广西天然林中藤本植物区系组成及系统发育多样性

藤本植物是热带和亚热带森林的重要组分,在过去几十年中藤本植物多样性在热带森林增加,有可能导致森林的多样性减少,碳储量等生态系统服务功能降低,引起广泛关注。以《广西植被志要》中共355个样地数据(喀斯特森林、海拔1000 m以下的非喀斯特森林和海拔1000 m以上的非喀斯特森林)为基础,结合气候数据,分析天然林中藤本植物区系组成、不同生境藤本植物物种多样性与系统发育多样性关系、藤本植物物种多样性与年平均温度关系,以及系统发育结构特点。结果表明:(1)广西天然林藤本植物中,热带分布的含藤属占比最大(75.4%),温带分布含藤属占比较低(12.3%),世界广布含藤属和亚洲分布含藤属占比最小,海拔1000 m以下的喀斯特和非喀斯特森林都有一些专有的含藤科属;(2) 3个生境藤本的Gleason物种多样性和系统发育多样性与年均温都不相关,它们的物种多样性差异不显著,但是系统发育多样性有显著差异,海拔1000 m以下的非喀斯特森林中系统发育多样性最高,喀斯特森林系统发育多样性最低;(3)非喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于离散,暗指竞争排斥作用是藤本植物组合在该生境群落主要构建机制,喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于聚集,暗指藤本植物组合由生境过滤作用为主形成。这些研究发现对于热带亚热带森林藤本植物的多样性组成及其共存机制提供了新认识。     

土荆芥挥发油化感胁迫对土壤胞外酶活性和微生物多样性的影响

入侵植物释放的化感物质可改变土壤理化性状和微生物群落结构,通过与土壤微生物的互作抑制本土植物生长。为了进一步诠释土荆芥化感作用机制,采用温室培养瓶法,探讨了其挥发油对土壤胞外酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:土荆芥挥发油不同程度降低了脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和硝酸还原酶的活性(P0.05);较高剂量的挥发油处理组显著促进了过氧化氢酶活性(P0.05)。处理初期挥发油对土壤胞外酶活性影响较大,但随着处理时间延长,其影响逐渐减弱;处理16 d后,较高剂量(20μL和50μL)的挥发油处理组细菌数量显著高于对照(P0.05)。挥发油对土壤放线菌数量的影响表现为低剂量促进,高剂量抑制的效应;PCR-DGGE分析表明,随着挥发油处理剂量增加和处理时间延长,土壤中细菌和真菌的Shannonwiener多样性指数和丰富度指数均增大。结论:土荆芥挥发油可改变土壤微生物群落结构和胞外酶活性,增加土壤微生物多样性。     

鼎湖山气候顶极群落种间联结变化

通过与前人工作的比较,研究鼎湖山地带性植被气候顶极群落种间联结22a来的变化。研究结果表明,经过了22a,其种类结构尤其优势种类组成没有明显变化,这反映了厚壳桂群落处于演替的顶极阶段,其物种组成上具有相对的稳定性。现群落中的种间联结强度比1984年趋于缓和,高联结值的种对减少,完全正或负联结的种对,1984年为15,而2006年为5;一般联结的种对大为增加,联结值40以下的1984年为约1,2,而2006年为约3／5弱,表明群落的种群更趋向于独立分布而不是联结分布。生物竞争特性对种间关系有一定1的影响。主要原因是与物种对群落的选择和群落对生存物种的选择和淘汰有密切的关系。特别虫灾事件使该群落的群落结构有了较大的波动,但是群落的性质没有改变。反映了厚壳桂群落作为地带性气候顶级群落具有稳定性与较强的自我调节、自我恢复能力。整个群落的种群随时间进程趋向于独立分布,但这种分布趋势有其相对性,其中强独立分布（完全没有种间联结）的种群分布格局变弱,弱独立分布（只有微弱种间联结）的种群格局变强。     

