气候变化显著影响青藏高原高寒草原植物生物量及物候发生时间,且物候期的变化与植物营养生长期和生殖生长期长度紧密关联,可进一步影响植物生物量的积累.本研究基于1997-2020年青藏高原高寒草原植物生物量和物候定点观测及相应气候资料,应用简单线性回归及分段结构方程模型等统计方法,探究了研究区气候年际变化特征,不同植物生物量、物候期变化趋势,以及生物量与物候及气候因子的关联性.结果表明:1997-2020年间,研究区年均温和年降水量均呈显著上升趋势,呈现出明显"暖湿化"趋势;研究区优势种西北针茅的地上生物量及其在群落总生物量中的占比显著下降,而次优势种矮嵩草的生物量及其在群落总生物量中的占比则显著增加,表明矮嵩草在该高寒草原群落中的优势度日益升高;研究区暖湿化气候通过显著延长矮嵩草的生殖生长期提高了其地上生物量;年均温和年降水量通过显著缩短西北针茅的营养生长期进而降低其地上生物量的积累.总之,气候暖湿化通过调控物候期变化显著影响了植物地上生物量积累,物种间响应的差异性导致高寒草原植物组成发生了较大变化,研究区呈现出高寒草原向高寒草甸转变的趋势,亟待深入研究.

云南是生物多样性高度富集的地区,其植物种类占中国植物种类的一半以上,几乎包含了欧亚大陆的各种主要植被类型,其错综复杂的生物区系是如何形成与演化的,这个基本问题目前尚未得到解决.本文结合云南的历史地质事件,从植物区系地理学研究上对云南植物区系的起源与演化研究进行了介绍.研究发现,云南植物区系具有一个远古的热带起源背景,在第三纪热带、亚热带性质的东亚植物区系基础上,随着喜马拉雅的隆升,世界性和北温带植物区系成分在北部地区渗透、迅速形成大量物种,使北部地区演化成为现今以世界性和北温带分布的科、属占优势的温带植物区系;在南部地区,因印度支那地质板块向东南亚逃逸,热带亚洲成分渗透、发展,演化成为以热带亚洲成分为主的热带植物区系;云南中部地区第三纪东亚植物区系成分有更多的保持与承袭.对云南南部、中部和北部植物区系系统发育关系(系统发育结构和β多样性格局)的研究支持了植物区系地理学上的推论.此外,思茅-兰坪(印度支那)地质板块自晚始新世以来发生顺时针旋转可能导致了云南西北部与云南东南部一些物种对应分布格局的形成;云南南部与东南部热带地区的植物区系可能因具有不同的地质背景和演化历程而发生了显著的生物地理分异.在晚第三纪各地质事件的影响下,云南植物区系在一个热带、亚热带性质的第三纪东亚植物区系基础上发生了歧化,演化成为现今的南-北、东-西生物地理分异明显的植物区系.

为探明煤矿复垦地不同植被类型下草本植物群落优势种种间关系和生态位特征,采用x2检验、Pearson相关系数、Spearman秩相关系数、生态位宽度与重叠指数,研究安太堡露天煤矿复垦地不同植被类型下草本植物群落13个优势种的种间关系和生态位.结果显示,13个优势种的78个种对中,3种检验方法的正负关联比分别为37.2％、28.2％和32.1％;优势种冰草/披碱草/紫花苜蓿与西北针茅、披碱革与白榆幼苗/紫花苜蓿呈正相关;13个优势种划分为3个生态种组,导致其生态种组分化的主导因子是土壤水分;13个优势种的生态位宽度与重要值呈显著正相关,而其生态位宽度与重叠之间不存在直接的线性关系.综上表明,安太堡露天煤矿复垦地不同植被类型下草本植物群落种间联结较为松散,优势种冰草/披碱草/紫花苜蓿与西北针茅、披碱草与白榆幼苗/紫花苜蓿可用于该矿区植被恢复的优选先锋草本植物种进行混合种植.

