群落间物种组成的相似性递减格局与生境过滤、空间过程密切相关, 探索其成因涉及到群落构建机制等生态学核心问题。本研究以秦岭西部森林群落为研究对象, 运用Mantel检验和基于距离矩阵的多元回归方法, 探究了不同生态因子对群落相似性变异的贡献, 并通过置换检验比较不同生活型之间相似性的空间递减率差异。结果显示: (1) 3种生活型物种组成相似性与地理距离、海拔距离、局地生境异质性差异均呈显著递减趋势; (2)地理距离与生境差异作为主导因子, 分别共同解释乔木、灌木和草本群落相似性变异的41.1%、59.0%和47.4%, 且地理距离的单独解释率均大于生境过滤的单独解释率; (3)不同生活型相似性在空间上的递减率大小关系为: 乔木 > 灌木 > 草本, 表明物种因扩散能力的不同而对空间阻隔效应的响应存在差异。本研究初步确定扩散限制与生境过滤共同主导了秦岭西部森林群落的构建过程, 且扩散限制所起作用更为显著。

群落幼苗的更新过程是维持群落物种共存的关键环节, 其中幼苗成功定居后的发展阶段是群落幼苗更新过程的重要组成部分, 对群落可繁殖个体补充格局的形成起着十分重要的作用。然而, 相比于新生幼苗, 群落内定居幼苗短期死亡率相对较低, 需要较长时间的监测才能完整地了解其存活格局, 所以相关的研究还相对较少。本研究假设群落内已经成功定居的幼苗的生长状况能够较好地预测其存活情况, 通过分析影响其生长的外在因素, 尝试间接地估计定居幼苗可能的存活格局, 从而了解定居幼苗的存活和生长过程。为验证该假设, 本文选取浙江天童20 ha森林动态监测样地内的定居幼苗作为研究对象, 利用广义线性混合模型分析其相对生长速率, 以及生物邻体因子(同种/异种成树邻体指数, 同种/异种幼苗邻体密度, 同种/异种成树邻体的凋落叶产量)和微生境因子(冠层开度、草本覆盖率、海拔、坡度、坡向、土壤pH、全氮和全磷含量)对定居幼苗短期存活概率的影响, 并利用线性混合模型分析生物邻体因子和微生境因子对定居幼苗相对生长速率的影响。结果显示, 群落内定居幼苗的相对生长速率对其本身的短期存活概率有显著正影响, 且其影响程度最高; 冠层开度对群落幼苗相对生长速率有显著正影响, 且是唯一有显著影响的因子。上述结果说明, 在群落幼苗成功定居后, 其生长状况能够较好地预测其存活情况, 加之林下较好的光照条件能够促进幼苗的生长, 这可能间接导致在林下光照较好的生境条件下定居幼苗长期存活的可能性相对较高。

理解物种丰富度在空间上的变化, 阐明植物群落组成对生境异质性的响应是群落生态学研究的核心议题之一。与生境异质性有关的生态位分化对植物群落的多样性格局和物种分布具有重要影响。本文以分布在云南哀牢山的4种常绿阔叶林为研究对象, 通过对42个森林样地的调查取样, 探讨了常绿阔叶林的群落分布和树种丰富度在地形和土壤环境梯度上的变异。结果表明: 4种常绿阔叶林的树种组成有显著的差异。季风常绿阔叶林的树种丰富度极显著地高于其他3种类型; 中山湿性常绿阔叶林极显著地高于半湿润常绿阔叶林; 其他类型之间的差异不显著。非度量多维尺度分析显示, 海拔、坡度、土壤含水率及有机质等9个环境梯度是控制森林群落结构和树种分布的主要因素。土壤有效硼、海拔、全钾和凹凸度为树种丰富度的最佳预测变量, 累积解释了树种丰富度63.2%的变异。地形和土壤因子一起能够解释哀牢山常绿阔叶林的群落组成和树种丰富度的大部分变异。

