华北山地典型天然次生林群落的树种空间分布格局及其关联性

关帝山华北落叶松、云杉、杨桦天然次生林植被类型是华北高海拔地带代表性的森林类型。以该地区上述3种典型的天然次生林群落为例,运用点格局分析中的单变量O-ring统计方法,分析各群落主要树种的种群空间分布格局;用双变量O-ring统计方法,分析各群落中树种间的空间关联性;并对同一树种在不同森林群落类型中种群空间分布格局和种间关联性的变化进行比较,以探讨华北山地次生林群落空间格局形成和种群维持与动态机制。研究结果表明,(1)各种群在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度增加树木种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;(2)同一树种在不同森林群落类型中空间分布格局差异很大。红桦、白桦和山杨在阔叶林中呈明显的小尺度聚集分布格局,而在针叶林群落呈随机分布。在阔叶次生林中混生的小龄级华北落叶松呈现聚集性空间分布格局。在华北落叶松为优势树种的针叶林中,大龄级的华北落叶松表现出小尺度上均匀分布和较大尺度上随机分布的格局特征;(3)各群落中树种间的空间关联性主要表现在小尺度范围,随尺度加大空间关联性逐渐不明显;(4)在阔叶树占优势的次生林,小龄级华北落叶松与桦木的分布有较明显的空间正关联性,而在华北落叶松为优势树种的针叶林,桦与华北落叶松并未表现明显的空间关联性。种群分布格局和种群间的空间关联性随群落结构、空间尺度和龄级结构不同而有较大变化。     

小陇山红桦次生林物种组成与立木的点格局分析

选择秦岭西段小陇山典型红桦次生林群落样地进行物种组成及种群径级结构研究,并运用单变量O-ring函数、双变量O-ring函数对各种群的空间分布格局及种间相关性进行多尺度分析.结果表明:在红桦次生林群落样地中,红桦占据明显的优势地位;从径级结构看,红桦幼苗匮乏,天然更新不良,而巴山冷杉和山杨更新状态良好;红桦和旱柳主要表现为随机分布,巴山冷杉和山杨表现为小尺度聚集性分布格局;红桦与巴山冷杉和山杨在中尺度上呈正相关,而旱柳与红桦、巴山冷杉和山杨在小尺度上呈负相关,其余种间相关性不明显.目前小陇山红桦次生林群落种群的分布格局在小尺度上决定于种群的生物学特性,而在更大尺度上决定于环境异质性;未来一段时间内,先锋种群红桦将处于生长优势地位,但从长远看,仍需要人工辅助更新.     

尺度变化对关帝山庞泉沟云杉次生林空间分布格局的影响

林分空间格局研究对认识和理解森林群落结构的生态学过程具有重要作用。适宜的样地尺度不仅可以有效降低工作和时间成本,也可以提高林分属性的精确估计。同时,抽样尺度的适宜程度对科学评价林分空间结构调整也具有重要的现实意义。以关帝山庞泉沟4 hm²云杉次生林固定监测样地为研究对象,运用样地划分法和空间点格局的K2函数,评估了林分主要树种空间格局随样地面积变化的规律。结果表明:通过重要值排序,选取云杉(青杄+白杄)、华北落叶松、桦树(白桦+红桦)+其它阔叶树(花楸+辽东栎+山杨+山楂)作为主要树种(组)。随着样地尺度的减小(从4 hm²到0.25 hm²),空间分布格局主要表现为较小尺度(≤ 4 m)的聚集分布过度为随机分布与均匀分布,以及聚集和随机分布交替出现。所有树种的次级样地与参考样地的一致性指数差异显著,云杉和华北落叶松组合1 hm²样地一致性指数最高,而桦树和其它阔叶树完整1 hm²样地一致性指数最高;此外,云杉、华北落叶松和桦树0.25 hm²样地与组合1 hm²样地空间格局一致性指数组间差异显著。研究认为1 hm²样地尺度可以作为该地区云杉次生林空间分布格局的最小尺度。研究为探索云杉次生林空间格局的变化规律及样地抽样尺度的选取方面,提供了一定的理论基础和技术依据。     

Spatial distribution patterns and association of Picea crassifolia population in Dayekou Basin of Qilian Mountains,northwestern China

