关键种在群落结构、功能与稳定性方面具有重要作用,为探明不同放牧方式下高寒草甸植物群落关键种的变化特征及其影响因素,以青藏高原最主要的5种放牧方式(禁牧、非生长季放牧、传统放牧、生长季放牧和全年连续放牧)高寒草甸为对象,对群落特征、土壤理化特征和酶活性进行了系统研究,采用网络分析法和方差分解探究了不同放牧方式草地植物群落关键种变化特征及其影响因子,并利用优劣解距离法(TOPSIS)-多准则决策模型对不同放牧方式进行综合评价,以筛选最佳放牧方式,从而为高寒草甸科学管理及可持续利用供数据支撑.结果表明:(1)相较于全年连续放牧,禁牧、非生长季放牧、传统放牧及生长季放牧对禾本科、豆科、凋落物和杂类草生物量,群落地上和地下生物量,植物高度,禾本科盖度,多样性指数,土壤养分含量和土壤酶活性均有显著正效应.(2)禁牧样地的关键种为垂穗披碱草,非生长季放牧样地的关键种为冷地早熟禾、矮生嵩和赖草,传统放牧样地的关键种为赖草,生长季放牧样地的关键种为矮生嵩草,全年连续放牧样地的关键种为异针茅.其中,非生长季放牧样地植物群落物种间的关联性、互作强度、群落组织水平和稳定性均最高,而禁牧样地最低.(3)方差分解表明,土壤纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶是影响高寒草甸植物群落关键种变化的最主要因素.(4)TOPSIS-多准则决策模型结果表明,非生长季放牧既能有效利用草地资源,又能维持较高的植物群落多样性和稳定性,是高寒草甸的理想放牧方式.研究结果对科学放牧管理制度的制定、草地生态系统稳定性与多功能性维持提供了科学数据支撑.

生态需水量计算是干旱脆弱生态区恢复重建的一个关键问题.分析了塔里木河下游荒漠河岸林关键种-胡杨树木年轮近90年来的变化特征及对气候水文过程的响应,并基于树木年轮技术提出了维系荒漠河岸林不同恢复状态的生态需水量.研究结果表明,塔里木河下游胡杨树木年轮主要承载的是区域水文历史变化信息,可以作为定量评估生态输水工程的生态恢复效应和定量计算植被生态需水量的新指标;胡杨标准年轮宽度指数与生长年生态输水量呈显著正相关(P＜0.05),近15年生态输水对胡杨年轮宽度指数增加的平均贡献率为42.96％;若要维持塔里木河下游英苏段垂直河道300 m范围内的胡杨达到近90年来的平均生长水平,则需在生长年下泄生态需水量0.84× 108 m3,若要达到断流前(1933-1974年)的平均径向生长,则每个生长年内生态需水量应达到0.91×108 m3.

根据2015年4月至2017年1月于崂山湾人工鱼礁区地笼网和延绳钓捕获的279尾星康吉鳗样本,从胃含物组成、食性类型、摄食等级、营养生态位和营养级等方面对其摄食生态进行研究,同时结合海区许氏平鲉、大泷六线鱼、斑头鱼、褐菖鲉、花鲈等9种鱼类的胃含物分析结果,构建人工鱼礁区鱼类关键种的简化食物网模型.食性研究结果表明:星康吉鳗共摄食7类30余种饵料,虾类是其最主要的饵料类群,其次为鱼类和头足类,大泷六线鱼、方氏云鳚、鹰爪虾、玉筋鱼和日本鼓虾等是其优势饵料.星康吉鳗的饵料生物组成随肛长和季节发生显著变化.四季均以鱼类和虾类为主,春季胃含物中包括头足类,秋季包括头足类和蟹类,冬季亦有蟹类出现.肛长≤120 mm的星康吉鳗主要摄食鱼卵和鹰爪虾,120～130 mm肛长组主要摄食玉筋鱼和日本鼓虾,肛长＞130 mm的星康吉鳗主要摄食大泷六线鱼和方氏云鳚.其摄食强度也随季节和肛长而变化,空胃率的季节性差异显著,平均胃饱满系数的季节性差异不显著,不同肛长组的空胃率和平均胃饱满系数均不存在显著差异.人工鱼礁区简化食物网结构显示:鱼类关键种的营养级均在3级以上,星康吉鳗的营养级为4.636,处于海区食物网的最顶端.虾类、蟹类、端足类和软体动物等是鱼类关键种的主要饵料,甲壳类、方氏云鳚、大泷六线鱼和玉筋鱼是高营养级鱼类花鲈和星康吉鳗的主要饵料.

