为全面了解唇形科鼠尾草属(Salvia)植物的多样性和分布格局及其形成机制, 作者查阅了国际权威生物多样性信息网站(GBIF, The Plant List)、中国数字植物标本馆(CVH)、教学标本资源共享平台和中国自然保护区标本资源共享平台中该属物种名称及标本采集信息, 以及国内32家标本馆的标本, 分析并绘制其物种分布图。结果显示, 具有明确地理坐标的世界和中国分布信息分别有57,674条和11,596条, 已接受种名952个。在世界范围内, 以中南美洲(510种)物种数量最多, 其次是西亚(270种)、欧洲(117种)、东亚(97种)和北美(94种); 在国家尺度上, 以墨西哥物种数量最多(322种), 其次是俄罗斯(109种)、土耳其(88种)、美国(85种)和中国(82种)。在中国, 以云南和四川省鼠尾草种数最多(合计占全国的63%), 两省分布最多的县域地区分别是玉龙县(23种)、香格里拉县(20种)、大理市(13种)和木里县(17种)、宝兴县(13种)、马边县(13种)。在自然地理区域上, 以横断山区最为丰富, 占该属全国物种总数的52.8%, 特有种达23种; 广布种以荔枝草(S. plebeia)分布的县域数量最多(395县), 其次是鼠尾草(S. japonica) (199)、丹参(S. miltiorrhiza) (192)、贵州鼠尾草(S. cavaleriei) (173)、华鼠尾草(S. chinensis) (153)和粘毛鼠尾草(S. roborowskii) (100)。鼠尾草属主要分布于北半球温带及亚热带高海拔地区, 中国是东亚的多样性分布中心, 代表性广布种及狭域特有种均有分布, 尤以云南、四川以及横断山区的物种多样性和特有种比例最高。

甘什岭保护区是海南岛南端的热带森林保护区, 植物区系特殊, 特有植物无翼坡垒(Hopea exalata)在这里成片分布。2010年保护区范围得到调整, 为全面了解保护区内珍稀濒危植物的分布状况, 作者于2010-2012年对植物物种多样性进行了系统的野外调查, 并对其保护等级进行评估, 以期为我国热带珍稀濒危植物的保护提供依据。结果表明: 保护区内共分布有野生珍稀濒危植物106种。其中,《国家重点保护野生植物名录》第一批和第二批(讨论稿)收录43种, 《中国植物红皮书》收录19种, 《IUCN濒危物种红色名录》收录29种, 《中国物种红色名录》收录61种, 《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录收录34种, 《海南省省级重点保护野生植物名录》收录76种。保护区内珍稀濒危植物种类占植物种类总数的比例较附近的五指山、鹦哥岭、尖峰岭三大国家级雨林保护区略低。根据这些种类的分布状况, 分为罕见种(3种)、稀有种(15种)、偶见种(63种)和常见种(25种)。特有性分析发现, 海南特有种有22种(包括2种甘什岭特有种), 中国特有种有13种。根据我们的评估结果, 建议将46种植物的保护等级提升或增补于保护范围。

表型可塑性可能在外来植物的成功入侵和随后的扩散中起到至关重要的作用。一些研究者推测喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)入侵地种群可能比原产地种群对光强具有更强的可塑性反应。为了验证该假说, 我们在正常光照和遮荫(30%正常光照)条件下研究了喜旱莲子草原产地(阿根廷)和入侵地(美国)种群在形态特征和生物量分配上是否存在显著差异。结果表明: (1)喜旱莲子草对光照强度具有很强的可塑性。在遮荫处理下, 其根冠比和分枝生物量比显著降低, 而比茎长和比叶面积显著增加; (2)原产地和入侵地喜旱莲子草的总生物量和比叶面积对遮荫的可塑性没有显著差异。入侵地种群的根冠比、分枝强度和比茎长的可塑性显著小于原产地种群; (3)无论在正常或低光照条件下, 入侵地种群的根冠比(-20.8%)、分枝强度(-54.6%)、比茎长(-18.5%)和比叶面积(-8.6%)均显著低于原产地种群。这些结果表明, 喜旱莲子草对光照强度具有很强的可塑性, 这可能是该物种可以分布于从河岸带草丛到疏林灌丛等各种生境的主要原因; 从原产地到入侵地, 喜旱莲子草与耐阴性有关的性状对光照的可塑性显著降低, 可能是该物种在入侵地能够形成单优势种群的主要原因。

