植物形态结构是植物本身与外部环境共同作用的结果.为了分析木棉树形结构与叶性状的相关关系,探索地形、土壤和气象要素对木棉生长的影响,以及揭示木棉的生长策略和适应机制,该文以云南省西双版纳国家级自然保护区内230棵木棉为研究对象,测定6个树形结构指标,8个叶性状指标以及所在区域地形、气象、土壤养分等生境要素,使用结构方程模型和变差分解分析各生境要素对木棉树形结构和叶性状的影响和解释度.结果表明:(1)木棉树形结构各观测指标之间、叶性状各观测指标之间存在相关性(P＜0.05).(2)生境要素各观测指标对木棉生长具有较强影响,其中年均降雨量、坡度、平均温度对木棉生长指标的解释率较高,是影响木棉生长的主要生境指标.(3)从标准化路径系数看,3个生境要素对木棉树形结构和叶性状影响具有一致性,均表现为地形要素＞气象要素＞土壤要素.(4)3个生境要素叠加解释了树形结构和叶性状分别为43.5％和12.3％,表现出树形结构对生境环境的响应大于叶性状对环境响应的特点.研究结果初步探明了木棉不同生长指标对环境要素的适应策略,为木棉在异质生境的培育、繁殖以及木棉人工林高效经营等提供了理论依据和实践参考.

林分结构可以表征森林群落光的可利用性和光环境的异质性,对群落物种组成的变异具有重要驱动作用.然而,目前还鲜有研究将林分结构用于解释群落物种组成的变异.本研究以哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶林20 ha森林动态监测样地及其周边区域按公里网格设置的19个1 ha森林动态样地为研究对象,将林分结构参数、环境因子和空间结构变量共同作为解释变量,采用基于冗余分析的变差分解和层次分割方法,在局域和区域尺度上同时解析群落物种组成变异的驱动因素.结果表明,在局域和区域尺度上,纳入林分结构后均提高了对物种组成变异的解释率.在局域尺度上,加入林分结构作为解释变量后,单纯的空间结构的解释率明显下降,林分结构与环境因子累计贡献了41.0％的解释率.在区域尺度上,林分结构与环境因子累计贡献了23.0％的解释率.从局域到区域尺度,环境过滤的相对作用明显增强.林分结构指示的光的可利用性对林冠下方的树种组成具有较强的塑造作用,今后的研究应进一步探讨林分结构对亚热带常绿阔叶林物种组成变异的驱动机制.

矿质元素是土壤养分的重要组分,关系着森林生态系统的群落组成和生物地球化学循环.喀斯特局域尺度内地形异质性较高,目前尚缺乏地形等非生物因子和生物因子如何影响喀斯特地区土壤矿质元素空间分布方面的研究.本文在弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 ha森林动态监测样地中沿海拔梯度设立的100个凋落物收集器所在位点进行土壤取样,对样品中的K、Ca、Mg 3种矿质元素含量进行测定,并基于空间回归模型和变差分解等方法对喀斯特季节性雨林中土壤K、Ca、Mg与生态因子之间的关联进行定量分析,探讨非生物因子和生物因子与其空间分布特征的内在关联,以期为北热带喀斯特生物地球化学循环研究和脆弱喀斯特生态系统保护提供科学依据.结果表明,研究区内土壤K、Ca、Mg均存在空间自相关性,Ca与海拔和凹凸度显著正相关,主要聚集在山脊区域;K与地形湿润度指数显著正相关,主要在洼地聚集;Mg在中坡位表现出聚集特征.变差分解显示生态因子对土壤K、Ca、Mg空间分布的驱动作用强于空间结构,单个生态因子中海拔的解释度最高,并且非生物因子的解释度总体上高于生物因子,生物因子中物种丰富度解释度最高,同时Mg的聚集伴随着较高的物种丰富度水平.

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在维持高原湿地生态系统功能和促进其稳定性等方面发挥着重要作用,但AMF群落多样性及其构建过程对海拔的响应尚不清楚.本研究在藏南谷地沿4 200～5 100 m的海拔梯度进行了湿地植物调查、水体因子测定和土壤样品采集并分析.结果显示,藏南谷地湿地生态系统的AMF群落结构随海拔变异较大,其中以Glomus为优势属,且其相对丰度随海拔的上升呈显著下降的趋势.所有采样点中,AMF群落组成的差异以物种替换过程为主.变差分解结果表明,底泥和水体是解释AMF多样性海拔格局的主要环境因子.

