水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义。     

南岭东西段植物群落物种组成及其树种多样性垂直格局的比较

根据沿海拔梯度设置的样地的调查资料,对南岭东段的莽山和西段的猫儿山植物群落乔木层物种多样性的垂直分布格局进行了比较研究。莽山和猫儿山的植被类型差异不大,但相同植被类型的物种组成有比较明显的差异。随海拔的上升,两山体乔木的最大树高均呈现显著下降趋势。猫儿山乔木的最大胸径、胸高断面积之和以及立木密度在海拔梯度上呈单峰曲线变化趋势。莽山乔木的最大胸径、胸高断面积之和与海拔呈明显的负相关性,而立木密度的变化规律不明显。这种单峰曲线格局或负相关关系与中尺度上的海拔高度以及小尺度上的土壤特性、小地形以及人为干扰强度等因素有关。在海拔1000m以下的常绿阔叶林群落和1700m以上的山顶矮林群落,莽山乔木的物种丰富度均明显高于猫儿山。两山体的乔木种数与海拔之间都显示出负相关性,但莽山由于高海拔群落受人为干扰的影响,这种相关性不显著。乔木层α多样性沿海拔梯度没有表现出明显的变化规律,并且在两山体之间也看不出明显的差别。本文最后还对两山脉低海拔区段的常绿阔叶林群落的物种组成和多样性进行了对比分析,结果表明人为干扰导致猫儿山常绿阔叶林的物种丰富度(S)和α多样性(H’)明显低于莽山的原生性常绿阔叶林群落,而且落叶阔叶树种和毛竹(Phyllostachys pubescens)开始入侵到群落中。     

Patterns of grassland community composition and structure along an elevational gradient on the Qinghai–Tibet Plateau

青藏高原草地群落组成和结构的海拔梯度格局 青藏高原高寒草地是维持区域生态安全的天然屏障,也在一定程度上造就了该区域较高的生物多样性。然而,我们对青藏高原高寒草地植物群落组成和结构的海拔分布格局及其自身维持机制仍知之甚少。本研究在青藏高原东北部沿公路形成的海拔梯度设置了39个实验样地(海拔跨度为2800–5100m),每个样地设5个调查样方进行群落调查,包括物种组成、高度、盖度,评估青藏高原高寒草地植物群落的α和β多样性的海拔梯度格局及其影响因素。研究结果发现草地群落高度随着海拔的增加而显著降低,而群落盖度变化却不显著。随着海拔的增加,植物物种丰富度(α多样性)显著增加,而群落变异性(β多样性)显著降低。约束聚类分析表明,随海拔增加草地群落结构逐渐发生变化,基于此,在这种变化过程中,我们监测到3个渐变的海拔间断点,分别在海拔3640、4252和4333 m处。结构方程模型(SEM)表明,降水增加和温度降低对α多样性有显著的正向作用,但植物群落α多样性的变化显著改变群落变异性。以上结果表明,青藏高原的群落组成和结构沿海拔梯度发生了从量变到质变的过程。     

亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局

为探讨我国亚热带森林群落中物种空间分布格局特点及其成因,揭示其共性规律和个性差异,为相关区域的生物多样性保护和监测工作提供科学依据。选取我国亚热带不同纬度的6个1 hm²典型森林群落中所有胸径（DBH,Diameter at Breast Height）≥ 1 cm的物种为研究对象;采用L （t）方程统计所有监测物种的空间分布格局类型,为满足L （t）方程的统计精度,将各群落中多度≥10株的植物以物种为单位统计,多度<10株的低多度物种和单个体物种则以种组为单位进行空间点格局分析;并对物种多度、胸径与空间聚集程度的度量指标L₁₀进行相关性分析。结果表明：（1）亚热带不同纬度群落中多度≥10株物种的空间分布格局表现出相似的尺度依赖性规律：显著聚集分布比例随尺度增大而降低,不同纬度群落的变化幅度存在差异,纬度较低的群落稳定性更强。（2）各群落中低多度种组空间分布格局表现出小尺度显著聚集分布,大尺度随机分布的尺度效应,但尺度效应在不同纬度群落间存在差异;各群落的单个体种组空间分布格局均以随机分布为主。（3）不同纬度群落物种多度与空间聚集程度之间均存在负相关关系,物种多度对空间聚集程度的影响随纬度从高到低逐渐减弱。（4）较高纬度群落物种胸径与空间聚集程度之间存在负相关关系;随纬度从高到低,物种胸径对空间聚集程度影响水平逐渐降低。对亚热带不同纬度森林群落物种空间分布格局形成原因的进一步探讨,认为由纬度差异引起的生境异质性是影响群落物种空间分布格局产生过程的主要因素,此外,林型、扩散限制、密度制约和随机作用是影响各群落物种空间格局成因及多样性维持的次要因素。     

