、网络上升性、网络效能等;介绍了构建生态网络模型过程和群落构建规则;以德国西部城市诺伊斯河口氮循环为例,介绍David K是如何运用生态网络分析方法来揭示网络中的微动力流循环规律。生态网络分析方法的主要贡献:(1)对人们凭经验感知的生态系统分室间的关联关系,采用了严密的数学模型和推导进行了描述和证明;(2)为生态系统的微动力流循环的研究提供了方法,对生态系统中物质流的间接循环作用进行了科学论证;(3)不仅为分析生态系统提供了一种科学的数学方法,而且,它为探索生态系统提供了不同与牛顿世界观的崭新的认识论。总结与回顾生态网络分析方法,有益于该方法的运用和进一步完善。     

人工饲餵水蟌的一种方法

我培养褐水螅已近三年的时间,在培养的过程中,我发现水螅能捕食比它身体(在正常情况下)还大的食物。有一次我看到一只水螅吞住一条有它身体四倍长的水丝蚓,后来只吞入约1/4剩下的一段掉入水底。我就想到在水螅的主要饲料(水蚤)缺少时,可用人工方法以水丝蚓来餵飼。餵飼的结果水螅生长和发育的快、长的大、体色(?)。兹将此法介绍如下,仅供读者们参考。一.饲料的准备用水丝蚓做为饲料,在秋季采集水螅的同时可在浅的停滞水池中近池底连同水草一起取到。冬季可放在玻璃器内于室内培养,器内放入极薄一层泥土(不放亦可),再将采集到的水丝蚓、水草连同水一起倒入即可。同时可根据水螅的数目取出数条,放在小蜡盘内将每条水丝蚓用刀或尖锐的镊子截成数条,使每段稍     

合成微生物群落用于木质纤维素生物质转化的研究进展

木质纤维素在自然界中的储量可观,是生物燃料生产的重要来源。联合生物加工(consolidated bioprocessing)指在不添加酶的情况下,将木质纤维素“一步”转化为生物燃料的过程,在能源危机日益严重的今天具有重要的应用价值。合成微生物群落(synthetic microbial consortia)是由两种或多种纯培养微生物(野生菌株或工程菌株)共同培养而形成的菌群,具有复杂性低、稳定性高等优点,通过协调微生物之间的相互作用以及整个生态系统的稳定,从而实现特定的功能。近年来,合成生物学的快速发展有利于开发新的方法和工具用于合成微生物群落的构建及优化,促进其在联合生物加工方面的应用。本文聚焦于木质纤维素的联合生物加工,综述了合成微生物群落在该领域的研究进展。简单介绍了系统生物学为合成微生物群落的设计提供指导,详细介绍了合成微生物群落的设计原则、优化工具和在实际生产中的应用与挑战,为木质纤维素的联合生物加工提供借鉴意义。     

水螅觸手數目之觀察

水螅(Hydra oligactus Pallus)之觸手數目,在天然環境中,可以有自十個至五個之差異。早期之研究皆以為觸手數目之决定皆由于水螅之大小及年齡。但實際觀察中有二點,顯示觸手數目似與水螅之大小無關:(1)此二者之間之相關係數極低,(2)水螅在生長條件最優時,可以增加其體積之大小,而觸手之數目不增多。但在某種環境下,水螅之觸手確能增加。此種環境之一即為華氏五十五度左右之温度。在該情形下,出芽生殖率降低,而觸手可以長出。此一情形,在自然間,即為晚晚春及早秋之温度。故水螅經年後,可以增加觸手之數目,亦可謂,觸手數目舆水螅之年齡有關。觸手增多無一定之規則。平常皆增加一至二觸手。但有時亦可增加一圈觸手(四個至五個)。水螅觸手數目正常或係六個,最少為三個,最多為十二個。但此二情形之水螅曾不能存在長久。三個觸手之水螅不久即長出第四個觸手,十二個觸手之水螅則不久即縱裂為二個水螅。     

