放牧对草原群落主要植物种和功能群水分来源与水分利用效率的影响

水分是半干旱草原生态系统植物多样性和初级生产力的限制因素。近年来由于人为干扰和气候干旱，特别是过度放牧，导致半干旱地区草原严重退化，草地生产利用和生态服务功能日益衰减，自然灾害频繁发生。草原退化演替主要表现为不同植物种的消长和替代过程。在内蒙古草原，过度放牧导致多年生根茎禾草和丛生禾草被豆科灌木或具根茎和不定根的杂类草替代，丰富的多年生杂类草被一、二年生植物替代。目前，对于上述功能群之间的替代机制，以及草原退化的机理尚不十分清楚。本研究在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站选取了79年围封的大针茅(Stipa grandis)样地、其外围的自由放牧样地及中德合作项目“ Matter Fluxes in grassland of Inner Mongolia as influenced by stocking rate (MAGIM) ”的传统平地放牧处理小区为研究对象，从植物-水分关系的角度，利用氢和碳稳定性同位素技术，研究主要植物种和功能群水分来源和水分利用效率对放牧的响应，进而揭示放牧干扰下草原退化的机理。本研究取得了如下主要研究结果和结论： 1. 在干旱年份，雨水仅湿润了大针茅草原0-20cm的表层土壤。土壤中保存的冬季降水贡献了植物可利用水分的30%，而在正常年份只有10%。干旱季节羊草(Leymus chinensis)和大针茅能够利用土壤60cm以下保存的多年降水，而糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和冰草(Agropyron cristatum)只能利用生长季的雨水。长期过度放牧使冰草和糙隐子草的相对生物量和相对多度均显著增加，而羊草的相对生物量和相对多度显著降低。这种由放牧引起的群落结构与组成的改变，降低了植被对冬季降水的利用，加剧了干旱对生态系统的影响。 2. 依据羊草草原群落植物的生活型和光合类型划分为：C4禾草、C4杂类草、C4灌木、C3禾草、C3杂类草、C3鳞茎类植物和C3灌木七个功能群，各功能群间的水分利用效率差异显著。不同功能群植物在对土壤水分的利用上存在着明显的生态位分离。C4禾草和C3鳞茎类植物主要利用表层水分，而C4灌木则利用深层土壤水分，C3其它功能群介于二者之间。在无放牧和低载畜率下，各功能群植物均主要吸收浅层土壤水分，功能群间竞争相对强烈。在较高载畜率下，C3禾草转为利用深层土壤水分，功能群间出现水分生态位的分离，部分地缓解了植物对土壤表层水分的竞争。沿着载畜率梯度，群落对浅层土壤水分的利用呈现出先增加，尔后下降的趋势。 3. 在放牧干扰下，羊草草原群落中主要植物种稳定性碳同位素值的变化范围为-13.100/00~-27.590/00。不同功能群植物间的水分利用效率有着显著的差异：C4禾草> C4杂类草> C4灌木> C3禾草、C3杂类草> C3鳞茎类植物> C3灌木。C3鳞茎类植物和C4杂类草的水分利用效率随载畜率增加而降低。C3和C4禾草的水分利用效率随载畜率的增加表现为先增加，尔后下降的趋势。群落水平的水分利用效率主要由占生物量90%的禾草的水分利用效率决定。随着载畜率增加，群落水分利用效率有逐渐降低的趋势。

