河南黄河中游、下游湿地优势草本植物生态位与种间联结性研究

本研究以河南黄河中游及下游湿地为研究区,对区内19种优势草本植物的生态位与种间联结性进行分析,以期对黄河中游、下游湿地的生态恢复和科学治理提供依据。结果显示,研究区共调查到116种草本植物,其中19种优势草本植物种间生态位差异较大。黄河中游、下游湿地总体联结性呈显著正联结;黄河中游和下游AC值≥0.4的均为2对,优势种种间联结性较弱,物种独立性较强。研究结果表明,黄河湿地植物群落总体呈现正向演替,但这种演替不稳定,还处于初级阶段。在生态修复过程中可以优先考虑具有较高生态位宽度且适应性强的植物,如芦苇(Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.)、香附子(Cyperus rotundus L.)作为先锋植物以加快演替进程。

白云山国家森林公园大型真菌物种多样性与环境的关系

参照美国史密森研究院热带林业研究中心(CTFS)的大样地建设与监测技术规范,在白云山国家森林公园建立1个5 hm2长期监测固定样地,于2016年5—10月期间每月对样地内的大型真菌进行实地调查。采用形态分类的方法系统研究样地内大型真菌的物种组成和多样性;测量相关环境数据,分析大型真菌的发生与环境的关系;探索大型真菌的发生与生长季节变化的相关性。结果表明:鉴定到种的有217种,隶属于33科103属,具有10个种以上的科有6个科,共计166种,占白云山大型真菌种类总数的76.5%;凹凸度、平均海拔、林隙分数3种环境因子对大型真菌的影响较大,样地内大多数大型真菌生境偏好相似;大型真菌的多样性和数量在5—8月整体呈增加趋势,多样性在7月达到峰值,数量在8月达到峰值。

白云山落叶阔叶林土壤细菌群落结构及环境因子的相关性分析

本研究基于暖温带-北亚热带过渡区内的白云山5 hm^2森林动态监测样地,采用Illumina高通量测序技术分析细菌的群落结构及其与环境的关系。结果显示:当取样点达到120个时,检测到的细菌类群达到51门、173纲、325目、482科、707属和12852个OTU;120个土壤样品中所检测出的细菌类群平均有38.76门、124.7纲、223.02目、319.13科、417.29属和3549个OTU;其中门、纲、目分类水平上的优势类群(所占比例)分别为酸杆菌门(Acidobacteria)(28.82%)、Spartobacteria(16.05%)、Chthoniobacterales(16.05%)。相关性分析表明土壤pH、N、P、含水量、坡度和海拔对细菌群落分布影响显著。

基于不同模型分析白云山落叶阔叶林群落系统发育结构及其构建机制

以白云山自然保护区小黄山1 hm^2动态监测样地为基础,将样地划分为10 m×10 m,20 m×20 m,25 m×25 m 3个不同空间尺度的样方,同时将样地中所有调查统计过的个体按胸径大小划分为小径级(1 cm≤DBH<5cm)、中径级(5 cm≤DBH<10 cm)、大径级(DBH≥10 cm),分别代表3个不同的时间尺度。在不同空间和时间尺度内运用限制型和非限制型2种零模型计算了白云山森林群落的净系统发育亲缘关系指数(NRI)和最近种间亲缘关系指数(NTI)。研究发现:(1)在10 m×10 m、20 m×20 m、25 m×25 m尺度范围内白云山落叶阔叶林群落系统聚集强度随着尺度的扩大依次增强,生境过滤作用明显。(2)在使用不同零模型假设时,2种模型计算出的NRI和NTI值存在明显的正相关关系,在2种不同零模型假设下部分样方的NRI和NTI表现出了不同的正负值,总体来看,非限制性零模型趋向于群落系统发育结构的聚集,而限制性零模型趋向于群落发散。(3)小黄山样地小径级到中径级NRI和NTI值逐渐降低,而大径级聚集强度显著增加;同时,在限制型零模型下样地群落从小径级到大径级NRI和NTI逐渐降低。上述结果均反映了生境过滤是维持小黄山森林群落多样性维持的重要机制。

