为了有效评估生态工程建设对青藏高原典型国家级自然保护区的影响, 基于表征生态系统功能状况的植被净初级生产力变化系列数据, 采用样区对比法系统分析了羌塘和三江源两个国家级自然保护区建立及2004/2005年实施的新生态工程的效果。研究表明: (1) 1982-2009年间, 在10组对比样区中有9组保护区内样区的草地净初级生产力呈波动上升的趋势; (2) 2004年后新生态工程的实施效果良好, 有8组对比样区生态状况转好; (3)在所有高寒草地类型中, 新生态工程对高寒草甸类型样区的保护效果最为显著。

逻辑学原理是各种分类系统科学性及规范性的必要检验工具。本文采用逻辑学原理检验基于优势种的《中国植被》的植被分类系统, 结果发现目前常用的植被分类系统存在较多逻辑错误, 需要予以纠正。于是, 在强调植物生活型分类系统和植被分类系统一致性的基础上, 依据逻辑学原理给出建立植被分类系统的步骤和方法, 提出规范的植物生活型分类系统和植被分类系统示例方案。鉴于多建群种植被的客观存在及其存在形式多样, 在分类系统中给出相应的位置——多建群种植被纲。同时, 针对国内植被分类学界从未形成统一的植被命名规则, 且又有多种命名方式并存的现状, 提出了函数命名法。

植物花性状的多样化是植物长期进化及自然选择的结果, 不同植物种间花性状的变异与生境存在一定的相关性。北热带喀斯特季节性雨林具有生境异质性强、群落结构复杂、特有成分丰富等特点, 分析该森林植物性状的变化特征及其与生境的关联性, 有助于理解物种共存、协同进化过程和对生境的适应, 可为阐明喀斯特植物的生态适应性、理解生物多样性维持机理提供依据。本研究在弄岗15 ha森林动态监测样地木本植物开花相对集中的时间段进行, 记录并分析了21个物种花性状的变化。根据物种空间分布及其与生境的关联特性, 将21个物种分成偏好谷底、山坡、山顶的3种类型, 分析了这3种类型植物的花性状差异; 另外又根据花性状对21个物种进行聚类分析, 探讨了聚类分组结果和根据偏好生境分组结果的异同。结果表明: 花大小、花色鲜艳度均与物种优势度存在显著的负相关关系, 花小而不鲜艳的物种在群落中更有优势, 表现出更好的适应性; 不同偏好生境的植物花色明度有显著差异, 其他的花性状差异不显著; 聚类分组与根据偏好生境的分组有较好的一致性, 反映出物种的花性状变化响应了生境的变化。综上结果, 我们认为北热带喀斯特季节性雨林植物花性状与物种的优势度及生境条件有密切联系, 在该区域中生境对花性状的影响可能比传粉者更为深刻。

为了解烟台大沽夹河河口及邻近海域大型底栖动物群落特征及受干扰情况, 于2012年9月在上述区域设置12个采样点进行大型底栖动物群落调查和分析。对采集的生物样品进行物种鉴定、计数和称重, 利用生物统计软件PRIMER计算优势度指数(Y)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J), 并进行等级聚类(CLUSTER)、非度量多维标度排序(non-metric multi-dimensional scaling, MDS)及丰度/生物量曲线(abundance and biomass curves, ABC)分析。共采集和鉴定大型底栖动物89种, 优势类群为多毛类。总平均生物量为18.02 g/m², 软体动物贡献率最高; 总平均丰度为2,165 ind./m², 甲壳类贡献率最高。丰富度指数(D)、均匀度指数(J)和Shannon-Wiener多样性指数(H')分别为2.620 ± 1.324、0.585 ± 0.294和2.398 ± 1.351。CLUSTER聚类和MDS标序结果表明, 在30%的相似性水平, 不同站位可分为5组, 且不同组间差异显著。环境因子与群落分布特征相关性较大, 其中最能解释群落丰度和生物量空间分布特征的环境因子为水温、盐度和总磷含量。ABC曲线表明该区域超过80%的采样点其大型底栖动物已受到中等到严重程度的扰动。结合历史资料发现, 调查区域大型底栖动物群落物种呈小型化变动趋势, 尤其是大沽夹河入海口处, 物种组成单一, 小型甲壳类占绝对优势。

根据2012-2013年在南沙群岛西南部和北部湾口海域春秋两个航次的调查资料, 分析了该海域鱼类种类组成、相对重要性指数和物种多样性等特征。结果表明, 两个航次调查共鉴定鱼类504种, 隶属于2纲31目129科294属; 其中北部湾口海域出现鱼类301种, 南沙群岛西南部海域出现鱼类357种。优势种数量较少, 多以中小型鱼类为主, 且季节间变化较大。春季多样性指数高于秋季, 这主要是因为春季出现的大量鱼类为补充群体, 而许多种类在秋季有向较深海区移动的趋势; 南沙群岛西南部海域多样性指数高于北部湾口海域, 这主要是由于南沙群岛西南部海域受水温和洋流的影响较大造成的。更替指数和迁移指数显示, 秋季鱼类群落结构稳定性要低于春季, 而且两个季节的鱼类群落结构都偏离平衡状态, 主要是由鱼类的洄游和不同适温性鱼类的迁入迁出造成的。综合来看, 南沙群岛西南部海域鱼类物种多样性和群落结构稳定性均高于北部湾口海域, 在努力控制资源可捕量范围的同时, 可合理开发南海中南部海域的渔业资源。

