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    2010年, 第4期
    刊出日期:2010-07-20

    硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum)系我国特有的一级保护植物, 喜荫庇环境, 局限分布在中亚热带至南亚热带季风湿润气候区海拔800–1,700 m 的喀斯特地区, 花开放长达20–30 d。人为采集容易导致其局域性绝灭。宋同清等(见本期355–364 页) 探讨了硬叶兜兰主要分布区之一——西南喀斯特峰丛洼地区域不同类型森林群落的组成与生物多样性特征。(摄影者:宋同清、许为斌)

      
    论文
    Beta多样性研究进展
    陈圣宾, 欧阳志云, 徐卫华, 肖燚
    生物多样性. 2010, 18(4):  323-335.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.323
    摘要 ( 3821 )   PDF (440KB) ( 5188 )   收藏
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    Beta多样性度量时空尺度上物种组成的变化, 是生物多样性的重要组成部分, 与许多生态学和进化生物学问题密切相关, 并且其信息可用于保护区选址和布局规划, 因此在最近10年间成为生物多样性研究的热点问题之一。多年来, 学者们利用各种度量方式和分析方法, 在不同地理区域, 对许多生物类群beta多样性的时空格局和形成机制进行了大量研究。本文主要从beta多样性的度量方法、时空格局、形成机制及其在生物多样性保护中的应用等几个方面, 总结了最近10多年来相关研究的进展。Whittaker(1960)最初提出beta多样性概念时就缺乏严格的定义, 随着概念的不断演化, 度量方法也同样呈现出多样化, 而度量手段的多样化非常不利于不同研究之间的比较。目前应用最普遍的度量方法是采用相似性指数, 如Jaccard和Sørensen指数。最近几年, 新的度量方法还在不断出现, 其中一些方法非常值得注意。Beta多样性具有时空尺度和分类尺度依赖性, 一般随分析粒度(grain)的增加而降低。虽然有些研究表明beta多样性随纬度增加而降低, 但学者们并没有达成共识。山区和生物地理区的交界处beta多样性都比较高, 因而需要在这些地区增加保护区的面积或者数量以囊括物种变化梯度。对时间尺度上beta多样性的研究表明, 气候变化确实导致了物种组成在时间上的变化, 并且物种在不同大陆和地区间的迁移导致了生物同质化。扩散过程和生态位过程共同决定了beta多样性, 只是这两个过程的相对重要性依尺度、地理区域和物种类群的不同而有所差异。综上所述, 我们认为未来beta多样性研究的热点问题是:(1)不同生物类群的进化历史和生物学特征对beta多样性的影响; (2)不同的时空尺度对beta多样性及其维持机制的影响; (3)人类活动对beta多样性的影响。

    我国抗虫转基因杨树生态安全性研究进展
    胡建军, 杨敏生, 卢孟柱
    生物多样性. 2010, 18(4):  336-345.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.336
    摘要 ( 2628 )   PDF (350KB) ( 2949 )   收藏
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    转基因树木与农作物相比, 人们更关注其长时间种植可能导致转基因扩散到周围野生近缘种。由于生长周期长, 转基因树木会增加转基因不稳定性, 对非靶标生物的影响, 靶标害虫对转基因植物产生抗性, 增加树木入侵性(杂草化), 以及由于基因漂移或基因逃逸对环境产生的负面影响或新的环境风险。过去十几年, 针对我国抗食叶害虫的两个商业化转Bt基因欧洲黑杨(Populus nigra)和转双抗虫基因741杨[P. alba× (P. davidiana + P. simonii ) ×P. tomentosa], 已开展了有关生态安全性方面的多项研究。本文围绕抗虫转基因树木生态安全性研究进展进行了综述。抗虫转基因杨树对节肢动物种群和群落结构产生了一定影响, 使昆虫的多样性提高, 但对土壤微生物区系未见明显影响。转基因欧洲黑杨通过花粉和种子发生的基因漂移几率很低。转基因杨树通过内生菌发生的水平转移可能会对环境造成的潜在危险也进行了评价。文章最后指出对抗虫转基因杨树农林复合生态系统开展生物安全研究的必要性。

    新疆准噶尔荒漠短命植物群落特征及其水热适应性
    袁素芬, 唐海萍
    生物多样性. 2010, 18(4):  346-354.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.346
    摘要 ( 2579 )   PDF (524KB) ( 2958 )   收藏
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    短命植物是一类利用短暂湿季快速生长的特殊植物类群, 包括一年生短命植物和类短命植物。作者在新疆北部准噶尔荒漠的莫索湾地区从2005–2008年进行了连续4年的群落调查研究, 通过25条样线201个样方的调查,并结合同时段冬春季节的气温、降水资料, 探讨了短命植物对环境水热变化的适应性特征。结果表明: (1) 早春季节, 短命植物在准噶尔荒漠植物群落组成中占据优势地位, 物种数均占调查总物种数的52%左右; (2) 从群落优势种来看, 7种植物标准频度在40%以上, 其中6种是短命植物, 分别是旱麦草(Eremopyrum orientale)、卷果涩芥(Malcolmia scorpioides)、硬萼软紫草(Arnebia decumbens)、狭果鹤虱(Lappula semiglabra)、四齿芥(Tetracme quadricornis)和沙滨藜(Atriplex dimorphostegia); (3) 群落中短命植物萌发的个体数量与前一年冬季温度关系极为密切, 较低的冬季温度更易激发其萌发, 而当年群落外貌特征则更多地依赖于早春季节的降水, 若早春季节温度过低也会影响短命植物的萌发; (4) Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数年际间变化趋势与同期冬春降水总量变化趋势一致。总之, 温度和降水的不同配置是引起短命植物多样性发生年际变化的主要因素。

    喀斯特峰丛洼地不同类型森林群落的组成与生物多样性特征
    宋同清, 彭晚霞, 曾馥平, 王克林, 曹洪麟, 李先琨, 覃文更, 谭卫宁, 刘璐
    生物多样性. 2010, 18(4):  355-364.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.355
    摘要 ( 2717 )   PDF (377KB) ( 2425 )   收藏
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    不同退化程度石漠化生态重建的关键是恢复植被, 提高土地生产力。本文基于动态监测样地(200 m × 40 m)植被的全面调查, 研究了喀斯特峰丛洼地人工林、次生林和原生林3类典型森林群落木本植物的组成与生物多样性特征。结果表明, 3类森林的物种组成分别为26科52属65种、33科68属100种和43科91属123种, 常绿物种分别占41.54%、47.00%和52.85%; 科、属、种和生活型组成复杂, 优势科或种明显, TWINSPAN分类第3级水平上可分别划分为8、9和8个群落类型。原生林多样性和结构性指标均高于人工林和次生林, 人工林的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度、冠幅、胸径和树高均高于次生林, 而种类、密度和盖度则低于次生林。不同类型森林群落特征不同, 应采取相应的经营策略。

    云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种表型比较
    徐福荣, 张恩来, 董超, 戴陆园, 张红生
    生物多样性. 2010, 18(4):  365-372.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.365
    摘要 ( 2465 )   PDF (836KB) ( 2644 )   收藏
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    为揭示中国云南元阳哈尼梯田中所种植的水稻(Oryza sativa)地方品种的表型性状在30年间的变化, 我们通过田间实验方法, 对元阳哈尼梯田农户在20世纪70年代种植的66个(简称“过去的品种”)和近10年间种植的69个(简称“当前的品种”)代表性水稻地方品种的农艺性状进行了比较。结果表明, 23个农艺性状的多样性指数(H′)平均值,过去的品种(1.784)大于当前的品种(1.766); 过去品种的变异系数平均值和相似性系数平均值(分别为19.5%和0.2107)均小于当前的品种(分别为21.7%和0.2149)。因子特征值大于1的主成分, 过去的品种有8个(PC1–8), 当前的品种有6个(PC1–6), 分别能够解释总变异的83.2%和81.4%。23个表型性状的聚类树形图和前3个主成分分布散点图均能将供试品种分为与籼、粳两个亚种相对应的两类。与过去种植的品种相比, 当前种植的品种表现为籼型品种、糯性品种、红米品种, 以及落粒性极强和强的品种比例降低; 当前种植品种的株高、穗颈长、穗下节长、千粒重和剑叶角度等参数显著下降, 相反, 单株有效穗、剑叶宽、每穗实粒数和结实率等参数显著增加, 其株型更紧凑。总体而言, 元阳哈尼梯田农户当前种植的水稻地方品种有单一化和遗传多样性降低的趋势, 这可能是由于杂交水稻的推广, 以及当地农民对产量性状的选择和传统文化习俗的淡化所致。建议对云南元阳哈尼梯田及时采取水稻地方品种与稻作传统文化并重的保护举措。

    北极、南极和西藏有壳虫区系与分布
    杨军, Humphrey G. Smith, David M. Wilkinson
    生物多样性. 2010, 18(4):  373-382.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.373
    摘要 ( 2910 )   PDF (417KB) ( 2471 )   收藏
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    有壳虫(Testacea)是一类常见的自由生活的原生动物, 在生态系统物质循环和能量流动中发挥重要作用。作者在分析地球三极(北极、南极、西藏)地区有壳虫种类名录(62属315种)基础上, 对有壳虫区系特征、地理分布及其影响因素进行了研究。结果显示, 北极地区已记录25科51属232种; 南极地区20科30属131种; 西藏地区22科42属173种。三个地区物种丰富度最高的属均为砂壳虫属(Difflugia)、匣壳虫属(Centropyxis)、梨壳虫属(Nebela)、鳞壳虫属(Euglypha)和表壳虫属(Arcella); 5个属的种数分别占北极、南极、西藏总种数的51.3%、63.4%和60.1%。此外, 3个地区共有种数是73(23.2%), 共有属数是24 (38.7%); 仅在1个地区记录的种数是167种(53.0%)。在三极地区40个亚区域, 苔藓鳞盖虫(Assulina muscorum)和旋匣壳虫(Centropyxis aerophila)的分布最广泛, 出现频率均高达90%。聚类分析显示, 三个地区种水平相似性系数为51.3–56.3%, 属于中等相似, 北极和西藏相似系数最大。相似性分析表明, 虽然有壳虫具有较强的长距离被动扩散能力, 但是一些大于100 μm的种类不是全球性分布。有壳虫的地理分布格局与个体大小、生境类型、地质历史事件等密切相关, 分析结果受物种鉴定标准、样品数量、空间尺度大小等因素影响。

    千岛湖栖息地片段化对大山雀营巢资源利用的影响
    张蒙, 孙吉吉, 王彦平, 蒋萍萍, 丁平, 徐高福
    生物多样性. 2010, 18(4):  383-389.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.383
    摘要 ( 2388 )   PDF (479KB) ( 2140 )   收藏
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    为了解栖息地片段化对次级洞巢鸟营巢资源利用的影响, 我们于2008年2–8月, 在千岛湖地区选取21个岛屿, 采用悬挂人工巢箱方法进行大山雀(Parus major)招引实验。通过测定岛屿面积、岛屿隔离度、捕食者活动率、人工巢箱周围植被盖度和人工巢箱巢向等5种参数, 分析大山雀人工巢箱利用与上述参数间的关系。实验期间, 共悬挂443个人工巢箱, 其中有72个(16.3%)被大山雀利用。大山雀倾向于选择捕食者活动率低、植被盖度低、巢口向东或向南的人工巢箱; 岛屿面积和隔离度对大山雀利用人工巢箱不存在显著的直接影响, 但岛屿面积可通过影响捕食者的活动率, 对大山雀利用人工巢箱产生间接影响。因此, 我们认为在栖息地片段化后, 应更多关注对洞巢鸟营巢资源利用有直接影响的栖息地特征因素, 以及片段化效应的间接影响。

    施氮肥对落叶松和水曲柳人工林土壤动物群落的影响
    庄海峰, 孙玥, 谷加存, 许旸, 王政权
    生物多样性. 2010, 18(4):  390-397.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.390
    摘要 ( 2420 )   PDF (400KB) ( 2067 )   收藏
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    土壤动物对环境变化反应敏感, 全球变化导致土壤氮(N)有效性增加将影响土壤动物群落结构和功能。本文以落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为研究对象, 通过施肥处理, 在不同季节和土层取样, 研究土壤N有效性增加对土壤动物的数量、类群数和不同功能团的影响。结果表明: (1) 施肥影响两林分土壤动物密度, 导致当年密度增加, 翌年则下降, 这种先增加后降低的趋势在不同土层中均表现出来; (2) 施肥增加了两林分土壤动物类群数, 其中落叶松林分从34类增加到43类, 水曲柳林分从43类增加到48类; (3) 施肥改变了两林分不同食性土壤动物的密度, 腐食性土壤动物数量降低、植食性数量增加、捕食性数量变化不明显。这些结果说明: 土壤N有效性增加显著影响两林分土壤动物群落结构, 可能改变地下碳分配格局和养分循环过程。

    安徽三大水系入侵物种克氏原螯虾的种群遗传格局
    曹玲亮, 周立志, 张保卫
    生物多样性. 2010, 18(4):  398-407.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.398
    摘要 ( 2569 )   PDF (623KB) ( 3152 )   收藏
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    克氏原螯虾(Procambarus clarkii)是长江中下游地区较为常见的外来物种, 目前已经扩散到安徽境内的主要水系。我们采集了安徽境内长江、淮河和新安江三大流域的4个地区9个地点的182个样本, 利用9对微卫星分子标记, 通过PCR扩增和微卫星分型, 分析了其种群遗传多样性水平和遗传结构, 构建了地方种群的遗传距离格局。结果表明本研究区域克氏原螯虾种群遗传多样性处于较高水平, 总的期望杂合度(HE)和观测杂合度(HO)分别为0.78和0.36。望江种群遗传多样性最高(期望杂合度为0.76), 肥西种群遗传多样性最低(期望杂合度为0.56)。克氏原螯虾种群显示了极强的杂合子缺失, 人为捕捞可能是造成其种群私有等位基因数目较多和杂合子缺失的主要原因。地方种群分化系数(Fst)与地理距离呈显著正相关(r = 0.33, P < 0.05), 望江种群和城东湖种群存在明显的跳跃性扩散(jump dispersal)。因此, 水系间的交流是种群扩散的主要途径, 人为贸易促使克氏原螯虾种群在不同地区的交流,对其种群扩散也有一定的作用。

    应用Weitzman方法分析华中型猪品种的遗传多样性
    刘真真, 郭秀英, 李宝玉, 王明, 王茜, 吴克亮
    生物多样性. 2010, 18(4):  408-413.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.408
    摘要 ( 2623 )   PDF (234KB) ( 2864 )   收藏
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    本文根据华中型20个猪品种27个微卫星DNA标记的研究数据, 应用Weitzman方法, 即通过估计总体遗传多样性、期望多样性、品种对总体遗传多样性的贡献、边际遗传多样性、保种潜力等指标, 评估华中型20个猪品种的遗传多样性, 并通过构建品种间遗传多样性的最大似然树, 图示化展示20个品种间遗传多样性的相互关系。20个华中型猪品种的总体遗传多样性是11,707, 期望多样性占总的遗传多样性的66.96%, 金华猪、皖南花猪、嵊县花猪和乐平猪是对总体遗传多样性贡献最大的4个品种, 其贡献率分别是8.90%、7.46%、7.40%和7.04%, 保种潜力最大的4个品种分别是金华猪、嵊县花猪、杭猪和大花白猪。根据遗传多样性进行聚类分析, 大致可将华中型猪分为3类: 大围子猪、沙子岭猪、宁乡猪等分布于湖南、湖北的品种为一类; 南城猪、嵊县花猪与杭猪聚成另一类;金华猪与皖南花猪单独聚成一类。研究结果可为我国华中型地方猪种遗传多样性的最大化保护和利用提供科学决策依据, 本文也对Weitzman方法在应用中的关键性问题进行了探讨。

