穆棱东北红豆杉年轮-气候关系及其濒危机制

东北红豆杉是国家I级重点保护野生濒危植物,其径向生长与气候的关系对于探讨其种群濒危机制具有极其重要的意义。利用穆棱自然保护区内天然东北红豆杉树木年轮样本,建立了长300多年的树轮年表(1700—2005年)。分析径向生长特征发现东北红豆杉总体上呈波动式下降的生长方式,在1770年和1930年左右存在两个生长释放区,该地区调查的样本最大年龄达到370a左右。年表与气候变量之间相关分析表明,冬春季节最低气温、平均气温是树木生长的主要限制因子,其他气候因子也有一定的影响,但不起主要作用。1942年以后东北红豆杉年轮指数与Wilson重建的北半球气温变化吻合度降低,温度对东北红豆杉的径向生长限制性降低,这表明气候变暖可能有利于东北红豆杉的径向生长,但不足以说明气候变暖与东北红豆杉衰退的关系,其他气候因子的年轮气候响应分析也不能确定气候变化在东北红豆杉衰退中的主导作用。人为破坏可能是东北红豆杉衰退的主要因素,但气候变化在其中起到多大的贡献还有待深入研究。     

最优化设计连续的自然保护区

生境破碎是导致生物多样性损失的重要原因之一,避免生境破碎的一个有效方式是建立连续的自然保护区使物种可在保护区内自由移动。不加选择地把大片土地都转为保护区是实现连续的一个途径,但资源是有限的,应当以最优的方式分配。如何最优化设计生态上和经济上都有效的保护区成为生物保护领域一个重要议题。从一组备选地块中选择一部分组成自然保护区,这样的问题主要有两种解法:启发式方法和最优化方法。启发式方法虽然灵活且运算速度快但不能保证最优解因而可能导致稀缺资源的浪费,最优化方法保证得到的解是最优的但建模和运算存在困难。建立一个线性整数规划模型用于设计一个最小的连续保护区,用Dantzig剪切法消除循环确保形成一个连续的树,对应一个连续的保护区,检验了模型的计算效率。结果显示,模型可在合理时间内解决一个包含100个备选地块和30个物种的连续保护区设计问题,计算效率显著优于同类目的的其它方法。以美国伊利诺伊州Cache河流域11种濒危鸟类的保护区设计为例说明了该方法的应用,设计了两种情况下连续的保护区。讨论了模型的局限和数据问题。     

云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应

为了揭示铁杆蒿群落在植被演替中的作用,通过研究铁杆蒿茎叶浸提液对铁杆蒿草地4种优势植物(百里香、大针茅、本氏针茅和赖草)的种子萌发及幼苗生长的干扰,结果表明:高浓度的铁杆蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)使得百里香、大针茅、本氏针茅和赖草的种子发芽指数降低,发芽率、芽长和根长低于对照,种子平均发芽时间延长达1.13-2.16 d。而低浓度浸提液(0.005 g/mL)使得百里香的发芽要高于对照11.63%(水浸提液)、15.12%(甲醇浸提液)。在幼苗生长期,铁杆蒿浸提液对4种受试植物幼苗芽和根的生长受到不同程度的抑制,不同浓度的浸提液对植物的化感作用强度不同,随浓度的增加,抑制作用越强,0.1 g/mL相对其他浓度有显著性差异;其中0.005 g/mL浸提液对本氏针茅和赖草的幼苗生长有促进作用,幼根生长高出对照19.00%、16.06%,水浸提液对幼芽促进了2.33%、9.06%,在0.1 g/mL浓度下,本氏针茅或大针茅的生长完全受到抑制,芽长和根长抑制率为100%;同一浓度下的不同浸提液对植物的抑制作用也不同,其中百里香对铁杆蒿浸提液的敏感度是最低的;甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液。在封育过程中,百里香群落向铁杆蒿群落的过渡,铁杆蒿的化感作用是该草地演替的一个重要影响因子。     

河漫滩湿地生态阈值——以二卡自然保护区为例

以典型河漫滩湿地 —— 二卡自然保护区为研究区域,进行生态阈值研究。根据湿地补给河流 —— 海拉尔河的月均流量频率分布特征,选取58.72 m³/s(P=74.6%)、119.26 m³/s(P=44.4%)、190.35 m³/s(P=23.8%)分别代表河流的低、中、高径流期,分析各径流期湿地分布特征。结果表明,低、中径流期内草本沼泽及盐化沼泽所占比例较高,而高径流期则以季节性河流湿地及湖泊湿地为主。低径流期内,作为湿地中心区的湖泊湿地景观破碎度出现一个较明显的跃变,由中径流期的0.57增加到1.37。此时的湿地状态可近似的作为区域的生态阈值,即维持湿地面积占全区域面积的43.03%。而中、高径流期湿地面积比例可近似作为保护区湿地面积的适宜值和理想值,分别为53.66%和69.53%。其研究结果为二卡自然保护区的管理及保护提供支持,并为河漫滩湿地研究提供思路。     

