1992-2018年中国及其毗邻地区基于植被功能类型的土地覆盖与香农多样性指数数据集

土地覆盖是陆地表层的自然状态,表现为地表覆盖的类型、数量以及空间异质性特征(如景观多样性)等,是自然过程和人类活动共同作用的结果。土地覆盖数据是全球变化、物质与能量循环等研究和应用的基础数据。遥感技术为土地覆盖变化监测提供重要支撑,加深了人们对于土地覆盖变化的驱动机制以及景观多样性响应的认识。本文以欧空局气候变化中心生产的土地覆盖数据为基础,利用交叉步行表,经尺度转换将原数据的离散土地覆盖类型转换为具有连续数值的植被功能类型比例,并基于此计算香农多样性指数,生产得到1992–2018年逐年0.05°的中国及其毗邻地区(70°E–140°E,15°N–55°N)土地覆盖与香农多样性指数数据集。本数据集具有时序长、分辨率高、定量化等优点,可应用于区域的植被覆盖、景观格局动态等方面的研究,也可为模型模拟、遥感反演等研究提供基础底图。

云南三个地区马铃薯内生真菌多样性研究

为研究云南马铃薯(Solanum tuberosum)内生真菌的多样性,该文以采自云南省德宏芒市、大理喜洲和临沧双江3个地区的马铃薯植株为研究对象,采用组织块分离法、尖端菌丝挑取法对马铃薯根、茎及块茎中的内生真菌进行分离纯化,并采用形态学鉴定方法和ITS序列分析法对分离得到的内生真菌进行鉴定,对内生真菌的定殖率、分离率及多样性指数进行计算和分析。结果表明:(1)共分离得到内生真菌98株,其中从德宏芒市的样品中获得40株,从大理喜洲的样品中获得27株,从临沧双江的样品中获得31株。(2)经鉴定,分离得到的马铃薯内生真菌共涵盖10目10科13属,大多为子囊菌门和担子菌门,优势菌为镰刀菌属(Fusarium)和青霉属(Penicillium),褶皱裸孢壳(Emericella rugulosa)、接骨木镰刀菌(Fusarium sambucinum)、毛韧革菌(Stereum hirsutum)、Psathyrella sulcatotuberculosa和Epicoccum catenisporum 5种真菌均为首次从马铃薯植株中分离得到。(3)马铃薯块茎内生真菌的定殖率最高,根部内生真菌定殖率最低;内生真菌的分离率以马铃薯根部为最高,而茎部最低;不同组织中内生真菌的多样性指数趋势均为根>块茎>茎。从综合来看,云南马铃薯植株中的内生真菌具有较高的多样性,不同地区的马铃薯样品中内生真菌优势菌不同,马铃薯根部具有最丰富的内生真菌种群和最高的分离率,是最适合进行内生真菌分离的材料。该研究结果为后期探究马铃薯内生真菌对病原菌的拮抗作用奠定了基础,也为马铃薯内生真菌多样性研究提供了参考数据。

河南省巩义市不同类型林地内中型土壤动物群落组成及多样性

为研究林地类型对中型土壤动物多样性的影响,以巩义市农业景观中的林地为研究对象,分别于2014年4月和7月对该区农业景观中的3种林地类型,即栓皮栎(Quercus variabilis)林、泡桐(Paulownia fortunei)林和杨树(Populus spp.)林内中型土壤动物进行取样,分析不同季节和不同林地类型间中型土壤动物多样性(丰富度和香农多样性指数)的差异。结果表明:不同类型林地内中型土壤动物多样性差异不显著,但非度量多维标度法(nonmetric multi-dimensional scaling,NMDS)分析显示,春、夏两季栓皮栎林土壤动物群落组成均与泡桐林和杨树林之间存在显著差异,而杨树林和泡桐林之间差异则不显著。春、夏两季土壤动物多样性之间存在显著差异(P<0.001),不同林地类型土壤动物多样性之间差异不显著(P>0.05)。海拔因子和草本植被高度对土壤动物多样性的影响不显著,但草本植被盖度与土壤动物多样性呈显著负相关(P<0.05)。不同林地类型为不同土壤动物类群的行为活动提供相适宜的生境,因此加强不同林地类型的保护,对于研究区内土壤动物群落的发展以及农业景观中生物体的流动具有重要意义。

物种多样性对栖息地毁坏时间异质性的响应

栖息地毁坏是物种多样性丧失最重要的因素之一。通过多物种竞争共存的非自治动力模型,利用香农多样性指数,研究并比较了不同结构集合种群群落的物种多样性对不同程度和不同速度的栖息地毁坏时间异质性的响应。结果表明:在栖息地瞬间毁坏下,物种多样性先快速下降,之后得到一定程度的恢复,最终在下降中走向平衡;在栖息地持续完全毁坏下,栖息地毁坏速度对物种多样性随累积栖息地毁坏率变化的影响,只有在最强物种多度(q)较小时比较明显,而在q较大时较小;对于栖息地持续部分毁坏,栖息地毁坏速度只影响物种多样性振荡的幅度,而不影响其变化的最终结果,并且速度越快,物种多样性振荡幅度越大,越不利于群落的稳定。

