孑遗植物半日花叶际真菌群落的多样性与构建机制

叶际微生物在维持植物健康生长方面具有重要的作用,然而,目前我们对珍稀孑遗植物半日花(Helianthemum songaricum)叶际真菌的多样性和群落结构等知之甚少。因此,本研究利用Illumina高通量测序技术检测西鄂尔多斯自然保护区半日花叶片表生和内生真菌的多样性,探究其网络结构特征以及群落构建的机制。结果显示:棋盘井地区的叶际表生真菌丰富度指数(156.38±8.42)显著高于内生真菌(111.13±5.57),棋盘井叶际表生真菌丰富度指数显著高于拉僧庙(125.57±7.20)和千里山(114.75±10.35),而拉僧庙的内生真菌丰富度指数(155.71±15.40)显著高于棋盘井。叶际真菌以子囊菌门、毛霉菌门和担子菌门为优势门,叶际表生真菌和内生真菌分别在3个不同地点具有显著的指示类群,叶片部位(即叶表和叶内)和地点显著影响叶片真菌的群落组成。共存网络分析表明,叶际表生和内生真菌主要是协同作用,拮抗作用较小。半日花叶际表生和内生真菌群落的构建主要由随机性过程驱动。综上所述,半日花叶际表生和内生真菌的多样性和群落组成受到叶片部位(叶表和叶内)和地点的显著影响,随机性过程主导叶际表生和内生真菌的群落构建。研究结果可为珍稀濒危植物的保护和合理利用提供一定的科学基础和实践指导。

基于结构方程模型的农户保护意愿影响因素分析:以东北虎豹国家公园珲春片区为例

农户保护意愿直接影响到其后续的保护行为,进而影响到保护工作成效。基于2022年7–8月对东北虎豹国家公园珲春片区周边社区农户的一对一访谈收集到的534份有效问卷,运用结构方程模型,讨论了农户保护意愿的影响因素。研究结果表明:(1)农户保护态度显著正向影响其保护意愿,农户的价值评价、经验评价以及产生结果的评价越高,保护意愿越高。(2)农户规范显著正向影响其保护意愿,是3个影响因素中最重要的影响因素,其中价值评价与产生结果评价等两个因素对农户参与保护的意愿影响程度较高,而经验性评价的影响程度相对较低。(3)知觉行为控制显著正向影响其保护意愿。农户对其自身时间投入、经济投入、专业技能投入方面的感知难度越低,则参与保护的意愿越强。(4)年龄对其保护意愿具有显著的正向影响。建议通过强化政策引导职能,鼓励开展长效培训活动,拓展农户保护参与渠道等方法来提升农户参与保护的意愿。

基于蛾类多样性研究人工林斑块的边缘效应

斑块状造林是当前国内营建人工林的主要方式之一,在林内不同斑块间形成了大量的边缘环境。为探究人工林斑块间边缘效应的生物多样性特点,本文基于北京平原造林中的毛白杨(Populus tomentosa)林–国槐(Styphnolobium japonicum)林、国槐林–栾树(Koelreuteria paniculata)林、栾树林–桧柏(Juniperus chinensis)林、旱柳(Salix matsudana)林–杜仲(Eucommia ulmoides)林4种树种组合,选择与植物具有营养关系的蛾类为研究对象,采用非度量多维尺度(NMDS)排序、Anosim分析、物种多样性指数等对蛾类数量、物种组成与多样性进行分析;并基于林下植被特征因子调查,使用Pearson相关性分析探讨了植被特征因子与蛾类群落特征的关系。结果表明:本研究共采集到蛾类4,428只,分属于24科144种。(1)斑块边缘的蛾类物种组成与斑块内存在差异,边缘独有种比例占所在样地组合物种数的13.59%–18.32%。(2)边缘物种多样性指数多为相邻斑块中间值或略高于斑块内;旱柳林–杜仲林边缘的Simpson指数显著高于杜仲林斑块,Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数显著高于旱柳林斑块,Pielou均匀度指数显著低于杜仲林斑块。(3)蛾类Simpson指数与植被的平均高度和平均盖度呈显著负相关关系;而蛾类物种数与植被的平均高度和平均盖度呈显著正相关关系。(4) 4种边缘类型的边缘效应均呈正效应(IH′>1),其中旱柳林–杜仲林边缘的边缘效应强度最低(IC=0.915185808)。斑块状人工林的边缘中存在对生境变化产生响应的蛾类类群,这是斑块状人工林生物多样性提高的基础。不同树种组合斑块的边缘效应所呈现的生物多样性特点不同,可能存在优势物种暴发的风险。本研究可为后续造林及林分管理提供指导意见。