目的:研究清化固肾排毒方对腺嘌呤所致大鼠慢性肾功能衰竭的保护作用.方法:选择SD大鼠60只,随机选取45只用0.5ml剂量250mg/(kg·d)的腺嘌呤连续灌胃21天构建大鼠慢性肾功能衰竭模型(CRF),15只为对照组灌胃等体积的蒸馏水,对比两组大鼠体重及生长状态.造模结束后各组随机选取5只大鼠,尾静脉取血分离血清检测大鼠血清中尿素氮(BUN)、肌酐(SCr)、尿酸(UA)及尿液中24小时尿蛋白水平.将模型大鼠随机分为15只/组随机分为模型组和清化固肾排毒方高、低剂量治疗组,分别接受2ml剂量为3g/kg、0.3g/kg的清化固肾排毒方颗粒灌胃治疗31天,对照组和模型组每日灌胃等体积蒸馏水.治疗结束后采集各组大鼠血清,检测BUN、Scr、UA及尿液中24小时尿蛋白水平;大鼠处死取肾组织观察病理变化,westernblot分析肾组织中TNF-a的表达量.结果:与对照组比较,模型大鼠生长构建期间生长状态明显变差,体重增长显著降低,血清中BUN、SCr、UV、24小时尿蛋白水平显著增高(P＜0.05).清化固肾排毒方治疗后,与模型组比较,大鼠血清中BUN、SCr、UV及尿液中24小时尿蛋白水平显著降低,且呈现出明显的剂量依赖性(P＜0.05).病理分解结果显示,治疗组随着剂量的增加肾组织的萎缩、扩张、炎性细胞浸润、纤维化症状明显改善,尿酸结晶沉淀明显减少,westernblot结果显示,与模型组比较,治疗组大鼠肾组织TNF-a、bFGF的表达水平呈现出显著的剂量依赖性降低(P＜0.05).结论:清化固肾排毒方能够有效治疗腺嘌呤所致大鼠慢性肾功能衰竭,其机制可能与降低肾脏组织TNF-a、bFGF的表达有关.

群落构建机制是生态学研究的核心论题.生态位理论和中性理论是阐明群落构建的两种主要理论,但这两种理论分别强调的环境过滤和扩散限制对群落构建的影响尚存争议.该研究以黄土高原人工林下草本层群落为研究对象,将群落物种组成数据与地理空间、气候、地形以及生物因子相结合,运用随机森林模型(RF)和基于距离矩阵的多元回归方法(MRM),探究了各个因子的重要性,并通过邻体主坐标矩阵(PCNM)和基于距离的冗余分析(db-RDA)分别筛选显著的空间结构和环境因子,最后结合筛选出的PCNM特征值和环境变量进行变差分解.研究结果显示:1)林下草本层群落组成相似性随地理距离和生境差异的增加而减小.2)地理距离与生境差异共同解释了群落组成相似性变化的47.8%.其中,空间因子和环境因子的独立解释率分别为14.1%和9.8%,两者的联合解释率为23.9%.3)地理距离和年降水量是引起研究区内物种组成变化的关键因子,且地理距离的重要性大于年降水量.在黄土高原腹地,扩散限制与环境过滤共同主导了人工林下草本层群落的构建过程.

利用纤维素酶高产菌绿色木霉Trichoderma viride降解木质纤维素是实现废料资源化的重要手段.本研究选取来自不同生境的两株T.viride,分别以玉米秸秆和甘草药渣为基质,测定两者滤纸纤维素酶(filter paper cellulase,FPase)活性和还原糖产量.从时间、温度、水分、pH4个方面比较两株T.viride的环境适应性和不同基质的差异性.结果 表明,以玉米秸秆为基质,T.viride XJ最适初始料液比为1∶4-1∶5.5,T.viride AG最适初始料液比为1∶5-1∶5.5.初始料液比1∶5.5时,T.viride AG产FPase活性显著高于T.viride XJ.两株T.viride最适发酵温度均为28℃,各温度处理下不同菌株间无显著差异.两株T.viride均表现为还原糖消耗.以甘草药渣为基质,T.viride XJ最适初始料液比为1∶2-1∶2.5,T.viride AG最适初始料液比为1∶3-1∶3.5.料液比高于1∶3,T.viride AG产FPase活性显著高于T.viride XJ.T.viride AG最适发酵温度为28℃,T.viride XJ最适发酵温度为23-28℃.温度低于28℃,T.viride XJ产FPase活性显著高于T.viride AG.两株T.viride均表现为还原糖积累.两株T.viride最适初始pH均为6-7,最适发酵时间均为3d.最优发酵条件下FPase活性:T.viride AG＞T.viride XJ.对T.viride产FPase诱导能力:甘草药渣＞玉米秸秆.变差分解表明两株T.viride产FPase活性差异主要源于菌株对生境的生态适应.比较分析菌种来源、基质类型、环境条件对T.viride发酵效果的影响,将有助于该菌大规模应用性研究.

