七连屿是西沙群岛东北面的一个珊瑚礁群岛,生物多样性极高,近年来由于受到了人类扰动影响,鱼类资源出现明显衰退.为探究这一衰退演变特征并更好地保护和管理七连屿珊瑚礁鱼类资源,我们于2018-2023年采用潜水捕捞、渔捞日志记录、水下视频拍摄以及环境DNA分析等方法,并结合近年这一海域的研究资料,对其鱼类种类组成的现状进行分析.结果如下:2017年至今,七连屿共发现珊瑚礁鱼类412种,隶属于2纲16目60科168属,其中鲈形目鱼类最多,为320种,科水平隆头鱼科种类最多,有47种.七连屿以小型鱼类为多;食性方面以肉食性鱼类为多.2021-2023年大中型鱼类比例及肉食性鱼类比例较2017-2020年出现下降,同时小型鱼类和植食性鱼类比例却出现显著上升.两时间段肉食性鱼类相似性较低,为不相似;植食性鱼类相似性较高,为中等相似;小型鱼类相似性较低,为不相似,大型鱼类也为不相似.优势种中大型鱼类和小型鱼类的种类数显著低于稀有鱼类,肉食性鱼类的种类数也显著低于稀有鱼类,而植食性鱼类的种类数则显著高于稀有鱼类.两时间段的鱼类平均分类差异指数(Delta+)和变异分类差异指数(Lambda+)呈下降趋势.以上表明七连屿珊瑚礁鱼类受到了过度捕捞和生境退化的双重影响,鱼类物种发生了显著的更替.研究为今后预测七连屿珊瑚礁鱼类物种演替趋势提供了基础数据,为西沙珊瑚礁生态系统保护和修复提供了参考.

昆虫和植物是自然界生物类群中重要的组成部分,在长期进化的过程中形成了复杂的相互作用关系,如植物进化出了复杂的防御策略来抵御昆虫为害,同时,昆虫为了获取更多的生存资源也进化出了更多的适生方式.因此,分析和了解昆虫与寄主植物相互适应的研究进展对害虫的有效防治和抗虫植物的培育具有重要作用.在昆虫与寄主植物互作的研究中,植食性昆虫的口腔分泌物(唾液或反刍液)、卵分泌物、肠道合成物及微生物等作为连接昆虫和植物的中间媒介,其有效成分不仅起着诱导或增强植物防御的作用,而且部分还具有抑制或削弱植物防御的功能,因此,按有效成分发挥的作用,植食性昆虫的口腔分泌物主要可分为激发子和效应子.本文从昆虫分泌物的角度介绍了昆虫钙结合蛋白类、酶类和毒液蛋白类等效应子与脂肪酸氨基酸共轭物类、多肽类和酶类等激发子及其介导植物防御的主要方式,明确了植食性昆虫适应寄主植物防御的不同策略,不仅有助于对昆虫和植物两者互作机制的深入解析,而且为绿色有效防治害虫和植物抗性品种的选育提供新的思路.