为揭示七星列岛省级海洋特别保护区鱼类群落现状, 于2014年秋季(11月)和2015年春季(5月)进行底拖网调查。利用生态位测度、非度量多维标度排序和等级聚类等方法对该海域鱼类功能群组成及生态位特征进行了研究。结果表明, 该区鱼类可划分为浮游生物食性、底栖动物食性、游泳动物食性、浮游生物/底栖动物食性、底栖动物/游泳动物食性和杂食性6个功能群。浮游生物食性、底栖动物食性和底栖动物/游泳动物食性功能群是秋季优势功能群, 浮游生物食性、游泳动物食性和杂食性是春季优势功能群。秋季, 主要鱼类生态位宽度值变化范围为0.28-3.84, 其中龙头鱼(Harpodon nehereus)、六指马鲅(Polydactylus sexfilis)、赤鼻棱鳀(Thrissa kammalensis)、红狼牙鰕虎鱼(Odontamblyopus rubicundus)、海鳗(Muraenesox cinereus)、尖头黄鳍牙鱼或(Chrysochir aureus)和叫姑鱼(Johnius belengerii)的生态位宽度值较高; 春季生态位宽度值变化范围为0.36-3.16, 其中带鱼(Trichiurus lepturus)、日本鳀(Engraulis japonicus)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、刺鲳(Psenopsis anomala)、龙头鱼和镰鲳(Pampus echinogaster)的生态位宽度值较高。秋季, 主要鱼类生态位重叠值在0-0.94之间波动; 春季, 主要鱼类生态位重叠值在0-0.92之间波动。以丰度数据平方根为基础, 利用非度量多维标度排序和等级聚类分析, 主要鱼类秋季可以分为4组, 而春季可以分为3组。上述结果表明, 保护区鱼类群落的营养结构和空间结构较好。

为了解韩江潮州江段鱼类生物多样性及季节变化, 2012年5月至2013年4月, 采用定置刺网和地笼网对韩江潮州江段5个样点开展了渔获物调查。共采集鱼类53种, 隶属8目19科48属, 以鲤形目和鲈形目为主, 分别为27种和11种, 占总种数的50.9%和20.8%; 其中13种为该水域新记录种; 广东鲂(Megalobrama terminalis)、福建小鳔鮈(Microphysogobio fukiensis)、赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)和鲮(Cirrhinus molitorella)为全年优势种。Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(E)和Margalef种类丰富度指数(D)均表现出夏季最高, 其后依次是秋季、冬季、春季; Simpson指数(D')秋季最高, 其后是夏季、冬季、春季; Bray-Curtis尾数/种类相似性系数聚类分析和非度量多维标度分析在38.23%的水平上将12个月分为2个群聚: I包括夏、秋季节6个月, II包括春、冬季节6个月, 这与多样性指数H'、E、D和D'的变化趋势一致, 表明韩江潮州江段鱼类资源的季节变化显著, 水温和流量是影响该江段鱼类资源的主要环境因子。10个主要物种被聚合为两大类群, 分别为季节性出现的小型鱼类和常见种。我们认为保护栖息环境、建立适宜的禁渔制度是保护该江段鱼类资源的关键措施。

凋落物分解是生态系统碳循环和营养物质循环的关键过程, 受多种因素共同影响。土壤微生物是影响凋落物分解的重要因素, 其群落组成在一定程度上依赖于所处植物群落的特征。因此, 研究分解过程中微生物群落组成的变化及其对植物多样性的响应, 有利于对凋落物分解机制的理解。本文采用分解袋野外原位分解的方法, 对凋落物分解过程中微生物群落的变化及其对所处森林环境中树木的种类和遗传多样性的响应进行了研究。结果表明: (1)凋落物分解183天后, 土壤中微生物群落的多样性降低, 并且森林群落的物种多样性与微生物群落多样性呈负相关关系; (2)凋落物分解前后, 土壤中真菌和细菌群落的磷脂脂肪酸(PLFA)量均有所增加, 说明凋落物分解为微生物生存和繁殖提供了养分; (3)地形因素是影响微生物群落变化最显著的因素, 可解释微生物群落变化的29.55%; 其次是凋落物的基质质量, 可以解释15.39%; 最后是森林群落的多样性, 可以解释8.45%; 这3种因素共同解释率为2.97%。综上所述, 与森林群落的植物多样性相比, 样地的地形因素与凋落物的基质质量对微生物群落的影响更显著。

