生态干旱监测对区域生态系统水资源状况评估和保护十分重要.本研究以内蒙古为研究区,使用核归一化植被指数(kNDVI)改进温度植被干旱指数(TVDI),构建了一种新的生态干旱指数——核温度植被干旱指数(kTVDI),基于此,利用分段线性回归模型、Sen趋势分析(Theil-Sen median)、曼-肯德尔检验(Mann-Kendall)和赫斯特指数(Hurst)等方法分析2000-2022年间内蒙古生态干旱的时空分布特征和未来变化趋势.结果表明:相较于TVDI,kTVDI的生态干旱监测能力更强;2000-2022年间,内蒙古植被生长季kTVDI呈下降趋势,但变化不显著,在2016年发生突变,突变后的湿润趋势更为明显;研究期间,内蒙古23.6％地区的生态干旱呈加剧趋势,46.5％地区的生态干旱缓解;未来,生态干旱在内蒙古东部地区存在加剧、在中西部地区存在缓解的可能.

湿地作为地球表层物种丰富、功能独特的生态系统,在其发育和环境演变过程中储存了环境变化的大量信息,能反映湿地环境变迁.同时,湿地碳储量巨大,既是“碳源”也是“碳汇”.植硅体作为气候变化的指示剂、长期的陆地碳汇机制,近年来,在考古、古环境和全球碳汇研究中备受关注.研究湿地生态系统中的植硅体及植硅体碳,对探讨湿地中植被类型变化、重建区域古生态环境和碳“汇”具有重要意义.在查阅国内外关于研究湿地植硅体的文献的基础上,总结了植硅体在湿地古气候、古环境研究中的应用;湿地生态系统中植硅体的形态、含量与分布特征,以及植硅体碳的含量特征与在全球碳汇中的重要作用.

根据牙齿釉质的全样和系列碳、氧同位素分析,重建了甘肃临夏盆地25～2.5Ma期间犀牛的食性和环境.其结果支持先前根据牙齿和头骨-肢骨形态做出的一些推断,并对部分属的古生态提出了新的看法.同位素结果支持如下的推断:晚渐新世的巨犀Paraceratherium生活于森林环境,而与其共生的异角犀Allacerops柄息地相对开阔,食性特化程度低;中中新世的西班牙犀Hispanotherium在开阔领地上取食草本植物,而同时代的奇角犀Alicornops在森林环境中具有更特化的食性;晚中新世的副板齿犀Parelasmotherium在开阔的稀树草原上取食草本植物.与先前认为无鼻角犀Acerorhinus和额鼻角犀Dicerorhinus生活于森林化环境的推断不同,数据指示这两种犀牛也生活于开阔的稀树草原环境.同位素结果未能得出伊朗犀Iranotherium的确切生活环境,但支持先前认为它特化为C3草本植物取食者的推断.研究结果也显示大唇犀Chilotherium在晚中新世的大多数时间内是森林生活者,但其在晚中新世末期占据了更开阔的环境.此外,分析结果与先前的推断一致,即上新世的山西犀Shansirhinus和更新世的披毛犀Coelodonta是开阔生活环境中的食草者.最后,碳同位素数据支持在此项研究中的所有犀牛都是纯C3取食者,确认C4植物不是临夏盆地25～2.5 Ma期间植被的重要成分.

化石居群具有丰富的生物学与生态学内涵,相关研究是古生物学和古生态学的重要内容之一.通过研究居群,能够了解其生长规模的变化及结构,并推测其生长环境.在云南曲靖龙王庙采石场志留系关底组下部采集到一层腕足类,以无洞贝Atrypoidea foxi Jones这一种占优势,其中铰合标本共计381枚.通过居群结构分析,其大小-频率曲线呈正态分布且略微负倾,显示成年个体标本占居群的主体;生存分析显示幼年到成年个体曲线略微上凸,成年至老年大个体曲线下凹,暗示多数个体能发育至成体甚至老年大个体,这表明其所属环境适宜其生存.回归分析显示:该种个体生长过程中有些大个体变得较为横宽;大个体的壳厚不稳定;随着个体凸度变大,其槽隆发育程度逐渐增强.考虑到腕足动物个体大小受长宽厚综合影响,用体积作为指标来表达个体大小更为准确.结合已有研究,本文用密度法拟合出腕足动物体型大小公式,可为相关研究提供参考.