为揭示中国东部陆架边缘海浮游植物群落季节变化规律, 根据2006年6-7月、2007年1-2月、2007年11月和2009年4-5月在中国东部陆架边缘海域(25.00°-39.00° N, 118.00°-129.00° E)进行的综合采样调查, 对调查海域网采浮游植物(网孔直径77 μm)的物种多样性和分布特征进行了研究。4个航次共鉴定出浮游植物4门70属257种(不包括未定名种), 其中硅藻是主要功能群, 其次是甲藻, 主要的优势种为骨条藻(Skeletonema spp.)、细弱海链藻(Thalassiosira subtilis)、囊状海链藻(T. scrotiformis)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)、菱形海线藻(T. nitzschioides)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)、旋链角毛藻(C. curvisetus)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)和夜光藻(Noctiluca scintillans)。浮游植物细胞丰度为0.02×10 ⁴-31,350.21×10 ⁴cells/m ³, 最低值出现在冬季黄海海域, 最高值出现在春季长江口邻近海域。4个季节的浮游植物细胞密度呈现春季>夏季>秋季>冬季的趋势, 浮游植物各生物多样性指数的等值线均呈现西北-东南走向。

为了探讨散养麋鹿(Elaphurus davidianus)种群密度制约的调控机制, 1993-2013年, 我们以湖北石首麋鹿国家级自然保护区围栏内的散养麋鹿种群为研究对象, 采用分区直接计数法统计麋鹿种群数量, 计算种群增长率、死亡率、存活率和产仔率等参数, 对麋鹿种群的发展是否受到密度制约影响以及作用于哪些种群参数进行了研究。结果表明: 石首麋鹿保护区散养麋鹿种群的发展过程可分为5个阶段, 分别为稳定增长阶段(1993-1997年)、快速增长阶段(1998-2006年)、缓慢增长阶段(2007-2009年)、迅速下降阶段(2010年)和种群恢复阶段(2011-2013年)。1993-1997年, 种群增长率为16.60±3.10(%), 而死亡率为4.34±0.93(%); 1998-2006年, 种群增长率增加为28.98±3.62(%), 死亡率为4.35±2.31(%); 2007-2009年, 种群的增长率下降为7.36±1.64(%), 而死亡率增加为6.32±2.85(%); 2010年种群暴发传染性疾病, 数量急剧下降; 2011-2013年, 种群增长率增加为10.95±4.04(%), 而死亡率下降为5.70±2.03(%)。Pearson相关性检验结果显示: 种群密度与增长率呈极显著负相关(r=-0.612, P=0.005<0.01), 与产仔率也呈极显著的负相关(r=-0.902, P=0.000<0.01), 与死亡率的相关性不显著(r=0.425, P=0.062>0.05)。独立样本t检验结果显示, 2010年之前(1993-2009年)和之后(2011-2013年)的成、幼体存活率分别为95.40±1.56(%)、95.79±1.80(%)和96.67±0.92(%)、94.04±2.20(%), 两者差异不显著(成体: t=-0.503, df=8, P=0.628>0.05; 幼体: t=0.558, df=8, P=0.592>0.05), 这说明密度制约因素未对石首麋鹿保护区散放麋鹿种群的存活率产生明显影响。从2003年起, 种群受到密度制约机制的调控, 主要表现为产仔率下降, 同时也受到了洪水、疾病和人类干扰等环境因素的影响。针对目前石首麋鹿保护区散养麋鹿种群面临的密度制约和环境容纳量等问题, 我们提出了应对策略。

