鲸落生态研究进展与展望

鲸落是指须鲸（Balaenoptera）和抹香鲸（Physeter macrocephalus）等大型鲸类死亡后,尸体沉入海底,形成的一个长期以鲸尸为营养源的生态系统。鲸落研究始于1987年,迄今已经积累了一些生态认识,对这些认识的梳理将为我国即将兴起的鲸落研究提供借鉴。鲸落的演替可分为移动清道夫、机会主义者、化能自养和礁岩阶段,促进、耐受和抑制作用是推动不同阶段演替的主要生态因子,而水深、水温和地理位置对各演化阶段的物种组成和群落结构具有重要影响。目前尚未在移动清道夫阶段发现鲸落专性物种,但已经在机会主义者和化能自养阶段发现了包括食骨虫在内的129种专性物种,这些物种通过洋流将生活史早期产生的浮游幼虫在鲸落间进行扩散。基于全球大型鲸类种群数量和死亡率,有学者粗略估算出相邻且演化阶段相同鲸落的平均距离为5～16 km,这些鲸落随机散布于各大洋海底,可为生物在位置固定、区域距离较远的冷热泉间扩散提供垫脚石,共同维持深海生物多样性水平。有研究认为,捕鲸业对大型鲸类的大肆捕杀导致全球鲸落减少了65%～90%,这已引起深海物种生物多样性水平的严重下降甚至大规模灭绝。鲸落研究极具挑战性,无论探测自然鲸落还是人工植入鲸落都要求配备高性能潜水器和具备熟练深潜作业能力,是一个国家对深海探索能力和综合海洋科技水平的体现。根据国际鲸落研究进展和我国深海探测技术现状,提出我国鲸落研究应充分利用区域优势、聚焦共性科学问题和注重新技术应用的建议。     

抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林冠层结构和林下植被的影响

以小兴安岭天然针阔混交林为研究对象,在林地内设置间伐强度10%、15%、20%、25%、30%、35%的试验样地和未进行间伐作业的对照样地。使用冠层分析仪对不同强度抚育间伐后的冠层结构和光学特性进行测定,并运用样地调查法,分析各试验样地林下灌木层和草本层的多样性,对间伐后的冠层结构参数、光环境特征参数、林下植被物种多样性参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关分析法确定指标值之间的相关关系。结果表明:各试验样地的林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子会随着间伐强度的增加先减小再增大,叶面积指数的变化趋势与之相反,各项指标值均在间伐强度20%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度20%时最大;平均叶倾角、冠上辐射通量在不同间伐强度样地间无显著差异性;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减小后增大。草本层的多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数随着间伐强度的增加先减小再增大,在间伐强度10%的样地最优;灌木层的4种指数随着间伐强度的增加先增大再减小,在间伐强度20%的样地上最优。林隙分数与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层多样性指数呈显著正相关;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层丰富度指数呈显著负相关。抚育间伐对天然针阔混交林的冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性有明显的影响,冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性存在相关性。说明10%~20%的较低抚育间伐强度有利于天然针阔混交林林下植被多样性的改善。     

Global biodiversity,biochemical kinetics,and the energetic-equivalence rule

The latitudinal gradient of increasing biodiversity from poles to equator is one of the most prominent but least understood features of life on Earth. Here we show that species diversity can be predicted from the biochemical kinetics of metabolism. We first demonstrate that the average energy flux of populations is temperature invariant. We then derive a model that quantitatively predicts how species diversity increases with environmental temperature. Predictions are supported by data for terrestrial, freshwater, and marine taxa along latitudinal and elevational gradients. These results establish a thermodynamic basis for the regulation of species diversity and the organization of ecological communities.     