贵州剑河辣子寨村辣子寨剖面杷榔组的杷榔动物群是近期发现的一个化石丰度较大的产地.目前已发现了海绵动物、刺细胞动物、曳鳃动物、腕足动物、软舌螺动物、节肢动物、棘皮动物、藻类等8大类群的化石代表,计有63属80种.本文依据辣子寨剖面杷榔化石库下化石层的生物组合及各类群的生态特性、埋藏特征,探讨杷榔动物群的生态系及生活环境.杷榔动物群的生物群落,包括了底栖固着、内栖钻孔、表栖游移、漂游和游泳的生物类群,且生物群生活在赤道地区以北开阔海盆的透光区至弱透光区、水域含氧、海底有氧—弱氧、盐分正常、快速沉积事件频发的陆棚较深水环境.其古生态特点为:生物种类丰富,具有滤食、食草、食泥、食肉和食腐的动物;而捕食-被捕食的食物网的关系较为复杂,具有明显的金字塔型的营养结构.

我国华南二叠纪-三叠纪之交的地层中,微生物岩发育,其中所发现的蓝细菌以结构、构造比较简单的微球状蓝细菌为主.四川广安谢家槽剖面下三叠统夜郎组底部产有一套厚约20 m的凝块岩,通过对凝块岩薄片的显微镜照片观察,发现其中产有丰富的、保存精美的疑似的蓝细菌化石,它们清楚地展现了比此前所报道的蓝细菌更为复杂的内部结构、构造.根据其特点,可以分辨出四种主要类型:疑似的花冠状蓝细菌,疑似的蛛网状蓝细菌,疑似的嫩芽状蓝细菌和疑似的似管状蓝细菌,文中对它们进行了详细描述.另外,在研究的凝块岩薄片中,还发现了有些黑色的条带,这些条带并没有覆盖整个凝块岩,只是覆盖一部分,其中蓝细菌的结构、构造与条带外的微生物岩中的蓝细菌有着很大区别,条带中的黑色物质远比条带外的多,围绕这些黑色物质的丝状体呈网孔状,而条带外的丝状体则呈长条形或椭球状.这些黑色的条带很可能是原始的蓝细菌生物膜,文中称之为疑似的蓝细菌生物膜,这也是早三叠世蓝细菌生物膜的首次报道.对蓝细菌生物膜的进一步研究,可以帮助我们了解蓝细菌的生长过程以及生物膜在微生物岩形成中的作用.

简要论述了近十年来泥盆纪石松类研究取得的主要进展.分支系统学研究增进了对石松类起源与谱系分异的认识,新构建的系统发育树中石松纲与真叶植物互为姐妹群,并识别出原始鳞木目和异孢石松类两个单系.基于化石数据库和定量统计分析,揭示了泥盆纪石松类的多样性演变模式:早泥盆世布拉格期(Pragian)石松类的属种数量显著增加,在埃姆斯期(Emsian)至艾菲尔期(Eifelian)逐步取代工蕨类,至晚泥盆世进一步辐射.依据华南、新疆及全球其他地区丰富的化石材料,大量泥盆纪的石松植物新类群得以建立,一系列已有属种得到详细的再研究,明确了这些植物的生物学特征,也促进了对石松类根系、生长和繁殖习性演化的深入理解.对华南早泥盆世的镰蕨类和挪威中 晚泥盆世乔木状石松的研究分别揭示了这一时期植物-土壤相互作用及热带森林群落面貌,为了解早期维管植物对地球环境和陆地生态系统的影响提供了新的资料.

