物种分布模型在大型真菌红色名录评估及保护中的应用: 以冬虫夏草为例

我国大型真菌资源丰富, 由于受气候变化和人类活动等的影响, 近年来很多物种受到不同程度的威胁, 亟待保护。红色名录评估是物种保护的第一步, 为有效保护我国大型真菌多样性, 2016年生态环境部和中国科学院联合启动中国大型真菌红色名录评估项目。合理的评估依赖于完善的物种地理分布、种群数量规模及其动态变化信息。大型真菌评估信息较少, 需要引入新的方法解决评估信息不足的问题。冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是一种重要的食药用菌, 具有较高的经济价值, 受到全世界的广泛关注, 评估信息相对充足, 此次被评为易危物种。利用物种分布模型对冬虫夏草未来分布区变化的预测在评估过程中发挥了重要作用。为了将物种分布模型分析方法引入大型真菌的受威胁等级评估, 本文以此前我们利用物种分布模型预测冬虫夏草的潜在分布区及其对气候变化响应的研究为例, 介绍了应用物种分布模型预测大型真菌的潜在分布区、未来气候变化情景下分布区变化趋势的方法和流程, 以及在应用中可能存在的问题和解决方案。通过本文的分析, 我们认为物种分布模型在大型真菌的红色名录评估和保护中具有重要的应用潜力, 值得推广应用。     

高寒植物叶片性状对模拟降水变化的响应

降水变化对高寒草甸生态系统产生了显著影响,植物叶片性状特别是叶脉特征对降水变化非常敏感,然而高寒植物叶片性状特征如何响应降水变化还知之较少。采用集雨棚模拟增减50%降水的条件,以高寒草甸8种主要植物叶片为研究对象,研究了降水变化对叶片的叶脉率、叶脉密度、叶片大小、比叶质量、叶片总有机碳含量、叶片全氮含量、叶片碳同位素相对含量和碳氮比等叶片性状的影响。发现增水显著增加了植物的叶片大小、稳定碳同位素千分值、总有机碳含量、全氮含量,但显著降低了叶脉密度;而减水显著降低了叶片大小、稳定碳同位素千分值。植物叶片性状各指标对降水变化的响应存在协同变化和相互制约。不同水分生态类型的植物对降水变化的响应存在差异,中生植物通过增加叶片大小和减少叶脉密度积极应对降水的增加,矮生嵩草的叶片大小分别增加了200.3%,叶脉密度减小了17.5%,而旱中生植物通过减少叶片大小和增加叶脉密度应对降水的减少,垂穗披碱草和异针茅的叶片大小分别减少54.9%和30.7%,其叶脉密度分别增加25%和22.4%。羽状叶脉植物增加叶脉密度和稳定碳同位素千分值以适应增水条件,花苜蓿、异叶米口袋的叶脉密度的增加了7.8%和4.0%,稳定碳同位素千分值增加2.5%和3.3%,但增水条件下平行叶脉植物的叶脉密度不变或降低和稳定碳同位素千分值保持不变;减水增加了平行叶脉植物叶脉密度并减低了稳定碳同位素千分值,异针茅的叶脉密度增加了22.4%,稳定碳同位素千分值减小2.9%,而对羽状叶脉植物的叶脉密度和稳定碳同位素千分值减少或不变。植物叶片性状对增水的敏感性显著大于对减水的敏感性,增水的效应约为减水的2倍;叶片大小的敏感性显著大于其它叶片性状,约为其它叶片性状的10倍。因此,植物在应对短期降水变化时,植物形态可塑性的作用凸显,放大或缩小叶片大小是植物应对降水变化的最有效的途径,但是不同水分生态类型和叶脉类型植物可塑性的方向存在显著差异。     

对旱生植物、旱生形态、硬叶植物及硬叶常绿阔叶林概念的认识

旱生植物、旱生形态、硬叶植物和硬叶常绿阔叶林这四个概念是密切联系的。在一些文章及教科书中,对这四个概念的理解常常有相互矛盾的地方,因此,本文从历史角度谈谈我们对这四个概念的看法。     