为了解庙岛群岛南部海域大型底栖动物群落多样性变化, 我们在该海域设置了11个站位, 于2012年11月、2013年2月、5月、8月共进行了4个航次的调查, 对该海域大型底栖动物的生物多样性变化、种类组成以及优势种等进行了分析。在研究海域共采集到大型底栖动物164种, 包括环节动物多毛类82种, 节肢动物甲壳类38种, 软体动物30种, 棘皮动物9种, 其他类群5种。各站位种类数在6-42种之间。物种数冬夏较多、春季较少。各站位Shannon-Wiener多样性指数未呈现明显的季节性变化; 均匀度指数春夏最高; 而丰富度指数春夏两季最低。沉积物中有机质与叶绿素含量是影响大型底栖动物多样性的主要因素。丰度-生物量比较曲线(ABC曲线)结果表明, 位于庙岛与北长山岛之间的C13站、毗邻庙岛的C17站和C28站的底栖动物群落受到了中等程度的扰动, 其余站位未受到明显扰动。

水螅水母类是浮游动物群落的重要组成部分, 在近岸海洋生态系统物质循环和能量流动中扮演着重要角色。水螅水母类形态结构简单, 但其物种的准确鉴定一直是分类工作中的难点。DNA条形码极大地促进了水螅水母物种的快速、准确鉴定。本研究扩增了北部湾北部28种水螅水母的线粒体COI和16S序列, 分别为92条和116条; 比较了2个基因片段的种内、种间K2P (Kimura 2-parameter)遗传距离; 构建了基于这2个基因片段的系统发育邻接树(neighbor-joining phylogenetic tree); 并结合矢量分析构建了Klee-diagram图。结果显示: COI序列的种内遗传距离为0.008±0.005(0-0.033), 种间遗传距离为0.298±0.128 (0.092-0.597); 16S序列的种内遗传距离为0.006± 0.010(0-0.047), 种间遗传距离为0.394±0.195(0.068-0.898)。2个基因序列在所调查种类中, 种内遗传差异均小于种间遗传差异, 存在明显的条形码间隔(barcoding gap)。基于2个基因片段的NJ树均显示, 单种所有个体都位于同一独立分枝。研究结果表明, 以COI和16S作为DNA条形码均能对北部湾北部常见水螅水母类进行物种鉴定。

惠兰(Cymbidium faberi)是中国兰属代表种之一, 具有很高的观赏价值和经济价值, 对其内生细菌进行研究不仅可以丰富植物内生细菌资源, 还可以为探讨兰花与微生物之间的相互作用关系提供基础数据。本研究采用分离培养方法及16S rRNA基因序列测定对天目山野生蕙兰、在温室培养1年后的蕙兰根内生细菌遗传多样性进行了研究。结果表明: 从野生蕙兰根内分离得到的97株细菌分属于变形菌门的α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲及厚壁菌门的13个属, 其最优势类群为γ-变形菌纲(86.60%), Lelliottia (26.80%)为最优势菌属。从温室盆栽蕙兰根内分离得到的52株细菌分属于变形菌门的α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲及放线菌门的9个属, 优势类群为β-变形菌纲(48.08%), 优势菌属为草螺菌属(Herbaspirillum) (34.62%), 其中菌株ehR17为潜在的新种。这些结果表明天目山野生蕙兰可培养根内生细菌多样性较其在温室培养1年后更为丰富, 同时也说明植物内生细菌的群落结构与生长环境密切相关。

