Motor coordination: when two have to act as one.

Trying to pass someone walking toward you in a narrow corridor is a familiar example of a two-person motor game that requires coordination. In this study, we investigate coordination in sensorimotor tasks that correspond to classic coordination games with multiple Nash equilibria, such as "choosing sides," "stag hunt," "chicken," and "battle of sexes". In these tasks, subjects made reaching movements reflecting their continuously evolving "decisions" while they received a continuous payoff in the form of a resistive force counteracting their movements. Successful coordination required two subjects to "choose" the same Nash equilibrium in this force-payoff landscape within a single reach. We found that on the majority of trials coordination was achieved. Compared to the proportion of trials in which miscoordination occurred, successful coordination was characterized by several distinct features: an increased mutual information between the players' movement endpoints, an increased joint entropy during the movements, and by differences in the timing of the players' responses. Moreover, we found that the probability of successful coordination depends on the players' initial distance from the Nash equilibria. Our results suggest that two-person coordination arises naturally in motor interactions and is facilitated by favorable initial positions, stereotypical motor pattern, and differences in response times.

Prediction of mesophotic coral distributions in the Au‘au Channel, Hawaii

The primary objective of this study was to predict the distribution of mesophotic hard corals in the Au‘au Channel in the Main Hawaiian Islands (MHI). Mesophotic hard corals are light-dependent corals adapted to the low light conditions at approximately 30 to 150 m in depth. Several physical factors potentially influence their spatial distribution, including aragonite saturation, alkalinity, pH, currents, water temperature, hard substrate availability and the availability of light at depth. Mesophotic corals and mesophotic coral ecosystems (MCEs) have increasingly been the subject of scientific study because they are being threatened by a growing number of anthropogenic stressors. They are the focus of this spatial modeling effort because the Hawaiian Islands Humpback Whale National Marine Sanctuary (HIHWNMS) is exploring the expansion of its scope—beyond the protection of the North Pacific Humpback Whale (Megaptera novaeangliae)—to include the conservation and management of these ecosystem components. The present study helps to address this need by examining the distribution of mesophotic corals in the Au‘au Channel region. This area is located between the islands of Maui, Lanai, Molokai and Kahoolawe, and includes parts of the Kealaikahiki, Alalākeiki and Kalohi Channels. It is unique, not only in terms of its geology, but also in terms of its physical oceanography and local weather patterns. Several physical conditions make it an ideal place for mesophotic hard corals, including consistently good water quality and clarity because it is flushed by tidal currents semi-diurnally; it has low amounts of rainfall and sediment run-off from the nearby land; and it is largely protected from seasonally strong wind and wave energy. Combined, these oceanographic and weather conditions create patches of comparatively warm, calm, clear waters that remain relatively stable through time. Freely available Maximum Entropy modeling software (MaxEnt 3.3.3e) was used to create four separate maps of predicted habitat suitability for: (1) all mesophotic hard corals combined, (2) Leptoseris, (3) Montipora and (4) Porites genera. MaxEnt works by analyzing the distribution of environmental variables where species are present, so it can find other areas that meet all of the same environmental constraints. Several steps (Figure 0.1) were required to produce and validate four ensemble predictive models (i.e., models with 10 replicates each). Approximately 2,000 georeferenced records containing information about mesophotic coral occurrence and 34 environmental predictors describing the seafloor’s depth, vertical structure, available light, surface temperature, currents and distance from shoreline at three spatial scales were used to train MaxEnt. Fifty percent of the 1,989 records were randomly chosen and set aside to assess each model replicate’s performance using Receiver Operating Characteristic (ROC), Area Under the Curve (AUC) values. An additional 1,646 records were also randomly chosen and set aside to independently assess the predictive accuracy of the four ensemble models. Suitability thresholds for these models (denoting where corals were predicted to be present/absent) were chosen by finding where the maximum number of correctly predicted presence and absence records intersected on each ROC curve. Permutation importance and jackknife analysis were used to quantify the contribution of each environmental variable to the four ensemble models.

柠条种子蛋白，同工酶遗传分析与群体遗传结构

本文研究了毛乌素沙地6个不同生态环境的柠条群体和1个锡盟草原站的小叶锦鸡儿群体的同工酶和种子蛋白的遗传变异。利用Brown等(/975)同工酶遗传分析方法对同工酶和种子蛋白的多态性进行了遗传分析。运用Shannon信息指数和Nei指数分析测定了锦鸡儿群体的遗传结构。结果表明： (l) Brown同工酶遗传分析的方法适合于柠条同工酶的遗传分析。 （2用LAP酶对柠条群体进行了精细的遗传结构研究。结果表明毛乌素沙地柠条群体的异交性。GST=D．134，即大部分的变异存在于群体内部，小部分的变异存在于群体之间。柠条群体的繁育系统与水分胁迫有关。随着生境变旱，繁育系统有向近交变化的趋势。 (3) Brown同工酶遗传分析方法也可以运用于种子蛋白遗传分析，柠条种子蛋白各亚基的遗传是孟德尔方式。 (4)由种子蛋白变异所统计测定的柠条群体的遗传分化系数GST=0.l81(Nei指数)或0.179(Shannon指数，Kongkiatngam改进)。群体变异水平按表型多样性依次为人工毛条群体>锡盟群体>滩地群体>硬梁群体>软梁群体>丘下群体>丘上群体。按遗传多样性依次为人工毛条群体>软梁群体>锡盟群体>滩地群体和硬梁群体>丘上群体>丘下群体。群体间基因流水平Nm>/，遗传距离D<0．1。 还试验对玉兰、合欢、紫藤、绿豆几种植物种子蛋白变异的遗传分析。最后对同工酶，种子蛋白遗传分析和群体遗传结构进行了讨论并提出今后工作的一些建议。

