半干旱黄土区坡面尺度柠条生长状况及影响要素分析

以半干旱黄土丘陵区典型小流域坡面大规模人工种植柠条林为例,基于坡面不同部位柠条生长状况和生境条件调查,定量分析了地形变化、土壤水分及灌木密度对柠条生长的直接、间接影响及其贡献率。结果表明:(1)东坡大株柠条生长明显好于南坡,下坡位柠条生长状况略好于中上坡位,其他各坡位之间柠条生长状况差异较小;(2)大株柠条生长与浅层土壤水分有正相关关系,而与灌木密度和深层土壤水分则呈负相关关系;大株柠条灌木高度、灌木纵截面积和冠幅体积对浅层土壤水分的响应敏感,冠幅长度对坡向和坡位的响应较为敏感,冠幅宽度对灌木密度的响应较为敏感;(3)地形和土壤水分变化解释了59.9%的大株柠条生长变异,其中坡向、坡位和浅层土壤水分是影响大株柠条生长的主导环境因子,它们分别解释了21.1%、16.0%和13.1%的柠条生长变化。研究认为半干旱黄土区人工植被恢复既要重视空间布局,也要在后期实施必要的管理措施以维持人工林地的稳定性。     

Estimating species – area relationships by modeling abundance and frequency subject to incomplete sampling

Models and data used to describe species–area relationships confound sampling with ecological process as they fail to acknowledge that estimates of species richness arise due to sampling. This compromises our ability to make ecological inferences from and about species–area relationships. We develop and illustrate hierarchical community models of abundance and frequency to estimate species richness. The models we propose separate sampling from ecological processes by explicitly accounting for the fact that sampled patches are seldom completely covered by sampling plots and that individuals present in the sampling plots are imperfectly detected. We propose a multispecies abundance model in which community assembly is treated as the summation of an ensemble of species‐level Poisson processes and estimate patch‐level species richness as a derived parameter. We use sampling process models appropriate for specific survey methods. We propose a multispecies frequency model that treats the number of plots in which a species occurs as a binomial process. We illustrate these models using data collected in surveys of early‐successional bird species and plants in young forest plantation patches. Results indicate that only mature forest plant species deviated from the constant density hypothesis, but the null model suggested that the deviations were too small to alter the form of species–area relationships. Nevertheless, results from simulations clearly show that the aggregate pattern of individual species density–area relationships and occurrence probability–area relationships can alter the form of species–area relationships. The plant community model estimated that only half of the species present in the regional species pool were encountered during the survey. The modeling framework we propose explicitly accounts for sampling processes so that ecological processes can be examined free of sampling artefacts. Our modeling approach is extensible and could be applied to a variety of study designs and allows the inclusion of additional environmental covariates.     

青海省湟水地区森林灌丛植被遥感分析及其主要特征

湟水地区地处黄土高原和青藏高原过渡带 ,界于北纬 36°0 2′～ 37°2 8′,东经 1 0 0°41′～1 0 3°0 4′之间。海拔 1 650～ 4395m,总面积为 1 61 2 0 km2。本研究根据卫星遥感影像资料 (以TM为主 ) ,结合以往野外调查工作 ,研究并综合分析了湟水地区的森林、灌丛植被及其主要特征。森林灌丛植被的遥感解译采用综合分析法。研究表明湟水地区森林灌丛植被具有明显的生态地理分布特征 ,其分布多集中于黄土低山丘陵与中高山地形结合地带 ,即黄土覆盖的边缘交错区域。这一空间分布特征可能与本区的黄土覆盖边缘地区的多样化生态地理特点存在一定的联系。生境的干湿状况直接影响本地区天然林的分布特征、森林灌丛植被覆盖率的高低、森林的类型结构和种类组成 ,并成为人工造林效果的重要环境因素。本区森林灌丛植被长期受到人类活动的深刻影响 ,具有人类活动的明显痕迹。人类活动的规模范围、作用方式、影响强度等因素成为本区森林灌丛植被及其生境变化与差异的重要原因之一。     

