应用SVM预测杜鹃属（Rhododendron L.）在中国的潜在分布中心

杜鹃属(Rhododendron L.)是中国种子植物中最大的属，其现代分布和分化中心是我国西南部的横断山区和东喜马拉雅地区。我国西部、西南部的云南、四川、西藏等地共有杜鹃达450种，仅特有种就有约300种。对杜鹃属分布的深入研究是横断山区生物多样性保护不可缺少的重要部分。 由于物种分布与环境因子之间存在着紧密的联系，利用环境因子作为预测物种分布模型的变量是当前最普遍的建模思路。但是绝大多数物种分布预测模型都遇到了难以解决的“高维小样本”问题――模型在标本数据不足时无法给出合理的预测，或者模型无法处理大量的环境变量。机器学习领域的理论和实践已经证明，基于结构风险最小化原理的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)算法非常适合“高维小样本”的分类问题。为了探索其应用在物种分布预测问题上的可能性，本文创新性的实现了基于SVM算法的物种分布预测系统。然后，本文以30个杜鹃属(Rhododendron L.)物种为检验对象，利用其标本数据和11个1km的栅格环境变量图层作为模型变量，预测其在中国的潜在分布区。本文通过全面的模型评估——专家评估，ROC (Receiver Operator Characteristic)曲线和曲线下方面积AUC (Area Under the Curve)——来比较模型的性能。试验结果表明，我们所实现的以SVM为核心的物种分布预测系统无论在计算速度还是预测效果上都远远优于当前广泛使用的GARP (Genetic Algorithm for Rule-Set Prediction)预测系统。 之后，本文进一步探讨了SVM预测系统预测效果与环境变量维数和标本点个数的关系。试验结果表明，对于只有少量标本点的物种SVM的预测结果仍然具有相当的合理性。由此可见， SVM预测系统很好的解决了以前众多模型无法克服的稀有种和标本点稀少的物种的潜在分布区模拟问题。同时本文发现大的环境维数（高维）对于物种潜在分布区的预测有着决定性的作用，因此模型处理高维问题的能力显得至关重要。 最后，我们使用中国所有可获取的杜鹃属标本数据，以及83个1km的栅格环境变量图层，对400种杜鹃属物种的潜在分布区进行预测。根据预测出来的物种潜在分布区，我们得到了中国杜鹃属物种潜在多样性分布格局，特有物种潜在多样性分布格局，濒危杜物种潜在的分布格局，各亚属物种潜在分布格局，以及不同生活型物种潜在多样性分布格局。这些分布区图不仅可以对杜鹃属起源研究提供分析验证的条件，还能为其引种、保护和新种的搜寻提供有利的空间依据。

杜鹃花属(Rhododendron)种间亲缘关系及小枝异速生长分析

杜鹃花属(Rhododendron)植物种间有着丰富的遗传变异，表型变异并不能完全或真实地反映遗传变异，需要利用信息大分子(DNA)的变化来评价其亲缘关系及系统发育。当年生小枝作为一个独立的构件单元，是植物体上最有活力的部分之一，具有重要的生态学意义。本文以杜鹃为材料，首先全面分析了杜鹃花属种间亲缘关系和小枝功能性状间的关系(异速生长)，然后对小枝水平功能属性间的关系进行系统独立比较分析研究，同时验证小枝异速生长关系。 选取23种杜鹃花属植物为材料，利用ISSR分子标记手段对其种间的亲缘关系进行研究和评价，结果发现：1) ISSR位点变异丰富。通过10条ISSR随机引物对供试的混合DNA样品进行分析，共检测到207个标记，其中多态性标记为197个，多态百分率为95.17%，种间表现出丰富的遗传多样性;2) 对ISSR产物进行统计分析的聚类分析结果同传统分类的结果基本一致。说明，ISSR分子标记技术在构建系统发育树方面具有较高的成熟性和可靠性。 本研究还对42种杜鹃花属植物小枝的功能属性进行了异速生长分析，结果发现：1)小枝大小对叶片生物量分配比率的影响不显著，SMA斜率为1.040 (95%的置信区间(CI)=0.998～1.085);但是，小枝越大，叶柄生物量分配比例越高(SMA斜率为1.245，显著大于1.0，呈显著的异速生长关系);2)小枝越小，单叶面积越小(支持Corner法则)，单位质量小枝所支持的叶面积越大，即具有较小枝条和较小叶片的物种可能具有较高的叶面积支持效率。结果有助于更好地理解亲缘关系十分接近的杜鹃花属植物，在不同生境条件下叶片大小的差异，以及在胁迫生境条件下小叶物种更为常见的原因。 此外，本文利用系统独立比较方法结合传统种间比较方法对23种杜鹃植物小枝进行异速生长分析，其中这23种杜鹃是前两方面研究的共有材料。系统独立比较分析分别依据ISSR得出的系统关系和中国植物志提供的系统关系构建两种系统树。结果表明：1)系统独立比较与种间比较分析得出的相关性结果一致;2)两种系统树所得的独立比较分析结果基本一致，相关性均达到极显著水平，即这两种方法作为构建系统树的依据是一致的。

