在中国西南有许多关于过去环境及其变化原因的观点,但这些观点缺乏直接证据的支持,这在关于西南干旱河谷生态系统方面最为典型,而且目前干旱河谷地区的生物多样性保护和生态恢复计划主要都是基于这些主观的认识而不是科学的理解。该文的目的是通过对干旱河谷环境变化的描述及其诠释,提供干旱河谷的一个历史面貌,用以验证是否支持当前对于干旱河谷环境变化的认识和理解,该文研究的干旱河谷范围包括滇西北及其临近的四川和西藏。 28份1868~1949年间刊行的出版物中有关研究地区干旱河谷植被的历史资料和56幅清晰反映干旱河谷植被范围和状况的照片形成研究这种变化的历史基础,通过与2001~2005 年间相同地区和范围的植被现状以及56幅与上述照片取景完全相同的重复照片的比较,研究了干旱河谷植被的变化。研究结果发现,在过去约150 年间,研究地区的干旱河谷植被范围并没有显著的变化,在垂直方向没有向较高海拔扩展;耕地面积减少;滑坡主要是由当地本身的地质不稳定性和基础设施建设活动引起的。1868~2005年间文献资料和重复景观照片的对比研究,并不支持国内外许多有关干旱河谷环境退化的看法和观点以及以造林为主的干旱河谷生态恢复策略。

植被的降雨分配作用对理解生态系统的水文功能具有重要的意义。该文对四川岷江上游岷江冷杉(Abies faxoniana)针叶林和川滇高山栎(Quercus aquifolioides)灌丛两种生态系统的降雨分配及降雨截留的影响因素进行了研究,探讨了植被分配降雨及截留降雨的影响机制和影响因素。文中采用定位观测的方法研究降雨分配。针叶林中冠层降雨截留占33.33%,树干茎流占0.07%,穿透雨占66.60%;而灌丛的冠层截留降雨为24.95%,穿透雨为75.05%;针叶林地被物的蓄留水能力(1.746 mm)要大于灌丛地被物的持水能力(0.941 mm);针叶林土壤的容积含水率(39.66%)也要高于灌丛土壤的容积含水率(38.19%);两种生态系统中的穿透雨率与降雨量的关系均可用逻辑斯谛方程较好地模拟。文中还选取了降雨量、降雨强度、降雨持续时间、两次降雨的间隔时间和次降雨期间的气温等5种因子分析影响两种生态系统降雨截留的主要因素。根据截留降雨与上述5种因子的偏相关分析结果:针叶林冠层的降雨截留主要受降雨量、降雨持续时间和间隔时间的影响;灌丛的降雨截留主要受降雨量、气温与降雨持续时间的影响。文中从当地的降雨特征与两种生态系统微气候差异的角度分析了两种生态系统降雨分配及降雨截留影响因素差异的原因。

该研究以长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统的降雨过程、地被物层、根系层及土壤层的生长发育特点和水分运动状况为基础,利用自制实验仪器,在研究区域开展室内土柱实验,与野外实地示踪影像分析及树种根系调查相结合,针对研究区域土壤包气带根系层中水分快速运动的优先流形成的内外影响因子展开研究工作。研究结果表明研究区域土壤松散和多孔,土壤的孔隙度较大,大部分降雨为低强度、低雨量级和长历时,并具有较厚的地被物层和丰富的根系层,这些诱发因素存在,使研究区域——贡嘎山高山生态系统具有优先流形成的条件,降雨不会对土壤造成击溅作用,水分运移沿着土壤孔隙或植物根孔等处开辟优先路径,在地被物层及土壤层形成一个水流通道,随着长历时的降雨的继续,水分及其所携带的溶质继续沿着此路径向下运移。

常绿阔叶林是浙江省天目山国家级自然保护区重点保护植被类型,研究常绿阔叶林优势种群及其空间分布格局,可正确认识优势种群在常绿阔叶林中的地位和作用,为常绿阔叶林的保护和恢复重建提供理论依据。在天目山国家级自然保护区内,选择典型常绿阔叶林设置样地,样地大小100 m×100 m。用全站仪测定每株树木坐标。用优势度分析法确定群落优势种。采用Ripley'sK(d)函数分析优势种群空间分布格局和种间关联关系。结果表明,常绿阔叶林的优势树种数随大小级的增大而增加,但优势树种的聚集程度却降低。常绿灌木连蕊茶(Camellia fraterna)在幼苗、幼树中占绝对优势。在中树和大树中,以细叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和短尾柯(Lithocarpus brevicaudatus)为主,形成多优势种结构特征。连蕊茶、细叶青冈和青冈具有较稳定的显著聚集分布特征。豹皮樟(Litsea coreana var. sinensis)和短尾柯的分布格局波动较大。从整体上看,5个优势种群的分布格局都呈显著聚集分布特征。连蕊茶与细叶青冈、短尾柯、豹皮樟,以及细叶青冈与短尾柯、青冈与豹皮樟都有较强的物种空间依赖性。青冈和短尾柯相互独立生长,有显著负关联性。同科、属的细叶青冈和青冈也表现出显著负关联性。研究认为,种间关联关系具有传递性,可以从已知3个种的两对种间关联关系推出第三对种间关联关系。已知种间关联关系越显著,且尺度范围越宽,那么种间关联关系传递的稳定性也越高。结果认为,常绿阔叶树种是天目山国家级自然保护区常绿阔叶林群落的优势种,优势种均呈显著聚集分布,多数优势种间有较强的种间关联性。

