以温室气体浓度持续上升、全球气候变暖为主要特征的全球气候变化对野生植物及生物多样性造成的潜在影响, 已经引起了国际学者的高度关注。本文总结了全球气候变化的现状与未来趋势, 概述了中国野生植物的保护及管理现状, 从不同侧面综述了国内外关于全球气候变暖对野生植物影响的研究进展和动态, 包括气候带北移、两极冰山退缩、高海拔山地变暖、海平面上升、早春温度提前升高、荒漠草原土壤增温、旱涝急转弯等对野生植物造成的影响以及气候变暖对种间关系和敏感植物类群的影响, 并从气候变化背景下全球生态系统敏感度、植物多样性、物种迁移与气候槽(sink areas)、物种适应与灭绝以及物候节律5个方面分析了未来全球变暖影响野生植物的总体趋势。在以后的野生植物保护与管理中, 应确定全球气候变化的植物多样性敏感区, 重点关注对气候变化敏感的植物类群以及气候要素改变植物-动物互作关系中的野生植物, 自然保护区的建设要重点考虑全球气候变化的影响, 通过在全球范围内对野生植物分布和种群变化进行长期、系统的追踪监测, 建立有效的数据库, 发展野生植物迁地保护的保育技术及信息网络, 发展有关野生植物对全球气候变化响应的量化指标及相应的模型。最后提出应将全球气候变化下野生植物保护与管理列入相关基金会的研究重点。

目前通常采用的评估湿地保护和恢复成效的指标体系较为复杂, 常涉及生物学、环境科学和社会学等多个学科, 导致监测评估成本高, 并难以实现综合的定量评估, 因此有必要提出能够在较大程度上表达生态环境状况的综合生态指标。植物区系质量指数(Floristic Quality Assessment Index, FQAI)反映了植物区系中物种的生态保守性程度, 作者将其作为主要生态指标, 来验证该指标用于湿地植被恢复成效定量评估的有效性。作者以四川盆地丘陵和平原地区湿地植物为对象, 构建了区域库塘及河滩湿地植物区系质量指数计算方法与赋值表, 以成都市重要水源地——云桥湿地的3年生态恢复成效为案例进行了检验。结果表明, 在云桥湿地3年恢复期间, 植物物种组成及其比例在恢复年限间无显著差异, Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数在3年中也并未发生显著变化, 但生态保守性系数平均值(CC_mean)和植物区系质量指数(FQAI)均随恢复年限显著上升, 表明FQAI可以快速、有效地实现生态系统水平湿地植被恢复成效的比较和定量评估。

群落的系统发育结构能够有效地反映各种生态过程对群落组成的影响, 通过研究群落系统发育结构能推断出其形成的生态过程, 对于揭示群落动态具有重要意义。作者将宝天曼1 ha落叶阔叶林样地分为10 m×10 m、20 m×20 m、25 m×25 m三个尺度的样方, 将样地内乔木个体划分为小径级(1 cm ≤ DBH<5 cm)、中径级 (5 cm ≤ DBH<10 cm)、大径级(DBH ≥ 10 cm)三个径级, 通过比较各个阶段系统发育结构的变化, 来分析其群落系统发育结构的生态过程。不同零模型的比较发现, 宝天曼落叶阔叶林群落的净系统发育亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和最近种间亲缘关系指数(net nearest taxa index, NTI)值都随着研究尺度和径级的增加而降低, 表明该群落在不同时空尺度上都表现出群落系统发育结构发散, 而且系统发育密度制约对大径级个体的系统发育结构的影响大于小径级个体。上述结果说明密度制约是地处暖温带-亚热带过渡带的宝天曼落叶阔叶林群落物种多样性维持的重要机制。

目前对于人造生活环境中的苔藓植物组成与多样性所知甚少。本文报道了城市住宅小区中的苔藓植物多样性, 以丰富重庆市苔藓植物区系资料, 为小区环境质量评估提供依据, 为认识苔藓植物对新环境的适应能力提供科学基础。通过对重庆主城九区23个住宅小区进行详细调查, 报道苔藓植物19科33属84种。种类组成以土生的丛藓科和真藓科为主。常见种类包括小凤尾藓(Fissidens bryoides)、大叶石灰藓(Hydrogonium majusculum)、细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)、鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum)和绿片苔(Aneura pinguis)共5种。各住宅小区苔藓物种数介于5-25种之间。物种相似性程度非常低, 群落间差异较为显著, 多样性较高。苔藓生活型以丛集型为主。典范对应分析排序结果显示, 住宅小区居住户数对其苔藓物种多样性影响最大, 其次是绿地面积。研究结果表明, 住宅小区是城市苔藓植物的重要分布区域之一。地理环境差异、城市化水平、小区内部小生境条件和人为干扰程度可能是造成各住宅小区苔藓组成差异的原因。

