A Plant Needs Ants like a Dog Needs Fleas: Myrmelachista schumanni Ants Gall Many Tree Species to Create Housing

Hundreds of tropical plant species house ant colonies in specialized chambers called domatia. When, in 1873, Richard Spruce likened plant-ants to fleas and asserted that domatia are ant-created galls, he incited a debate that lasted almost a century. Alth

稻属的系统发育基因组学研究

稻属（OrvzaL．）是禾本科(Poaceae)中的重要植物类群，包含20多个野生种和两个栽培种，共有十个基因组类型，即A，B，C，E，F，G，BC，CD，HJ和HK，蕴藏了极为丰富的遗传资源，是水稻遗传改良的重要基因库。考虑到该属现存物种中的多倍体都是由二倍体杂交起源的，因此，弄清二倍体基因组之间的进化关系对于正确理解整个稻属的进化历史至关重要，同时也为稻属及其近缘类群的进化生物学、比较基因组学和功能基因学研究等提供了一个重要的工作基础。迄今，对稻属各基因组之间的系统发育关系还没有一致的结论，特别是对A、B和C基因组三者之间的关系，以及稻属基部类群的归属问题还存在争议。本研究选取来自不同二倍体基因组的6个稻属物种为研究对象，以近缘属Leersia中的L，tisserantti作外类群，通过对基因组水平的多基因序列数据的详尽分析，探讨了稻属二倍体基因组之间的亲缘关系问题，基因树与基因树之间冲突的机理，以及利用基因组水平的多基因序列做系统发育分析的方法，主要研究结果如下。 利用已完成的水稻两亚种（O．sativaL．ssp. indica和O．sativaL．ssp.japonica）的全基因组序列，筛选并扩增出遍布核基因组12条染色体的142个单拷贝核基因片段。通过对全部基因位点的合并分析，我们得到了一棵有完全分辨并得到显著统计支持的系统树。分别提取各基因的外显子区、内含子区和第三密码子进行合并建树时发现，除了合并外显子区的MP分析以外，所得系统树的树形均不变，说明这棵树基本上不会因为选取基因组不同区域或碱基位点而改变，尽管不同区域或碱基位点受到不同的选择约束力。以基因为单位进行放回式抽样也强烈支持合并建树的分析结果，表明多基因合并序列的系统发育估计并没有受到少数特殊基因的支配。为了考察基因组内物种取样对建树的影响，我们增加了2个A基因组物种以及C基因组的另外两个物种，随机选取其中的62个基因位点进行扩增和测序（增加的O．sativa的序列来自BGI-RIS数据库）。将全部II个物种62个基因位点的序列合并建树分析，得到基因组之间的进化关系均未改变。我们进一步评估了合并数据的系统误差，结果发现，合并数据的系统发育重建也未受到系统误差的影响。综上所述，本研究通过系统发育基因组学方法所得到的系统树反映了类群真实的进化关系。 为了深入探讨以往研究中出现相互矛盾的系统发育关系的原因，我们对142个基因位点分别做了单独的建树分析，并用系统发育网络方法分析了数据中基因之间系统发育信息矛盾的集中位置及其矛盾程度。基于单基因的建树分析及系统误差分析，我们排除了随机误差和系统误差直接造成基因之间信息冲突的可能性。基于溯祖理论( Coalescence theory)的进一步分析表明，稻属进化过程中发生了两次世代间隔较短的连续分化事件，由于祖先居群较大引起基因的谱系分选，进而使得在利用现有物种基因序列来重建这些分化事件时基因树不能正确反映物种树，且呈现出基因组水平的基因树冲突现象。这两次间隔较短的连续分化事件分别对应了稻属中两次物种快速分化过程，整个稻属基因组的多样性几乎都是在这两次物种快速分化过程中形成的。随机抽样分析表明，需要大量的分子序列数据才能正确分辨稻属二倍体基因组的系统发育关系（若取95%的概率，则至少需要120个基因或50kb的随机碱基位点）。本研究用基因组水平的多基因合并数据克服了谱系分选对构建系统树所带来的“噪音”，在存在广泛单基因系统发育信息矛盾的前提下获得了对物种树的正确估计，这充分证明系统发育基因组学方法在解决快速分化类群的进化关系问题中有着巨大潜力和广阔的应用前景。 基于本文所采用的142个核基因，我们初步探讨了利用多基因序列数据构建系统树时如何进行模型选择和插入缺失编码等问题，并评估了数据缺失对基因组水平系统发育重建的影响。结果表明，对合并数据而言，混合模型比单一模型能更好的拟合数据的进化模式;找到合并数据中异质性的根源并做出适当的数据分割是成功运用混合模型的关键;某些模型成分在提高模型对数据的适合度上发挥着重要作用，尤其要考虑位点之间以及谱系之间的突变速率异质性。我们认为，在设置模型时，最复杂的不一定是最好的，把握数据中最重要的进化特征远比简单的增加模型的复杂度重要。插入缺失的编码分析表明，编码后显著增加了对A基因组和B基因组聚为一枝的支持，但对稻属基部类群的分辨状况改善不明显。另外，我们通过去除数据缺失比例较大的类群来降低数据缺 失对系统发育推断的影响，结果所得的系统发育关系不变，支持率也仅有极微小的变化，说明基因组水平的多基因数据由于具有丰富的系统发育信息，因而对数据缺失具有很好的缓冲能力。

