神农架植被及其生物多样性与垂直分布格局-兼论中国中、北亚热带植被带的划分

本文主要通过样线法和样方法相结合，进行了大量的群落学调查和分析，分别从植物区系、物种多样性的垂直分布格局和森林群落类型三个方面分析了神农架植被的基本特征及其物种多样性，结果表明： 1．神农架地区具有很高的物种丰富度，有高等植物3，479种，隶属于1，010属，202科。 其中，蕨类植物305种，80属，32科;种子植物3，174种，930属，170科，其中裸子植物32种，19属，6科，被子植物3，142种，911属，164科;单子叶植物501种，175属，21科，双子叶植物2，641种，736属，143科。植物区系属的分布区类型中北温带分布型最多，其次为东亚分布、泛热带分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布。中国特有成分占5.65%，较全国的8.12%低。温热比(温带分布型(8-11)属数与热带分布型(2-7)属数的比值）为1.200，比全国(0.385)高。 调查样方中共出现高等植物784种，隶属于454属，144科，其中蕨类植物41种，32属，16科;种子植物743种，422属，128科，其中裸子植物20种，14属，5科，被子植物723种，408属，123科;单子叶植物86种，58属，11科，双子叶植物637种，350属，112科。属的分布区类型中北温带分布型最多，其次为东亚分布、泛热带分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布。温热比为1.52，草本层>乔木层>灌木层分别为2.18、1.76和1.14。 2．神农架植被类型多样，具有常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、亚高山针叶林、硬叶常绿阔叶林和亚高山灌丛草甸等自然植被类型。本文，依据乔木物种的重要值将神农架地区的森林植被划分出了69个类型。用Twinspan将调查的森林群落划分为32组，能基本上反映群落间相似的关系。 3．神农架地区具有完整的植被垂直带谱：海拔900 (1300) m以下为常绿阔叶林带;海拔900 (1300) m～1500 (1800)ⅡI为常绿落叶阔叶混交林带;海拔1500 (1800) m-2000 (2200)m为落叶阔叶林带;海拔2000 (2200) m～2400 (2600)m为针阔混交林带：海拔2400 (2600)m以上为亚高山针叶林带。神农架地区植被的垂直带的分化从总体上比较显著，但由于小生境的异质性和人为干扰，垂直带谱又具有一定的模糊性和次生性。南北坡具有一定的差异，但不十分明显，也说明神农架植被的过渡性。 4．神农架物种多样性的垂直分布格局。神农架的物种多样性与海拔的关系，类似于“中间膨胀”规律(mid-altitude bulge)，在中低海拔处生物多样性最高。通过二次多项式回归拟合，得到如下拟合曲线： 1)海拔与总体物种数：y= _14.445x2+ 34.74lx+42.07，Xd=1.203km; 2)海拔与乔木层物种数：y=-6.9707x2+ 21.334x+0.2004，Xdrl.530km; 3)海拔与灌木层物种数：y=-6.1599x2+ 9.9747x+30.991，Xd=0.8 lOkm: 4)海拔与草本层物种数：y= _3.9907x2+ 10.455x+15.35，Xd-1.308km; 5）海拔与乔木层Shannon-Wiener指数：y=_0.3337x2+ 0.9877x+0.2537，Xd' 1.480km; 6)海拔与灌木层Shannon-Wiener指数：y=-0.1938xz+ 0.422lx+1.2103，Xd=1.089km： 7)海拔与草本层Shannon-Wiener指数：y=_0.1072x2+ 0.294lx+0.9954，Xd=1.372km; x为海拔( km)，y为各物种多样性指标，Xd为物种多样性的最大时的海拔。 