红色名录指数(Red List Index, RLI)是评估物种濒危状况变化趋势的最有效指标, 已经被列为联合国千年发展目标的指标之一, 在全球尺度的应用取得了很好的效果。本研究基于多来源的中国脊椎动物濒危等级评估数据, 对兽类、鸟类、两栖类、爬行类和淡水鱼类的濒危状况变化趋势进行了评估。两栖类和爬行类由于在任意两个年度同时被评估的物种数量少, 不符合计算RLI的条件, 未进行指数计算。结果表明: 1996-2008年, 兽类的RLI下降; 1998-2004年, 淡水鱼类的RLI下降; 1988-2012年, 根据Equal-steps方法计算的鸟类RLI略有下降, 但根据Extinction-risk方法计算的RLI先略有上升又呈下降趋势, 总体呈下降趋势。总体看来, 3个类群的RLI变化幅度均较小, 兽类和淡水鱼类的受威胁程度在加剧; 鸟类整体上受威胁程度虽在加剧, 但部分高濒危物种的保护状况一定程度上得到改善。建议全面开展物种濒危状况评估工作, 并根据濒危等级变化制定有效的保护计划。

物种多样性和种域宽度沿环境梯度的分布格局及其成因机制一直是生物地理学和生态学讨论的重要议题。本研究采用多元回归模型和方差分离的方法判断面积、水分和能量、边界限制对秦岭两栖、爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度海拔梯度分布格局的影响。结果表明, 秦岭两栖爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度均呈单峰分布格局, 但峰值分布的海拔段有所差异。形成这种格局是各种因素相互作用的结果, 3种假设的独立解释力较低。水分能量动态假设对两栖、爬行动物物种的丰富度格局有很强的解释能力, 但水分和能量的解释力中有很大一部分属于边界限制、面积的协同作用, 在解释两栖动物的海拔分布格局时, 边界限制与水分和能量之间存在较强的共线性, 而在解释爬行动物的海拔分布格局时, 面积与水分和能量之间存在较强的共线性。同时, 本研究采用Stevens法和逐种法对Rapoport法则进行了验证。结果表明, 爬行动物物种种域的海拔梯度格局基本上支持Rapoport法则, 两栖动物很难判断是否支持Rapoport法则。

裸肉足虫作为联结微生物和大中型土壤动物的重要环节, 在土壤生态系统物质循环和能量流动过程中起着重要作用。为探明裸肉足虫群落沿海拔梯度的分布特征及其主要驱动因子, 作者在长白山北坡选择不同海拔梯度(700 m、1,000 m、1,300 m、1,600 m、1,900 m和2,200 m), 采用最大可能数法对裸肉足虫进行了培养计数, 并采用平板培养、标记、分离再培养的方法进行了分类鉴定, 分析比较了不同海拔梯度裸肉足虫的群落组成和结构特征。结果表明: 长白山北坡裸肉足虫物种丰富, 不同海拔梯度裸肉足虫丰富度指数存在显著差异, 且与土壤酸碱度呈极显著正相关关系。其中林分较为单一的岳桦(Betula ermanii)林带(1,900 m)裸肉足虫丰富度最低, 位于植被交错带的针阔混交林带(1,000 m)裸肉足虫丰富度最大, Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在不同海拔梯度间不存在显著性差异, 但变化趋势与丰富度一致。聚类分析结果显示, 1,300 m、1,600 m和1,900 m海拔带以及700 m和2,200 m海拔带裸肉足虫群落组成较为相似。典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)显示, 裸肉足虫群落组成和结构主要受土壤酸碱度、铵态氮以及碳氮比的影响, 而海拔和土壤含水量对其没有显著影响。综上, 裸肉足虫群落多样性随海拔梯度的增加并未呈现递减或单峰的变化趋势, 土壤的基本理化性质是驱动裸肉足虫群落分布的主要因素; 此外, 地上植被也可能通过凋落物和根系分泌物间接影响裸肉足虫的群落组成和多样性。

通过新的方法(即潜水调查法)调查了西沙群岛浅水区的礁栖鱼类, 并从食性角度分析鱼类群落特征及其对水质环境变化的响应。2006年5-6月, 对西沙群岛6个岛礁(东岛、永兴岛、羚羊礁、金银岛、华光礁和中建岛)共10个站位的礁栖鱼类种类、数量和长度进行了调查, 结合公开资料(FishBase等)确定鱼类食性。共记录到29科71属119种鱼, 其中50种是新记录。至此, 西沙群岛的鱼类总记录已达到717种。从不同站位来看, 永兴岛西的种类数量和Shannon-Wiener多样性指数均最高。多数鱼种分布范围狭小。摄食浮游动物和底栖无脊椎动物的鱼类是优势类群, 而草食性、杂食性和食物链顶端食性的鱼类数量和生物量较低, 反映出西沙群岛珊瑚礁生态系统整体上健康稳定。永兴岛的杂食性鱼类的数量比例和生物量比例均高于其他岛礁, 反映出鱼类群落已对水体富营养化产生响应。

