集合群落及其在河流鱼类群聚研究中的应用

集合群落(metacommunity)是指多个潜在相互作用的物种通过它们之间的扩散而连接在一起的一组局域群落,目前已成为斑块生境下生物群落结构、格局和动态的重要理论基础之一。斑块动态、物种排序、群体效应和中性模型等4种理论模型,可用于解释不同情形下集合群落内物种的迁移状况,描述集合群落的动态。可采用群落结构或生态学机制等途径,来阐述所研究的群落是属于哪一种特定的集合群落类型。集合群落可用于研究河流鱼类群聚,解释鱼类的群落结构等问题。另外本文还结合我国水域生态环境及水生生物现状,对今后集合群落的研究作了展望。     

不同品种小麦叶片对拔节期低温的生理响应及抗寒性评价

以黄淮海麦区参加区试的24个小麦品种为材料,分析了拔节期低温胁迫对其叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,低温胁迫后,叶片相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性和POD活性均高于对照(P0.01),而可溶性蛋白含量低于对照(P0.01)。小麦叶片各指标存在极显著的品种间差异(P0.01)。以叶片各指标的相对值作为抗寒性指标,采用隶属函数法和极极点排序法计算参试品种的平均隶属度值为0.19—0.63,综合排序值为1.66—4.08。通过K-means聚类,将24个小麦品种聚为5类。其中良星619、丰德存麦1号、B07-4056、石H083-363、山农055843和良星99等6个品种抗寒性最强,宿553、陕农509、A-9、中原6号、徐麦4036、舜麦1718和石麦19等7个品种抗寒性强,尧麦16、C-44、山农05-066、冀麦585和石B05-7388等5个品种抗寒性中等,偃展4110、B-33、B05-6507和石4185等4个品种抗寒性弱,石06-6136和石优20这2个品种抗寒性最弱。相关分析表明,平均隶属度值和综合排序值与相对可溶性糖含量、相对脯氨酸含量、相对POD活性呈正相关(P0.05),与相对MDA含量呈负相关(P0.05)。叶片可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性及MDA含量可以作为拔节期小麦抗寒性的鉴定评价指标。     

亚热带常绿阔叶林附生地衣凋落物的物种多样性和生物量的边缘效应

地衣是亚热带山地森林系统附生生物类群的重要组成部分之一,对环境变化极其敏感。为了更好地了解附生地衣对森林边缘效应的响应,我们在云南哀牢山地区原生山地常绿阔叶林中,分别在距林缘5m、25m、50m和 100m处设立样地,收集附生大型地衣的凋落物1年;分析附生地衣凋落物的物种多样性和生物量、功能群特征和组成结构对林缘深度变化的响应特征。研究结果显示,边缘效应能够显著提高林缘附生地衣群落的物种多样性和生物量;其发生的距离最深不超过25m。林缘-林内梯度上,不同地衣功能群的响应模式具有各自的特征。排序分析表明仅在5m样地与其他样地之间存在显著差异,指示种分析则发现仅5m样地具有指示种。哀牢山原生林中边缘效应促进林缘附生地衣生长和分布的现象,可能与当地高湿环境削减了地衣的高光损伤以及以叶状和灌状类群为主的地衣个体受到风力破坏的程度相对较低有关。     

长江源区紫花针茅草原群落数量分类与排序

选择长江源地区典型的紫花针茅草原作为研究对象,以大量的群落学样方调查为基础,采用TWINS-PAN、DCA、物种多样性,相关分析等多元数量分析方法,系统研究了紫花针茅草原的群落特征、物种多样性、群落与环境因子的关系.结果表明：(1)所调查的紫花针茅草原是物种组成相对简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布属为主体的草原群落;(2)长江源区紫花针茅草原群落可划分为四个群丛类型：紫花针茅＋密丛棘豆群丛,紫花针茅＋梭罗草群丛,紫花针茅＋伊凡苔草群丛,紫花针茅＋弱小火绒草群丛;(3)影响群丛分布的主要环境因子首先是海拔、经纬度等空间因子,其次是湿润度、降雨量等水分因子的影响;(4)紫花针茅＋伊凡苔草群丛的物种多样性是研究区四个群丛中最高的.Simpson指数和均匀度指数受海拔、经纬度、平均降雨量、均湿润度等环境因子影响显著.该研究揭示了紫花针茅草原群落的内在规律.     