两类豆科植物：锦鸡儿和野大豆的分子生态学研究

野大豆和锦鸡儿，同属豆科植物。前者是一年生自交植物，后者是多年生异交植物;一个是大豆的种质资源，另一个是固沙植物;一个具有耐盐适应，另一个能够抗旱。本文首先结合同工酶分析结果，通过随机扩增多态性DNA（RAPD]标记研究了锦鸡儿和野大豆群体的分子生态学特征。然后用限制性内切酶消化了单态的野大豆群体扩增产物以提高RAPD标记检测野大豆DNA多态性的能力。并且根据锦鸡儿群体的RAPD谱估算了每位点上的等位基因频率，分别用Shannon信息指数和Nei指数估测了各群体的遗传变异。最后，在以上研究的基础上结合我们实验室有关锦鸡儿和野大豆的形态，种子蛋白或同工酶方面的分析得到以下结论： 1]在本文的实验条件下，RAPD标记的重复性很好，使有关锦鸡儿和野大豆群体分子生态学的研究结果有了可靠的基础。 2]RAPD标记的显性特征使实验中确定显、隐性等位基因频率困难较大。用估测的显、隐性等位基因频率通过Shannon信息指数估算群体遗传多样性可能更适合于异交植物。 3）用限制性内切酶消化随机扩增产物后，能够提高RAPD标记检测野大豆群体DNA多态性的能力。4]按RAPD多态位点比率排列毛乌素沙地锦鸡儿各群体为：硬粱群体<沙丘群体<硬粱覆沙群体<毛条群体<滩地覆沙群体<软梁覆沙群体。按遗传多样性排列各群体为：硬粱群体<硬梁覆沙群体<沙丘群体<软梁覆沙群体<毛条群体<滩地覆沙群体。反映了RAPD多态位点比率与遗传多样性在检测群体DNA多态性能力上的异同。 5]毛乌素沙地锦鸡儿群体间 存在着强大的基因流，其高度异交性与生态过渡带可能是一致的。 6]根据同工酶、种子蛋白的分析结果，硬粱覆沙群体的基因多样性在毛鸟素沙地锦鸡儿各群体中是最高的。然而，根据DNA多态性的研究结果，硬粱覆沙群体的基因多样性在各个群体中仅大于硬梁群体。反映了锦鸡尔表型分化与基因型分化的差异。7]就本文的研究结果来看，野大豆群体以其高水平的遗传多样性和发育变通性适应着多变的盐环境。8]无论从DNA多态位点比率还是群体的基因多样性来看，异交植物锦鸡儿群体都具有比自交植物野大豆群体较高的水平。除了盐适应的野大豆群体外，一般来讲，锦鸡儿群体间的基因流要明显地大干野大豆的群体间的基因流。

东北地区蒙古栎林的群落学特征及物种多样性

根据野外样地调查方法取得数据，我对样地资料进行了以下几方面的分析。根据吴征镒、王荷生区系分析方法，分析了东北地区蒙古栎群落中261种维管植物的区系成分，还分别分析了蒙古栎群落的乔木层、灌木层、草本层以及层间植物的区系成分。比较了东北地区的10个地点和河北省1个地点的蒙古栎群落物种所在属的分布区类型，计算了温带属与热带属（T／R）的比值，并给出了T／R值、纬度和海拔三者关系的回归方程。最后对这种分布格局产生的原因进行了解释。分析了东北地区10个地点蒙古栎群落中290个维管植物的生活型，发现东北地区蒙古栎群落物种的生活型以地面芽最多，同时本文对地下芽、地面芽与纬度、海拔的关系进行了回归分析。根据Raunkiaer系统，分析了蒙古栎群落中337种维管植物的叶型，发现蒙古栎群落植物以小型叶为主，并分析了叶的边缘状况，全缘叶占22.3％。还分别分析了群落乔木、灌木和草本的叶型及叶缘状况。分析了13个地点蒙古栎群落物种相似性与两地之间距离的关系。 比较了丰林自然保护区三个不同年龄林（64年、100年和270年）物种多样性特征。对黑龙江省七个地点的蒙古栎林的更新特点的分析，蒙古栎林可划分为不同特点的蒙古栎林型，即蒙古栎纯林、蒙古栎桦林林、蒙古栎落叶松林、蒙古栎槭树林、蒙古栎红松林和蒙古栎红松混交林等。 比较了13个地点蒙古栎群落的物种丰富度、Simpson指数、PIE指数、Shannon指数和Pielou指数。并对蒙古栎群落和核桃揪群落、蒙古栎群落和长白落叶松群落、蒙古栎群落和杂灌丛群落及其交错带进行了研究。采用点样地法对五个地点蒙古栎的邻体多样性进行了研究，用物种共同出现百分率测定了4个地点的蒙古栎与其伴生种的种间联结值（PC值），并引入了LS值方法（即相邻物种的平均个体数目），对4个地点蒙古栎群落在不同的环境因子下物种多样性的进行了比较。

