北红尾鸲繁殖习性研究

生活在徂徕山林场的北红尾鸲(Phoenicurus auroreus),筑巢前雄鸟寻选巢址,雄、雌鸟共同筑巢,筑巢材料多种,多是雌鸟衔运。每年筑巢二次,均于墙洞内,并对巢区有依恋性。巢筑完后开始产卵,每窝4—5枚。第一窝产于4—5月上旬、第二窝为6月,1986年6月见一窝产1卵而弃巢。雌鸟孵卵,孵卵期12天。雏鸟由雄、雌亲鸟共同饲育,每雏每次喂一至多种和多只昆虫。每日喂雏有三次高蜂,5—7时是一日中喂雏活动最频时刻。11天163小时喂雏1317次,雄鸟喂雏715次、雌鸟602次。12日龄喂雏192次为最多一天。12、13日龄,雌鸟每日喂雏次数多于雄鸟。     

基于多尺度快速样本熵与随机森林的心电图分析

目的:探讨基于多尺度快速样本熵与随机森林的心电图分析方法对常见心律失常(房性早搏、室性早搏)的自动诊断的可行性和有效性。方法:利用不同心律失常疾病的心电信号存在复杂性差异的特点,通过多尺度熵计算心电信号在不同尺度下的样本熵值以组成特征向量;利用kd树提高多尺度熵的计算效率,增强算法的实时性。利用训练样本的特征向量构建随机森林分类器,再根据众多决策树的分类结果结合投票原则确定测试样本心律失常疾病的类型。结果:本文提出的心电图分析方法能够有效地识别正常心律、房性早搏(APB)及室性早搏(VPB),平均识别准确率达到91.60%。结论:本文提出的心电图分析方法对常见心律失常(APB,VPB)具有较高的识别准确率及临床实用价值。     

Variations of plant functional traits and adaptive strategy of woody species in a karst forest of central Guizhou Province,southwestern China

性状变异反映了植物的生活史对策。该研究以贵州普定县天龙山10种木本植物为对象, 通过分析枝叶和根系9个功能性状的种间与种内变异, 揭示植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明: (1) 9个性状变异程度不同, 细根组织密度的种间和种内变异系数最大, 分别达96.47%和51.44%, 小枝干物质含量的种间与种内变异最小, 分别为11.67%和6.83%。(2)种间水平的细根组织密度在不同物种中没有显著的差异, 比根长、叶厚度、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶组织密度、小枝干物质含量和小枝组织密度均表现出显著的差异。在种内, 比叶面积差异显著, 其他性状差异不显著。(3)绝大多数叶和枝性状间显著相关, 比根长与比叶面积显著负相关, 其他根系性状与枝叶性状相关性不显著。总之, 与同纬度非喀斯特地区植物相比, 普定喀斯特地区植物具有较小的叶面积和比根长度, 较大的叶干物质含量、叶组织密度等一系列有利于减小蒸腾和储存养分的功能性状组合, 这可能是其适应干旱贫瘠的喀斯特环境的主要生态策略。     

夏季南亚热带森林演替中后期优势种幼叶花色素苷的光保护作用

为探讨夏季南亚热带森林演替过程中优势树种幼叶的光保护机制,以演替中期优势树种木荷(Schima superba)、黧蒴(Castanopsis fissa)、锥栗(C.chinensis)和演替后期优势种华润楠(Machilus chinensis)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、黄果厚壳桂(C.concinna)为材料,分析了2种生长光强(全光照和30%全光照)下6种优势种幼叶和成熟叶的叶片表型、光合色素含量、花色素苷含量、抗氧化能力、类黄酮含量、总酚含量和最大量子产量(Fv/Fm)恢复效率间的差异。结果表明,两个演替阶段幼叶的叶绿素含量(Chl a+b)、Chl a/b比成熟叶低,但光保护物质比成熟叶多;演替中期幼叶的花色素苷含量和总抗氧化能力比演替后期的高,而类黄酮和总酚含量比演替后期的低;全光照下幼叶的总酚、类黄酮、总抗氧化能力及Fv/Fm恢复效率都要比30%全光照的高,并且含有花色素苷的幼叶恢复得更快。因此,植物的光合能力与自身的光保护潜力成反比关系,演替中期优势种幼叶的光保护在很大程度上是因为花色素苷的积累而演替后期优势种是因为自身抗氧化物质(类黄酮、总酚)的共同作用。     

亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受植被类型的影响,对环境温度也十分敏感。以江西省泰和县石溪退化红壤区马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superb)和枫香(Liquidambar formosana)3种森林类型为研究对象,将其土壤分别置于4种不同温度(5、15、25℃和35℃)条件下培养,采用碱液吸收法进行为期35 d的土壤碳矿化研究。在同一温度条件下,不同林型土壤CO_2累计碳排放量大小顺序为:枫香马尾松木荷。在4种不同温度条件下枫香林地土壤CO_2累计排放量最大,其次是马尾松林、木荷林,且不同森林类型土壤CO_2累计排放量随温度升高而增加(P0.05)。在15℃、25℃和35℃条件下,不同林地土壤潜在碳排放量间无显著性差异。在15℃和25℃条件下,土壤碳排放量随土壤全碳含量呈现先增后减的变化趋势(P0.05),全碳的极值点分别约为1.83%和1.89%。不同植被类型和培养温度对土壤碳矿化量有显著影响,说明植被类型和温度能够对土壤呼吸产生重要影响,且不同温度对土壤呼吸作用更显著(P0.000),但两因素间并无显著交互效应。在25℃时,不同林型土壤碳排放量随土壤含水量先增后减,表明土壤含水量并不是影响土壤碳排放量的调控因子。采用单库模式方程C_m=C_o(1-exp~(-kt))对土壤潜在碳排放进行模拟,得出不同温度不同林型土壤最大碳排放量随温度升高而增加。不同林型不同温度条件下土壤Q_(10)值范围为1.797—1.971,变化幅度较小,且不同林型土壤Q_(10)值并未表现出显著性差异,这一结论为研究林型和温度对土壤碳矿化的影响提供参考。     

观赏灌木小枝和叶性状在林下庇荫环境中的权衡关系

小枝与叶片间的关系能够很好地反映植物对环境的适应策略。目前,从枝叶间权衡关系的角度研究树木对庇荫环境适应性的报道尚少,其中主要包括"生长-生长"权衡和"生长-生存"权衡两种假说。因此,为了探讨灌木在庇荫环境中,是否会在小枝和叶性状间采取权衡策略,来提高光照资源的利用能力或增强生存和防御能力,在城市绿地的林隙和林冠下两种光环境中,选择了没有人工修枝、整形等经营措施的金银木(Lonicera maackii)、小花溲疏(Deutzia parviflora)和连翘(Forsythia suspensa)等11种、79株观赏灌木作为研究对象,采集其当年生小枝,观测并计算了每棵灌木所处环境的有效光合辐射(PAR)相对累积光量和红光/远红光(R/FR),以及灌木的小枝干重(TDW)、单位小枝叶干重(LDW)、出叶强度(LN/TDW)、叶面积支持效率(LA/TDW)、比枝长(TL/TDW)和单叶面积(ILA) 6个性状。对数据进行标准化和数据转换后,运用Pearson相关检验分析光环境指标和灌木枝叶性状间的相关性;采用标准化主轴估计法进行异速生长方程的参数估计;使用多元回归分析不同光强下各性状的相互关系。结果表明:(1) PAR相对累积光量和R/FR与TDW和LDW呈极显著(P0.01或P0.001)正相关,与TL/TDW、LA/TDW、LN/TDW呈极显著(P0.001)负相关,与ILA相关性不显著(P 0.05)。整体上,R/FR与各灌木性状的相关性大于PAR相对累积光量;(2) TDW和LDW存在极显著(P0.001)的异速生长正相关关系。随着光强的减小,灌木当年生小枝和叶片的生物量都趋于减小,但是表现出相对偏向于叶片生物量的投资偏好;(3) LA/TDW和TL/TDW存在极显著(P0.001)的等速生长正相关关系。但随着光强的减小,比枝长随叶面积支持效率增加而增加的速率却减小,说明灌木在庇荫条件下,更倾向于采取忍耐型的光资源利用策略;(4) ILA和LN/TDW呈极显著(P0.001)异速生长负相关关系。随着光强的减小,灌木趋向于表现出单位小枝上着生大量小叶的现象。所以总体上,庇荫环境下的观赏灌木存在投资偏好和权衡,倾向于通过枝叶生长提高光截获能力来适应弱光环境,与"生长-生长"的权衡假说相符,但整体上,观赏灌木的耐阴性较差,故不建议种植在庇荫环境中。     