基于广义模型和分类回归树的中国常见树种地理分布模拟研究

研究植被、物种分布与环境的关系一直是生态学中的重点。长期以来，在全球变化与陆地生态系统的研究中，主要研究重点是对大尺度植被分布的模拟和预测，并建立了大量的气候－植被分布关系模型。而对于物种潜在分布的模拟和预测，国内外相关的研究较少。近年来，随着统计技术和地理信息系统的发展，用于预测物种分布的统计模型技术得到了迅速的发展。统计模型技术已被广泛应用于生物地理分布、植物群落、生物多样性、气候变化影响评估等方面。 本论文基于当前在物种分布研究中应用广泛的广义线性模型、广义加法模型及分类回归树3种统计模型技术，对我国常见树种的地理分布进行模拟分析，并比较不同模型模拟精度的优劣，将模拟精度较高的模型应用于预测未来气候情景下我国几种主要树种的未来潜在地理分布。 基于建立的广义线性模型（GLM）、二次项逐步回归广义线性模型（SGLM）、广义加法模型（GAM）和分类回归树（CART）4个模型对我国20种常见树种地理分布进行模拟，结果表明，4个模型均有较高的模拟精度。GAM的模拟精度最高;添加二次项并进行逐步回归有效的提高了GLM的模拟精度;CART是一种基于规则的模型技术，模拟结果比GLM稍好，比GAM略差。 对不同树种的模拟分析表明，4个模型对于主要分布在暖温带落叶阔叶林区域的油松、辽东栎分布的模拟结果较差;GLM对分布在温带针阔混交林中红松、蒙古栎、胡桃楸和糠椴的模拟结果不太理想;4个模型对分布在中国亚热带常绿阔叶林区域的树种均表现出较高的模拟精度;对广布种也表现出很高的模拟精度。 结合地理信息系统，以地图形式将青冈、油松的模拟结果表示出来。结果表明：地理信息系统直观的反映出了模型模拟结果差异。4个模型均能很好模拟青冈的分布，且模拟结果接近;而对油松分布模拟结果4个模型均不甚理想，以GLM最差。这些结果与模型模拟评估结果相吻合。 在未来气候变化情景下，基于4个模型模拟结果优劣，以我国三种主要造林树种马尾松、油松、红松和两种常见树种青冈、蒙古栎为研究对象，分析其未来变化趋势。结果表明，未来气候变化情景下，对于马尾松而言，4个模型均预测马尾松在基本保持原有分布的基础上，其未来潜在分布区域均有所扩大，且有向西和向北扩展的趋势;对于油松而言，基于GLM、SGLM和GAM3个模型，油松的未来潜在分布除有北移的趋势外，其分布区还将向东北和西南两个方向扩展;对于红松而言，基于SGLM、GAM和CART3个模型的预测结果较为接近，即红松的未来潜在分布区域将有所减少;对蒙古栎而言，4个模型预测蒙古栎未来分布均将向西扩展;对青冈而言，4个模型预测青冈能基本保持其原有分布区，并向西和向北扩展，其中CART预测结果还表明，青冈在广东南部及广西南部的分布区域将消失。