河南黄河中游湿地维管植物与哺乳动物物种组成和分布特征

河南黄河湿地位于黄河中下游,由西向东随地势变化,动植物物种组成及多样性变化复杂。于2011年至2015年对三门峡市、洛阳市以及焦作市的黄河湿地保护区维管植物和哺乳动物进行了全面调查,比较分析了三个区域间动植物多样性的差异,采用非趋势对应分析和聚类分析对物种组成数据进行排序和分类,结果显示:(1)三门峡、洛阳和焦作黄河湿地维管植物分别有130科、493属、1128种及变种,128科、470属、1049种及变种,90科、290属、542种及变种;三门峡黄河湿地哺乳动物有6目、15科、48种,洛阳黄河湿地哺乳动物有7目、18科、61种,焦作黄河湿地哺乳动物有6目、11科、34种;(2)从三门峡黄河湿地经洛阳黄河湿地再到焦作黄河湿地,维管植物多样性降低;(3)三门峡黄河湿地维管植物多样性和哺乳动物多样性与洛阳黄河湿地差异不显著,与焦作黄河湿地差异显著。研究结果丰富了河南黄河湿地保护区植物和动物多样性研究资料,同时也为保护区的保护管理和科研监测提供参考。

武术飞脚启发作用在采摘机器人智能化设计中的应用

为了提高采摘机器人的智能化水平,基于武术飞脚动作的连续性,参考飞脚动作的前馈特征,在智能化控制系统的设计上引入了神经网络前馈算法和PID控制算法。通过对误差的修正和期望与实际输出结果的反馈,提升了机器人的智能化水平和采摘作业动作的精确性,实现了采摘机器人的类人化设计。为了验证该方法的可行性,模仿生菜采摘机器人的作业环境对机器人的性能进行了仿真,结果表明:采用神经网络PID算法可以提高机器人控制系统的精确性,并可加快收敛速度,对提升机器人的智能化水平具有重要的意义。

白云山国家森林公园不同人为干扰强度的群落冠层结构和光照特征

为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm^(2)(100 m×100 m)的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现:1)随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2)择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照(直接辐射、散射辐射)与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3)处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。

宝天曼马尾松和槲栎混交林的竞争关系分析

选取宝天曼国家级自然保护区内1 hm2(100 m×100 m)的马尾松-槲栎混交林作为研究样地,对样地内所有林木(胸径≥1 cm)进行调查,并利用Hegyi竞争指数模型对马尾松的种内种间竞争关系进行研究。结果表明:样地内对象木马尾松大径级个体较多,幼苗较少,个体数量随着径级的增大逐渐增多,竞争木共1 581株,幼龄树较多,个体数量随着径级的增大逐渐减少;对象木马尾松受到的种内竞争总强度(244.92)大于种间竞争总强度(176.10),且种内竞争强度随着径级的增大而增大,种间竞争强度随着径级的增大而减小;其他种类的竞争木对对象木马尾松产生的竞争强度从大到小依次为麻栎>槲栎>化香>栓皮栎>红皮云杉>小叶青冈>锐齿槲栎>山胡椒>槲树;对竞争强度与对象木胸径进行函数回归拟合,二者符合指数函数关系CI=AeBD(P<0.01),此模型能很好的预测样地内马尾松种内和种间竞争强度。

宝天曼国家级自然保护区树附生苔藓植物物种分布与环境关系研究

对宝天曼国家级自然保护区1 hm 2样地内的树附生苔藓植物及相关环境因子进行调查和测定。以苔藓植物盖度为指标,应用除趋势对应分析法(detrended correspondence analysis,DCA)研究树附生苔藓植物与附生树种的关系,应用冗余分析(redundancy analysis,RDA)研究地形因子、木本植物群落特征和冠层光因子对树附生苔藓植物分布的影响。结果表明,样地内树附生苔藓植物共计56种,隶属于20科38属,其中苔类4科5属5种,藓类16科33属51种,羊角藓(Herpetineuron toccoae)为优势种;样地内共有25种240株木本植物个体附生有苔藓植物,分别占样地内木本植物总种数和总株数的31.25%和12.08%;树附生苔藓植物多附生在胸径大于15 cm的树干上且与附生树种相关性总体不明显;地形因子、木本植物群落特征和冠层光因子对苔藓植物分布的总解释量分别为6.78%、8.18%和8.80%;就单一环境因子而言,木本植物多样性对树附生苔藓植物分布的解释量最高,为5.53%。

Photoluminescence Studies of Single Submonolayer InAs Structures Grown on GaAs (001) Matrix

We report a detailed analysis of optical properties of single submonolayer InAs structures grown on GaAs(001)matrix.It is shown that the formation of InAs dots with 1 monolayer(ML)height leads to localization of exciton under certain submonolayer InAs coverage,which play a key role in the highly improved luminescence efficiency of the submonolayer InAs/GaAs structures.