生物多样性指标体系的建设过程长期而复杂, 需要结合科学研究、监测以及决策制定, 并基于合理的结构进行指标设计。构建适宜的生物多样性评价指标体系、监测评估生物多样性状况及变化趋势, 已被纳入我国国家生物多样性战略及其行动计划。本文结合国内外经验, 从指标的逻辑框架、空间尺度、时间尺度、指标类型、评价方法等5个方面探讨了指标体系构建中需要注意的问题。并依据我国2011-2030年国家生物多样性保护战略与行动计划, 提出了我国生物多样性评价的8个重要参考方面, 分别是: 生物多样性的现状与变化趋势; 生态系统的产品与服务功能; 生物多样性面临的威胁; 可持续利用; 遗传资源的获取与惠益共享; 政策法律体系与生态规划; 财政资源状况; 公众意识。最后基于适用性、代表性、敏感性、综合性原则, 甄选出26个评价指标。这些指标可以从压力、现状、影响及响应等方面对遗传多样性、物种多样性以及生态系统多样性分别进行评价, 并评估国家生物多样性战略行动目标的实施进展。

2008年5-6月在徐闻西岸设置了25个站点, 运用截线样带法调查了造礁石珊瑚的种类多样性和空间分布。本次研究共发现造礁石珊瑚57种, 每个站位的种类数均不超过30种。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均值分别为1.79和0.42。二异角孔珊瑚(Goniopora duofasciata)、盾形陀螺珊瑚(Turbinaria peltata)和锯齿刺星珊瑚(Cyphastrea serailia)是优势种, 其中二异角孔珊瑚为绝对优势种。造礁石珊瑚覆盖率在0-38%之间, 大部分站位介于10-20%, 平均为12.1%。调查区珊瑚礁分布不规则, 呈斑块状分布。

为系统研究渔山岛潮间带大型底栖动物群落结构与生物多样性, 作者于2009年3月至2010年1月在该岛潮间带布设5条断面进行了4个季节的取样, 调查大型底栖动物种类组成、生物量和丰度, 并分析了多样性状况。结果显示: 共鉴定出大型底栖动物100种; Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(J)、Margalef物种丰富度指数(R)和Simpson多样性指数(D)的周年平均值分别为3.328 ± 0.109、0.725 ± 0.021、4.350 ± 0.216和0.823 ± 0.016。One-Way ANOVA分析结果表明, 多样性指数( H')和物种丰富度指数(R)在断面间表现出显著(H': F_4,15=3.192, P<0.05)与极显著差异(R: F_4,15=5.623, P<0.01), 均匀度(J)和多样性指数(D)的季节性差异达到显著水平(J: F_3,16=6.575, P<0.01;D: F_3,16=3.359, P<0.05)。渔山岛潮间带大型底栖动物的群落结构分化明显, 季节性的节律变化显著。ABC曲线分析表明: 虽然仅夏季大型底栖动物群落受到了轻微的扰动, 但潮间带生物群落已处于受潜在干扰的边缘。

近年来随着地下生态学的发展, 生态学家们逐渐重视生物入侵导致的地下生物多样性及其相关生态系统功能的改变。为探究加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)入侵对土壤线虫的影响, 我们在杭州湾地区选取镇海、平湖、慈溪、奉贤、海盐和杭州6个研究地点, 比较外来种加拿大一枝黄花群落与土著种芦苇(Phragmites australis)群落土壤中的线虫群落结构和功能。结果显示: 两种植物群落土壤中的线虫属数和多样性没有显著差异, 而线虫营养多样性、大多数营养类群百分比以及线虫群落结构均存在显著差异, 表明加拿大一枝黄花的入侵在一定程度上改变了杭州湾地区土壤线虫的群落结构; 加拿大一枝黄花群落中土壤食真菌线虫比例趋于增加, 植食性线虫比例降低, 表明加拿大一枝黄花的入侵可能对土壤生态系统的能流途径产生影响, 在入侵地抗寄生线虫能力强于土著植物芦苇; 采样地点与植物的交互作用对线虫多样性和群落结构的影响显著, 表明入侵地点是决定加拿大一枝黄花对土壤生物影响的重要因素之一; 土壤颗粒组成、碳含量和氮含量是影响线虫群落结构的主要环境因子。