从这些拟合曲线中可以看出：总体物种多样性在海拔1200m左右的常绿落叶阔叶混交林带最高：乔木层物种多样性在海拔1500m左右的常绿落叶阔叶混交林带与落叶阔叶林的过渡带最高;灌木层物种多样性在海拔800-llOOm左右的常绿阔叶林与常绿落叶阔叶混交林带的过渡带最高;草本层物种多样性在海拔1300-1400m左右的常绿落叶阔叶混交林带最高。 但物种多样性随海拔变化有许多的起伏和波动。这些波动有些反映了群落的垂直带谱随海拔梯度变化的特点，在垂直带谱的过渡区物种多样性往往较高;有些波动反映了一些特殊的生境，有些反映了人为活动的影响，造成了神农架植被的次生性。因此，影响神农架物种多样性垂直分布的因素有：植被本身的性质和特点、过渡带的特点、生境的异质性和人为活动。 5．神农架植被水平地带性的过渡性。海拔1300m以下的植物属的分布区类型的温热比南坡总是比北坡小，而且相差十分显著，反映了神农架作为植被分界线的价值。神农架南坡的基带植被是常绿阔叶林，因此南坡属于中亚热带。北坡的基带植被，虽然也有常绿树种的零星分布，甚至有小块的常绿阔叶林，完全由于小生境所至，分布的主要类型是常绿落叶阔叶混交林，应属于北亚热带。因此，神农架是中、北亚热带重要的过渡地带。神农架地区中北亚热带的具体分界线宜按照分长江干流和汉水的水岭来划界，即猴子石、大窝坑、神农架、神农顶、老君山一线，南坡属于中亚热带，北坡属于北亚热带。 总之，神农架处于我国中、北亚热带的过渡带，具有过渡带的性质，具有很高的物种多样性，拥有完整的植被垂直带谱，具有多种多样的植物群落及其组成的生态系统。而且，具有我国许多特有植物和珍稀濒危保护植物和许多资源植物。因此，神农架植被在我国植被体系中具有重要的地位，是我国生物多样性最丰富的地区之一，是生物多样性保护的关键地区，也应是生物多样性研究的热点地区。 另外，调查分析了黄山和万朝山植被及其物种多样性与垂直分布格局，结果表明： 6．黄山样方中共出现高等植物259种，隶属于263属，110科，其中蕨类植物14种，II属，8科，种子植物345种，152属，105科，其中裸子植物9种，8属，6科，被子植物336种，144属，99科，其中单子叶植物37种，27属，6科，双子叶植物299种，117属，90科。属的分布区类型中北温带分布最多，其次为东亚分布和泛热带分布，再次为东亚北美间断分布、热带亚洲分布以及旧世界温带分布，与神农架和万朝山也较相似，但热带分布的属更多一些。温热比为1.1875，灌木层>草本层>乔木层，分别为1.3818、1.2609和1.2143。 黄山的森林植被类型有针叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针阔混交林、落叶阔叶林和竹林。Twinspan将调查的森林群落划分为22组，反映群落间相似的关系，比较清楚和适用。依据乔木物种的重要值将森林植被划分出了34个类型。黄山物种多样性的与海拔的关系不十分明显。黄山植被的垂直带谱不是十分明显，将其垂直带谱划分为：海拔1300m(1500m)以下为常绿阔叶林带;海拔1300m(1500m)-1500m(1600m)常绿落叶阔叶混交林 带;1500m(1600m)以上为落叶阔叶林、黄山松林、山地灌木草丛带。垂直带谱在不同坡向上有差别，东、南、西坡的相似性较大，而北坡与其差别较大。 7．万朝山样方中共出现高等植物490种，隶属于339属，124科，其中蕨类植物21种，18属，11科，种子植物469种，321属，113科，其中裸子植物9种，7属，4科，被子植物460种，314属，109科，其中单子叶植物47种，37属，11科，双子叶植物413种，277属，98科。植物属的分布区类型中，北温带分布所占最多，其次为泛热带分布、东亚分布、东亚北美间断分布、旧世界温带分布以及热带亚洲分布，。温热比为1.3366，草本层>乔木层>灌木层，分别为1.5429、1.4063和1.0645。 万朝山的植被类型包括针叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和常绿落时阔叶混交林，但没有典型的常绿阔叶林。依据乔木物种的重要值将森林植被划分出了20个类型。万朝山物种多样性与海拔的关系则不十分明显。万朝山的人为干扰比较强，植被的次生性很大，南、北坡物种多样性随海拔升高的起伏较大。

