封面图片由江西省生态气象中心周媛高级工程师2023年11月4日拍摄于江西省南昌市新建区南矶乡境内的鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区(28°51′-29°08′ N,116°10′-116°25′ E).该保护区是长江湿地保护网络的首批成员、东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区湿地网络成员、国际重要湿地和全国林草科普基地.

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力,而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段.为了保护东海丰富的生物资源,我国自20世纪末已建立了多个保护区,但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑东海生物多样性保护与可持续发展.为此,本研究选取了东海城洲岛国家级海洋公园(城洲岛)、深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区(深沪湾)、湄洲岛国家级海洋公园(湄洲岛)、平潭综合实验区海坛湾国家级海洋公园(平潭岛)、洞头国家级海洋公园(洞头岛)和玉环国家级海洋公园(玉环)6个国家级海洋保护区,在保护区内近岸海域采集不同季节的eDNA样品并测量水环境参数,通过对鱼类群落组成分析预测保护区间的生物多样性及其潜在连通性.在采集到的71个样品中,共获得了5,069,193条序列,包括46,309个分子操作分类单元(molecular operational taxonomic units,MOTUs),其中保护区内共享MOTUs的丰度占比基本都超过40％.虽然不同保护区间环境参数存在显著差异,但是生物多样性指数和群落组成差异性检验显示不同保护区间鱼类组成不存在显著差异(P＞0.05),仅存在季节差异.高占比的共享MOTUs以及无显著空间分化的群落组成可能意味着这些保护区间存在较强的连通性,具备建立海洋保护区网络的潜力.对保护区生态网络结构的进一步分析表明,不同保护区的生态网络存在差异,洞头岛、玉环、深沪湾保护区的网络结构较为稳健,而湄洲岛和平潭岛保护区则相反,这表明不同保护区的保护效果存在一定差异,这可能与保护区的面积和管理有关.本研究不仅为东海近岸群落连通性研究提供了参考,同时也为东海保护区的管理和建设提供直接支撑.

2021年11月-2022年4月,在宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区利用生态网络监控系统对白尾海雕Haliaeetus albicilla的种群数量、活动范围及在巢期间的日间行为特征进行调查.结果显示,白尾海雕主要在保护区内的湖泊和鱼塘活动,越冬种群数量约为10只.在巢日间行为可划分为6类20种,各行为在越冬不同时期和日间不同时段的时间分配存在差异,警戒是最主要的行为,并在越冬后期的时间最长;成体间的警戒、理巢等行为时间分配存在显著差异.白尾海雕的警戒、保养、休息等行为日间变化存在节律性,警戒行为在08:00-09:00均较为活跃,保养行为在10:00-13:00较活跃.相关性结果表明,警戒行为与湿度呈负相关,但与温度和风速呈正相关;风速也显著影响在巢的休息和觅食行为.这表明白尾海雕越冬期的日间在巢行为以警戒和保养为主,其特征和节律性与环境和个体本身有关.本研究为白尾海雕越冬期的保护和管理提供了科学数据.

叶际微生物在维持植物健康生长方面具有重要的作用,然而,目前我们对珍稀孑遗植物半日花(Helianthemum songaricum)叶际真菌的多样性和群落结构等知之甚少.因此,本研究利用Illumina高通量测序技术检测西鄂尔多斯自然保护区半日花叶片表生和内生真菌的多样性,探究其网络结构特征以及群落构建的机制.结果显示:棋盘井地区的叶际表生真菌丰富度指数(156.38±8.42)显著高于内生真菌(111.13±5.57),棋盘井叶际表生真菌丰富度指数显著高于拉僧庙(125.57±7.20)和千里山(114.75±10.35),而拉僧庙的内生真菌丰富度指数(155.71±15.40)显著高于棋盘井.叶际真菌以子囊菌门、毛霉菌门和担子菌门为优势门,叶际表生真菌和内生真菌分别在3个不同地点具有显著的指示类群,叶片部位(即叶表和叶内)和地点显著影响叶片真菌的群落组成.共存网络分析表明,叶际表生和内生真菌主要是协同作用,拮抗作用较小.半日花叶际表生和内生真菌群落的构建主要由随机性过程驱动.综上所述,半日花叶际表生和内生真菌的多样性和群落组成受到叶片部位(叶表和叶内)和地点的显著影响,随机性过程主导叶际表生和内生真菌的群落构建.研究结果可为珍稀濒危植物的保护和合理利用提供一定的科学基础和实践指导.

