近年来有关科学数据共享的呼声越来越高, 基于同行评审的生物多样性数据论文也受到越来越多的关注, 并出现了一些专门发表数据论文的数据期刊。本文总结了近年来生物多样性数据发表方面的进展, 选择两本代表性数据期刊(Biodiversity Data Journal和Scientific Data), 分析了它们自创刊以来的发文数量、涉及生物类群、文章浏览量和被引次数等指标。结果显示两本数据期刊的发文量都呈稳步增长趋势, 其生物多样性数据论文覆盖了包括动物界、植物界、真菌界在内的众多生物类群, 文章浏览量和被引次数方面也有可喜的表现, 说明数据论文正在被越来越多的研究者所接受。对文章作者国别的分析则显示了不同地区的研究者在发表生物多样性数据论文或数据共享方面的不均衡。建议相关领域的中国研究者和期刊关注生物多样性数据论文和数据共享政策, 更多地践行数据共享。

岩穴蕨(Monachosorum maximowiczii)隶属于碗蕨科稀子蕨属, 是东亚中高海拔地区所特有的珍稀濒危植物。为了在分子水平对该物种有进一步的认识, 本文首次利用二代高通量测序技术(RNA-seq)对岩穴蕨进行了转录组测序分析。通过Illumina Hiseq 2500测序平台, 共计获得4.95 Gb原始数据(raw data), 经过滤后得到4.83 Gb有效数据(clean reads), 并进行从头组装得到了101,448条unigene。其中, 54,106条unigene预测到完整的开放阅读框。我们利用目前已知的51个植物基因组数据, 对岩穴蕨的unigene进行了详尽的功能注释, 并通过GO、COG、KEGG注释进一步了解了这些编码基因的作用方式、特征以及所参与的代谢通路。同时, 转录因子分析结果也为岩穴蕨的环境适应机制研究提供了初步线索。

警戒行为是野生动物重要的反捕食策略之一, 警戒行为的研究已经成为行为生态学中继动物的采食行为、繁殖行为之外的另一热点研究领域。然而, 尽管研究人员至今已经在数百种鸟类、兽类中开展了各种类型的警戒行为学研究, 但相关研究的原始数据却鲜有共享。本文公开了利用焦点取样法采集的我国3种珍稀有蹄类动物警戒行为数据样本716个, 其中普氏原羚(Procapra przewalskii) 175个、藏原羚(P. picticaudata) 180个、麋鹿(Elaphurus davidiamus) 361个, 并同时公布了采集该行为学数据时的相关变量, 包括性别、群体类型、群体大小、捕食风险、人类干扰等。结果显示在上述3种有蹄类动物中, 均存在明显的集群效应, 且此效应与性别及捕食风险存在交互作用。本文尝试建立标准的行为学数据规范, 以期为未来的行为学研究数据的共享及深度挖掘提供可能。

植物标本是分类学、生态学和分子生物学最重要的凭证之一。标本的采集和鉴定信息需清晰、准确、美观地展示和保存于标本标签中, 不能有歧义以及拼写错误。在标签的制作过程中, 数据输入的方式要简单、直接, 标签文件生成过程中最好能自动分析错误, 且在打印之前要便于修改和调整。本文探讨了打印植物标本标签的若干原则以及注意事项, 并介绍了用R语言编写的herblabel程序包生成植物标本标签以及鉴定标签的过程。herblabel程序包基于Darwin Core和CVH5.0数据交换标准, 可快速批量生成几种样式的RTF标签, 且标签简洁、美观, 易于编辑。herblabel程序包具有检查地点完整程度, 学名拼写和接受状态, 科、属在APG等新系统下的对应关系等功能, 可有效减少数据录入过程中产生的错误。此外, 本程序包在打印标签时使用的是基于Darwin Core标准保存的标本数据库, 不仅方便统计和管理, 也可以直接用于全球生物多样性信息网络(GBIF)数据共享或者数字植物标本馆的建设。该程序包可显著提高植物标本馆标本制作、管理和信息录入的工作效率, 减轻工作人员的负担, 并在植物生物多样性编目中发挥重要作用。