全球气候变化条件下新疆天山云杉林生长的分析与模拟

气候变化对人类赖以生存的陆地生态系统尤其是森林会产生很大的影响。本论文选择新疆天山东部的伊吾、中部的天池和小渠子、西部的昭苏四个代表性样点，利用BIOME-BGC模型和树木年轮分析方法探讨1961 ~ 2000年间气候变化和大气CO2浓度增高对天山北坡地带性植被天山云杉林（Picea schrenkiana）生长的影响，并利用BIOME-BGC模型预测未来气候变化条件下天山云杉林生产力的可能变化。 利用BIOME-BGC模型模拟了当前气候和CO2浓度条件下四个研究样点净初级生产力（NPP）特征。比较BIOME-BGC模型模拟值与实测NPP、树木年轮指数，结果表明该模型适用于天山北坡天山云杉林的模拟研究。 以BIOME-BGC模型模拟的NPP和树木年轮宽度指数作为生长指标，分析了天山云杉林过去40年的生长特点和趋势。结果表明近40年来天山云杉林生长总体上呈现上升趋势，尤其是自1987年以后，变化幅度更大。天山云杉林的生长对气候变化的反应很敏感，年降水量与当年的NPP呈现显著正相关关系（R=0.774 ~ 0.882，P < 0.001）。年降水量与树木年轮宽度指数也呈现出相似的相关关系，但相关系数相对较小（0.305 ~ 0.544），其中只有昭苏和小渠子样点达到显著水平。在昭苏和伊吾，年平均温度与对应年份的NPP相关关系微弱，相关系数仅分别为0.036和0.159。而天山中部的小渠子和天池年平均温度与对应年份的NPP呈显著负相关关系（相关系数分别为-0.324和-0.322;P <0.05）,这可能是由于温度的升高加剧水分胁迫，导致NPP下降。年平均温度与树木年轮宽度指数的相关关系与NPP的基本一致。同时，年平均温度也表现出比较强的滞后效应,尤其是滞后两年的效应，这可能是由于温度的升高，加速养分循环产生施肥效应，从而间接促进天山云杉林的生长。近40年来，大气CO2浓度的增高对天山云杉林生长具有一定促进作用，NPP升高的幅度为1.85 ~ 4.51%,根据树木年轮估算大气CO2施肥效应β相对比较小,仅为0.133。进一步分析表明大气 CO2浓度主要是通过提高水分利用效率的途径促进天山云杉林生长。 利用RegCM2区域气候模式模拟的大气CO2倍增时（大约2070年）的气候变化情形作为输入参数，应用BIOME-BGC模型预测了在未来气候状况发生改变，而大气CO2浓度没有变化的情况下（C0T1P1），天山云杉林的NPP增长幅度为13.33 ~ 29.11%,其中对东部伊吾NPP的促进作用最大，其次是中部的小渠子和天池，而对西部昭苏NPP的影响最小;结合当前气候条件和大气CO2浓度加倍情形（C1T0P0），模拟结果表明NPP在比较温暖的天山中部和西部将会有所增加，增加幅度为1.17 ~ 8.62%，而在寒冷的东部伊吾，NPP则会下降2.50%, CO2的施肥效应表现出很大的温度依赖性;结合气候变化和大气CO2浓度加倍情形（C1T1P1），模拟结果表明NPP的增加幅度将会上升为26.43 ~ 37.24%，温度、降水和大气CO2浓度对NPP的影响存在较强的交互作用。 研究表明树木年轮真实记录了树木在自然条件下长期的生长特征，是验证生态系统模型比较理想的材料之一。生态系统模型可以从机理上对生态系统的生物物理过程以及影响因子进行分析和模拟。本研究利用生态系统模型与树木年轮方法相结合很好地揭示天山云杉林的生长与全球气候变化之间的相互关系。同时，研究表明未来气候变化有利于天山云杉林的生长，天山云杉林可能会成为一个重要的碳汇而在碳循环研究中倍受关注。

Genetic evidence supports demic diffusion of Han culture

The spread of culture and language in human populations is explained by two alternative models: the demic diffusion model, which involves mass movement of people; and the cultural diffusion model, which refers to cultural impact between populations and in

New symbiotic hypothesis on the origin of eukaryotic flagella

The origin of eukaryotic flagella has long been a mystery. Here we review the possibility that flagella sprouted evolutionarily from the eukaryotic cell proper seems very unlikely because it is hard to imagine what function and benefit in natural selection the flagella would have provided to the cells when they first emerged as simple buds. Lynn Margulis' 1970 spirochete hypothesis, though popular still, has never been confirmed. Moreover, the absence of tubulin and axonemal dynein in the spirochetes and the incapability of the bacterial and eukaryotic membranes' making a continuum now suggest that the hypothesis is outdated. Tubulin genes were recently identified in a new bacteria division, verrucomicrobia, and microtubules have also been found in one of these species, epixenosomes, the defensive ectosymbionts. On the basis of these data, we propose a new symbiotic hypothesis: that the mid-ancestor of eukaryotic cells obtained epixenosomelike verrucomicrobia as defensive ectosymbionts and the ectosymbionts later became endosymbiotic. They still, however, protruded from the surface of their host to play their role. Later, many genes were lost or incorporated into the host genome. Finally, the genome, the bacterial membrane, and the endosymbiotic vesicle membrane were totally lost, and fingerlike protrusions with microtubules formed. As the cells grew larger, the defensive function of the protrusions eventually weakened and then vanished. Some of the protrusions took on a new role in cell movement, which led them to evolve into flagella. The key step in this process was that the dynein obtained from the host evolved into axonemal dyneins, attaching onto the microtubules and forming motile axonemes. Our hypothesis is unproven, but it offers a possible explanation that is consistent with current scientific thought. We hope that our ideas will stimulate additional studies on the origin of eukaryotic flagella and on investigations of verrucomicrobia. Whether such studies confirm, refine, or replace our hypothesis, they should nevertheless further our understanding of the origin of eukaryotic cells.