在景观火干扰历史重建的基础上,该文研究了大兴安岭北部地区原始林白桦(Betula platyphylla)种群的世代结构及其与火干扰、立地条件之间的关系。结果表明:白桦种群基于世代数的世代结构类型丰富,从一代型到五代型都有,空间分布呈斑块镶嵌状。以一代型与二代型为主要类型,空间分布集中,其它类型的世代结构空间异质性较高。世代数受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响,相对来说以火干扰频率的影响更为显著。低频或高强类的火干扰易造成种群的世代数减少;高频或低强类的火干扰易造成世代数增多。世代数还随林型组类型而变化,以溪旁林组>赤杨(Alnus mandshurica)林组>杜香(Ledum palustre)林组。

白桦种群基于火干扰的世代结构类型也很丰富,存在3大类、5亚类和11小类,空间分布呈斑块镶嵌状。其中以火后优势火前劣势型和更新优势火前劣势型为主要类型,空间分布较聚集,其它类型的空间异质性较高。这种世代结构也受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响。随着火频增高或者火强减弱,白桦种群的自我恢复性和抗火性增强,火后恢复性减弱。中高强火烧地上,世代结构为火后优势火前劣势型,低强火烧地上为更新优势火前劣势型。世代结构还随立地条件而变化。不同林型组之间,白桦种群的优势世代(火后代和更新代)存在显著的数量差异,但是世代结构保持为火后优势火前劣势型;偏东坡为火后优势火前劣势型,偏西坡及北坡为更新优势火后劣势型;224林班为火后优势型,218林班却为更新优势型。

根据1999年夏季(7~8月)我国首次北极科学考察期间“雪龙”号考察船在楚科奇海(66°0.3'~75°18.6' N, 153°36.5'~174°59.5' W)和白令海(55°59.8'~66°0.3' N,173°21.1' E~175°53.9' W)49个站采集的样品研究了该区网采浮游植物的分布特征。结果显示,两个调查区的浮游植物多样性指数和均匀度平均值几乎相等且都较低,分别变动在1.88~1.90和0.43~0.45之间。然而,两个区存在明显的空间异质性。就丰富度和种类组成而言,楚科奇海的细胞密度和物种总数量远高于白令海,前者为9 122.56×10⁴ cells·m^-3 和103种,而后者为161.78×10⁴ cells·m^-3和71种。上述生态学指标不同站点间的变异也大。用多元分析方法对浮游植物群聚的分布异质性加以讨论。主成分分析(PCA)结果表明,解析调查区浮游植物分布方差的33.0%的两个最主要成分(即主要物种变量)分别是北极-北方浅海群落(泛北极群落)和北方大洋群落的主要种群。前者包括某些圆心硅藻,如旋链角毛藻 (Chaetoceros curvisetus)、柔弱角毛藻(C. debilis)、聚生角毛藻(C. socialis)、叉尖角毛藻(C.furcellatus)等多种寡色体类角毛藻以及冷淡劳德藻 (Lauderia glacialis)、丹麦细柱藻 (Leptocylindrus danicus)、诺登海链藻(Thalassiosira nordenskioldii)和脆杆链藻(Bacteriosira fragilis)等;后者主要有小环毛藻 (Corethron criophilum)、平截鼻状藻 (Proboscia truncata)、无刺鼻状藻 (P. inermis)、西氏细齿状藻(Dentecula seminae)和一些多色暗角毛类角毛藻,如大西洋角毛藻(Chaetoceros atlanticus)等。泛北极群落主要分布于楚科奇海南部和中部,而北方大洋群落的主要分布区在白令海调查区的西南部。通过聚类分析还辨认出7个包含不同群落的主要网采浮游植物分布区,但是由于不同水系的不同程度影响,以及极具不确定性的浮冰的位置及其物理状态(聚集、开裂和消融等)也会在短时间内给调查区生物过程导入变异性,从而使得这些分布区的归类复杂化,尤其在楚科奇海。