为调查山谷型水库的鱼类群落营养结构及其食物资源利用情况,基于碳(δ13C)、氮(δ15N)稳定同位素技术研究了湖北省洈水水库2020年夏季与秋季鱼类群落结构特征,并运用贝叶斯混合模型评价4种潜在碳源(颗粒有机物、陆生植物、周丛藻类和有机碎屑)对不同食性鱼类的贡献.结果表明:洈水水库鱼类群落的营养结构存在季节差异,鱼类群落的营养层次(NR)、基础食物来源(CR)、生态位总空间(TA)、群落的整体密度(NND)、聚集均匀程度(SDNND)和核心生态位空间(SEAc)等参数为夏季高于秋季,表明夏季食物源多样性高、营养冗余程度低、食物网结构更加复杂而稳定.洈水水库夏季和秋季鱼类均依赖外源性碳源,但两个季节的利用方式存在显著差异(P＜0.05).整体上,陆生植物在两个季节对洈水水库鱼类的碳源贡献最大,但夏季周丛藻类为次重要碳源,秋季有机碎屑为次重要碳源,颗粒有机物(POM)在两个季节均不重要.夏季和秋季对外源碳的依赖程度最高的鱼类均为黄尾鲴(碎屑食性鱼类),对外源碳的依赖程度最低的鱼类为鳙(滤食性鱼类)和团头鲂(植食性鱼类).在夏季和秋季共有的9种鱼类中,肉食性鱼类(鳜、蒙古鲌)、杂食性鱼类(鲤、鲫)与碎屑食性鱼类(黄尾鲴)营养级变化显著.夏季鱼类营养级范围为2.5-3.5,平均3.01,而秋季鱼类营养级范围为2.9-3.8,平均3.32.基于稳定同位素技术分析不同食性鱼类的营养级发现,秋季鱼类的营养级普遍高于夏季(P＜0.05).研究揭示洈水水库鱼类夏季和秋季的碳源利用存在显著差别,鱼类的营养级秋季普遍高于夏季,这主要是由于洈水水库秋季的低水位不利于陆生植物进入水生食物网,鱼类食物资源竞争加剧、捕食作用加强所致.基于贝叶斯混合模型分析鱼类食物资源的利用情况表明:植食性鱼类和杂食性鱼类的鱼苗投放时间应选在早春(2-3月),碎屑食性鱼类鱼苗的投放时间在秋、冬季更加合适,这将为研究山谷型水库鱼类群落的营养结构及渔业结构调整方案提供科学依据.

过度扩张的单一种植橡胶(Hevea brasiliensis)林会导致土壤生物多样性丧失和生态系统服务功能衰退,为探究橡胶农林复合措施的实施对土壤生态系统的缓解效应,解析多营养级土壤生物网络结构复杂性对不同橡胶林种植模式生态系统功能的影响有重要意义.本研究在西双版纳地区选取单一种植的橡胶林、橡胶+茶树(Camellia sinensis)、橡胶+大叶千斤拔(Flemingia macrophylla)和热带雨林作为研究对象,分别在干季(3月)和雨季(9月)采集凋落物和土壤样品,进一步鉴定土壤生物群落,测定土壤理化性质、土壤酶活性、凋落物生物量和根系生物量,分析并构建了不同复合种植模式橡胶林的土壤多营养级生物网络.结果表明:(1)总体而言,不同种植模式橡胶林的土壤真菌和节肢动物丰富度均显著低于热带雨林,但橡胶林间作大叶千斤拔可提升土壤细菌和线虫丰富度;(2)相较于单一种植橡胶林,橡胶+茶树模式在干季显著增加了土壤多营养级生物网络的复杂性(边数目增加38.26％、节点数目增加37.59％),且土壤节肢动物在网络结构中占比增加;而橡胶+大叶千斤拔模式则在雨季显著增加此网络的复杂性(边数目增加23.38％、节点数目增加31.58％),且网络结构以植食性线虫、根结线虫、外生菌根和根瘤菌为主的连接中心和模块中心增多;(3)橡胶+大叶千斤拔复合种植模式在干季显著提升土壤总碳氮含量,在雨季则显著增加β-1,4-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性.由此表明,通过间作方式增加橡胶林植物多样性可提高土壤生物多样性和资源输入,有助于土壤多营养级食物网络复杂性和土壤养分协调发展,本文可为探索可持续发展的环境友好型橡胶园种植模式提供重要理论基础和数据支持.

为了揭示氮素输入和刈割2种管理措施对草甸草原中昆虫群落多度和丰富度的影响,本研究基于长期控制实验平台,于2022年8月采用抽吸取样法调查对照、氮素添加、刈割以及氮素添加和刈割交互作用4种处理下内蒙古草甸草原植食性昆虫多度和多样性变化.结果表明:氮素添加显著增加植食性昆虫群落多度,刈割显著降低植食性昆虫群落多度;在不刈割条件下,氮素添加对昆虫多度具有促进作用,而在刈割条件下作用不显著.氮素添加导致由禾本科植物多度增加介导的优势类群叶蝉科和长蝽科多度增加,进而增加了昆虫群落多度,刈割则恰好相反.氮素添加、刈割及其交互作用均不影响植食性昆虫的多样性.上述结果表明,植食性昆虫的多度受食物资源的直接调控,当资源可用性增多时,其数量会相应增加,且优势昆虫类群对资源变化的响应更为强烈.

