理解群落结构和动态的主导机制是生态学研究的基本目标之一。群落内树种的存活受到其邻近树木的显著影响。为探究不同树种的存活对邻体组成的响应差异, 本研究基于鼎湖山南亚热带阔叶林20 ha森林动态监测样地中常见的90个树种的存活监测数据和功能性状数据, 建立了一系列关于邻体效应的树种存活模型。结果表明: 约58%的树种存活对邻体组成有敏感的响应, 共存树种间的功能性状差异影响着50%的树种存活动态。不同树种对邻体组成的响应差异与其耐阴性相关, 耐阴能力较弱的树种更倾向于表现出对邻体的敏感性。低比叶面积、高叶干物质含量、木材密度和最大胸径意味着较强的耐阴能力, 与光资源利用策略有关的生态位分化可能是邻域尺度上物种共存的原因。本研究为量化邻体间的相互作用和解释局域群落的物种共存提供了新的视角。

迄今生物多样性与生态系统功能关系的研究主要在物种组成随机配置的人工生态系统中进行, 在自然生态系统中研究较少, 且未考虑环境因子如何影响生态系统功能及其与生物多样性的关系。本研究选取亚热带广泛分布的次生林为研究对象, 利用模型拟合的方法, 探讨亚热带次生林中物种丰富度与生物量和生产力之间的关系, 以及环境因子(海拔、坡度、坡向、土层厚度)和次生林恢复时间(林龄)对生物量、生产力、物种丰富度与生物量和生产力间关系的影响。结果表明, 当不考虑环境因子时, 物种丰富度与生物量之间存在显著的线性正相关关系, 而与生产力之间存在显著的二次关系(先增加后减少的驼峰型)。当考虑环境因子时, 个体密度和土层厚度对生物量具有显著影响, 而环境因子对生产力并无显著效应。在坡度较陡、坡向朝南及土层较厚的环境条件下, 物种丰富度与生物量具有显著的线性正相关关系; 而在坡度较缓、坡向朝北及土层较薄的环境条件下, 物种丰富度不影响生物量。在较高海拔环境条件下, 生产力随物种丰富度先增加后减少(驼峰形状), 而在其他环境条件下, 生产力均不响应物种丰富度。以上结果说明自然森林生态系统中物种丰富度与生物量和生产力的关系存在差异, 且其相互间的关系依赖于环境因子。

入侵种与本地种杂交可能会改变其入侵性。为探讨入侵种与本地种杂交是否能促进植物入侵, 我们通过盆栽实验比较了高、中和低3种氮水平下入侵植物瘤突苍耳(Xanthium strumarium)、本地近缘种苍耳(X. sibiricum)及两者杂交种(X. strumarium♀ × X. sibiricum♂)的形态、光合及生长特征的差异。结果表明, 杂交种的总生物量在中氮和高氮水平下显著低于瘤突苍耳而高于苍耳。然而, 杂交种的茎粗在低氮水平下显著高于两个亲本, 叶绿素总含量和蒸腾速率在高氮水平下显著高于瘤突苍耳, 相对生长速率在低氮和高氮水平下显著高于两个亲本。此外, 在3种氮水平下瘤突苍耳的株高均显著小于苍耳, 而杂交种的株高在中氮和高氮水平下均与苍耳无显著差异。这些特性有可能提高了杂交种对资源的捕获和利用能力, 使其不仅能适应贫瘠的养分环境, 还能在有利条件下扩大自身优势。杂交带来较高的生长速率可能与瘤突苍耳的入侵性相关。

