随着全球物种多样性丧失速率的日益加剧, 森林群落(特别是占陆地碳储量一半的热带森林)内物种多样性与地上生物量之间的关系愈加受到关注。一般认为森林群落的物种多样性能够促进地上生物量的累积。但随着研究的深入, 研究人员发现物种多样性对地上生物量的促进作用可能会受到结构多样性和非生物环境因子的干扰或抵消, 而且对于影响地上生物量的各类因素的作用强度是否会随空间尺度的不同而发生变化也还存在争议。本文基于巴拿马Barro Colorado岛(BCI) 50 ha大型森林动态监测样地的调查数据, 采用结构方程模型对影响其地上生物量的直接及间接因素进行分析。结果表明: 随着空间尺度的增加, 物种多样性对地上生物量的作用由不显著转为显著负作用, 且强度逐渐增加; 而结构多样性对地上生物量均具有显著正作用, 且强度逐渐减弱。非生物因子与两种多样性之间均具有一定的相关性, 并进而对地上生物量产生间接影响。这一结果暗示未考虑结构多样性而得到的物种多样性与地上生物量的正相关关系可能是由结构多样性介导或受非生物因素的间接作用所致, 而在森林群落特殊的林窗及强烈的非对称性竞争中, 物种多样性与地上生物量更可能呈现负相关关系。

根类药用植物在生产栽培过程中常产生连作障碍, 原因之一是其容易产生化感作用, 而化感作用是密度制约产生的主要原因之一。夹竹桃科植物是重要的药用植物, 也是热带植物区系的主要科。为探究自然条件下密度制约是否存在于根类药用植物中, 本文以海南尖峰岭60 ha森林动态监测样地中两种常见的夹竹桃科根类药用植物盆架树(Alstonia rostrata)和尖蕾狗牙花(Tabernaemontana bufalina)为研究对象, 采用点格局分析的成对相关函数Ripley’s g(r), 结合完全随机零模型和异质泊松零模型, 分析了它们的空间分布格局、种内和种间空间关联, 并采用Berman-test方法分析了地形因子对其种群分布的影响。结果表明: (1)盆架树和尖蕾狗牙花在0-100 m的研究尺度上主要表现为聚集分布, 但随着尺度的增大, 聚集程度降低, 逐渐变为随机分布。(2)盆架树和尖蕾狗牙花各龄级的分布特征类似: 幼树和中龄树个体在较大尺度范围内为聚集分布, 而成年树个体在0-100 m尺度上为随机分布或均匀分布。(3)在小尺度上, 盆架树的幼树与中龄树呈空间正关联, 与成年树呈空间负关联, 而中龄树与成年树空间无关联。尖蕾狗牙花各龄级间在0-65 m的尺度范围内以空间正关联为主。(4)在0-49 m尺度内盆架树与尖蕾狗牙花呈显著空间正相关。盆架树的中龄树和成年树与同龄级的尖蕾狗牙花都表现为空间无显著关联, 而幼树与尖蕾狗牙花幼树存在明显的空间正关联。(5)盆架树和尖蕾狗牙花幼树的分布与海拔、凹凸度显著正相关, 中龄树的分布与凹凸度显著正相关, 而成年树中只有盆架树的分布与海拔正相关。从现有格局推断: 生境异质性和扩散限制影响盆架树和尖蕾狗牙花空间格局的形成, 相对于尖蕾狗牙花, 密度制约对盆架树空间格局形成的影响更显著。