羊草遗传多样性分析和赖草属的分子系统发育

羊草（Leymus chinensis（Trin.）Tzvel.或Aneurolepidium chinense Trin.），隶属禾本科（Gramineae），大麦族（Hordeae），小麦亚族（Triticieae），赖草属（Leymus），兼具重要的生态价值和经济价值。面向国家重大需求，本论文选择羊草作为主要研究对象，开展了两方面的研究工作，即我国羊草种质资源的遗传多样性评价和赖草属物种的系统发育分析。 羊草是一种多年生根茎型禾草，根据叶色可以划分为黄绿型和灰绿型两种生态型。其分布范围横穿亚欧草原的东部，包括朝鲜和蒙古的西部，以及西伯利亚的西北部，集中分布于我国的东北部。羊草是我国典型草原植物群落中的优势种。它可以在多种土壤和气候条件下正常生长，如松嫩平原、内蒙古草原和黄土高原。从另一个角度讲，不同类型的生境也造就了羊草丰富的遗传多样性。 自上世纪90年代中期开始，我们陆续从我国东北部6个省市收集了293份羊草种质，包括205份灰绿型羊草和88份黄绿型羊草。经过连续3年的观测记录，通过37个重要农艺性状，对293份羊草的遗传多样性进行了评估。依据10个质量性状和27个数量性状，统计了羊草不同性状和不同地域羊草的Shannon遗传多样性指数，同时还使用了主成分分析和通径分析做了相关统计。结果显示：（1）与黄绿型羊草相比，灰绿型羊草具有更高的遗传变异（P<0.05）。结合这两个趋异型羊草的分布范围，可以得出两种类型羊草之间存在稳定的遗传差异;（2）通径分析显示，羊草营养生长性状和遗传多样性两者的组合效应可以解释羊草生殖特性中20.6％的遗传变异;（3）在124-128ºE这一区域，羊草的遗传多样性指数最高（H＝2.252），表明这一地区具有最丰富的羊草种质资源。 赖草属（Leymus Hochst.）是一个异源多倍体属，约有34个物种，该属未知基因组的起源一直争论不休。其倍性范围从四倍体（2n=4x=28）、八倍体（2n=8x=56）一直到十二倍体（2n=12x=84）。新麦草属（Psathyrostachys Nevski）只含有Ns一个基因组，约有9个物种。这两个属都是多年生牧草，具有抗旱、抗病和耐盐碱等生物学特性。 应用核糖体ITS（Internal Transcribed Spacer）序列和叶绿体trnL-F序列，我们对13个赖草属物种、小麦族18个属（40份二倍体材料）、以及Elymus californicus和Bromus catharticus，共计57份材料进行了系统发生分析。ITS序列分析表明，赖草属分别与新麦草属和小麦族中一个未知属在进化上具有紧密的关系。ITS谱系树表明赖草属内部存在大量的分化，以及赖草属物种具有多次起源的特征。trnL-F序列分析表明，赖草属物种的母本，部分来自Ns基因组，部分来自Xm基因组，这可能与赖草属物种的地理分布有关，分布于亚欧大陆的物种其母本是新麦草属，而分布于北美的大部分物种其母本是Xm基因组。trnL-F序列分析还表明，E. californicus和赖草属未知的基因组具有紧密的关系。以上研究结果表明：（1）从分子层面证明，赖草属的未知基因组并非来自薄冰草属，或是一个修正的新麦草基因组，其基因组组成应是NsNsXmXm;（2）赖草属物种的母本，部分来自Ns基因组，部分来自Xm基因组，这可能与赖草属物种的地理分布有关;（3）E. californicus的母本是Xm基因组，父本是Ns基因组，该物种应从披碱草属转移至赖草属。