放牧对内蒙古草原植物C:N:P化学计量特征和资源分配的影响

C、N、P是生物地球化学循环中的重要元素，其可利用性和各元素之间的平衡关系将生态系统的物质循环有机统一为一个整体。化学计量生态学为研究这几种基本元素间的平衡提供了一个有力的理论框架。许多研究表明，过度放牧会改变生态系统的结构和功能，而放牧如何影响植物的C:N:P化学计量关系的却少见报道。本研究以内蒙古锡林河流域沿水分梯度分布的草甸、草甸草原、典型草原和沙地四种植被类型中的灰脉苔草（Carex appendiculata）、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、冷蒿(Artemisia frigid)、克氏针茅(S. krylovii)和榆树(Ulmus Pumila)疏林沙地8个草地群落为研究对象，对长期禁牧样地和自由放牧样地中273种植物，其中禁牧与放牧样地中的共有植物种为144个，测定了植物叶片C: N: P化学计量特征以及植株高度、丛幅面积、茎、叶和株（丛）生物量、茎叶比等功能性状，系统地研究了放牧对植物C:N:P化学计量特征和资源分配的影响。取得了如下主要研究结果和结论： 1. 放牧降低了植物叶片的C:N比，但增加了N:P比和C:P比。C:N:P 化学计量比的变化主要受叶片N和P含量变化的影响； 2. 植物C:N:P化学计量特征对放牧的响应同时受水分条件的制约。沿水分梯度分布的不同植被类型中，植物叶片C:N:P化学计量特征对放牧的响应不同。草甸群落中，植物叶片C含量显著降低，N和P含量显著增加；在草甸草原群落中，植物叶片C、P含量减少，N含量显著增加；而在典型草原群落中，植物叶片C、N和P含量均显著降低； 3. 在物种水平上，C、N、P含量对放牧的响应分为：显著增加、显著降低和没有显著变化三种类型。放牧影响下，植物叶片N含量和N:P比在显著升高的物种多于显著降低的，而叶片C含量、C:N和C:P显著降低的物种占的比例很小，表明植物对放牧适应策略与物种本身的生物学特性有着密切的关系。 4. 过度放牧使植物的植株高度、丛幅大小、株丛数、茎叶比和单株生物量均显著降低，即植物整体呈现小型化现象，进而导致群落初级生产力、茎和叶生物量下降。轻度放牧对物种的资源分配没有显著影响，单株（丛）生物量和群落茎、叶及总生物量均呈增加趋势，这与过度放牧的影响正好相反。 5. 过度放牧显著改变了物种的资源分配策略，使生物量向叶的分配比例增加，向茎的分配比例减少。资源优先向同化器官分配可能是草地植物对长期放牧干扰的一种重要适应对策。

内蒙古草原凋落物分解对生物多样性变化的响应

生物多样性与生态系统功能紧密相关，而凋落物分解是生态系统主要功能之一，同时凋落物的分解反过来又影响了物种的组成和多样性。本研究在内蒙古草原应用分解网袋法，通过功能群去除产生不同的多样性梯度。研究了草原生态系统的生物多样性变化对凋落物分解过程的影响。实验分为相互补充的三个部分，（一）、分解微环境实验研究了功能群多样性变化引起的分解微环境变化对凋落物分解的影响；（二）、凋落物组成实验研究四个功能群的优势物种羊草（Leymus chinensis）、大针茅（Stipa grandis）、细叶葱（Allium tenuissimum）、刺穗藜（Chenopodium aristatum）的15种不同组合方式的单种或混合凋落物在相同的分解微环境下物种间的相互作用对凋落物分解的影响；（三）、综合分解微环境和凋落物组成两种影响凋落物分解的因素，从15种多样性组合的去除样方中收集的单种或混合凋落物放回原样方分解。研究结果表明，功能群多样性，相应地物种多样性高的样方中，其微环境有利于凋落物的分解，两个生物特性差异较大的物种木地肤（Kochia prostrata）和二裂委陵菜（Potentilla bifurca）在功能群多样性高的样方中与多样性低的样方相比均表现出高的分解速率；混合凋落物的分解具有非加和性效应。混合凋落物的分解速率与其初始碳含量呈负相关关系，与其初始氮、磷含量呈正相关；当混合凋落物在功能群多样性不同的环境中分解时，重量降解速率与环境中的功能群多样性没有显著的相关关系，氮流失与功能多样性成正相关。我们的研究表明，群落中凋落物组成和凋落物多样性相比，前者是影响凋落物分解的决定性因素；与地上存活植株的生物学过程相比，凋落物分解受生物多样性的影响较小；在生物多样性更高的区域，可以显著地增加氮的循环过程，有利于提高群落生产力。