阐明物种分布与环境因子间的相互关系是深入研究森林群落的基础与前提.本文基于青云山自然保护区14个固定样地的调查数据,通过双向指示种分析(TWINSPAN)、冗余分析(RDA)、蒙特卡洛检验(Monte Carlo)、变差分解等方法探讨该区物种分布与环境因子的相互关系.结果 表明:(1) TWINSPAN将14个固定样地划分为黧蒴锥+米槠群落、苦竹+硬壳桂群落、广东杜鹃+水仙柯群落、木荷+毛棉杜鹃花群落和杉木+毛竹群落5个群落类型;(2) RDA排序和Monte Carlo检验表明,海拔、土壤全钙、土壤含水量、pH、土壤阳离子交换量和速效磷是影响群落物种分布的主要环境因子;(3)变差分解结果显示,10个环境因子总解释量为85.2％,其中地形因子对物种分布的解释部分为16.2％,土壤因子对物种分布的解释部分为62.3％,地形因子和土壤因子对物种分布共同解释的部分为6.7％,未能解释的部分为14.8％,反映了群落物种分布主要受环境因素的影响,生物间的相互作用及随机因素的影响较小.

生物多样性的形成和维持机制是生态学研究的核心问题,其中环境和空间因子在群落构建中的相对重要性是生态学家面临的重要挑战.为探究黄河口湿地底栖动物群落的关键影响因子,及环境和空间因子对底栖动物群落结构的相对调控作用.于2017年10月与2018年5月对黄河口湿地32个样点(淡水恢复湿地19个和自然湿地13个)的底栖动物和水体理化指标进行采集分析.非度量多维标度排序(NMDS)结果显示,黄河口淡水恢复湿地和自然湿地的底栖动物群落结构显著不同.典范对应分析(CCA)表明,影响淡水恢复湿地底栖动物群落结构的环境因子主要为电导率、盐度和氧化还原电位;而自然湿地底栖动物群落结构主要受pH和无机碳的影响;盐度是两类湿地底栖动物群落组成差异的关键因子.变差分解(VPA)结果显示,环境过滤对淡水恢复湿地底栖动物群落起主导作用;在自然湿地中,空间因子对底栖动物群落具有主要的调控作用,同时环境和空间因子的相互作用也至关重要.本研究明确了黄河口的自然和恢复湿地中环境和空间因素对底栖动物群落特征的相对作用,对黄河三角洲河口湿地中生物多样性的保护和生态系统管理提供参考.

物种间相互作用网络研究能为物种多样性的保护、城市生态系统稳定性的维持提供指导.基于群落水平的城市蝴蝶蜜源植物互作网络的研究较少,对城市蝴蝶蜜源网络结构缺乏深入认识.研究在国内城市生态系统中构建蝴蝶蜜源网络,并探讨不同类型植物对网络特征的影响.2020年6-9月,在北京26个城市公园中记录访花蝴蝶和蜜源植物物种及互作频次,采用交互多样性(ID)、交互均匀性(IE)、专业化程度(H2')定量化生态网络结构特征,采用Kruskal-Wallis秩和检验和变差分解分析不同生长型、起源、栽培方式的植物类型对网络结构的影响差异.采用物种的伙伴多样性(PD)和专业化程度(d')识别重要蜜源植物.研究结果表明:(1)北京城市公园中22种蝴蝶与81种开花植物的交互作用,形成趋于泛化的生态网络结构;(2)不同生长型及不同起源的植物-蝴蝶网络的交互多样性及专业化程度有显著差异,草本及乡土植物对丰富网络中交互多样性和支持专业性更高的蝴蝶物种具重要作用,而植物的栽培方式对蜜源网络结构影响较小;(3)伙伴多样性高且专业化程度高的植物可被视为重要蜜源植物.基于蝴蝶多样性保护的目标,在城市生态系统中,绿色空间应注重构建乡土草本植物群落,优先选择重要蜜源植物.我们的发现印证了蝴蝶-蜜源植物生态网络方法作为联结生态研究和城市绿地实践管理的有效工具,能为城市生态系统中生物多样性保护提供科学策略,具有重要意义.