大白花杜鹃菌根真菌多样性的研究

杜鹃花属(Rhododendron L.)植物分布广泛，研究发现所有的杜鹃花科植物都能形成一种特殊的菌根——杜鹃花类菌根(Ericoid Mycorrhiza)。杜鹃花类菌根对杜鹃花科植物在营养胁迫的环境下生长起到重要的作用。近几年，对杜鹃花类菌根的生物学和生态功能的研究越来越重视。我国是杜鹃花属植物资源最为丰富的国家，因此研究杜鹃花属植物菌根真菌多样性，充分利用杜鹃花特有的菌根资源，促进杜鹃花迁地保护成功具有重大的意义。 本研究以分布较广并且是中国特有的杜鹃花属植物——大白花杜鹃(Rhododendron decorum Franch.)的野生植株为研究对象，应用直接扩增根中真菌ITS区的分子鉴定方法和T-RFLP(末端限制性片段长度多态性)的分析方法，来研究其菌根真菌的多样性；并结合生态化学计量学特征分析、宿主遗传相似性及其群落组成分析等内容，探讨大白花杜鹃的菌根真菌－宿主植物－根际土壤三者之间的关系。主要结果如下： (1)通过用直接扩增真菌ITS区序列，揭示了大白花杜鹃根部真菌的多样性，本研究发现，野生大白杜鹃根部的真菌种类比较丰富，至少有26个ITS-taxa，包括子囊菌和担子菌共5个真菌目：Helotiales、Lecanorales(≡Agyriales)、Onygenales、Sebacinales和Thelephorales，其中包括典型的ERM真菌——树粉孢属Oidiodendron sp.(Myxotrichaceae)真菌。另外还发现了黑色有隔内生菌(Dark septate endophyte，DSE)以及一些未命名的子囊菌。担子菌在本研究中占有较大比例，尤其是蜡壳耳菌目真菌；此外还有较典型的外生菌根真菌——革菌目真菌。 (2)大白花杜鹃野生植株与栽培植株在菌根真菌种类组成上，有一定的相似性；在忽略种源差异等条件下相较而言，前者的物种丰富度远高于后者。 (3)大白花杜鹃菌根真菌多样性和丰富度同它的根际土壤与叶片的C、N、P含量以及C/N、N/P、土壤pH值、宿主的海拔高度等都没有显著的相关关系。 (4)在大白花杜鹃的菌根真菌群落组成方面，整体上保持了相当程度的相似性，同时还保持了一定水平的差异；大白杜鹃菌根真菌的种类是丰富的，优势度指数表明其多样性水平很高。 (5)大白花杜鹃的遗传距离与其菌根真菌群落组成结构有极显著的相关关系，宿主的种内遗传差异可能对菌根真菌群落物种组成产生选择偏好。 (6)大白花杜鹃的群落组成与其菌根真菌群落组成有极为显著的关联性，伴生种的菌根类型可能会影响宿主植物菌根真菌的物种组成结构。

云南哀牢山平河黑长臂猿栖息地乔木结构分析

采用样方方法对栖息于云南省哀牢山平河(E 101°17′16.1″,N 24°20′09.5″,海拔2 600 m)的黑长臂猿(Nomascus concolor)栖息地乔木层结构进行了调查.调查中共记录到乔木57种隶属于23科37属;木质藤本植物9种隶属于6科8属.优势科主要为杜鹃花科(Ericaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、山茶科(Theaceae)和壳斗科(Fagaceae)植物.主要树种重要值排序表明,露珠杜鹃(Rhododendron irroratum)为该地区最主要的优势种,在各坡位中均有广泛分布.乔木的多样性指数、均匀度指数在沟底明显降低,而乔木1层和2层所占的比例以及木质藤本的平均多度均随着坡位的下降而升高.与其他地区的长臂猿相比,哀牢山黑长臂猿的活动程度较低(10-22 m),果实性食物种类较少.