盐城国家级自然保护区景观格局变化及其驱动力

利用RS、GIS手段研究分析了盐城新洋港—新港闸段国家级自然保护区内景观格局的时空变化及其驱动力因子,结果表明:1992—2008年间,在景观面积变化方面,全区内景观主体由自然景观变成了人工景观;核心区内自然景观面积变化不大,仍以自然景观为主;缓冲区和试验区内的自然景观面积都不断减少,分别减少了约30%和75%。在景观破碎度方面,全区内景观的密度指数增加1倍,景观破碎化程度加剧;核心区内斑块密度指数呈现略减,各景观类型的平均斑块的面积增大,景观破碎化程度略增但不显著;缓冲区和试验区破碎化程度加剧。在景观多样性方面,全区内景观格局由简单变得复杂化,多样性指数增大,异质化程度增加;核心区内景观多样性呈现略增但不显著;缓冲区内景观多样性显著增加;实验区内多样性指数减小,景观异质化程度降低;整个研究区内的景观格局向均衡化方向发展,核心区和缓冲区变化与全区一致,而试验区景观格局朝单一化方向发展。由于引起景观格局变化的外界干扰不断加深,盐城国家级自然保护区内的景观生态环境保护与经济开发之间的矛盾亦将愈发突出。     

湛江沿海潮间带产胞外纤溶活性酶类海洋真菌的生物多样性分析

【目的】研究湛江沿海硇洲岛和徐闻珊瑚礁自然保护区潮间带产胞外纤溶酶样酶和纤溶酶原激活物海洋真菌的生物多样性,为发掘新型溶栓药物奠定基础。【方法】采用马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)和酵母膏蛋白胨葡萄糖(YPD)培养基分离培养海洋真菌,采用真菌r DNA转录间隔区1-5.8S r DNA-转录间隔区2(ITS1-5.8S-ITS2)片段的序列分析及其系统进化树构建的方法鉴定分离培养的海洋真菌,采用脱脂牛奶马铃薯葡萄糖琼脂(SM-PDA)培养基培养法筛选产胞外蛋白酶的海洋真菌,采用海水纤维蛋白马铃薯葡萄糖琼脂(FN-PDA)培养基培养法筛选产胞外纤溶酶样酶和/或纤溶酶原激活物的海洋真菌。【结果】从湛江沿海的硇洲岛和徐闻珊瑚礁自然保护区潮间带分离、培养和鉴定了海洋真菌446株,含真菌的98个种,分布于真菌域子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的6个纲、18个目、46个科、65个属;其中产胞外蛋白酶的海洋真菌有265株,61个种,分布于41个属;产胞外纤溶酶样酶的海洋真菌有67株,22个种,分布于14个属;产胞外纤溶酶原激活物的海洋真菌有84株,23种,分布于13个属;优势属为曲霉属(Aspergillus),其次为青霉属(Penicillium)。【结论】湛江沿海潮间带可分离培养的产胞外纤溶酶样酶和纤溶酶原激活物的海洋真菌物种丰富多样,是发掘新型溶栓药的丰富资源。     

中国国家公园的边界、分区和土地利用管理——来自自然保护区和风景名胜区的启示

作为生态文明制度改革的具体实现方式和前沿阵地,国家公园体制建设旨在对我国多样化的保护地体系进行重组管理,实现高效合理的国土空间规划、自然资本的保护和全民公益。研究对我国自然保护区和风景名胜区这两类法定保护地的边界和区划的理论基础和实践的技术手段的发展进行梳理,并对我国国家公园体制试点进展进行总结。在此基础上提出,中国国家公园在保护地个体的边界和内部分区上应以实现保护目标为原则,借鉴自然保护区功能分区的基本原则,根据管理目标细化功能分区,借鉴风景名胜区规划实践,注重景观价值,考虑社会经济条件特别是土地权属及土地开发利用可能和方式,进而考虑气候变化和区域长期发展目标等自然和社会经济动态,形成完整的边界和分区理论体系,从而满足全民公益,实现社区经济发展。在区划理论上,一个可行的切入点是考虑空间上生态系统服务功能的差异,根据实现保护目标的管理需求和满足社区生计发展的利用需求,在土地权属和其他限制条件上实现不同组合的生态系统服务功能的空间规划,利用保护地役权来分离土地所有权、使用权和收益权,限制特定土地利用方式,进行利益相关方资源利用管理。     