Maturation of rhesus monkey oocytes in chemically defined culture media and their functional assessment by IVF and embryo development

This study compared success of in-vitro maturation of rhesus monkey oocytes in protein-free versus serum-containing culture systems, assessed by embryo development subsequent to IVF. Four media were tested: (i) modified Connaught Medical Research Laborato

An anticoagulant serine protease from the wasp venom of Vespa magnifica

Wasp is an important venomous animal that can induce human fatalities. Coagulopathy is a clinical symptom after massive wasp stings, but the reason leading to the envenomation manifestation is still not known. In this paper, a toxin protein is purified and characterized by Sephadex G-75 gel filtration, CM-Sephadex C-25 cationic exchange and fast protein liquid chromatography (FPLC) from the venom of the wasp, Vespa magnifica (Smith). This protein, named magnvesin. contains serine protease-like activity and inhibits blood coagulation. The cDNA encoding magnvesin is cloned from the venom sac cDNA library of the wasp. The deduced protein from the cDNA is composed of 305 amino acid residues. Magnvesin shares 52% identity with allergen serine protease from the wasp Polistes dominulus. Magnvesin exerted its anti-coagulant function by hydrolyzing coagulant factors TF, VII, VIII, IX and X. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A phylogeny of Chinese leaf monkeys using mitochondrial ND3-ND4 gene sequences

The phylogeny of Chinese leaf monkeys, especially the snub-nosed monkeys (Rhinopithecus), has not been thoroughly investigated using molecular sequence data, perhaps due to their rarity in the wild and their poor representation in institutional collections. Despite several proposed classifications, systematic relationships of these species remain poorly defined and this has hindered their conservation. To clarify the phylogenetic relationships of the leaf monkey clade in China, we sequenced the mitochondrial ND3, ND4L, ND4, tRNA(Arg), tRNA(His), tRNA(Ser), and tRNA(Leu) genes for Rhinopithecus bieti, R. roxellana, Trachypithecus francoisi, T. f. leucocephalus, and T. phayrei as well as Pygathrix nemaeus and Colobus guereza. We included a rotal of 2252 characters for each individual, excluding gaps in primary sequences. Our interpretation of the results from character- and distance-based phylogenetic analyses suggest that (1) Pygathrix nemaeus is sister to Rhinopithecus rather than to Trachypithecus though it is quite divergent from the former; (2) the Yunnan snub-nosed monkey, Rhinopithecus bieti, represents a valid species; (3) the white-headed leaf monkey is not a distinct species, but instead is a subspecies of Trachypithecus francoisi (T. f. leucocephalus), though it should still be considered a separate evolutionarily significant unit (ESU); and (4) because two individuals of the Phayrei's leaf monkey, T. phayrei, are genetically distinct from one another, a more extensive revision of the taxonomy of this putative species in China is needed. These results, plus ongoing work on the molecular systematics of the entire Asian leaf monkey radiation, can provide a sound basis for identifying the appropriate units of conservation for this endangered group of primates.

Mitochondrial DNA control region and cytochrome b sequence variation in the genus Mystacoleucus Gunther (Pisces : Cyprinidae : Barbinae) from China

Mitochondrial DNA (mtDNA) hypervariable segment I sequences (HVSI, 471 bp) of the control region and partial cytochrome b sequences (Cytb, 403 bp) were analyzed in three tentative species of the genus Mystacoleucus in China (M. chilopterus, M. marginatus, and M. lepturus). Not more than two mutations were found in both the HVSI and Cytb fragments among the samples from M. chilopterus and M. marginatus. However, M. lepturus differed from each of them by at least 25 mutations in Cytb and 51 mutations in HVSI. Moreover, the HVSI sequence variation within M. lepturus was larger than that between M. chilopterus and M. marginatus. Given that M. chilopterus and M. marginatus are very similar in morphology, it is reasonable to consider M. chilopterus and M. marginatus as conspecific. Our results also suggest a recent radiation of M. marginatus from downstream to upstream of the Lancangjiang (Mekong) River.