东辽河河岸带草本植物物种多样性及群落数量分析

采用样线法调查了东辽河河岸带草本植物群落,分析了物种多样性特征,利用组平均聚类法和除趋势对应分析(DCA)分别对植物群落进行了分类和排序,探讨了影响东辽河河岸带草本植物群落分布的主要环境因子。结果表明:东辽河河岸带共有草本植物118种,属36科70属,草本植物的物种多样性自上游向下游呈现先增加后降低的变化趋势,而丰富度指数变化规律不显著,这与河流水文特征、河岸土壤基质类型、土壤含水量和人为干扰有关。聚类分析结果显示,东辽河河岸带草本群落可划分为11种类型,其中湿生植物群落占据优势。DCA排序轴与环境因子的相关性分析表明,海拔和河流等级是东辽河河岸带草本植物群落分布的重要影响因子。     

基于节点拓扑排序和条件互信息的基因调控网络路径一致性构建算法

为了在构建基因调控网络时能确定网络方向,在基于条件互信息的路径一致性算法PCA-CMI的基础上,利用节点拓扑排序(node ordering,NO)建立了构建调控网络的PCA-CMI-NO算法。为建立这一算法,对图分裂方法加以改进:首先对基因对间的互信息进行筛选,然后按贝叶斯得分对子图排序,根据子图顺序选取不同子图中含相同基因对间边的方向,从而确定基因表达数据中节点的顺序。最后,将节点拓扑排序结果应用于PCA-CMI所构建的网络,获得有向网络,同时,使用条件互信息去除独立关系的边,以提高网络准确率。采用DREAM3数据集,将PCA-CMI-NO算法与有序的K2算法进行对比,验证了算法的优越性。     

浑善达克沙地中部丘间低地植物群落分布与土壤环境关系

为了研究浑善达克沙地丘间低地植物群落类型及其分布与土壤环境因子的关系,于2004年7~8月对浑善达克沙地丘间低地进行了植物群落学调查,共获取群落样方102个,其中草本植物群落样方99个,灌木样方3个。同时对每一个样方均取了土样,并分析了土壤的全氮、有机质、可溶性钾、钠的含量和土壤溶液的pH值。对在浑善达克沙地中部丘间低地获取的102个植物群落样方进行了分析,按照样方中建群种和优势种的重要值把它们归属于28个植物群落类型,分别以黄花蒿(Artemisia annua)、褐沙蒿(A. intramongolica)、沙地雀麦(Bromus ircutensis)、尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)、大籽蒿(Artemisia sieversiana)、砂珍棘豆(Oxytropis gracilima)、狗尾草(Setaria viridis)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、冷蒿(Artemisia frigida)、寸草苔(Carex duriuscula)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、冰草(Agropyron cristatum)、克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、赖草(L. secalinus)、无芒雀麦(Bromus inermis)、草地风毛菊(Saussurea amara)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、芨芨草(Achnatherum splendens)、马蔺(Iris lactea)、小红柳 (Salix microstachya)、芦苇(Phragmites australis)、拂子茅 (Calamagrostis epigejos)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)、金戴戴(Halerpestes ruthenica)、星星草(Puccinellia tenuiflora)、水葱(Scirpus tabernaemontani)、碱篷(Suaeda glauca)为建群种。黄花蒿、沙地雀麦、猪毛蒿、褐沙蒿、尖头叶藜、大籽蒿、砂珍棘豆和狗尾草等群落分布于沙生环境,地下水位低,土壤溶液为中性,全氮和有机质平均含量低;冷蒿、糙隐子草、冰草、克氏针茅、寸草苔、羊草、赖草和菊叶委陵菜等群落分布于固定沙地,土壤的水分、全氮和有机质的含量都较高;无芒雀麦、草地风毛菊、鹅绒委陵菜、星星草和芦苇等群落分布于中生环境,地下水位高,土壤的养分含量也较高;芨芨草、拂子茅、马蔺、小红柳和金戴戴等群落分布于盐渍化的土壤上,地下水位较高,土壤溶液的酸碱度也较高;碱篷群落分布在盐碱化严重的湖边,土壤水分和盐分含量极高;水葱群落分布于湖边浅水沼泽中。对102个群落样方进行去趋势典范对应分析(Detrended canonical correspondence analysis, DCCA),结果表明DCCA排序轴第一轴(AX1)主要代表地下水位(GWL)的变化梯度;第二轴(AX2)主要代表土壤的全氮(TN)含量和有机质(ORG)含量的变化梯度;第三轴(AX3)则代表第三层土壤(20~30 cm)溶液的酸碱度(pH)值,即地下水位, 土壤有机质和全氮含量影响丘间低地植物群落的分布格局。     

