空间和平衡理论在景观生态学中的发展和应用

传统生态学承认生态系统中平衡、稳定状态的存在 ,“自然平衡理论”是其集中体现。而近 30年来 ,非平衡理论的出现 ,使得人们对生态系统的认识发生了彻底的改变。非平衡理论认为 ,偶然事件 (如干扰等 )在生态过程中起着重要作用。随着认识的转变 ,对生态过程中的“空间”和空间异质性的理解也发生了变化 ,传统生态学总是试图回避空间动态和空间异质性问题 ,而着重强调时间格局的重要性。但在近 2 0年来 ,空间格局则得到了广泛重视。空间理论及空间格局的研究表明 ,空间异质性既可能增加生态系统和生态过程的稳定性 ,也可能降低其稳定性。分析两种变化趋势 ,指出了它们的相互关系 ,同时讨论了空间理论的发展及其在景观生态学中的应用 ,并阐述了生态平衡的含义。     

磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域的应用

应用磷脂脂肪酸谱图分析技术对微生物群落进行定量分布,克服了传统的微生物培养方法和显微技术的局限性。介绍了磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域中的应用,包括对微生物群落的生物量、群落结构、营养状况和新陈代谢活动等方面的研究。     

磷脂脂肪酸分析方法在微生物生态学中的应用

磷脂脂肪酸分析方法(PLFA)是基于生物化学手段的一种微生物生态学研究新技术,它具有对细胞生理活性没有特殊的要求,对样品保存时间也要求不高等优点,由样品中所有微生物提供信息,是一种快捷、可靠的分析方法。本文介绍了PLFA在微生物生态学研究中的应用,主要包括对微生物群落生物量、群落结构和功能及其变化,指示特定微生物以及营养状况方面的研究。     

稳定性同位素探测技术在微生物生态学研究中的应用

稳定性同位素标记技术同分子生物学技术相结合而发展起来的稳定性同位素探测技术（stableisotope probing,SIP）,在对各种环境中微生物群落组成进行遗传分类学鉴定的同时,可确定其在环境过程中的功能,提供复杂群落中微生物相互作用及其代谢功能的大量信息,具有广阔的应用前景.其基本原理是：将原位或微宇宙（microcosm）的环境样品暴露于稳定性同位素富集的基质中,这些样品中存在的某些微生物能够以基质中的稳定（性同位素为碳源或氮源进行物质代谢并满足其自身生长需要,基质中的稳定性同位素被吸收同化进入微生物体内,参与各类物质如核酸（DNA和RNA）及磷脂脂肪酸（PLFA）等的生物合成,通过提取、分离、纯化、分析这些微生物体内稳定性同位素标记的生物标志物,从而将微生物的组成与其功能联系起来.在介绍稳定性同位素培养基质的选择及标记方法、合适的生物标志物的选择及提取分离方法的基础上,举例阐述了此项技术在甲基营养菌、有机污染物降解菌、根际微生物生态、互营微生物、宏基因组学等方面的应用.     

微生物相互作用中的空间自组织

微生物在全球生态系统中占据着重要地位, 其中一个重要的研究领域是微生物与环境(包括无机环境与生物环境)之间的相互作用。在生态相互作用过程中, 微生物常常通过自组织形成特定的空间模式。微生物的空间模式在种群稳定性、群落动态变化以及维持合作行为方面具有重要作用。本文中, 我们梳理了当下对微生物空间自组织及其所形成的空间模式的研究内容, 首先介绍什么是空间自组织, 再根据生态相互作用类型对自组织的空间模式进行描述, 其中重点讨论合作与竞争中的空间模式, 接着关注微生物空间自组织的过程, 最后我们指出空间自组织对整个群体的结构和功能稳定具有重要意义。研究微生物种群间相互作用中的空间模式, 有助于探索维持合作行为的新机制, 进而为微生物共生系统的构建提供新的理解。     

荧光原位杂交技术及其在微生物生态学中的应用

综述了荧光原位杂交技术 (fluorescence in situ hybridization FISH)在微生物生态学领域的各种应用 ,同时就其发展过程、原理及种类做了介绍     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类和微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类和微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

西安市典型区域城市生态单元空间格局研究

综合利用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选取西安市南郊城乡结合部为研究区,采用室内遥感影像判读、野外考察验证与室内机助制图相结合的方式,根据城市生态单元分类体系,在GIS的支持下建立了研究区城市生态单元数据库,并在此基础上,通过计算研究区城市生态单元的平均面积、形状指数、分形分维数、稳定性指数、MoranI指数这五项指数,对城市生态单元空间格局进行定量化研究.结果表明,城市生态单元主类斑块数量和斑块总面积基本保持正比例关系,形状指数和分形分维数之间、稳定性指数和MoranI指数之间均存在着正相关关系.     

