外来植物入侵严重威胁着入侵地本土植物多样性和生态系统功能, 认识外来物种的入侵机制有助于提高对入侵植物的防控能力。本文以攀西地区云南松(Pinus yunnanensis)林下外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)为研究对象, 基于大量野外群落调查, 从群落可入侵性入手, 分析了环境因子和群落物种多样性、谱系多样性等群落生态学特征对紫茎泽兰入侵的影响。结果表明: 海拔、坡向和火烧强度等环境因子和冠层郁闭度、灌木层盖度等生物因子对研究区紫茎泽兰入侵强度没有显著影响(P > 0.05); 但群落灌木层物种多样性和草本层组分种与紫茎泽兰的亲缘关系显著影响紫茎泽兰的入侵强度(P < 0.05), 说明灌木层对光照等环境资源的占用和草本层(同层)物种对相似资源的竞争能够在很大程度上抑制紫茎泽兰的入侵。

为解释塔里木荒漠河岸林群落构建和物种多度分布格局形成的机理, 本文以塔里木荒漠河岸林2个不同生境(沙地、河漫滩) 4 ha固定监测样地为研究对象, 基于两样地物种调查数据, 采用统计模型(对数级数模型、对数正态模型、泊松对数正态分布模型、Weibull分布模型)、生态位模型(生态位优先占领模型、断棍模型)和中性理论模型(复合群落零和多项式模型、Volkov模型)拟合荒漠河岸林群落物种多度分布, 并用K-S检验与赤池信息准则(AIC)筛选最优拟合模型。结果表明: (1)随生境恶化(土壤水分降低), 植物物种多度分布曲线变化减小, 群落物种多样性、多度和群落盖度降低, 常见种数减少。(2)选用的3类模型均可拟合荒漠河岸林不同生境群落物种多度分布格局, 统计模型和中性理论模型拟合效果均优于生态位模型。复合群落零和多项式模型对远离河岸的干旱沙地生境拟合效果最好; 对数正态模型和泊松对数正态模型对洪水漫溢的河漫滩生境拟合效果最优; 中性理论模型与统计模型无显著差异。初步推断中性过程在荒漠河岸林群落构建中发挥着主导作用, 但模型拟合结果只能作为推断群落构建过程的必要非充分条件, 不能排除生态位过程的潜在作用。

异型花柱植物的适应意义在于提高亲和花粉的传递, 从而促进异交, 但是有不少研究发现柱头上落置了大量不亲和花粉。目前, 很少有人研究柱头是否有利于亲和花粉的萌发和花粉管伸长, 以及通过去雄处理排除花内和植株内不亲和花粉干扰从而验证二型花柱植物是否可以促进异交。本研究以亚麻科青篱柴属(Tirpitzia)的二型花柱植物青篱柴(T. sinensis)为研究对象, 分居群调查了青篱柴长、短柱型的植株数量, 测量不同柱型的花粉与柱头大小以及观察其表面纹饰, 测定不同开花时间长、短柱型的柱头活性与花粉活力, 统计自然状态下柱头上落置的不同表型花粉比例, 进一步统计花内、株内去雄和自然对照下柱头上落置的不同表型花粉比例, 计算型间、型内和混合授粉花粉管长度和花粉萌发率, 人工授粉检测其是否型内异交不亲和与自交不亲和。结果表明, 自然居群中长、短柱型青篱柴植株数量没有显著性差异; 短柱型青篱柴花粉体积显著大于长柱型, 且二者花粉表面纹饰不同, 但不同柱型的柱头表面积与表面纹饰无差异; 青篱柴开花第一天的花粉活力显著高于开花第二天, 而柱头活性在开花前两天无显著性差异; 自然状态下柱头上落置的不亲和花粉比例显著高于亲和花粉; 在长柱型青篱柴中, 花内和株内去雄显著提高了柱头上亲和花粉的落置比例; 柱头上授型内花粉, 其花粉萌发率和花粉管的长度都显著低于授型间花粉; 授粉结果表明青篱柴为型内异交不亲和与自交不亲和。二型花柱植物通过促进亲和花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉, 从而显著提高其传粉精确性。

