特有植物多样性分布格局测度方法的新进展

特有植物是生物多样性保护的重要对象,对其分布格局的研究可以为生物多样性优先保护区的确定提供重要参考.研究人员利用多种测度和分析方法,在不同地理区域对特有现象的分布格局开展了大量研究.随着分子系统学方法的不断完善及一些空间统计分析方法的引入,新的生物多样性测度方法应运而生.本文介绍了生物多样性测度方法的类型及其特点、应用现状与前景.这些测度方法的发展经历了从单一的时间或空间格局到时空格局统一的过程,具体涉及物种丰富度、谱系多样性、进化特异性以及这3种测度方法整合空间分布加权的算法.其中,谱系多样性指数(phylogenetic diversity)、谱系特有性指数(phylogenetic endemism)以及空间加权的进化特异性指数(biogeographically weighted evolutionary distinctiveness)尤其值得关注.中国特有植物分布格局的研究需要在以下4个方面进一步开展工作:(1)完善特有物种的分布格局研究;(2)加强物种的测序工作,完善谱系多样性格局的分析;(3)结合系统发育信息,揭示谱系多样性及进化历史的分布格局,进而深入开展物种p多样性和谱系p多样性的研究;(4)加强物种分布区变化的模拟,在时间维度上探讨特有现象的变化格局,为生物多样性保护提供更完善的理论支持.     

不同类群水生昆虫群落间的一致性以及空间和环境因子的相对作用

生物多样性监测和保护过程中通常用到指示类群,然而对于这些指示类群有效性的测度仍然十分欠缺.为探讨不同类群水生昆虫群落的一致性及空间因子、环境变量的相对影响,作者于2010年4月对东苕溪流域源头溪流21个采样点进行了调查.共记录水生昆虫7目44科92属130种.我们将水生昆虫群落划分成鞘翅目(C)、蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)和双翅目+广翅目+蜻蜒目(DMO)3个类群.一致性分析结果表明:3个类群的群落一致性(r)较高,分别为C对EPTr=0.65 (P＜0.001)、C对DMO r=0.67 (P＜0.001)、EPT对DMO r=0.82 (P＜0.001).方差分解表明环境变量是影响不同类群水生昆虫群落结构的主要因素,空间因子的影响相对较小.环境因子中影响不同类群水生昆虫群落的关键变量大体相似,其中海拔、pH、平均流速和化学需氧量是最主要的驱动因子.我们的结果表明该研究区域不同类群的水生昆虫群落一致性很高,且对环境变量的响应也相似;因此,在水生昆虫生物多样性保护中可考虑利用其中的某一类群,如蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)类群,作为有效的指示类群.     

植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响:基于个体模型的研究进展

植物间的相互作用对种群动态和群落结构有着重要的影响。大量的野外实验已经揭示了正相互作用(互利)在群落中的普遍存在及其重要性。为了弥补野外实验方法的不足, 模型方法被越来越多地应用于正相互作用及其生态学效应的研究中。该文基于个体模型研究, 探讨了植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响。介绍了植物间正相互作用的定义和发生机制、植物间相互作用与环境梯度的关系。正相互作用是指发生在相邻的植物个体之间, 至少对其中一个个体有益的相互作用。植物通过直接(生境改善或资源富集)或间接(协同防御等)作用使局部环境有利于邻体而发生正相互作用。胁迫梯度假说认为互利的强度或重要性随着环境胁迫度的增加而增加, 但是越来越多的经验研究认为胁迫梯度假说需要改进。以网格模型和影响域模型为例, 介绍了基于个体的植物间相互作用模型方法。基于个体模型, 对近年来国内外正相互作用对种群时间动态(如生物量-密度关系)、空间分布格局和群落结构(如群落生物量-物种丰富度关系)影响的研究进行了总结。指出未来的研究应集中在对正相互作用概念和机制的理解, 新的模型, 新的种群、群落, 甚至生态系统问题, 以及在全球变化背景下进行相关的研究。     