江西武夷山中亚热带南方铁杉针阔混交林群落组成与结构

长期监测型固定样地是研究物种分布格局、群落动态和生物多样性维持机制等森林生态系统特征、过程与机理的重要平台。我国亚热带地区已建立的森林固定样地多为阔叶林类型,而针叶(阔叶混交)林类型十分有限。按照巴拿马Barro Colorado Island大型森林固定样地的建设规范,于2014年在江西武夷山国家级自然保护区内海拔1800 m左右的南方铁杉(Tsuga chinensis var. tchekiangensis)天然种群分布区域建立中亚热带针阔混交林6.4 hm~2固定样地。木本植物调查结果表明:(1)样地内胸径≥1 cm的木本植物共有29科53属89种,显著低于我国亚热带阔叶林样地平均水平,但显著高于温带针叶(阔叶混交)林样地平均水平;(2)在区系组成上,科以热带成分为主,而属以温带成分为主;(3)样地内独立个体数密度为2252株/hm~2,与温带针叶(阔叶混交)林平均水平相当,但显著低于亚热带阔叶林平均水平;(4)胸高断面积为37.89 m~2/hm~2,与亚热带阔叶林样地平均水平相当,但显著低于温带针叶(阔叶混交)林平均水平;(5)群落成层现象显著,优势种明显,多度排名前4位的物种的个体数占总个体数的55%,而排名后40的物种仅占1%;(6)群落总径级结构呈倒"J"型分布,其中胸径≤10 cm的小径木占总个体数的76.9%,而胸径30 cm的大径木仅占5.3%;(7)主要树种的径级结构有偏正态分布和"L"型分布等类型,但它们的种群在空间上均呈现显著的聚集分布特征;(8)南方铁杉虽然是群落现阶段最重要的优势种,但它的种群更新缓慢。研究结果充分显示该样地对中国森林多样性监测以及南方铁杉种群保育的重要意义。     

油藏微生物群落研究的方法学

油藏微生物群落的解析和认知是开发和应用微生物采油技术的基础。利用各种提高油藏微生物可培养性的方法和非培养技术解析不同油藏微生物的群落结构、功能和多样性,对定向调控油藏微生物群落、开发和应用有效微生物驱油技术具有重要的指导意义。通过调查新近发展的提高微生物可培养性的方法和措施以及不依赖于培养的分子微生物生态学技术,总结了油藏微生物群落研究方法学的最新进展。提高微生物可培养性的方法和措施主要通过模拟微生物的生存环境,减少富营养的毒害作用、添加信号分子维持微生物细胞间的作用和提供新型电子供体和受体等手段采用稀释法、高通量培养法等方法得以实现;不依赖于培养的分子微生物生态学技术主要包括荧光原位杂交、末端限制性片断长度多态性分析、变性梯度凝胶电泳和构建克隆文库等技术。这些方法学的进展为更有效的获得各种油藏微生物资源、调控油藏微生物群落以提高石油采收率提供理论指导。     

雅鲁藏布江中游地区土壤淡色丝孢菌群落多样性及物种生态位研究

从雅鲁藏布江中游地区采集土壤样品35份,主要涵盖农田、城市花园、高山草甸、湿地和防护林带五种生态类型,从中分离获得土壤淡色丝孢菌12属。利用种群优势度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度、生态位宽度、群落相似性等指标对该地区不同生境的土壤淡色丝孢菌物种(属级)的生态多样性及物种生态位进行了分析。结果表明,土壤淡色丝孢菌的数量和类群分布在该地区不同生态类型土壤中差异明显。农田生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最高,均匀度较高;防护林带生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最低,均匀度也最低。对不同生态类型土壤中淡色丝孢菌的相似性分析发现,农田和防护林带生境的相似性系数最大,说明这两种生境具有较多的共同物种;湿地和城市花园生境的相似性系数最小。物种生态位结果分析表明,在上述五种生境中,拟青霉属Paecilomyces、刺座霉属Volutella、曲霉属Aspergillus和青霉属Penicillium具有较宽的生态位宽度,属于广适性物种;而白僵菌属Beauveria和绿僵菌属Metarhizium生态位很窄,只存在于某个生境中,属于狭适性物种。     

Short-term effects of temperature enhancement on growth and reproduction of alpine grassland species

In order to study the effects of temperature enhancement on alpine calcareous grassland species, a warming experiment was carried out in the Berchtesgaden National Park (Southeast Germany, Northern Calcareous Alps) between 2002 and 2004. The study was conducted in stands of the Carex sempervirens and the Carex firma communities; the two most widespread grassland types in the alpine zone of the Northern Calcareous Alps. The temperature of the vegetation stand and the upper soil was passively enhanced using open top chambers (OTCs). The construction of the OTCs was appropriate since temperature was clearly increased while water conditions (humidity, soil water content) were not changed.

By comparing manipulated (temperature enhancement) with non-manipulated plots, the effects of warming on growth and reproduction of selected key species were studied. To test if vegetation response to temperature enhancement is at least partly due to increases in nutrient availability, soil solution concentrations of nitrate and ammonium were analysed.