南亚热带常绿阔叶林群落及其卫星样地物种多样性特征

群落生物多样性的研究一直备受关注。鼎湖山植被资源丰富,对其典型植物群落及其卫星样地物种多样性状况进行探索是一项非常有意义的研究工作。以鼎湖山20 hm~2样地及其周边5个1 hm~2卫星样地为研究对象,分别从种面积关系、α多样性和β多样性几个角度进行分析,研究发现：(1)20 hm~2南亚热带常绿阔叶林鼎湖山(DHS)大型固定样地经过10年的更新演替,总个体数出现了爆发式增长。DHS样地周边5个卫星样地之间总个体数差异较大,按个体数进行排序：1号(南亚热带山地常绿阔叶林)> 3号(南亚热带常绿阔叶林)> 5号(南亚热带针阔混交林)>4号(南亚热带常绿针叶林)>2号(南亚热带沟谷雨林)卫星样地。(2)DHS大样地的物种并未达到饱和,卫星样地群落可以有效补充该区域的物种。(3)DHS大样地的α多样性较高;卫星样地之中,2号样地的物种多样性最高,其次是3号样地,继而是1号和4号样地,最后是5号样地。除了2号样地由于大量大树和巨树的存在使得物种均匀度提升,从而导致多样性指数值偏大以外,其它样地的结果呈现出海拔高度与多样性正相关。(4)DHS大样地与其3号卫星样地处于相近...     

浙江九龙山香果树群落乔木层物种的多样性格局

为了解香果树(Emmenopterys henryi)群落的物种多样性及其驱动因素,在浙江九龙山自然保护区建立了35个以香果树为中心15 m半径的样圆,调查样圆内胸径2.5 cm以上的乔木层树木的物种和胸径。通过线性混合效应模型分析α多样性与海拔、坡向、香果树胸高断面积的关系,通过Mantel检验和方差分解分析样地间距离、海拔、坡向和香果树胸高断面积差异对β多样性的影响。结果表明,九龙山香果树群落乔木层物种丰富(50科96属145种),且以落叶或半常绿树种占优势;样地乔木层Shannon-Wiener指数为2.37～3.40,Simpson指数为0.86～0.94;群落乔木层α多样性随海拔升高呈先升高后下降的变化趋势,但与样地坡向和香果树胸高断面积无关;群落乔木层Sorenson指数为0.15～0.95,物种周转组分对群落β多样性的贡献达74.88%;样地间地理距离与乔木层β多样性及其组分呈显著正相关,样地间海拔差异与其乔木层β多样性及其物种丰富度差异组分呈显著正相关,而样地间香果树胸高断面积差异仅与物种周转组分显著正相关;样地地理距离对于乔木层β多样性及其组分具有最高的解释度(23%...     

荒漠河岸林胡杨群落特征对地下水位梯度的响应

依据塔里木荒漠河岸林胡杨群落的实地调查资料与地下水位监测数据,应用多元统计法、Hill与β多样性指数测度法,研究优势种胡杨种群数量特征沿地下水位梯度的变化规律及其相互关系,探讨群落物种多样性对地下水位梯度的生态响应。结果表明,运用系统聚类法将荒漠河岸林不同地下水位的胡杨群落划归为3类,优势种群胸径、冠幅、盖度、密度、死亡率与地下水位呈极显著相关(P0.01)。随地下水位降低,优势种长势减弱,枯死率显著增大,种群退化。Hill多样性随地下水位梯度呈现3个明显不同的变化阶段,其中地下水位4—6 m时,多样性指数锐减与曲线渐趋平直,物种多样性开始受损。Cody(β_c)、Whittaker(β_w)指数均随地下水位梯度增大而增大,Sorensen(β_s)指数则呈下降趋势;β_s、β_c、β_w与地下水位高差间均呈极显著相关(P0.01),地下水位4 m,β_c、β_w值显著增大而β_s值显著降低。综合以上分析,地下水位4 m胡杨群落结构相似与共有种较多,优势种长势良好,其是优势种群生存的适宜生态水位;地下水位4 m,群落物种多样性与伴生种减少,物种变化速率增大,生境异质性增强,优势种群数量特征变化明显,群落结构简化;地下水位6 m左右,植被退化,物种多样性锐减,优势种稀疏衰败。因此,塔里木荒漠河岸林植被恢复的合理生态地下水位应维持在4 m左右。     