大豆分离蛋白/壳聚糖可食膜的制备及其性能的研究

采用大豆分离蛋白和壳聚糖为成膜基材,制备出可食膜,研究成膜材料配比（SPI∶CS）、甘油添加量、pH和干燥温度对膜性能的影响。研究表明,随着SPI∶CS的减小,膜的抗拉强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,WVP先减小后增大,大豆分离蛋白和壳聚糖最佳配比为3∶3;随着甘油添加量的增大,膜的抗拉强度逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP先减小后增大,甘油最佳添加量为2.0%;随着pH的增大,膜的抗拉强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP变化不显著,膜液最佳pH为3;随着干燥温度的升高,膜的抗拉强度和断裂伸长率逐渐减小,WVP逐渐增大,最佳干燥温度为60℃。     

长白山不同林型空间格局及树种多样性多尺度分析

物种空间分布如何影响群落多样性格局目前还不清楚。以长白山针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林3 个 5.2 hm2 样地为基础,采用Ripley爷s K 函数分析了树种的空间分布,在种群水平上检验了不同树种对局域多样性格 局的影响。研究结果显示:1)针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林样地中绝大多数树种在小尺度上呈聚集分布;针 阔混交林样地中簇毛槭、色木槭和蒙古栎在大尺度( 30 m)上呈现随机或均匀分布;椴树红松林和云冷杉林样地 中树种空间分布受研究尺度影响较小,在不同空间尺度上树种空间格局基本一致。2)在物种组织水平上,同一树 种对不同林分的多样性格局影响存在差异。但在群落组织水平,针阔混交林、椴树红松林和云冷杉林却具有一致 的多样性格局组建规律。多样性促进种比例随着空间尺度的增加而减少,中性种比例随着空间尺度的增加而增 大。中小尺度上多样性促进种在群落构建中起主导作用,而在大尺度上中性种决定了群落多样性格局。3)绝大多 数树种的空间分布与其多样性维持作用之间没有明显关联性。少数针叶树种臭松、红松和鱼鳞松在空间聚集分布 的尺度范围越大时,其对局域群落多样性呈非促进效应的尺度范围相对也越大。建议未来从物种聚集效应角度出 发进一步探讨群落多样性的形成和维持机制。      

滁河襄河口至马汊河段冬春季鱼类群落结构及其多样性

为了解滁河水域鱼类群落结构特征，于2015年12月和2016年5月对滁河襄河口至马汊河段鱼类进行了2次调查，共采集鱼类45种，隶属于6目13科36属，其中55.56%为鲤科（Cyprinidae）鱼类。单因素方差分析表明，该群落多样性空间差异显著，季节差异不明显。滁河水域鱼类群落优势种为鲫（Carassius auratus）、鲤（Cyprinus carpio）、棒花鱼（Abbottina rivularis）、黄颡鱼（Pseudobagrus fulvidraco）和似鳊（Pseudobrama simoni）。4种摄食功能群中，杂食性和碎屑食性鱼类物种数比例较高，占总物种数的63.04%；3种生态类群中，淡水定居性鱼类占绝对优势（89.13%）；3种栖息水层类型中，底层鱼类物种数比例较高，为45.65%。大型经济鱼类占总渔获物比例小，相对重要性指数（IRI）低。以物种数和多样性指数分析群落多样性特征，结果表明：4个不同河段间鱼类多样性有所差异，下游河段鱼类多样性较低，清流河与来安河水域居中，上游河段较高；不同季节间鱼类群落存在明显重叠，几乎不分离，不同河段间鱼类群落分离程度相对较高。鱼类群落结构存在的显著差异主要与鲫、鲤、棒花鱼和黄颡鱼等优势种空间分布差异有关。     

杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响

目的研究近自然化改造下杉木人工林物种多样性和土壤理化性质的相关关系及其动态变化,探究改造后林下植被—土壤系统之间的相互影响关系,评估人工经营措施对杉木人工林群落的生态影响,为该区未来杉木人工林可持续经营提供科学依据。方法以中国林业科学研究院热带林业实验中心3种不同经营模式的杉木近自然改造林分和未经改造的杉木人工纯林作为对照,分析林下灌木和草本群落物种组成、植物多样性水平和土壤理化性质差异及其之间的相关性。结果改造后灌木层和草本层的丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和均匀度指数均高于未改造纯林。土壤理化指标在不同经营模式下变化特征不同,土壤含水量、有机质、全氮、全钾和速效钾含量受采伐影响明显（P < 0.05）,均为改造样地大于对照样地,其中有机质含量最高,达56.68 g/kg。土壤含水量、土壤密度与草本植物多样性表现出一定的相关性,而与灌木层多样性指数无显著相关性;有机质与灌木层的Shannon-Wiener指数和丰富度指数均呈现显著正相关（P < 0.05）,与草本无显著相关性;pH值与灌草层多样性指数均无显著相关性。结论改造后杉木人工林土壤全氮、全磷、全钾、速效钾有机质和含水量与林下灌草多样性指数的相关性最为密切,建议采伐后保留450 ~ 600株/hm2配合林下30 ~ 40株阔叶树种补植作为该区域经营指标参考,并重视经营措施下的人工林林下植被多样性与土壤理化性质产生的相互关系。      

海岸沙地不同干扰方式植物群落结构与多样性

运用α多样性测度公式,探讨了不同干扰方式(Ⅰ.天然次生林、Ⅱ.择伐天然林种植木麻黄、Ⅲ.皆伐天然林种植木麻黄后实施保护、Ⅳ.皆伐天然林种植木麻黄后频繁干扰)对福建东山岛沙质海岸带植物群落的影响.结果表明,随着干扰强度和频度的增大,样地内科、属、种数均表现出先升高后降低的趋势;乔木层物种多样性和均匀度随着干扰强度和频率的...     

通过种群互作阐释森林群落多样性格局

生态位理论、中性理论和近中性理论等都倾向于从群落水平上解释群落构建。目前利用种群互作和种群动 态理论解释群落生态学现象的理论基础仍旧十分薄弱。建立种群生态与群落生态联系,推动种群生态和群落生态 学理论相互融合,必将大大促进群落构建理论的快速发展。本文简单回顾了生态位理论和中性理论等群落构建理 论,重点梳理了建立在种群动态和种群互作基础上的群落构建研究进展。种群动态过程包括出生、死亡、迁入和迁 出,在基本种群动态过程基础上,物种相对多度分布可用Dirichlet 分布模型和中性模型进行描述。ISAR(individual species-area relationships)模型建立在种-面积关系和Ripley K 函数基础上,实现了从植物个体冶角度描述一个物种 周围不同尺度上相邻物种的丰富度状况。非对称竞争在植物群落邻体关系中普遍存在,描述了资源在竞争植物之 间进行的不平等分配。结合ISAR 模型和非对称竞争现象,从种群互作角度阐述了邻域多样性冶格局构建的相关 评价方法和理论。      

Evolution and biogeography of deep-sea vent and seep invertebrates

Deep-sea hydrothermal vents and cold seeps are submarine springs where nutrient-rich fluids emanate from the sea floor. Vent and seep ecosystems occur in a variety of geological settings throughout the global ocean and support food webs based on chemoautotrophic primary production. Most vent and seep invertebrates arrive at suitable habitats as larvae dispersed by deep-ocean currents. The recent evolution of many vent and seep invertebrate species (<100 million years ago) suggests that Cenozoic tectonic history and oceanic circulation patterns have been important in defining contemporary biogeographic patterns.     

古田山国家自然保护区常绿阔叶林植物物种多样性研究

分析了古田山自然保护区常绿阔叶林植物区系和物种多样性.结果表明:古田山自然保护区常绿阔叶林植物种类十分丰富,计有维管束植物64科114属198种(含变种),其中蕨类植物7科8属19种,裸子植物2科2属2种,被子植物55科104属177种.种子植物区系成分复杂,具有较高的热带成分比例.不同群落类型其物种多样性不同,4种常绿阔叶林群落类型中以栲树林物种多样性最高,甜槠-木荷林物种多样性最低.在群落垂直结构中,除钩栗林外,灌木层→乔木层→草本层物种多样性依次降低.乔木层与灌木层的物种多样性指数差异不显著,而乔木层、灌木层的物种多样性指数均显著大于草本层.     