喀斯特植物群落果实类型和种子散布特征的研究,对于理解喀斯特植物群落更新与拓展特征,进而揭示喀斯特石漠化地区恢复植被的自然扩展机制及制定植被恢复规划具有重要意义.该研究以石林地质公园不同群落类型为对象,研究不同群落的果实类型谱与种子散布谱,以揭示果实类型与种子散布方式对恢复植被的影响.采用石林地质公园不同群落各1 hm2样地记名计数法调查的维管束物种名录,依据Flora of China对物种果实的描述确定其果实类型;根据文献、数据库以及果实、种子形态性状确定种子散布方式.结果表明:(1)石林地质公园282种维管束植物共16种果实类型(含孢子),其中瘦果、蒴果、浆果和核果的物种比例均大于10％.木本植物、草本植物、藤本植物的优势果实类型分别为核果、瘦果和浆果.石林地质公园各群落的木本植物、草本植物和藤本植物的果实类型谱差异不显著.在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中,浆果和核果的物种比例减少,瘦果、颖果和蒴果的物种比例增加.(2)石林地质公园植物种子以动物传播为主,其次为风传播.在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中,风传播的物种比例增加了73％-87％,动物传播(包括鸟类传播)减少了31％-36％.(3)物种的种子散布方式直接影响到植被恢复物种和恢复策略的选择.基于恢复目标,选择自然传播能力强的乡土物种或地带性植被关键种,辅以传播廊道,有助于喀斯特的植被恢复.

随着分子生物学和生物信息学的飞速发展,新一代测序技术可以轻松地检测不同样本中复杂的微生物分类单元.面对这些复杂而大量的微生物组数据带来的分析挑战,利用核心微生物组的方法来描述和分析样本中的核心微生物组和关键种是近年来新的研究热点,这些结果将揭示与宿主健康、生长和生产等密切相关的微生物种类,有助于深入认识微生物与宿主间的相互关系,深刻理解微生物对宿主的影响作用,更好地理解微生物组在自然生态系统中的功能.本文阐述了核心微生物组的定义、研究方法、与动植物的关系等方面的研究及利用现状,为更好地利用核心微生物组解决环境、人类健康和农业生产问题提供思路.

天然林择伐改变了林分的树种组成和结构,导致林木竞争关系发生变化,进而影响树木的生长和种群的动态.关键树种在维持群落结构和生态系统功能方面具有至关重要的作用.为了弄清长白山区阔叶红松林典型林型关键树种竞争关系的特点,本研究以红松、紫椴和水曲柳为研究对象,运用Hegyi竞争指数分析了受不同程度采伐干扰后形成的原始林(未受干扰)、轻度择伐林、中度择伐林和重度择伐林的林分结构和竞争关系.结果表明:与原始林相比,轻度择伐林中关键树种的种群结构没有显著变化;中度择伐林和重度择伐林中3个关键树种大树(胸径DBH≥20 cm)的密度和平均胸径均显著减少,但幼树(2 cm≤DBH＜10 cm)的数量增加.所有样地中关键树种的竞争指数均随径级的增加而减小,且二者服从幂函数分布,而林木胸径生长到20 cm后,竞争指数进入稳定状态.在原始林、轻度和中度择伐林中,3个树种的幼树的竞争指数受到非冠层树种的影响最大,而红松小树(10 cm≤DBH＜20 cm)和大树主要受红松种内和非冠层树种的影响;水曲柳主要受红松和非冠层树种的影响,紫椴主要受种内和红松的影响.重度择伐林中,白桦是3个树种的主要竞争来源,贡献率均超过50％.根据以上关键树种竞争关系的特点,抚育非冠层树种有利于3个关键种幼树的更新和生长;对于小树来说,还需要根据树种类型来采取相应措施,而大树不需要采用抚育措施.本研究对关键树种培育和天然林择伐后快速恢复具有指导意义.