研究青海云杉(Picea crassifolia)种群不同发育阶段的空间分布格局及其关联性, 能揭示其种群的发展规律, 推断其潜在的生态学过程或影响机制, 进而为该种群的配置、种植和森林的经营与管理等提供指导。该研究基于祁连山大野口流域10.2 hm²青海云杉动态监测样地调查资料, 分析了青海云杉群落的物种组成和径级结构, 并采用点格局方法, 通过单变量成对相关函数和双变量成对相关函数对不同年龄阶段青海云杉种群的空间分布格局及其空间关联性进行分析。结果表明: (1)青海云杉种群的径级结构呈倒“J”型分布, 属增长型种群, 种群自然更新状况良好。(2)青海云杉种群4个径级的个体在小尺度上呈聚集分布, 但随着空间尺度的增大, 聚集强度逐渐减弱, 趋向随机分布; 较小径级的个体常呈聚集分布, 而随着径级增大, 也趋向于随机分布。(3)青海云杉大树个体在小尺度(<4 m)范围内与其他径级个体都呈负关联, 随着尺度的增加, 大树与幼树表现出正关联且关联性随尺度的增加而减弱, 而与小树、中树则表现为无关联或者微弱的负关联; 径级相近的个体空间关联性为正关联或无关联, 随着个体径级间差距增大, 空间关联性转变为无关联或负关联。研究表明, 祁连山大野口流域青海云杉种群的分布格局及其关联性随空间尺度和发育阶段而变化, 这是由种群自身的生物生态学特性、种内种间关系以及环境条件共同作用的结果。     

山西太岳山森林演替过程中建群种的动态特征和种间关系

为解释太岳山白桦(Betula platyphylla)林向华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林演替的生态过程,该研究以不同演替阶段的调查样地数据为基础,通过空间代替时间构建演替的时间序列,即从白桦林演替至白桦+华北落叶松混交林再到华北落叶松林的过程;采用点格局分析法和Monte-Carlo拟合检验对演替过程中白桦和华北落叶松种群的分布格局及其相互关系进行研究。结果表明:(1)山西太岳山白桦种群龄级结构呈"纺锤"型,种群呈衰退的趋势;白桦种群逐渐被华北落叶松(龄级结构呈"金字塔"的增长型)种群所取代。(2)从白桦林演替至华北落叶松林的过程中,白桦种群由集群分布趋向于随机分布,驱动力主要是华北落叶松侵入扩散而形成的种间排斥;华北落叶松集群尺度逐步增大,驱动力主要是种群拓殖和种内竞争。(3)白桦和华北落叶松二者的种间关系,在白桦林阶段无显著相关,在混交林阶段由于排斥呈现显著负相关关系,华北落叶松林阶段二者无明显相关,二者种间关系的变化主要来自于群落剩余资源驱动下的种内种间竞争。     

小兴安岭谷地云冷杉林主要种群及林隙形成木的空间格局

调查了小兴安岭谷地云冷杉林1.5 hm²(100 m×150 m)固定样地内的物种组成和径级结构,用点格局方法分析样地内主要种群的空间格局和空间关联性以及林隙形成木的空间格局.结果表明： 样地内胸径≥2 cm的乔木有13种,种群密度差异大,重要值在前4位的为臭冷杉、红皮云杉、白桦和花楷槭.种群的径级结构近似倒“J”形.臭冷杉和红皮云杉空间分布相似,随空间尺度的变化趋势为聚集 随机 均匀分布.白桦在≤40 m尺度为聚集分布,>40 m尺度变为随机分布,而花楷槭在整个研究尺度上均为聚集分布.除白桦和花楷槭两者间在整个研究尺度上均为负相关以外,其余种群间均为小尺度上正相关、大尺度上负相关.臭冷杉和白桦种群间正相关的显著性强,其他种群间正相关性普遍较弱.样地内林隙形成木的空间格局表现为中小尺度聚集分布,随尺度增大趋于随机分布.掘根形成的林隙形成木的空间点格局呈单峰型分布,随机、聚集和均匀3种分布均有出现.折干形成的林隙形成木的空间点格局分布整体波动不大,小尺度上在随机和聚集分布间交替出现,到大尺度则归于随机分布.两者间的空间关联性分析表明,≤32 m尺度为显著正相关,>32 m尺度为不显著的负相关.     

山西太岳山南部针阔混交林群落特征及空间分布格局

为探究针阔混交林群落的空间分布特性、种间关系及演替规律,该研究通过点格局分析方法中的Ripley’L函数对山西太岳山南部1 hm~2针阔混交林中主要乔木种群的空间分布格局及空间关联性进行了研究。结果表明:样地内共调查木本植物41科71属76种,以蔷薇科、毛茛科、唇形科、豆科、菊科、百合科为主,科的分布区类型主要以世界广布为主,属的分区类型以北温带为主;辽东栎(Quercus wutaishanica)、槲树(Quercus dentata)、油松(Pinus tabuliformis)和山杨(Populus davidiana)是该群落的主要树种,样地内的林木总径级结构与主要乔木种群的径级结构相似,呈近似正态分布。辽东栎和槲树的空间分布相似,随尺度增大种群的聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征;油松和山杨在一定尺度范围内呈现聚集分布;主要树种均在一定尺度上表现为两两正相关,且槲树与油松、山杨在整个尺度内都表现为显著正相关。山西太岳山南部针阔混交林中各个乔木种群处于相对稳定的状态。     