马鞍岭火山口地区位于海南省海口市西南部, 是我国唯一的热带城市海岛火山群, 具有热带及向南亚热带过渡生物群落的典型特征。我们通过实地调查分析了该地区维管植物的物种多样性、谱系多样性和植物区系, 并推测了其可能的起源与演化历史。结果显示: 海口马鞍岭火山口地区共有维管植物284种, 隶属88科241属, 其中本地种194个、外来入侵种23个、逸生种19个、归化种31个、栽培种40个。珍稀濒危植物4种, 包括被《IUCN红色名录(2013)》列为易危物种的土沉香(Aquilaria sinensis)和降香(Dalbergia odorifera), 被《国家重点保护植物名录》列为易危物种的海南龙血树(Dracaena cambodiana)和濒危物种荔枝(Litchi chinensis)。总体来说, 马鞍岭火山口地区植物种类丰富, 乔木在不同土地利用类型(人工林、次生林和撂荒地)中的物种多样性差异显著(P < 0.05), 而灌木和草本植物在不同土地利用类型中的物种多样性差异不显著。人工林与撂荒地间的谱系多样性差异显著(P < 0.05), 而次生林与这两者的差异都不显著。植物区系以热带成分为主, 其区系成分与广东植物区系联系最为密切, 而与越南及广西的植物区系的联系较远。本文结果为进一步深入研究该地区植物区系、植物的保护及利用提供了依据。

凋落物是森林生态系统的有机质和养分储藏库, 是土壤和植物间物质交换的枢纽, 是森林土壤肥力的主要来源之一。本文选取弄岗喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中布设的90个凋落物收集器自2014年3月至2015年2月收集的6个常见种的凋落叶, 结合2014年7月沿海拔梯度(185-368 m)采集的50个土壤样品, 研究了土壤和凋落物的C、N、P化学计量学特征及其沿海拔梯度的变化趋势。结果表明, 除P含量在高坡位及峰顶较低外, 土壤中的C、N、P含量均达到了全国第二次土壤普查分类标准中的一级水平; 土壤的C、N含量及C : P和N : P与海拔呈正比, P含量和C : N与海拔呈反比。因本文采样的海拔差异较小, 推测上述土壤养分含量与海拔的关系主要是由于微地形引起的土壤差异而不是海拔差引起的气象因子差异所致。与其他森林生态系统相比, 这6个常见种凋落叶的C、N、P含量的平均值呈现出高C和N、低P的格局; 而不同海拔凋落叶的C、N、P并未表现出类似土壤中的变化规律; 6个常见种凋落叶均表现出春季较高的C含量和夏季较高的N、P含量。虽然桂西南喀斯特季节性雨林中土壤的C、N、P含量总体水平较高, 但其单位面积内的胸高断面积之和却远低于其他森林生态系统, 表现为生物承载量较低; 受个体生长环境差异的影响, 同种凋落叶的C、N、P化学计量学特征可能会存在个体间差异。研究结果将为我国西南地区典型喀斯特生态脆弱区的生态功能恢复与植被重建提供科学依据。

海岸带耐盐植物是一个生态和经济价值独特的庞杂类群, 人们对其DNA条形码特性的了解甚少。本文对我国从辽宁到海南10个沿海省(市)大陆及岛屿海岸带耐盐植物广泛采样, 从采集获得的样品中筛选出53科97属116个物种共562个样品进行DNA条形码研究。对3个叶绿体片段(matK、rbcL、trnH-psbA)和1个核基因片段(ITS)进行了扩增和测序, 统计各个片段的引物通用性和序列获得率, 并检验了物种识别率。从序列获得率来看, matK和trnH-psbA片段表现最好, ITS较差, ITS和matK的引物通用性比其他2个片段差。序列相似性分析表明, 单个片段ITS物种识别率最高(73.36%), 其次为matK (64.03%)和trnH-psbA (61.21%), rbcL的物种识别率最低, 仅为46.41%。系统发育树分析显示matK的物种识别率最高(82.3%), 依据trnH-psbA片段难以获得可靠的系统发育树。多维度非度量分析(non-metric multidimensional scaling, NMDS)表明在进行海岸带区域性植物的DNA条形码研究时, 叶绿体片段和核基因片段均应该考虑。综合上述研究结果, 推荐联合片段ITS + matK作为中国海岸带耐盐植物DNA条形码。本文为海岸带耐盐植物研究提供了总计1,939条DNA条形码基础数据, 为构建耐盐植物DNA条形码数据库奠定了基础。

