施肥等人为管理下农田生态系统生物多样性的变化规律及其保护是生态系统研究的重要内容之一。我们通过镜检法对太湖地区一个长期肥料定点试验稻油轮作田表层(0–15 cm)土壤中杂草种子的种类进行了鉴定, 分析了长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库群落结构及多样性的影响, 讨论了杂草种子库多样性与农田生态系统生产力和稳定性的关系。4种施肥方式分别为不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥配施猪粪(CMF)以及化肥配施秸秆(CSF)。结果表明: 无论水稻种植季还是油菜种植季, 与长期不施肥、单施化肥及化肥配施猪粪相比, 化肥配施秸秆条件下的田间土壤杂草种子库密度均最低, 但其总物种数和多样性较高; 同时, 这种施肥方式下水稻与油菜的年平均产量也较高, 而且年际波动小。可见, 施肥方式的不同会影响杂草种子库的多样性, 而多样性的高低与农作物产量高低及稳定性有着一定的相关关系: 即均衡的施肥方式有利于维持土壤杂草种子库多样性, 提高农作物产量, 并降低产量年际间的波动性。在本文研究的4种施肥方式中, 化肥配施秸秆可以作为提高农田生态系统生产力和稳定性并保持生物多样性的农田施肥管理方式。

作为全球生态保育的基石, 保护区管理和设计成为研究热点。本研究旨在描述不同功能区在相应保护措施下植被的差异性变化。运用遥感和GIS技术以及景观分析手段, 利用两期Landsat 5 TM 影像提取出北京松山国家级自然保护区1987、2001年的归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)信息, 对植被动态进行分析, 并按变化率分为减少、无变化和增加3种类型, 利用景观指数刻画出变化格局, 就植被动态及其变化格局在不同功能区的空间分异性进行比较。得到以下主要结论: (1) 保护区建立后植被大体稳定并有所改善, 形成核心区>缓冲区>实验区的植被覆盖梯度。(2) 在绝对保护措施下, 核心区植被稳定性高并得到进一步改善。植被稳定类型集中于区域中心, 增加类型聚集在区域边缘, 减少类型与自然植被动态特征相符呈随机分布状态。(3) 受经营、开发措施影响, 实验区稳定性低, 变化面积大、变幅大、增加与衰退共存, 植被覆盖居全保护区最低且有退化趋势。(4) 缓冲区植被动态呈现出一定的随机分布格局。

太湖流域稻作历史悠久, 是我国粳稻高产地区之一。但育成品种的遗传基础日趋狭窄, 将会给农业生产带来潜在风险。为了有效利用地方水稻资源以扩大改良品种的遗传基础, 作者通过调查19个农艺性状, 对823个太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性进行了研究。结果表明: 15个数量性状的变异系数(CV)范围在4.6%(结实率)和33.7%(单株产量)之间。颖壳色、稃尖色、芒型和粒型4个质量性状分别有10、6、5、4种表现型。19个农艺性状的多样性指数(H′)变化范围在0.757(粒型)和1.930(每穗实粒数)之间, 平均为1.540。9月10日以后抽穗的品种比9月10日及其以前抽穗的品种具有更丰富的表型变异。主成分分析表明, 株高、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、单株产量和穗颈长等8个性状是解释太湖流域粳稻地方品种多样性的重要性状。

黄檗(Phellodendron amurense)是我国珍贵的药用和用材树种, 现已被列为国家二级保护植物。为了研究其遗传多样性和遗传结构, 以制定有针对性的保护策略, 作者采用8对荧光引物, 对来自10个野生种群共计129个黄檗个体进行了AFLP分析。共扩增出1,704条谱带, 其中多态带1,581条。遗传分化系数G_st为0.3420, 即有34.20%的遗传变异来自种群间。黄檗物种水平的遗传多样性高于种群水平: 在物种水平上, 多态位点百分率PPL =92.77 %, 有效等位基因数N_e=1.4636, Nei’s基因多样性指数H=0.2316, Shannon信息指数I=0.4275; 在种群水平上, PPL =54.20%, N_e=1.2487, H=0.1524, I=0.2371。UPGMA聚类结果表明, 黄檗野生种群可分为四类, 并且来自同一地区的黄檗个体有聚为一类的趋势, 说明其遗传变异可能与生境有关。建议在各种群内大量采样,实施迁地保护; 在长白山、完达山、大兴安岭、小兴安岭、千山以及燕山山脉的云蒙山等地区, 均匀布点划分区域进行就地保护, 保护种群完整性, 促进种群自我更新。

本研究应用联合国粮农组织(FAO)和国际动物遗传学会(ISAG)推荐的10对微卫星引物, 结合荧光–多重PCR技术, 检测了10个中国地方黄牛品种和3个外来牛品种的基因型。通过计算基因频率、多态信息含量和遗传杂合度,以Nei’s遗传距离和Nei’s标准遗传距离为基础, 采用非加权组对算术平均聚类法构建了聚类图, 分析了13个牛品种的群体内遗传变异和群体间遗传关系。并以聚类分析和群体结构分析为基础, 将13个中外黄牛品种分为三类: Ⅰ类属于普通黄牛品种, 包括延边牛、沿江牛、长白地方牛、蒙古牛、阿勒泰白头牛、哈萨克牛、复州牛和西藏牛; Ⅱ类属于含有瘤牛血统的黄牛品种, 包括日喀则驼峰牛和阿沛甲咂牛; Ⅲ类属于外来牛品种, 包括德国黄牛、西门塔尔牛和夏洛来牛。研究结果为加强我国地方黄牛品种种质特性研究以及地方牛品种资源的保护与利用提供了科学的依据。

