论21世纪生态学的新使命--演绎生态系统在地球表面系统过程中的作用

地球表面系统包括大气圈的对流层、水圈、生物圈和岩石圈的地壳部分 ,是“地球系统”中与人类当前生存关系最密切、最直接的部分。地球表面系统是一个反馈和控制系统 ,生物圈 ,尤其是人类表现出越来越重要的作用。地球表面系统研究使生态学与地学各学科领域相整合。在此新的整合研究中 ,不同生态系统类型成果的“整合”和向区域、流域尺度应用的“尺度转化”,以及生态过程与各地学过程的“整合”成为难点。文章介绍了地球表面系统的国际研究计划、研究状况和技术手段 ,总结了我国目前的研究进展、存在的问题 ,指出演绎生态系统在地球表面系统过程中的作用是本世纪生态学的重要任务 ,并提出了推动我国该领域发展的相关建议     

大熊猫栖息地亚高山针叶林结构和动态特征

亚高山针叶林是大熊猫适宜的栖息环境 ,其结构和动态规律严重影响大熊猫的生存和繁衍及其进化潜力的维持 ,是恢复退化大熊猫栖息地的唯一科学依据。通过样方法和中心点四分法调查了大熊猫栖息地 4个亚高山针叶林样地和该样地所在森林的 6 2个林窗 ,研究了该类森林的结构及其更新与大熊猫主食竹生长、林窗干扰的关系 ,以期揭示亚高山针叶林的动态规律 ,为大熊猫栖息地的恢复提供科学依据。研究结果表明 :岷江冷杉 Abies faxoniana和紫果云杉 Picea purpurea是亚高山针叶林的主体 ,其所构成的森林是大熊猫重要的栖息环境。岷江冷杉种群年龄呈现连续分布格局 ,而紫果云杉种群年龄呈间歇性分布 ,其在 2 5 0～ 5 0 0 a之间没有更新。该类森林中普遍存在着林窗干扰和更新现象 ,90 %的林窗下分布有岷江冷杉和紫果云杉更新的幼苗、幼树和大树。但林窗内不同树种更新密度不同 :岷江冷杉更新幼苗、幼树和大树占所有更新树种的 82 .5 % ,而紫果云杉和糙皮桦的更新幼苗、幼树和大树占 11.3%。岷江冷杉和紫果云杉的更新同时受林下大熊猫主食竹生长状况的影响 :主食竹盖度高 ,更新树种幼苗、幼树的密度低 ,即主食竹的生长抑制了岷江冷杉和紫果云杉的更新。     

地中海沿岸沙丘微生境对幼苗出现时空格局的影响

实验样地设在地中海沿岸沙丘,选择了3个不同的微生境代表：(1)稳定沙丘上的开阔地片段,(2)稳定沙丘上的灌丛下区域,(3)不稳定沙丘的路径区域;从2001年11月至2002年4月的整个生长季节,每一个微生境出现的幼苗在4个日期被监测,并在每一个取样日把每一株幼苗鉴定、计数后,用剪刀把地上部分移去;研究调查了3种微生境幼苗出现的时空分布格局,并分析了雨量与幼苗出现数量的关系。结果发现：在地中海沿岸沙丘生态系统,幼苗出现在时间上具有明显的分布特征,大多数幼苗出现在第一观测期,整个生长季幼苗都不断出现,但幼苗出现的数目却逐渐下降;各功能群的幼苗占幼苗总数的比例分别为：1年生阔叶草47．4％,多年生阔叶草2．5％,豆科植物17,0％,菊科植物14．5％,1年生禾草为11．7％,多年生禾草为1．9％,十字花科植物3．7％,伞形科植物1,4％。在空间上,总幼苗密度、物种丰富度和物种多样性等显示出重要的微生境差异,开阔地区域具有最大的幼苗密度、物种丰富度和物种多样性;3个微生境的幼苗出现不是同步的,微生境影响种子萌发的时间分布格局,灌丛下种子萌发具有滞后现象;大多数功能群的幼苗密度分布基本上具有显著的微生境差异,主要物种的幼苗分布也具有显著的微生境差异。雨量和萌发的幼苗数量间未发现显著的关系。     