已有研究表明, 建立自然保护区会对其周边生态环境产生影响, 即自然保护区的空间近邻效应。当前, 一些自然保护区的周边区域生态环境发生了较大变化, 尤其体现在人工地物的时空变化上。研究基于人工地物时空变化的自然保护区空间近邻效应, 关系到自然保护区及其保护对象长久的生存和安全。为研究空间近邻效应的变化区间和作用距离, 识别驱动因子, 本文以宁夏沙坡头国家级自然保护区为例, 对自然保护区周边20 km范围内的空间进行分割, 结合1990-2015年遥感影像解译和人工地物提取, 利用Mann-Kendall趋势分析法和驱动因子的相关性检验分析, 提出了基于人工地物时空变化的空间近邻效应评估技术。结果表明: (1)随着时间的推移, 研究区域内人工地物面积及景观格局不断扩大和扩张, 人为活动影响在增强。(2)人工地物的空间近邻效应随时间的推移而增强, 随距离尺度的增加而下降。(3)空间近邻效应的变化趋势在各区间内的显著性和驱动力因子为: 第一区间(1-5 km)的下降趋势偶见显著性, 驱动力来自防护林; 第二区间(6-10 km)的下降趋势具有显著性, 驱动力来自城镇用地; 第三区间(11-20 km)的下降趋势具有极显著性, 驱动力来自农田。沙坡头国家级自然保护区建立以来, 周边土地利用变化受人为作用影响明显, 须引起关注。

近20年来, 红外相机调查技术在我国生物多样性监测与野生动物研究中得到了广泛应用。已有的红外相机调查不仅关注哺乳动物类群, 而且也记录到了大量鸟类物种, 但大多被作为兽类监测中的兼捕(by-catch)记录。我们系统检索并收集了1992年以来, 在我国使用红外相机技术的野生动物监测与研究所发表的学术文献、会议报告、新闻报道和部分未发表数据集共230篇(份), 从中提取并汇总鸟类物种与分布记录。结果显示, 全国通过红外相机技术共记录到至少393个鸟种, 分属17目56科, 占全国鸟类物种总数的28.67%, 其中雀形目物种数最多(268种)。在科的水平上, 记录到物种数最多的分别是鸫科(58种)、画眉科(50种)与雉科(42种); 另有23科各仅记录到1个物种。在物种数及探测数方面, 地面及林下层活动的森林鸟类均是红外相机记录到的绝对优势类群。已发表的红外相机鸟类记录具有区域性不均衡的特征, 四川(16个)和云南(14个)是红外相机调查点最多的省区, 而四川(160种)、云南(91种)和浙江(66种)则是记录到鸟类物种数最多的省区。据不完全统计, 红外相机共记录到区域性鸟类物种新记录104种(次)。考虑到仍有大量红外相机调查中的鸟类记录被忽视或未及发表报道, 我国红外相机所记录到的实际鸟类物种多样性应该更高。这些结果表明, 红外相机技术在我国鸟类多样性监测和区域性编目工作中具有重要的作用, 可以提供高精度、高质量和大数据量的鸟类物种分布数据。对于以鸡形目为代表的地栖鸟类, 可以作为目标类群之一纳入现有的基于红外相机技术的标准化长期监测体系, 而这样的监测体系也可以为其他鸟类类群的多样性编目和监测提供数据补充和支持。