多样性格局的形成是物种间相互作用及其适应环境的结果。为了阐释艾比湖流域荒漠植物的物种多样性及优势种生态位特征, 我们对艾比湖湿地国家级自然保护区内阿其克苏河北岸的杜加依林进行了物种组成与环境因子调查。结果表明: (1)按照土壤水盐含量, 根据多元回归树(multivariate regression tree, MRT)方法可将植被划分为胡杨-罗布麻-芦苇(Ass. Populus euphratica - Apocynum venetum - Phragmites australis) (I型)、胡杨-琵琶柴(Ass. Populus euphratica - Reaumuria songonica) (II型)和盐爪爪‖胡杨-罗布麻+骆驼刺(Ass. Kalidium foliatum ‖ Populus euphratica - Apocynum venetum + Alhagi sparsifolia) (III型) 3个主要群丛。(2) I型群丛抵御极端环境的能力较差, 包括5个样方, II型群丛能够忍受轻微的盐旱胁迫, 包括3个样方, III型群丛对盐旱生境具有一定的适应性, 包括22个样方; 随着典型群丛从I型演替成为III型, 沙生和盐生植物逐渐占据生境并成为主要优势种, Shannon-Wiener多样性指数(H)和Margalef丰富度指数(Ma)先降低后增加, Simpson优势度指数(C)和Pielou均匀度指数(E)先增加后逐渐降低, 体现了杜加依林植物群落的演替序列。(3)生态位宽度Bray-Curtis相似性聚类分析将13个优势种分为2组, 平均相似性分别为96.89%和97.66%, 反映了研究区物种生态位宽度具有较高的相似性; 基于物种多度数据的非度量多维标度排序(NMDS)压力系数为0.04, 除铃铛刺(Halimodendron halodendron)与甘草(Glycyrrhiza uralensis)外, 物种之间的分布也具有较高的相似性。综上所述, 土壤水盐含量是影响艾比湖流域杜加依林中荒漠植物群丛结构及多样性的主要环境因子, 并决定了群落的演替方向; 各优势种之间的生态位和分布具有较高的相似性, 存在明显的竞争关系。

本文在实地调研的基础上, 对云南沧源县与西盟县传统蔬菜种质资源与佤族传统文化之间的关系进行了研究。结果表明: (1)佤族常用蔬菜110种, 隶属40科85属, 其中栽培蔬菜60种, 野生蔬菜50种。栽培蔬菜包括53个传统品种, 36个引进品种。(2) 1985-2015年来佤族种植蔬菜种类增多, 但传统蔬菜种类呈下降趋势。(3)佤族传统文化从食用蔬菜部位多样性、饮食习惯、祖先情怀、“药食同源”及传统留种换种方式等方面对蔬菜种质资源的保存与传承利用具有重要影响。本文还对传统文化与传统蔬菜种质资源的丧失及影响因素进行了分析, 提出应加强民族传统文化保护以促进当地传统蔬菜种质资源的保护与可持续利用。

为了了解青藏高原东北部边缘地区高原鳅属(Triplophysa)鱼类的多样性和分布格局, 本文基于2012-2015年的野外调查数据, 对该地区高原鳅属鱼类的分布情况进行了调查。结果发现: 与历史记录相比, 部分物种的分布区已经萎缩或破碎化。物种在整个区域的分布很不均匀, 其中洮河、大通河和黑河的中上游是高原鳅分布较集中的地区; 同时这3条河也有着较高的多样性水平。海拔梯度上, 物种丰富度呈现随海拔上升先增后减的单峰分布模式, 在2,200-2,400 m海拔区间最高; 且峰值点出现在两个物种丰富的群落的过渡区, 很好地印证了Lomolino对物种密度海拔分布的预测。多样性指数的海拔回归分析获得与物种丰富度的海拔分布相一致的结果。结合已有报道, 我们认为这种中间海拔最大的单峰分布模式可能是青藏高原及其周边地区物种多样性分布的普遍规律。因而, 中海拔地区需要优先保护。