利用2012年4月至2013年3月在同安湾进行的定置网渔业资源调查资料, 探讨了该海域鱼类多样性及平均营养级特征。结果表明, 周年逐月共鉴定鱼类112种, 隶属于15目53科88属。渔获物组成以沿岸小型底层鱼类为主, 其中中上层鱼类15种, 中下层鱼类18种, 底层鱼类79种; 暖水性种类84种, 暖温性种类28种, 亚热带动物区系特征明显; 杂食性鱼类8种, 低级肉食性鱼类71种, 中级肉食性鱼类30种, 高级肉食性鱼类3种, 以低级肉食性鱼类为主。中华海鲶(Tachysurus sinensis)是夏、秋、冬三季的优势种, 六指多指马鲅(Polydactylus sextarius)、锯脊塘鳢(Butis koilomatodon)和髭缟鰕虎鱼(Tridentiger barbatus)是春、冬两季的优势种。重量和尾数多样性指数最高值均在11月, 分别为3.26和3.29; 最低值均在2月, 分别为1.78和1.77。鱼类种类存在明显的季节更替现象, 其月更替率6月最低, 为40.1%; 3月最高, 达68.6%。鱼类平均营养级也存在明显的季节变化, 其中3月最低, 为3.02; 1月最高, 为3.92; 周年平均营养级为3.52。与2003年调查资料相比, 鱼类种类数明显减少, 鱼类组成和优势种发生了很大的变化, 导致变化的主要原因可能是过度捕捞、栖息地破坏和环境污染等。

为了解互花米草(Spartina alterniflora)入侵红树林的生态影响, 作者对位于北海市西村港的红树林湿地以及周边互花米草盐沼的大型底栖动物群落多样性和群落结构进行了研究。2012年10月至2013年9月连续4次取样, 按照取样时间研究大型底栖动物的种类、物种组成、生物量和生物多样性等群落特征的差异, 探讨互花米草入侵红树林湿地对大型底栖动物的影响。本研究共采集底栖动物16种, 隶属于5门7纲15科, 其中互花米草群落10种, 红树林湿地12种。研究发现互花米草入侵后中国绿螂(Glauconome chinensis)个体数量剧增, 导致不同采样时间互花米草盐沼的大型底栖动物生物量均显著高于红树林湿地; 除个别月份外, 红树林湿地大型底栖动物的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数均显著高于互花米草群落。基于生境-采样时间的双因素方差分析结果表明, Shannon-Wiener多样性指数和Simpson指数在两种生境间差异显著; 两种生境的Margalef丰富度和Pielou均匀度指数在不同采样时间差异显著; 大型底栖动物生物量和物种数量在两种生境间和不同采样时间差异均显著。基于多元回归分析的研究结果表明, 互花米草密度是影响大型底栖动物生物量的关键因子, 而互花米草株高可以解释物种个体数量、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson指数在两种生境的变化。对不同采样时间大型底栖动物群落结构的非度量多维度(non-metric multidimensional scaling, NMDS)分析结果表明, 红树林与互花米草群落的大型底栖动物群落相似性很低。总而言之, 在西村港地区, 互花米草入侵虽然增加了大型底栖动物的生物量, 但由于优势物种的凸显, 显著降低了大型底栖动物群落的多样性, 且种类组成与群落结构与红树林群落相比已有差异。由此可见, 互花米草入侵红树林对当地的大型底栖动物群落多样性造成影响。