水分是制约很多陆地生态系统植物生长和繁殖的重要因素, 在干旱地区尤为明显。利用稳定同位素技术探究塔里木河下游不同林龄胡杨(Populus euphratica)的水分来源情况, 了解生态输水背景下荒漠河岸林的水分利用循环与利用策略, 可为生态输水提供科学依据, 同时也可对同类地区的生态恢复提供借鉴。本研究通过测定塔里木河下游胡杨茎干水和各潜在水源(土壤水、地下水)的稳定氢氧同位素值(δD、δ¹⁸O), 应用多源线性混合模型(IsoSource)分析了各潜在水源对不同林龄胡杨的贡献比例, 并结合3种林龄胡杨不同土壤深度含水量的变化, 分析了胡杨的主要吸水层位。结果表明: (1)不同林龄胡杨样地的不同深度区间上的土壤水δ¹⁸O值存在显著差异(P < 0.05): 胡杨幼龄木、成熟木、过熟木木质部δ¹⁸O分别为-7.83 ± 0.07‰、-8.53 ± 0.11‰、-9.36 ± 0.21‰; 而δD值不存在显著差异(P > 0.05)。可据此来推断胡杨的主要吸水层位。(2)总体上, 三种林龄胡杨土壤水δ¹⁸O值随土壤深度增加而减小, 并趋于接近地下水的δ¹⁸O值。其中, 0-60 cm土壤水受蒸发影响比较大, 其同位素组成经历了强烈的蒸发分馏过程, 土壤含水量极少, 土壤水δ¹⁸O值偏正。(3)不同林龄胡杨所利用的水分来源不同: 胡杨幼龄木对于地表80 cm以下的土壤水以及地下水均有一定程度的利用, 对80-140 cm、140-220 cm和220-340 cm的土壤水平均利用比率依次为16.2%、21.4%和24.6%, 对地下水平均利用比率为24.5%; 成熟木主要利用220-340 cm的土壤水及地下水, 平均利用比率分别为36.9%和42.3%; 过熟木主要利用140-340 cm的土壤水及地下水, 平均利用比率分别为32.8%和49.3%。

广阔的地域和多样的地形造就了中国丰富的生物多样性, 同时长时间的人类活动也导致我国有不少物种的生存受到威胁, 特别是一些极度濒危、随时有灭绝危险、生境要求独特、生态幅狭窄或基因易流失的物种需要重点保护。近期国家出台了《全国野生动植物及自然保护区建设工程总体规划》, 其中包含了首批重点保护的极小种群植物名单。本研究中, 我们整理了120种极小种群野生植物的高精度分布图, 探讨其分布格局并通过国家级和省级保护区网络评估其保护现状。研究发现, 中国极小种群野生植物丰富度最高的地方是云南东南部、广西西南部和海南岛西南部。国家级自然保护区对中国极小种群野生植物分布区的平均覆盖率为21.5%, 省级自然保护区的平均覆盖率为10.9%。有35种极小种群野生植物(占总数的29%)未受国家级自然保护区覆盖, 有17种(14%)未受任何国家级或省级自然保护区覆盖。我们建议在云南和海南省针对极小种群建立自然保护区。

中国阿勒泰地区是北半球中纬度地区的特殊区域, 与俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古接壤, 境内有平原、沙漠和山地三大地貌特征。2014-2016年, 我们先后3次对阿勒泰地区爬行动物资源开展了实地调查, 共采集到392号爬行动物标本。经鉴定隶属1目6科16种, 结合文献资料, 共计1目8科23种, 均为古北界物种, 其中中亚型17种, 古北型6种, 表现出中亚亚界与欧洲-西伯利亚亚界间的过渡性质。爬行动物Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数随海拔分布呈带有一个中峰的低海拔高原格局, 在第2海拔段(500-600 m)达到峰值; 均匀度指数总体呈现递增格局, 第15海拔段(1,800-1,900 m)达到最大值; 丰富度则呈现一种波动的递减格局, 峰值在第10海拔段(1,300-1,400 m)。3种环境因子对这种格局的独立解释力较低, 但综合作用的解释力较强, 其中海拔与年均温这两个因子的综合作用对物种多样性影响程度最大。

为了解赛罕乌拉自然保护区蝶类多样性及其影响因素, 我们于2017年5-9月分别对保护区的典型草原、湿地、山地沟谷草甸、退化草原、农田、山地旱生灌丛、山地中生灌丛等7种生境中的蝴蝶进行观测调查。共记录和采集蝴蝶2,290只, 隶属5科42属63种。蛱蝶科的种类数(34种)和个体数(991只)最多。柑橘凤蝶(Papilio xuthus)、云粉蝶(Pontia daplidice)、绢粉蝶(Aporia crataegi)、荨麻蛱蝶(Aglais urticae)、银斑豹蛱蝶(Speyeria aglaja)等5种为保护区的优势种。保护区蝶类群落的种-多度曲线呈正态分布模式, 表明保护区生态环境良好, 生境相互重叠, 蝶类活动范围在不同生境中可以延伸。不同生境中蝶类群落种类及数量存在一定差异, 其中山地中生灌丛蝶类群落的多样性指数最高, 优势度指数最低; 退化草原的多样性指数和物种丰富度指数均为最低, 优势度指数最高; 山地沟谷草甸的科、属、种、个体数最多; 退化草原的科、属、种、个体数都是最少。区系组成分析表明广布种占63.49%, 古北种占36.51%。保护区不同生境中蝶类群落多样性特征指数在各月份间有明显差异, 蝴蝶种类及个体数与温度之间呈显著正相关, 与降雨量无显著相关性。综上, 我们认为适当的干扰有利于蝶类多样性发展, 而强烈的人为干扰会严重破坏草场环境, 影响蝶类生存和繁衍, 降低蝶类多样性。