向海湿地自然保护区鸟类多样性评价方法的比较研究

鸟类多样性是评价湿地生态环境质量极其敏感的指标。向海湿地自然保护区地处半干旱区,受气候和人为影响,生态环境变化极为剧烈,因此,寻求一种行之有效且简单易行的鸟类多样性评价手段,对于及时了解湿地生态环境质量的动态变化信息,提出湿地和鸟类多样性的管理和保护对策至关重要。稀疏标准化法是一种建立在物种-面积关系上的生物多样性评价方法,主要用于区域尺度上的生物多样性评估。运用改进的稀疏标准化程序,利用多年调查和收集的鸟类数据,来评价和分析向海自然保护区鸟类多样性及其变化,结合香农-威纳多样性指数和均匀度指数,分析了两种方法获取结果的相关性。评估结果表明:稀疏标准化法获取的鸟类多样性和均匀度信息与传统的香农-威纳多样性指数和Pielou均匀度指数间具有显著的相关关系,可以用于鸟类的多样性和均匀度评价,且具有科学、直观、运算简捷、快速等优势。

基于河岸带植物多样性的河流健康评价——以柏条河-府河河段为例

基于河流健康评价目的,将柏条河-府河河段划分为上游、中游、下游3个区域针对河岸带植物多样性进行多层次调查。在多个指标构建的评价系统中对各河段进行评分,上游、中游和下游河段得分分别为72.7分、59.1分和59.3分。评分结果直观反映出柏条河-府河不同河段河岸带植物多样性的状况。依据调查结果为各河段维持和提升植物多样性、河流健康提出了管理措施与建议。

不同竹子内生细菌结构和多样性比较研究

竹子是中国重要的森林资源,为了解毛竹、孝顺竹、窄叶苦竹的根、叶组织内生细菌特性,以及与其定植土壤环境的关系,分别采集了3种竹子的叶、根和根区土壤样品。分别采用CTAB法与Power soil试剂盒提取植物组织和土壤DNA,应用PCR-DGGE方法分析细菌群落结构及多样性。结果表明,植物中的大部分细菌与土壤细菌相似,土壤细菌是竹子内生细菌的主要来源。竹子种类对土壤细菌结构和多样性有一定影响,孝顺竹定植土壤细菌多样性显著低于(P<0.05)毛竹和窄叶苦竹,其群落结构与其他2种竹子差异相对较大。土壤细菌群落多样性显著高于竹子的内生细菌,竹叶和根部组织之间没有显著差异。但相同组织孝顺竹内生细菌多样性明显高于(P<0.05)毛竹及窄叶苦竹。

基于多样性指数的临港新城景观格局演变分析

在景观生态学研究中,理解与把握景观格局变化的生态学原则至关重要。用景观指数描述景观格局及变化,建立格局与景观过程之间的联系,是景观生态学最常用的定量化研究方法。文章在综台前人对景观指数的基础上,对景观指数研究,选择以香农多样性指数作为判定标准,结合遥感、GIS技术,对上海临港新城的生境破碎化状况和动态,以及景观格局演变进行了研究,探讨了近10年来临港新城景观格局演变的机理及驱动机制。

基于浮游植物生物完整性指数的福建省水库健康状态评价

根据2021年夏季福建省24座重要饮用水水源地水库水生态调查结果,分析了浮游植物群落结构特征和水库营养状态,并采用浮游植物总密度、香农-维纳多样性指数和蓝藻门密度百分比3个生物参数构建浮游植物生物完整性指数(P-IBI)评价了沙溪口水库和东张水库的健康状态。结果表明:2021年福建省大部分水库的浮游植物群落结构以蓝藻-绿藻-硅藻为主,其中以蓝藻门为优势藻的水库占比为60.9%;综合营养状态指数范围为24.3~51.7,平均值为40.3,水库富营养化程度较低,但个别水库仍存在富营养化的风险;沙溪口水库P-IBI综合得分为79.7,处于健康状态,东张水库P-IBI综合得分为59.0,处于亚健康状态;P-IBI评价结果与《2021年福建省河湖健康评估蓝皮书》中的多指标评价方法的结果一致性较好,基于浮游植物生物完整性指数的评价方法具有有效性和适用性。