西沙群岛珊瑚礁鱼类资源极其丰富,由于栖息地退化和过度捕捞影响,鱼类资源衰退显著.近年来西沙珊瑚礁鱼类研究呈指数增加,成为海洋鱼类新的研究热点区域.截止目前,西沙共发现777种珊瑚礁鱼类,隶属于2纲26目101科308属;有50种鱼类被列入IUCN红色名录,其中有74％是软骨鱼类,大型鱼类占比高达92％,建议应优先保护西沙大型鱼类,特别是软骨鱼类.不同岛礁鱼类群落差异明显,可分为永乐群岛和宣德群岛两个鱼类群落;不同水深区域鱼类也差异显著,可区分为5 m以浅的浅水型鱼类群落、5～10 m的中等水深型鱼类群落和10 m以上的深水型鱼类群落,浅水和中等水深型鱼类群落以小型鱼类为主,深水型鱼类群落以中大型鱼类为主.西沙群岛鱼类资源量丰富,评估超过20000 t,可捕资源量超过10000 t.从时间尺度上看,西沙珊瑚礁鱼类密度呈波浪式显著下降,从2005年最高的310 ind·100 m-2下降到2021年的146.7 ind·100 m-2;鱼类更替明显,从以肉食性为主演替到以植食性为主;礁栖性鱼类消亡,鱼类小型化,性成熟个体变小,性比发生了显著变化等.基于以上结果,提出了西沙珊瑚礁鱼类保护和管理办法,以期实现西沙渔业资源的可持续发展.

受三峡水库夏落冬涨的水位调控方式影响,位于三峡库区腹心的重庆开州区汉丰湖形成22.5m水位落差.为了解汉丰湖鸟类群落结构与动态水位变化之间的响应关系,2015年3月-2016年2月对汉丰湖鸟类群落结构及多样性进行了调查.共记录鸟类97种,隶属12目32科,其中湿地鸟类49种,主要包括雁鸭类(18种)、鹆鹬类(13种)、鹭类(7种)及秧鸡类(5种).研究表明:受水位变化影响,鸟类群落结构及其多样性变化显著.夏季(8月)低水位期(水位高程152.50m),鸟种数最高,为34种,Shannon-Wiener指数最高;肉食性鸟与食虫鸟是主要取食功能群;与夏季低水位期生境类型多样、消落带植物正处于生长旺盛期、食物资源丰富有关,是雀形目鸟类、鹭类、秧鸡类等适宜的栖息地.冬季(12月)高水位期(水位高程174.50m),鸟种数为30种,Shannon-Wiener指数、均匀度指数均最低,植食性鸟类是主要的取食功能群,鸟类数量最高;与冬季高水位期水面开阔、生境类型单一有关,高水位期的大水面有利于鸭类集群越冬.冬季在退水期(水位高程170.01m),水位下降导致汉丰湖生境结构变化,越冬鸟类数量和物种丰度降低,空间分布格局也随之变化.鸟类是三峡水库生物多样性的重要组成部分,为保护和提升三峡水库生物多样性,恢复和营造鸟类栖息地,应针对繁殖鸟和越冬水鸟的功能需求进行生态设计.

