建设当代植物标本馆体系的探索——以上海辰山植物标本馆(CSH)为例

21世纪已进入第三个十年,世界范围内的维管植物系统发育研究工作的大框架已基本完成,属级、种级和群体的系统发育学研究正在深入。但是,自地球进入人类世以来,大片原生森林遭到破坏,地表植被发生了深刻变化,多个植物种群萎缩甚至濒于灭绝,这使得野外第一手材料的采集变得越来越困难。此外,国内外对于植物资源的保护意识在不断加强,这虽有利于植物保育,但也给正常的科研交流造成了一定程度的障碍。经过4个多世纪的发展与积累,全球标本馆馆藏标本已达3.97亿份,在分子生物学技术不断迭代和完善的背景下,这些系统性收集与科学馆藏的标本正在成为开展属级、种级和群体系统发育研究的重要科研材料。因此,当下探讨当代植物标本馆体系建设如何适应学科发展的需求恰逢其时。该文通过回顾世界与中国植物标本馆概况,结合上海辰山植物标本馆(CSH)建设的经验,提出6个方面的思考:(1)革新标本管理者的理念,转变“等人来”的被动式服务习惯,通过各种渠道吸引业内外人士来访,提升标本馆的人气。(2)规范合理规划标本馆功能区域,为标本提供安全的馆藏环境,为来访者营造舒适的研究氛围。(3)秉承开放共享的理念不断提升馆藏物数字化覆盖率,注重数据标准化,保证数据的科学有效性。(4)合理利用信息技术替代重复性工作岗位,让标本馆工作更富成效和吸引力。(5)按照国家级平台要求不断提升馆藏物收藏多样性和馆藏环境,时刻为能在国家级或国际平台展示馆藏资源做好准备。(6)积极响应社会发展需求,让标本馆成为集信息咨询、资源服务、培训教育于一体的多元化机构,成为国家或地方的植物资源科技服务平台。     

鼠尾草属东亚分支的传粉模式

简述了世界鼠尾草属传粉模式多样性,从宏观层面对东亚鼠尾草属分布中心———中国的鼠尾草属传粉模式进行归纳与总结。研究补充了以往所缺乏的东亚鼠尾草属核心类群的雄蕊结构和传粉模式,并提出雄蕊结构的可能进化方向。根据花器官形态、内部结构、雄蕊特征、花粉接触传粉昆虫的部位,将中国分布的鼠尾草属植物划分为3种模式类型:TypeⅠ,短药隔杠杆传粉模式(short-lever type),主要发生在弧隔鼠尾草亚属(subg.Salvia Benth.),其雄蕊药隔短,属原始结构类型;TypeⅡ,长药隔杠杆传粉模式(long-lever type),主要发生在荔枝草亚属(subg.Sclarea Benth.),雄蕊药隔明显伸长,是典型的背部杠杆传粉结构;TypeⅢ,退化杠杆传粉模式(degraded-lever type),主要发生在鼠尾草亚属(subg.Allagospadonopsis Briq.),花冠筒变短变窄,雄蕊下臂明显退化,传粉者无需进入冠筒即可取食花蜜,花粉触碰昆虫头部,进而杠杆作用弱化。研究表明,鼠尾草属传粉模式的进化趋向于提高传粉者的专一性,同时保证传粉过程的有效性、精确性和忠实性,推测具有退化雄蕊下臂的TypeⅢ模式可能更为进化。比较美洲和地中海2个进化分支的雄蕊结构和进化趋势,东亚多样性中心可能是一个独立的进化分支。毫无疑问,雄蕊结构与花器官和传粉功能高度相关,是适应传粉者的进化表型,它的进化对东亚分支的物种辐射与多样性形成可能具有关键作用。     

人工遮光和营养添加对河流反硝化活性和反硝化细菌群落结构的影响

河流生态系统受到人类活动例如河岸带森林植被毁损和农业活动施肥等的干扰日益加剧,而这些活动使河流接收的光照增多、河流的氮磷营养盐浓度增加。微生物的反硝化作用是河流去除氮的有效途径。在汉江的一级支流金水河上游核心保护区内选取6条溪流开展野外控制实验,利用营养添加模拟河流中营养的增加,遮盖河面来模拟源头溪流的隐蔽状态,来研究河流沉积物中微生物的反硝化作用对光照和营养改变的响应,并利用高通量测序(Mi Seq)技术研究在两种处理下河流沉积物中nir S型反硝化细菌的群落结构变化。结果显示:营养元素添加促进了沉积物的反硝化活性,河面遮盖抑制了沉积物的反硝化活性。营养添加和遮盖两种处理均降低了控制实验区域内脱氯单胞菌属(优势菌属)的相对丰度,同时也降低了该区域nir S型反硝化菌群落的Chao多样性。本研究初步证实了光照增加和河流的营养增加提高了河流沉积物反硝化活性,并为提高河流的脱氮能力提供科学依据。     

武汉市湖泊健康评估及保护修复初探

本研究基于湖泊生态系统健康的概念和内涵，结合武汉市河湖水系特点，以武汉市166个湖泊为研究对象，从物理结构完整性、化学完整性、水文完整性、生物完整性、社会服务功能可持续性、管理状况6个方面构建了包含21个指标的湖泊健康评价指标体系，并首次对武汉市全域湖泊进行了健康评价。同时，基于评价结果识别的武汉市湖泊生态系统健康问题，从宏观和微观两个层面针对不同功能类型湖泊提出了差异化的修复策略。该研究可为武汉市及长江中下游浅水湖泊的健康评价与生态修复研究提供重要参考。     

绿色基础设施格局变化及其驱动因素——以南京市为例

随着城市生态环境问题的不断涌现,绿色基础设施的服务功能与保障作用日益凸显,成为解决生态环境问题、推进城市绿色发展的有效途径。以南京市为研究区,运用形态学空间分析方法与GIS分析技术,从总体规模、连通性及其构成要素方面,综合测度绿色基础设施时空格局变化,并对其驱动因素进行分析。结果表明：2000-2020年,南京市绿色基础设施总体规模先增后减,但连通性不断下降;由于高淳区、六合区和栖霞区大型斑块的萎缩,自然生态要素面积总体减少;半自然及人工要素主要以零散小面积斑块增加为主,由中心城区向外围呈不断扩张趋势;南京市绿色基础设施格局变化受多种因素的共同影响。其中,地形、气候、水文条件等自然禀赋条件起基础性作用;人口、产业、投入等区域发展水平是主要推动力,社会文化氛围与决策管理导向则具有一定的引导作用。     

中国生态工业园区发展的环境绩效指数构建方法

运用多目标排序方法构建了中国生态工业园区发展环境绩效指数,以量化比较生态工业园区间的环境绩效。首先基于《综合类生态工业园区标准》筛选构建环境绩效评价指标体系,包括经济发展、资源能源消耗、污染排放3个准则层;其次应用标准化方法和正态分布的累积分布函数NORMDIST依次对各项指标原始数据进行2次数据处理;最后准则层、指标层均等权重进行归一化得到环境绩效指数。应用所构建的环境绩效指数方法以2010年为基准年,分析了24家综合类国家生态工业示范园区的绩效,并将《综合类生态工业园区标准》作为虚拟的"标准园区"进行比较。分析了环境绩效指数的影响因素,并基于环境绩效指数方法对中国生态工业示范园区发展的管理决策提出了建议。