为揭示长期施肥对黑土大豆根瘤菌群体结构和多样性的影响, 采用BOX-PCR、IGS-PCR-RFLP和16S rDNA基因序列分析法, 对分离自黑龙江省7种长期不同施肥处理的254株大豆根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育分析, 结合土壤理化性质分析了大豆根瘤菌群体结构和多样性与土壤因子间的关系。7种处理分别为不施肥(CK)、有机肥(OM)、单施氮肥(N₁)、单施2倍氮肥(N₂)、氮肥+有机肥(N₁+OM)、氮肥磷肥混施(N₁P₁)和2倍氮肥磷肥混施(N₂P₂)。系统发育分析结果表明, 所有供试菌株均为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium), 其中大部分菌株与日本慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性最高, 少部分菌株与辽宁慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium liaoningense)相似性最高。BOX-PCR聚类分析结果表明, 供试菌株在70%相似性水平上分为15个群, 在与施肥处理相关性分析中分为3个群体, 分别对应于不施化肥处理(CK和OM)、化学氮肥处理(N₁、N₂、N₁+OM)、氮肥磷肥处理(N₁P₁和N₂P₂)。典范对应分析结果表明, 土壤pH、速效氮和速效磷与根瘤菌群体结构相关性极显著(P=0.002, 0.004, 0.002)。不同施肥措施下大豆根瘤菌的多样性有明显差异: N₂P₂处理的丰富度指数和Shannon-Wiener指数显著高于其他处理; OM处理的Simpson指数最高; N₁和N₂处理的3种多样性指数都显著低于其他处理。通径分析结果表明, pH、速效磷对多样性指数有较高的直接正效应; 速效氮通过pH的间接负效应影响多样性指数。本研究表明, 长期施用化肥改变了根瘤菌群体结构, 单施氮肥减少大豆根瘤菌多样性, 而氮肥磷肥混施则有助于提高大豆根瘤菌多样性。

热带次生林普遍存在林分生产量不高、生态功能低、顶极物种缺乏或比例过小以及恢复速度过慢等问题。因此, 迫切需要通过人工抚育提高其恢复速度和生态系统功能。本文以海南岛霸王岭林区次生林为研究对象, 运用综合抚育法对中龄林进行抚育实验, 分析了抚育措施对群落水平植物功能性状和功能多样性的影响。结果表明: 抚育后群落水平的比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮含量和叶片钾含量显著降低, 木材密度和最大潜在高度显著提高, 叶片叶绿素含量和磷含量变化不显著。抚育后群落的功能丰富度显著降低, 而功能均匀度和功能分离度显著增加, 功能离散度变化不显著。研究表明, 通过综合抚育技术的实施, 能够加快次生林群落向老龄林方向恢复, 抚育后的物种能够更充分地利用资源, 生态系统功能逐渐增强。

目前国内对生产力-生物多样性关系(productivity-diversity relationship, PDR)的研究主要集中于陆地生态系统和空间尺度, 少量关于湖泊系统的研究也主要集中于现代调查, 缺乏较长时间尺度上的模式探讨。本文应用沉积物色素记录重建了抚仙湖和滇池初级生产力变化历史, 对硅藻群落的主成分分析(PCA)表明两个湖泊的初级生产力都是驱动硅藻群落变化的主要环境梯度。进一步分析硅藻群落α与β多样性响应湖泊生产力水平的模式, 发现滇池硅藻群落表现为随着系统生产力的上升物种丰富度减少, β多样性降低, 而抚仙湖呈现相反的变化模式。两个湖泊β多样性与生产力平均水平的关系均表现出与α多样性相似的特征, 但在与生产力变化幅度的关系上, 滇池表现出显著的负相关, 而抚仙湖则没有显著的变化。滇池硅藻群落生产力随硅藻多样性的降低显著增加(R ² = 0.597, P < 0.01), 而在抚仙湖无显著变化, 表明了滇池群落多样性的维持对群落生产力的影响较弱, 如与营养盐富集的促进作用相比。滇池明显的富营养化过程与强烈的人类扰动带来的环境异质性降低可能对群落多样性-生产力的关系产生了明显的控制作用。

