土壤肥力和物种属性决定亚高寒草甸实验群落的生产力

生物多样性与生态系统功能之间的关系及其形成的内在机制还存在很多争议。为了揭示植物群落生产力形成的生态学机制, 采用盆栽方法探讨了物种多样性、物种属性以及施肥水平与植物群落生产力之间的关系。研究结果显示: 在不施肥和每盆施5.0 g磷酸二铵的条件下, 随着物种多样性的增加, 地上生物量增加不显著; 在每盆施10.0 g磷酸二铵的条件下, 随着物种多样性的增加, 地上生物量显著增加。相对于中华羊茅(Festuca sinensis)而言, 垂穗披碱草(Elymus nutans)和垂穗鹅观草(Roegneria nutans)对群落生产力的贡献较大, 但在不同施肥水平和播种密度下, 其影响不完全相同。这表明物种多样性对群落生产力的影响随着土壤肥力的变化而变化; 并且植物群落生产力受组成群落的物种属性影响较大, 而物种属性又与特定时间和特定生境下资源的利用方式相联系。在高肥力水平下, 物种多样性之所以对群落生产力具有正效应, 可能是因为高肥力水平增加了可利用的生态位空间, 最终仍体现在物种组合上。因此, 植物群落的生产力与物种多样性之间没有必然的联系, 而与土壤肥力和土壤肥力决定的物种属性有关。     

基于机器学习方法的景观斑块属性对物种丰富度的影响研究

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系。然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少。选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了180个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫（Xyleborus affinis）、传粉昆虫-中华蜜蜂（Apis cerana）和天敌物种-玉米螟赤眼蜂（Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen）,刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用3种机器学习模型（神经网络、随机森林、支持向量机）拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性。结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R²在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到0.785、0.845和0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高。研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法。     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质,分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性,认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法,但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达,估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成,物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制,通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系,说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

评世界保护联盟新的物种受威胁分类系统草案

为了进一步了解物种受威胁的情况和发展,以加强物种保护工作,世界保护联盟制定了一个新的物种受威胁分类系统草案,把物种受威胁的程度分为９个级别,即绝灭种、野生状态下的绝灭种、极危种、濒危种、渐危种、敏感种、安全的／危险性小的种、不充分了解的种和未估价的种。本文对这个分类系统草案作了简略的评介。     

论物种的客观真实性

关于物种的概念和本质的争论由来已久。大多数学者认为种是自然界客观存在的真实单位,是形态上和生殖上间断的群体体系,与种内连续的群体体系——宗,有着本质的区别。少数学者则认为种是主观意识的产物,是为了分类的目的而任意确定的人为的分类阶元,与宗只有程度的不同而无本质的区别;只有个体才是客观真实的单位。以形态标准为主的分类学种概念和以生殖隔离为标准的生物学种概念只能说代表了自然界有机体类群不连续性的两个不尽相符,但部分一致的侧面,而不能说就是客观物种的反映。自然界的生命有机体有两重性。它们既不是一群乱七八糟的乌合之众,也不是秩然不紊的鳞次栉比,而是以群体的组织形式适应于各自分布区内的生态位,在表型和基因型的变异式样上具有一定规律的遗传多样性。物种的客观本质也有两重性。物种作为有机体组合的单位既存在又不存在。说物种客观存在是因为按形态或生殖的不连续性标准划分的“种”在自然界具有一定的普遍性;说物种并非客观存在是因为至今还没有一个能把所有的生命有机体都划分成统一的生物学单位的不连续性标准。     

木兰科常绿与落叶物种叶片构建策略的差异

为探究木兰科(Magnoliaceae)常绿与落叶物种叶片构建的生理生态策略,选取黄山木兰(Yulaniacylindrica)、玉兰(Y.denudata)和鸡公山玉兰(Y. jigongshanensis) 3种落叶物种,以及荷花玉兰(Magnolia grandiflora)、含笑花(Michelia figo)、石碌含笑(M. shiluensis) 3种常绿物种,对其叶片构建成本和叶片寿命相关的性状进行比较。结果表明,木兰科3落叶种的单位叶片面积成本(CCarea)显著低于3常绿种,但落叶和常绿物种的叶片质量成本(CCmass)差异不显著。落叶物种的叶氮、磷含量(Nmass,Pmass)和比叶面积(SLA)均显著高于常绿物种,而叶片寿命(LLS)显著低于常绿物种。CCarea与LLS呈显著正相关,Nmass、Pmass和SLA均与LLS呈显著负相关。这说明木兰科玉兰属落叶物种单位面积叶片构建成本小于常绿物种;落叶物种叶片寿命短,但采取低成本构建策略,提高比叶面积获得更多光资源,增加营养积累,也揭示了玉兰属落叶物种适应北亚热带较短的生长季和较低水热条件的生理生态策略。     