森林群落的动态受多方面因素的影响。林下的草本植物和木本植物幼苗幼树对于森林的更新及动态具有重要作用。为了解百山祖常绿阔叶林群落下层植物物种组成和分布的动态变化, 我们分析了2003-2013年间百山祖5 ha森林动态样地灌草层物种(包括DBH < 1 cm的木本植物和所有草本植物)在物种重要值、α多样性以及物种分布等方面的变化。结果表明: (1) 10年间, 群落灌草层植物个体数减少了28.7%, 其中草质藤本植物个体数下降比例最大(76.9%), 而乔木的幼苗和幼树下降比例最小(14.4%); (2)整个灌草层的物种数明显下降, 同时乔木的幼苗和幼树及直立灌木的均匀度均下降, 而草本植物均匀度有所上升; (3)除短尾柯(Lithocarpus brevicaudatus)、叶萼山矾(Symplocos phyllocalyx)、显脉野木瓜(Stauntonia conspicua)和福建悬钩子(Rubus fujianensis)等植物重要值逆势上扬外, 直立灌木物种重要值10年间的变化值与其在2003年时的重要值呈显著正相关, 而其余各类生活型植物都显示, 初始重要值越高的物种在10年后下降幅度越大; (4)物种分布与生境类型的相关性变化复杂, 除与山谷生境正相关的物种数量增加外, 研究期间与生境存在显著相关性的物种数都有所减少; (5) 10年来仅陡坡处物种多样性指数没有显著下降。总体来说, 百山祖常绿阔叶林灌草层群落仍未达到顶极状态, 2003-2013年间正缓慢向顶极群落演替。群落内部的种间和种内竞争应是当前群落动态的主导因素。

亚洲特有植物风筝果(Hiptage benghalensis)镜像花(mirror-image flowers)的雌雄异位变化极大, 柱头与可育花药的空间距离在海南岛与云南西双版纳种群仅有2-4 mm, 而在贵州及云南东南部种群可达10-12 mm。为验证 “镜像花雌雄异位的变化是各个地理种群受到传粉昆虫体型大小选择的结果”假说, 本文开展了传粉生态学与分子生物学研究, 探讨风筝果不同地理种群的雌雄异位变化是否与当地传粉者体型相关, 是否有着遗传基础, 以及是否形成了“传粉生态型”(pollination ecotype)。结果表明, 雌雄异位程度大的贵州种群和云南东南部种群, 其传粉者也是体型较大的木蜂(Xylocopa nasalis)和熊蜂一种(Bombus sp.); 雌雄异位程度小的海南岛种群和云南西双版纳种群的传粉者则是体型较小的大蜜蜂(Apis dorsata)、西方蜜蜂(A. mellifera)。除了雌雄异位的明显分化(F = 53.69, P < 0.01)之外, 花柱长度也在这两类种群之间差异显著(F = 12.5, P < 0.05), 与传粉昆虫身体长度密切相关。通过叶绿体ycf1b、rbcL和细胞核ITS 3个DNA片段的序列分析, 由大型蜂传粉的雌雄异位程度较大的3个种群(贵州和云南东南部种群)遗传关系极近, 与小型蜂传粉种群(雌雄异位较小的海南岛种群和云南西双版纳种群)存在明显的遗传分化。这些结果显示, 风筝果不同地理种群的镜像花雌雄异位程度的变化可能是适应局域不同体型大小的传粉昆虫的选择结果, 而且种群间出现了基因流的隔断, 可能与大型蜂、小型蜂传粉的两种生态型有关。镜像花通过雌雄异位的变化适应不同地域的传粉者而形成传粉生态型, 这种传粉生态型及其传粉隔离机制可能是风筝果属物种形成与维持的一个重要原因。