南方红壤区3年生茶园土壤呼吸特征

为探讨南方红壤区茶园的土壤呼吸特征,采用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测定系统观测3年生茶园系统的土壤呼吸速率,对茶园土壤呼吸速率的季节变化和在茶行尺度上的空间异质性进行了研究。结果表明,茶园土壤呼吸速率的月动态变化呈明显的单峰曲线特征,峰值出现在8月;茶园土壤呼吸速率的月动态变化与温度呈极显著相关(P<0.01),土壤10 cm的温度能够解释茶园不同观测区域土壤呼吸速率月动态变化的67.79%~88.52%;用指数方程计算的茶园不同观测区域土壤呼吸Q10值为1.58~1.86。在茶行尺度上,茶园土壤呼吸速率存在明显的空间异质性,土壤呼吸速率通常在距离茶树基部较近的位置较高;根系生物量能够解释茶园土壤呼吸速率在茶行尺度上空间变异的82.68%。因此,根系分布的空间差异是造成茶园土壤呼吸速率空间异质性的主要原因。     

肉桂双瓣卷蛾发生期预测与幼虫空间分布型研究

肉桂双瓣卷蛾Polylopha cassiicola是危害肉桂Cinnamomum cassia和樟树Cinnamomum canphora嫩梢的一种重要钻蛀性害虫,对华南地区肉桂和樟树的发展造成了严重威胁。为了有效地控制该害虫,准确掌握其最适防治时期是非常必要的。2013-2015年采用物候法、期距法和空间分布型分析方法,对肉桂双瓣卷蛾的发生期进行预测和幼虫空间分布型进行了研究。结果表明,肉桂双瓣卷蛾在林间属聚集分布,是害虫本身的生物学特性和樟树林不同样地不同生境共同作用的结果。采用物候法预测樟树林肉桂双瓣卷蛾成虫盛发日,采用期距法预测幼虫发生时间基本吻合,可按照预测的时间进行防治或适当提前进行防治。     

桂西南喀斯特季节性雨林枯立木的空间格局及生境关联性分析

枯立木是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分,对森林群落动态和演替具有重要作用。该研究以位于桂西南的弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm~2森林动态监测样地为平台,以样地中2011年第一次植被调查数据胸径(diameter at breast height,DBH)≥1 cm的枯立木为研究对象,在充分考虑空间自相关的基础上分析其不同径级(小径级,1 cm≤DBH5 cm;中径级,5 cm≤DBH15 cm;大径级,15 cm≤DBH)的空间分布格局、枯立木多度与环境因子的相关性及生境关联性等。结果表明:枯立木所有个体和小径级分别在0~4 m和0~5 m尺度上表现为聚集分布,其它尺度为随机分布;中径级和大径级在0~30 m尺度上均为随机分布。大径级与凹凸度表现为显著负相关,所有个体和小径级与干旱度指数和样方内所有植株个体数为显著正相关,所有个体和小径级与样方内最大胸径和平均胸径呈显著负相关。所有个体和小径级与3种生境类型间的关联性并不显著;中径级与山坡呈正关联性、与山脊呈负关联性、与山谷无显著关联性;大径级与山谷呈正关联性、与山坡无显著关联性、与山脊呈负关联性。在喀斯特季节性雨林中,枯立木空间分布格局总体表现为随机分布,仅小径级在小尺度内聚集分布,而较大径级在样地中表现出一定的生境关联性;树木死亡过程可能是小尺度内密度制约、大尺度内生境过滤和个体自然衰老等生态学过程形成的。     