意大利威尼托（Veneto）的刺叶栎林-植物社会学生物多样性研究

刺叶栎( Quercus ilex L．)是地中海的常绿树种，属于古老的第三纪植物区系成份。本文根据苏黎世——蒙特利尔学派的植被学基本原理，全面地研究了分布在整个威尼托(Veneto)大区的剌叶栎林，详细研究刺叶栎林的群落组成、结构及类型划分。同时，对威尼托的刺叶栎林同北京山区的栎林进行了比较研究。最后，着重研究了威尼托刺叶栎林的生物多样性。 威尼托的刺叶栎林主要分布在亚得里亚海沿岸（包括Foci del Tagtiamento和Bosco Nordio e Rosolina Mare两地）、Lago di Garda和Colli Euganei。 在气候上，亚得里亚海沿岸属于半地中海气候。加尔达湖区域(Laqo di Garda)则是接近欧洲中部的大陆性气候，且维持半地中海的气候特点。Co t l i Euganei是这两地气候的过渡类型，且更接近亚得里亚海沿岸的类型。 在亚得里亚海沿岸的刺叶栎林可以分为三类，第一类(I)是一些矮树丛，这是Fraxinus ornus和Quercus ilex混交林的前身，较干旱。第二类群落(II)缺少乔木层，灌木层是由一些盖度不大的刺叶栎代替，更干旱。第三类群落(Ⅲ)是一群在外貌上相同的成熟群落．Fraxinus ornus和Quercus ilex得到充分发展，较中生。 在加尔达湖区的刺叶栎林可划分为三类。第一类群落(I)代表一组耐旱、开敞的矮树丛，含有Sesterio Variae-Ostryelum群丛的特征种，这一类可划分为SesLerio Variae-Ostryetum群 丛，土壤贫脊和干旱。第二类群落(Ⅱ)代表一类较郁闭的矮树丛，含有较多的Prunetalia群落目的成份，土壤较贫脊。第三类群(Ⅲ)代表一类郁闭的群落，乔木具有很大的密度因而林下灌木不能充分发展。SesLerio Variae-Ostryetum群丛和Prunetalia群落目的成份均不多。 在Colli Euganei的刺叶栎林可划分为二类。第一类群落(I)是一些不郁闲的矮树林组成。大体上分为地中海旱生栎林和地中海假灌丛。第二类群落(II)代表了较中生状态的植被，刺叶标种群绝对郁闭。 北京地处华北大平原的西北部。北京山地的气候为温带陆地性季风气候，其地带性的落叶阔叶林是以栎林为典型。虽然这些栎林同意大利威尼托刺叶栎林是两种不同的森林类型，但两者之间是存在着一定的联系。其共有的科有20个，共有属有11个。他们在植物组成中，以禾本科，蔷薇科和豆科的植物种类为最多。在乔木层中，他们都是以壳斗科的栎属(Quercus)为优势，其中木犀科的白蜡属(Fraxinus)和槭树属(Acer)较多。 本文对威尼托大区刺叶栎林的物种多度分布格局进行了全面探讨，计算出刺叶栎林的几何分布模型、Broken-stick分布模型、Log分布模型、Log-normat分布模型等四种物种多度分布的理论模型，并将这些理论分布模型用“序列／多度”图解和“多度／频度”图解表示出来。其中，几何分布模型．Broken-stick1分布模型用“序列／多度”图解表示。Broken-stick2分布模型、Log分布模型、Log-normal分布模型用“多度／频度”图解表示。 对上述四个物种多度的理论分布同实际现察的物种多度分布进行X2分析，在5％的显著性水平上，对整个威托大区的刺叶 栎林，几何分布模型最能代表其物种多度分布，显著性最大;Log-normal分布模型也可以用来代表威尼托刺叶标妹的物种多度分布，其显著性次于几何分布模型的显著性。这表明威尼托的刺叶栎林尚处于演替的早期阶段，这些刺叶栎林曾受到严重破坏，现正在恢复。 通过比较Foci del Tagtiamento和Bosco Nordio加尔达湖区、Colli Euganei四个地方刺叶栎林的物种多度的几何分布模型和Log-normal分布模型，显示出Lago di Garda（加尔达湖区）的刺叶栎林生物多样性最好、Foci del Tagtiamento刺叶栎林生物多样性较好．Bosco Nordio的剌叶栎林生物多样性较差．Colli Euganei的刺叶栎林生物多样性最差。 再利用多样性指数计算全部威尼托大区剌叶栎林的生物多样性。计算的多样性指数有丰富度指数（包括Margalef指数、Men-hinick指数、Monk指数）、多样性指数(Shannon信息指数、Bri llouin个息指数、Gini指数、PIE指数、Mcintosh指数)、优势度指数(Berger-Parker指数、Simpson指数)、均一度指数(Pielou均一度指数、Brillouin均一度指数，PIE的V’均一度指数．PIE的V均一度指数，N2的V’均一度指数，N2的V均一度指数，Mclntosh均一度指数，Hill的F10均一度指数，Hill的E21均一度指数，Hill的F21的一度指数）。通过比较丰富度指数，多样性指数、均一度指数与优势度之间的关系，结果，Simpson优势度指数同Men-hinick物种丰富度指数、Shannon信息指数、Bril-louin信息指数、Pielou均一度指数，Brillouin均一度指数，Mcintosh均一度指数、PIE的V’均一度指数呈负相关关系，因此，上述生物多样性指数可以较好地反映威尼托大区刺叶栎林的生物多样性。反映出的结果是：加尔达湖区刺叶栎林生物多样性最好，Foci del Tagtiamento刺叶栎林生物多样性较好，Bosco Nordio的剌叶栎林生物多样性较差．Colli Euganei的刺叶栎林生物多样性最差。 生物多样性的研究显示出生物多样性同生境状况的密切联系。往往受人为干扰严重的群落生物多样性低、如Coli Euganei和亚得里亚海岸刺叶栋林;而受人为破坏较轻的群落其生物多样性高，如加尔达湖区刺叶栎。 生物多样性的研究还显示出生物多样性同群落演替的发展阶段密切相关，在群落演替初期，由于缺乏优势种，而又有大量物种侵入，物多样性相对较高。在群落演替中期，由于形成了一个或几个优势种，优势度的增加导致了生物多样性相对减低。如Foci del Tagtiamento刺叶栎林生物多样性高于Bosco Nordio刺叶栎林的生物多样性。到演替后期，随着更多物种的侵入，群落结构的复杂化、生物多样性又将逐步提高。