我国自然保护区经过 60 余年建设,在维护国家生态安全、保护生物多样性、保存自然遗产和改善生态环境质量等方面发挥着重要作用.研究系统整理了我国现有 2672 个自然保护区空间分布数据,形成了较为完整的空间信息数据库,从发展历程、保护类型、建设规模等方面进行了特征统计.运用地理集中指数和核密度指数等方法,对全国自然保护区从海陆分布、省级分布、时空分布、集聚分布等不同维度进行了空间分布特征分析.结果表明:(1)我国自然保护区数量和类型丰富,大致经历了"起步-停滞缓慢发展-稳步发展-快速发展-稳固完善"的 5 个发展阶段,以中小型的森林生态系统、野生动物、内陆湿地和水域生态系统自然保护区为主;(2)空间上为集聚分布,省域分布差异悬殊,沿"胡焕庸线"呈"西少东多、西聚东散"的特点;(3)不同类型和管理级别的自然保护区分布集群态势差异明显,形成了黄山-怀玉山、粤东北丘陵、南岭、武夷山等 11 个显著聚集区;(4)建设规模和连片聚集效应自西向东呈递减趋势,与我国地形的三级阶梯构造变化趋势存在紧密联系.最后,本文讨论了形成我国现有自然保护区空间格局的主要原因,包括客观自然条件及主观人为等因素,并结合我国自然保护区空间分布和建设发展中存在的问题进行了分析,从建立布局完善和海陆统筹的保护区网络,科学界定保护地类型,逐步优化自然保护区边界及稳步提升科研监测成效等方面提出了发展建议.在我国自然保护地体系由自然保护区向国家公园为主体的全面深化改革阶段,本研究弥补了现有研究成果的局限性和时效性问题,以期为未来自然保护区的空间布局优化及发展提供科学参考.

[目的]揭示光臀八齿小蠹Ips nitidus共生微生物群落组成和功能特征.[方法]对来自中国西北部青海省麦秀自然保护区的光臀八齿小蠹进行肠道和其他组织共生真菌和细菌宏基因组学和相关性网络分析,比较光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生真菌及细菌群落组成,分析微生物群落间的相互关系,并采用非冗余蛋白序列比对方法注释共生微生物功能基因.[结果]共发现光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生微生物3 520种,真菌和细菌的物种数最高,分别占全部物种数的23.21％和69.01％,平均相对丰度分别为9.69％和13.79％.其他组织中共生真菌白粉菌目(Erysiphales)相对丰度和物种多样性较肠道中的高,而其他组织中酵母目(Saccharomycetales)相对丰度和物种多样性较肠道中的低;其他组织中长喙壳类真菌(ophiostomatoid fungi)多样性(6属16种)较在肠道中的(5属13种)高,在其他组织和肠道中的平均相对丰度分别为0.016％和0.013％.其他组织中肠杆菌目(Enterobacterales)相对丰度和物种多样性高于肠道中的.肠杆菌属Enterobacter、白粉菌属Erysiphe、丛枝菌根属Rhizophagus和沃尔巴克氏菌属Wolbachia均为肠道和其他组织的核心菌属.真菌和细菌的某些群落在肠道和其他组织间表现出相反的相互关系,表明光臀八齿小蠹共生菌间可能存在复杂的相互作用.分别鉴定到共生真菌和细菌功能基因7 010和6 483个,细菌中异源性物质生物降解和代谢相关功能基因数量远高于真菌的;mRNA监测通路、丙酸代谢和泛素介导的蛋白质水解等11条通路在肠道中较在其他组织中具有更多的差异基因;对于柠檬烯降解和甾醇合成相关功能基因的注释结果表明,细菌对柠檬烯较真菌具有明显的降解能力,而真菌在甾醇生物合成中较细菌发挥更重要的促进作用;74个长喙壳类真菌功能基因主要参与到氧化磷酸化、代谢通路和氨基酸代谢,且长喙壳类真菌在其他组织中多样性更高,主要分布于Ophiostoma等.[结论]光臀八齿小蠹肠道和其他组织中共生微生物的群落组成和多样性以及功能上存在一定的差异性,肠杆菌属、白粉菌属、丛枝菌根属和沃尔巴克氏菌属是光臀八齿小蠹共生微生物群落中最重要的核心菌群,可能在群落构建中发挥着重要的作用.

鸟类与植物的种子传播网络是影响生物多样性维系和生态系统功能的关键因素,同时也是当代生态学研究的热点.于2021年10-12月采用样线法在福建梅花山国家级自然保护区南部地区调查取食鸟类多样性,并分析其与植物特征之间的关系,收集鸟类对果实(种子)的取食数据并以此构建鸟类种子传播网络,探讨鸟类特征对网络结构的影响.结果表明:取食鸟类多样性与植物特征之间存在一定相关性,取食鸟类种类、数量、均匀度指数与植物高度、结实量和郁闭度呈显著相关(P＜0.05);种子传播网络由21种取食鸟类和15种植物构成,具有嵌套性和模块性,但连接度和专业化程度较低;鸟类特征与物种水平网络参数存在一定相关性,取食鸟类数量与取食鸟类物种度、物种强度和连接多样性均呈极显著正相关(P＜0.01),取食鸟类体重、体长、嘴峰长与取食鸟类物种度和连接多样性呈显著正相关(P＜0.05).研究显示,鸟类特征对种子传播网络结构的构建和维持具有影响,研究结果为分析森林动植物关系的动态变化和稳定性提供现实参考.