小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的生态和水分调节特性比较研究

对锦鸡儿属羽状叶类群的代表植物——小叶锦鸡儿和假掌状叶类群的代表植物——狭叶锦鸡儿的地理分布、生长发育、形态结构、渗透调节和水分代谢进行了比较研究。小叶锦鸡儿在内蒙古高原分布于东起呼伦贝尔 (1 2 4 .0 0°E)西至达茂旗(1 1 0 .4 3°E)的半湿润至半干旱地区 ,生长发育最适地区是锡林浩特 ;狭叶锦鸡儿在内蒙古高原分布于东起锡林浩特 (1 1 6 .0 7°E)西至阿拉善 (98°E)的半干旱至极干旱地区 ,生长发育最适地区是阿拉善。这种分布格局和生长发育适应性说明 ,狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿更适宜干旱环境。小叶锦鸡儿叶片平展、被绿色柔毛 ,有时上面近无毛 ,狭叶锦鸡儿叶片呈瓦状、被粉白色柔毛 ;狭叶锦鸡儿叶片厚度 /面积比值和长 /宽比值大于小叶锦鸡儿 ,叶片生物量小于小叶锦鸡儿。这些特性使狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿保水能力强。由于狭叶锦鸡儿的渗透调节物质浓度大于小叶锦鸡儿 ,导致细胞渗透势低于小叶锦鸡儿 ;狭叶锦鸡儿叶含水量低于小叶锦鸡儿 ,束缚水 /自由水比值大于小叶锦鸡儿 ;狭叶锦鸡儿叶水势低于小叶锦鸡儿。这些特性表明狭叶锦鸡儿比小叶锦鸡儿渗透调节能力强。狭叶锦鸡儿的蒸腾速率和日蒸腾积累值均小于小叶锦鸡儿 ,水分利用效率高于小叶锦鸡儿。由于叶形态变异、良好的渗透调节功     

长白山暗针叶林苔藓枯落物层的降雨截留过程

对长白山北坡暗针叶林地面苔藓枯落物层 (苔藓植物和枯落叶交织而成的层状结构 )持水能力、截留降雨过程及动态变化进行了研究。结果表明苔藓枯落物层持水能力很强 ,最大持水量相当于 4 .8mm的降雨量 ,这个结果大于将苔藓与枯落物分开来测定的结果之和 ,说明成层结构能够提高持水能力。在一次降雨过程中对降雨截留过程的观测发现 :持水量刚开始随降雨增加而增加 ,到一定量时 ,降雨再增加 ,持水量反而缓慢下降。对持水动态变化一个月的观测 ,表明苔藓枯落物层水分蒸发较快 ,当长时间无雨时 ,持水量显著下降 ,当降雨再次发生时 ,持水量迅速回升 ,这种动态过程伴随着降雨的发生而不断往复。此外 ,在夜间苔藓枯落物层有吸收空气中水气的特点 ,吸收量受空气湿度的影响     

叉飞虱属(同翅目,飞虱科)分类研究

研究了叉飞虱属Garaga Anufriev的种类,共记述6个种,其中包括1新种G. trifurca Guo et Liang,sp.nov和中国大陆1新纪录种G.pallida Yang,补绘了已知种荻叉飞虱G.miscanthi Ding的特征图,并编制了叉飞虱属的分种检索表.     

根据cpDNA trnL-F非编码区序列变异分析黑桫椤海南和广东种群的遗传结构与系统地理

以黑桫椤分布在海南和广东 9个种群为材料 ,通过 PCR产物直接测序和克隆后再测序的方法测定了叶绿体 DNA(cp DNA) trn L- F非编码区序列。序列长度介于 10 17bp至 10 2 1bp;碱基组成 A T含量较高 ,百分比值为 6 0 .4 3%～ 6 2 .2 6 %。根据序列的核苷酸变异共鉴定出 15个单倍型。黑桫椤具高水平单倍型多样性 (h=0 .880 )和较高水平核苷酸多样性 (Dij=0 .0 0 342 ) ,其悠长的进化历史可能增加了遗传变异在谱系内的积累。单倍型最小生成网图和邻接树、种群间分化度 (FST=0 .12 6 4 5 )和基因流 (N m=3.4 9)、AMOVA分析 (地区间遗传变异占 11.91% ,p>0 .0 5 )以及 DNA歧义度结果一致显示 ,黑桫椤分布在海南和广东的种群彼此间不存在遗传分化。黑桫椤单倍型的系统发育地理式样具“星状”特征 ,提示种群在历史上曾经发生过扩张 ,扩张后的种群还未能获得足够时间去建立更加复杂的结构     