根据韭山列岛自然保护区2015年11月, 2016年2月、5月、8月的调查资料, 运用相对重要性指数(index of relative importance, IRI)、生态位宽度以及生态位重叠指数等生态指标, 对调查海域的优势种虾类进行生态位特征分析, 以了解该海域内虾类组成及优势种间的关系。结果表明, 保护区共调查到虾类16种, 隶属8科12属, 均属暖温种或暖水种, 其中优势种(IRI > 500)有7种, 隶属于4科5属; 虾类相对资源量呈春秋季高, 夏冬季低的季节性分布特征。除脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)外, 优势种的时空生态位宽度值(时间生态位宽度与空间生态位宽度的乘积)均大于非优势种。日本鼓虾(Alpheus japonicus)和细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)的时空二维生态位重叠值最大, 表明其对资源的利用具有相似性; 安氏白虾(Exopalaemon annandalei)和哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)的时空生态位重叠值最小, 说明二者相关性低。通过计算得知, 相对重要性指数(IRI)与生态位宽度对物种重要性排序结果有异: 时空生态位宽度值最大的为葛氏长臂虾(Palaemon gravieri), 而IRI值最高的为日本鼓虾。与相对重要性指数(IRI)相比, 生态位宽度指数不仅能反映物种对资源的利用能力, 还能反映物种分布是否均匀, 但这两者均不能反映生物量的多少。

为探究土壤细菌多样性及其功能对山核桃(Carya cathayensis)经营模式的指导作用, 本文采用16S rRNA基因高通量测序技术检测并比较了生态经营和过度经营的山核桃林土壤中的细菌群落, 分析了山核桃干腐病发病期干腐病感病指数、土壤pH值、养分与细菌多样性的相关性。结果表明: (1)生态经营山核桃林的感病指数(3.3 ± 3.35)显著低于过度经营山核桃林(81.9 ± 1.27)。(2)生态经营山核桃林土壤pH (6.64 ± 0.06)显著高于过度经营山核桃林(5.80 ± 0.04)。(3)过度经营山核桃林土壤的速效磷、速效钾和速效氮含量分别为18.10 ± 0.58 mg/kg、698.63 ± 11.24 mg/kg和227.13 ± 3.81 mg/kg, 均分别显著高于三者在生态经营山核桃林土壤中的含量(14.94 ± 0.27 mg/kg、497.13 ± 6.19 mg/kg和195.28 ± 6.01 mg/kg)。(4)生态经营和过度经营山核桃林土壤分别有14和21个主要细菌属, 其中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Gaiella和溶杆菌属(Lysobacter)为生态经营山核桃林土壤的优势属, 其相对多度显著高于过度经营山核桃林; 而Bryobacter、Candidatus Solibacter和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为过度经营山核桃林土壤中的优势属, 其相对多度显著高于生态经营山核桃林。两种经营模式下山核桃林土壤的OTUs、Ace指数、Chao指数、Shannon指数和Simpson指数无显著差异。RDA分析与蒙特卡罗检验表明, pH值、速效磷和速效氮均对土壤细菌优势菌群群落结构有显著影响(P < 0.05)。