过量施用氮肥不仅导致严重的生态环境问题,还会限制土壤生物驱动的生态系统服务功能.蚯蚓的取食和掘穴等活动可以促进土壤肥力和植物生长,进而影响植物与病虫害的关系.了解氮肥与害虫作用下蚯蚓对植物抗虫性的影响,有助于揭示土壤动物的生态功能调控机制.采用蚯蚓(威廉腔环蚓Metaphire guillelmi)、西花蓟马(Frankliniella occidentalis)和氮肥用量的三因子完全交互设计,利用番茄(Lycopersicon esculentum)盆栽实验探索了不同氮水平下蚯蚓对番茄生长及对植食者抗性的影响.结果表明,在低氮条件下蚯蚓显著降低了番茄茎叶干生物量、根系干生物量及茎叶可溶性糖含量,而茎叶的茉莉酸和水杨酸含量分别是无蚯蚓对照的6倍和3倍,且伴随着西花蓟马数量下降了58％.在高氮水平时,蚯蚓未影响番茄茎叶茉莉酸、茎叶水杨酸含量及西花蓟马数量.蚯蚓介导的番茄营养物质(茎叶可溶性糖和茎叶全氮)和防御信号物质(茎叶茉莉酸和茎叶水杨酸)含量分别与西花蓟马数量呈显著的正相关和负相关.总之,氮肥施用改变的土壤氮有效性通过改变植物资源和防御物质含量转变了蚯蚓介导的植物抗虫性响应;全面了解土壤生物对植物生长的影响需要综合考虑土壤管理-土壤动物-植物病原物三者之间的关系.

互花米草(Spartina alterniflora)入侵盐沼生态系统导致了土著广食性昆虫素毒蛾(Laelia coenosa)发生宿主转移.但是,目前对素毒蛾在互花米草和芦苇(Phragmites australis)上的生活史规律的比较尚未见报道,而此信息对评价素毒蛾能否持续利用互花米草具有重要的参考价值.为了明确素毒蛾在其原始宿主芦苇和外来新宿主互花米草上的生活史动态,我们在上海崇明长江口盐沼湿地中,对素毒蛾在芦苇和互花米草生境中的发生情况进行了系统调查.结果 显示,虽然素毒蛾在芦苇和互花米草上均一年发生3代,并都以幼虫越冬,但在互花米草生境中,越冬代幼虫开始越冬的时间要比芦苇中晚20 d左右,其他世代中的多个虫态在互花米草上持续出现的时间也比芦苇上延迟了约10d.这些结果表明,互花米草入侵后素毒蛾在外来植物上出现的持续时间虽然发生了延长,但其年世代数未变化.我们推测素毒蛾在互花米草和芦苇上生长发育规律的差异可能受生境的资源可利用性及两种植物的营养与防御水平调控.

东北虎和东北豹主要捕食马鹿、梅花鹿、狍及野猪等大中型有蹄类动物,而这些有蹄类的生存依赖森林灌草层的植食性食物资源,形成了东北亚温带森林生态系统完整的啃食食物链(gazing food chain)主体.本研究通过对建设中的东北虎豹国家公园东部地区有蹄类栖息地的灌草层植物进行本底调查,获得有蹄类动物的食物资源基线数据.2015年及2016年的生长季,在东北虎豹国家公园东部,随机选择141个样地嵌套496条样线,1 948个样方,对不同森林结构(郁闭林及开阔生境,开阔生境包括林窗、林缘和河岸带)的灌草层植物生物量、食物类别组成(嫩枝叶、禾莎草、杂类草和蕨类)及碳、氮含量进行调查分析.研究结果显示:灌草层生物量在开阔生境显著高于郁闭林下(94.91 g/m2vs.30.15 g/m2),达到3.15倍.三种开阔生境下的灌草层食物资源类别组成差异显著,在林窗内以嫩枝叶占优势,在林缘以杂类草占优势,在河岸带以蕨类占优势.灌草层中杂类草和嫩枝叶平均氮含量高,杂类草碳含量低、C/N低;四类植物热值均超17 kJ/g,其中嫩枝叶最高.嫩枝叶、杂类草占优势的高生物量(生物量大于40 g/m2)斑块占郁闭林下的16％、占开阔生境的50％左右,可能是精食者(browser)的取食热点区域.建议在未来国家公园建设中,在合适地段保留一定的开阔生境,为梅花鹿等食草动物补充高质量的灌草层食物资源斑块,促进有蹄类动物种群发展,并以此为基础恢复虎豹种群.