微生物消毒技术在城市污水泵站中的应用

针对城市污水输送泵站通过气溶胶形式可能产生的微生物空气传播风险,通过16SrRNA高通量测序技术、流式细胞术和沉降法菌落总数检测,分析评价了次氯酸喷雾、紫外照射对生物气溶胶细菌群落的作用程度及杀灭效率。结果表明,根据香农多样性指数(SHDI),紫外照射消毒对生物气溶胶细菌群落结构的影响程度高于次氯酸喷雾消毒;针对菌落总数,次氯酸喷雾消毒对生物气溶胶的灭活效率约为20.83%,紫外照射消毒对生物气溶胶的灭活效率约为75.04%;针对流式活细胞数,次氯酸喷雾消毒对生物气溶胶的灭活效率约为48.19%,紫外照射消毒对生物气溶胶的灭活效率约为83.57%,紫外消毒方式优于次氯酸喷雾消毒。

老年感染性肺炎呼吸道菌群分布及临床特征观察

目的:分析老年感染性肺炎呼吸道菌群分布及临床特征。方法:选择2020年5月—2022年5月连云港市第二人民医院收治的64例老年感染性肺炎患者为观察组,采用临床肺部感染评分(CPIS)评估观察组肺部感染程度,根据CPIS评分将观察组分为轻度组(CPIS评分<6分,36例)和重度组(CPIS评分≥6分,28例);另选取同期本院收治的56例老年肺气肿患者为对照组。观察老年感染性肺炎患者呼吸道菌群分布情况,比较各组香农-维纳多样性指数[Shannon-Wiener diversity index,SHDI]和辛普森多样性指数(Simpson多样性指数),并分析各组免疫功能情况及血清炎症因子白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、免疫球蛋白G(IgG)水平及T淋巴细胞亚群CD3^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)分布情况。结果:64例老年感染性肺炎患者中,细菌培养阳性率为65.63%(42/64),共检出细菌数85株,其中革兰阴性菌69株,占81.18%,以铜绿假单胞菌属所占比例最高,其次为肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌;革兰阳性菌16株,占18.82%,以金黄色葡萄球菌为主。轻度组与重度组SHDI均显著低于对照组,Simpson多样性指数显著高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);重度组SHDI显著低于轻度组,差异有统计学意义(P<0.05)。轻度组与重度组IgG、CD3^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)水平均显著低于对照组,IL-6、TNF-α水平均显著高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);重度组IgG、CD4^(+)/CD8^(+)水平均显著低于轻度组,IL-6、TNF-α水平均显著高于轻度组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:老年感染性肺炎患者呼吸道菌群分布以铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌为主,且患者SHDI降低、Simpson多样性指数升高,免疫功能下降。

长江干流南京段底栖动物群落特征及环境因子相关性研究

于2019-2021年春、秋季在长江干流南京段设置6个调查点位对水体理化因子、底栖动物群落特征开展调查研究。采用典范对应分析方法(CCA)分析了底栖动物与环境因子的响应关系。结果表明,共检出35种底栖动物,分属3门6纲12目19科30属,昆虫纲为优势纲。各监测点位的底栖动物检出种类数相差较大,最多检出21种,最少检出11种。春季优势种为霍甫水丝蚓,秋季优势种为齿吻沙蚕。底栖动物物种密度为2~176个/m^(2),春季的底栖动物平均密度(139个/m^(2))略高于秋季(125个/m^(2)),底栖动物平均密度年度排序为:2019年>2020年>2021年。各监测点位的香农威纳(Shannon-Wiener)多样性指数为2.9~3.5,水质状况处于良好和优秀之间。CCA分析结果表明,高锰酸盐指数和溶解氧对南京段底栖动物群落结构物种时空分布影响较大且大部分群落特征物种分布在含氮营养盐较低的水域,高浓度的含氮营养盐已经对南京段底栖动物产生了负面影响。

广东省森林景观形状特征相关性分析

运用3S技术和景观分析等技术手段,分别从面积加权平均形状指数、面积加权平均斑块分形指标、斑块密度、斑块边缘密度、香农多样性指数等5个方面对广东省森林景观异质性进行了较为全面的分析。结果表明:(1)广东省森林景观要素类型的斑块形状结构都有较大差异,针叶林、阔叶林、竹林及灌木林等4种森林景观类型形状较复杂、结构较松散、受干扰程度较低。(2)各景观要素类型形状特征之间的相关性与其地理分布及经营管理措施存在密切关系。(3)形状特征相关性方面,针叶林与未成林地及采伐迹地,阔叶林与针阔混交林,火烧迹地与宜林地等均存在显著性相关关系。

浅谈生物学和生态学中的信息

通过对熵、信息等概念原义、起源与内在逻辑的梳理和浅显化解释,发现生物学中的熵既可抽象、定性地描述生物有机体各层次的有序性存在状态,也可定量计算和表述有机体各系统组成成分的多样性与数量比率,因而它可显示和表达有机体内稳态、生态平衡以及生物多样性指数。对信息与香农熵的准确理解与把握,是在宏观层面理解和表述生物及其存在状态的基础。

浮游生物生物学评价在乐昌峡水质监测中的应用

浮游生物是水生食物链的基础,在水生生态系统中占有重要地位,许多浮游生物对环境变化反应很敏感,可作为水质的指示生物。该文以乐昌峡水利枢纽水库中浮游生物的香农—威纳多样性指数[1]和群落均匀度指数评价库区水体营养状况,该方法区别于常规水质监测模式,从另一个方面反映了水体水质,可为乐昌峡水环境保护工作提供依据,对提高枢纽水资源管理水平,保障枢纽的安全、高效运行具有重要意义。

太湖表层底泥中产毒蓝藻群落结构和种群丰度的时空变化

为了研究太湖底泥中产毒蓝藻群落结构和种群丰度的时空变化,分别于2010年冬季(2月)、春季(4月)和夏季(6月)采集太湖不同湖区底泥样品,应用基于mcyA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和实时定量PCR(QPCR)技术分析底泥样品.结果表明,产毒蓝藻在太湖底泥中分布广泛,其群落结构和种群丰度存在空间和季节差异性:不同湖区间群落组成相似性系数变化范围为67%～97%;冬季、春季和夏季底泥中产毒蓝藻群落结构的香农多样性指数变化范围分别为2.774～3.392、1.649～2.619和0.681～1.996,呈逐渐下降趋势;且香农多样性指数与样品中优势基因型所占比例呈极显著负相关(p<0.01,r=-0.95);从冬季到夏季,底泥中蓝藻复苏进入水体中,产毒蓝藻种群丰度逐渐降低.底泥中产毒蓝藻群落结构和种群丰度的动态变化与温度、光照、溶解氧、电导率和pH值密切相关.

复合厌氧反应器处理农村生活污水研究

利用复合厌氧反应器处理农村生活污水,考察了对COD和SS的去除效果及影响因素,并分析了处理机制和生物多样性。结果表明,复合厌氧反应器的出水COD和SS可分别稳定在100 mg/L和30 mg/L以下,且对COD的去除率最高可达80%以上。温度和有机负荷是影响复合厌氧反应器处理效果的主要因素。反应器对COD的去除率与温度间存在显著正相关,且COD去除负荷随容积负荷的增加而增大。反应器中的VFA以乙酸为主,沿程各隔室的乙酸浓度逐级下降。底泥样品的生物多样性沿程显著增加,而填料样品的生物多样性则呈小幅下降的趋势。

不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得

应用PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应。结果表明:在氯嘧磺隆100～500mg·L-1浓度梯度下,土壤细菌群落组成有明显的更迭现象,多样性发生明显变化,驯化至10周,绝大部分细菌种群消失,样品的细菌种群结构趋于简单并呈现趋同效应;DNA测序结果表明,在驯化第10周可培养Methylophilus sp.、Beta proteobacterium、uncultured bacterium成为优势菌属,所获细菌种群出现的16个优势种群中有10个与已知的具有有机污染物降解功能和有机污染环境修复功能细菌的相似性大于97%;其中5个与嗜甲基菌16S rDNA部分序列相似性达98%以上。获得了一组对氯嘧磺隆具有降解作用的细菌菌系,可在5d内将100mg·L-1氯嘧磺隆降解67%;其主要组成为嗜甲基菌属(Methylophilus sp.)、丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)、鞘酯杆菌属(Sphingobacterium sp.)和嗜氢菌属(Hydrogenophi-lus sp.)。

洱海流域河流生态系统健康评价

基于水质类别,大型底栖动物香农维纳多样性指数、FBI指数(Family-level biotic index)以及BMWP得分(Biological Monitoring Working Party Scores)分别对洱海流域河流生态系统健康进行评价.单因子水质评价结果显示影响洱海流域河流水质的主要因子为总氮,健康及亚健康样的样点比例为65%,且主要以亚健康为主.大型底栖动物香农维纳多样性指数、FBI指数以及BMWP得分3种评价方法的结果存在显著相关性(P<0.01),具有较好的一致性.3种评价方法均显示西洱河生态系统最差,凤尾河生态系统状况也为差.苍山水系、波罗江和弥苴河评价为健康及亚健康的占比分别为80%、92%和73%,生态系统状况总体良好,河流的源头样点状况多优于下游样点.凤羽河生态系统状况以亚健康和一般为主.健康及亚健康的样点比例为62%.本研究说明流域内河流生态系统总体状况为良,已受到了一定人类活动的干扰,应重视河流生态系统状况并加强对受损河流的管理和修复.