为了解栖息地片段化对鸟类巢捕食风险的影响, 我们于2010年4-8月, 在千岛湖地区选取16个岛屿, 分别在岛屿边缘和内部区域用放置鸡蛋(大型卵)和鹌鹑(Coturnix japonica)蛋(小型卵)的方法进行人工模拟地面巢试验, 研究不同体积大小鸟卵的巢捕食率及其差异, 分析巢捕食率与岛屿面积、隔离度、形状指数和植物物种丰富度的关系。试验期间, 共放置人工巢726个, 卵1,452枚, 其中大型卵人工巢366个、卵732枚, 小型卵人工巢360个、卵720枚。结果显示: 在千岛湖地区, 鸟卵类型、放置位置和试验时间对巢捕食率存在显著影响。小型卵的巢捕食率(81.2%)高于大型卵(60.0%), 岛屿边缘的巢捕食率(75.1%)高于内部区域(66.1%), 试验后期的巢捕食率要高于繁殖初期。同时, 岛屿面积和形状指数对巢捕食率有显著正相关关系(P<0.05)。综上, 栖息地片段化可通过边缘效应和面积效应增加鸟类的巢捕食风险, 而且小型鸟类对片段化更为敏感。

禾本科芒属植物具有在边际性土地(marginal land)上驯化成为高产能源作物的巨大潜力, 其中尼泊尔芒(Miscanthus nepalensis)和双药芒(M. nudipes)两个双药芒组物种分布于喜马拉雅-横断山地区, 是具有耐寒及抗旱特性的优良种质资源。为了了解其遗传多样性和群体遗传结构,需要筛选出有效的分子标记。目前在适用于核心芒属植物群体遗传学分析的42对SSR引物中, 有23对来自于核心芒属物种,19对来自玉米。我们利用来自双药芒组2个种的6个代表性个体, 筛选得到14对可在双药芒组中稳定扩增的引物, 其中有12对来自核心芒属,显示同属引物的扩增效率为52.2%(12/23)。成功扩增的14个位点中11个为多态。利用所得引物对双药芒组4个自然居群进行群体遗传学初步分析发现, 所获得的SSR引物多态性高、表现稳定, 适于双药芒组物种的群体遗传多样性分析, 可为芒属植物资源的研究和利用提供重要的分子标记。

研究牡丹品种的形态多样性可为合理利用牡丹种质资源、培育牡丹新品种提供依据。作者以21个有代表性的中国牡丹品种作为对照, 对引自美国、法国和日本的68个品种的41个形态性状进行了研究。统计分析结果表明: 不同来源的牡丹品种具有丰富的形态多样性, 其变异系数介于14.30-158.99%之间, 平均为44.49%。通过主成分分析将41个性状综合为10个主成分, 其中第1、3、5、6、7、8、9等7个主成分可以合并为第一因子, 主要反映花部特性; 另外3个主成分可以合并成第二因子, 主要反映叶片的特性。主成分分析结果基本支持聚类分析结果。基于形态性状的聚类分析把所研究品种聚为两类: 第一类绝大多数为国外品种, 其特点为叶表面有色晕、花径较大、花瓣无色斑、花期晚、花朵向上; 第二类同时包含了国内和国外品种, 但可以通过进一步的聚类加以区分, 其特点为叶表面无色晕、花径较小。多数国外品种与国内品种形态差异比较明显, 说明不同来源的牡丹品种之间遗传差异较大, 建议在今后的育种工作中选择与国内品种差异较大的国外品种作为亲本。

二重雌雄异型异熟, 即雌雄功能按雄-雌-雄顺序分别表达, 是有花植物中较为少见的异熟机制。槭属(Acer)大部分物种具有二重雌雄异型异熟的开花物候, 且第一期雄花与第二期在形态上差别较大。为深入探讨花发育模式对花形态和开花物候的影响, 本文应用石蜡切片技术和光镜技术, 对色木槭(Acer mono)各个发育时期的3种类型花(雄花I, II和雌花)的形态学和细胞学进行观察比较。结果发现: 色木槭一期雄花(雄I)在大孢子四分体退化形成功能性大孢子时期, 子房萎缩并迅速退化消失; 而二期雄花(雄II)在此时期胚珠和子房表现为逐渐退化败育, 但成熟子房内仅剩蘑菇云状的败育胚珠, 形态上可见子房和二分裂柱头; 雌花由于绒毡层延缓解体, 并缺少与花药开裂有关的唇细胞, 导致成熟花药无法开裂散粉, 发生了结构性的雄性不育。结果表明, 色木槭的3种类型的花均起源于两性花, 在花发育过程中通过成熟花药的不开裂和子房胚珠的败育分别产生功能性雌花或雄花, 而雄I和雄II在形态上的差异, 是由子房是否迅速退化造成的。