根据1997–2000年东海23°30'–33°00'N、118°30'–128°00'E海域4个季节海洋调查资料, 从环境因素与优势种的聚集强度等不同侧面探讨了东海水母类多样性指数(H′)的分布特征及其成因。东海4季共发现水母类103种, 主要分布在东海南部和北部外海。大部分水域水母物种多样性较高, 且冬夏季高于春秋季, 南部高于北部, 外海高于近海。分析成因如下: (1)多样性指数与物种数密切相关, 但与丰度相关性不显著。优势种的聚集导致个别海区物种多样性降低。春季五角水母(Muggiaea atlantica)在浙江近海、秋季双生水母(Diphyes chamissonis)在长江口海域聚集, 导致春秋季东海近海水母类多样性指数较低。(2)水温是影响多样性指数分布的主要环境因子, 盐度是次要因子。冬春季多样性指数值与10 m层水温相关, 夏季与表层水温相关, 秋季与10 m层盐度相关。(3)多样性指数的分布还受不同水团的影响。春季、夏季和冬季多样性指数(H′)等值线分布全面反映了东海海流走向和水团的变化, 是分析东海水团的良好指标。

为了进一步探讨高海拔地区蝴蝶种类和数量与生境结构之间的关系, 1993–1997年每年的7月对互助北山国家森林公园不同生境类型(谷间平原、温性草原、针阔叶混交林、高寒灌丛草甸)中蝶类群落的结构、数量和多样性进行了调查。共获得蝴蝶标本4,745头, 86种, 隶属于8科57属。种类较丰富的类群主要有: 粉蝶科豆粉蝶属(Colias)6种、菜粉蝶属(Pieris)5种、绢粉蝶属(Aporia)4种、云粉蝶属(Pontia)3种, 蛱蝶科网蛱蝶属(Melitaea)3种; 个体数量以粉蝶科和灰蝶科为最多。不同的生境蝶类在种类组成和个体数量上有明显差异, 其中以针阔叶混交林物种数(44种)最多, 谷间平原个体数量(1,969只)最多。物种多样性指数以针阔叶混交林中最高, 高寒灌丛草甸最低; 均匀度以针阔叶混交林最高, 谷间平原最低; 优势度以高寒灌丛草甸最高。从不同生境蝶类成分的特有性上分析, 特有属和特有种含量高低依次为针阔叶混交林(20属24种)>高寒灌丛草甸(8属8种)>谷间平原(6属7种)>温性草原(5属6种)。不同生境类型间蝶类种类的相似性系数在0–0.4259之间。蝶类种类组成的聚类分析结果显示: 谷间平原与温性草原最先聚为一类, 然后与针阔叶混交林聚为一类, 最后与高寒灌丛草甸聚为一类。为保护该地区的蝶类物种多样性, 应加大宣传力度, 建立自然保护区, 继续加强本底资源调查。

2005年4–5月和9月对黑河流域中游地区荒漠－绿洲景观区不同生境中啮齿动物群落结构进行了研究。在甘肃省张掖市高台县黑泉乡选择流动沙丘、含砾沙漠、固定沙地、荒漠灌丛、防护林带、灌耕草地、灌耕农田和河岸草地等8种代表性生境, 采用活捕法(4,800铗日)共捕获啮齿动物254只, 隶属于3科8属9种。利用捕获记录计算了群落结构特征指数, 进一步利用Pearson相关系数考察了不同生境啮齿动物群落的相似性, 并在此基础上对不同生境的啮齿动物群落作了聚类分析。群落结构特征指数表明, 啮齿动物物种多样性(用Shannon-Wiener 指数测度)在灌耕草地中最低(0.6859)，在固定沙地中最高(1.7036); 物种均匀度(用Pielou 均匀度指数测度)在流动沙丘中最低(0.6531), 在河岸草地中最高(1.0000)。聚类分析结果显示, 研究区啮齿动物群落可以分成荒漠型群落和绿洲型群落两大类。三趾跳鼠(Dipus sagitta)在荒漠型生境中密度较高, 总体上具有优势地位, 尤其是在流动沙丘生境中占据绝对优势; 黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)在植被较好的绿洲型生境中占据优势地位, 但在流动沙丘外的其他荒漠型生境中也有发现。除五趾跳鼠(Allactaga sibirica)外, 其他种类的跳鼠只在荒漠型生境中发现。本次调查没有在防护林内部生境中捕获啮齿动物, 但在林缘区域仍有捕获记录。啮齿动物群落物种多样性指数与捕获率间无显著关联(r=0.240, P=0.566)。本研究提示人为干扰可能对维持研究区域的啮齿动物多样性有积极意义。

为了探明内生细菌在番茄中的分布和数量变化规律, 有目的地筛选防治番茄青枯病的内生细菌, 我们对广西可培养的番茄内生细菌的类群和数量动态进行了调查。从广西部分县市采集的303个番茄样本中分离到624株内生细菌菌株, 初步确定有芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌 (Pseudomonas)、黄单胞菌(Xanthomonas)、棒杆菌 (Corynebacterium)、土壤杆菌 (Agrobacterium)、微杆菌 (Microbacterium)、肠杆菌 (Enterobacter)和欧文氏菌 (Erwinia)8个属, 其中以芽孢杆菌、假单胞菌和土壤杆菌为芽孢杆菌为优势类群。番茄内生细菌在植株器官中的分布以根部数量最多, 其次是茎和叶。内生细菌的总量在番茄生育期的变化趋势是从苗期到花期数量上升, 而从结果期到成熟期数量逐渐下降。多数内生细菌种群的数量变化动态符合细菌总量的变化趋势, 只有微杆菌在番茄植株整个生育期中始终保持下降的趋势。春季种植的番茄植株的内生细菌类群数量比秋季种植的少。