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    2003年, 第4期
    刊出日期:2003-07-20
      
    论文
    水杉孑遗居群AFLP遗传变异的空间分布
    李作洲, 龚俊杰, 王瑛, 黄宏文
    生物多样性. 2003, 11(4):  265-275.  doi:10.17520/biods.2003034
    摘要 ( 3012 )   PDF (459KB) ( 2255 )   收藏
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    本研究采用空间自相关分析方法对水杉(Metasequoia glyptostroboides)孑遗居群AFLP遗传变异的空间结构进行了研究,以探讨水杉孑遗居群遗传变异的分布特征及其形成机制。根据6对AFLP选择性引物扩增的46个多态性位点,选择了其表型频率在25%~75%的27个AFLP标记,运用等样本频率方法和等地理距离间隔方法分别对39株和37株原生母树进行了空间自相关系数Moran‘s I值计算。结果表明:水杉孑遗居群缺乏空间结构,绝大多数AFLP位点变异为随机分布的空间模式,但也有少数位点存在显著性随机相关,在4~8km地理距离间隔显示负相关,说明该间隔可能是水杉孑遗居群的部分基因交流的有效屏障。水杉原生母树分布存在12~28 km的明显距离间隔空挡,说明人类从迁入该区域起就影响着水杉孑遗居群的原始生境,导致其生境片断化、景观破碎,进而形成岛屿状分布格局,并引起了水杉残留居群的随机遗传漂变。根据本研究结果,结合水杉孑遗居群较低的遗传多样性,分析探讨了水杉孑遗居群濒危的机理,并提出了相应的保育策略,为水杉的有效保育提供了科学依据。
    孑遗植物银杏群体遗传多样性的ISSR分析
    葛永奇, 邱英雄, 丁炳扬, 傅承新
    生物多样性. 2003, 11(4):  276-287.  doi:10.17520/biods.2003035
    摘要 ( 3477 )   PDF (512KB) ( 3953 )   收藏
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    采用ISSR分子标记技术,对江苏泰兴、美国纽约的栽培银杏(Ginkgo biloba)群体和中国3个可能为野生的银杏自然群体(浙江西天目山、贵州务川、湖北大洪山区)的遗传多样性水平和群体遗传结构进行了研究。用13个引物对5个群体共66个样品进行扩增,共得到88个清晰的扩增位点,其中多态性位点62个,多态位点百分率(PPB)为70.45%。POPGENE分析结果表明:与其他裸子植物相比,银杏具有丰富的遗传变异 (He=0.2408;Ho=0.3599)。贵州务川群体的遗传多样性水平最高(PPB=56.82%,He=0.2089,Ho=0.3087),江苏泰兴栽培群体(PPB=34.09%,He=0.1269,Ho=0.1858)和美国纽约的栽培群体(PPB=23.86%,He=0.0884,Ho=0.1312)的遗传多样性水平较低。Nei‘s遗传多样性分析和AMOVA分析表明,3个可能的自然群体间出现了一定程度的遗传分化(Gst=0.1476,Фst=14.26%)。群体间一定程度的遗传分化可能是人为选择压力和基因流障碍引起的。根据Nei‘s遗传距离矩阵分别构建了群体间和个体间的遗传关系树状图。由UPGMA聚类分析可知,贵州务川群体与浙江西天目山群体优先聚类;美国纽约群体与湖北大洪山群体具有较近的亲缘关系,它们可能为同一野生群体的后裔。通过对银杏群体遗传结构的分析并结合群落学调查研究,结果表明:贵州务川银杏群体很可能为野生自然群体。基于银杏群体遗传学和生态学的研究结果,建议在自然银杏群体最适生境和遗传多样性最高的贵州务川建立银杏保护区。由于银杏群体间出现了一定程度的分化,建议3个自然群体间可进行植株和幼苗相互移栽,以提高群体间的基因交流,以最大限度地保护银杏的遗传多样性。
    中国三种水韭属植物的地理分布与生境特征
    庞新安, 刘星, 刘虹, 吴翠, 王晶苑, 杨书香, 王青锋
    生物多样性. 2003, 11(4):  288-294.  doi:10.17520/biods.2003036
    摘要 ( 3081 )   PDF (276KB) ( 2680 )   收藏
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    水韭属(Isoetes)是水韭科中的孑遗属,分类上属拟蕨类,对研究蕨类植物的系统演化具有重要价值。由于人类活动对其水生生境的破坏,水韭属植物在我国的分布范围及其种群数量日趋减少,濒临灭绝,其中,高寒水韭(I. hypsophila)、云贵水韭(I. yunguiensis)和中华水韭(I. sinensis)已被列为国家一级重点保护野生植物。对原产中国的3种水韭的地理分布与生境特征进行调查,将为合理保护该属植物提供相关基础数据和科学依据。本文野外实地考察了原产中国的3种水韭属植物的现存种群及历史记载曾经分布但现已绝迹的水韭属植物种群(绝迹种群)所在地。在每一调查点,测定了各样点的海拔高度、水体基底状况以及水体pH值等生境特征;在现存种群所在地,分别记载了所见水生植物种类、水韭种群规模及其生长状况,并采集和鉴定了3种水韭属植物及其伴生种。调查发现3种水韭属植物种与种之间为间断分布,且具有垂直梯度差异;种内各种群之间相互隔离,各种群的个体数均偏少;现存种群所生长的水体及其水体基底的pH特性无明显差异,为酸性或中性;绝迹种群所在的原生境已遭到严重破坏,一些地点的水体pH和基底pH与以往存在水韭的时期相比已明显升高。此外,调查还发现沼泽地带的水韭种群正面临着其他水生植物的激烈竞争而处于随时灭绝的危险之中,而淡水潮间带沿岸的水韭种群因周期性的水位波动而生长良好。调查结果表明3种水韭属植物的地理分布及其生长状况与海拔、水体pH值、基底pH值以及种间竞争和水位波动密切相关。本文还讨论了保护水韭属植物的基本策略和具体措施。
    长白山阔叶红松林结构多样性的初步研究
    郑景明, 罗菊春
    生物多样性. 2003, 11(4):  295-302.  doi:10.17520/biods.2003037
    摘要 ( 2757 )   PDF (261KB) ( 2531 )   收藏
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    在林业可持续发展的背景下,对森林实施生态系统管理,必须保护和维持森林的生物多样性。这就要求在森林调查和经营过程中增加林分结构多样性方面的内容,因此必须充分认识森林结构包括的内容,并研究制订简便实用的结构多样性指标。本文采用目测分层盖度结合无样地点四分法取样进行林分结构因子调查,设计了一套简便的林分结构指标体系,并对长白山红松阔叶混交林及其次生林进行了林分结构多样性的测定研究。结果表明:基于分层盖度构建的林分垂直多样性指数和水平结构异质性指数,可以较好地表示林分的基本结构特征,同时借助点四分法测定的物种多样性指数和对倒木、站干、林隙等的统计,可以较全面地描述阔叶红松林的林分结构因素。应用该方法测定不同的原始林样地的林分结构,得到的林分结构指标与其他林分结构因素的描述,同常规林学调查结论一致并更全面;同时对不同采伐方式的林分结构进行了测定,结合相应的常规指标测定对比,表明该结构指数不但能较好地表示群落的空间结构特征,同时也能对比不同经营方式对林分结构造成的影响,如择伐方式比皆伐方式对林分的结构影响相对较小而且结构恢复时间较短,从而说明对阔叶红松林这种复层异龄混交林的森林类型而言,择伐是一种更适合的通过结构调控进行生态系统管理的方式。在对生态系统进行经营管理过程中,采用该方法能有效地说明林分的垂直结构复杂性和水平结构异质性及重要的林分结构因子存在状况,因而更适合当前森林生态系统管理的要求。文章进一步分析了林分结构指标待改进的部分与研究方向。