2013年11月至2016年3月, 在四川卧龙国家级自然保护区内布设20台Ltl-6210MC红外相机, 对雪豹(Panthera uncia)及其同域野生动物进行研究。相机工作日7,056个, 拍摄记录约12万条。雪豹的有效探测43次, 相对多度指数为6.09。28个月中红外相机持续记录到雪豹, 并且记录中还有幼雪豹, 说明卧龙国家级自然保护区雪豹的生存状况较好。数据分析表明, 雪豹年活动高峰是1月, 日活动高峰为18:00-20:00, 日活动节律存在季节差异。关于环境因子, 雪豹偏好生境为高山流石滩, 尤其常见于高山流石滩的山脊, 其活动最适宜的参考温度范围为-10℃到-3℃。此外, 本文提出了月相活动强度指数, 用于评价夜间不同光照强度下野生动物的活动情况。结果显示, 雪豹夜行能力较强, 月相对其夜间活动有显著影响(P < 0.01)。本研究为进一步开展雪豹及其同域野生动物的保护和研究提供了第一手资料, 对全面了解雪豹的生态习性及其栖息地评价有参考意义。

功能分区是国家公园总体规划和科学管理的重要环节。本研究以三江源国家公园黄河源园区为研究对象, 在综合分析区域生态环境基本特征的基础上, 选择生态系统服务、重要物种潜在生境、生态敏感性、生态压力4大类13项评价指标, 构建了国家公园功能分区评价指标体系, 运用层次分析法(AHP)和专家打分法, 结合管控目标需求, 将黄河源园区划分为核心保育区、生态保育修复区、传统利用区、居住和游憩服务区4个功能区, 保护程度依次降低, 利用程度及公众可进入性依次增强。该功能分区不仅可为三江源国家公园合理规划打下理论基础, 同时也对同类型的国家公园具有可借鉴性。

公众参与是一种提高公众积极性和主动权的新型管理策略, 应用于保护地管理已数十年, 迄今已贯穿于许多国家的国家公园管理环节中, 成为国家公园治理的必然趋势。我国现行的保护地管理体系实行属地管理, 其建设和管理在实际中多为政府行为, 鲜有的公众参与也多为非规范的、被动的。本文梳理并提炼了保护地管理中公众参与的起源、内涵及特征, 在借鉴国外保护地管理公众参与实践经验的基础上, 依照公众参与程度的高低, 将国家公园建设管理的公众参与途径分为信息反馈、咨询、协议与合作4个层次; 提出了我国国家公园的公众参与途径, 旨在为我国国家公园体制的建设管理提供参考。

大自然将奥秘或法则隐匿于一套密码之中, 藉此创作出数以千万计的物种, 之后又将其销毁, 周而复始, 生生不息……虽然遗传密码子的破译已过去了半个多世纪, 但对它的起源人们依然一无所知, 有人甚至宣称这是不可知的, 还有一些人则认为它源自外来的设计。生命/遗传密码子的起源被誉为现代生命科学的最大谜团之一, 但它却关乎人们对生命本质与演化的认知。关于遗传密码子的起源, 已提出了各式各样的假说, 如凝固事件假说、立体化学假说、共进化假说、综合进化假说, 等等。但这些假说有两个致命缺陷: 首先, 没有哪一个能解释为何遗传密码子要如此演化; 其次, 都未从生化系统演化的视角来予以解释(部分与整体的关系)。近年, 虽然对密码子变异或可塑性及其与氨基酸分配的关系等研究很多, 但在密码子起源方面几乎没有取得实质性进展。本文从密码子与生化系统的内在关联之中探寻它们可能的协同演化机理, 认为遗传密码是原始细胞从能量转化到信息化演化过程的产物, 而三磷酸腺苷(ATP)扮演了最重要的角色。本文提出的“ATP中心假说”认为, ATP既是能量的载体, 也是信息的载体, 在核酸和蛋白质之间搭起了桥梁, 是遗传密码子出现的始作俑者: (a)ATP是光能转化成化学能的终端; (b)导演了一系列的生化循环(如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等)及令人眼花缭乱的元素重组; (c)它通过自身的转化与缩合将错综复杂的生命过程信息化——筛选出用4种碱基编码20多种氨基酸的三联体密码子系统(4³ = 64, 还有相当大的编码冗余), 精巧地构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系; (d)演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系, 并在个体生存的方向性筛选中, 构筑了对细胞内成百上千种同步发生的生化反应进行秩序化管控(自组织)的复杂体系与规则, 最终建立起个性生命的同质化传递机制——遗传。当然, 未来还需要更多的实验证据来验证这一假说。