馆藏标本是分类学研究的主要凭证, 对特定类群标本的采集信息进行细致整理和分析, 有助于理解该类群研究的历史、现状和不足。此外, 结合最新的系统学研究成果和相应的环境数据构建生态位模型, 可以加深人们对特定类群分类与分布状况的认识。被子植物的分类鉴定常基于繁殖性状进行, 然而, 竹类植物一般进行克隆繁殖, 只有在经过长期的营养生长之后, 才会进行有性生殖并同时死亡。因此, 国内的竹类标本大多仅记录了营养性状, 具有繁殖性状的标本数量稀少。由于这一特殊的生物学习性, 竹类植物是当今分类学研究中最为困难的类群之一。本研究基于全国竹类植物馆藏标本的采集数据, 分析了我国竹类标本的采集和保藏现状; 利用比值法和斜率法从采集地理偏差和采集类群偏差两方面评估了竹类植物标本的采集完整度; 结合气候数据, 利用模型模拟的方法分析了影响不同竹类分支分布的主要因素。采集信息分析结果表明, 国内标本馆对竹类标本的收集和保藏存在很大的不均衡性, 且对研究团队具有较高的依赖性; 其次竹类标本的采集量的变化较好地反映了国内植物分类学研究的历史; 而对类群和地理采集完整度的评估结果表明, 中国竹类标本的采集和整理工作仍任重道远。模型模拟结果表明, 温度限定了竹类植物两大分支各自的分布北界, 水分对温带木本竹类分支(temperate woody bamboos, TWB)的限制作用比旧世界热带木本竹类分支(paleotropical woody bamboos, PWB)强, 而温度对PWB的限制性更强。生态位模拟的结果进一步显示, 中国温带和旧世界热带木本竹类两大分支的适生区出现了明显的分化, 但在亚热带区域仍有部分重叠。植物标本记录了特定类群在时间和空间上的分布格局, 相关的信息一方面可以促进物种灭绝风险评估、可持续利用和综合保护, 另一方面也可助力大尺度生物多样性分布格局及全球变化对多样性的影响研究。

中国是中华穿山甲(Manis pentadactyla)历史分布区面积和野生种群数量最大的国家。中华穿山甲曾广泛见于我国长江以南各省, 但20世纪中期以来, 由于其甲片被作为贵重的中药材原料, 加之地下野味市场的需求, 大量非法捕猎使得我国野生穿山甲经历了剧烈的分布区缩减和种群下降。目前, 中华穿山甲已被列为我国一级重点保护野生动物, 在IUCN红色名录中被评估为极危(CR)等级。中华穿山甲分布范围广、种群密度低、活动隐秘、调查难度大, 摸清其野外分布现状是当前穿山甲研究与保护中的首要任务。为此, 本研究通过检索2010-2020年间全国范围内中华穿山甲的发现记录, 统计中华穿山甲的目击数量、空间分布以及后续状态, 制作物种分布地图, 并与历史分布情况进行对比, 以评估其野生种群的分布现状与分布区变化。2010-2020年共在11个省级行政区收集到中华穿山甲确认记录142条, 主要集中于大陆华东地区及台湾岛, 台湾、浙江、广东三省记录位点数占全部位点数的67.6%; 相较其历史分布区, 西南、华南地区近年来野外确认较为匮乏。近10年来我国的中华穿山甲记录呈逐渐增多趋势, 86%被发现的实体穿山甲得到救助、放归或未被干扰。本研究结果表明, 目前中华穿山甲在我国, 尤其是华东及台湾地区, 仍具有一定数量的野生种群分布, 且近年来民众对于穿山甲的认知和保护意识有了较大提高。 然而, 现有调查和资料仍不足以对该物种进行全面的现状评估, 亟需加强对我国野生穿山甲种群的调查、监测和保护。

物种的空间分布会受到种间相互作用(如捕食关系等)和环境变量等多种因素共同影响。阐明环境变量和种间相互作用对同域物种空间分布关系的影响, 对于理解群落聚集和生物多样性的维持机制至关重要。为了解川西高原常见雉类与捕食者的空间分布关系及其驱动因素, 本研究利用2016-2018年在川西高原84个红外相机位点获得的682张目标物种的独立照片, 采用条件型双物种占域模型(conditional two-species occupancy model)在相机位点尺度评估了在川西高原广泛分布的黄喉雉鹑(Tetraophasis szechenyii)、血雉(Ithaginis cruentus)和白马鸡(Crossoptilon crossoptilon)与其捕食者赤狐(Vulpes vulpes)的空间分布关系。结果显示: (1)在物种作用和环境变量的共同影响下, 赤狐和血雉(物种相互作用因子, species interaction factor, SIF = 1.31 ± 0.14)与赤狐和黄喉雉鹑(SIF = 1.42 ± 0.41)在研究区域内的空间分布趋于重合, 赤狐和血雉的空间关系随距河流距离的增加呈现先重合后趋于分离的趋势, 而赤狐和黄喉雉鹑的空间关系随距河流距离的增加呈现出由重合转为分离的趋势。赤狐与白马鸡在空间分布上相互独立(SIF = 1), 白马鸡的空间分布主要受环境因子影响, 而赤狐对其没有影响。(2) 3种雉类的探测率受物种作用的影响, 在相机位点尺度上赤狐的存在减少了3种雉类的探测率(pB > rB)。本研究为物种空间分布关系的研究提供了新的案例, 也为理解物种共存机制和生物多样性保护提供了科学依据。

