2013-2018年武夷山亚热带常绿阔叶林乔木层动态

从植物群落组成和结构的角度研究森林群落的演替规律,是探究森林群落的退化与恢复过程及相关机制的重要途径,对于指导天然林保护和恢复具有重要理论价值和实践意义。2018年,对面积为9.6 hm~2的武夷山亚热带常绿阔叶林样地进行了第2轮调查,并从重要值、物种多度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数、死亡率、补员率、种群大小变化率、相对适合度、胸径变异系数等角度分析了乔木层群落动态。结果表明：2018年的乔木个体为48科88属174种,较2013年增加了1种。Margalef丰富度指数上升,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数均略有下降。DBH≥1 cm的乔木个体从68336个减少到63897个,共死亡7430个个体,补员2991个个体。群落的年死亡率为2.30%,年补员率为0.96%,种群大小变化率为-1.34%,相对适合度为0.42。群落的平均胸径从5.02(±0.02) cm上升为5.49(±0.03) cm。28个重要值之和由71.92%下降为71.81...     

末次盛冰期以来陀螺果潜在地理分布格局变迁预测

陀螺果(Melliodendron xylocarpum Handel-Mazzetti)为中国特有种,观赏价值极高,了解陀螺果潜在地理分布格局对气候变化的响应对于有效保护和合理利用其野生资源具有重要意义。本文采用ENMeval数据包优化Maxent模型参数设置;基于137条现代地理分布记录和8个生物气候变量模拟和预测陀螺果在末次盛冰期、全新世中期、现在和典型浓度目标(RCP)8.5背景下2070年的潜在分布区;利用多元相似度面和最不相似变量分析,评估气候异常程度和引起气候异常的关键因子;综合使用贡献率、重要值和Jackknife法,检验评估环境因子的重要性。结果表明:当特征组合为线性、二次型、片段化、乘积型和阈值性,调控倍频为2时,模型复杂度和过拟合程度较低,此时测试集受试者工作特征曲线下的面积值达到0.9853±0.0055,模拟准确度极高;陀螺果现代高度适宜区位于广西、广东和湖南交界的地区;末次盛冰期其适宜分布区面积明显缩小,中国南部的适宜区向南转移;全新世中期适宜分布区面积增加,但无明显移动;2070年低海拔地区年均温和极端最高温最异常,适宜度显著降低,生境呈破碎化趋势,高、中度适宜区残存于高海拔地区;温度因子和降雨因子共同制约着陀螺果现代潜在地理分布,但前者更有可能引起地理分布的变迁。     

利用CRISPR-Cas9敲除Tyr基因制作白化C57BL/6N小鼠

目的 为了获得白化的C57BL/6N小鼠,扩大其在皮肤移植和胚胎干细胞方面研究中的应用。方法 通过体外设计合成Cas9 mRNA和系列sgRNA(single guide RNAs),注射到小鼠的受精卵内,破坏合成C57BL/6N小鼠黑色素生成必须的酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因序列的第1和第2外显子,产生基因突变,获得F0代白化的C57BL/6N小鼠,然后经过重复回交和自交,形成白化C57BL/6N小鼠近交系。结果 经过注射两对sgRNA,成功的获得了F0代的白化小鼠,在Tyr基因的第1和第2外显子中均发生了缺失突变,小鼠可以将突变基因传递给后代,并在其后代中产生了纯合的白色C57BL/6N小鼠,最后对白化小鼠突变类型进行了分析。结论 通过CRISPR-Cas9技术破坏了小鼠Tyr基因,成功地建立了白化C57BL/6N小鼠近交系,为将来的嵌合体制作、组织移植提供了新的研究工具。     