本研究以四川王朗国家级自然保护区为研究区域, 利用红外相机对保护区内的主要野生动物进行了初步调查, 分析了该区域的物种多样性现状、相机数量和相机工作日与物种数量间的关系以及物种的相对丰富度。结果表明: 42台红外相机共拍摄到物种独立照片1,793张, 鉴定出野生动物25种, 包括大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、四川羚牛(Budorcas tibetanus)和黄喉雉鹑(Tetraophasis szechenyii) 3种国家一级重点保护野生动物, 黑熊(Ursus thibetanus)、黄喉貂(Martes flavigula)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、中华斑羚(Naemorhedus griseus)等8种国家二级重点保护野生动物。在相机数量增加到23台的时候拍摄到了本次记录的全部25种野生动物, 并且在单台相机工作日达到180天时, 物种数达到饱和。保护区内物种相对丰富度最高的是血雉(Ithaginis cruentus)(29.28)和毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)(15.78); 大熊猫的相对丰富度为8.09; 红腹角雉(Tragopan temminckii)、中华鬣羚和黄喉雉鹑的相对丰富度在2-5之间; 中华斑羚、勺鸡(Pucrasia macrolopha)、黑熊、四川羚牛和蓝马鸡(Crossoptilon auritum)的相对丰富度最低, 不到1。综上所述, 红外相机能够有效地对野生动物资源进行监测调查, 对于相对丰富度较低的物种需要投入更多的精力, 这些物种的栖息地保护对于自然保护区的发展至关重要。

在汉语拼音方案未正式推行前, 近代较早的文献书籍里对中国植物分类学者姓名的记载以威妥玛拼音为主, 同时混杂其他拼音形式, 另外存在诸多以缩写方式记录人名的情况。在进行近当代中国植物学的文献阅读、资料查询以及文献引证时, 多样化的人名拼写与缩写方式在一定程度上造成了困扰与混乱。本文简述了中国植物分类学发展初期主要用于人名地名的拼写系统, 以近当代中国植物学相关研究者的姓名索引为基础数据, 结合国内外的植物学相关网站及数据库, 整理出了较完整的早期中国植物分类学家姓名拼写的信息对照表。基于历史数据和当下应用实例, 归纳了中国植物分类学者姓名拼写多样现象的类型及其原因。过去及当代国内外在拼写中国人名上存在的问题有: (1)历史记载中写法不规范现象; (2)不同拼音形式的识别与使用混乱现象; (3)现代拼写在姓与名的顺序、拼音大小写、双名连接以及缩写上不统一现象。最后, 我们提出了关于中国植物分类学者姓名拼写与引用的建议。

转基因作物的长期大面积种植, 在为农业生产带来惠益的同时, 对农业生态系统的健康和稳定可能会产生潜在的影响。转基因作物表达的Bt蛋白对靶标害虫起到较好的控制效果, 而对Bt蛋白不敏感的非靶标害虫种群可能会迅速发展起来, 对作物造成为害。随着抗虫转基因作物的连续多年种植, 科学家们对于田间杀虫剂施用量的增减看法不尽一致。通过总结已有的研究报道, 本文以Bt玉米和Bt棉花为例, 分析了大田中非靶标害虫暴发的现状, 以及暴发的主要原因(如杀虫剂的使用、害虫天敌减少和物种替代)。在生产实践中, 抗虫作物的长期大面积释放导致广谱杀虫剂施用量减少, 田间非靶标害虫数量上升。因此今后需要继续开展更多的研究来综合评估种植转Bt基因作物产生的长期潜在影响, 优化害虫防治措施, 避免非靶标害虫暴发。

中国于2016年9月6日成为《名古屋议定书》缔约方, 意味着遗传资源及相关传统知识的保护以及获取与惠益分享制度, 在国际和国内层面已经步入履行阶段。传统知识的防御性保护是防范生物剽窃, 建设性保护是促进惠益分享。本研究通过多年的实地调研发现, 德昂族酸茶作为一类与遗传资源相关的传统知识, 在原持有方不知情同意的情况下, 被某利用方申请了专利, 构成了生物剽窃。本研究指出, 传统知识防御性保护可考虑修订国内专利法, 将传统知识强制性来源披露要求纳入其中, 进而防范生物剽窃。为促进传统知识的持有方分享应得惠益和可持续利用, 本研究建议依据《名古屋议定书》精神, 通过立法制定特殊制度, 创造性地发展出可行的惠益分享制度, 区分不同的传统知识主体资格, 以事先知情同意程序和共同商定条件为途径, 以补偿责任或知识共享许可协议为手段, 来实现《生物多样性公约》的保护与可持续利用两大目标, 方能达成传统知识的建设性保护。