粤港澳大湾区城市化进程对区域内鸟类分布及栖息地连通性的影响

粤港澳大湾区经济快速发展和城市迅速扩张引起土地利用类型的剧烈转变,这对当地物种的栖息地、物种分布区乃至区域生物多样性均造成了影响。本研究基于82种鸟类的分布数据和15个环境变量数据,利用最大熵(maximumentropy,MaxEnt)模型及等效连接面积(the equivalent connected area,ECA)指数分析了粤港澳大湾区鸟类多样性的空间分布格局及连通性。结果表明:2000-2015年,大湾区林地、水体、耕地等用地类型分别减少3.22%、0.97%和23.19%,草地、建设用地、裸地与滩涂用地类型分别增加33.95%、80.34%和453.52%。30种以森林、农田为主要栖息生境的鸟类分布区面积减少,52种常见的城市鸟类及各类水鸟分布面积增加,鸟类分布面积与土地利用类型密切相关。此外,鸟类栖息地连接度表现出与分布区相一致的变化趋势。其中,对4种分布面积变化最大的鸟类的分析结果显示,乌鹃(Surniculuslugubris)与栗耳凤鹛(Yuhina castaniceps)分布面积及栖息地连通性随城市化进程(包括土地利用类型、植被覆盖度、水源距离和干扰距离等的变化)而下降,而牛背鹭(Bubulcus ibis)与苍鹭(Ardea cinerea)的分布面积及栖息地连通性则随城市化进程而上升。此外栖息地斑块面积的增加也显著提高了栖息地的连通性。因此建议对城市化进程中粤港澳大湾区的生境质量变化进行评估,根据评估结果构建鸟类生态廊道和生物多样性保护网络,从而维持大湾区区域生态系统的安全和稳定。

基于环境DNA宏条形码技术研究黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性及其对水文连通性的响应

水文连通对于维护滨海湿地生物多样性至关重要,鱼类多样性作为生物多样性的重要组成部分,了解其对不同水文连通强度的响应具有重要意义。本研究基于环境DNA宏条形码技术(e DNA metabarcoding)检测黄河三角洲典型潮沟系统鱼类多样性,分析鱼类物种分布对不同水文连通强度潮沟生境差异的响应特征。利用12S r RNA经典鱼类引物对采集自三级潮沟系统的水样进行高通量测序,共检测出鱼类55种,其中本地鱼类27种、非本地鱼类28种,物种组成以鲈形目为主。各样点序列丰度均较高的鱼类有矛尾刺虾虎鱼(Acanthogobius hasta)、鮻(Planiliza haematocheilus)、长体刺虾虎鱼(Acanthogobius elongatus)等。鱼类多样性在不同水文连通性潮沟间差异明显,其中,二级潮沟群落多样性水平、丰富度指数、物种种类及各种鱼类类群中的个体均匀程度等都明显高于其他两级潮沟。RDA分析显示有6种环境因子与鱼类群落结构显著相关(P<0.05),分别为:硅酸盐(SiO_(3)^(2-)-Si)、硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)、酸碱度(p H值)、盐度(SAL)、铵盐(NH_(4)^(+)–N)、溶解氧(DO)。其中,优势种矛尾刺虾虎鱼的序列丰度与硅酸盐呈正相关,鮻的序列丰度与盐度呈负相关。本研究通过与传统采样数据进行比较,证实了环境DNA宏条形码技术用于监测黄河口典型潮沟水体中鱼类多样性的可行性,表明潮沟系统水文连通性对鱼类群落结构及多样性均具有明显的影响,研究结果有助于进一步了解滨海湿地水文连通对生物群落的影响机制。

中国脊椎动物2021年度新增物种报告

为了及时掌握脊椎动物在中国的新增情况,本文汇总了2021年发表的脊椎动物新物种及新记录种的基本信息。结果表明,2021年中国新增脊椎动物95种,包括新种80种,新记录15种。其中鱼类新种15种、两栖类新种28种、爬行类新种31种和新记录10种、鸟类新种1种和新记录3种、哺乳类新种5种和新记录2种。在新增物种中,冷血脊椎动物占绝大多数(占总数的88%),提示这些类群可能仍是以后探索的重点;两栖类新增物种集中于无尾目、爬行类集中于有鳞目,分别为27种和40种,各占其新增物种总数的96%和98%;新增哺乳类动物全部为小型兽类。本次新增物种的分布涉及30个省区,其中云南33种、四川11种、广西10种、西藏和广东均为7种、台湾6种,累计约占新增物种总数的70.5%;其余省区新增物种在5种或以下。有84个物种(占总数的88%)发表时应用了分子系统学研究,提示这一技术手段是分类工作的重要支撑。在新发现的95个物种中,绝大部分物种为中国学者发表;除3种鸟类新记录种外,其余的新种和新记录均正式发表于英文期刊,其中在中国出版的3种期刊发表了21个新种和2个新记录种。本文工作可为中国脊椎动物的分类和保护等相关工作提供基础信息。

从划定历程与属性特征正确认识生态保护红线内涵

生态保护红线是国家生态安全的底线,也是我国生态文明改革的重大举措。生态保护红线划定实施以来,因其创新了生态保护模式与制度,得到了国内和国际社会的广泛关注。然而,当前对生态保护红线的理解仍不够深入,一定程度影响了红线的落地应用及其成效发挥。为此,本文梳理了生态保护红线从理论起源到实践落地的演变历程,阐述了生态保护红线的科学内涵与时代释义,分析了生态保护红线的管控要求,明确提出生态保护红线既要严格管控,又要适度利用。生态保护红线不是无人区,而是生态安全的底线、国土空间格局优化的基线,实现人与自然和谐共生、区域可持续发展是划定生态保护红线的最终目的。未来生态保护红线可考虑从拓展生态保护红线内涵、优化生态廊道识别技术、完善优质生态产品价值实现机制、生态保护成效的可持续性、加强国际推广等方面进一步加以完善。

神农架植物物种空间周转的驱动因素

揭示区域物种组成随环境梯度的变化规律,掌握物种多样性的周转过程及其与环境的耦合关系,是理解物种多样性形成的生态过程的核心,也是生物多样性保护和保护地网络构建的科学基础。神农架是众多古老、孑遗和特有植物的关键栖息地,也是全球落叶木本植物最丰富的地区之一。然而,我们对影响神农架植物物种周转并形成镶嵌格局的驱动因素知之甚少。本研究基于对神农架长期系统的植物群落物种调查数据,通过广义相异模型(GDM)和偏回归分析等方法,分析了气候差异、地理距离、人为干扰等因素对神农架植物物种周转的驱动效应。结果表明,随着年均温(MAT)、≥0℃积温、≥10℃积温差异和地理距离增大,植物β多样性显著增加,而年均降水量(MAP)、距离道路距离及森林破碎化等人为干扰因素对植物β多样性无显著影响。地理距离、气候差异和人为干扰分别解释了物种相异性变异的28.75%、34.56%和12.55%,其交互作用解释了变异的8.52%。地理距离、气候差异和人为干扰共同解释了物种相异性变异的43.47%。综上,地理距离和温度分异是驱动神农架植物物种空间周转过程的关键因素。保护海拔梯度上植被的垂直带谱及复杂多样的地貌异质性,是维持神农架物种周转生态过程的关键,也是神农架国家公园建设乃至鄂西北保护地网络构建应关注的重点。

干旱内陆河流域植物群落构建过程及其关键驱动因素

作为干旱内陆河流域水资源可利用性的决定性因素之一,地下水位在调节植物功能性状、系统发育乃至植物群落构建方面发挥着至关重要的作用。然而地下水位变化对干旱内陆河流域植物群落构建过程相对重要性的影响,以及这种影响在地上-地下组分间的差异尚未得到系统研究。本文以典型干旱内陆河流域下游的主要植物群落为研究对象,结合叶片、根系功能性状与环境数据,系统地探讨植物群落构建过程沿地下水位梯度的变化模式及其关键驱动因素。结果表明:(1)综合植物个体、平均功能性状和系统发育可知,在整个研究区域,叶片、根系功能多样性的标准效应值(SES.RaoQ)均小于0。大多数植物群落的功能结构(90%的功能性状)表现为聚集状态。(2)地下水与土壤因子共同解释叶片、根系SES.RaoQ 13%-39%与14%-48%的变异,而地下水位能够单独解释叶片、根系SES.RaoQ 13%-22%与14%-36%的变异。(3)叶片、根系SES.RaoQ均随平均地下水位的降低而降低,随地下水位季节性的增加而增加;根系SES.RaoQ与地下水位的斜率大于叶片SES.RaoQ。总体而言,干旱内陆河流域植物群落的构建机制整体上由确定性过程主导,支持生态位理论,大多数植物群落的构建机制符合生态位理论中的环境筛选作用。地下水位是调控不同群落构建过程相对重要性的主要因素,随地下水位的降低,功能结构由发散状态转为聚集状态。植物群落地上、地下功能结构沿地下水位梯度的变化表现出一致性,但植物群落地下部分对地下水位的变化更为敏感。

中国农田土壤动物长期监测样地科学调查监测的实施方法

我国农田土壤动物面临严峻的多样性丧失问题,建设监测样地并开展长期监测是解决该问题的重要途径,但至今国内外仍缺乏农田土壤动物长期监测样地科学调查监测的实施方法。依据BCI 50 ha大型固定样地建设规范,参照我国已建成的森林和农田土壤动物大型固定样地监测经验,本文提出了农田土壤动物长期监测样地科学调查监测的实施方法。首先,需要明确科学问题,确定科学调查监测应遵守的基本原则。其次,需要规范长期调查监测涉及的专业术语,依据研究目的和实际情况选择地点和样地,参照建设规范和农田特征建立农田土壤动物大型固定样地。第三,以研究农田土壤动物多样性为核心,揭示土壤动物在农田生态系统健康和功能中的作用,有选择性地开展4类27项科学指标的长期监测工作,要求按照统一的、规范化的工作流程开展野外调查和室内实验。最后,要科学规范地完成标本的鉴定描述和保存保管,研发体现农田土壤动物特征的数据库和管理信息系统。希望本文的研究结果能推动我国乃至世界范围的规范化样地建设和标准化网络监测,为我国农田土壤动物评估与保护提供长期可靠的数据支撑。

不同干旱水平下蚯蚓对番茄抗旱能力的影响

土壤无脊椎动物可能会通过促进土壤持水能力和增加土壤肥力而缓解植物的干旱胁迫。本研究采用蚯蚓和干旱水平的双因子完全交互设计,模拟了干旱胁迫条件下蚯蚓对土壤性质及番茄抗旱性的影响。结果表明,在高干旱胁迫时,蚯蚓通过增加番茄茎叶抗氧化能力提高了植物抗旱性,上调番茄茎叶脱落酸和茉莉酸生物合成过程的基因表达(NCED、NSY、OPR、AOS和LOX),促进脱落酸和茉莉酸含量分别增加43.2%和33.6%,过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶含量分别增加12.9%、8.4%和47.3%。在低干旱胁迫时,蚯蚓上调茉莉酸合成通路基因表达,但降低了脱落酸含量,对转录因子ABF4、MYC2基因表达和植物抗氧化能力无明显影响。干旱导致的土壤水分和养分条件变化影响着蚯蚓介导的植物抗旱性响应。本研究证明了土壤动物对植物抗旱的重要作用,如蚯蚓对植物激素合成、信号传导和抗氧化能力的影响。了解土壤动物影响植物抗旱的内在机制,有助于深挖和利用土壤动物的多样化生态功能。

昆虫多样性三十年研究进展

当前,全球昆虫数量和多样性均处于下降趋势,而导致这一趋势的原因主要包括人为干扰及气候变化。本文基于森林、草地、农业、水生和土壤生态系统,以植食性、访花、捕食性、寄生性、食果以及食腐昆虫为重点功能昆虫群,综述了近三十年来国内外昆虫多样性研究领域的主要进展,并分析了发展趋势。近年来,昆虫多样性的研究维度不断拓展,形态多样性研究不断深入,系统发生多样性、功能多样性和遗传多样性等研究也显著加强。此外,昆虫多样性研究的空间尺度也逐步扩大,大尺度区域性研究甚至全球范围的调查持续增长。昆虫进化历史也被引入多样性格局研究中,并随着系统发生信息学方法的普及而被整合到生态系统建成和生物多样性形成机制研究中。未来需要加强关键昆虫类群整合分类学研究、功能性状多样性、林冠昆虫多样性、互作网络结构等方向的研究。

样本量不一致时的β多样性计算

度量样方间物种组成的差异,即β多样性,是生态学研究中的常用手段。在开展生态学研究的过程中,不同样方获取的样本量通常不同。使用物种稀疏曲线可以计算不同样本量的α多样性,但常用的β多样性指数的计算却没有考虑样本量的差异。本文主要介绍了从稀疏曲线演化而来的可以计算不同样本量的β多样性指数——预期共享物种数(expected species shared,ESS)及其标准化后的指数,其中详细介绍了弦标准化的预期共享物种数(chord-normalized expected species shared,CNESS)。利用真实采集的数据集,本文演示了在不同样本参数m下,CNESS经过主坐标分析(principalcoordinatesanalysis,PCo A)的二维排序结果,并比较了样本量变化后,CNESS与基于多度的Chao-Jaccard相异性指数之间的差异。模拟结果表明,CNESS指数与Chao-Jaccard指数的PCoA结果具有相关性,该相关性不随m值的变化而变化。CNESS指数较Chao-Jaccard指数具有更多优势,通过调节样本参数m,CNESS的结果可以分析优势种或者稀有种的物种组成差异,同时CNESS指数对样本量不敏感。ESS系列相异指数是基于物种多度的计算,适用于样本量不一致时的β多样性研究,建议在开展昆虫等无脊椎动物的生态学研究中使用此指数。为了更加准确地获得样方之间的物种组成差异,在数据分析的过程中应选取不同大小的m值计算CNESS。然而,由于样本量小于特定m值的样方会在计算中被剔除,因此,在实际的取样工作中,每个样方都应该尽量采集到足够多的个体,才能保证在m值足够大的时候也不丢失样方信息。

菲律宾海脊索动物多样性评估:基于OBIS数据库

菲律宾海邻近全球生物多样性和进化的中心,分布着多种重要生物资源。了解本区生物多样性及受威胁物种的分布特征可对掌握其生物多样性现状,以及未来实施有效的生物多样性保护管理策略提供重要依据。本文利用海洋生物地理信息系统(Ocean Biogeographic Information System, OBIS)数据库,并参考世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN Redlist)的物种濒危程度评估结果,构建了菲律宾海脊索动物生物多样性和受威胁物种数据库,结合海洋生态因子特征对该海区脊索动物的物种多样性和不同等级受威胁物种的数量空间分布格局进行了初步分析,并对脊索动物不同分类阶元生物多样性与生态因子的关系进行了相关性分析。结果表明,本区海洋脊索动物门已报道11纲56目320科1,171属2,876种。其中在菲律宾海的边缘区域,特别是菲律宾群岛、台湾岛、日本群岛、马里亚纳群岛及中央的九州–帕劳海脊附近海域,生物多样性水平相对较高,而中央海盆区的生物多样性较低。本海域鱼类生物多样性尤其丰富,共计4纲45目292科1,105属2,768种,在物种水平上占本区脊索动物物种数的96%。各分类阶元水平的多样性与初级生产力呈显著正相关,而与水深呈显著负相关。本区脊索动物门受威胁物种共计54种,其中极危3种、濒危5种、易危22种、近危24种,分别约占全区脊索动物总种数的0.10%、0.17%、0.76%、0.83%。与本区生物多样性分布格局相似,受威胁物种多分布于菲律宾海边缘区域,在中央海脊和深水盆地区域分布较少。本研究表明,对菲律宾海脊索动物特别是受威胁物种的保护应当以边缘区域优先;但考虑到当前菲律宾海深海区域生物多样性数据的不足,也应加强对中央海脊和深水盆地等区域的生物多样性普查。