浅析物种概念的演变历史

本文是一篇关于物种概念演变的简述。生物学家用不同的方法或标准划分物种, 就形成了不同的物种概念, 如生物学物种、形态学物种、生态学物种、进化物种、系统发生或支序物种, 或它们的组合, 等等。它们都揭示了物种属性的特定侧面, 都是不同物种客观存在的真实反映, 但都无法令所有人满意。对真核生物来说, 无论它们在形态上的差别有多大, 生殖隔离(不能产生可育的后代)应该是两个群体能否真正分化成不同物种的关键, 这种隔离机制可以是地理的、行为的或其他方式; 而生殖隔离总会伴随着一些形态或遗传上的变化, 虽然这些特征可能与生殖隔离本身并无多大关系, 但往往成为分类学家或分子进化生物学家区分种的依据,对已经灭绝的化石物种来说, 生殖隔离的物种划分方式就无能为力了。如何准确定义一个物种依然充满着矛盾, 因为基于生殖隔离的物种概念不实用, 而实用的物种概念(如形态学物种)又被认为是人为的。     

基于WebGIS的植物园植物物种管理信息系统

鉴于植物园现代化管理和国内外植物资源信息交流的迫切需要,利用WebGIS系统集成技术在Internet上建立了中国科学院武汉植物园植物物种管理信息系统。系统实现了基于网络的图形属性数据的双向查询,并具有新增、编辑、缩放、漫游、定位等功能,为植物迁地保育的动态管理提供了管理工具,为科研、科普等应用部门和科技人员提供了获取植物物种信息的工作平台。文中详细介绍了该系统的设计要求、数据来源、开发运行环境、数据库构成、系统功能等。     

物种概念及其界定

半世纪以来,物种概念的定义备受关注,不同研究方向的生物学家提出24种不同或至少有分歧的物种概念,根据其不同的物种概念,物种的界定和物种的数量会出现很大的差异。人们普遍认同:物种是进化分离的微居群谱系,但把谱系分离过程中获得的特征如生殖隔离、可鉴定性、单系统发生等视为鉴定物种次级特征却有不同的声音。该文提出统一的物种概念,把谱系进化分离作为物种界定的唯一而又必要的特征,把谱系分离过程中获得的次级特征作为界定谱系分离的证据。鉴于此,物种概念间的分歧就会化解。其一,物种概念化与物种界定明显分开,不再混淆;其二,谱系的次级特征只与物种界定有关,在某种程度上为谱系分离提供证据;第三,若能把合理解释的任何一个特征作为某物种客观存在的证据,这样更多的特征更能确定谱系分离;最后最重要的是,统一物种概念使我们解放思想,扬弃传统的物种界定标准,探求物种界定的新思路。     

基于鱼类物种状况的长江生态环境质量评估

鱼类是水域生态系统的重要组成部分, 也是水域生态环境良好的指示类群。为合理评估长江生态环境的现状和变化趋势, 文章提出将土著鱼类物种数和珍稀特有鱼类物种数作为评价指标, 并建立了相关的评价基准和等级划分标准。以2010年和2020年为评价年, 评估了长江干流及代表性重点水域的生态环境质量。结果显示, 当前长江上游干流和下游干流的生态环境质量优于中游; 支流赤水河的生态环境质量良好, 大型湖泊鄱阳湖的生态环境质量中等。从时间上看, 随着长江十年禁渔等一系列保护措施的实施, 长江干流的生态环境质量有不同程度地好转。在此基础上, 提出了进一步改善长江生态环境的对策与建议。     

Perl语言环境下XML文档解析方法

数据准备是生物信息学研究中的重要步骤,数据准备过程中常常需要进行复杂的数据解析。本文详尽地描述了在Perl语言环境下如何利用XML::Smart模块对NCBI发布的同源基因数据集HomoloGene进行解析提取其中目标数据的方法及其技巧。对单个XML项目用对象实例-{‘项目名’}解析;对同层有多个项目的情况用对象数组解析。     

XML schemas and mark-up practices of taxonomic literature

We review the three most widely used XML schemas used to mark-up taxonomic texts, TaxonX, TaxPub and taXMLit. These are described from the viewpoint of their development history, current status, implementation, and use cases. The concept of "taxon treatment" from the viewpoint of taxonomy mark-up into XML is discussed. TaxonX and taXMLit are primarily designed for legacy literature, the former being more lightweight and with a focus on recovery of taxon treatments, the latter providing a much more detailed set of tags to facilitate data extraction and analysis. TaxPub is an extension of the National Library of Medicine Document Type Definition (NLM DTD) for taxonomy focussed on layout and recovery and, as such, is best suited for mark-up of new publications and their archiving in PubMedCentral. All three schemas have their advantages and shortcomings and can be used for different purposes.     