基于2014-2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量.该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程.生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0-4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层.能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8％,其中来自初级生产者的能量效率为9.8％,来自碎屑的传递效率为10.9％;系统总流量为14256.510 t km-2 a-1,其中68％的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高.关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色.吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55％.

桑寄生植物作为关键种和关键性食物资源在生态系统中扮演着重要角色,其鞘花的繁殖物候特征不仅会影响自身的繁殖适合度而且还会影响依赖于其获取食物资源的动物.为了解鞘花的繁殖物候特征及其影响因素,探究其与寄主植物和种子散布者之间的相互作用关系.该研究以西双版纳地区分布的鞘花为对象,通过定期观测鞘花和其寄主植物木荷的繁殖物候,测量它们的生物学特性和温湿度等环境因子,并分析鞘花在个体水平和种群水平上的繁殖物候特征以及寄主植物和温湿度对其繁殖物候的影响.结果表明:(1)鞘花的开花物候属于集中大量开花模式,整个种群的花期和果期的持续时间分别约为20 d和72 d,花期和果期的同步性指数都较高,6月中旬鞘花果实被取食的数量和速率最大,之后逐渐降低.(2)鞘花的始花期与木荷的始花期相关性较高,花期和果期与木荷的繁殖物候基本重叠.(3)每月开花和果熟的个体数量与同期和前一个月的平均温度和相对湿度的相关关系均不显著.总之,桑寄生植物的繁殖物候特征可能受到较多因素的影响,若想全面了解半寄生植物的繁殖物候特征,就要综合考虑生物和非生物等多种因子的共同作用.

该文采用“空间代替时间”的方法,研究了贵州省威宁县喀斯特地区植被演替过程中的群落结构、物种组成、生活型谱和物种多样性的变化规律.结果 表明:(1)该调查共记录到种子植物174种,隶属于52科117属,物种分布较多的有菊科、蔷薇科、禾本科、杜鹃花科、小檗科、唇形科、蓼科.(2)随着植被的正向演替,物种丰富度逐渐增加,群落结构趋于复杂,高位芽植物所占比例逐渐增大.(3)随着植被的恢复,群落层次分化逐渐明显,大径级植株所占比例呈现增加趋势.(4)随着植被的恢复,群落各层次的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(Ds)、均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(DM)逐渐增加;不同演替阶段植物群落之间的SΦrensen相似系数呈现先上升后下降的趋势,Cody指数则表现为逐渐增加的趋势.黔西北地区不同演替阶段植物群落结构和物种多样性不同,建群种和关键种发生了明显变化,不同演替阶段植物群落结构和物种多样性的研究对喀斯特地区植被演替规律的认识和生态恢复具有重要意义.

食物网关键种的定量判定方法不仅有助于揭示食物网中的物种关系,而且有利于对关键物种进行优先保护.本研究以包含49个物种的河流生态系统食物网为对象,计算网络中表征度性质的指标(点度中心度、中介中心度、紧密中心度),并根据指标对物种进行聚类,分析不同类物种影响食物网连接稳健性程度的差异,探讨不同节点去除方式下节点数量对食物网连接稳键性的影响.结果发现,聚类将食物网中物种分成三类.Ⅰ类物种具有相对较高的点度中心度、中介中心度、紧密中心度;Ⅱ类物种具有相对更低的点度中心度、中介中心度、紧密中心度; Ⅲ类物种的点度中心度、中介中心度、紧密中心度介于前两者之间.Ⅰ类物种处于更为重要的地位,可认为是关键种.本研究为如何判定关键种贡献了新的思路.另外,升序去除方式下,连接稳健性呈降低趋势;降序去除与随机去除方式下,连接稳健性在持续降低后又有小幅度增加,这表明去除方式对食物网连接稳健性有影响.三种去除方式下,食物网连接稳健性发生显著变化对应着几乎相同的去除节点数量,表明关键种在维持食物网稳健性方面发挥着重要作用.