中国典型森林生态系统乔木层群落物种多样性的空间分布格局及其影响因素

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一,基于中国13个典型森林生态系统乔木层群落植物的调查数据,分析物种多样性随经纬度的变化规律,探讨物种多样性空间分布格局的影响因素。结果表明:(1) 13个典型森林生态系统的4个物种多样性指数均随经纬度上升而下降,其中物种丰富度变化更为显著,而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数随经度上升变化不显著;(2)相关性分析结果显示,物种多样性指数与植物特性、能量和水分因子的单因素相关关系并不一致。其中,物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与年均温、最冷月均温、温度年较差和潜在蒸散量的相关性最显著(P0.01),Pielou指数与年均温、最冷月均温、实际蒸散量、潜在蒸散量和郁闭度有显著相关关系(P0.05);(3)方差分解结果表明,能量和水分的共同作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率最高,达到15%—42%;植物特性、能量和水分因子三者共同作用对物种多样性指数空间分布格局解释率次之,为14%—27%;植物特性与能量因子或水分因子两者之间的共同作用以及植物特性和水分因子独立作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率较小,其中能量因子对物种多样性指数空间分布格局的单独解释率高于植物特性或水分因子。研究表明能量和水分共同作用是影响大尺度森林乔木层物种多样性空间分布格局形成的主要因素,但植物特性的差异对物种多样性空间分布格局影响也不可忽视。     

甘肃河西小型哺乳动物物种多样性与水热分布的关系

野外调查、文献和标本资料收集相结合,采用因子分析法,分析了甘肃河西地区小型哺乳动物物种多样性分布格局与水热条件空间分布的关系.结果表明:物种丰富度与年降水量呈正相关关系,而与最热月(7月)平均温度、年平均温度、年蒸发量呈负相关关系,与最冷月(1月)平均温度相关性不明显;影响小型哺乳动物物种丰富度空间分布的决定因素以年降水量、最热月(7月)平均温度、年平均温度、年蒸发量为主的要素所构成的基本景观因子,其次是最冷月(1月)平均温度.     

西双版纳种子植物物种多样性的垂直格局及机制

物种多样性海拔分布格局及其形成机制的研究是生物地理学和宏观生态学的重要议题之一。本文利用西双版纳植物专著资料, 结合高分辨率的地形和气候等数据, 探讨了面积、边界限制和现代气候对西双版纳野生种子植物物种丰富度及物种密度海拔分布格局的影响。结果表明: (1)物种丰富度呈单峰分布格局, 面积(81.9%)、边界限制(17.5%)和气候(60.0-69.3%)都不同程度地解释了物种丰富度的单峰格局; (2)利用幂函数种-面积关系计算的物种密度沿海拔大致呈减小的分布趋势, 气候的解释率降低为32.6-40.6%, 与边界限制无显著相关关系; (3)利用等面积高度带划分得到的物种密度沿海拔呈单峰变化趋势, 物种密度与边界限制无显著相关性, 但气候对物种密度的解释率为81.6-89.9%。研究结果有助于准确全面地理解物种多样性的海拔分布格局及其成因机制, 为西双版纳生物多样性保护提供理论支撑和实践指导。     

中国两栖动物物种丰富度省级地理分布格局及其与气候因子的关系

物种丰富度分布格局及其形成机制的研究对于生物多样性保护具有重要意义。为了解中国两栖动物物种丰富度分布格局,本文利用中国省级尺度两栖动物物种分布数据和环境信息,结合GIS和数理统计方法,探讨两栖动物物种丰富度的地理分布格局与环境因子之间的关系。研究结果表明:(1)物种丰富度随纬度增加呈逐渐递减趋势,但缺乏显著的经度梯度。丰富度最高的地区主要集中在南方,我国北方、西北干旱区和青藏高原北部地区丰富度较低;(2)最优模型由年均温、最冷月均温、净初级生产力、年降水量变化范围、月均降水量标准差组成,多层次方差分解表明,最冷月均温的独立解释能力(17.6%)高于年均温(11.5%);(3)方差分解表明,季节性因子的独立解释能力(5.6%)低于热量因子(6.1%),但高于水分因子(4.5%),因此我们认为季节性因子也是限制中国两栖动物分布的重要因素。     