彭州市白水河自然保护区生物多样性及种子植物区系研究

对白水河自然保护区进行了生物多样性和植物区系调查，根据获得的生物多样性数据和标本的鉴定结果分析，得到结果和推论如下：1．白水河自然保护区生物多样性的垂直分布格局1.1 植物群落α 多样性随海拔梯度的变化乔木种的丰富度及多样性随海拔上升表现出明显的线性下降趋势。而灌木和草本物种丰富度及多样性随海拔上升表现出抛物线式的下降趋势。乔木种从海拔1400m 的15 种至林线时下降为2 种；灌木和草本植物分别从35 和38 种至山顶时下降为5 种和20 种。乔木物种随海拔升高出现明显的物种替代现象，表明海拔梯度包含了多种环境因子的梯度效应，影响着植物群落的分布与结构及物种多样性。1.2 植物群落β 多样性随海拔梯度的变化海拔2200 m 左右是一个明显的生境转折点。海拔2200 米以下相邻群落的相似性( CJ ) 明显大于海拔2200 m 以上的群落，说明海拔2200 m 以下的群落间共有种多，生境差异较小；而海拔2200 以上的群落则相反，相似性较低。低海拔区由于人为干扰较大，所以群落具有较高的物种丰富度，相邻群落之间的物种替换总量(Cody 指数) 较大。海拔2800 米到海拔3200 米之间因杜鹃群落的影响，物种替换总量(Cody 指数) 略有升高。研究β 多样性沿海拔梯度的变化必须考虑到物种丰富度和群落类型的影响，用不同指数从不同角度能更好地理解β 多样性沿环境梯度的变化。2．白水河自然保护区植物区系性质及起源白水河自然保护区自产种子植物计138 科421 属990 种。本文在科、属的水平上对该保护区植物区系特性进行了较深入的统计和分析。统计表明，温带和热带分布型均占有相当比重，但温带分布型稍占优势；热带、亚热带和温带的科、属多，中国特有属也有相当比例，它们是保护区具有特征意义的类群，其中许多属为古老和残遗成分。结论认为白水河保护区植物区系起源古老，较完好的保存了北极－第三纪古植物群。We have collected the specimens and gotten the biodiversity datas of BaiShuihe Nature Reserve in Peng Zhou，analysed the datas，the results as follows：1. Diversity of the plant community along altitudinal gradient1.1 α diversity of the plant communities along altitudinal gradientFrom 1400m to 3900m at Baishuihe Nature Reserve, 52 plots were investigatedwith an interval 100m in altitude； α diversity and β diversity of plant communitiesand their variety along altitudinal gradient were studied. The results showed that indifferent successional layers of trees, richness and diversity decreased linearly withthe increase of altitude. But shrub and herb layers don’t decrease linearly with theincrease of altitude. Tree species decreased from 15 species at 1400m so only 2species at timberline. Shrub and herb species decreased from 35 and 38 species at2000m to 5 and 20 species at 3800m respectively. Tree species are replacedobviously with the increase of altitude； It shows that altitude includes manyenvironmental facts, which infect the distribution, structure and diversity of plant population.1.2 The variety of βdiversity along altitudinal gradient.The entironment changed obviously near 2200m according to our research. Forsimilarity(CJ) between neighboring plots above 2200m is larger than wich below it.It shows that below 2200m，the neighboring plots has more same species，and thehabitats of neighboring plots has more similarity. Above 2200 is the other way round.The plant communites have higher species richness and species turnoverlargestly between neighboring plots because of the disturbance from humanity at lowaltitude. Between 2800m and 3200m species turnover not so obviously because ofmore Rhododendron live there.We should think over species and the types of plant communities effect thevariety of β diversity along altitude gradient. Use more biodiversity indexs and fromseveral aspects to understand the variety of β diversity along altitudinal gradient.2.Origin and characteristic features of Bai Shuihe Nature Reserve990 species of wild seed plants (belonging to 421 generas in 138 families) inthe floristic region of Bai Shuihe Nature Reserve were reported here. The statisticsand comparatively intensive analysis at generic and familiar levelss. Based on thestatistics，the results show that both temperate and tropical distribution types areacounted for considerable proportion of the total，but formal is a little moreimportant than the later. The North Temperate and E.Asia-N.America disjunctedpatterns are more concentrated in this area. These may be considered as thecharacteristic features of Bai Shuihe Nature Reserve flora, while many of them arearchaic and relic elements. According to above data，the floristic region of BaiShuihe Nature Reserve may be considered as a typical region in Chinese flora. Also，the flora of Bai Shuihe Nature Reserve are originated since ancient time as a wellconserved Arctic-Tertiar flora.