热带山地常绿林和热带山顶矮林均属于热带云雾林。为了揭示其群落结构和物种多样性特征, 在海南岛霸王岭热带山地常绿林和热带山顶矮林分别设置8个和10个2,500 m²样方, 调查所有DBH≥1 cm的乔木、灌木和藤本植株。结果显示: (1)热带山地常绿林幼树(1 cm≤DBH<5 cm)和小树(5 cm≤DBH<10 cm)的平均密度显著小于热带山顶矮林, 而成年树(DBH≥10 cm)平均密度无显著差异; 前者小树和成年树的平均胸径显著大于后者, 而幼树平均胸径显著小于后者; 前者所有径级植株的平均高度显著大于后者; (2)两森林类型优势种不同, 但优势科和优势属相似, Sørensen物种相似性指数为0.71; (3)逻辑斯蒂模型是拟合两森林类型种-面积关系的最优模型; 热带山地常绿林物种丰富度观测值及根据刀切法和抽样法估计的物种丰富度值都比热带山顶矮林高。综合分析表明, 热带山地常绿林和热带山顶矮林群落植株密度、胸径、高度和物种多样性差异较大。

藤本植物的组成及其地理分布是藤本植物生态学研究的重要内容之一, 但对温带藤本植物的相关研究相对缺乏。本文对包括中国东北、日本、朝鲜半岛和蒙古在内的东亚温带9个分区种子植物区系中藤本植物的科属组成、区系成分、生活型和攀援方式及其地理格局进行了比较研究。结果表明: 研究范围内总计有藤本304种(含变种、亚种), 分属38科96属, 以多年生草质藤本(138种)和木质藤本为主(127种), 一年生草质藤本植物较少(39种)。受低温和干旱胁迫的限制, 9个分区内藤本多样性及其所占区系的比例整体上呈现沿海高于内陆、低纬度高于高纬度的变化趋势。与东亚亚热带相比, 本区藤本植物热带性质科属比例较低, 温带性质科属比例较高。本区藤本物种多样性最高的为缠绕藤本(61.5%), 其次为卷须藤本(23.7%), 而吸附藤本(11.2%)和蔓生藤本(3.6%)种类较少。推测缠绕藤本与其他攀援方式的藤本相比, 耐受低温胁迫的能力更强。

为了查明乌鲁木齐南部山区地生地衣群落分布格局, 作者选取了24个样点(20 m×20 m), 设置了240个50 cm×50 cm样方, 调查地生地衣的种类及盖度, 分析其分布格局及其与环境因子的关系。结果表明, 乌鲁木齐南部山区共有地生地衣17种, 隶属于2目5科10属。聚类分析和DCA排序将该地区的地生地衣分为4个主要样点组, 分别是: (1)喇叭石蕊(Cladonia pyxidata)+腐石蕊(C. cariosa)+喇叭粉石蕊(C. chlorophaea)群落, 共有7种, 总盖度为19.7%; (2)双孢散盘衣(Solorina bispora)+腐石蕊+粗皮石蕊(C. scabriuscula)群落, 共有11种, 总盖度为21.1%; (3)雪岛衣(Cetraria nivalis)+喇叭石蕊群落, 共有3种, 总盖度最小为8.05%; (4)地卷(Peltigera rufescens)+多指地卷 (P. polydactyla)群落, 共有7种, 总盖度为23.83%。CCA排序结果显示, 该地区地生地衣的分布与海拔高度、郁闭度、人为干扰和湿度有关, 其中影响最大的因素是海拔高度, 其次为郁闭度和干扰。不同海拔高度的植物群落郁闭度不同, 到达地面的光照强度也有差异, 所以不同海拔的地生地衣种类及多样性有显著性差异。

