生态系统演替过程中土壤与微生物碳氮磷化学计量关系的变化

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征会显著影响微生物的生长、群落结构、生物量C:N:P化学计量及其代谢活动。然而生态系统演替过程中土壤-微生物C:N:P化学计量的时间格局及其协调关系还不明确。为此, 该研究收集了2016年5月以前发表的文献中19个生态系统演替序列(包括13个森林、6个草地生态系统)的土壤-微生物生物量C:N:P研究结果, 整合分析了其中土壤-微生物生态化学计量的时间动态, 结果表明: (1)生态系统演替过程中土壤C:N没有一致的时间格局, 而土壤C:P和N:P均随演替进程显著增加, 其中土壤C:N:P与演替时间之间线性关系的斜率与相应演替序列的初始土壤有机C含量呈负相关关系。(2)演替进程中土壤-微生物生物量C:N:P没有一致的时间格局。(3)微生物生物量C占土壤有机C百分比(qMBC)、微生物生物量N占土壤全N百分比、微生物生物量P占土壤全P百分比均随着演替进程而显著增加, 即单位资源所能支持的微生物生物量随着演替进程而增加, 这与宏观生态系统演替理论相符。(4) qMBC随着土壤C:N、C:P和N:P以及C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性(即土壤C:N、C:P和N:P分别除以微生物生物量C:N、C:P和N:P)的增加而减小; 其中, C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性解释了qMBC变异性的37%-57%, 是演替时间解释率的7-17倍, 表明土壤-微生物生态化学计量关系对qMBC演替动态有重要影响。该研究强调了生态化学计量学理论和生态系统演替理论在土壤微生物时间动态研究中的重要作用, 表明适当地融合生态学宏观理论于土壤微生物研究可以加深对土壤-微生物生态过程的认识。     

第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题 实验2·植物解剖和生理学

正总分:96分时间:90 min该题包含3项任务任务1:测定植物色素(36分)A部分:TLC用薄层层析定性区分色素B部分:用分光光度计定量测定色素任务2:测定植物提取物中的淀粉(21分)任务3:植物结构适应性的观察(39分)材料与器具任务1植物材料2个500μL的叶子酒精提取物,标记为A和B(在1.5 mL小管中)2个1 000μL的叶子酒精提取物,标记为     

第25届国际生物学奥林匹克竞赛试题 实验3·动物解剖、生理及系统学

正总分:93.5分时间:90 min在本考试中,共有以下3个部分的任务需要完成:A部分:幼鱼对盐浓度改变的急性反应(12分)B部分:LC50的测定与计算(19.5分)C部分:对虾的分类鉴定(62分)材料和仪器材料数量单位对虾,托盘中6只仪器数量单位     

生物地理学的新认识及其方法在多样性保护中的应用

近年来,众多分子证据和古生物学证据的出现促进了对生物地理学领域一些关键问题(如,扩散和隔离)的理解,并达成了较为统一的认识:1)扩散和隔离都是解释生物地理学格局的重要假说,并可能同时影响了生物的分布格局;2)历史生物地理学和生态生物地理学不是截然割裂的,两者结合起来有助于从不同层次上理解生物地理和生物多样性格局;3)不同的生物地理学研究方法应相互补充以揭示复杂的生物地理过程。学科思想的演变也使得生物地理学研究内容发生变化,本文还综述了当今生物地理学所关注的科学问题,并重点论述了生物地理学方法在生物多样性保护中的应用。     

历史生物地理学进展

生物地理学研究动植物的地理分布。历史生物地理学重建生物区系历史。分替理论的复兴动摇了散布理论的上百年统治。最近10年主要是分替理论推动了历史生物地理学,出现了多个途径——种系发生物地理学、分支分替生物地理学、特有性的俭吝分析和泛生物地理学。岛屿生物地理学理论有了改进和严格的实验检验;庇所学说产生了新的模型。最后就我国如何发展生物地理学提出了对策措施。     

大兴安岭北部次生林演替过程中物种多样性的变化及其影响因子

物种多样性是生物多样性的重要组成部分。森林演替过程中物种多样性的变化会直接影响生态系统功能和稳定性。因此,揭示森林演替过程中物种多样性变化及其与影响因子之间的关系,对于准确预测森林生态过程和生物多样性格局具有重要意义。该研究选择大兴安岭北部白桦(Betula platyphylla)林(演替前期)、白桦-兴安落叶松(Larix gmelinii)混交林(演替中期)和兴安落叶松林(演替后期)为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,分析我国寒温带地区森林演替过程中物种多样性的变化规律及其与影响因子之间的关系。结果表明:(1)大兴安岭北部森林演替过程中物种丰富度和多样性呈显著增加趋势,演替初期Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数分别为2.42和2.69,演替末期则分别为5.90和3.43;而物种Pielou均匀度指数无显著差异。(2)随森林演替的进行,植物群落的相似性逐渐降低,差异性逐渐增强,Jaccard指数、Sorenson指数和Bray-Curtis指数均减小。(3)森林演替过程中土壤pH、有机质含量、全氮含量和全磷含量对物种多样性存在显著影响,其中全氮含...     