内蒙古典型草原群落和主要植物种对氮素添加和刈割干扰的响应

自然界中资源的异质性是普遍存在的，既有自然因素导致的，也有人类干扰导致的。在内蒙古草原，植物经常处在地上部异质性的干扰生境和地下异质性的养分生境中。植物的生物量生产反映了植物对不同生境的适应能力，而资源的分配策略是链接进化生态学和功能生态学的纽带。在变化的生境中植物可以通过改变资源分配的格局而适应环境的变化，获得较高的生物产量。但是，关于草原植物在生物量生产和资源分配上如何对异质性的生境做出响应迄今研究尚少。为此在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的长期围封样地（1983年围封），设计了氮素添加和刈割处理的小区实验，使植物处于不同的养分和干扰生境中。我们选择羊草（Leymus chinensis ，根茎禾草，群落优势种）、大针茅（Stipa grandis ，丛生禾草，群落优势种）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa ， C4 植物，群落常见伴生种）、木地肤（Kochia prostrate ，藜科半灌木，群落常见伴生种）、猪毛菜（Salsola collina，藜科一年生植物，群落常见伴生种）为对象对这一问题进行了研究。同时，以1979 年围封的羊草样地为对照，选择了比邻的刈割草场，就草原植物对长期刈割干扰的响应策略进行了研究。结果显示： 1. 氮素添加使植物群落生物量显著提高，而且高氮生境下群落生物量增加的幅度最大。从季节动态看，植物群落生物量对氮素添加的响应存在滞后现象，在植物进入快速生长期后，氮素添加的效应日趋明显。 2. 不同植物种群对氮素添加的响应不同，按照植物种群生物量的变化可以分为三种类型：极其敏感型 、敏感型和不敏感型。极其敏感型代表植物是羊草，氮素添加后其种群生物量显著增加。敏感型代表植物是糙隐子草和猪毛菜，前者种群生物量在中氮生境下显著增加，后者种群生物量在低氮生境下显著增加。不敏感型代表植物是大针茅和木地肤，氮素添加后，二者的种群生物量均无显著变化。 3．从生物量向地上和地下器官的分配来看，添加氮素后，一年生植物猪毛菜向地上器官分配的生物量的比例均显著增加；多年生草本植物羊草、大针茅和糙隐子草向地上器官分配的比例均没有发生变化；多年生灌木木地肤在中氮生境下向地上器官的分配比例增加。从生殖分配来看，多年生的C3植物羊草和大针茅和一年生的C4植物猪毛菜的生殖分配格局相对稳定，均未因氮素的添加而发生显著改变。多年生C4植物糙隐子草和木地肤在低氮生境中生殖分配比例显著增加。 4. 不同时间刈割对草原群落生物量影响不同。在牧草快速生长期刈割，群落生物量显著降低，当季能恢复，但影响翌年群落水平的生物量生产；而在牧草生物量最大期刈割，当季难恢复，但对第二年的植物的生长影响较小。 5. 刈割对不同植物的影响存在显著差异：C4植物＜C3植物，一年生植物＜多年生植物，牧草快速生长期刈割＜牧草生物量最大期刈割。 6. 面对不同时间的刈割干扰，草原植物的响应不同。在生物量向地上器官和地下器官分配方面：C3植物大针茅、羊草面对刈割干扰生物量分配分配格局相对稳定，变异较小；而C4植物的资源分配对刈割干扰响应敏感，因不同刈割时间其生物量分配格局不同。在生物量生殖分配方面：多年生植物（如羊草、大针茅、糙隐子草、木地肤）资源分配格局相对稳定，面对刈割干扰其生物量生殖分配格局无显著变化，而一年生植物猪毛菜对刈割干扰敏感，因刈割时间不同其生殖分配格局将随之发生变化。 7.长期刈割干扰下大针茅的种群生物量维持不变；而糙隐子草的种群生物量表现为显著增长的趋势。由于大针茅的株丛生物量显著降低，糙隐子草无显著变化，长期刈割干扰下两种植物种群生物量的维持或增加都是因为密度的显著提高。因此，密度调节是两种植物实现种群调节的重要机制。 8. 长期刈割干扰下大针茅的丛面积和单株分蘖数均无显著变化，表明大针茅非生殖株丛密度的增加不是以降低单个非生殖株丛的大小为代价的，而是通过减少生殖株丛的密度来实现的。而糙隐子草丛面积降低，但是单株分蘖数无显著变化，说明糙隐子草密度增加的过程中，单个株丛占据的营养面积减少了，但株丛的生长状况没有受到显著影响。 9．面对长期刈割干扰，两种植物对无性繁殖和有性繁殖过程采取了截然相反的调整策略。大针茅显著提高了非生殖株丛的密度和相对密度，显著降低了生殖株丛的相对密度，而且降低了对有性生殖过程的生物量分配的比例。糙隐子草显著增加了生殖株丛的密度和相对密度，而且增加了对有性生殖过程的生物量分配的比例。面对刈割干扰两个植物种在繁殖策略上的逆向调节，可能是它们在刈割干扰梯度上能够相互取代的重要原因。