中国暖温带森林群落多样性若干问题的研究

中国暖温带落叶阔叶林区维管植物共158科，931属，近4000种（含亚种，变种和变型），种子植物l3l科，877属，3770余种。暖温带植物区系有很强的温带性质，各类温带成分共548属，而各类热带成分仅226属，热带成分与温带成分(R/T)的比率为0．31。运用TWINSPAN和DCA对全国34个植物区系进行了数量分类排序，结果反映了一个地区的植物区系性质主要取决于其所在地的地理位置，同时也受山地海拔高度的强烈影响这一植物区系的基本特征。 根据暖温带森林植物的特点，修订了Raunkiear生活型系统。暖温带森林植物以地面芽植物(H)占较大的优势，占暖温带全部种类的33.9%;其次是地下芽(G)植物，占l 9.7%;全部高位芽植物占27.5%，绝大部分为落叶阔叶高位芽植物。主要由这些生活型组成的暖温带植物生活型总谱基本反映了暖温带夏季温暖多雨、冬季寒冷干旱的中纬度地区地面芽植物群落气候特征。 暖温带森林植被类型主要有7个植被亚型，约50个群系。辽东栎群落是典型的地带性森林群落。应用TWINSPAN和DCA程序将68块暖温带部分地区辽东栎群落样地和83块北京山区辽东栎群落样地分别划分为1 5个和14个群落类型。用物种丰富度指数、Simpson指数、多样性奇测法、Shannon-Wiene r指数、Pielou均匀度指数，Heip均匀度指数、AIatalo均匀度指数等常用的多样性测度方法，分别对暖温带和北京山区辽东栎群落的多样性进行了测度，结果发现，多样性作为一个整体与DCA第1轴有很大的相关关系：暖温带辽东栎群落多样性指数与DCA第1轴的复相关系数为0.7左右，北京山区较高，为0.8左右。多样性的空间特征为：随海拔的升高和纬度的降低，多样性指数呈上升趋势，反映了水热条件在辽东栎水平分布范围内、人类活动和水分因子在辽东栎垂直分布范围内对群落多样性的影响;不同群落之间多样性指数由低到高的顺序为：灌丛、辽东栎萌生丛、辽东栎林、辽东栎纯林、混交林，符合群落演替过程中多样性的动态规律。 对秦岭主峰太白山海拔1400-1600m之间植被类型和物种多样性进行了研究，在划分的1 5种群落类型中，以位于海拔1500-2300m之间的落叶阅叶混交林和栎类混交林的群落多样性最高，在海拔2300-3600m之间，群落多样性趋于单调下降，反映了热量的不足在这一海拔高度范围成为多样性的主要限制因子。

兴山龙门河地区的植物群落与物种多样性研究

龙门河地区地处湖北省的西部，神农架的南坡，处于中亚热带向北亚热带过渡的地带。对其植物与植物群落的研究得到如下结果： 龙门河地区共有维管植物160科724属1737种，其中种了植物140科692属共1686种。其植物区系有显著的温带性，温带分布属共380属，占总属数的54.9%，这可能和该地区的地理位置，海拔及人为活动的影响有关，该地区的植物区系还具有古老性，特有属丰富特点，且有较多的珍稀濒危植物分布。 龙门河地区的植被共划分三个自然植被型共16个群系。在高海拔地区保存有较原始的落叶阔叶林，低海拔地区多为人为破坏后的次生类型。这些植被类型随环境条件的变化呈现较有规律的分布，依照其垂直分布的情况，可以将该地区植被划为三个带，即常绿阔叶林带低于海拔900(-1300)m;常绿落叶阔叶混交林位于海拔900(-1300)-600m之间;落叶阔叶林带在海拔1600(-1300)-2200m之间，无针叶林带在龙门河地区分布。应用TWINSPAN和DCA程序对各调查样地进行数量分类和排序结果说明，植物群落的分布与环境因子明显相关，但排序轴不能用海拔等单个的因子来解释。对各群落乔木层的Gleason丰富度指数，Shannon-Wiener指数及Pielou均匀度指数对比后发现，各种指数在不同的群落之间及不同海拔高度上没有明显的规律，这可能是由于人类活动混淆了群落成分及结构的结果。 锐齿槲栎林是神农架地区一种重要的落叶阔叶林，其分布广泛，保存较好。通过对锐齿槲栎种群大小结构的研究发现，中等大小的锐齿槲栎个体数量较多，幼苗与幼树的数量在不同样地间变化很大，其大小结构分布图中多有一定程度的缺失。锐齿槲栎种群多呈现聚集分布，不同的尺度下其聚集程序不同。在大多数尺度下，幼苗幼树的聚集程度比相同尺度下成体的聚集程序高。幼苗更新是锐齿槲栎更新的一种主要形式，其幼苗的出现与林窗的形成有密切的关系。在锐齿槲栎幼苗成长为幼树的过程中，同于种内与种间竞争的影响。导致了许多幼树的死亡。正是由于林窗形成等干扰因素的影响才使锐齿槲栎幼树得以进入群落上层。