溪流鱼类多样性沿着河流纵向梯度的空间分布规律已得到大量报道, 但这些研究大多聚焦基于物种组成的分类α多样性, 而有关分类β多样性和功能多样性的纵向梯度分布规律及其对人类干扰的响应研究较少。本文以青弋江上游3条人为干扰程度不同的河源溪流为研究区域, 比较研究了人为干扰对溪流鱼类功能α和β多样性及其纵向梯度分布格局的影响。结果显示, 人类干扰改变了河源溪流鱼类功能多样性的纵向梯度格局——由线性变化变为二项式分布。此外, 我们发现, 人为干扰导致土著种被本地入侵种取代, 且较强的土地利用和水污染排放可能增大环境的不连续性, 而群落周转和嵌套变化往往取决于环境的变化。尽管功能β多样性由嵌套成分主导, 但周转成分占比相对于人为干扰较小的溪流而言明显增加。人为干扰显著改变了受干扰溪流鱼类的物种组成和功能多样性, 且功能多样性的纵向梯度格局在不同的多样性指标上存在差异。本研究强调, 在评估人为干扰下多样性的变化时, 需要从多方面考虑, 包括空间尺度和多样性指标等。

四川诺水河珍稀水生动物国家级自然保护区由嘉陵江支流渠江上游的大通江及支流小通江组成, 为全面了解该保护区的鱼类资源现状, 作者于2015年11月至2017年1月对30个采样点进行了5次资源调查。结果显示, 保护区共分布鱼类57种, 隶属4目13科45属, 其中调查采集47种, 访问调查获得10种。国家二级重点保护鱼类有1种, 即岩原鲤(Procypris rabaudi), 长江上游特有鱼类有12种, 列入《中国脊椎动物红色名录》的易危鱼类3种。保护区以小型鱼类为主, 优势种为宽鳍鱲(Zacco platypus)、嘉陵颌须鮈(Gnarhopogon herzensteini)和切尾拟鲿(Pseudobagrus truncatus)。保护区鱼类多样性较高, Shannon- Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数分别为2.900、5.198、0.931、0.753。Jaccard相似性系数表明, 大通江和小通江鱼类群落相似度较高, 同一河流不同河段间的相似度整体上与河段间距离成反比; 而不同河流相似海拔高度河段间鱼类群落相似度更高。保护区鱼类资源的衰退主要由过度捕捞、栖息地破坏以及水体污染等人类活动所致。

位于滇西北的高黎贡山是全球生物多样性研究和保护的热点地区之一, 然而该地区昆虫多样性缺乏系统调查和总结。本研究聚焦蝴蝶类群, 考虑该区域高山峡谷特点, 结合海拔梯度、生境类型和季节变化, 采用样线法调查、分析蝴蝶物种多样性及群落结构变化。结果显示: 共观测记录到蝴蝶2,055只, 隶属于5科85属151种, 在历史记录上新增27种, 使该地区已知蝴蝶种类达488种; 其中蛱蝶科物种多样性最高, 灰蝶科次之, 凤蝶科最低。蝴蝶群落多样性分析结果表明: 中海拔1,000-2,000 m区域种类丰富、多样性指数最高; 低海拔区蝴蝶分布明显聚集, 并且与高海拔地区空间上分离, 少有重叠。该地区不同生境中蝴蝶的种类及数量差异也较大, 物种数及多样性指数在自然保护区最高、边缘交错带居中及农业种植区最低。此外, 蝴蝶的种类和数量也存在季节差异, 春季调查到的个体数少, 夏季观察到的物种数少, 两年秋季调查到的物种丰富度、多样性均高, 但存在季节内变化。总之, 高黎贡山地区不同海拔、生境、季节间和季节内蝴蝶群落组成有自身特点, 共存物种有限, 蝴蝶群落相似性低。综合评估分布于该地区的蝴蝶保护种类, 包括易危种17种、近危种50种, 有国家二级保护蝴蝶3种。本研究弄清了高黎贡山地区蝴蝶的物种本底, 并调查获得其多样性随海拔、生境和季节变化的模式, 为加强区域物种多样性监测、保护生物多样性提供了科学依据。