基于系统安全性的死锁避免算法

死锁是多用户操作系统的一个重要事件,本文着重介绍了系统的安全状态,并对操作系统的避免死锁算法——Dijkstra银行家算法进行了研究分析。     

The Membrane-Bound Electron Transport System of Methanosarcina Species

Members of the genus Methanosarcina are strictly anaerobic archaea that derive their metabolic energy from the conversion of a restricted number of substrates to methane. H2 + CO2 are converted to CH4 via the CO2-reducing pathway, while methanol and methylamines are metabolized by the methylotrophic pathway. Two novel electron transport systems are involved in the process of methanogenesis. Both systems are able to use a heterodisulfide as electron acceptor and either H2 or F420H2 as electron acceptors and generate a proton-motive force by redox potential-driven H(+)-translocation. The H2:heterodisulfide oxidoreductase is composed of an F420-nonreducing hydrogenase and the heterodisulfide reductase. The latter protein is also part of the F420H2:heterodisulfide oxidoreductase system. The second component of this system is referred to as F420H2 dehydrogenase. The archaeal protein is a homologue of complex I of the respiratory chain from bacteria and mitochondria. This review focuses on the biochemical and genetic characteristics of the three energy-transducing enzymes and on the mechanisms of ion translocation.     

Bioinformatics data distribution and integration via Web Services and XML

It is widely recognized that exchange, distribution, and integration of biological data are the keys to improve bioinformatics and genome biology in post-genomic era. However, the problem of exchanging and integrating biological data is not solved satisfactorily. The extensible Markup Language (XML) is rapidly spreading     

All Effects of Psychophysical Variables on Color Attributes: A Classification System

This paper reports the research and structuring of a classification system for the effects of psychophysical variables on the color attributes. A basic role of color science is to psychophysically specify color appearance. An early stage is to specify the effects of the psychophysical variables (as singles, pairs, etc) on the color attributes (as singles, pairs, etc), for example to model color appearance. Current data on effects are often scarce or conflicting. Few effects are well understood, and the practice of naming effects after their discoverer(s) is inadequate and can be confusing. The number and types of possible effects have never been systematically analyzed and categorized. We propose a simple and rigorous system of classification including nomenclature. The total range of effects is computed from the possible combinations of three psychophysical variables (luminance, dominant wavelength, purity) and six color attributes (lightness, brightness, hue, chroma, colorfulness, saturation) in all modes of appearance. Omitting those effects that are normally impossible to perceive at any one time (such as four- or five-dimensional colors), the total number perceivable is 161 types of effects for all modes of appearance. The type of effect is named after the psychophysical stimulus (or stimuli) and the relevant color attribute(s), e.g., Luminance-on-hue effect (traditionally known as Bezold-Brucke effect). Each type of effect may include slightly different effects with infinite variations depending on experimental parameters.     

应用RAMP分子标记探讨拟鹅观草属的种间关系

采用RAMP (random amplified microsatellite polymorphism) 标记技术, 分析了拟鹅观草属9种1亚种和鹅观草属6 种植物之间的遗传变异和亲缘关系。33 个引物组合产生的310 条DNA扩增片段中, 286条(92 25%) 具有多态性, 每个引物组合产生5~13条多态性带, 平均为8 67条。利用310个RAMP标记, 在NTSYS pc软件中, 计算Jaccard遗传相似系数, 建立UPGMA聚类图。结果表明: (1) 物种间遗传差异明显, 具有丰富的遗传多样性; (2) 阿拉善鹅观草和大丛鹅观草与拟鹅观草属的物种聚类在一起, 表明它们与拟鹅观草属的亲缘关系较近, 而与本试验所分析的另外4个鹅观草属物种的亲缘关系较远; (3) RAMP分子标记可以将拟鹅观草属的物种分开, 而且形态相似、地理分布相同或相近的物种聚类在一起;(4) RAMP结果与形态学和细胞学的分析结果一致, 表明RAMP标记是评价拟鹅观草属种间关系十分有效的方法。     

The Acoustic Habitat Hypothesis: An Ecoacoustics Perspective on Species Habitat Selection

Sound is an inherent component of the environment that provides conditions and information necessary for many animal activities. Soniferous species require specific acoustic and physical conditions suitable for their signals to be transmitted, received, and effectively interpreted to successfully identify and utilize resources in their environment and interact with conspecifics and other heterospecific organisms. We propose the Acoustic Habitat Hypothesis to explain how the acoustic environment influences habitat selection of sound-dependent species. We postulate that sound-dependent species select and occupy habitats with unique acoustic characteristics that are essential to their functional needs and conducive to the threshold of sound frequency they produce and detect. These acoustic habitats are based on the composition of biophony, geophony, and technophony in the soundscape and on the biosemiotics mechanisms described in the eco-field hypothesis. The Acoustic Habitat Hypothesis initiates questions of habitat selection that go beyond the physical attributes of the environment by applying ecoacoustics theory. We outline the theoretical basis of the Acoustic Habitat Hypothesis and provide examples from the literature to support its assumptions. The concept of acoustic habitats has been documented in the literature for many years but here, we accurately and extensively define acoustic habitat and we put this concept into a unified theory. We also include perspectives on how the Acoustic Habitat Hypothesis can stimulate a paradigm shift in conservation strategies for threatened and endangered species.