核酸杂交技术在微生物生态学上的应用

由于自然界中大部分的微生物种类到目前为止仍不可培养,传统基于培养和纯种分离的技术在研究微生物生态时面临很大障碍。分子生物学的进展为诸多长期困扰微生物学研究的问题提供了解决办法。核酸杂交技术已被证实在微生物系统分类的微生物生态等领域的研究具有巨大潜力并已被广泛应用。综述核酸杂交技术的基本原理、实际应用及其主要优点和局限性,以及提高其检测灵敏度和特异性的方法,并对该技术的应用前景作了探讨。     

微生物生态学研究方法进展

微生物培养及显微技术作为鉴定微生物种群的手段有很大的局限性,因为环境中大多数微生物处于“存活但不能培养”的状态。因此．不依赖于微生物培养的生物化学以及分子生物学方法正被广泛地用于微生物生态学研究。主要介绍了荧光技术。基于PCR的分析技术和PLFA等技术在表征微生物多样性研究中的某些进展。     

小菜蛾幼虫空间格局的地统计学分析

应用地统计学方法分析了小菜蛾Plutellaxylostella (L .)幼虫空间格局 ,建立了东西和南北 2个方向上多个半变异函数曲线模型。结果表明 ,在菜花 (Brassicaolenaceavar.botrylis)和早甘蓝 (Brassisaoleracea)地中小菜蛾幼虫种群的半变异函数曲线皆为球形 ,其空间格局为聚集型 ;小菜蛾幼虫在菜花上和在早甘蓝上的空间变程分别为 0 62～ 1 5 9m和 2 47～ 5 98m ,空间不连续性强度分别为 0 8779～0 9999和 0 862 1～ 0 91 2 4。     

景观生态学中的尺度分析方法

多尺度空间分析法是发现和识别景观特征尺度的主要方法.当前这类方法很多,缺乏归类和对比分析评价.基于空间类型变量和数值变量,对多尺度空间分析方法进行了重新梳理.同时对当前常用的尺度分析方法:半方差分析、尺度方差分析、小波分析和孔隙度指数分析,以中国三北防护林为例,对比了各种尺度分析方法的特点和优劣.结果表明,在特征尺度的识别上:小波方差方法清晰明了;半方差分析法灵活简捷,结果明显;尺度方差分析法和孔隙度指数法在本研究中的判识结果不甚明显.在计算速度上:半方差分析法计算量最大、耗时最长,尺度方差次之,小波方差速度最快,孔隙度指数法计算速度快于前两种,慢于小波方差分析方法.半方差分析方法简单灵活,而且相关理论方法成熟,但缺乏对大尺度格局的整体把握,而小波分析恰恰能很好的弥补这一不足.最后提出,半方差分析和小波变换相结合将会是最优的尺度分析方法.     

纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)在微生物生态学研究中的应用

超高分辨率显微镜成像技术与同位素示踪技术相结合的纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)具有较高的灵敏度和离子传输效率、极高的质量分辨率和空间分辨率(＜ 50 nm),代表着当今离子探针成像技术的最高水平.利用稳定性或者放射性同位素在原位或者微宇宙条件下示踪目标微生物,然后将样品进行固定、脱水、树脂包埋或者导电镀膜处理,制备成可供二次离子质谱分析的薄片,进一步通过NanoSIMS成像分析,不仅能够在单细胞水平上提供微生物的生理生态特征信息,而且能够准确识别复杂环境样品中的代谢活跃的微生物细胞及其系统分类信息,对于认识微生物介导的元素生物地球化学循环机制具有重要意义.介绍了纳米二次离子质谱技术的工作原理和技术路线,及其与同位素示踪技术、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光原位杂交技术(FISH)、催化报告沉积荧光原位杂交技术(CARD-FISH)、卤素原位杂交技术(Halogen In Situ Hybridization,HISH)等联合使用在微生物生态学研究方面的应用.     