广西猫儿山植物群落物种组成、群落结构及树种多样性的垂直分布格局

沿海拔梯度设置16个样地,对广西猫儿山植物群落物种多样性的垂直分布格局进行了初步研究。结果表明：(1)16个样地中共调查到乔木44科79属184种,其中常绿阔叶树121种、落叶阔叶树61种、针叶树2种;(2)随着海拔的上升,整个乔木层以及不同生活型的最大树高均呈显著下降趋势,而乔木树种的最大胸径、胸高断面积之和以及立木密度都呈现出先增大后减小的趋势;(3)物种丰富度在海拔1350m以下变化不明显,但1350m以上随着海拔的升高明显下降。在研究的海拔范围内,物种丰富度呈非常显著的单峰分布格局,最大的丰富度出现在中海拔群落中;(4)α多样性沿海拔梯度的变化趋势与物种丰富度相似,但没有后者显著。Shannon-Wiener指数(H’)和海拔之间有明显的负相关性,均匀度Pielou指数(E)在取样范围内并没有随着海拔梯度的变化表现出明显的规律;(5)1350m以下的相邻群落之间的Jaccard指数(CJ)大于1350m以上相邻群落之间的Jaccard指数,最小值出现在中海拔的植被过渡带。Cody指数也有类似的趋势,原因在于物种丰富度的变化;(6)在本研究的海拔范围内,海拔比坡度和坡向对群落的结构特征、物种丰富度以及α多样性的影响更大。而在局部尺度上,人为干扰以及小地形而导致的生境异质性对群落的物种多样性和结构特征有着重要的影响。     

古田山10种主要森林群落类型的α和β多样性格局及影响因素

古田山国家级自然保护区地处中亚热带, 地形复杂, 森林群落类型丰富。我们在保护区内10种主要森林群落类型中网格化布置并调查了79个20 m × 20 m样地, 分析了不同群落类型内及相互间的α (Shannon-Wiener指数)、β (Horn-Morisita相异性指数)多样性分布格局及其影响因素。结果表明: (1) α多样性主要受到群落类型、海拔和坡向的影响。α多样性在不同群落类型间差异显著, 并且随海拔升高、坡向从南到北, α多样性增大。(2) β多样性主要受到群落类型和海拔的影响, 受空间距离的影响不显著。不同群落类型间的β多样性显著大于同一群落类型内部, 并且随海拔升高β多样性增大。总体而言, 群落类型和海拔是古田山森林群落α和β多样性的主要影响因子, 表明生境过滤等机制对该区域的森林物种多样性格局起着主要作用。     

黄河下游平原非农植物多样性拆分研究

非农生物多样性的存在是农业景观生态系统健康持续发展的基础,对农业景观非农生境中植物群落物种多样性特征分析将有助于可持续农业景观构建措施的科学提出。在黄河下游平原典型农业景观中采用栅格分区的方式布设样点(共54个),采用典型样地法对各样点内的林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境的植物群落进行调查,采用生物多样性加性分配的方法探讨不同空间尺度上生物多样性的组成特征。结果显示:(1)各非农生境间植物群落物种多样性特征存在较大的差异。(2)偶见种从数量上构成了各非农生境中植物物种丰富度的主体,而常见种则行使着群落优势种和构建者的角色。(3)总体上,β多样性在各空间尺度中均对总物种丰富度具有重要贡献。(4)常见种和偶见种中物种组成格局存在显著差异:常见种的物种丰富度主要由α多样性贡献,而β多样性则贡献了偶见种的绝大部分。简言之,β多样性对区内植物多样性的保护和维持意义重大,农业景观中非农生境类别的出现对总物种丰富度的提高具有重要作用;各生境中较高的样点间β多样性(β样点)意味着在看似均质化的农业景观背景中依然具有较高的区域差异;景观组成和构型的变化将对农业景观中植物群落特征和物种多样性产生重要影响,且对偶见种的影响更甚。未来,应从景观和区域等更大尺度上,基于农业景观生态系统功能和服务的综合考虑及可持续农业景观的建立来探讨农业活动与生物多样性保护的权衡。     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

Scurvy in capybaras bred in captivity in Argentine

In order to determine if the absence of vitamin C in the diet of capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) causes scurvy, a group of seven young individuals were fed food pellets without ascorbic acid, while another group of eight individuals received the same food with 1 g of ascorbic acid per animal per day. Animals in the first group developed signs of scurvy-like gingivitis, breaking of the incisors and death of one animal. Clinical signs appeared between 25 and 104 days from the beginning of the trial in all individuals. Growth rates of individuals deprived of vitamin C was considerably less than those observed in the control group. Deficiency of ascorbic acid had a severe effect on reproduction of another population of captive capybaras. We found that the decrease in ascorbic acid content in the diet affected pregnancy, especially during the first stages. The results obtained suggest that it is necessary to supply a suitable quantity of vitamin C in the diet of this species in captivity.     

Changes in lactate dehydrogenase activity in chicken tissues in hyperthyreosis in ontogenesis

The lactate dehydrogenase activity in reactions of lactate oxidation and synthesis was studied in subfractions of the chicken brain, heart and liver at the embryonal, early postembryonal and adult stages of development after thyroxine administration. It has been shown that during embryogenesis thyroxine predominantly enhanced the rate of lactate oxidation in the mitochondrial tissues. A marked increase in the lactate synthesis was found in cytoplasm of the adult chicken tissues. Specificity of enzyme activity alterations was detected in the chicken brain during ontogenesis after thyroxine administration.     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.