基于形态学分类鉴定, 并辅以分子标记, 我们于2014-2015年调查分析了海南岛文昌云龙湾、万宁大洲岛、儋州磷枪石岛、昌江沙鱼塘村、三亚鹿回头海域造礁石珊瑚的种类组成和分布。结果表明, 海南造礁石珊瑚的分布较为广泛, 共鉴定出10科17属55种, 其中鹿角珊瑚科、滨珊瑚科和蜂巢珊瑚科为优势科。各海域造礁石珊瑚的群落结构不同: 南部三亚鹿回头海域以分枝状鹿角珊瑚为主, 东部文昌云龙湾和万宁大洲岛海域分别以叶片状和分枝状蔷薇珊瑚为主, 而西部儋州磷枪石岛和昌江沙鱼塘村则分别以团块状滨珊瑚和蜂巢珊瑚为主。不同的地理环境使海南岛周边海域珊瑚礁群落呈现出不同的演替型, 具有明显的地域性分布特点。5个不同海域造礁石珊瑚的覆盖率和多样性指数依次为: 三亚鹿回头 > 文昌云龙湾 > 昌江沙鱼塘村 > 万宁大洲岛 > 儋州磷枪石岛, 覆盖率和多样性指数具有明显的正相关性。与2005-2010年的调查结果相比, 文昌云龙湾和万宁大洲岛保护区造礁石珊瑚的覆盖率和多样性指数有所上升, 昌江沙鱼塘村和三亚鹿回头相对稳定, 儋州磷枪石岛则下降比较明显。死亡率较高的是昌江沙鱼塘村邻近海域, 且多为最近半年内死亡。人类活动(保护性或破坏性)极大地影响着造礁石珊瑚的多样性、覆盖率和死亡率。

卧龙国家级自然保护区位于邛崃山脉东南坡, 地处邛崃山自然保护区群的核心地带。2014-2016年, 我们在卧龙保护区内使用红外相机技术开展大中型兽类与鸟类的本底调查。经过10,961个相机工作日的调查, 完成有效调查位点83个, 覆盖58个公里网格。共鉴定出分属6目15科的32种野生兽类和4种家畜, 探测数总计2,095次, 其中国家一、二级重点保护野生动物分别有5、11种, 被IUCN红色名录评估为濒危(EN)、易危(VU)、近危(NT)的动物分别有4、6、4种。野生兽类中, 食肉目物种数最多, 共6科16种, 其次为偶蹄目(4科8种)和啮齿目(2科5种)。偶蹄目是有效拍摄数最多的类群(占总探测数的63.33%), 其次为食肉目(20.01%)和啮齿目(5.73%)。食肉目中相对多度最高的物种是猪獾(Arctonyx collaris, RAI = 12.23), 偶蹄目中最高的物种是毛冠鹿(Elaphodus cephalophus, RAI = 32.21)。记录到雪豹(Panthera uncia)、狼(Canis lupus)、豺(Cuon alpinus) 3种大中型顶级食肉兽类。鸟类探测数655 次, 鉴定出分属5目18科的59种鸟类, 其中国家一、二级重点保护野生动物分别有3、9种, 保护区新记录鸟类4种。鸡形目是探测数最高的类群, 占全部鸟类探测数的56.76%。本次调查了解了区内兽类和鸟类的物种组成、空间分布和相对多度, 提供了区内大中型兽类和鸟类群落的初步本底信息, 为后续的保护管理规划和长期监测提供了数据支持和指导。

为了系统了解我国宠物市场外来物种的贸易状况, 防范外来物种造成生态灾害, 制定更加有效的外来物种管理政策, 在相关部门的支持下, 我们采用重点调查法和实地踏查法, 对北京、上海、南京、广州、哈尔滨等5个城市的20个宠物市场的外来野生动物进行了实地调查。结果表明: (1)在5个城市中, 共发现野生外来贸易物种96种, 其中受威胁物种(包括极危、濒危和易危三类) 29种, 占记录外来贸易物种总数的30%; 列入濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录的物种35种, 占记录外来贸易物种总数的36%。(2)北京外来物种数和列入IUCN红色名录的物种数最多; 广州市仅在本地区调查中发现的物种数和列入CITES附录I/II的物种数最多。(3) 41%的物种、61%的CITES附录物种贸易规模小于10只。(4) 45%的物种贸易价格在100-1,000元/只。我国宠物市场外来野生动物贸易应当强化对外来物种贸易全过程监管、打击非法贸易、规范放生行为和强化公众教育。