云南中部无量山黑长臂猿(Nomascus concolor jingdongensis)栖息地乔木层物种多样性和结构特征

无量山是黑长臂猿景东亚种的唯一分布区,现栖息着98群500余只黑长臂猿。长臂猿是典型的树栖性灵长类动物,通过对无量山西坡大寨子地区250个样方的调查,分析了随海拔梯度升高,黑长臂猿栖息地植被乔木层物种多样性和结构的变化情况。共记录乔木111种,隶属于33科;木质藤本23种,隶属于18科。其中优势科主要有樟科(Lauraceae)、木兰科(Magnoliaceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)和杜鹃花科(Ericaceae)。根据不同海拔乔木层物种组成的差异,该区可划分为半湿润常绿阔叶林(2100~2300m)和中山湿性常绿阔叶林(2400~2600m)两种植被类型。多样性指数(Shannon-Wiener指数)随海拔升高在两种植被类型中均呈下降趋势;均匀度指数(Pielou指数)在半湿润常绿阔叶林中呈下降趋势,在中山湿性常绿阔叶林中无明显变化。半湿润常绿阔叶林中,阳坡的乔木物种多样性低于阴坡;而阳坡物种多样性在两种植被类型间差异显著。随着海拔的升高,乔木层的平均高度和上层乔木(Ⅰ层)的比例均逐渐降低,但下层乔木却呈上升趋势。6种优势乔木树种的种群年龄结构分析表明,该区植被的乔木层呈...

FEEDING AND VOCAL BEHAVIORS OF BLACK GIBBONS (HYLOBATES-CONCOLOR) IN YUNNAN - A PRELIMINARY-STUDY

Feeding and vocal behaviours of wild black gibbons (Hylobates concolor) were observed from 1987 to 1989 in south-western Yunnan, notably H. concolor jingdongensis at Mt. Wuliang (24-degrees 18-42'N, 100-degrees 30-50'E) in the early spring of 1989. 12 plant species were observed to have been eaten by the gibbons; these included tree species, lianas and epiphytes. Approximately 21 % of feeding time was devoted to eating fruits, 61 % to leaf buds and shoots, 7 % to flowers and 11 % to leaves. The gibbons preferred fruits to leaves even though they commonly ate leaves. In this study, the morning songs (duet and solo), reponsive (territorial) songs, alarm calls and communication calls were recorded. The gibbons sang their morning songs mainly in the early morning, with a single bout lasting more than 10 min on average. The singing of a group would trigger other groups, and all groups in an area tended to sing sequentially. The morning duet song bout was dominated by an adult male. The male emitted booms, aa notes, early multimodulated figures, intermediate multimodulated figures and codas, the latter occurring only in duets following the female's great call. The female uttered great calls and abortive great calls. The subadults or juveniles also took part in the morning songs. Lone males were heard to utter solos which lasted longer than the duets of the pairs.

子午岭60年辽东栎林种子质量与森林更新

辽东栎是我国暖温带落叶阔叶林地带的优势乔木树种之一。通过26年的定位监测,对子午岭辽东栎林种子质量消减、种子萌发与环境条件、实生苗时空分布动态以及对其森林更新的影响等方面进行了初步探讨。结果表明:辽东栎林在子午岭半阳坡、半阴坡和阴坡3种类型中,平均完好种子占种子总数的26.65%;霉变种子占18.72%;动物取食虫蛀种子在阴坡远高于半阴坡和半阳坡,占到种子总数的26.32%;已发芽的种子占其总数的28.31%,且半阴坡>半阳坡>阴坡。每年均有大量种子生产,但在生境与动物的共同作用下,种子数量和质量受到很大影响,多达73.35%的种子失去生命力,直接影响实生苗的形成;地表覆盖物虽能促进种子的快速发芽,但对成苗却是一个物理障碍,影响是负作用的,主要影响因子是地表覆盖物的厚度和含水量;在辽东栎林下虽有一定的实生幼苗分布,但数量极少,平均密度仅为140~120株/hm2,且不同立地条件差异显著,严重影响森林的天然更新。

辽西山地乡土树种开发利用的理论基础与技术

辽西山地由于人为破坏严重，自然环境恶劣，建国以来，国家和地方先后投入了大量的人力与物力，开展以人工植被建设为主要目的工程治理。由于诸多方面原因，辽西生态建设多注重理论的探讨和工程的实施，技术开发没引起足够重视。 本文以山地乡土树种开发利用的理论和技术为主要内容，对辽西地区生态建设的理论和方法进行研究，目的是为辽西山地生态恢复与环境治理提供相应的理论基础和技术指导，以期在辽西生态与环境建设中以较少的投资获得较大的生态效益。 本研究有如下工作和结果：(1)分析并明确了辽西山地生态建设主要矛盾，指出辽西山地生态建设应遵循恢复生态学理论；（2）通过对干燥度测算，明确了辽西山地属于半干旱区与半湿润区的交错地带，从而对辽西山地给出了现实的生态区划定位；（3）利用修正的Thornthwaite公式计算了这一地区的最大潜在蒸发量，分析了水分的盈亏状况；（4）研究分析了乡土树种生长与气候因子的关系；（5）在分析现有森林资源的基础上，确认人工植被建设中纯林比重过大、乡土树种比例过小、生态系统十分脆弱；（6）研究了乡土树种资源，结果表明辽西山地乡土树种丰富，可以开发的较多，进而提出了可利用的乡土树种耐旱的形态和生理特征；同时，进一步提出了主要乡土树种研究和开发课题；（7）从生态工程的原理出发，提出并设计了辽西地区利用乡土树种可进行的生态建设工程项目。