加强生态网络建设是改善城市生态环境和保护生物多样性的重要举措.以宁夏灵武市为例,基于遥感及社会经济数据,采用形态学空间格局分析法、Linkage Mapper以及改进的重力模型方法,分析了生态网络与社会经济景观"双网"格局及相互关系.结果表明:2000-2020年,灵武市的土地利用/覆被发生了剧烈变化,沙地、草地面积锐减,林地、建设用地面积增加,工业区快速扩张;"双网"在连通性和稳定性方面均有所提升.人类活动密集区分布于城市区、绿洲农业区以及宁东能源工业区,生态源地及生态廊道主要分布于自然保护区中部,部分延伸到其他功能区;交通廊道呈现在农业区和宁东能源工业区密集分布、在两区之间贯通的"H"型格局,"双网"均以各自功能区空间为核心且存在交织分布;"双网"呈现从冲突走向协同发展的态势,空间上存在明显分区及交互情况,农业区和宁东能源工业区的生态均存在初期破坏、后期改善的情况.今后,需加强生态保护与社会经济发展的相互协调,可通过生态源地与廊道质量提升、生态节点建设与生态干扰点修复等组合措施提升生态质量.

自然保护区的生态系统服务(Ecosystem Service,ES)的社会文化价值,是支持自然保护区多元化发展、践行生态文明建设的重要路径.以北京市百花山自然保护区为例,结合社会调查数据和地理空间数据,在对生态旅游者和一般游客有效分类的基础上,使用SolVES模型、相关性分析和社会网络分析等方法探索二者对研究区ES社会文化价值的认同差异、空间差异、作用关系差异及影响因素差异.研究发现:(1)生态旅游者对ES社会价值的价值认同比一般游客高,特别体现在学习、生物多样性、精神和生命可持续价值这 4 种价值类型上;(2)百花草甸是两类游客ES社会价值分布的热点区域,生态旅游者感知的美学、学习、生物多样性、精神和生命可持续价值的高值区的分布范围较一般游客更广,一般游客感知的娱乐和康体健身价值的高值区的分布范围较生态旅游者更广;(3)两类游客均认为不同ES社会价值类型间为协同关系,其中学习价值对生态旅游者而言是最具影响力的社会价值类型,生物多样性、精神、生命可持续和未来价值对一般游客而言是最具影响力的社会价值类型;(4)对旅游设施的满意度显著影响两类游客对关键价值类型的评估,但影响方式不同.此外对环境教育的满意度和是否知道百花山是国家级自然保护区分别是影响生态旅游者和一般游客对关键价值类型评估的社会要素,NDVI和ELEV分别是影响生态旅游者和一般游客对关键价值类型评估的空间要素.建议在自然保护区生态旅游的规划建设中,需要考虑不同游客对ES社会价值的感知差异,积极探索协同ES社会价值的供给,支持自然保护区自然资源管理和生态旅游规划.

生物多样性的海拔格局一直是生态学、生物地理学和保护生物学研究的核心问题之一.本研究利用红外相机对广东南岭国家级自然保护区完整垂直带的兽类和鸟类开展连续10年的野外监测,分析了保护区当前鸟兽多样性及受胁情况,并通过整合水平与垂直分布的多样性格局开展热点与空缺分析.2012-2021年间共设置了 116个红外相机点位,相机累计拍摄85,164个工作日,获得可识别独立有效照片21,194张,共记录到兽类24种,鸟类50种.兽类受威胁物种比例较高,为45.83％.相对多度指数(relative abundance index,RAI)最高的5种兽类为赤麂(Muntiacus vaginalis)、小麂(M.reevesi)、红腿长吻松鼠(Dremomys pyrrhomerus)、鼬獾(Melogale moschiata)和藏酋猴(Macaca thibetana);而红颊獴(Herpestes javanicus)和水鹿(Rusa unicolor)RAI最低,仅各拍摄到1次.RAI最高的4种鸟类是白鹇(Lophura nycthemera)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、黄腹角雉(Tragopan caboti)和白眉山鹧鸪(Arborophiila gingica),有42种鸟类的RAI指数小于1,主要来自雀形目、鴷形目和鸮形目.广义加性模型结果表明,兽类和鸟类的物种丰富度与海拔显著相关,呈典型的"中峰格局",中海拔(1,000-1,400 m)物种丰富度较高.β多样性分析表明低海拔和高海拔与其他海拔段之间的分类相异性最高,中海拔段之间的相异性相对较小.热点与空缺分析表明,广东南岭国家级自然保护区兽类和鸟类主要集中分布在3个热点地区,且全部分布于中高海拔;同时部分区域具有较高的鸟兽多样性,但并未包含在保护区范围内.总体看来,当下广东南岭国家级自然保护区野生动物仍面临较为严峻的保护压力.在南岭国家公园建设大背景下,我们建议当地管理部门:(1)以物种为单元,针对重点物种制定保护管理政策,特别是大中型兽类;(2)充分重视保护区中高海拔地段的生境管理,维持区内完整的气候与生物垂直带谱;(3)建立多营养级生物多样性监测网络,关注人为干扰、环境因子、功能特征、种间互作网络和进化历史等综合因素对野生动物分布格局的长期影响.