慢性吗啡给予、戒断及再给药过程中大鼠海马感觉门控的动态变化

药物成瘾被认为是药物长期作用于脑而产生的一种慢性复吸性脑疾病,长期反复的药物(如吗啡)滥用会导致一系列严重后果,如药物依赖、药物耐受、强迫性药物寻求等.本实验利用条件化位置偏好(conditioned place preference,CPP)模型来检测大鼠对吗啡依赖和心理渴求等过程;采用双声刺激听觉诱发电位来研究大鼠在慢性吗啡给予、戒断以及再给药过程中海马感觉门控(N40)的动态变化.吗啡组大鼠注射吗啡(10mg/kg,i.p.)12d,经历第一次戒断12d,再次注射吗啡(2.5mg/kg,i.p.)1d,之后经历第二次戒断2d;对照组大鼠注射同体积生理盐水,其余实验条件与吗啡组相同.CPP实验表明,这种药物给予方法促使大鼠对吗啡产生药物依赖和心理渴求.双声刺激诱发电位实验表明,吗啡组大鼠在吗啡给予期间海马感觉门控受到损伤;第一次戒断期的第1～2天海马感觉门控能力减弱,第3天增强,第4～12天逐渐恢复到正常水平;再次给予吗啡后海马感觉门控能力与对照组相比显著降低,并且随后2d的戒断期内海马感觉门控能力也一直保持较低水平,表明再次给药使大鼠海马感觉门控对吗啡更加敏感化.结果提示,长期反复的吗啡给予及再给药干扰了海马的感觉门控能力,吗啡成瘾对大脑可能产生长期影响.

不同渗透压的稀释液对猕猴精子低温冷冻保存的影响

以稀释液TTE (382 mOsm/ kg) 为对照, 研究了5 种渗透压(688 、389 、329 、166 、43 mOsm/ kg) 的TEST 稀释液(TEST、mTEST1、mTEST2、mTEST3、mTEST4) 在冷冻过程中对猕猴精子功能的影响。精液一 步稀释于含甘油的防冻液中, 甘油的终浓度为5 % (v/ v) 。在冷冻前后分别检测精子的运动度和质膜完整性, 后者用Hoechst 33342 和碘化丙锭双色标记流式细胞术分析。结果表明: 冷冻之前, 与鲜精相比, 用TEST 和 mTEST4 稀释的精子运动度和质膜完整性显著降低( P < 01001) , 其余组中除mTEST2 稀释的精子质膜完整性显 著降低( P < 0105) 外, 精子运动度无差异; 冷冻复苏后, TTE、mTEST3 和mTEST1 冻存精子的运动度和质膜 完整性最高, 其次是mTEST2 , TEST和mTEST4 冷冻效果最差( P < 0105) 。提示等渗、适当高渗或低渗的稀释 液适合猕猴精子的冷冻保存; 对精子产生高渗毒害作用是导致猕猴精子用TEST 冷冻存活率低的主要原因。

云南鸟类种的新记录——海南■

2006年10月28日凌晨3点,笔者在位于云南省新平县哀牢山的金山丫口鸟类环志站进行夜间鸟类环志工作时,用灯光诱捕到一只鹭科鸟类,经鉴定为海南(Gorsachius magnificus),为云南省鸟类物种新记录。形态特征:头和颊部黑褐色;枕部具黑褐色的延长羽冠;有明显的白色眼后条纹,颊纹白色;眼球外凸,黄绿色的眼睑向外伸出;眼先裸露皮肤呈黄绿色;喉白,中央有褐色条纹;颈侧棕色,前端有黑色条纹,前颈具褐白斑驳的条纹,后颈黑褐色;背部、翅和尾羽褐色;第一枚初级飞羽外栗红色;胸、腹部、尾下覆羽及翅下覆羽白色,杂有褐色斑纹;上嘴黑色,下嘴嘴基黄色,嘴端黑色;虹膜褐色(中国鸟类野外手册上记载的虹膜为黄色,MacKinnon et al,2000);跗黄绿色。雌性标本量度(g,mm)如下:体重563,全长565,嘴峰72,翅长305,尾长111,跗76。海南是中国的特有种鸟类,属国家Ⅱ级重点保护鸟类。分布于中国南方的少数地区,国外仅在越南东京有过一次记录(MacKinnon et al,2000),种群数量稀少,过去曾记录于安徽、浙江、福建(Cheng,1987)、海南、广西及广东(Gao et al,200...