豫北玉米田杂草群落结构及多样性动态

采用倒置“W”取样法对豫北玉米田杂草进行了调查，以明确田间杂草的种类组成及群落结构。结果表明，豫北玉米田主要杂草有17种，隶属于10个科，其中优势杂草有马唐、马齿苋、狗尾草等。在玉米生长季节中，物种丰富度随时间而增加，多样性呈现先期增加而后期减少的规律性变化。     

上海新建绿地植物群落结构的特征

对不同类型及不同规模的上海新建绿地植物群落的结构特征进行了初步调查。结果表明:①住宅区绿地的乔木、灌木种类最多,分别为18和23种;厂区绿地最少,分别为9和11种。厂区绿地常绿乔木与落叶乔木比值最大(0.95),单位附属绿地最小(0.58);住宅区绿地落叶灌木与常绿灌木比值最大(0.33),厂区绿地最小(0.14);厂区绿地的乔灌种类比值最大(0.82),而单位附属绿地的最小(0.66)。②随着绿地面积的增大,乔木、灌木、草本植物种类、物种总数均呈增多趋势但最终都趋于稳定,落叶灌木与常绿灌木的比值渐大,常绿乔木与落叶乔木的比值渐小,乔灌种类比值先增大后又减小。③植物的高度和径级为倒“J”型分布或近似倒“J”型分布。     

Deep-sea species diversity: decreased gastropod diversity at abyssal depths

Gastropod species diversity is low on the continental shelf, high on the continental slope and abyssal rise, and then decreases with increasing distance out onto the abyssal plain. Increased diversity below the continental shelf has been attributed to increased environmental stability. Decreased diversity on the abyss may result from extremely low productivity.     

Refuges as a predictor of parasitoid diversity

A central problem in ecology is predicting the diversity of communities. Insect parasitoids may encompass 20 percent of all insect species; hence, establishing the mechanisms that drive parasitoid species richness represents a major step in understanding the diversity of terrestrial communities. An assemblage model, based on population dynamic constructs, shows how the presence of refuges from parasitoid attack can generate diversity patterns that are in good accord with global data on structural protection from parasitism resulting from host feeding biology. This theory offers a simple ecological explanation for the range of diversities observed in real parasitoid assemblages. Predicting parasitoid diversity may be a realistic goal, at least for those systems in which the basic demography is well understood.     

Damselfish as keystone species in reverse: intermediate disturbance and diversity of reef algae

Substrates located within the defended territories of Hawaiian damselfish for 1 year were subjected to intermediate grazing intensity and, as a result, showed greater diversity of algae than substrates either protected within fish-exclusion cages or exposed to intense fish grazing outside territories. Thus, this damselfish enhances local diversity on reefs through "intermediate-disturbance" effects, and is a keystone species that decreases rather than increases overall predation intensity relative to areas where it is absent.     

长白山次生杨桦林树种多样性格局多尺度分析

从植物种群角度出发研究物种对局域群落多样性格局的影响,有助于更好地揭示群落水平研究中易于被掩 盖的种间互作等作用机制对群落组建过程的影响。研究了不同空间尺度上树种对局域多样性格局的影响,检验了 促进种、中性种和抑制种在群落多样性格局组建中所起的作用。以长白山5.2 hm2 次生杨桦林监测样地数据为基 础,采用单物种-面积关系模型计算29 个树种的ISAR 和mISAR 曲线,并用完全空间随机化方法检验了单物种-面 积关系偏离中性的显著性。研究结果表明,不同树种在不同空间尺度上对局域多样性格局影响不同;样地中臭松、 簇毛槭、色木槭、山杨、水榆和紫椴为多样性促进种,白桦和春榆为多样性抑制种;水曲柳、蒙古栎、山丁子和暴马丁 香在小尺度上为中性种,其他树种在小尺度上均表现为促进种。多样性促进种、中性种和抑制种对群落多样性格 局组建的影响具有明显的尺度依赖性,多样性促进种在中小尺度(0 ~36 m)上比例最高,在群落多样性构建过程中 起主导作用;而中性种在大尺度上比例最高,决定了群落多样性格局的构建过程。因此,多样性促进种和中性种共 同影响着局域群落多样性格局构建,二者的相对作用大小取决于讨论问题的空间尺度。      