多重压力下生态系统可持续发展探究——IGU-GFE地理学与可持续研讨会简述

2020年11月30日至12月1日,"面向未来地球的地理学:人地系统耦合与可持续发展委员会"(IGU-GFE)主办的2020年地理学与可持续研讨会以视频会议的方式召开。研讨会以"多重压力下生态系统可持续发展探究"为主题开展热烈讨论。研讨会针对5个专题展开,分别是:(1)生态系统压力和驱动力;(2)生态系统状态评估;(3)多重压力对生态系统功能和生物多样性的影响;(4)多重压力对生态系统服务的综合影响;(5)生态系统可持续管理策略。IGU-GFE地理学与可持续研讨会为全球生态系统功能和可持续发展的实现提出了以下建议:(1)合理、科学、多维度提高生态系统质量;(2)有效恢复和提升生物多样性-生态系统功能;(3)优化生态系统的可持续发展管理策略。     

第23届国际生物学奥林匹克竞赛试题 实验2·微生物学和生物化学

<正>总分:100分时间:90 min本次测试共2个任务:任务1噬菌体:致病菌的一种有效杀菌剂。(50分)A部分噬菌体和抗生素对抗生素抗性大肠杆菌的效应(31分)B部分噬菌体效价(滴度)和感染的倍增性(19分)任务2一种氨基酸的滴定。(50分)材料和用具用于任务1     

第23届国际生物学奥林匹克竞赛试题 实验3·植物多样性、解剖学和生理学

<正>总分:100分时间:90 min在这个测验中,有以下2个任务任务1植物多样性和解剖学(60分)A部分幼苗的形态学(14.25分)B部分种子形态学和解剖学(27.25分)C部分榕属(Flcus,无花果属)繁殖体(多个花形成的特殊果实)的解剖(5分)D部分种子和幼苗的功能、生态和系统发育方面(13.5分)任务2植物解剖学和生理学(40分)A部分植物茎的解剖(13分)B部分叶表皮及其生理学研究(15分)C部分光合作用数据的解释(12分)     

生物土壤结皮演替对土壤生态化学计量特征的影响

生物土壤结皮(生物结皮)是干旱半干旱地区重要的地表覆被物,能够固定碳氮,影响养分循环,从而可能引起土壤化学计量特征的变化。以黄土丘陵区不同演替阶段生物结皮为研究对象,研究该区生态恢复初期生物结皮演替对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响。结果表明:(1)生物结皮显著增加了生物结皮层C、N、P含量,后期藓结皮较初期藻结皮C、N、P含量分别增加了161%、127%和9%,均显著高于其下0—10 cm土壤;(2)土壤C/N随着生物结皮演替变化较小,范围为10.0—11.8,C/P和N/P在演替后期分别是初期的2.4倍和2.1倍,均显著高于其下0—10 cm土壤;(3)生物结皮土壤C/N、C/P与N/P受坡向影响较大,并与藓生物量显著正相关,与土壤容重显著负相关;(4)生物结皮显著影响土壤C、N、P含量及其化学计量特征,使生物结皮层显著不同于其下层土壤及裸地;(5)生物结皮演替加速表层土壤养分恢复,影响程度可至其下2 cm土层。研究初次从土壤化学计量特征的角度揭示生物结皮对土壤养分循环的贡献,对干旱半干旱地区生态修复和管理具有指导意义。     

生物地理学（二）

三、生物地理学的数种研究方法 分支图解(cladogram) 要分析生物地理学的模式必需先确定:有哪几类生物,以及这几类生物之间的亲缘关系。这可以用一个分支图解(图4)来表示。假设有     

第27届国际生物学奥林匹克竞赛试题 实验2·动物系统学和解剖

正总分:100分时间:90 min本考试包括以下2个实验部分:实验1:蝴蝶分类(65分)任务1鉴定所有提供的蝴蝶标本任务2编制特征矩阵任务3根据所提供的特征矩阵计算距离矩阵任务4分析所有标本的系统发生关系任务5绘制一个系统发生树实验2:蚯蚓解剖(学名:Amynthas aspergillum)(35分)任务6识别蚯蚓的外部结构任务7解剖并识别蚯蚓的内部结构材料和设备     

第20届国际生物学奥林匹克竞赛（9）实验考试

实验考试3:遗传学 总分:98分,时间:90 min 包括以下5个任务: 任务1:观察果蝇突变体(9分) 任务2:白眼突变的遗传(33分) 任务3:眼睛色素的分离(18分) 任务4:解读层析图(14分) 任务5:White蛋白的分析(24分) 将答案和结果写在答题纸上,写在题目纸上的答案无效.     