采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了落叶松(Larix olgensis)纯林表层(0~10 cm)细根的空间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松纯林表层细根(<2 mm)的生物量进行了估测。结果表明:1)6种林龄(14~40 年)的落叶松人工纯林表层细根的变异函数曲线理论模型均为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上(空间结构比>25%)。14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根的空间变异尺度分别为1.76、3.40、1.02、4.12、3.37和5.58 m。在所研究的林龄范围内,随林龄的增长,落叶松纯林表层细根的空间变异尺度近似呈直线增长(α=0.074 4)。2)非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格内插法适用于落叶松纯林表层细根生物量的估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关系均为二元十次余弦级数多项式。利用此多项式,通过定积分的方法(积分区间为整块样地的大小),估计出14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根生物量分别为1.097 3、1.434 0、1.185 4、0.974 3、1.682 6、1.255 6 Mg·hm^-2。3)在本次调查的林龄范围内(14~40年),落叶松纯林表层细根的现存量近似相等(α=0.037 3),土壤表层单株细根生物量与林龄之间呈极显著的指数增长关系(α=0.002)。4)采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林表层细根生物量的准确估计。

通过野外试验和室内模拟相结合,系统研究了西双版纳热带雨林生态系统混合凋落叶分解的生态过程。野外试验采用网袋法,即1 mm和100 μm网眼网袋,分别限制大型土壤动物和螨类的进入,从而分别观测小型土壤动物(螨类)、线虫的分解作用;室内试验则通过控制温、湿度条件,采用灭菌-接种法分别观测微生物和线虫对凋落叶的分解。研究结果表明,凋落叶的分解是一个先快后慢的过程,在这个过程中存在分解“滞留”阶段,分解速率变化发生波动,且波动的程度与食物链的复杂程度有关,食物链越复杂,波动程度越强烈。利用单指数衰减模型 x_t/x₀=exp(-kt)和双指数模型x_t/x₀=a×exp(-k₁t)+b×exp(-k₂t)对凋落叶分解过程进行模拟,后者将凋落叶前欺的快速分解和后期的慢速分解两个过程分别拟合,不但弥补了分解前期单指数衰减模型与观测值之间不能吻合的缺陷,而且消除了单指数模型对长期分解进程的过高预测,因此能更好地反映实际分解进程。利用双指数生物模型研究生物和非生物因子对凋落叶分解速率的贡献表明,土壤动物是影响分解进程的最重要因子,占影响因子总量的78.1%,非生物因素的作用为14.1%,微生物对分解速率的贡献只有7.8%。在热带森林生态系统中,土壤动物是最重要的分解者。

以西双版纳热带湿性季节沟谷雨林混合凋落叶作为分解基质,在不同位置季节雨林样地,采用不同网孔(2和0.15 mm)分解袋,开展大中型土壤动物对雨林凋落叶分解影响的实验,测定了不同网孔分解袋土壤动物多样性、凋落叶分解速率和主要养分元素释放状况。结果显示:2 mm网孔分解袋土壤动物类群相对密度年均值为2.67~2.83目·g^-1凋落物干重,个体相对密度年均值为22.3~21.77个·g^-1凋落物干重,显著高于0.15 mm网孔分解袋的类群相对密度0.27~0.28目·g^-1凋落物干重和个体相对密度2.88~2.77个·g^-1凋落物干重(p<0.01),并且0.15 mm网孔分解袋中极少量的动物个体主要为小型类群弹尾目和蜱螨目(原生动物、湿生土壤动物线虫不计),由此我们视2 mm网孔分解袋凋落叶分解由绝大多数土壤动物和其它土壤生物共同作用,而0.15 mm网孔分解袋基本排除了大中型土壤动物对袋内凋落叶分解的影响。2 mm网孔分解袋凋落叶物质失重率(71%左右)、分解率指数(1.88~2.44)和主要养分元素释放率明显高于0.15 mm分解袋(34%~35%,0.48~0.58)。通过比较两种不同网孔分解袋凋落叶失重率和元素释放率的差异,显示出季节雨林大中型土壤动物群落对凋落叶物质损失的贡献率为年均值46%左右,并使凋落叶C/N和C/P明显降低,而对不同元素释放率的影响不同,其中对N、S和Ca元素释放率的影响较大,而对K素释放的影响作用最小。相关分析显示,2 mm网孔分解袋内土壤动物群落类群和个体的相对密度与凋落叶物质残留率有较好的负相关关系,而群落香农多样性指数与凋落叶分解率指数表现出一定的正相关关系。