中国蚂蚁丰富度地理分布格局及其与环境因子的关系

物种丰富度分布格局及其形成机制的研究对于生物多样性保护具有重要意义。为了了解中国蚂蚁物种丰富度分布格局,利用中国省级尺度蚂蚁物种分布数据和环境信息,结合GIS和数理统计方法,探讨蚂蚁物种丰富度的地理分布格局与环境因子之间的关系。研究结果表明:(1)蚂蚁丰富度随纬度增加呈逐渐递减趋势,但缺乏显著的经度梯度。丰富度最高的地区主要集中在南方省份,我国北方、西北干旱区和青藏高原北部地区丰富度较低;(2)简单线性回归分析表明,能量、水分和季节性因素中,影响蚂蚁物种丰富度最强的因子分别为最冷月均温(TEMmin)(R2adj=0.532)、年均降水量(PREC)(R2adj=0.376)和年温度变化范围(TEMvar)(R2adj=0.539),而单个生境异质性因子对蚂蚁物种丰富度的影响均不显著;(3)最优模型由年均温(TEM)、海拔变化范围(ELErange)和年温度变化范围(TEMvar)组成,能够解释68.4%的蚂蚁丰富度地理分异。鉴于海拔变化范围更多地反映与温度相关的生境异质性,因此温度是限制中国蚂蚁分布的最重要因素。另外,分析结果还表明,海南、贵州、江西、四川、安徽和山西等6省蚂蚁区系调查最不充分,是未来发现蚂蚁新分布的热点地区。     

中国芦苇沼泽植物物种丰富度分布格局及其驱动因素

明确大尺度物种丰富度的分布格局及其影响因素一直是生态学及生物地理学领域的核心议题之一,其对于预测全球环境变化背景下生物多样性的响应和制定减少生物多样性丧失的保护方案有着重要意义。本文基于全国芦苇(Phragmites australis)沼泽野外调查数据,结合气候、地理、土壤等环境因子,探讨了中国芦苇沼泽植物物种丰富度的分布格局及其驱动机制。结果表明:(1)中国的芦苇沼泽植物物种丰富度总体表现为亚热带湿润区和温带湿润半湿润区较高,青藏高原区、温带干旱半干旱区和滨海区较低的特点;(2)芦苇沼泽植物物种丰富度与年降水、土壤有机碳、土壤总氮、纬度均呈显著正相关,而与年均温、最冷月最低温、土壤pH值、海拔之间表现为显著负相关;(3)土壤因子特别是土壤pH值是影响芦苇沼泽植物物种丰富度的最主要因素,其次分别为淹水状况、气候因子和地理因子;(4)结构方程模型结果表明土壤因子、淹水状况和气候因子直接影响植物物种丰富度,而地理因子通过调控土壤因子、淹水状况与气候因子间接影响植物物种丰富度。总体而言,中国芦苇沼泽植物物种丰富度具有空间异质性,其分布格局受到多种因素的共同影响,土壤因子是影响植物物种丰富度...     

面积和中间膨胀效应对丽江地区种子植物物种丰富度垂直分布格局的影响

滇西北地区是我国三大特有物种分化中心之一。作者利用地方植物志资料,结合数值高程模型(DEM)数据,研究了云南丽江地区种子植物物种丰富度的垂直分布格局,并分析了面积和中间膨胀效应(mid-domaineffect)对该格局的影响。研究结果表明:随着海拔的升高,各海拔段面积呈先增加后下降的分布格局;物种丰富度、物种密度和中间膨胀效应的物种丰富度预测值在海拔梯度上均呈单峰型变化格局。面积和中间膨胀效应对丽江地区物种丰富度的垂直分布格局有着显著的影响。其中,面积起主要作用,对物种丰富度的变异解释百分率达80.2%,而中间膨胀效应的影响作用相对较小,仅占11.3%。     