    山西五鹿山褐马鸡不同季节的空间分布与栖息地选择研究
    张国钢, 张正旺, 郑光美, 李晓强, 李俊峰, 黄雷
    生物多样性. 2003, 11(4):  303-308.  doi:10.17520/biods.2003038
    摘要 ( 3024 )   PDF (225KB) ( 2110 )   收藏
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    1997~1998年在山西省五鹿山自然保护区内对世界珍禽褐马鸡(Crossoptilon mantchuricum)越冬期与繁殖期的空间分布模式及其变化规律进行了研究,同时探讨了种群空间分布模式与栖息地结构特征之间的关系。经Poisson函数和χ2检验,发现褐马鸡在越冬期和繁殖期均为聚集分布,但越冬期的聚集程度更为明显。通过对栖息地可利用率与实际利用率的比较,发现褐马鸡在越冬期与繁殖期对栖息地的利用存在显著性差异:越冬期褐马鸡对阔叶林具有明显的负选择性;进入繁殖期后,褐马鸡对落叶阔叶林和灌丛的利用率显著增加,而对针叶林和针阔混交林的利用率有所减少。对两个时期的栖息地样方进行判别分析,发现草本植物数量、草本植物平均高度、乔木胸径、乔木高度是影响褐马鸡越冬期与繁殖期栖息地选择的主要因子。研究结果表明,褐马鸡种群的空间分布模式及其变化,与栖息地结构以及空间资源分布的季节性变化有关。在越冬期,由于温度、降雪等气候因素的影响,草本植物都已枯萎,落叶阔叶林的郁闭度较低,隐蔽条件较差,褐马鸡活动的区域范围受到一定的限制,此时褐马鸡常常在郁闭度较高的针叶林或针阔混交林中,并聚集形成较大的群体,共同取食,聚集分布的程度较高;进入繁殖期后,随着落叶阔叶林郁闭度增大以及林下、灌草丛中草本植物种类和数量的增多,褐马鸡群体逐渐变小,多以配偶对的形式活动,空间聚集程度降低。但由于褐马鸡对栖息地具有严格的选择性,许多配偶对主要集中在质量较好的区域内占区和营巢,因此在大尺度上褐马鸡种群的空间分布仍为聚集型分布。
    广东省豆科植物结瘤固氮及根瘤菌资源的初步研究
    周丽霞, 蚁伟民, 丁明懋, 陈炳辉, 曹洪麟, 易志刚
    生物多样性. 2003, 11(4):  309-321.  doi:10.17520/biods.2003039
    摘要 ( 2928 )   PDF (453KB) ( 2287 )   收藏
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    于2000~2001年在广东省境内54个县(市、区)进行了豆科植物结瘤固氮资源的调查及根瘤菌的采集工作。共采集到豆科植物根瘤样品484份,隶属于37属78种;根瘤的形状以圆形、椭圆形、珊瑚状和姜状居多,大小一般在1~10 mm之间,颜色多为淡红色或黄色。用乙炔还原法对24种93份根瘤样品进行了固氮酶活性测定,结果表明,大多数样品的固氮酶活性在1~10 μmol C2H4·g-1 fresh nodule·h-1之间。从采集到的根瘤中分离纯化出410株根瘤菌,对其中312株进行了回接试验,回接成功率为93.3 %。调查发现广东省现有栽培豆科作物种类与《广州植物志》的记载相似,所以本研究在豆科栽培作物方面有一定的代表性。在调查采集到根瘤的豆科植物中,三尖叶猪屎豆(Crotalaria micans)、毛排钱草(Phyllodium elegans)、细长柄山蚂蝗(Podorcarpium leptopus)等在本研究之前未见到有结瘤固氮的报道。
    土壤生物多样性与微量气体(CO2、CH4、N2O)代谢
    韩兴国, 王智平
    生物多样性. 2003, 11(4):  322-332.  doi:10.17520/biods.2003040
    摘要 ( 3167 )   PDF (408KB) ( 2735 )   收藏