2007年第18届国际生物学奥林匹克竞赛(2)

实验考试 2 动物形态,系统和生态学 此实验由3部分组成. 任务A解剖2个环节动物(26分) 任务B用检索表鉴定环节动物(10分) 任务C说明结构、体腔类型、生活方式和10 种蠕虫类动物的分类(27分) (总分63分) (时间共90 min) 说明:实验前,监考人将向你展示一张红色和绿色卡片以测试红绿色盲.     

景观组成、结构和梯度格局对植物多样性的影响

植物多样性作为生物多样性研究的主要内容,一直以来受到广泛关注。近20年来,随着景观生态学的兴起和地理信息技术的发展,景观生态学与岛屿生物地理学、异质种群理论相结合,在植物多样性的保护和利用研究中得到运用。本文就在这3个理论的基础上,简述了景观组成(斑块、廊道、基质)、景观结构(斑块面积、边缘、隔离程度)和梯度格局(海拔、演替、土壤养分、干扰)对植物多样性的影响,强调了地理信息技术应用的重要性和景观层次上进行植物多样性研究的必要性。因此,在多个尺度上共同研究多个影响因子对植物多样性的复合作用,利于进一步揭示植物多样性的变化过程及其机制,有利于植物多样性的保护和利用。     

1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替特征及驱动力

人类的建设与破坏活动是植被动态变化的重要根源之一,利用遥感探究植被演替的量化监测过程及驱动力能够很好揭示人类活动对生态本底的影响。本研究利用欧洲航天局逐年土地覆被数据及地理学信息图谱方法,从植被型组、植被型尺度分析1992—2018年内蒙古自治区植被动态演替方向、演替速度及演替序列,明晰植被演替特征并量化其演替驱动力。结果表明: 研究期间,内蒙古自治区植被数量结构为“植增荒减”,具体年增长速率依次为耕地(353.10 km²)>草原(243.92 km²)>森林(-16.22 km²)>灌丛(-120.37 km²)>荒漠(-556.31 km²),并且空间相邻分布的草原、荒漠、灌丛三者的面积变化存在权衡关系。植被演替空间呈“绿进沙退”格局,演替热点集中于西辽河平原、内蒙古中部荒漠-草原交界处及黄河沿岸;植被演替序列结构复杂,进展、逆行演替相互交错,不同群落演替流量的截流率差距突出,其中,植被型组草原、灌丛与植被型草地、雨养农田群落在演替过程中截获最多演替流量。植被动态演替的核心驱动力为农牧业生产、经济发展水平、人口规模、生态工程、气候变化。作为“植物群落学-景观生态学”的实例研究,本研究结果可为植被格局优化、演替等级提升等生态措施实施空间的划定提供科学依据。     

浙江天童常绿阔叶林演替系列植物叶片的凋落节律

叶片凋落节律是植物的主要功能策略之一,探索演替共有种(至少存在于3个阶段)和更替种(各阶段特有种)的叶片凋落节律对于理解森林演替过程中物种的更替机制具有重要意义。本研究选择浙江天童常绿阔叶林4个演替阶段,通过对4个共有种和6个更替种叶片凋落季节动态的调查,探讨了共有种的凋落节律是否在不同演替阶段存在差异,以及共有种和更替种叶片凋落节律的差异。结果显示,演替对共有种马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)和栲树(Castanopsis fargesii)的叶片凋落节律具有显著影响(P0.05),而对柃木(Eurya japonica)无显著影响。共有种与该演替阶段特有更替种叶片凋落节律的差异在不同演替阶段表现不同。演替第一阶段的马尾松、木荷与石栎(Lithocarpus glabra)、檵木(Loropetalum chinense)叶片凋落节律差异显著(P0.05);演替第二阶段的木荷与山矾(Symplocos caudate)叶片凋落节律有显著差异(P0.05)。栲树与苦槠(Castanopsis sclerophylla)叶片凋落节律有显著差异(P0.05);演替第四阶段的木荷、栲树、柃木与天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)、连蕊茶(Camellia cuspidate)叶片凋落节律存在显著差异(P0.05),其他无显著差异。综上表明,部分演替共有种叶片凋落节律随森林演替发生改变,而另外部分不发生改变。在同一演替阶段,绝大部分演替共有种和更替种的叶片凋落节律存在差异。演替共有种和更替种叶片凋落节律的变化反映了植物在叶片物候方面对演替过程中微环境变化的多样适应策略。     