植物群落复杂性与群落结构组建的描述与分析

时间、空间格局的保持和发展及其对种群、群落和生态系统动态的影响是生态学中两个相互关联的基本课题。围绕这个中心议题作者在植物个体、种群、群落各个层次上开展了研究。 1)研究了克隆植物构型及其对资源异质性的响应，给出了描述该连续体的一个指数v：In1/ln刀．（士Shannon-Wiener熵H(S)和Renyi熵H12 (S)测度基于无序的复杂性，并将总复杂性和基于无序的复杂性之差△(S)=L(S)一H(S)和 A，：=/(S) - H12 (S)作为组织复杂性或群落结构复杂性的测度。研究了中国东北样带(NECT)典型植物群落的结构复杂性和多样性。以群落结构组建的理论为基础提出了一个描述群落内种间相互作用强度的指标，利用约束典型排序和偏典型排序技术：典型对应分析CCA和剩余分析RA为基础，发展一种包括环境，空间格局和物种相互作用三方面因素的植物群落数量分析方法，并在种多度数据的变化中分离出这几个方面的变化。 4)以适宜度理论和草原类型理论为基础，利用草原湿润度指标k作为生境综合生态因子的一个测度，构造出草原生物的适宜度模型;给出了草原生境对草原生物适宜度的评价指标：提出了草原生境指数，生境适宜度，生境适宜度过程等新的概念。(公式从略)

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。

植物种群小尺度空间结构的数量分析

采用位置指数、分异指数、结构复杂性指数、Shannon-Wiener多样性指数以及Ripley的K-方程，探讨了华南海岸英罗港红树植物木榄种群的分布格局、胸围和树高分异以及冠层结构方面的空间异质性。结果表明，多数木榄种群呈现随机分布，其个体胸围和树高的分异程度较低;而少数木榄种群呈现集群分布，其个体胸围和树高的分异程度明显。采用地理信息系统对木榄种群冠层和空隙斑块进行多种水平和垂直尺度的分析，冠层与空隙斑块之间的镶嵌格局因种群而异，这种格局可基于树冠投影用Shannon-Wiener多样性指数进行定量描述。冠层结构的空问异质性随空间尺度而变化，但这种变化在一定尺度范围内保持相对的稳定。这一尺度范围可作为木榄红树林更新或生态管理单位的参考尺度。 采用多重分形理论和方法对华南海岸北海红树林区红树植物白骨壤幼苗种群的分布格局进行了分析。结果表明，白骨壤幼苗种群的分布格局具有多标量和多重分形行为。随着q值由-2增加到4，Dq值介于1.078-1.997，f(a)值介于0.402-1.678，a(q)值介于0.909-2.480。多重分形的参数值与幼苗种群的集聚强度密切相关。差值（D。-D1）和[f(-1) –D]。是度量格局空间异质性程度的有效指数。海洋水文周期性规律、不同面积大小的裸地、树冠的阻拦作用等是制约白骨壤幼苗种群多重分形格局形成的主要因子。 采用地统计学理论和方法，对北京东灵山落叶松和胡桃楸针阔混交林下的克隆植物绢毛匍匐委陵菜分株种群的统计变量和土壤变量的空间格局进行了分析和比较。结果表明，绢毛匍匐委陵菜分株种群各器官生物量以及分株数和叶数的空间格局具有较高程度的异质性。总生物量以及茎、叶和根生物量的半方差函数曲线为指数模型，叶柄生物量、分株数和叶数的为球状模型，叶片生物量的为线性无基台值模型，而匍匐茎生物量的为纯块金效应模型。除叶片和匍匐茎的生物量外，其它器官生物量以及分株数和叶数由空间自相关引起的空间异质性．SHA主要表现在120-3 50cm的尺度范围内，SHA占总空间异质性的比例在50%以上。生境中，各种土壤变量的空间格局也具有较高程度的异质性。土壤含水量、NO3-、NH4+、有机质、全磷和PO4(3-)的半方差函数曲线为球状模型，而全氮、K+和pH的为指数模型。土壤变量由空间自相关引起的空间异质性SHA主要表现在8-lOOcm的尺度范围内，SHA占总空间异质性的比例在68%以上。绢毛匍匐委陵菜分株种群空间格局的自相关尺度显著大于其生境中土壤变量空间格局的自相关尺度，表明绢毛匍匐委陵菜通过匍匐茎相互联结的克隆分株种群对异质性土壤资源表现出较大的缓冲能力。绢毛匍匐委陵菜分株数的空间格局与土壤的含水量和全氮空间格局之间在几乎所有尺度上的相关性都不显著，但与其它土壤变量空间格局之间都存在不同程度的相关性，其中与NH4+、pH、PO4(3-)和全磷空间格局之间的相关性尺度范围较为明显和较大。通过分株数、叶数和生物量分配的可塑性变化，绢毛匍匐委陵菜分株种群的空间格局与土壤资源的空间格局之间产生相互联系，并随空间尺度的变化会发生改变。