植物标本采集是植物学研究的重要内容, 与植物引种密切相关。自19世纪以来, 美国植物采集者在全球尤其是中国进行了广泛的植物采集。在众多的植物类群中, 中国的竹类植物引起了美国采集者的极大关注, 并开展了大量调查研究和标本采集工作。研究美国植物采集者在中国采集竹类植物标本的历史, 对了解竹类植物从中国引种到美国的历史具有重要意义。本文基于国内外有关美国在华采集的竹类植物标本数据, 对其学名、采集地、采集人以及采集时间进行整理校对, 分析了美国采集者在华采集竹类植物标本的历史。结果表明: 1840-2010年, 美国在华共采集竹类植物标本960号2,238份, 隶属于25属120种(含变种和变型), 分别占中国竹类属和种数的73.5%和22.5%; 有45位(支)采集者(采集队), 在这些采集者中莫古礼最为重要; 采集地涉及20个省级行政区; 采集时间前后跨度约170年, 主要集中在20世纪上半叶。

本研究检视了采自中国沿海的银口天竺鲷属标本314尾, 形态学鉴定为8种: 斑鳍银口天竺鲷(Jaydia carinata (Cuvier, 1828))、细条银口天竺鲷(J. lineata (Temminck & Schlege, 1842))、新几内亚银口天竺鲷(J. novaeguineae (Valenciennes, 1832))、黑鳃银口天竺鲷(J. poeciloptera (Cuvier, 1828))、史密斯氏银口天竺鲷(J. smithi Kotthaus 1970)、横带银口天竺鲷(J. striata (Smith & Radcliffe, 1912))、印度洋银口天竺鲷(J. striatodes (Gon, 1997))和黑边银口天竺鲷(J. truncata (Bleeker, 1854))。结合GenBank中的同种序列, 对史密斯氏银口天竺鲷进行DNA条形码分析, 发现中国群体和地中海群体分为两个组群, 两者平均组间遗传距离为0.044, 表明其中存在隐存种。因该种模式产地为亚丁湾, 推测中国种群为隐存种Jaydia sp.。结合标本和文献考证, 我们认为中国已知有银口天竺鲷属鱼类9种, 未采集到的烟台银口天竺鲷J. tchefouensis (Fang, 1942)可能为J. lineata次定同种异名。我们整理了各种的同种异名、形态特征和地理分布, 编制了检索表, 探讨了分类问题, 修订了错误。中国已记录物种J. ellioti、J. arafurae、J. albomarginata实际为J. truncata、J. poeciloptera和J. novaeguineae。

全球传粉昆虫多样性正在下降, 如何保障农林生态系统传粉功能是当前研究的热点。理论上说, 传粉功能不仅与生态系统的传粉昆虫多样性相关, 还与生态系统的调节能力有关。近年来, 学者们逐渐认识到授粉生态弹性对传粉功能的影响。本文在回顾已有研究的基础之上, 总结传粉昆虫授粉生态弹性的内涵, 厘清授粉生态弹性与工程弹性、稳定性和抗性的异同。目前, 学者对授粉生态弹性形成机制开展广泛探讨, 提出功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 但这5个假说间的关系仍不清楚, 存在一词多义、词意混淆等现象。我们依次阐述功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 介绍不同假说中授粉生态弹性形成过程、研究热点和发展动态。通过解析授粉生态弹性的形成机制可知, 5个假说在内涵上存在紧密联系, 它们从不同空间尺度和研究对象下解释传粉昆虫授粉生态弹性的形成机制。未来授粉生态弹性研究将整合传粉昆虫群落动态和传粉功能动态的量化方法, 通过实验验证5个假说的合理性, 并揭示不同假说间的联系, 由此阐明授粉生态弹性的发生条件、形成阈值和动态规律。随着研究的深入, 授粉生态弹性理论有望用于指导农林生态系统传粉功能的经营管理。

孢子植物物种多样性丰富, 是自然生态系统的重要组成部分。孢子植物的传播通常被认为主要依靠风、水、弹力等非生物媒介, 而动物的作用往往被忽略。本文主要概述了: (1)孢子植物对动物传播的适应: 一方面孢子植物可为动物提供食物、庇护所、繁殖场所等, 另一方面孢子植物也可产生视觉、嗅觉等方面的线索来吸引动物, 从而促进动物传播其繁殖体。(2)动物对孢子植物的传播模式: 包括体内传播(消化道和组织寄生)和体外传播两种, 这些模式都能对孢子植物繁殖体进行有效传播。由于动物间形态或生活习性的不同, 以致传播距离存在差异, 最短距离为0.1 cm, 最长距离可从北半球至南半球。(3)动物对孢子植物传播的生态与进化意义; 由于某些孢子植物繁殖体的结构特点或萌发的需求, 以致其繁殖体只能通过动物的传播才能得以定殖, 因此动物与孢子植物之间存在密不可分的关系。目前, 动物对孢子植物的传播研究主要是描述性的内容以及研究单方面的传播途径, 建议在今后的研究中考虑动物对孢子植物传播的有效性以及多途径同时传播对孢子植物定殖的影响, 同时应更加关注孢子植物和动物互惠关系的形成、维持机制及将来的进化趋势。