生物地理学（一）

一、引言 生物地理学研究生物的地理分布。探险家冯·洪堡(Von Humboldt, A, 1769—1859)是最早使用生物地理学(biogeography)一词的学者之一。他根据环境的温度、海拔和纬度等物理因子解释动、植物的分布。生物地理学以前只是描述和解释自然界和生物界之间的关系,在地理学和生物学之间占据一个不明确的领域。对生物地理学感兴趣的主要是生物学家,生物学家有时用地球物理学的理论来解释动植物为什么生活在某个地方。     

淮南采煤塌陷湖泊浮游植物功能群的季节演替及其驱动因子

在淮南矿区设置潘谢潘集站(PXPJ)、潘谢顾桥站(PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ)等3个塌陷湖泊站点,分别代表3种典型矿区湖泊水文生态条件,于2013—2014年分4个季度采样并分析了3个湖泊浮游植物功能群组成、季节演替规律及其与环境和生物因子的关系。结果显示,3个湖泊的浮游植物种类可归入16个功能群,其主要优势功能群反映了小型富营养化湖泊水体的生境特征。PXPJ春季S1、X2和Y为主要优势功能群,分别以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)、具尾蓝隐藻(Chroomonas caudata Geitler)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata Ehr.)为代表种属,随后3个季节C为第1优势功能群,以链形小环藻(Cyclotella catenata)为代表物种。PXGQ春夏秋3个季节中均以伪鱼腥藻为代表的S1功能群占绝对优势地位,冬季向C(以链形小环藻为代表)和D(以尖针杆藻为代表)为主的功能群演替。PXXQ春季X2和Y为主要优势功能群,分别以具尾蓝隐藻和卵形隐藻为代表,夏秋季以伪鱼腥藻为代表的S1功能群占据优势地位,冬季向C(链形小环藻为代表)和E(长锥形锥囊藻为代表)功能群为主的群落结构演替。水温和光照条件是驱动淮南采煤塌陷湖泊浮游植物功能群季节演替的关键环境因子,而营养盐和生物因素是导致3个湖泊功能群组成差异的重要原因。     

阔叶红松林不同演替阶段凋落物产量及其稳定性的影响因素

凋落物产量是生态系统净初级生产力的重要组分, 也是连接地下与地上生态过程的关键环节。但在森林演替进程中, 生物多样性、林分因子、功能性状如何共同影响凋落物产量及其时间稳定性, 其机理有待进一步研究。该文在阔叶红松(Pinus koraiensis)林分布的北界黑龙江胜山保护区, 选择从演替早期到红松原始林的4个演替(或发育)阶段, 连续3年测定凋落物产量, 以3年凋落物产量的变异系数的倒数(1/CV)反映其稳定性。采用层次划分和变异分离等方法研究林分因子(最大树高、胸径、胸高断面积、林冠空隙度)、群落水平功能性状(叶碳、氮含量及比叶面积)和乔木多样性(物种、功能、谱系多样性)对凋落物产量及其稳定性的相对作用大小。结果表明, 演替早期凋落物产量显著低于后3个演替阶段, 从演替中期至演替晚期凋落物产量无显著差异。凋落物产量的稳定性随演替进展显著提高。对变量重要性的评价表明, 凋落物产量主要受林分因子(最大树高、胸高断面积、林冠空隙度)和性状(叶碳含量)的影响, 物种丰富度也起一定作用; 而功能多样性对于凋落物稳定性的作用最大, 其次是林分因子(如最大胸径)。生物多样性对凋落物产量的独立解释力仅为0.41%, 而对其稳定性的独立解释力为33.12%, 说明多样性对凋落物稳定性有着独立于林分因子、性状之外的重要作用。同时, 林分因子、生物多样性、性状之间存在较强的协同作用(最高达53.8%), 说明这3种因素共同作用于凋落物产量及其稳定性。研究结果表明, 森林的恢复演替不仅能提高森林生产力, 还可有效提高生态系统稳定性, 因此, 保护原始林及促进森林恢复演替是提高生态系统功能的有效手段。