长江三峡库区物种多样性的垂直分布格局:气候、几何限制、面积及地形异质性的影响

为了验证生物多样性地理格局的几个重要假说,即种-面积关系、水分-能量动态假说、几何限制(中域效应)假说和生境异质性假说,作者以长江三峡库区维管植物物种丰富度沿海拔梯度的分布格局为例,采用多元回归和方差分解方法,研究了面积、气候、几何限制、地形异质性对多样性垂直格局的独立影响和协同作用,及其对各植物类群(不同分布宽度、不同分布区类型和不同生长型)影响的差异.结果表明,三峡库区各种植物类群的物种丰富度随着海拔上升均呈先升后降的单峰格局.水分-能量动态假说对多样性格局有很强的解释能力,其总的解释力(＞93％)明显高于其他所有解释机制.但对于很多植物类群而言,水分和能量的解释力中有很大一部分属于几何限制、面积及地形异质性等因素的协同作用.几何限制对分布宽度大的物种的多样性格局解释力很强,但对分布宽度小的物种作用很小;面积自身对物种丰富度解释力较强,但在考虑了其他环境因素的影响时,仅对少数植物类群有解释力;地形异质性自身对多样性的解释能力很弱,但在多元回归模型中起着必要的作用.综合来看,水分-能量动态是解释三峡库区植物多样性垂直格局的最重要的机制.几何限制的作用随着物种分布宽度减小而递减;地形异质性虽然对多样性垂直格局的影响较弱,但也是一种必要的补充解释机制;由于面积与气候、几何限制等因素存在强烈的共线性,面积对植物多样性垂直格局的相对作用大小还需要进一步的系统比较研究.     

广西九万山国家级自然保护区外来入侵和本地草本植物多样性垂直分布格局

外来入侵植物快速扩散、蔓延, 有些种类已进入到国家级自然保护区, 威胁保护区的生物多样性。本文基于九万山国家级自然保护区134个草本样方的调查数据, 对比分析了外来入侵草本和本地草本物种多样性的空间分布格局, 并阐明了气候因素对物种丰富度分布格局的影响。本研究共记录本地草本143种, 隶属于54科115属; 外来入侵草本16种, 隶属于7科13属。本地草本的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随海拔上升显著增加(P < 0.05), 而外来入侵草本的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随海拔升高呈下降趋势(P > 0.05)。本地草本和入侵草本的均匀度随海拔升高变化均不显著(P > 0.05)。在不同海拔梯度, 本地草本的Shannon-Wiener指数均显著高于外来入侵草本, 均匀度则相反。回归分析表明, 温度和降水量共解释了本地草本物种丰富度差异的41.6%, 其中温度解释率为21.4%, 降水量解释率为10.7%, 且温度的影响达到显著水平(P < 0.05)。温度和降水量对外来入侵草本的物种丰富度均无显著影响(P > 0.05), 单一因子解释率均较低, 分别为0.9%和0.4%。这些结果表明, 九万山国家级自然保护区外来入侵草本与本地草本物种多样性随海拔变化呈截然相反的空间分布格局, 且气候因素对两者分布格局的影响不同。外来入侵草本植物在海拔800-1,000 m地区具有相对多样的群落组成和较稳定的群落结构, 可能会威胁本地植物多样性, 建议加强此海拔区间外来入侵草本植物的管理。     

岛屿面积与气候共同影响舟山群岛种子植物丰富度格局

岛屿因具有明确的地理边界,是检验多个生态学过程如何构建生物多样性的理想平台之一。岛屿属性、气候因素、人类干扰等通过影响物种选择、扩散等过程,进而影响着岛屿生物多样性格局。目前对于岛屿植物丰富度格局如何受这些因素的共同作用的认识仍不充分,尤其是在人类干扰较强的海岛。本文基于我国第一大群岛舟山群岛92个岛屿较完整的种子植物分布数据,采用一般线性回归和广义线性模型(伪泊松分布)定量评估岛屿属性(面积、隔离度、形状指数)、气候(温度、降水及其季节性)和人类干扰对本土植物总丰富度及不同生长型、叶物候型植物丰富度格局的影响,采用beta回归分析常绿阔叶木本比率(常绿阔叶木本植物丰富度/所有阔叶木本植物丰富度)的影响因素。结果发现:92个岛屿共记录本土植物1,158种,其中乔木108种、灌木318种、草本732种;岛屿面积是对植物总丰富度影响最大的因子,其次是年降水量和隔离度;乔木丰富度随隔离度增加而减少的趋势比灌木和草本更明显;常绿阔叶和落叶阔叶木本植物丰富度格局与总体基本一致,年降水量对常绿阔叶木本的影响大于落叶阔叶木本,但常绿阔叶木本比率仅受温度季节性的强烈影响。岛屿面积、年降水量、温度季节性...     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism