四川省维管植物和脊椎动物空间分布格局研究

四川省地理位置独特,位于青藏高原的最东端和长江、黄河上游,横跨五大地貌单元,包括6个气候梯度,是全球生物多样性保护热点地区之一和中国重要的物种基因库. 因此,研究四川省生物类群分布特征,识别狭域分布及环境脆弱带生物类群,可服务于生物多样性保护网络优化及保护策略制定,支撑生物多样性遥感监测开展. 基于四川省183个县(区)13 845个物种分布数据,对维管植物及脊椎动物,以及被子植物门、裸子植物门、蕨类植物门和哺乳纲、鸟纲、硬骨鱼纲、两栖纲、爬行纲的目特征区和科特征区进行分析,并统计目特征区的物种组成. 结果表明:四川省有维管植物12 378种,涵盖3门12纲72目268科,脊椎动物1 467种,涵盖5纲43目158科. 四川省维管植物和脊椎动物的目、科特征区总体可分为两大特征类群团,基本与四川省东部中亚热带和四川省西部高原气候区分布相吻合. 基于物种大数据划分的目、科特征区分布规律与植被区划成果具有较高的一致性,表明可以从大数据中推断出类群分布的详细特征. 因此,以大数据为基础精准识别生物多样性保护空缺区、物种交流廊道等关键区域具有可行性. 该研究还揭示了另一个重要的模式——小分类阶元的分布模式比大分类阶元受到更广泛、更复杂的因子组合的影响. 在此基础上,提出了生物类群保护孤小易危原则,建议优先考虑孤小分类群的生物多样性保护,并以此为基础制定区域性生物多样性保护计划.      

长白山树线交错带的生物量分配和净生产力

随山地垂直带海拔上升,环境恶化会影响到植物生物量的绝对量和相对量的分配,进而影响到生态系统的碳平衡。测定了位于长白山北坡海拔1900m树线交错带的两个林分:长白落叶松混交林和岳桦林的生物量分配和净生产力,并与低海拔相似林分进行了比较,探讨树线特殊环境下树木的生长反应和生态系统的碳投资策略。树线交错带林分生物量和生产力都出现急剧降低,冠层树干生物量比例急剧降低,而枝、叶生物量比例有显著增加。而根系比例和地下/地上生物量比在两种林分表现出不同的反应,树线落叶松混交林出现急剧增加,而树线岳桦林与低海拔岳桦林相比没有显著差别。枝、叶生物量比例增加,特别是叶生物量分配增加有利于在树线恶劣环境的碳吸收和碳平衡,是对树线交错带大风、积雪等恶劣气候的可塑性适应,树木在树线出现多分枝、矮曲生长型。树线地带落叶松混交林和岳桦林的净生产量也出现急剧降低,但根系生产量比例则较低海拔同类林分高,有利于对土壤中水分和养分的吸收。     

乌江梯级水库水陆交错区湿地植物群落分布格局及多样性初探

水库修建对湿地植物多样性和分布格局的影响是目前研究的热点。梯级水库由于开发时间的不同而成为理想的利用空间代替时间的研究平台,即可以通过不同开发时间水库植物群落结构的横向比较,从时间尺度上评估水电开发对水陆交错区湿地植物分布格局的影响。本研究选取乌江上游代表性的8座梯级水库,在其水陆交错区通过建立3条不同样带,比较分析不同水库间以及不同样带间湿地植物多样性和分布格局,探讨水库修建对湿地植物格局的影响。调查结果表明,乌江干流8个水库湿地植物共84科199属247种,其中物种最多的科为禾本科(Gramineae),共计24种,物种最多的属为蓼属(Polygonum)共计6种,优势物种分别为白茅(Imperata cylindrica)、盐肤木(Rhus chinensis)、金樱子(Rosa laevigata)、小白酒草(Conyza canadensis)和狗牙根(Cynodon dactylon)。就湿地植物分布格局而言,乌江梯级水库植物群落呈现出明显的带状分布格局,第一条样带即水库消落区植物多样性与非消落区(第二、第三条样带)差异明显,消落区不同样点间多样性与水库海拔、水库修建时间、水库坡度密切相关,后续湿地植物的研究将重点关注梯级水库的消落区。     

亚高山湖群中真菌群落的分布格局和多样性维持机制

真菌群落的组成和多样性对维持亚高山湖泊生态系统平衡具有重要影响.本文以包括琵琶海(PPH,0、2和4 m)、马营海(MYH,0、2、4和6 m)和公海(GH,0、2、4、6和8 m)在内的亚高山湖群中不同深度的水生真菌群落为研究对象,通过高通量测序的方法探究真菌群落的分布格局和多样性维持机制(确定性过程VS随机过程).结果表明,不同湖泊水质差异明显,GH中p H、电导率、铵态氮、总碳和无机碳含量均显著高于其他两者.真菌群落主要由子囊菌门(Ascomycota,0. 82%～21. 05%)、担子菌门(Basidiomycota, 1. 26%～11. 79%)、壶菌门(Chytridiomycota, 0. 42%～4. 26%)和隐真菌门(Rozellomycota,0. 11%～0. 33%)等组成.囊担子菌纲(Cystobasidiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycetes)和粪壳菌纲(Sordariomycetes)为所有湖泊共有.不同湖泊真菌群落的α-多样性和优势类群差异显著(P 0. 05),而在每个湖内不同深度之间没有显著的差异.相似性分析结果表明,不同湖之间真菌群落的β-多样性明显不同(r=0. 99,P 0. 01),同时MYH(r=0. 98,P 0. 01)和GH(r=0. 25,P 0. 05)不同深度真菌群落的β-多样性也差异明显,但是PPH(r=0. 23,P 0. 05)不同深度真菌群落的β-多样性没有显著的差异.冗余分析和方差分解分析结果表明,在小区域范围内(3个湖之间)以及局域范围内(MYH不同深度)真菌群落的β-多样性格局是环境选择和扩散限制共同影响的结果,但是环境选择的相对作用更强,其中水体p H、溶解氧、总碳和电导率是主要的影响因子.零模型分析结果表明,种间相互作用驱动了GH中真菌群落β-多样性格局的维持.总之,亚高山湖群中真菌群落的β-多样性格局主要是由确定性过程驱动的.     

小兴安岭毛赤杨沼泽CH4、N2O排放规律及其对人为干扰的响应

选择小兴安岭山区毛赤杨（Alnus sibirica）沼泽为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法,研究两个生长季内（2007年和2008年）沼泽湿地在自然状态下CH4、N2O排放通量的变化规律及其主要影响因素,以及在不同采伐干扰（皆伐、45%择伐）方式下,CH4和N2O排放通量的变化过程.结果表明,2007年CH4和N2O平均排放通量分别为1.03 mg·m-2·h-1和58.56μg·m-2·h-1,2008年分别为20.57 mg·m-2·h-1和17.41 μg·m-2·h-1; CH4排放高峰期均发生在夏、秋两季,N2O排放规律不明显.皆伐沼泽和45%择伐沼泽CH4平均排放量分别为597.06、237.05 μg·m-2·h-1,N2O平均排放量分别为35.84、114.51μg·m-2·h-1;与天然沼泽相比,CH4排放量明显下降,N2O排放通量明显升高.水位是CH4排放的主要影响因子,但当水位达到一定高度时不再成为限制因子,土壤温度与CH4排放相关性显著,相对较低水位与相对较高土壤温度有利于N2O排放;积水水位是影响沼泽不同年份CH4和N2O通量排放差异的主要影响因子,采伐引起的土壤温度和水位的变化是干扰地与对照地CH4和N2O排放产生差异的主要原因.     

长株潭公路系统土壤铅累积分布格局及其植物对铅累积状况的研究

本论文主要研究了湖南省环长株潭公路系统土壤中铅的累积程度和沿距离的分布格局,以及公路沿线种植的蔬 菜作物莴苣不同部位对铅的累积特征。     

互花米草沼泽湿地产甲烷古菌的多样性及垂向分布

为了深入探究影响河口沼泽湿地甲烷排放空间变异的关键因素,采用PCR-RFLP技术及测序分析对闽江河口互花米草沼泽湿地产甲烷古菌的多样性及垂向分布进行了研究.系统发育分析表明,闽江河口互花米草沼泽湿地产甲烷古菌的多样性划分为3大类群:甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷微菌目(Methanomirobiales)和甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales).在不同的土壤深度,产甲烷古菌的群落结构呈现出空间变异的特征.0~10 cm土层占优势的产甲烷古菌菌属为Methanoregula和Methanobacterium,分别约占46%和43%;10~20 cm土层主要菌属为Methanoregula、Methanobacterium和Methanolobus,分别约占66%、13%和12%,Methanoregula为优势菌属;20~30 cm土层主要菌属为Methanoregula、Methanobacterium和Methanogenium,分别约占65%、11%和12%,Methanoregula为优势菌属.Shannon指数(H')和Simpson多样性指数(D)计算结果表明,10~20 cm土层(H'=2.69,D=0.073)和20~30 cm土层(H'=2.47,D=0.093)产甲烷古菌的多样性明显高于0~10 cm土层(H'=1.60,D=0.292).     

芦芽山华北落叶松林土壤剖面细菌群落分布格局

微生物群落是维持森林土壤生态系统结构和功能的关键组分.细菌群落在土壤剖面上的垂直分布对森林土壤碳库和土壤营养循环具有重要影响.利用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了芦芽山华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林腐殖质层及0～80 cm土层细菌群落特征,探究影响土壤剖面细菌群落结构的驱动机制.结果表明,细菌群落的α多样性随土壤深度的增加显著单调降低,群落结构在土壤剖面上有显著差异.放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度随着土壤深度增加而降低;酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度随土层深度的增加而增加.RDA分析结果表明,土壤NH⁺₄、 TC、 TS、 WCS、 pH、 NO^-₃和TP是决定土壤剖面细菌群落结构的重要因子,其中pH的影响最为显著.分子生态网络分析表明,凋落物层和亚表层土壤(10～20 cm)细菌群落的复杂性较高,深层(40～80 cm)土壤细...     

闽江河口短叶茳芏沼泽湿地沉积物磷的赋存形态和空间分布

对闽江河口区不同盐度短叶茳芏沼泽湿地沉积物中磷的赋存形态和分布特征进行了研究,探讨了河口沉积物中磷的来源及其影响因子.结果表明:1闽江河口湿地沉积物全磷(TP)含量介于607.91~807.60 mg·kg-1,平均值为726.29 mg·kg-1;有机磷(OP)含量介于120.44~166.63 mg·kg-1,平均值为139.43 mg·kg-1,约占TP的18.93%;无机磷(IP)含量介于479.65~647.56 mg·kg-1,平均值为586.86 mg·kg-1,约占TP的81.07%,IP是磷的主要赋存形态.2IP中,赋存形态以闭蓄态磷(O-P)和铁结合态磷(Fe-P)为主,分别占IP的39.97%和32.92%;其次是钙结合态磷(Ca-P)和铝结合态磷(Al-P),分别占IP的17.89%、9.22%.3在空间分布上,TP、OP、IP含量在由海向陆方向整体呈先降低后递增趋势;IP不同赋存形态在空间上也整体上呈现出以上趋势;垂直方向上,总体都表现为随土层深度波动降低,这在一定程度上反映了近年来河口湿地环境污染的加剧.4磷的赋存形态和空间分布特征是电导率、pH、容重、含水率和粒度等多因子综合作用的结果.     

黄土高原草地土壤水分和物种多样性沿降水梯度的分布格局

研究土壤水分、生物多样性的空间变异性是认识陆地生态系统对降水变化的响应特征及适应机制的有效途径。论文利用黄土高原自东南向西北的天然降水梯度,采用样带研究方法对47个草地0~3 m土壤水分和物种多样性进行测定,系统分析了草地土壤水分和植物物种多样性在降水梯度上（250~550 mm）的空间分异及二者之间的权衡关系。结果表明：降水自东南向西北递减是控制黄土高原草地0~3 m土壤水分和物种多样性空间异质性的关键因素。随降雨减少,土壤水分呈线性递减趋势,其中浅层土壤水分（0~1 m）与年降水量相关系数最大。物种丰富度指数和物种多样性指数随降水减少呈显著的线性递减趋势,物种均匀度指数在降水梯度上没有明显变化。370 mm年均降水量是物种多样性和土壤水分权衡关系的转折点,转折点以上二者存在协同关系,即土壤水分和物种多样性沿降水梯度以相同速率变化。370 mm年均降水量以下,物种多样性和土壤水分的权衡增大,意味着维持物种多样性以消耗土壤水分为代价。     

Element cycling in the dominant plant community in the Alpine tundra zone of Changbai Mountains, China

Element cycling in the dominant plant communities including Rh. aureum, Rh. redowskianum and Vaccinium uliginosum in the Alpine tundra zone of Changbai Mountains in northeast China was studied. The results indicate that the amount of elements from litter decomposition was less than that of the plant uptake from soil, but that from plant uptake was higher than that in soil with mineralization process released. On the other hand, in the open system including precipitation input and soil leaching output, because of great number of elements from precipitation into the open system, the element cycling(except N, P) in the Alpine tundra ecosystem was in a dynamic balance. In this study, it was also found that different organ of plants had significant difference in accumulating elements. Ca, Mg, P and N were accumulated more obviously in leaves, while Fe was in roots. The degree of concentration of elements in different tissues of the same organ of the plants also was different, a higher concentration of Ca, Mg, P and N in mesophyll than in nerve but Fe was in a reversed order. The phenomenon indicates ( 1 ) a variety of biochemical functions of different elements, (2) the elements in mesophyll were with a shorter turnover period than those in nerve or fibre, but higher utilization rate for plant. Therefore, this study implies the significance of keeping element dynamic balance in the alpine tundra ecosystem of Changbai Mountains.     

焦化厂土壤中多环芳烃分布特征及淋洗粒级分割点确定

土壤粒径分布和污染物在不同粒级土壤中的分布特征是污染土壤淋洗可处理性的重要依据,淋洗粒级分割点则是淋洗工艺的重要参数.根据土壤异位淋洗的技术要求,在焦化厂污染场地进行了采样,测定了土样的粒径分布曲线及不同粒级土壤中美国EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的初始浓度,并采用Tween 80和Triton X-100溶液对不同粒级污染土样进行了振荡清洗实验.结果表明,16种PAHs在6个粒级中的总浓度在6.27～40.18 mg/kg范围,呈双峰分布模式,单个PAH污染物的最高浓度大多出现在250～500 μm的颗粒中, 50～75 μm的颗粒中污染物浓度最低;PAHs去除率与其初始浓度及土壤特性有关,初始浓度越低,去除率越高,粗颗粒中由于有机碳含量较高,PAHs去除效率反而低于细颗粒.根据清洗效果并从废物减量化角度出发,确定以50 μm作为土壤淋洗的粒级分割点,这样减容率可以达到82.95％.     

城市植物多样性空间分布特征及其保护

概述城市化对生物多样性的影响，着重分析城市植物多样性空间分布特征，在此基础上提出了城市植物多样性保护的策略。     

长白山不同生态系统地下部分生物量及地下C贮量的调查

论文在收集已有资料的基础上,补充调查了长白山自然保护区中沿不同海拔高度形成的不同森林生态系统的细根生物量和一些森林类型的根系总生物量,并且对自然环境因子对根系生物量的影响进行了相关分析。研究表明,由高海拔到低海拔(岳桦林、苔藓岳桦暗针叶林、暗针叶林过渡带、苔藓红松暗针叶林、红松针阔混交林)树木细根(<2mm)生物量分别是458.92gm^-2、537.42gm^-2、390.35gm^-2、397.25gm^-2和660.21gm^-2;根系总生物量分别是2578.00gm^-2、2794.00gm^-2、2680.00gm^-2、3459.25gm^-2和5155.00gm^-2。分别对细根生物量和根系总生物量与降水量和活动积温之间进行相关性分析时,发现细根生物量与不同海拔高度的活动积温和降水量没有明显的相关性;而根系生物量与这些因子存在着指数相关关系。该研究同时对不同海拔高度根系中的C、N含量和土壤中有机质的含量进行了分析和测定。结合已有的倒木和凋落物的资料,估算了长白山自然保护区中沿不同海拔高度形成的不同森林生态系统地下C的贮量。在长白山自然保护区内,由高海拔到低海拔,林地C贮量分别是15493.88gm^-2、21005.74gm^-2、19819.24gm^-2、14232.51gm^-2和7344.02gm^-2。     

东祁连山土地利用方式对土壤持水能力和渗透性的影响

为了解祁连山东段天祝高寒地区不同土地利用方式对土壤持水能力和渗透性的影响,研究选取天然草地、退耕自然恢复地、燕麦地和多年生草地4种土地利用方式,研究了不同土地利用方式对土壤持水能力和渗透性的影响。结果表明,不同土地利用方式对土壤持水能力和渗透性影响显著。土壤容重大小依次为退耕自然恢复地(1.104 g/cm³)>多年生草地(1.061 g/cm³)>燕麦地(1.011 g/cm³)>天然草地(0.781 g/cm³);总孔隙度为天然草地(68.196%)>燕麦地(60.606%)>多年生草地(58.93%)>退耕自然恢复地(57.5%);土壤最大持水量和土壤稳渗速率天然草地最大(681.966 t/hm²和3.02 mm/min),退耕自然恢复地最小(575.005 t/hm²和1.004 mm/min)。从土壤持水性能和入渗性能来看,4种土地利用方式中天然草地最好,退耕自然恢复地最差,燕麦地和多年生草地土壤持水能力和渗透性能优于退耕自然恢复地。     

长白山自然保护区生物多样性非使用价值评估

应用条件价值法（CVM）,通过支付意愿（WT）调查,于1996年对长白山自然保护区生物多样性的存在价值、遗产价值和选择价值进行了实际的量化评估．调查表返回603份,反馈率64.56％,其中74.02％的反馈者愿意为保护长白山自然保护区支付费用,平均支付中位值为每人每年33.3元人民币．研究表明,该保护区生物多样性非使用价值达43.19亿元,其中存在价值为主要形式．     

生物多样性在路域植被养护中的应用

公路路域植被进入养护期以后，管护的经费开始减少，而植物演化刚刚开始，如还是按照原来的管护方式，势必造成植物群落的逆向演替，使其有可能再次回到裸露状态。因此，需要从生态学的原理出发，利用生物多样性对现有的群落进行改造，使其形成一个结构合理、稳定、防护效果突出的植物群落。     

秦岭中段北坡不同海拔土壤中细菌群落的分布特征及区域差异比较

为深入理解土壤细菌群落沿海拔梯度的分布特征,以秦岭山脉中段的朱雀国家森林公园朱雀山北坡（简称“朱雀北坡”）与太白山自然保护区太白山北坡（简称“太白山北坡”）为研究区域,海拔梯度上每隔400 m设置采样点,通过高通量测序研究土壤细菌群落的海拔变化规律及其关键影响因素.结果表明:研究区域内,随海拔升高,土壤pH趋于降低（太白山北坡不明显）,w（TC）、w（TN）、w（TOC）均显著升高,w（TP）也趋于升高（朱雀北坡不明显）.两个区域土壤细菌中相对丰度最高的均为变形菌门和酸杆菌门,朱雀北坡随海拔梯度变化显著的细菌主要包括变形菌门、硝化螺旋菌门、浮霉状菌门、酸杆菌门、放线菌门,其中,硝化螺旋菌门相对丰度与海拔呈正相关,放线菌门相对丰度与海拔呈负相关;太白山北坡随海拔梯度变化显著的细菌主要包括放线菌门、疣微菌门、浮霉状菌门、绿弯菌门,其中,放线菌门相对丰度与海拔呈负相关,其余三者相对丰度与海拔呈正相关.两个区域土壤细菌多样性指数（如Shannon-Wiener指数、Chao1指数、observed-species指数、PD_whole_tree指数等）沿海拔梯度均无明显变化规律,但太白山北坡数值整体上高于朱雀北坡.典范对应分析（canonical correlation analysis,CCA）结果显示,影响朱雀北坡和太白山北坡土壤细菌群落结构的主要因素均为pH和w（TOC）.研究显示,不同海拔梯度也是导致秦岭中段北坡土壤细菌群落差异的重要因素.      

化工厂土壤多环芳烃分布特征及评价

通过对化工厂污染土壤多环芳烃的监测及统计分析,结合现场实际分析了污染来源,揭示了多环芳烃的污染现状及其环境风险。结果表明：研究区域存在严重的多环芳烃污染,土壤污染最高超标250倍。统计分析表明：土壤多环芳烃元素之间存在着不同程度的相关。内梅罗综合指数评价结果表明采样区域土壤存在严重有机污染,其中工业污染是最主要的污染源。