堡状峰是类似城堡外貌而凸出于周围环境之上的特殊山峰,位于中国闽南乌山风景区堡状峰地貌上的乌冈栎(壳斗科)种群的表型发生了变异,其与原类型的显著不同在于叶背具宿存性黄褐色星状毛.为解释这一现象,该研究对堡状峰顶部的乌冈栎种群分布进行调查,包括其中的变异型、原始型、过渡型,以及堡状峰山脚、另一异域的典型原始型种群被研究,基于叶表皮解剖,利用方差分析统计显微性状的差异,结合生态因子,探究变异的原因及演化的可能途径.结果表明:(1)变异型在山顶西侧形成以其为优势种的常绿阔叶灌丛群落,东侧的小片灌丛以原始型为主,后者内部还有少量过渡型.(2)各种群单细胞毛状体基(STB)与复合毛状体基(CTB)在叶上表皮的密度很小甚至小于每平方毫米1个,宏观的表现为无毛.原始型、过渡型、变异型的STB密度均值在叶下表皮递增.变异型种群与原始种群相比,叶下表皮CTB或典型星状毛(Tst)的密度由每平方毫米0.481～1.122个变异至每平方毫米57.2个,宏观表现为形成密毛.气孔长宽比在原始型(1.187～1.205)至变异型(1.258)间递增.(3)方差分析结果显示,变异型叶下表皮STB与CTB密度及气孔长宽比较原始型显著增加(大)(P＜0.01),但气孔密度与尺寸在种群间未表现出规律与差异性(P＞0.05).乌山堡状峰顶的土壤贫瘠、水热条件差.综合生境与统计的结果表明,变异型乌冈栎叶背毛状体及气孔长宽比的变异具抵抗干旱或极端气温的功能.由于花粉流未曾间断,因此相比于地理隔离,特殊生境促使乌冈栎发生适应性演化应是该变异产生的主要原因.该研究为亚热带特殊花岗岩地貌促进种群分化和物种形成提供了直接的证据.

为了解海南岛及邻近陆地拟细鲫(Aphyocypris normalis)的遗传分化和亲缘地理过程,采用线粒体细胞色素b(Cyt b)对9个种群共124个个体的遗传多样性和遗传分化进行评估,并探讨这一物种的亲缘地理结构及演化历史.结果显示,在1 140 bp的序列中,共检测到87个核苷酸变异位点,定义了34个单倍型.基于Cyt b序列构建的系统发育树结果将所有个体分成3个主要谱系(A、B、C),谱系A包括海南岛大部分种群和邻近陆地全部种群,昌化江全部个体形成独立的谱系B,谱系C则为海南岛万泉河上安乡全部个体,各谱系间的遗传分化指数较高(0.707 5-0.971 9).分化时间估算的结果表明,谱系C的分化时间为2.038百万年前,谱系B的分化时间为0.865百万年前.种群历史动态分析表明,绝大部分种群均没有发生种群扩张,且所有谱系在近期都发生过有效种群数量减小的事件.根据研究结果推测,海南岛内万泉河上安乡种群的分化主要是由于五指山鹦哥岭山脉的隆起而导致的,而海南岛内和邻近陆地大部分群体没有发生分化可能是由于更新世冰期期间,岛屿和邻近陆地之间的水系因海平面下降而发生连接,琼州海峡两岸的拟细鲫种群有机会发生基因交流.因此认为琼州海峡并未对拟细鲫的扩散起到物理阻隔作用,海南岛为拟细鲫这一物种的起源扩散中心.