香溪河流域梯级水库大型底栖动物群落变化及其与环境的关系

分别于2005年10月和2011年10月对香溪河流域3个梯级水库的大型底栖动物群落进行了调查,探讨了大型底栖动物群落变化及其与环境的关系.结果表明:与2005年相比,2011年古洞口一级水库仍以寡毛类占优势,大型底栖动物总密度升高;古洞口二级水库中,摇蚊的优势度降低,前突摇蚊相对丰度由94.5％降低至35.5％,霍甫水丝蚓的相对丰度升至36.0％,总密度增加;香溪河库湾大型底栖动物群落发生很大变化,前突摇蚊取代颤蚓科种类成为绝对优势类群,相对丰度达到89.0％,而总密度降低,三峡水库水位剧烈波动对这一变化有推动作用.各水库大型底栖动物群落与环境因子的典型对应分析(CCA)结果表明,浊度较大的水体,前突摇蚊容易占优势,而颤蚓科的霍甫水丝蚓和正颤蚓则在水柱稳定性较高、底层水温较低的水体中更易占优势.     

不同等级石漠化地区植物群落物种多样性及优势种叶片性状对环境因子的响应

为探讨不同等级石漠化对植物群落物种多样性和优势种叶片性状的变化规律及其对环境因子的响应,该研究以无、轻度、中度和重度石漠化地区植物群落为对象,通过Shannon-Wiener多样性、Margalef丰富度、Pielou均匀度和Simpson多样性等指数以及优势种LA、LT、LDMC和δ13C等叶片性状分析了石漠化梯度上的物种多样性和叶片性状变化规律。结果表明:36个样方共有维管植物188种,隶属69科141属。随着石漠化程度加剧,各物种多样性指数总体呈现下降趋势;不同等级石漠化物种多样性差异:乔木层>灌木层>草本层。优势种LA随着石漠化程度的加剧呈现降低趋势,而LT、LDMC和δ13C呈现升高趋势,不同等级石漠化优势种叶片性状具有显著差异(P<0.05)。结合CCA分析表明,土层厚度和土壤含水量是影响石漠化地区植物空间分布最主要的影响因素;通过RDA分析显示,物种多样性指数与环境因子之间具有显著相关关系,其中速效钾、土壤含水量、碱解氮、土层厚度和有机质是影响物种多样性和优势种叶片性状的主导因素。这对西南喀斯特植被生态保护和石漠化生态系统植被恢复具有一定的理论意义和指导价值。     

致谢2011年审稿专家

2011年共有341位专家先后为《植物科学学报》审阅稿件。在此,我们衷心感谢诸位审稿专家的辛勤劳动,向你们致以诚挚的谢意!