植物种群的空间分布格局及关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境因子相互作用的重要手段.该研究以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica)和西北针茅(Stipa sareptana var.krylovii)为对象,采用Ripley K函数分析了不同坡向红砂和西北针茅种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植物演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略.结果表明:(1)红砂和西北针茅在4个坡向上的分布格局具有显著差异性,随着坡向由西北坡向南坡的转变,红砂种群的株数、盖度及重要值先增加后降低,西北针茅种群则不断增加;西北坡向上,红砂种群的空间格局在0～2.1 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加聚集强度减弱并趋向于随机分布,而西北针茅种群在整个尺度内均呈聚集分布;西坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为随机分布,而西北针茅种群表现为聚集分布;西南坡向上,红砂种群在0～3.7 m尺度上表现为聚集分布,3.7～5 m的尺度上表现为随机分布,西北针茅种群在0～1 m及4.2～5 m尺度上表现为随机分布,1～4.2m尺度上表现为聚集分布;南坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为聚集分布,西北针茅种群表现为随机分布.(2)在西北坡与西坡坡向上,红砂和西北针茅种群的空间关联性在小尺度上均表现为负相关关系,随着研究尺度的增大,种间关联度均趋向于不相关;在西南坡与南坡坡向上,两物种在整个尺度范围内均表现为无关联性.

西北针茅(Stipa sareptana var.krylovii)群系是亚洲中部地区特有的典型草原之一,也是生态适应性最广的草原类型,向东可以在呼伦贝尔高原与草甸草原重叠分布,向西可以在乌兰察布高原、天山等地区与荒漠草原形成复合分布,向南可分布至黄土高原与暖温带草原镶嵌分布,还可在青藏高原的东缘与高寒草原混生.该研究调查了中国西北针茅群系的主要植被类型,通过对117个样地的调查数据分析,量化描述了该群系的基本群落特征.结果表明,中国西北针茅群系共有种子植物336种,分属于36科131属,物种数大于15的科有禾本科、菊科、豆科、蔷薇科、藜科和百合科;物种存在度等级划分中,Ⅰ级(0-20％)植物占比91.67％,多为群落中的偶见种或稀有种,最为常见的植物除西北针茅外,也有糙隐子草(Cleistogenes squar-rosa)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、冰草(Agropyron cristatum)、(落)草(Koeleria cristata)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、猪毛菜(Salsola collina)、细叶韭(Allium tenuissimum)和羊草(Leymus chinensis)等;生活型组成上以地面芽植物最多,占66.37％;水分生态类型以旱生植物最多,占61.19％;区系地理成分以东古北极植物占优势,占33.33％.基于群落学-生态学分类原则,将西北针茅群系划分为6个群丛组,45个群丛.

为了解杭州西湖景区外来生物福寿螺的分布现状和群体遗传变异特征,研究详细调研了西湖景区福寿螺的分布现状,并针对连续六年采集的福寿螺样本开展了分子鉴定及种群遗传多样性研究.调查结果表明,西湖福寿螺集中发生在苏堤以西,其中西北部的西里湖、茅家埠、杭州花圃及岳湖水域的发生密度高,在西南部的乌龟潭、浴鹄湾等水域发生密度较低.在602 bp长的线粒体COⅠ序列中,共检测到79个变异位点,生成了6个单倍型.序列相似性和系统发育关系分析表明,西湖水域中Hap1-Hap5为小管福寿螺,Hap6为斑点福寿螺;单倍型多样性、核苷酸多样性和核苷酸平均差异数分析表明,不同年份的小管福寿螺单倍型多样性Hd为0.229—0.600,核苷酸多样性π为0.011—0.027,核苷酸平均差异数k为6.797—16.000,两种福寿螺均有较低的种群遗传多样性,显著性分析表明2018—2020年与2015—2017年间的种群遗传多样性无显著性差异.此外,结合核基因EF1α序列分析表明西湖水域的福寿螺种群包括CC型(23.08％)、CM型(23.08％)和CB型(53.84％),杂种所占比例高达76.92％以上,群体广泛发生了种间杂交渐渗.由于引配水工程的连通性,西湖水域的福寿螺向周边水系扩散风险较大,研究为西湖景区福寿螺的防控提出了建议.