研究片段化森林中土壤呼吸速率的格局对进一步揭示陆地生态系统碳循环具有重要意义.本研究以千岛湖人工陆桥岛屿系统不同生境(岛屿与大陆,岛屿边缘与岛屿内部)为对象,分析了土壤呼吸速率的季节动态变化规律及其与土壤理化因子的关系.结果表明:1)土壤呼吸速率在不同季节差异显著.夏季(3.74 pmol·m-2·s-1)＞秋季(2.30 μmol·m-2·s-1)＞春季(1.82 pmol·m-2·s-1)＞冬季(1.40 μmol·m-2·s-1)o 2)森林片段化对土壤呼吸速率产生显著影响,岛屿土壤呼吸速率(2.37 μmol·m-2·s-1)显著高于大陆(2.08 μmol·m-2.s-1);岛屿边缘土壤呼吸速率(2.46 μmol·m-2·s-1)显著高于岛屿内部(2.03 μmol·m-2.s-1)0 3)土壤温度显著促进了土壤呼吸速率,并作为主要因子解释了 56.1％的变化.4)土壤呼吸速率与土壤全碳、铵态氮含量和地表植被覆盖率呈显著正相关.土壤全碳和铵态氮含量在岛屿边缘显著高于岛屿内部.综上,森林片段化促进了土壤呼吸速率,而土壤理化因子的变化是其主要原因.

小岛屿效应描述了种-面积关系的一种特殊现象,是当前生物地理学和生物多样性研究理论框架的重要组成部分.随着气候变暖,山顶物种的生存受到威胁,然而以山顶生境岛屿为载体对小岛屿效应的研究还十分缺乏.该研究以太行山脉中段19个面积0.06–801.58 km2的山顶生境岛屿为研究区,在2019–2021年的夏秋季对藓类进行调查.共记录到藓类131种,隶属于23科68属.采用6种种-面积关系回归模型,分别检测了所有藓和6个常见藓科是否存在小岛屿效应.根据小岛屿效应形成机制的生境多样性假说、灭亡假说和营养补给假说,选择了岛屿高度、温度年变化范围和单位面积净初级生产力作为变量,对小岛屿效应的驱动因素进行分析.在各类群组中,使用多元线性回归和变差分解分别评估上述3个变量对物种丰富度变化的线性影响.首先使用5个面积最小的岛屿进行分析,计算出3个变量对物种丰富度变化的贡献,然后以迭代的方式逐次加入面积更大的1个岛屿,并再次进行变差分解分析.最后使用广义线性回归分析了3个变量对物种丰富度变化的贡献在迭代过程中的变化趋势.结果显示,所有藓和6个常见藓科均存在小岛屿效应,其面积阈值分布在0.36–106.91 km2间.各组藓类小岛屿效应的驱动因素具有差异性,其中,除了紫萼藓科之外,其他各组均支持生境假说;除了丛藓科、真藓科、紫萼藓科和灰藓科之外,其他各组均支持灭亡假说;而各组在不同程度上普遍支持营养补给假说.整体而言,面积约为10 km2以上的岛屿维持了大量的藓类物种多样性,需要重点保护.对于生境要求较为单一的紫萼藓科而言,保护石生环境是保护其物种多样性的关键;而对于其他科藓类而言,生境类型多样性的保护是维持物种多样性的重要保障.营养补给假说的普遍适用性揭示了山顶下方森林生态系统的资源补给作用减缓了由于面积的减小而造成的藓类物种数量下降,因此保护山顶下方林地内物种多样性和群落稳定性对维持山顶藓类物种多样性具有重要意义.

植被和土壤是陆地生态系统两个重要的组成部分,二者相互影响相互促进,探明两者的耦合协调关系是生态恢复与重建的顺利实施的关键.基于中国南海北部大庙墩岛、涠洲岛、大汉三墩岛、甘蔗岛和蜈支洲岛等个海岛的典型植被群落植被土壤的全面调查和取样分析,建立10个植被因子和14个土壤因子的2级层次指标体系,采用层析分析法确定各因子的权重,构建5个海岛植被土壤耦合度和耦合协调度模型.结果表明,不同岛屿的植被土壤耦合度和耦合协调度模型并不完全对应,植被与土壤的综合指数在不同岛屿中也不完全一致,甘蔗岛的植被效应和大汉三墩岛的土壤效应最佳.中国南海北部5个岛屿的植被土壤耦合协调状况较好,均处于初、中级协调发展状态,且除甘蔗岛外处于植被土壤同步型.总的来说,由于岛屿远离内陆,人类干扰相对较小,在植被土壤长期的演替过程中,中国南海北部岛屿植被土壤耦合协调较好,在其恢复与生态重建时要注重提高植物多样性、抚育水平和土壤管理水平.