植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响

同小流域土壤侵蚀一样,小流域土壤氮素随洪流流失也受到植被覆盖度的影响,通常经过调整小流域内土地利用结构以达到控制水土流失。该研究以8.27 km2纸坊沟流域和1:400比例流域模型为研究对象,研究植被覆盖度和综合治理对纸坊沟流域土壤氮素流失的影响。结果表明:在模拟降雨下,当流域植被覆盖度分别为60%、40%、20%和0时,流域模型铵态氮流失量分别为87.08、44.31、25.16和13.71 kg/km2,硝态氮为85.50、74.05、63.95和56.23 kg/km2,全氮为0.81、1.18、1.98和7.51 t/km2;在自然降雨下,1998年与1992年相比,全流域年土壤侵蚀量为1 086 t/km2和1 119 t/km2,氮素流失量为8 758.5和7 562.2 kg,减少了15.8%,其中农地减少了52.0%。流域对降水中的矿质氮具有过滤作用,硝态氮的过滤作用明显高于铵态氮。洪流泥沙中<20 mm微团聚体富集造成了泥沙有机质和全氮的富集。植被覆盖虽能有效地减少流域土壤侵蚀和全氮的流失,却能增加土壤矿质氮的流失。坡地退耕还林草可显著减少流域土壤氮素流失。     

Improved mass spectrometry compatibility is afforded by ammoniacal silver staining

Sequence coverage in MS analysis of protein digestion-derived peptides is a key issue for detailed characterization of proteins or identification at low quantities. In gel-based proteomics studies, the sequence coverage greatly depends on the protein detection method. It is shown here that ammoniacal silver detection methods offer improved sequence coverage over standard silver nitrate methods, while keeping the high sensitivity of silver staining. With the development of 2D-PAGE-based proteomics, another burden is placed on the detection methods used for protein detection on 2-D-gels. Besides the classical requirements of linearity, sensitivity, and homogeneity from one protein to another, detection methods must now take into account another aspect, namely their compatibility with MS. This compatibility is evidenced by two different and complementary aspects, which are (i) the absence of adducts and artefactual modifications on the peptides obtained after protease digestion of a protein detected and digested in - gel, and (ii) the quantitative yield of peptides recovered after digestion and analyzed by the mass spectrometer. While this quantitative yield is not very important per se, it is however a crucial parameter as it strongly influences the S/N of the mass spectrum and thus the number of peptides that can be detected from a given protein input, especially at low protein amounts. This influences in turn the sequence coverage and thus the detail of the analysis provided by the mass spectrometer.     

地点覆盖度、集合群落、地质时期动物群:联接古生物学和现代种群生物学的概念

在古生物群落中新近出现的地点覆盖度或发生率的概念,以及对生物集合种群的空间动态学的深入了解,使古生物学和现代生物学的联系更加紧密。集合群落的概念以及地质时期动物群的古生物学认识显示,将古生物学和生态学结合在一起是大有希望的。评述了目前对这些概念的理解,并以欧亚大陆大型食草动物群落的发育作为范例,介绍了运用这些理论来研究化石记录的方法。研究结果表明,化石记录中种群覆盖度的研究可以在以化石为基础的进化研究和以现生有机体为基础的进化研究之间架起一座桥梁。地点覆盖度最大的类群,像现代生态学中发生率最大的类群一样,往往是地理分布最广泛、在当地最丰富的类群。     

川西亚高山针叶林土壤微生物及酶对林下植物去除的响应

生物多样性与生态系统功能的关系是生态学领域研究的热点与难点。但因受研究手段的限制,有关森林物种组成及其多样性变化对土壤微生物数量和酶活性影响的研究少有报道。采用人工去除灌草层的实验方法,研究了川西亚高山针叶林灌草层丧失对土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明:1)灌草层去除后,土壤细菌和真菌数量以CK(对照)RH(除草)RS(除灌),而土壤放线菌数量则以RHCKRS;2)灌草层去除后,土壤微生物群落构成发生改变,真菌比例有所下降;3)灌草层去除后,土壤酶活性随之发生变化,各种酶活性均以CKRHRS。表明林下灌草层去除,尤其是灌木层去除,导致土壤微生物数量下降、群落构成发生变化以及土壤酶活性下降,从而在一定程度上影响到森林生态系统的物质循环功能。     

岷江上游干旱河谷四种灌木的抗旱生理动态变化

岷江上游干旱河谷是我国最困难的造林地区之一。该实验以杂谷脑河干旱河谷区域内,自然生长的白刺花（Sophora davidiana）、刺旋花（Convolvulus tragacanthoides）、马鞍羊蹄甲（Bauhinia faberi var.microphylla）和铁杆蒿（Artemisia gmelinii）为研究材料,对其抗旱生理及其抗旱性动态进行了分析研究。结果表明：（1）干旱胁迫下,灌木体内叶绿素、可溶性糖以及游离脯氨酸含量增加;同时,叶片组织失水率、水分亏却度、细胞膜透性的降低,以增加灌木的抗旱性。（2）通过隶属（反隶属）函数法对4种灌木抗旱能力动态变化进行综合评价,几种灌木生长季节的抗旱性综合评价指数7月份为0.507,最高;其次9月份〉8月份〉6月份,5月份最低,仅为0.442。这为了解植被在该地区抗旱性动态变化趋势,以及为在植物抗旱性最弱的生长时期——5、6月份,采取有效防旱抗旱措施,提高造林树种的成活率与保存率,加快该地区植被的恢复与重建进程提供理论依据。     