We found that most of the studied plant species are sensitive to temperature enhancement. Growth and/or reproduction of 12 of the 14 studied species were significantly stimulated by warming. Only two species showed no response; none of the species experienced decreases in growth or reproduction. Dwarf shrubs and graminoids showed a stronger response than herbaceous perennials. A significant effect of warming on nutrient availability could not be detected. The observed response of vegetation is therefore mainly caused by direct and not by indirect temperature effects.     

不同植物群落下酸化尾矿养分状况及土壤酶活性

调查不同植被群落下铜尾矿的养分状况及土壤酶活性的变化动态,通过常规方法测定了尾矿的pH和电导率,以及有机质,总氮,有效磷,速效钾的含量。用底物反应法测定了过氧化氢酶,芳基硫酯酶,脲酶,酸性磷酸化酶和脱氢酶的活性。结果表明,与酸化的裸露尾矿相比,定居其上的芦苇(Phragmites australis)、狗牙根(Cynodon dactylon)和双穗雀稗(Paspalum distichum)均能显著增加尾矿基质pH值(从3.6上升到5.4),降低电导率,减缓尾矿酸化过程。芦苇和狗牙根能够显著提高尾矿基质中N、K和有机质含量(P<0.05),增加尾矿中的养分。3种植物群落下有效磷较裸露尾矿没有显著增加。植物的定居显著提高了尾矿中过氧化氢酶、芳基硫脂酶和脲酶的活性(P<0.05);但酸性磷酸化酶和脱氢酶活性没有显著提高。研究表明,植物对尾矿有明显的改良作用,而且芦苇和狗牙根优于双穗雀稗。在各种植被条件的尾矿中除酸性磷酸化酶以外的其它实验土壤酶活性均与尾矿中有机质和总氮呈极显著正相关(P<0.01)。     

北京永定河-海河干流河岸带植物的区系分析

探讨了北京永定河-海河干流河岸带植物区系特征。结果表明,河岸带植被中共有维管束植物37科100属134种,其中包括种子植物36科100属133种,蕨类植物1科1种。北京永定河-海河干流河岸带植物种类比较丰富,其中,在科的组成结构上,植物种类主要集中于少数几个大科如为禾本科和菊科,而多数科只有少数种或单种。在属的组成结构上,主要以单种属和小属为主。对其中种子植物的植物区系分布类型在种级水平上进行了分析,结果表明:河岸带共有4大类区系性质成分和16个地理成分类型,总体呈温带特性,各类温带分布类型67种,占河岸带植物总种数的50%。各河段河岸带植物区系结构存在差异:永定河山峡段与海河干流段区系结构比较相近,各结构在植物种所占比例上的排序为温带类世界类热带类亚洲类;而大部分长期干涸的永定河平原段,则温带类热带类世界类亚洲类。     

乌兰布和沙漠典型灌木群落结构及数量特征

灌木群落是乌兰布和沙漠生态系统中最重要的组成部分,根据野外样地的调查资料,从各群落物种组成、生活型谱、盖度特征、物种多样性、群落相似性等方面对乌兰布和沙漠中典型灌木群落结构和数量特征进行分析,为该区生物多样性保护与植物资源持续利用提供理论依据。结果表明:(1)梭梭、白刺、沙冬青、沙蒿、油蒿、盐爪爪是乌兰布和沙漠中主要灌木群落类型;各典型灌木植被群落中仅出现12科47属共计58种植物,各群落间物种组成差异较大,但均以藜科、菊科、禾本科、蒺藜科、豆科等干旱荒漠区的表征科数量居多;(2)沙漠中分布范围最广的梭梭群落、白刺群落、沙冬青群落和油蒿群落其生活型谱均以一年生植物所占比例最大,与研究区干旱的气候特征相吻合;(3)各群落中灌木层植物所占群落盖度的比重均超过了50%,其贡献率大于草本植物;(4)分布于生境条件较好的群落类型其物种多样性相对较高,从整体看各典型灌木群落的H′多样性指数的变化范围在0.98～3.42之间,而D多样性指数的变化范围在0.415 5～0.879 5之间,其物种多样性指数较低,物种组成比较简单;(5)各典型植物群落的相似性系数在0.068 2～0.604 7之间,均未达到极相似水平,其中白刺群落、梭梭群落以及沙冬青群落之间呈轻度相似水平,而其他各群落之间相似性系数均低于0.25,表明各群落间生境差异较大。