外来植物入侵后会改变其对入侵地植食性昆虫的防御能力以应对入侵地生物环境的变化, 因此, 对土著昆虫防御能力变化的研究将有助于解释外来植物成功入侵的机制。互花米草(Spartina alterniflora)是广泛入侵中国东部沿海地区的外来植物, 研究其入侵后对本地植食性昆虫的响应, 可从一个侧面部分地回答其成功入侵的生态机制。利用Y型嗅觉仪, 结合室内取食实验, 我们比较了中国的土著昆虫素毒蛾(Laelia coenosa)对互花米草3个原产地种群和5个入侵地种群的选择偏好, 这些种群分别来自美国的德克萨斯(Texas Point)、卡纳维拉尔国家海岸(Canaveral National Seashore)、佛罗里达大西洋大学(Florida Atlantic University), 以及中国的唐海、天津、盐城、崇明、珠海。结果表明, 虽然素毒蛾幼虫对互花米草不同地理种群叶片气味没有显著的选择偏好, 但对原产地种群的取食相对选择系数显著高于入侵地种群, 说明互花米草入侵地种群对素毒蛾的抵抗能力相对较强。这从某种层面上可以推测互花米草入侵中国东部沿海地区以后, 其对植食性昆虫取食的防御能力有所增强, 而这种能力将在一定程度上减少素毒蛾等入侵地植食动物对它的攻击。

样线法是全国第二次陆生野生动物资源调查中的首选方法, 但已有文献表明该方法在南方山地森林中应用时存在诸多问题。为此, 我们于2010年4月19-24日在广东车八岭国家级自然保护区对样线法的实际调查效果进行试点, 在保护区中心区域划定5 km × 10 km的范围, 布设6条3 km长的理论样线。实际调查时, 使用GPS轨迹记录功能精确标记调查样线和时间。调查时有2条样线未能达到理论长度, 平均每条样线耗时5.3 ± 1.4 h, 调查速度小于600 m/h。该方法针对常规调查物种的发现概率偏低, 调查到的物种总数占保护区常规调查物种总数的比例(0.22)小于调查到的总物种数占保护区总物种数的比例(0.37); 在调查强度为0.75%时, 可对区域内物种进行有效抽样, 但在有效评估一个区域的具体物种数量上可能存在缺陷。为此, 我们对比了全国第一次陆生野生动物调查及试点工作的结果, 针对南方山地森林生态系统调查提出以下建议: (1)应用GPS轨迹记录功能进行实际样线的设置和记录; (2)调查速度从2-3 km/h适当降低至600 m/h左右; 样线长度控制在3-5 km, 确保1天内可完成2条样线调查; (3)在现有的财力和人力条件下, 样区内各类群调查强度略高于1%是较为适宜的; (4)采用多种辅助手段来提升常规调查物种的发现概率; (5)在地形复杂的位置可考虑使用样方或样点法辅助调查, 增加物种发现概率, 但不宜限制其调查强度。

《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)将“海上引进”定义为海洋生物国际贸易形式。CITES近年来一直致力于海洋物种资源的管理, “与专业渔业组织的合作”、“海上引进”管理及“非致危性判定”是CITES推进海洋物种管理进程的3个重要步骤。2006年, CITES与联合国粮农组织就海洋物种管理签订了合作备忘录; 2013年, CITES第十六次缔约国大会表决通过了海洋物种“海上引进”管理框架。本文以CITES及相关国际渔业组织的会议记录为依据, 系统回顾了CITES海洋物种管理议题, 总结了“海上引进”管理提案在CITES缔约国大会获得通过的过程, 分析并展望了CITES参与海洋物种管理的未来趋势。作者认为, “海上引进”管理为CITES参与和推进海洋渔业资源管理创造了有利条件, 并因此对公海渔业资源利益分配产生深刻影响。建议我国有关部门关注CITES海洋物种管理进展, 积极参与CITES海洋物种管理政策及技术规则的制定, 提高并完善海洋渔业资源保护利用管理能力。

至今, 包括我国在内的国际社会在生物多样性保护上采取了多种行动计划, 但世界各国领导人在2002年于南非召开的联合国“世界可持续发展”峰会上所作的在2010年“国际生物多样性年”前扭转生物多样性快速丧失趋势的承诺至今都无法实现。究其主要原因, 除了没有解决好生物多样性的可持续利用外, 还在于所采取的多种保护行动中忽视了文化层面, 尤其是土著民族生态文化多样性的保护与应用。本文以地处滇南的西双版纳傣族热带雨林生态文化为例, 讨论了民族生态文化在生物多样性保护与持续利用上的重要作用, 即生物多样性保护与文化多样性保护是一枚硬币的两面, 相辅相成, 缺一不可。