木化石对于重建地史时期陆地森林生态系统以及恢复古生态环境和古气候具有重要意义.近20年来,国内外在中生代木化石森林重建的理论创新及实践研究方面已有一系列积累并取得了重要进展,为地史时期古森林群落的重建提供了依据.文中重点介绍高精度化石森林重建的方法,包括野外信息采集、后期数据处理及软件运用等,并基于四川、重庆及新疆等地侏罗系中保存完好的木化石,开展高精度化石森林重建,揭示和重建侏罗纪不同时期森林植被的总体面貌,进而推断和探究古气候变化以及古生态和古地理环境.

长苞铁杉(Tsuga longibracteata)是中国特有的珍贵树种,不仅对研究裸子植物的系统发育、古生态和古气候具有重要作用,而且该树种具有造林、用材和药用等方面的较高价值.研究长苞铁杉在气候变化下的分布格局变化是制定其保护和可持续利用的重要基础.采用最大熵模型(MaxEnt),结合不同时期(当前、2050年和2070年)和不同二氧化碳排放情境下(RCP2.6和RCP8.5)的气候因子变量,探讨气候变化与物种地理分布格局的关系,预测长苞铁杉的潜在分布区变迁.本研究考虑了空间约束对物种分布的限制作用,构建了气候因子预测模型(C)和气候+空间约束因子预测模型(C+S)分别进行潜在分布区预测,比较其结果差异.结果显示,最干月降水量和温度年较差是影响长苞铁杉地理分布的主导气候因子,空间约束因子对长苞铁杉未来的地理分布有重要影响.随时间年限增加,长苞铁杉总潜在适生区面积降低,特别是中高等级的适生区面积有不同程度地减少,分布范围总体向北移动,这些变化趋势在RCP8.5情境下更加突出.这一结果表明未来气候变化会导致长苞铁杉种群分布范围收缩和生境适宜度下降,加剧其受胁程度.加入空间约束因子后,C+S模型的预测精度更高,结果更符合长苞铁杉的迁移、扩散特性.长苞铁杉未来的核心分布区仍位于现存的湘、桂、黔结合部,表明其具有“原地避难”的特性,应进一步加强对现有野生资源的保护.渝、川、鄂结合部的大巴山等地区是未来气候变化下长苞铁杉的理论分布区域,可作为长苞铁杉应对未来气候变化的引种地区,应提早进行人工引种、栽培等前期研究.研究结果可为气候变化背景下长苞铁杉的保护、物种迁地保存和可持续管理提供科学依据,也可为准确预测濒危、珍稀植物的地理分布范围提供方法参考.

以前多个关于中国热带北界的建议由于依据的指标和学科不同,存在很大的差异.我们基于202个中国地理区的植物区系和气象资料,对中国种子植物属的地理成分分布格局及其与气候、经纬度分布的关系进行研究,同时依据覆盖中国北纬30°以南地区的135个地方植物区系资料,对种子植物属的地理成分分布格局进行了研究.结果显示,在中国植物区系中,依据种子植物区系科和属的地理成分(即分布区类型),发现热带分布属中80％以上的区域基本上在中国南部和东南部北纬22°30′以南.在这条界线以南地区,位于基带(低海拔或水平地带性区域)的原始植被为热带森林(热带雨林、季雨林),并且具有在中国分布的典型热带植物科,但在中国西南部,热带森林沿云南西部可达到北纬24°30′,在西藏南部的深切河谷可达到北纬29°.这条界线与中国的热带雨林、季雨林区划的北界相符合,亦与植物区系分区上的泛北极植物区系与古热带植物区系的地理分界线相吻合.结合中国植被和植物区系区划,我们建议将北纬22°30′作为中国南部和东南部的生物地理热带北界.这条热带北界比气候上的热带北界(21°30′N,年积温8000℃以上)更北,这暗示中国热带地区在历史上可能曾达到更北的范围,支持在古生态学研究上提出的全新世中期中国东部地区热带和亚热带常绿阔叶林曾北移的结论.