植被光合呼吸模型在长白山温带阔叶红松林的优化及验证

植被光合呼吸模型(VPRM)关键参数的确定和优化是准确计算生态系统净CO_2交换(NEE)的基础。利用中国通量观测研究联盟(China FLUX)长白山站温带阔叶红松林2005年的通量观测资料,对VPRM的4个参数(最大光能利用率ε_0、光照为半饱和条件下光合有效辐射值PAR0和呼吸参数(α、β))进行优化,并使用2006年的观测资料对参数优化前后的模拟结果进行评估。结果表明:参数优化后,VPRM能够较好地模拟长白山地区2006年植物生长季NEE的变化。对30min NEE模拟的平均误差为-1.81μmol m~(-2)s~(-1),相关系数为0.72,模拟NEE平均日变化的峰值约为观测值的91%,相关系数为0.97。但在植物非生长季模型对森林NEE的模拟效果较差。模型模拟30min NEE的平均误差为0.39μmol m~(-2)s~(-1),相关系数仅为0.10,并且模拟低估NEE平均日变化白天吸收峰值约82%,日变化模拟值与观测值的相关系数为0.50。通过分析不同天气个例,发现模型可以较好地模拟晴天条件下NEE的变化,而对阴雨天NEE的模拟误差较大。该研究有利于提高VPRM模型对温带落叶阔叶林NEE的模拟能力,对进一步改进区域陆地NEE的模拟具有重要意义。     

牛背梁自然保护区食肉目和偶蹄目动物的区系特征与生态分布

牛背梁自然保护区(108°45′~109°04′E,33°47′~33°56′N)位于秦岭山脉东段,地跨秦岭南北坡。采用样线调查法和访问调查法,于2003年5月~2004年8月,对该保护区食肉动物及偶蹄动物的区系特征和生态分布进行了研究。该保护区共有18种食肉动物及偶蹄动物,其中属我国级、级重点保护动物的兽类分别有2种和7种。分析表明,保护区的有蹄类动物物种丰富,秦岭分布的有蹄类在该区域均有分布,但食肉动物种数仅占整个秦岭地区的45.5%。这些兽类中,属于东洋界的兽类有12种,占66.7%;属古北界的仅1种,占5.5%;其余5种为广布种,占27.8%。牛背梁保护区在动物地理区划上应属古北界和东洋界物种交汇的区域,且为东洋界逐渐向古北界过渡的区域。分析该区域食肉动物及偶蹄动物的生态分布发现,这些物种的垂直分布幅度有很大的差异。垂直分布幅度在海拔高差1300m以上、1000m左右、450~700m之间的物种各占1/3。结果还表明,区内这些兽类物种的丰富度随海拔的升高具有先升后降的垂直变化规律。不论是秦岭南坡还是北坡,分布在海拔1800~2200m区域的兽类物种最多,所占比例大于80%;而在海拔2600m以上区域,兽类种数降至最少,仅占50%左右。兽类丰富度的海拔梯度也体现于这些兽类在各植被类型中的分布上。中山针阔叶混交林中分布的兽类种数最多,而在中低山落叶阔叶林、亚高山针叶林及亚高山灌丛草甸中分布的兽类则较少。     

芦芽山自然保护区旅游开发与植被环境关系——植被景观的类型及其排序

正确识别旅游活动作用下植被景观的类型及其分布格局,是景区管理者实施生态管理的现实课题。以芦芽山自然保护区为例,利用双向指示种分析（Two．Way Indicator Species Analysis,TWINSPAN）和除趋势对应分析（Detrended Correspondence Analysis,DCA）对此问题进行了研究。结果表明：（1）TWINSPAN将所有样地划分为5个不同等级的植被景观类型区,其结果比较客观地反映出旅游开发与植被景观间的生态关系,指示因子也充分地反映了植被区的人为环境和景观特征。与利用旅游影响系数进行的分类相比,TWINSPAN的结果更为科学合理,明显优于单纯依据一个因子划分的结果。（2）DCA第1轴从左到右旅游影响系数和敏感水平越来越小,信息指数越来越大。DCA第3轴从下而上旅游剔除程度逐渐减小。DCA结果能够识别植被景观类型在空间上分布的规律性,但是这种规律性需要根据生态学知识去加以分析和总结,直观性不强。（3）TWINSPAN结果与DCA结果基本一致。具有良好的可比性。