关帝山寒温性云杉次生林样地树种组成、结构和空间分布

云杉次生林是关帝山的优势森林植被类型,也是华北亚高山地区寒温性常绿针叶林的代表类型.为更好地了解其物种组成、群落结构等基本特征及其潜在的生态学过程和机制,于2010年在关帝山庞泉沟国家自然保护区建立了4 hm²的云杉次生林固定监测样地(GDS样地).本文以第一次本底调查数据为基础,分析了样地树种组成、结构和空间分布.结果表明: 样地共有木本植物30种,隶属于11科22属.包括分枝的总个体数为26218(其中独立个体数为10266).植物区系组成属北温带成分;不同树种个体数、平均胸径和胸高断面积差异较大,导致群落成层分明,各层优势种明显.乔木层第一亚层树种径级结构呈双峰偏正态分布,乔木层第二亚层树种径级呈近似正态分布,灌木层树种径级呈“L”型分布.乔木优势树种青杄和华北落叶松的空间分布无论在个体数量还是聚集程度上均随径级变化而呈现不同的格局特征.相同径级的两树种,胸径(DBH)≥30 cm的华北落叶松在样地居多且聚集分布于样地中部,而DBH≥30 cm的青杄则相对较少,没有表现出空间聚集性.DBH≤10 cm的华北落叶松个体很少且散生于样地,而DBH≤10 cm的青杄大量聚集于样地中部.DBH≤10 cm的青杄在样地偏西北区域也有大量分布,而DBH≤10 cm的红桦主要分布于样地偏东南区域.灰栒子、土庄绣线菊和四川忍冬等灌木树种也表现出一定的异质性空间分布特征.树种分布格局受生境条件影响,同时与自身发育规律、更新特征及生态习性等相关.     

太白山巴山冷杉林主要树种与开花秦岭箭竹的空间点格局分析

采用单变量和双变量O-ring函数对太白山大熊猫栖息地巴山冷杉林主要树种的空间分布格局、种间关联性及其与林下开花箭竹的空间关联性进行了多尺度分析.结果表明: 巴山冷杉林中,巴山冷杉数量最多,但种群结构衰退,白桦种群相对年轻,种群结构稳定,红桦种群也呈衰退趋势;3个主要树种在小尺度上呈聚集分布,随尺度增加,逐渐表现为随机分布.3个树种的空间关联性主要表现在小尺度范围内,随尺度增加,空间分布格局逐渐表现为不关联;巴山冷杉和白桦与开花秦岭箭竹在大、中尺度内呈现正相关,而红桦与开花秦岭箭竹在大、中尺度上表现出负相关.大熊猫栖息地内乔木和林下秦岭箭竹共同推动森林的动态演替和发展,进而影响秦岭大熊猫栖息地的环境变化.     

蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析

为探求大小兴安岭过渡区物种共存、生物多样性保护与维持机制,以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区蒙古栎天然次生林25 hm²固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、结构特征、径级结构以及优势种群的空间点格局分析对该样地进行分析。结果表明：样地内共有胸径≥1 cm的维管植物10种,活立木共 34 778株,平均密度1 392株·hm^-2。其中,重要值大于10%的物种共计4种,依次为蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.）、黑桦（Betula dahurica Pall.）、白桦（Betula platyphylla Suk.）、兴安落叶松（Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen）,占全样地的89.65%。该样地的Shannon-Wiener多样性H′、Simpson多样性D、Pielou均匀度指数J分别为1.577、0.760、0.685。表明该群落稀有物种较少,常见种比例较大,群落结构较为简单。样地内所有树种平均胸径10.77 cm。群落内总径级分布呈“倒J型”,符合典型异龄林的分布特征。黑桦、白桦径级分布近似“倒J型”,属于增长种群,蒙古栎种群径级结构为双峰型。兴安落叶松种群径级近似正态分布,有随演替进行逐渐消失的趋势,属于该群落的衰退种。在CSR模型下,4种优势种群的空间格局主要表现为聚集分布,且聚集程度随尺度增加聚集程度减弱,最终呈现随机或均匀分布趋势。在NS模型下,除兴安落叶松外,其余3种植株在小尺度（0~5 m）表现聚集性,可能是受种子的扩散限制的影响。对比4种优势种群,聚集强度表现为黑桦＞白桦＞蒙古栎＞兴安落叶松,因此我们推断群落内不同种群的聚集强度不仅与研究尺度相关,与种群的多度也存在一定的相关关系。     

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.