为调查转基因棉花种植地区边际水体中的Cry1Ab/c蛋白残留情况, 在华东地区的山东、江苏、安徽三省棉田设置采样点, 连续3年在棉花的花铃期和收获季节, 对棉区地块内部及周围边际水体随机采样, 进行去杂及纯化处理后, 利用ELISA (酶联免疫吸附测定)方法检测水样中的Cry1Ab/c蛋白含量。结果表明: (1)在花铃期和收获季前后两周, 分别在5个布控点边际水体中检出Cry1Ab/c蛋白, 其中1个布控点阳性蛋白残留浓度最高达到0.4 ppb, 另外4个布控点检测出的阳性蛋白量均在0.04 ppb以下; (2)距离棉田越近, 蛋白检出阳性率越高, 其中棉田内水渠阳性率为13.3%; (3)连续种植时间超过7年的田地周围水体中蛋白阳性率为12.4%。在所有取样时间点中, 与花铃期相比, 收获季更容易检测到阳性结果。这表明在转基因棉花产区, 应在收获季进行适当的指导和监控, 以预防和降低转基因棉花中Cry1Ab/c蛋白对边际水体的潜在影响。

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对我国农牧业生产造成了重大的损失。本文主要研究三叶鬼针草入侵与不同本地植物竞争对土壤微生物群落结构和土壤养分的影响。利用磷脂脂肪酸方法(phospholipid fatty acids, PLFAs)测定土壤微生物群落组成, 同时测定土壤养分和酶活性, 并利用Canoco4.5软件分析了土壤微生物、土壤养分和土壤酶活性的相关性。结果表明: (1)三叶鬼针草对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌等土壤微生物具有较强的聚集能力, 且其根际土壤聚集的微生物类群与本地植物种类密切相关。(2)三叶鬼针草入侵显著增加了入侵地土壤的有机碳含量, 降低了铵态氮的含量; 土壤中的速效钾、速效磷和硝态氮的含量则与本地植物种类密切相关。(3)相关性分析表明, 16:00和16:1 ω5c对铵态氮的含量影响较大, 而三叶鬼针草入侵地16:00和16:1 ω5c的含量显著高于裸土对照, 进而推测这一状况导致了铵态氮含量的降低。(4) 15:1 anteiso A和18:1 ω5c与速效钾的含量呈显著正相关, 而其含量在狗尾草(Setaria viridis)中显著高于其他处理, 三叶鬼针草与狗尾草混种处理中土壤中速效钾的含量高于其他处理。以上结果说明, 三叶鬼针草通过改变土壤微生物群落结构影响了土壤酶活性和土壤养分, 且这种改变与入侵地本地植物种类有关。

了解气候变化情景下野生动物适宜生境的可能变化, 对未来有关保护策略的制定具有重要意义。本研究利用20世纪60年代至今记录的黑麂(Muntiacus crinifrons)分布数据和9种物种分布模型, 模拟了两种温室气体浓度情景(RCP2.6和RCP8.5)下未来两个时期(2050s和2080s)黑麂的适宜生境。结果表明, 到2050s和2080s: (1)在RCP2.6情景下, 黑麂适宜生境面积相对于基准气候条件下将分别减少11.9%和6.2%, 而在RCP8.5情景下, 则分别减少36.9%和52.0%; (2)在RCP2.6情景下, 黑麂适宜生境中的“核心区域”景观面积相对于基准气候条件将分别减少20.5%和10.5%, 而在RCP8.5情景下, 则分别减少55.2%和65.2%; (3)在RCP2.6情景下, 稳定不变适宜生境的面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例分别为75.1%和84.2%, 而在RCP8.5情景下, 分别为48.3%和35.8%。总体而言, 在RCP2.6情景下, 与基准气候条件下相比气候变化对黑麂适宜生境的影响并不显著, 而在RCP8.5情景下则较为显著, 主要表现为适宜生境面积和适宜生境中“核心区域”景观的面积明显减少, 不变适宜生境面积占基准气候条件下适宜生境面积的比例大幅度降低。建议未来加强浙江、安徽、江西三省交界地区黑麂适宜生境的保护, 建立黑麂保护区之间的廊道。