Phylogeny and biogeography of the Petaurista philippensis complex (Rodentia : Sciuridae), inter- and intraspecific relationships inferred from molecular and morphometric analysis

With modified DNA extraction and Purification protocols, the complete cytochrome b gene sequences (1140 bp) were determined from degraded museum specimens. Molecular analysis and morphological examination of cranial characteristics of the giant flying squirrels of Petaurista philippensis complex (P. grandis, P. hainana, and P. yunanensis) and other Petaurista species yielded new insights into long-standing controversies in the Petaurista systematics. Patterns of genetic variations and morphological differences observed in this study indicate that P. hainana, P. albiventer, and P. yunanensis can be recognized as distinct species, and P. grandis and P. petaurista are conspecific populations. Phylogenetic relationships reconstructed by using parsimony, likelihood, and Bayesian methods reveal that, with P. leucogenys as the basal branch, all Petaurista groups formed two distinct clades. Petaurista philippensis, P. hainana, P. yunanensis, and P. albiventer are clustered in the same clade, while P. grandis shows a close relationship to P. petaurista. Deduced divergence times based on Bayesian analysis and the transversional substitution at the third codon suggest that the retreating of glaciers and upheavals or movements of tectonic plates in the Pliocene-Pleistocene were the major factors responsible for the present geographical distributions of Petaurista groups. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

栉角雪萤的荧光酶基因结构及其系统发育分析

短角窗萤属是萤科第四大属,但未见有该属物种荧光酶基因的研究报道.通过对总基因组的PCR扩增,对该属的栉角雪萤荧光酶基因进行了测序分析.基因序列长1 958 bp.与已知荧光酶基因进行同源性比较后推断,栉角雪萤的荧光酶基因由7个外显子和6个内含子组成,编码547个氨基酸残基;由推导的氨基酸序列进行同源性比较后发现,栉角雪萤的荧光酶基因与同一亚科中Lampyrini族和Cratomorphini族分别具有93-94%和92%相似性,而与北美萤火虫Photinus pyralis(Photinini族)的相似性较低(83%).系统发育分析进一步表明栉角雪萤与Pyrocoelia、Lampyris、Cratomorphus和Photinus同属于萤亚科,且与前3个属的亲缘关系较近.这在一定程度上与形态(Branham & Wenzel,2003)及线粒体DNA(Li et al,2006)系统发育分析所得结果一致.