长白山阔叶红松林树种的空间分布格局：机会还是竞争？

森林群落中物种是怎样分布的？各物种是如何共存于同一群落中的？物种的分布格局是如何随尺度变化的？哪些过程影响了物种的空间分布格局？森林群落中是否存在着强烈的种内或者种间竞争？是机会还是竞争在构建森林群落中起着更为重要的作用？这些问题的回答，对于我们了解森林群落的结构特征及其内在的生态学过程、揭示物种多样性维持和共存机制具有极其重要的意义。本论文以长白山阔叶红松林25 ha大型固定样地为研究平台，基于第一次样地调查数据，采用不同的空间格局分析方法，从不同的研究角度，对阔叶红松林的群落组成与结构特征、空间格局、种间关系、密度制约机制、物种共有度格局等进行了较详尽的研究。主要研究结论如下： 1) 样地内胸径≥1cm的木本植物共18科32属52种。总的独立个体数为38902，包括分枝的总个体数为59121。个体数最多的前3个种的个体数占总个体数的60%，前14个种占95%，而其余38个种仅占5%。从物种多度、胸高断面积、平均胸径和重要值来看，群落成层现象显著，具有明显的优势种。 2) 对树种空间分布格局的分析发现：树种的空间分布格局随树种、径级、垂直高度、空间尺度的变化表现出不同的分布格局；大多数树种在较小的空间尺度上是聚集的，聚集程度随林层的增高而降低，而在较大的空间尺度则主要表现为规则或者随机分布；小树在小尺度上表现出不同程度的聚集；一些树种的分布格局表现出一定的空间异质性。 3) 对树种的种间相关性分析发现：树种的种间相关性随树种、径级、垂直高度、空间尺度而变化；红松与紫椴在整体上表现为正相关，但并不是在各林层间都表现为正相关；红松和紫椴的幼树和小树大多聚集在母树的周围，蒙古栎和水曲柳的幼树和小树在母树周围分布较少；对不同树种在不同径级和垂直层的空间相关性的分析发现，蒙古栎和水曲柳多分布在光环境比较好的地方，而红松和紫椴这两个耐阴树种则分布在郁闭的冠层下，表明不同的物种具有不同的生境要求以满足其存活和建成的需求；通过比较6个个体数差异极大的槭属树种的种群结构、空间格局和空间相关性等发现，15个物种对中的7个物种对不存在明显的相关性，不同径级的物种对之间的比较也没有发现明显的相关性，即它们之间并不存在明显的种间竞争。 4) 分析密度制约机制对树木存活的影响，可以发现：死亡前树种的格局大多是比死亡后更加聚集的；对于死亡后存活树木的格局，5个主林层树种中的3个和8个次林层和林下层树种中的3个树种的死亡都是随机的，8个次林层和林下层树种中的5个表现出正的密度制约存活；13个树种中的9个树种的存活与其自身的胸高断面积负相关，表明在大树之间存在着强烈的种内或种间竞争；主林层树种存活与近邻距离内同种的个体数没有明显相关性，而次林层和林下层树种的存活与近邻距离内同种的个体数大多呈正相关；大多数树种的存活与同种的胸高断面积表现出负相关，表明了强烈的种内竞争的存在，树木个体的大小对种内竞争的贡献要远远大于该树种种群的密度。 5) 对物种共有度格局的分析发现：阔叶红松林群落在小的空间尺度上出现了较少的物种共有度格局，表明也许存在强烈的种间竞争；而在较大尺度上，基于群落等级、个体数较多的物种组和径级较大的物种组的分析，都出现了随机的物种共有度格局，表明在较大的尺度上并不存在明显地影响物种分布的生态学过程；基于系统发生的物种组的物种共有度格局明显地不同于群落等级的物种共有度格局，在系统发生的物种组内，没有发现种间竞争的证据，而在小尺度上却存在正的种间相关性。 6) 从不同角度对物种分布格局的分析可以看出，森林群落结构与空间尺度是密切相关的。树种的空间分布格局随尺度而变化，在一个尺度上表现为一种格局，而在另一个尺度上则可能表现为另一种不同的格局。种内和种间相关性的分析也在不同的空间尺度上表现出不同的空间相关性。