浑善达克沙地植物功能型多样性

植物随所处环境条件的变化而产生一系列的形态、生理以及其它特性上的相应变化，形成相应的适应对策，表现出一定的功能策略。把在生态系统中扮演着相似角色并且对环境条件表现出相似的响应的一组具有相似特征（形态和生理特征）的植物称为植物功能型（Plant Functional types），这一概念把植物从个体水平和整个生态系统水平上把生理和生活史过程以及策略合理的联系在一起。有了植物功能型的帮助，我们能够将个体种和个体种群的纷繁 复杂过程总结简化为相对简洁的演化模式。近来的研究已经提出在生态系统过程中功能型多样性比物种多样性更重要。 本文以浑善达克沙地植被为研究对象，按照生命期（一年生与多年生），光合途径（C3光合途径与 C4光合途径），繁殖方式（克隆繁殖和非克隆繁殖）以及生长型（禾草与非禾草）来划分浑善达克沙地的植物功能型，调查监测浑善达克沙地植物功能型的分布及其生态特征对沙地环境的响应。 通过对浑善达克沙地五种不同生境的土壤因子和植物功能型分布及其群落特征的分析研究，结果表明在流动沙丘上一年生C4非克隆繁殖的植物功能型首先侵入，半固定沙丘开始有多年生C3植物功能型定居并逐渐成为优势种，当成为固定沙丘时，本研究中所有浑善达克沙地植物功能型都出现了，其植物功能型多样性最高。滩地中的土壤的有机质和养分含量最高，多年生C3植物占据绝对优势。靠近淖尔边缘，盐分含量和水分增加，多年生C3非禾草成为优势种。在浑善达克沙地，一年生C4非克隆非禾草在沙丘生境中全都存在。流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘之间的土壤条件没有显著差异，但植被特征存在差异。因此，只要排除人为影响和牲畜干扰，辅助以一定的人工措施（如飞播），浑善达克沙地退化草地将向着良性的恢复方向发展。 通过对浑善达克沙地退化草地围封后的植物功能型特征变化研究，在四年的植被恢复过程中，功能型多样性最高的群落可能不是最稳定和恢复时间较长的群落，在我们的研究中，功能型多样性在恢复的第一年和第四年较高，而在恢复的第二年和第三年功能型多样性显著低于第一年和第四年。但第二年和第三年的地上生物量却高于第一年和第四年，从生态系统功能的角度考虑，说明恢复过程中群落的稳定性是短暂过渡的类型，群落恢复过程将呈周期性的波动。在四年的恢复时间里，多年生C3光合途径克隆繁殖禾草无论从植株密度、盖度、物种数以及地上生物量都在群落中占有绝对优势，在退化沙地草地自然恢复早期起到关键作用。 基于连续四年在浑善达克沙地围封区内滩地植被记录，分析了（1）滩地植物群落的植物功能型特征，包括密度、物种数、盖度、地上生物量以及相对重要值;（2）各植物功能型特征对植物功能型多样性（Shannon-Wiener index）的贡献以及(3) 群落初级生产力与物种多样性和植物功能型多样性的关系。结果表明，植物功能型特征显著受生命期、光合途径、繁殖方式以及生长型影响。植物功能型多样性与群落物种数显著相关。逐步回归分析结果显示多年生C3 克隆禾草随着退化草地的恢复进程对植物功能型多样性的影响越来越重要。植物功能型多样性与群落初级生产力之间的关系随着恢复进程而呈现不同的线性关系。 为了调查浑善达克沙地主要植物功能型优势物种对沙地环境的适应，研究了多年生根茎克隆繁殖禾草赖草和多年生非克隆繁殖非禾草褐沙蒿对沙埋和风蚀的响应。结果表明，不同的植物功能型对于沙地风沙蚀积表现出不同的适应对策。在一定程度的沙埋和风蚀胁迫下，赖草通过分株间克隆整合来抵御风沙蚀积，通过对根茎生物量的投资，来逃离胁迫环境。而褐沙蒿通过加大对根生物量的投资来抵御风蚀，通过加大对地上部分的生物量投资来抵御沙埋。

长白山自然保护区北坡森林结构、植物多样性与碳储量40余年的变化

长白山自然保护区始建于1960年，位于北坡的红松针阔叶混交林森林生态系统是我国东北地区典型温带地带性森林植被之一，面临着全球气候变化和人类干扰的双重影响。 本研究以间隔43年的野外调查数据为基础，对1963年和2006年的长白山自然保护区北坡海拔800~1700m的森林植物群落进行对比分析，得到该区域的森林结构、植物多样性与碳储量的变化特点，讨论森林动态变化与人类活动、气候变化的关系，评价长白山自然保护区的保护效果： 对长白山北坡森林沿海拔梯度的森林结构和植物多样性的分析表明：群落的整体空间格局保存完好，植物种类变化不大，乔木层的建群种的种类基本不变，植物多样性与海拔高度呈负相关关系;林下层植物多样性受小环境影响，与海拔高度无明显相关。 以红松（Pinus koraiensis）针阔混交林、红松针叶混交林和云冷杉暗针叶林三种类型为单元分别研究各森林类型的多样性变化：α多样测度选择物种丰富度、Shannon-Wiener和Pielou均匀度指数，较好体现了样地内发生的多样性变化，灌木层和草本层多样性明显下降，一些稀有种和药用物种消失，红松等原优势物种有衰退趋势，阔叶树比例增大;β多样性测度选取Cody指数，体现出海拔梯度上的植被空间格局细节变化，演替层特别是阔叶树的物种更替变化有向高海拔移动的趋势。 对森林生态系统各层次碳储量进行估算：乔木层和灌木层采用维量法，对灌木层自建生长回归方程;草本层、枯枝落叶层采取收获法;植物细根采取根钻法;土壤采取土壤深度加权法。碳密度估算结果都与前人研究结果相似。各类型植被碳库总碳密度都达到170 t/hm2，远远高于国内平均森林植被碳库密度值44.9 t/hm2。 乔木层43年来的碳储量变化都无显著性差异，但仍表现出：阔叶树种碳储量上升，特别在高海拔类型这种变化更加明显;针叶树种碳储量在暗针叶林内大幅下降;树干的碳库分配比例都有所减少，表明植被碳库正存在向不稳定性方向发展的趋势。针阔混交林和暗针叶林的土壤碳储量，与植被碳库出现相反的变化趋势，整体碳库保持在一个相对平衡的状态。 推测造成这种变化的原因是：禁止砍伐等保护措施的实施，基本保存了乔木层垂直分布格局，而气候变暖使阔叶树种比例大幅增加，采集松籽等人类生产及旅游活动对林下层植被影响破坏较大。提议加强保护区内管理力度和规划，以减缓长白山北坡森林群落的不稳定变化趋势。