地质统计学理论与方法及其在昆虫生态学中的应用

空间相关是昆虫生态学中普遍存在的一种客观现象 ,但这种空间相关性在传统的统计学分析中被忽略了。据此 ,文章对常用的地质统计学的空间相关理论和方法、以及这些理论和方法在昆虫生态学中的应用途径和研究进展作了简述。此外 ,对GIS在昆虫空间相关分析中的应用途径和方法也作了探讨。通过综合分析和比较 ,作者认为 ,未来地质统计学的发展将更多地与GIS融为一体 ,并且二者将与传统的时间序列方法和生物统计学方法有机结合 ,共同应用于昆虫生态学的时空分析和预测之中     

分子微生物生态学及其研究进展

分子微生物生态学是分子生物学实验技术应用于微生物生态学研究领域而发展形成的一门交叉学科,在研究微生物生态系统组成结构、功能的分子机理以及微生物与生物和非生物环境之间相互关系等方面显示了巨大的潜力．十几年来分子微生物生态学研究所取得的成就证明：分子生物学研究技术向微生物生态学领域的不断渗透,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,尤其在微生物多样性、微生物区系分子组成及变化规律以及微生物系统进化研究方面取得了重大突破．本文根据近年分子微生物生态学的研究进展,就分子微生物生态学概念的提出、发展历程、主要研究领域、主要研究方法以及未来研究热点领域作以简要综述。     

微生物生态研究中基于BIOLOG方法的数据分析

BIOLOG微平板法作为一种方便快速的微生物检验技术,已广泛应用于环境微生物检测,微生物生态研究等方面,发挥着越来越重要的作用。该方法可以获得关于微生物群落碳源利用能力的大量数据,反映出关于微生物活性的丰富信息。然而大量的数据也对解释和分析提出了挑战,分析了应用于BIOLOG产生数据的统计分析方法,对常用的AWCD值计算,多样性指数计算,主成分分析(PCA),聚类分析,相关、回归等方法深入探讨,阐述各自的功能、不足以及在应用中容易出现的问题。另外也对一些不常见的方法,如非参数多元分析(Non-Parametric version of MANOVA/Permutation version of MANOVA)、动力学参数分析、多元回归树、典范对应分析等也进行了讨论。通过对不同方法应用目标和原理的分析论述了各自优缺点,对微生物研究中基于BIOLOG方法数据分析的选择应用提供参考。     

种子微生物生态学研究进展

植物种子微生物生态学是研究与种子相联合的微生物的组成﹑功能﹑演替、它们之间关系及其与宿主之间相互关系的科学。种子中蕴含着丰富的微生物资源,它们对种子以及植物的健康具有重要的影响。不同种类植物种子联合的微生物群落由于受到种子本身及外界环境因素的影响而有所差异。论述了种子微生物生态学的概念、主要研究方法、种子微生物生态系统中的微生物种类、相关影响因素,以及种子微生物生态学研究的发展方向。种子微生物生态学的研究对生产实践有重要意义,同时也将丰富种子生物学的内容,对种子科学的发展起到促进作用。     

微生物生态研究中BIOLOG方法数据分析及R语言实现

微生物生态研究中,对微生物群落结构、群落特征以及其与环境因素的关系的揭示,一直受到广泛关注;适当的数据分析方法有助于更清晰地刻画微生物群落结构特征,明确其与环境因素的关系。结合实例,对微生物生态研究中基于BIOLOG微平板技术的数据分析方法进行梳理,分别介绍数据读取整理、特征指数计算、非限制性排序、限制性排序、聚类分析、环境向量拟合、蒙特尔检验等常用数据操作及生态分析方法;针对不同方法结论,结合研究目标和生态理论给出具有统计学意义的解释,并评价不同方法特点及适用场景;分析过程以R语言实现,并提供全部代码。结果表明,BIOLOG方法产生数据能从多个角度表征微生物群落功能特征,并结合环境指标梯度进行分析;但BIOLOG数据可能不满足正态性分布,在基于正态分布的分析前应提前进行检验;排序分析时应慎用主成分分析,可优先采用其他基于距离矩阵的排序方法;R语言能够简化BIOLOG数据读取及操作,易于完成各类统计分析。本研究能够对微生物生态研究者科学选择应用统计分析方法、提高数据处理效率提供直接参考。