长白山典型林区森林资源利用状况评价

选择长白山典型林区 1985年、1999年两期遥感图像数据 ,在监督分类的基础上 ,结合该地区森林经营历史资料 ,基于采伐迹地的空间位置、形状、面积、采伐方式等 ,从森林采伐及其造成的生态后果的角度 ,对森林资源的变化及利用状况进行了评价。研究结果表明 :2 0世纪 80年代中期以前 ,研究区对森林资源的利用强度很大 ,伐区布局不够合理 ,至 90年代末利用强度有所减弱 ,伐区布局趋向合理。从两个时期采伐方式来看 ,单个采伐地块的面积有许多地块明显超过采伐规程所规定的面积上限 ,而保留森林地块的面积基本都小于邻近采伐地块的面积 ,不符合采伐规程的“等面积”要求 ;从采伐地块的空间分布来看 ,由于森林采伐、更新过程中缺乏生态学 ,特别是景观生态学原理的指导 ,大多数采伐地块连为一整片 ,孤立了保留的森林地块 ,完整的原始林分被严重破碎化 ,间隔带状皆伐却造成了和大面积皆伐同样的后果。 15 a间研究区地物覆盖类型发生很大变化 ,其主要原因是森林采伐造成的。基于研究结果 ,指出了当地森林经营策略存在的问题及改进方法 ,以期能为当地森林资源的可持续经营及森林生态服务功能的充分发挥提供借鉴     

南亚热带森林土壤有效氮含量及其对模拟氮沉降增加的初期响应

研究了南亚热带主要森林类型 (马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林 )土壤有效氮含量对模拟氮沉降的初期响应。结果显示 :(1)马尾松林、混交林和阔叶林 0～ 10 cm和 10～ 2 0 cm两个土层有效氮 (铵态氮 硝态氮 )含量总平均分别为 6 .2 4、6 .2 2和14 .77m g/kg,其中铵态氮占 4 5 .3%、4 8.7%和 14 .5 %。 (2 )外加氮处理使 3个森林两个土层的有效氮含量都在增加 ,但其影响程度取决于土层、氮处理水平、氮处理时间和森林类型。总体而言 ,0～ 10 cm土层略比 10～ 2 0 cm土层敏感 ;氮处理水平越高土壤有效氮增加越多 ;外加氮处理时间越长 ,处理样方与对照样方的差距越大 ;阔叶林的响应稍落后于马尾松林和混交林     

用cDNA微阵列技术快速筛选粗毛栓菌的表达基因(英)

利用cDNA微阵列技术快速筛选具有较强降解木质纤维素能力的白腐真菌粗毛栓菌(Trametes gallica)的表达基因.利用木质素生物降解模式菌株黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）的cDNA制备研究所用微阵列.在含有2 596个cDNA片段的芯片上共检测到172个阳性克隆,其中有165个克隆的荧光信号比值（Cy-5/Cy-3）在0.5和2.0之间,占所检测阳性克隆数的95.9％.对应于在限氮条件下生长５天和12天的粗毛栓菌培养物,分别有３个和４个时序特异性差异表达基因.随机挑取122个克隆进行测序和序列比对,发现所测序列中有118个能够很好地定位于黄孢原毛平革菌的基因组上.结果显示,粗毛栓菌与黄孢原毛平革菌在表达序列上存在较大差异,表明这两种真菌之间存在着较远的亲缘关系.通过同源性比对分析,发现２个令人感兴趣的克隆,一个对应于黄孢原毛平革菌过氧化物酶基因lpoB的部分片段,另一个为编码一种热激蛋白的基因.