云南纳板河热带季节雨林20 ha动态监测样地的树种组成与群落分类

大型森林动态监测样地是研究物种共存、群落演替等生态学核心问题的重要平台。纳板河流域国家级自然保护区管理局与中国科学院西双版纳热带植物园合作, 于2016–2017年参照美国史密森热带森林科学中心的技术标准, 在纳板河流域国家级自然保护区内建立了一块热带季节雨林20 ha动态监测样地。本研究分析了该样地的树种组成特征, 并进行了群落数量分类。结果表明: 该样地中DBH ≥ 1 cm的木本植物个体共有59,498株, 分属63科197属296种;个体数超过1,000株的常见物种有15个, 个体数小于20株的稀有物种有126个。科的区系分布型以热带成分为主, 占总科数的65.08%, 温带成分占17.46%。属的区系分布型以热带成分为主, 占总属数的88.32%, 温带成分占10.66%。该样地群落类型的形成主要受海拔和凹凸度这两个地形因子的影响, 500个20m×20m的样方可以分为4个群丛, 分别为: (1)灰毛浆果楝+粗糠柴-假山萝+番龙眼群丛(Cipadessa baccifera+Mallotus philippensis-Harpullia cupanioides+Pometia pinnata Association);(2)长梗三宝木+腋球苎麻–顶果木+番龙眼群丛(Trigonostemon thyrsoideus+Boehmeria glomerulifera-Acrocarpus fraxinifolius+Pometia pinnata Association);(3)云南银柴+大果山香圆-湄公锥+普文楠群丛(Aporusa yunnanensis+Turpinia pomifera-Castanopsis mekongensis+Phoebe puwenensis Association);(4)歪叶榕+密花火筒树-毒药树+番龙眼群丛(Ficus cyrtophylla+Leea compactiflora-Sladenia celastrifolia+Pometia pinnata Association)。

青藏高原高山区和泛北极地区种子植物多倍体比较

多倍化是植物快速适应极端环境胁迫的一种重要机制。青藏高原高山区和泛北极地区具有相似的极端低温环境,且两地的植物曾有密切的交流和联系。然而,多倍体物种对两地植物区系生物多样性的贡献是否相同仍不清楚。我们系统地收集两地已有染色体数目和倍性报道的种子植物物种名录,共计1,770种,其中青藏高原高山区774种,泛北极地区996种;同时也相应地收集了每个物种的生活型信息。分析显示青藏高原高山区多倍体植物的比例为20.9%,泛北极地区多倍体植物比例为61.5%;青藏高原高山区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为20.7%、21.6%和12.8%,泛北极地区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为60.2%、65.5%和38.3%。这些结果表明泛北极地区比青藏高原高山区具有较高比例的多倍体物种。青藏高原高山植物区系在渐新世-中新世之交开始兴起,此时高原已达到一定高度,而后的高寒环境相对稳定,致使多倍体物种相对较少;而泛北极地区植物区系在3–4 Ma兴起,此后经历了冰期-间冰期、海平面波动等反复剧烈的气候环境变化,可能促进了大量的多倍化事件发生。本研究通过比较青藏高原高山区和泛北极地区植物多倍体物种的比例,揭示了两地多倍体比例差异的可能原因,将提高对多倍体适应极端环境的理解。