植物物种丰富度随山地海拔梯度的变化格局是生物多样性研究的热点之一。基于种-面积关系的任何模型对群落物种数目所作估计, 其精度都依赖于样本的代表性、抽样尺度以及所涉及的分类群。作者以秦岭南坡森林群落样方实测的乔木种数据为例, 借鉴群落最小面积(minimum area, MA)的概念及其确定方式, 利用稀疏法(rarefaction)确定了能够反映研究区物种丰富度的最小表现样方数(minimum plot number), 利用3种分组方式将样方总体数据按海拔带分为不同的亚组计算各亚组的物种丰富度, 分析物种丰富度随海拔梯度的分布格局。结果表明: (1)在样方总体内计算任意数目的样方亚组的物种数时, 稀疏法可以整合整个研究区的物种组成特点, 避免单个样方数据对物种数估算的误差影响; 以最小表现样方数为基础来确定物种丰富度, 体现了物种数与样方数(所占面积)的非线性关系, 从而保证了计算结果的物种丰富度有充分的代表性。(2)秦岭南坡森林群落乔木物种的丰富度在中海拔范围(1,400-1,900 m)达到最大(≥80种), 而乔木物种密度分布的最大值出现在海拔1,890 m处(=9.5种/km²), 与以往研究结论基本一致。(3)等样方数高度带滑动分组方法结合物种密度计算分析, 不仅样方分组较详尽, 而且减少了各样方组间的微小差异, 是运用稀疏法考察区域物种丰富度时相对理想的样方分组方法。

植物园每年都吸引大量的游客, 是向公众展示生物多样性和开展生物多样性教育的重要场所。了解游客参观植物园的动机以及游览后的满意度, 对植物园的运营及科普功能的发挥至关重要。作者选择厦门园林植物园、中国科学院武汉植物园、北京市植物园、中国科学院昆明植物研究所植物园和中国科学院西双版纳热带植物园5个植物园为研究对象, 通过向游览后即将离园的游客发放问卷, 调查游客的游览动机和满意度, 分析了其社会学因素, 得到了以下研究结果: (1)不同植物园的游客参观植物园的动机不尽相同。“亲近自然”是游客游览植物园的普遍动机, 其次是“放松身心”和“欣赏美景”。在厦门植物园, “与亲人或朋友在一起”也是游客的游览动机之一。(2)“增长相关的知识”作为游览动机没有得到显著的支持。(3)游客对5个植物园的游览基本上是满意的。文中讨论了植物园应该如何根据游客的游览动机更好地经营植物园, 同时发挥植物园的科普及环境教育功能。

作者2002-2010年间, 连续多年对北京及周边地区的野生鱼类进行了实地调查和采集, 结合对中国科学院动物研究所国家动物博物馆馆藏鱼类标本及相关文献资料的整理, 得出北京及其邻近地区分布过的鱼类计有93种, 隶属于13目23科73属; 去除引入种, 自然分布于该地区的原生野生鱼类为85种(包括经通海河流上溯至区域内的河口咸淡水、洄游性及原产但现为引入的物种), 隶属于12目21科65属。目前, 区域内自然—半自然水体中可以见到的野生鱼类计有49种(包括引入种6种), 原生的野生鱼类为43种, 隶属于6目12科36属。与历史记录相比, 从目到种各分类阶元的消失率均超过40%, 特别是原生野生鱼类的消失率更接近50%; 伴随着大量土著鱼类的消失, 物种组成的异质性明显降低, 物种多样性下降的程度十分明显。自然环境持续干旱、兴修水利、城市建成区面积迅速扩张和人口膨胀等引起的水域面积减小、原有水域环境的改变、过度捕捞等应是引起土著鱼类物种多样性急剧下降的主要原因。为了能使原有土著鱼类资源尽快得到更有效的保护和恢复, 建议进一步做好鱼类资源本底调查、进一步加强渔政管理包括对现有水生生物保护区的管理、筹建新的水生生物保护区、建立种质资源库、订立地方性水生野生动物保护名录、加强对水生野生动物保护的宣传教育、严控引入鱼种等。

牛尾海是连接香港陆地和南中国海的重要通道。作者采取全面普查和重点线路补查的方法, 于1997年8月、12月和2008年6月先后3次考察了牛尾海邻近各岛屿的植被概况和植物种类。结果表明, 牛尾海邻近岛屿共有维管束植物345种, 隶属于108科254属。植被类型以灌丛和草灌丛为主, 兼有次生性常绿阔叶林和滨海砂生植被, 并有相当数量的红树林分布。植物区系成分以热带、亚热带成分占优势, 并分布有樟树(Cinnamomum camphora)、苏铁蕨(Brainea insignis)、龙眼(Dimocarpus longan)和粘木(Ixonanthes reticulata) 4种国家重点保护植物。根据调查结果和相关的文献资料, 我们列出了该区域的植物名录。各岛屿植物物种丰富度与岛屿海拔高度、面积呈正相关关系, 且与岛屿所处地理位置有直接关系。