小叶栎分布格局对末次盛冰期以来气候变化的响应

小叶栎(Quercus chenii)是华东植物区系的代表树种, 具有很高的生态、经济价值。为重建冰期以来小叶栎地理分布格局的变迁历史、了解环境因子对潜在地理分布的制约机制, 为小叶栎种质资源保护和管理提供科学依据, 该研究基于55条分布记录和8个环境变量, 利用MaxEnt模型模拟小叶栎在末次盛冰期、全新世中期、现代和2070年(温室气体排放情景为典型浓度目标8.5)的潜在分布区, 利用多元环境相似度面和最不相似变量分析探讨气候变迁过程中环境异常区域和引起潜在地理分布改变的关键因素, 综合应用贡献率及置换重要值比较、Jackknife检验评估制约现代地理分布的主要因子, 采用响应曲线确定环境变量的适宜区间。研究结果表明: MaxEnt模型的预测准确度极高, 受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.9869 ± 0.0045; 现代高度适宜区在安徽南部、浙江西部、江西东北部和湖北东部; 影响小叶栎地理分布的主要气候因子为气温和降水量, 气温更重要; 最干季平均气温可能是制约小叶栎向北分布的关键因素; 末次盛冰期时, 小叶栎高度适宜区位于东海大陆架内; 全新世中期适宜分布区轮廓已与现代近似; 2070年适宜分布区向北移, 高度适宜区面积增大, 与末次盛冰期、全新世中期和现代相比, 这一时期的气候异常程度最高。气温季节变化和降水季节变化可能是引起地理分布变迁的重要气候因素。     

模拟降雨条件下含砾石红壤工程堆积体产流产沙过程

生产建设项目开发过程中形成的工程堆积体具有特殊的结构和复杂的物质组成,坡面侵蚀特征明显有别于一般农地.采用室内人工模拟降雨试验方法,研究降雨强度对红壤区不同砾石含量(0%、10%、20%、30%)工程堆积体产流产沙过程的影响.结果表明: 坡面产流开始时间随降雨强度和砾石含量的增大而减小,减幅分别为48.5%～77.9%和4.2%～34.2%,且与降雨强度呈显著的幂函数关系.坡面径流流速和径流率均随产流历时呈先上升随后趋于稳定的变化趋势,降雨强度是其主要影响因素,砾石含量对其影响不显著.砾石对径流量的影响存在一个10%左右的阈值,1.0 mm·min^-1雨强、10%砾石含量时坡面产流量最小;雨强＞1.0 mm·min^-1时,10%砾石含量坡面产流量最大.随雨强增大径流量增加10%～60%.坡面含沙量在产流前6 min急剧下降后趋于稳定,随砾石含量增大,降雨强度对含沙量的影响减小.雨强＞1.0 mm·min^-1时,砾石具有显著的减沙效应,产沙量与降雨强度和砾石含量呈显著的线性函数关系.     

气候变暖对中国栓皮栎地理分布格局影响的预测

利用DIVA-GIS软件对中国栓皮栎的地理分布及气候特征进行研究,并用该软件中的Bioclim和Domain两个模型评估未来潜在分布区对气候变暖的响应.结果表明: 中国栓皮栎分布区可分为横断山脉区、云贵高原区、华北山地区、华东山丘区、辽鲁半岛区、台湾海岛区和秦岭巴山区7个亚区,跨越7个温度带、2个干湿区、17个气候区,包括8种气候类型.秦岭-大巴山-伏牛山为栓皮栎的现代多度中心.适合栓皮栎生长的年平均温度为7.5～19.8 ℃,年降雨量为471～1511 mm.Domain和Bioclim模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)分别为0.910、0.779,前者预测的高度适生区为秦岭、大巴山、伏牛山、桐柏山、大别山、云贵高原东部和西部、苏皖南部丘陵和华北部分山地.气候变暖趋势下栓皮栎潜在分布区可能向北回缩,面积减小.     

应用RNA干扰技术体外抑制兔成纤维细胞HGPRT的表达及其核移植研究

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase,HGPRT)的功能缺失与痛风、肾结石和雷纳综合症(Lesch-Nyhan Syndrome)等疾病相关.制作HGPRT基因表达降低的模式动物,将有利于人们对这种疾病的发病机理和治疗做进一步的研究.构建了针对HGPRT基因表达的shRNA干扰载体,并将质粒转染兔成纤维细胞,获得携带该干扰片段的转基因细胞系,经PCR鉴定转基因成纤维细胞克隆阳性率为83.3%.RT-PCR及Western blot检测结果表明转基因干扰成纤维细胞系HGPRTmRNA和蛋白质表达量明显降低.最后,以转基因成纤维细胞进行核移植,囊胚率为27.8%,与正常来源的成纤维细胞囊胚率相比较差异不显著.说明,通过RNAi可稳定干扰兔成纤维细胞HGPRT基因的表达,为进一步通过核移植技术建立HGPRT RNAi转基因兔模型创造条件.     