Identification and characterization of insect-specific proteins by genome data analysis

Background: Insects constitute the vast majority of known species with their importance including biodiversity, agricultural, and human health concerns. It is likely that the successful adaptation of the Insecta clade depends on specific components in its

蚂蚁食品简介

蚂蚁在动物界中属于节肢动物门 (Arthropod), 昆虫纲 (Insecta), 膜翅目 (hymenoptera) , 蚁科 (Formicidae). 我国民间常作食疗用的蚂蚁主要是蚁亚科 (Formicinae) 多刺蚁属 (Polyrhachis) 中的拟黑多刺蚁或称鼎突多刺蚁 (Polyrhachis vicina Roger). 这类蚂蚁分布于华南, 西南及长江中下游地区, 并以热带. 亚热带地区的密度最高. 它们是一类群居, 树上筑巢, 多品级的社会性昆虫。

Advances in phylogenetic studies of Nematoda

Nematoda is a metazoan group with extremely high diversity only next to Insecta. Caenorhabditis elegans is now a favorable experimental model animal in modern developmental biology, genetics and genomics; studies. However, the phylogeny of Nematoda and the phylogenetic position of the phylum within animal kingdom have long been in debate. Recent molecular phylogenetic studies gave great challenges to the traditional nematode classification. The new phylogenies not only placed the Nematoda in the Ecdysozoan and divided the phylum into five clades, but also provided new insights into animal molecular identification and phylogenetic biodiversity studies. The present paper reviews major progress and remaining problems in the current molecular phylogenetic studies of Nematoda, and prospects the developmental tendencies of this field.

半干旱典型草原区封育草地土壤结构特征研究

以宁夏固原云雾山自然保护区典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,以坡耕地为对照,对封育演替草地百里香(Thymus mongolicus Ronn.)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum Ledeb.)、大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)和本氏针茅(Stipa bungeana Trin.)群落0~10 cm表层土壤水稳性团聚体分布、孔隙度及土壤结构评价指标进行了研究和分析。结果表明:草地实施封育措施能明显改善土壤结构特征,随着草地植被自然演替,土壤的结构稳定性和孔隙状况逐步得到提高;在演替过程中,封育草地土壤的>0.25 mm水稳性团聚体含量(WSAC)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和孔隙分形维数(Dp)逐渐增加,团聚体分形维数(Da)逐渐减少,说明植被演替能促进形成良好的土壤结构;同时,土壤结构影响因素随着草地植被演替过程表现出有机碳含量显著增加,容重显著降低,毛管孔隙度逐渐增大,非毛管孔隙度逐渐降低。本研究还比较了多项土壤结构评价指标,表明与MWD和GMD相比,指标WSAC(>0.25 mm)、Da及Dp能更好地反映出各封育草地群落之间土壤结...

中国龙虱科分类及区系分析

龙虱科是水生鞘翅目中的第一大科，种类十分丰富，与人类生活息息相关。本文基于大量的文献及中国水甲虫调查期间采集的龙虱科标本的观察，对中国的龙虱科进行了系统的分类学研究，以期为龙虱科生态及系统发育研究提供基础性资料。 在查阅大量文献的基础上，编制了我国龙虱科昆虫名录，共计40属315种；在名录中列出了所有物种的原始发表文献、异名及详细的分布信息。采用国际上多数分类学家认可的10亚科分类系统，编制了我国龙虱科昆虫的分亚科检索表。 检查龙虱科标本1058头，鉴定出24属共90种。对全部种类进行了详细的形态描述，绘制了鉴别特征图；报告了5个新种（其中3种已经发表），分别为拟二叉端毛龙虱、长叶宽缘龙虱、韦氏微龙虱、西双版纳微龙虱和彦宾三叉龙虱；25个省新记录种。全文包含鉴别特征图27版212幅，照片9版共81张。 对我国龙虱科昆虫进行了区系分析，得出了属、种的区系分布特点：1. 在属级阶元上，东洋界中华南区在属级分类单元的数量最为丰富，共有28属，占总属数的70%；古北界中华北区在属级分类单元的数量最多，有20属，占总属数的50%；2. 在种级阶元上，我国龙虱科昆虫以东洋成分占主导，明显高于古北界，但古北东洋界共同种比例亦很高，说明我国龙虱科东洋与古北昆虫有相互渗透的趋向。3. 龙虱科昆虫在全国各大区的分布共有47种分布型，华南区、华中区及东北区物种最丰富，明显高于其它各区，这三个区分布的种类分别为144种，97种，89种。