长江三峡地区退化生态系统植物 群落物种多样性特征

以三峡地区退化生态系统植物群落样地资料为基础,研究了不同退化类型、不同退化程度植物群落的物种多样性特征,分析了植物群落物种多样性与人为干扰和演替的关系。结果表明：受干扰较轻的退化类型,群落物种多样性比自然生态系统高,受干扰较严重的退化类型,群落物种多样性比自然生态系统低。随着生态系统的退化,群落物种丰富度先升高后又逐渐降低。从不同层次来看,乔木层物种多样性逐步减低,灌木层和草本层物种多样性则表现出先升高后又逐渐降低。退化森林生态系统各层次的物种多样性表现为灌木层、草本层＞乔木层,和地带性生态系统常绿阔叶林的灌木层（包括乔木幼苗和幼树）＞乔木层＞草本层的格局有显著差别。若以空间代替时间,则表现出随着演替进程群落物种多样性升高后又降低。从群落各层次来看,乔木层随着演替进程物种多样性逐步升高,灌木层、草本层则先升高后又降低。     

青藏高原高寒草甸3种植物对模拟增温的生理生化响应

采用国际冻原计划(ITEX)模拟增温对植物影响的研究方法,将开项式生长室(OTC)按不同直径设置5个增温梯度,并按其直径从小到大的顺序依次标记为A、B、C、D、E 5个处理,研究了增温效应对青藏高原高寒草甸3种植物生理生化特性的影响。研究表明:（1） A~E 5个增温处理使OTC内部气温依次比对照升高了2.68 ℃、1.57 ℃、1.20 ℃、1.07 ℃ 和0.69 ℃,土壤温度依次比对照升高了1.74 ℃、1.06 ℃、0.80 ℃、0.60 ℃和0.30 ℃。（2）增温对3种植物的叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、谷胱甘肽等生理生化特性产生了一系列的影响,3种植物对增温效应的响应也不尽相同。（3）增温对青藏高原3种植物生理生化特性的影响明显且复杂,适度增温0.69 ℃~1.07 ℃（D、E处理）对3种植物生理生化特性在总体上表现为正效应。     

内蒙古温带草地生物量及其与环境因子的关系

利用实际观测的113个地面数据,估算了内蒙古温带草地地上、地下生物量的大小,揭示了其空间分布和地下生物量的垂直分布规律,并探讨了不同环境因素对地上、地下生物量的调控作用．主要结果如下：（1）3种草地类型（荒漠草原、典型草原和革甸草原）的生物量存在显著差异;其地上生物量分别为56．6,133．4和196．7g／m^2,地下生物量分别为301．0,688．9和1385．2g／m^2;（2）地上生物量和地下生物量均呈现自西南向东北增加的空间分布特征;3种草地具有相似的地下生物量垂直分布特征;总体上,温带草地表层（0～10cm）地下生物量约占总地下生物量的一半;（3）降水是导致内蒙古温带草地生物量空间变异的主要因子．地下生物量的垂直分布与降水关系密切,而受土壤质地和草地类型的影响较弱．     

内蒙古草地叶片磷含量与土壤有效磷的关系

植物体内特别是叶片的P含量特征及其与环境的关系一直是植物生理生态学研究的一个热点。已有研究发现, 与全球植物数据相比, 中国植物叶片的P含量相对较低, 导致N/P高于全球平均水平, 并推测这是由于中国土壤全P含量较低引起的。该研究选取内蒙古草地来验证这一假设, 分析了36个样地57种优势植物叶片的P含量与土壤全P和有效P含量的关系。主要结果如下: 内蒙古草地叶片P含量较低而N/P较高, 与之前的研究结论一致; 在种群、样地和物种3个水平上, 叶片P含量、N/P与土壤P含量都没有显著的相关关系, 尽管土壤有效P含量的解释力高于土壤全P; 另一方面, 内蒙古草地土壤的有效P含量与全国土壤普查的结果接近, 高于美国及澳大利亚的平均值, 但低于世界土壤信息库里报道的全球土壤有效P平均值。鉴于内蒙古草地土壤的全P和有效P含量都不能准确反映叶片P含量, 且土壤的有效P含量也并不明显低于世界其他地区, 因此植物叶片P含量低、N/P高是由于土壤P含量低引起的这一假设在内蒙古草地不成立, 而且叶片P含量也与土壤P的可利用性无关。