为了解南麂列岛潮间带珊瑚藻类对于其他大型藻类和底栖动物的影响, 在南麂列岛国家级海洋自然保护区布设了4条潮间带断面, 于2012年5月至2013年2月对其生物状况进行了逐季调查, 分别分析了中低潮区大型藻类、非珊瑚藻大型藻类、底栖动物的物种多样性和均匀度, 并计算了大型底栖动物的功能多样性指数Rao's Q。主要结果如下: (1)共采集和鉴定出大型藻类52种, 其中珊瑚藻科藻类有5种; (2)珊瑚藻类在高潮区没有分布, 在中低潮区均占据优势, 占潮间带藻类生物量的68.9%。四季中低潮区大型藻类的Shannon-Wiener多样性指数范围为1.638-4.044, 非珊瑚藻大型藻类的多样性指数范围为1.495-3.809, 底栖动物为5.289-6.917; 大型藻类的Pielou均匀度指数范围为0.819-0.971, 非珊瑚藻大型藻类的均匀度指数范围为0.830-0.973, 底栖动物为0.967-0.988; (3)大型藻类物种多样性和均匀度指数的降低与珊瑚藻类优势度的增加相关, 但珊瑚藻类优势度与底栖动物物种多样性指数、均匀度指数和功能多样性指数均没有显著相关性; (4)底栖动物功能多样性与珊瑚藻类优势度均呈低潮区高于中潮区的变化规律, 但相关性分析表明两者间并无直接联系。推测珊瑚藻类通过竞争占据了其他藻类的生存空间, 从而降低了南麂列岛潮间带大型藻类的物种多样性和均匀度。底栖动物则因其自身生活特点而使得珊瑚藻类的扩张未能影响其多样性水平。

为揭示莱州湾砂壳纤毛虫群落季节变化规律, 在莱州湾设置8个站位, 于2011年5-11月及2012年3-4月进行了9个航次的调查, 用浅海III型浮游生物网由底至表垂直拖网采集砂壳纤毛虫。结果表明, 莱州湾3-11月砂壳纤毛虫物种丰富度的变化范围为5-19, 周年变化呈现一峰两谷的趋势。丰度的范围为0-318 ind./L, 丰度较大(> 50 ind./L)的种类有运动类铃虫(Codonellopsis mobilis)和清兰拟铃虫(Tintinnopsis chinglanensis)。各月平均丰度随时间的变化趋势为双峰型, 最大值出现在7月(63 ind./L), 次峰值出现在5月(48 ind./L), 最小值出现在3月(2 ind./L)。黏着壳种类在3-11月均有出现, 透明壳种类仅在温度较高(> 15°C)的6-9月出现。各月的优势种数目为1种(5月)到8种(8月), 其中运动类铃虫在所有月中都是优势种, 对砂壳纤毛虫丰度周年的变化规律产生较大影响。使用各月所有种类的平均丰度对各月砂壳纤毛虫群落进行聚类分析, 得到两个群落(相似度30%): 群落I(7-9月)和群落II(3-6月、10-11月), 说明砂壳纤毛虫群落发生了明显的季节变化。砂壳纤毛虫的物种丰富度、丰度与环境因子(温度、盐度)均没有明显的相关性。

为探讨人工林物种多样性维持机制及人为干扰后人工林群落的多样性恢复机制, 作者依据自然林的核心理论建立了一个1 ha的橡胶(Hevea brasiliensis)林固定样地, 通过研究近自然管理后样地内植物物种组成与分布来探讨近自然管理后橡胶林生物多样性的特征。结果表明: 近自然管理后橡胶林群落物种多样性较高, 1 ha样地内共有植物69科155属183种。在面积为4,000 m²、3,000 m²和2,000 m²时分别包含了样地内大约90%的种、属和科; 逻辑斯蒂模型拟合拟合种-面积曲线效果较好(R²=0.997), 证明了1 ha取样尺度可以满足橡胶林群落物种多样性研究的需要。多度-面积曲线和丰富度-面积曲线与随机分布模型有明显的差异, 表明橡胶林群落内个体数及物种分布呈非随机性。(4)对数级数模型和对数正态模型拟合橡胶林群落的种-多度分布都不理想, 相比而言后者拟合效果稍好。

基于文献报道、野外调查、标本记录和必要的分类学考证, 整理出我国外来入侵植物72科285属515种。根据外来入侵种的生物学与生态学特性、自然地理分布、入侵范围以及所产生的危害, 将其划分为5类: 即恶性入侵类(34种)、严重入侵类(69种)、局部入侵类(85种)、一般入侵类(80种)和有待观察类(247种)。通过地理分布格局分析, 中国外来入侵植物主要分布在我国西南及东部沿海地区, 并进一步扩散到内陆各省。中国外来入侵等级划分和地理分布格局可以作为外来入侵植物风险防范和管理的依据。本工作提供我国外来入侵植物的本底资料的同时, 还对主要外来入侵植物的管理提出了具体建议。

2010年10月《生物多样性公约》缔约方大会第十次会议通过的《生物多样性公约关于获取遗传资源和公正和公平分享其利用所产生惠益的名古屋议定书》(简称《名古屋议定书》) , 是实现《生物多样性公约》确保公平公正地分享因利用遗传资源而产生惠益目标的里程碑式文件, 该议定书将会在2014年10月12日正式生效。本文回顾了《名古屋议定书》政府间委员会上对遵约机制、全球多边惠益分享机制、信息交换所、能力建设和意识提高等议题的谈判过程, 并对下一步相关工作的开展提出了建议。