植原体是引起众多植物病害的一类重要的无细胞壁的原核致病菌, 其寄主种类多、危害面积广, 对经济、环境等影响严重。大量研究表明植原体存在丰富的遗传多样性。本文就植原体遗传多样性研究现状作一概要评述, 并对植原体遗传变异的研究技术、产生机制、与致病性关系等今后可能的研究方向作一展望。对已完成的5个植原体全基因组序列分析发现, 它们在大小、结构和功能等方面皆存在显著差异, 缺少很多标准代谢所需的基因。不同植原体中质粒的数量、大小和功能等也存在一定差异。植原体含有2个核糖体RNA编码基因, 其序列在不同株系中的变异奠定了现今植原体分类鉴定的基础。对植原体蛋白编码基因如核糖体蛋白编码基因(rp)、蛋白延伸因子基因(tuf、fusA)、转运蛋白基因(secY、secA)、效应子及非编码区序列如启动子、假基因等的深入研究可进一步揭示植原体更丰富的遗传变异特征。由于植原体分离培养困难, 人们对其形态特征、生理代谢等了解甚少, 因而全基因组测序、多位点序列分析等现代分子生物学技术将会成为植原体遗传变异研究的主要手段。植原体遗传多样性研究进展有助于从分子水平上系统地阐明植原体遗传变异规律、系统进化特征及其与寄主(植物和昆虫)、生态环境间的互作和适应关系, 并产生新的认识。这对于提高植原体的分类鉴定、致病机制、流行预测及病害防治等研究水平具有重要的作用和意义。

水生植物是一类以草本植物为主、与水紧密相关的生态类群, 大多数具有克隆性。面对水环境的变化, 水生植物在形态、行为和生理上表现出多样化的表型可塑性, 对异质生境具有很强的适应能力。表型可塑性研究已在陆生植物的多个类群展开, 然而目前对异质生境下水生植物的生态适应对策, 尤其是表型可塑性的研究尚重视不够。本文在阐明克隆植物表型可塑性主要实现方式及其关系、水生环境异质性及其特点的基础上, 重点从形态可塑性、觅食行为、克隆整合、克隆分工和风险分摊等5个方面讨论了水生植物如何通过表型可塑性适应异质性水生环境。在今后的水生植物表型可塑性研究中, 建议着重探讨以下问题: (1)表型可塑性的变化规律及机理; (2)克隆整合对群落和生态系统的影响; (3)克隆整合与克隆片段化的权衡; (4)不同克隆构型的表型可塑性及其内在机制; (5)表型可塑性的适应性进化; (6)水生植物与其他类群/营养级物种的关系; (7)水生生态系统对全球变化的响应。

农田生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分, 除草剂的大量施用对其产生了严重影响。本文综述了化学除草剂对农田生态系统中野生植物多样性的影响, 并分析归纳了其影响机制。除草剂的施用会使敏感植物减少, 抗药性植物增多, 从而改变农田生态系统中的野生植物物种组成, 并使其趋同化, 降低遗传多样性和物种多样性, 以致植物功能群单一化, 群落稳定性下降。除草剂的主要影响机制是杀死植物或改变其生长代谢、抗性、繁殖等, 改变生境, 并与人为因素、环境因素等产生协同影响。不同种类的除草剂影响程度不同, 且不同物种间、不同群落间的响应也存在差异。我国化学除草剂使用量持续增长, 应加强除草剂对野生植物多样性的影响及其机制研究, 重视除草剂使用历史记录和野生植物的长期监测, 以及除草剂使用规范和相关政策法律研究, 更好地保护我国农田生态系统中的生物多样性。

InDel是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生不同大小核苷酸片段的插入或缺失(insertion-deletion), 是同源序列比对产生空位(gap)的现象。InDel在基因组中分布广泛、密度大、数目众多。InDel多态性分子标记是基于插入/缺失位点两侧的序列设计特异引物进行PCR扩增的标记, 其本质仍属于长度多态性标记, 可利用便捷的电泳平台进行分型。InDel标记准确性高、稳定性好, 避免了由于特异性和复杂性导致的后续分析模糊。此外, InDel标记能扩增混合DNA样品和高度降解的微量DNA样品, 并进行有效分型。InDel标记目前已开始应用于动植物群体遗传分析、分子辅助育种以及人类法医遗传学、医学诊断等领域。随着位于功能基因上InDel标记的开发, 结合染色体步移和基因精细定位, 可将这些标记应用于相关物种经济性状的功能基因的筛选, 有利于优良基因的进一步开发和利用。

大巴山国家级自然保护区是我国35个生物多样性优先保护区域之一, 但苔藓植物的相关研究仍是空白。本文在详细的野外调查基础上, 记录该保护区苔藓植物57科141属390种, 其中苔类21科31属82种, 藓类36科110属308种, 新增重庆市苔藓植物新记录80种。物种多样性最丰富的科(种数≥ 10种)分别是青藓科、丛藓科、灰藓科、真藓科、提灯藓科和曲尾藓科, 共占总种数的41.03%。物种多样性最丰富的属(种数≥ 10种)分别是青藓属(Brachythecium)、真藓属(Bryum)、绢藓属(Entodon)、光萼苔属(Porella)和耳叶苔属(Frullania), 共占总种数的15.64%。在海拔1,000-2,480 m之间, 苔藓植物的物种多样性呈现随海拔升高先增加后减少的趋势, 其中, 在海拔1,200-1,600 m段物种最为丰富, 建议将这一地带进行优先保护。