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    土壤生物是重要的基因库,土壤生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分。土壤生物是C、N地球化学过程(土壤库)的驱动者,调控微量气体代谢。在微量气体代谢中,土壤微生物具有直接的作用。真菌、CH4生成菌、CH4氧化菌、硝化菌以及反硝化菌等是调控微量气体代谢的关键生态功能类群。由于相对大的体积和强大的酶化学分解作用,真菌通常主导枯枝落叶的分解活动。“通气—厌气”界面是微生物群落的活跃区域,易发生微量气体代谢。“有机—无机”过渡层、水生植物根际区、土壤动物肠道系统是典型的微量气体代谢界面。土壤动物对微量气体代谢的作用通常为前期的和间接的,并且又是重要的。节肢动物(白蚁)和环节动物(蚯蚓)是分别代谢CH4和N2O的两个关键性生态功能类群。在研究土壤生物多样性及其对微量气体代谢的作用方面,由于土壤生态系统的复杂性,需综合传统微生物实验技术与现代同位素技术和分子生物学技术。我国缺乏研究土壤生物多样性及其对微量气体代谢影响的实质性工作,有必要开展这方面的研究。
    杂交产生的遗传危害——以植物为例
    王峥峰, 彭少麟
    生物多样性. 2003, 11(4):  333-339.  doi:10.17520/biods.2003041
    摘要 ( 3608 )   PDF (276KB) ( 2594 )   收藏
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    杂交是自然界的普遍现象,并在农林业生产中发挥着重要作用,但如不注意亦会带来遗传危害。当把两个遗传差异较大的物种(种群)混植在一起时,我们要考虑远交衰退的危害,即杂交破坏了亲代具有的共适应等位基因组合,导致杂交后代适应性的降低;当杂交发生在两亲本个体(或花粉)数量悬殊时,我们就要考虑遗传同化的危害,即小种群一方由于产生自己“纯”后代数量的减少而被前者“稀释”掉,导致小种群遗传特异性丧失或灭绝。另外,当杂交体具有杂种优势时,它可取代亲本,威胁到亲本的生存;如果有害物种(种群)由渐渗杂交获得某种优良性状(抗病、抗药、抗逆性等)时,可能失去控制,造成生态危害。针对杂交在这几个方面潜在的遗传危害,本文在濒危物种的迁地和就地保护、生态恢复中的种源选择等方面提出相应的建议和措施。
    种群生存力分析:准确性和保护应用
    李义明
    生物多样性. 2003, 11(4):  340-350.  doi:10.17520/biods.2003042
    摘要 ( 3206 )   PDF (387KB) ( 2922 )   收藏
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    目前已提出了五类估计濒危物种绝灭风险的种群生存力分析模型,即:分析模型、单种群确定性模型、单种群随机模型、异质种群模型和显空间模型。模型的选择取决于物种的生活史特征和可用的数据。与用于保护实践的其他方法相比,种群生存力分析(PVA)是相对准确的量化工具。然而,一些濒危物种种群统计学数据质量差和种群动态的有关假说模糊不清可能影响到模型预测的准确性,因此,要谨慎地使用PVA。在西方国家, PVA在濒危物种保护计划和管理中应用越来越广泛。它主要用于:(1)预测濒危物种未来的种群大小;(2)估计一定时间内物种的绝灭风险;(3)评估一套保护措施,确定哪个能使种群的存活时间最长;(4)探索不同假说对小种群动态的影响;(5)指导濒危动物野外数据的搜集工作。我国的濒危物种很多,然而开展PVA研究的濒危物种却很少。应大力发展适合于模拟我国特有濒危物种及其保护问题的PVA模型。

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