北京市森林生态安全预警时空差异及其驱动机制

主要探讨森林生态安全预警指数演化的时空格局变化及其驱动力机制,以期为推进北京市森林生态安全决策提供理论参考。基于森林生态安全预警指标体系,运用SD模型从区县尺度对北京市2009—2015年森林生态安全预警的时空差异进行分析,并对2015—2030年森林生态安全演变趋势进行预测。结果表明:(1) 2009—2030年,北京市森林生态安全整体呈改善态势。其中,2009—2015年,北京市森林生态安全预警指数呈略有下降态势,但下降速度有限; 2016—2030年,预警指数呈上升趋势。(2)各区县内部差异显著,5个区县的森林生态安全预警指数有所下降,其中海淀区下降幅度最大。2016—2030年,各区县中除海淀区外,预警指数均小幅上升,森林生态安全状况有所改善;但石景山区仍为巨警,海淀和朝阳区为重警。(3)空间上,森林生态安全预警指数从功能拓展区到城市发展新区及生态涵养区,呈现出由低到高的变化趋势,其低值区随着城市化进程的加快而逐渐扩大。生态涵养区的森林生态安全状况明显优于其他地区,发展新区的森林生态安全改善显著,功能区个别地区则有退化迹象。(4)北京市森林生态安全预警指数时空演变特征主要受森林资源、社会经济、自然环境和林业政策等多种因素的综合影响,因而出现森林生态安全演进的阶段性及其区域性差异。     

中国典型森林生态系统乔木层群落物种多样性的空间分布格局及其影响因素

物种多样性地理分布格局及其成因是生物地理学和宏观生态学研究的核心问题之一,基于中国13个典型森林生态系统乔木层群落植物的调查数据,分析物种多样性随经纬度的变化规律,探讨物种多样性空间分布格局的影响因素。结果表明:(1) 13个典型森林生态系统的4个物种多样性指数均随经纬度上升而下降,其中物种丰富度变化更为显著,而Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数随经度上升变化不显著;(2)相关性分析结果显示,物种多样性指数与植物特性、能量和水分因子的单因素相关关系并不一致。其中,物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与年均温、最冷月均温、温度年较差和潜在蒸散量的相关性最显著(P0.01),Pielou指数与年均温、最冷月均温、实际蒸散量、潜在蒸散量和郁闭度有显著相关关系(P0.05);(3)方差分解结果表明,能量和水分的共同作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率最高,达到15%—42%;植物特性、能量和水分因子三者共同作用对物种多样性指数空间分布格局解释率次之,为14%—27%;植物特性与能量因子或水分因子两者之间的共同作用以及植物特性和水分因子独立作用对物种多样性指数空间分布格局的解释率较小,其中能量因子对物种多样性指数空间分布格局的单独解释率高于植物特性或水分因子。研究表明能量和水分共同作用是影响大尺度森林乔木层物种多样性空间分布格局形成的主要因素,但植物特性的差异对物种多样性空间分布格局影响也不可忽视。