淡水水螅对环境因子的要求与适应

水螅是淡水生活的低等动物 ,是动物学教学和科研不可缺少的实验材料。作者通过对实验室内常年培养的4种水螅 (漠河水螅、太阳水螅、大庆水螅、哈尔滨强壮水螅 )的观察 ,浅淡水螅对生活环境的要求与适应特点。1　水质　水螅对其生活环境的水质要求比较严格 ,培养用水的清洁度对水螅的生存有直接的影响。用储放 1周以上的自来水或用充氧泵充氧 8h以上的自来水为培养用水 ( p H在 7.4～ 8.0之间 ) ,4种水螅都能正常生活。投喂食物后 ,需及时清除食物残体及排遗物 (不超过2 4 h为宜 )。清除如不及时 ,霉菌污染水质 ,造成水中乏氧 ,水螅的生存则…     

变形虫对水螅的危害及防治初探

在培养实验水螅的身体上,发现了危害水螅生命的变形虫(Am oeba!sp.)。这种变形虫依附于水螅的触手及体壁上,以触手上为多。水螅被变形虫危害的初期,表现为身体伸展不充分,触手收缩成一团小棒状,在水螅附着处周围有散落的破碎的组织颗粒。变形虫分裂速度较快,如上述的“病”水螅,不能及时给予“治疗”、杀灭变形虫,水螅群体则在10￣15h内大量死亡,死亡率高达95%以上。我们实验室内培养的强壮水螅(H ydra robusta)、大庆水螅(H.daqingensis)和绿水螅(Chlorohydra)曾先后被该种变形虫侵害,死亡率都极高。为了清除依附在水螅触手和体壁上的变…     

集合生态系统研究15年回顾与展望

集合生态系统(meta-ecosystem)由法国的Loreau教授等于2003年提出,是指"由跨生态系统边界的物质流、能量流和生物体流所连接起来的一系列生态系统的集合",是对只关注生物体(organism)迁移交换的集合种群(meta-population)和集合群落(meta-community)概念的外推,也是为了给生态系统空间异质性研究提供一个重要的分析路径,对研究和理解生态系统的结构、过程、功能和异质性具有重要意义。通过对相关文献的梳理分析,简述了集合生态系统研究的基本状况,分析了对集合生态系统概念的狭义和广义两种理解,指出了探讨集合生态系统结构的两个方向,构建了分析集合生态系统研究的六维整体框架,综述了研究集合生态系统的两类方法,探讨了经验化的集合生态系统(empirical meta-ecosystem)的3种空间结构和两种构建路径。将集合生态系统概念和理论引入流域复合生态系统(integrated watershed ecosystem)的分析,为流域生态学研究提供新的概念框架。     

光周期对中国水螅种群增长、无性出芽生殖及抗氧化酶活力的影响

单细胞真核绿藻在中国水螅(Hydra sinensis)内胚层皮肌细胞中共生是有较高科研价值的特殊生物学现象。水螅宿主细胞为共生藻提供CO2、氮源及矿物质,而共生藻通过光合作用可能为宿主提供碳水化合物等有机物营养,因此水螅与共生藻间代谢流是以共生藻光合作用为中心,但基于代谢流二者间的互作机制目前尚未阐明。水螅通过营养积累进行出芽生殖,从母体脱落的芽体数量间接反映水螅营养积累的相对量。而光暴露时长能影响共生绿藻光合作用,如果共生藻的确能向水螅细胞转移光合作用产物,那光暴露时长应该能间接影响水螅的营养积累、从而进一步影响水螅无性出芽生殖。为证实该假说,本研究应用种群累积培养法,观察了光周期对中国水螅种群增长、无性出芽生殖及抗氧化酶(SOD和CAT)活力的影响。结果显示,光周期对中国水螅种群增长具有明显的影响。培养15 d后,所有实验组水螅的种群密度均为正增长,其中8L∶16D(在一个24h周期内光暴露8 h、黑暗16 h)实验组种群密度最大、而0L∶24D(持续黑暗)实验组种群密度最小。另外,随着光暴露时长的增加,中国水螅SOD及CAT活力整体均呈下降趋势。结果表明,从光周期对中国水螅无性出芽生殖及两种抗氧化酶活力的影响来看,中国水螅对光周期的生理学响应较为敏感,这个现象可能源于共生绿藻能通过向宿主细胞转移光合作用产物的方式为水螅提供营养补充。