云雾山天然草地植物生长规律

试验以云雾山优势种本氏针茅(Stipa bungeana)、大针茅(Stipa grandis)与伴生种百里香(Thymus mongolicus)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、厚穗冰草(Agropyron dasystachys)、二裂萎陵菜(Potentilla bifurca)和阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)为研究对象,对每一植物选择典型植株进行标记,重点从植物株高和地上单株生物量两个方面对其生长动态,进行一个生长周期(返青期-枯黄期)的观察测量,结果表明:(1)植物生长在株高和地上单株生物量达到最大值之前,均基本符合Logistic生长模型;(2)在植物整个生长过程中,地上单株生物量月变化与株高存在动态分形关系:lnB=D×lnH+lnC。(3)植物生长除受其生物学特性支配外还受外界环境因子的限制,在干旱半干旱地区,降雨量显得尤为重要,在本次试验中,植物株高增长和地上单株生物量月变化均与降雨量累积存在着极显著的对数相关性:y=a×lnx+b。

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明:(1)黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0~20 cm土层中有机碳的含量均高于20~40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为:大针茅群落>长芒草群落>铁杆蒿群落>百里香群落;(2)同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是:0.5~0.25 mm与1~0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,>1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;(3)恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。

黄土高原半干旱区退化灌草植被的恢复与重建

针对黄土高原半干旱区灌草植被退化严重的关键问题 ,进行了长期的定位研究 ,提出了灌草植被封育、改良、立体配置等快速恢复与重建的技术体系。试验结果表明 :主要草地群落本氏针茅、百里香适宜封育期为 3～ 5a ,产草量可提高 5 1～ 7 5倍。大针茅适宜封育期为 5a ,产草量可提高 1 5～ 5 0倍 ;改良草地最佳组合荒山穴播为本氏针茅 +杂类草、达乌里胡枝子 +本氏针茅群落 ,产草量提高 6 1～ 6 4倍。撂荒地开沟种植为本氏针茅 +冷蒿、本氏针茅 +红豆草、本氏针茅 +达乌里胡枝子群落 ,产草量提高 4 6～ 4 8倍。荒山隔带耕翻种植为芨芨草、本氏针茅 +紫花苜蓿、本氏针茅 +老芒麦、达乌里胡枝子 +本氏针茅群落 ,产草量提高4 5～ 6 5倍 ;灌草立体配置结合工程整地措施 ,建立了以柠条 +芨芨草、沙棘 +草木樨和山桃 +芨芨草为主的集流灌草配置模式 ,现已形成可更新的稳定的灌草群落类型。该体系的组装配套与试验、示范、推广为黄土高原农牧交错区灌草植被的快速恢复提供了重要的科学依据。

营造乡土人工林对印度Singrauli煤矿废弃地土壤养分的影响(英文)

选择4种人工林,包括3个乡土树种(阔叶合欢(Albizia lebbeck)、黄豆树(A.procera)、柚木(Tectona grandis))和一个乡土草种(印度实竹(Dendrocalamus strictus))的高密度人工幼林,研究了人工林发育早期阶段对印度Singrauli煤矿废弃地土壤养分的影响。在4种人工林4年生和5年生阶段,采集0-10、10-20cm层土壤,分析其总有机碳、全氮和全磷含量。结果表明,林龄、树种和土层对土壤总有机碳、全氮和全磷含量的影响存在显著差异;各林分10-20cm土层中的全总有机碳、全氮和全磷含量较低;4个不同林分对土壤养分的改良效果表现为:阔叶合欢>印度实竹>黄豆树>柚木。说明人工林对煤矿废弃地土壤的改良效果因树种而异。