基于TM卫星影像数据的北京市植被变化及其原因分析

植被覆盖变化是全球变化研究的重要内容之一,由于NDVI与植被的分布密度呈线性相关,是指示大尺度植被覆盖的良好指标,因此在宏观植被盖度的估算中常被应用.利用1987年9月26日和2009年9月22日的Landsat TM卫星影像,以NDVI为桥梁,分别计算了北京市域的植被盖度和大于0.1的NDVI差值指数,北京市域与不同生态区域两个尺度对其植被变化情况进行了量化分析,结果表明,2009年与1987年相比,北京市极低覆盖度、中覆盖度和高覆盖度植被的面积均有所减少,其所占全市土地面积的比例从1987年到2009年分别降低了5.15％和0.54％和0.03％;而低覆盖度和极高覆盖度植被的面积比例则分别增加了5.71％和0.01％.大于0.1的植被差值指数统计结果显示,全市域植被质量以改善为主,全市植被发生改善变化的土地面积共919302.3 hm2,其中发生轻微改善的比例为28.31％,中度改善的为41.33％,极度改善的面积为30.36％;全市植被发生退化变化的面积326931.12 hm2,其中发生中度退化、轻微退化和极度退化的面积分别占到了退化变化土地面积的41.98％、43.20％和14.82％.从不同区域的植被差值指数看,植被发生退化变化最明显的区域为燕山山区北部、五环以内和五至六环间区域,这几个区域退化变化的植被面积占相应区域的面积比例分别达到了30.25％、58.17％和47.38％,而且均以严重退化与中度退化为主,两者合计的面积比例分别为15.79％、44.72％和34.19％.而发生退化变化面积比例最小的区域为太行山区和延庆盆地,其退化面积占该区域植被面积的比例分别为13.35％和17.02％,且退化程度均以轻微退化和中度退化为主,其面积比例介于5％-8％之间.从植被变化的驱动力看,目前还看不出北京这种植被变化结果与气候变化之间的直接关联.北京市植被变化的驱动力主要还是人为因素.这包括了区域性的大环境绿化生态工程建设(包括山区与平原区),城市绿化市政工程建设、平原区农业结构调整、新农村生态环境建设,以及由于降水而导致的山区河岸带变化等.其中河流水面变化对河岸带植被变化的影响范围在多年平均水面线外0-150 m范围内,0-100 m范围为受影响较大的区域.     

雪被斑块对高山森林两种灌木凋落叶质量损失的影响

高山/亚高山森林灌木层植物凋落物的分解对于系统物质循环等过程具有重要意义, 并可能受到冬季不同厚度雪被斑块下冻融格局的影响。该文采用凋落物分解袋法, 研究了高山森林典型灌层植物华西箭竹(Fargesia nitida)和康定柳(Salix paraplesia)凋落物在沿林窗-林下形成的冬季雪被厚度梯度(厚型雪被斑块、较厚型雪被斑块、中型雪被斑块、薄型雪被斑块、无雪被斑块)上在第一年不同关键时期(冻结初期、冻结期、融化期、生长季节初期和生长季节后期)的质量损失特征。在整个冻融季节, 华西箭竹和康定柳凋落叶的平均质量损失分别占全年的(48.78 ± 2.35)%和(46.60 ± 5.02)%。冻融季节雪被覆盖斑块下凋落叶的失重率表现出厚型雪被斑块大于薄型雪被斑块的趋势,而生长季节无雪被斑块的失重率明显较高。尽管如此, 华西箭竹凋落物第一年分解表现出随冬季雪被厚度增加而增加的趋势, 但康定柳凋落物第一年失重率以薄型雪被斑块最高, 而无雪被斑块最低。同时, 相关分析表明冻融季节凋落叶的失重率与平均温度和负积温呈极显著正相关, 生长季节凋落叶的失重率与所调查的温度因子并无显著相关关系, 但全年凋落物失重率与平均温度和正/负积温均显著相关。这些结果清晰地表明, 未来冬季变暖情境下高山森林冬季雪被格局的改变将显著影响灌层植物凋落物分解, 影响趋势随着物种的差异具有明显差异。