2011-2016年武夷山甜槠常绿阔叶林乔木层群落动态

武夷山保存了典型的中亚热带原生性森林生态系统。加强武夷山常绿阔叶林研究,对支撑武夷山生态保护实践具有重要意义。2016年,对按照美国史密森热带研究所热带森林研究中心调查技术规范建立的甜槠常绿阔叶林样地进行了首轮复查,并从物种组成、群落多样性、重要值、死亡率、补员率、胸径等方面分析了其群落动态。结果表明：2016年的乔木个体为25科44属88种,较2011年增加了2科2属7种。群落的优势种组成及其优势程度变化不大,在重要值大于1的21个常见树种中,10个树种的重要值增高,11个降低。甜槠仍为建群种,其重要值略下降。乔木个体增加到3888个,年死亡率为1.31%,年补员率为2.98%。43个树种出现死亡,46个出现补员。4个常见树种的种群数量下降,16个上升。群落的平均胸径从4.82 cm增大为4.89 cm,5个常见树种的平均胸径下降,16个上升。死亡个体的平均胸径为4.47 cm,补员个体为1.67 cm。甜槠仍然将在乔木层,马银花和鹿角杜鹃在亚乔木层保持优势地位。在短期内群落结构不会出现较大的变化,但黄绒润楠、厚皮香等阴生树种和中性树种优势度的增加可能预示群落将向中生群落（顶级群落）演替。     

黄山亚热带常绿阔叶林的群落特征

黄山是我国东部高山之一, 处于亚热带季风气候区, 属南北植物区系交替的过渡带, 是第四纪冰期动植物的避难所。其地带性植被为常绿阔叶林, 植被垂直分布明显, 是中国生物多样性保护优先区域, 也是世界文化与自然遗产地以及享誉全球的风景名胜区。2014年, 我们在黄山建立了10.24 ha的森林动态监测样地, 并完成了首次调查。本文从物种组成、区系特征、径级结构和空间分布格局等方面分析了样地中植物的群落特征。结果表明: 样地内有维管植物59科129属191种, 其中乔木层内胸径≥ 1 cm的木本植物46科97属153种; 热带性质的科、属分别占总科、属数的65.79%和45.36%, 温带性质的科、属分别占34.21%和51.55%。样地内珍稀濒危物种较多, 其中国家II级重点保护野生植物6种、《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》中的近危物种7种、《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录II物种1种以及64种中国特有种, 这些物种具有较高的保护和研究价值。当取样面积小于2,150 m²时, 物种数随着面积的增加而急剧增加; 其后增加速率明显降低; 但大于57,950 m²时, 增加速率又略变大。稀有种69种, 占总树种数的45.10%。壳斗科和杜鹃花科的重要值占一半以上。建群种甜槠(Castanopsis eyrei)的重要值达26.25%, 其次分别为细齿叶柃(Eurya nitida) (7.63%)、马银花(Rhododendron ovatum) (7.60%)、马尾松(Pinus massoniana) (6.29%)和檵木(Loropetalum chinense) (4.83%)。样地平均胸径为4.10 cm, 小径木的数量占较大优势。乔木层可分为两个亚层, 甜槠在两个亚层的个体数量均最多, 马尾松数量也比较多。甜槠、细齿叶柃、马银花、马尾松等均呈较显著的聚集分布。     

麻栎在中国的地理分布及潜在分布区预测

基于19个生物气候因子和473个地理分布记录,利用DIVA-GIS软件,分析了麻栎在中国的地理分布与气候的关系及其潜在分布区。结果表明:中国麻栎分布在18°~41°N、91°~123°E之间,其地理分布可划分为6个区,其中横断山脉区、云贵高原区、秦岭巴山区比较集中;分布区跨越7个温度带、3个干湿区、18个气候区,包括9种气候类型;适宜麻栎生长的年均温度为5.1℃~20.7℃,年降雨量为471~1 712.6mm;影响麻栎地理分布的主导因子依次为湿度因子、耐旱能力和温度因子。BIOCLIM模型预测显示,麻栎潜在分布区与实际分布区具有很好的一致性,其最适分布区位于云贵高原中部和秦岭巴山区;在CO2浓度倍增的未来气候情景下,麻栎潜在分布区面积将缩小,且有向北方和高海拔地区扩散的趋势。ROC曲线分析表明,BIOCLIM模型的模拟精度较高(AUC=0.826)。研究结果对于合理经营利用麻栎林具有重要的理论和现实意义。