内蒙古典型草原地上净初级生产力估测及模型模拟的研究

地上净初级生产力（ANPP）是陆地生态系统碳循环的重要组成部分，但由于估测ANPP的方法不同使得对ANPP的估测值存在很大的不确定性。本文采用3种方法（群落中所有种群当年最大地上生物量之和（ANPPC1）、当年群落最大地上生物量（ANPPC2）以及每年固定日期（8月30日）的地上生物量（ANPPC3））在种群、功能群和群落水平上分别对连续19年（1980～1998）的内蒙古羊草和大针茅草原生态系统功能（如ANPP、植物多样性和水分利用效率（WUE））的动态变化进行了比较分析，同时探讨了不同估测方法下气候和放牧对ANPP的影响，在此基础上利用DNDC模型进行了ANPP的模拟和敏感性分析研究，主要结果包括： 在羊草和大针茅草原群落中，不同主要植物种群或功能群多年平均地上最大生物量出现的时间不同，而同一植物种群或功能群的年地上最大生物量出现的时间存在年际间的变化。采用当年最大地上生物量和8月30日固定日期的地上生物量作为群落ANPP的这两种方法高估了建群种或禾草功能群在群落中的作用。 羊草草原群落多年平均ANPPC1、ANPPC2和 ANPPC3分别是257.5、190.1和166.0 g.m-2;相应的大针茅草原多年平均ANPPC1、ANPPC2和 ANPPC3分别是180.4、132.8和122.5 g.m-2。就群落生产力而言，后两种常用的方法二和方法三分别低估了草原群落ANPP 14.2%～40.0%和15.5～59.0%。本文研究表明尽管ANPPC1与ANPPC2和ANPPC3之间存在显著的差异，但二者之间存在极显著的相关性:羊草草原的ANPPC1= 59.587+1.061×ANPPC2（r2＝0.865, p＜0.001），ANPPC1= 92.329+1.017×ANPPC3（r2＝0.569, p＜0.001）;大针茅草原的ANPPC1= 32.918+1.114×ANPPC2（r2＝0.814, p＜0.001），ANPPC1= 76.120+0.875×ANPPC3（r2＝0.499, p＝0.001）。 种群、功能群和群落地上净初级生产力与气候因子间的关系因不同的估测方法而异。羊草草原的建群种羊草种群仅ANPPS3与8月和11月份的平均温度间存在显著相关性，而大针茅草原群落的建群种大针茅种群的ANPPS1和ANPPS2与3月份平均最高气温间呈负相关关系。在羊草草原群落，杂类草功能群ANPPF1和ANPPF2与3月份气温呈负相关关系;而灌木半灌木功能群ANPPF1和ANPPF2与3月份降水呈负相关关系。在大针茅草原群落，禾草功能群ANPPF1与5月份最高平均气温呈显著负相关关系。羊草草原群落ANPPC1和ANPPC3分别与11月份最低温度和平均温度存在显著负相关关系;大针茅草原群落ANPPC1与2和6月份月降水量间相关性显著，ANPP2与5月和11月份月平均最低温度呈显著负相关关系，而4～9月份，1和4月份平均最低温度对群落ANPPC3起决定作用。 在羊草和大针茅草原群落，由方法一得到的群落水分利用效率、Shannon植物多样性指数和均匀度指数与方法二或方法三得到的相应的指数间存在显著的差异，方法二和方法三得到的值间差异不显著。群落地上净初级生产力与相应估测方法的植物Shannon多样性指数和均匀度指数之间相关性不显著。 放牧条件下羊草或大针茅草原群落中的建群种羊草和大针茅在群落中的相对地上生物量较围栏内的相应植物种群的降低，而糙隐子草种群在群落中的比例上升。不同的放牧管理条件下，群落中植物种群地上现存量的季节动态发生变化。群落的植物组成及植物种群地上生物量在群落中总生物量的比例发生了明显的变化。利用遥感来估测地上净初级生产力时，分别低估了羊草和大针茅草原ANPP 52％和27％。 DNDC模型可以很好地模拟内蒙古典型草原生态系统的地上生物量，通过敏感性分析表明降水是草原植物生长的主要限制因子，在降水量增加或降低至日降水的30%时，模拟的地上生物量显著地高于或低于实测地上生物量值。在多年平均降水量为347mm的情况下，随着土壤粘粒含量的增加，地上生物量逐渐降低，与北美草原一致。