海水pH变动对东白令海渔业资源丰度变动的影响

海洋酸化对海洋物种资源变动的影响是当下人们关注的热点问题。白令海有着丰富的渔业资源,海域受到海洋酸化的风险较大。为此,研究基于1982-2014年东白令海大陆架底层拖网的调查数据,结合海水pH数据,利用动态回归模型对其中鱼类、甲壳类和软体动物的资源变动进行探究。通过模型分析,发现目前鱼类、软体动物和甲壳类各有40.63%、36.8%和33.33%的种类的资源丰度变动受到海水pH变动的影响；模拟和预测分析表明,pH变动对各物种资源丰度的影响存在种类的特异性,其中对软体动物(不包含头足类)和甲壳类均易产生负的影响；物种资源丰度在pH下降时的反应不同(包含了上升、下降和先上升后下降三种)；pH的变动可通过直接的升高或降低以及改变物种适宜栖息地范围等方式对渔业资源丰度产生影响。研究发现,仅单独分析pH对物种的影响是不够的,后续还应结合食物网、物种生活史等进行系统分析。该研究表明,海洋酸化会对不同渔业种类的资源丰度产生影响,可为资源可持续开发和利用提供参考。     

林分密度对云顶山柏木人工林群落结构和物种多样性的影响

目的探索林分密度对柏木人工林群落结构和林下物种多样性及林下物种多样性与林分因子相关性的影响,为云顶山柏木人工林经营管理提供依据。方法以四川云顶山5种不同林分密度（A ~ E:500、650、800、950、1 100株/hm2）60 年生柏木人工林为研究对象,采用典型样地法进行植被调查,综合分析其群落结构、物种组成和物种多样性指数（Pielou均匀度指数J_sw、Simpson优势度指数H′、Shannon-Wiener多样性指数H、和物种丰富度指数D）。结果（1）研究区内共记录植物170种,隶属于68科136属。不同密度下灌木层或草本层优势种多属阴性、耐阴性或适应性强的植物。（2）随着林分密度的减小,灌木层物种多样性指数均呈先增后减的单峰变化,基本在密度B达到最大,除D外均无显著差异（P > 0.05）;草本层D、H、H′则呈先增后减再增再减的双峰变化,在密度B和D出现峰值,不同密度间各指数差异性显著。林分密度和郁闭度与灌木层D呈极显著负相关,与草本层H 、H′、J_sw呈显著或极显著正相关。（3）密度A群落径级和高度级结构均呈波动状不规则分布,其余密度下均呈单峰型分布。密度B群落内中、大乔木个体占比相对较多,不同大小个体数在群落中分布趋于合理,群落稳定性较好。结论650株/hm2为云顶山柏木人工林的相对最适林分密度,利于维持群落结构稳定并提高林下物种多样性。      

低喂入量玉米柔性脱粒装置的设计与试验

为解决含水率在30％以上的玉米在籽粒直收时破碎率和未脱净率高的问题,设计一种低喂入量玉米柔性脱粒装置试验台,选取导流角、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以破碎率和未脱净率为试验指标,对玉米进行了单因素试验和响应雨试验并使用Design·Expert软件分析获得脱粒最佳参数.单因素试验结果表明:所选试验因素对试验结果有显著影响,对于柔性滚筒,当导流角增大,玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随导流角增大而减小;滚筒转速增大玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随转速增大而减小;脱粒间隙增大,玉米籽粒破碎率和未脱净率均为先减小后增大.响应面试验鲒果表明,当导流角为68°、滚筒转速223 r·min-1、脱粒间隙为33 mm时,最优脱粒效果为破碎率2.49％,未脱净率为0.171％.