非人类物种的城市化:动物也是地球上的一员

提出在日益城市化进程中人类与非人类物种之间关系的4种推测。由于非人类物种也在快速城市化,它们的空间条件大部分都是由人类为自己所构建,这可以集中并强化拉图尔的生物共生理念。风景园林师应该理清自己工作的政治影响,而其中的一种方法是处理物种之间微妙而脆弱的相互关系。当然,采用未经验证的新自由主义设计在大多数情况下对非人类物种都会带来特殊的破坏性后果。本文使用“基础设施”模型探讨不同的生物群体之间如何相互影响彼此的命运。     

流域视野下梯田聚落的人居环境空间特征——以元江流域为例

针对村落人居环境研究过于注重村落本体的现状,以GIS的技术方法结合实地调研,选取梯田聚落所处的元江流域及典型样本大瓦遮河子流域为研究范围,探讨流域视野下人居环境空间的宏观与微观特征。结论如下：1）哀牢山区的崎岖山脉与密集水系造就了元江流域的格局,以水平、垂直特征奠定子流域尺度中梯田聚落的人居环境基础;2）大瓦遮河子流域的人居环境以“典型山地本底、帚状水系关联”为共性,在中低山区形成“面状森林核心、村落散布周边、旱地梯田混合”的彝族聚落区,在中山区形成“面状梯田核心、村落环绕周边、带状森林围合”的哈尼族聚落区,二者差异源自不同民族适应垂直分异效应的差异化农作策略;3）流域是人居环境研究的基本单元,超越村落本体之外的流域视野对复杂地理环境中的人居环境研究具有重要价值与普遍意义。     

韧性：三角洲地区规划转型的新理念

三角洲地区经过近几十年的快速发展,在城市建设方面取得举世瞩目的成就,然而长期积累的生态问题也更加突出,暴露出的空间脆弱性问题日益显著。面对自然基底脆弱、自然灾害扰动趋势增强等因素在时空上的高度叠合,迫切需要提升三角洲地区应对未来不确定性扰动的能力。首先从景观角度分析三角洲地区自然环境的特殊性,提出韧性规划是对现有三角洲地区规划转型的论点,认为鲁棒性、适应性、学习—转化能力是三角洲地区韧性规划的核心能力,系统性、协同性、底线性、预判性是三角洲地区韧性规划的主要思维特征。其次,进一步从优化整体格局、构建流动性载体、加强对韧性技术策略的研究和应用、重视跨尺度协作与管理等方面提出了构建“格局—连通—关键点”的韧性规划框架。最后,阐述韧性规划作为三角洲地区规划转型的新理念,应用于具体案例的空间布局时须以人为本,依托自然环境,以自然流动性为规划导向;须基于预判式过程,充分构想能够应对不同情景的预案;须整合生态智慧与现代技术,明晰兼顾鲁棒性与适应性的功能分区管治体系。     

特定环状RNA表达与衰老的关系研究*

目的:研究小鼠不同组织器官中环状RNA的表达量在年老与年幼中的差异,揭示环状RNA与衰老的联系。方法:通过对不同组织器官的总RNA的提取,分别逆转录,并扩增circUSP34、circTCF4、circTCF20、circZFP64、circPWWP2A、circLIN54,通过凝胶电泳比较其在年轻小鼠与年老小鼠的组织器官中的表达情况,明确上述环状RNA与衰老的联系。结果:环状RNA在不同年龄小鼠的组织器官中存在广泛性的差异性表达,不同组织不同环状RNA有着不同的表达量的改变,其与衰老存在联系。在卵巢中除circTCF4,其余五种环状RNA表达量均与年龄负相关;在肾脏中,除circTCF4与circPWWP2A,其余与年龄呈负相关;在乳腺中只有circUSP3与衰老呈负相关;而在肠道与生长相关的只有上述后三种环状RNA,均呈正相关。其他样本与组织的发育阶段有不同的相关性,具体在结果体现。结论:环状RNA的表达量在组织中与年龄的增大有着显著相关性,环状RNA可能广泛地参与了不同的衰老通路,起到不同的生物学作用,其在衰老的产生中扮演重要角色。