龙须草(Eulaliopsis binata)是一种特色野生生物资源, 是优质造纸原料和防止水土流失的优良草种。以往针对龙须草种质资源收集和评价研究近于空白。本文通过对中国内陆龙须草种质资源集中分布的9省20县的实地考察, 收集了20个居群的龙须草样本, 分析了龙须草种质资源生境的主要特征, 并对龙须草种质资源主要经济性状进行比较。结果表明: 收集的龙须草种质资源集中分布于22°-34° N、101°-114° E, 海拔集中在100-1,000 m, 年平均气温在14-22℃, 年日照时数在1,112-2,624 h, 年平均降水量在642-2,330 mm之间。气候因子主成分分析显示, 龙须草分布受温度与降水量影响较大, 其次为海拔和日照时数。不同龙须草种质资源叶长、胞壁厚度、腔径、壁径比、产量等主要经济性状呈现出极显著差异。主要经济性状ward聚类可将收集的龙须草种质资源分为3类, 其中9个种质资源可优先作为优良龙须草筛选育种的参考对象。

基于文献、标本馆数据和野外调查记录, 共收集四川省猛禽分布记录数据2,410条, 依此分析了四川省猛禽的分布与迁徙路线。四川省猛禽记录有56种(76种及亚种), 其中隼形目3科41种, 占全国隼形目鸟类总数的64.06%; 鸮形目2科15种, 占全国鸮形目鸟类总数的48.39%; 国家I级重点保护猛禽5种。四川省猛禽总体呈现西部多东部少的格局, 记录最多的平武县有32种; 在垂直分布上以1,000-3,500 m海拔段物种丰富度最高。在四川省境内具有迁徙习性的猛禽有19种, 其中金堂县迁徙猛禽最多。主要迁移路线有3条: 1条属于中亚-印度迁徙路线, 经过四川省西北角的石渠和德格县; 另外2条属东亚-澳大利亚迁徙路线, 其中1条沿四川省盆地西缘的岷山-邛崃山-凉山一线向南到我国云南、缅甸; 另外1条沿四川北部岷山至金堂和南充一线向东南至重庆、贵州。本研究为保护四川猛禽资源和了解猛禽迁徙路线提供了参考。

中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一, 同时也是生物多样性受威胁最严重的国家之一。为了有效保护生物多样性, 2010年国务院批准实施了《中国生物多样性保护战略与行动计划(2010-2030年)》, 划定了32个陆地生物多样性保护优先区, 并设定了开展优先区生物多样性本底调查的战略目标、优先领域与优先行动。为此, 2010-2011年, 环境保护部联合中国科学院和高校的科研人员, 在滇西北开展了18个县的以县域为单元的生物多样性本底示范调查与研究。调查内容包括生态系统(植被类型)和物种两个层次。生态系统主要调查县域内植被类型的多样性, 完成了以群系为单位的植被类型编目; 物种层次主要调查县域内高等植物、脊椎动物、大型真菌的物种多样性组成、数量和用途等, 分析了特有物种和珍稀濒危物种数量等, 完成了县域物种编目。本文基于调查结果, 比较研究了不同县域间的生物多样性组成, 发现植被类型(108个群系)和物种(高等植物4,481种、脊椎动物625种、大型真菌222种)最丰富的县均为玉龙县。同时, 与历史记录对比研究发现, 滇西北的生物多样性分布数据十分欠缺, 严重影响了生物多样性保护的客观有效决策。生物多样性本底调查是生物多样性保护的一项基础工作, 本研究为中国未来开展大规模的生物多样性本底调查与评估提供了案例。