    利用PCR-RFLP技术鉴定传粉榕小蜂隐种混合样品的物种组成
    隆沂峄, 杨丽媛, 廖万金
    生物多样性. 2010, 18(4):  414-419.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.414
    摘要 ( 2720 )   PDF (480KB) ( 2367 )   收藏
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    隐种(cryptic species)是指形态上几乎完全相同但遗传组成存在显著分化的物种。在榕树-榕小蜂一对一共生系统中, 传粉榕小蜂隐种的发现对协同进化、物种共存等重要的生态和进化理论提出了严峻的挑战。因为很难从形态上直接区分隐种, 所以, 相关研究中的一个迫切需要解决的问题就是如何快速而准确地鉴定隐种。本文采用PCR-RFLP方法分析了mtDNA COI基因片段, 对木瓜榕(Ficus auriculata)和鸡嗉果榕(F. semicordata)的传粉榕小蜂隐种进行了区分。结果表明为木瓜榕传粉的大果榕小蜂(Ceratosolen emarginatus)存在两个隐种(A和B), 分别包含1个XhoI和1个BssSI酶切位点。将两个隐种的样品按不同比例混合, 提取基因组DNA, PCR扩增mtDNA COI片段,经XhoI和BssSI分别酶切, 均能通过酶切图谱准确检测出混合样品的隐种组成。鸡嗉果榕小蜂(C. gravelyi)两个隐种的mtDNA COI基因序列也存在较大差别, 分别包含1个BmrI和1个AvaI酶切位点, 隐种混合样品经BmrI和AvaI分别酶切的结果也能准确鉴定混合样品的物种组成。我们的结果表明基于PCR和DNA酶切技术能快速而准确地区分传粉榕小蜂的隐种。

    泉州湾海域鱼类多样性及营养级变化
    杜建国, 陈彬, 卢振彬, 宋普庆, 许章程, 俞炜炜, 宋希坤
    生物多样性. 2010, 18(4):  420-427.  doi:10.3724/SP.J.1003.2010.420
    摘要 ( 2583 )   PDF (335KB) ( 2431 )   收藏
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    利用2008年5月和10月在泉州湾进行的拖网渔业资源调查资料, 探讨了该海域鱼类群落结构和物种多样性特征。结果表明, 两次拖网调查共鉴定鱼类54种, 隶属于2纲13目32科。其中中上层鱼类12种, 近底层鱼类19种, 底层鱼类23种; 暖水性鱼类40种, 暖温性鱼类14种, 未发现冷温性和冷水性种类; 杂食性鱼类4种, 低级肉食性鱼类37种, 中级肉食性鱼类8种, 高级肉食性鱼类5种。白姑鱼(Argyrosomus argentatus)和叫姑鱼(Johnius belengerii)是5月份最主要的优势种, 凤鲚(Coilia mystus)和龙头鱼(Harpodon nehereus)是10月份最主要的优势种。与1985年的调查资料相比, 泉州湾鱼类组成和优势种发生了很大的变化, 多样性指数由3.05下降到2.32, 均匀度指数由0.76下降到0.58, 营养级指数由2.79下降到2.54。泉州湾鱼类多样性下降的主要原因可能是过度捕捞、水域污染和栖息地丧失等。


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