该文对东营市垦利县柽柳(Tamarix chinensis)林、枣(Ziziphus jujuba)园、旱柳(Salix matsudana)林、刺槐(Robinia pseudoacacia)林、白蜡(Fraxinus chinensis)林、桑(Morus alba)园土壤酶活性及其与土壤化学性质和土壤微生物的关系进行了分析。结果表明:在土壤空间上,脲酶和过氧化物酶活性随土层的增加而减小,多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性在土层之间变化不明显。过氧化氢酶与脲酶和多酚氧化酶显著相关,脲酶与多酚氧化酶呈负相关。不同造林模式对土壤过氧化氢酶和过氧化物酶影响不大,对脲酶和多酚氧化活性有显著的影响。各种造林模式增加了脲酶的活性,均高于柽柳林;减小了多酚氧化酶的活性,除刺槐林外,均显著低于柽柳林;而造林模式对过氧化物酶和过氧化氢酶的影响较小。土壤酶活性与土壤养分有一定的相关,其中脲酶与全氮、有机质显著正相关,与速效氮正相关;多酚氧化酶与速效钾正相关,而过氧化氢酶与全氮、速效磷和有机质呈负相关,与土壤pH值相关性不显著;与微生物的相关系数不大,其中脲酶与固氮菌、纤维素分解菌显著正相关,与细菌正相关;多酚氧化酶与固氮菌和细菌负相关;过氧化氢酶与固氮菌显著负相关,与纤维素分解菌负相关。脲酶和多酚氧化酶可以作为滩地土壤质量评价的指标。

柠条(Caragana korshinskii)在地上组织破坏后进行补偿性生长,这是重复利用柠条资源的基础,但对柠条不同刈割方式下营养生长补偿的模式有待探讨。该文通过5种刈割方式:去除主枝长的30%(30%RSL)、去除主枝长的60%(60%RSL)、去除分枝数的25%(25%RSN)、去除分枝数的50%(50%RSN)和去除分枝数的100%(100%RSN)来研究柠条的营养生长补偿。结果表明:刈割处理的柠条生物量当年发生了超补偿,当年生枝数/枝、当年生枝长、当年生枝生物量/枝、当年生枝生物量/株比对照高。对照、30%RSL和60%RSL 处理未长出基梢。 100%RSN处理的基梢数/刈割枝、基梢长、单个基梢平均生物量显著高于25%RSN和50%RSN处理,基梢生物量/株随刈割去除生物量的增加而增加。100%RSN 处理未结果,其它处理果实产量表现出超补偿或精确补偿。对照处理营养生长和生殖生长均低,其它处理当年生枝生物量与果实产量成显著负相关。从整个生长季节来看,营养生长主要集中在果实成熟之前。我们认为,100%RSN处理是柠条地上组织破坏后尽快恢复的合理方式,其当年生生物量远高于其它处理。顶端优势的破坏促使休眠芽的萌发,根冠比的改变使地上组织获得较多养分和水分,根系储存的碳水化合物的供应是促使刈割柠条营养生长超补偿的的可能机制,而减少生殖生长对资源的消耗,是100%RSN处理地上生物量尽快恢复的另一重要因素。

该文以青藏高原东部高寒草甸植物群落的24种主要组分种为材料,研究了施肥对多年生草本植物繁殖分配的影响。结果表明:1)对多数群落组分种来说,施肥显著影响生物量和生物量分配;2)随着肥力的增加,大多数物种的植株个体明显增大、繁殖输出减小或不变,进而导致它们的繁殖分配明显减小;3)施肥影响的个体大小和生物量分配变化程度与方向因物种而异,对一些物种的影响不明显,对个别物种的影响方向不同于对多数物种的影响;4)施肥后群落水平的繁殖分配明显减小。

种植抗盐耐海水经济作物是合理开发利用沿海滩涂和海水资源、培育耐盐植物的有效措施之一。该研究以不同产地菊芋(Helianthus tuberosus)为试验材料研究了海水处理对菊芋幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1)随着海水浓度的增加,各地菊芋幼苗根、地上部的鲜重和干重均降低,但盐城菊芋幼苗地上部和根鲜重及干重降低的幅度小于武威和烟台菊芋幼苗。2)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)和气孔限制值(L_s)均降低,而细胞间隙CO₂浓度(C_i)增大,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片P_n和T_r大,而盐城菊芋在15%海水处理下,WUE和C_i较武威及烟台菊芋低,G_s和L_s较武威和烟台菊芋高。3)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、恒态荧光(F_s)、恒态荧光与初始荧光差值(ΔF_o)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均降低,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片F_m、F_v、F_s、F_v/F_o大。随着海水浓度的增加,盐城菊芋叶片电子传递速率(ETR)、光化学荧光猝灭系数(q_P)和光化学速率变化幅度不大,武威和烟台菊芋在30%海水处理下显著下降,较盐城菊芋小,各处理下菊芋叶片的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)变化也不一致,盐城和武威菊芋叶片的Φ_PSⅡ在15%海水处理较0和30%海水处理下大,而烟台菊芋叶片的Φ_PSⅡ在0海水处理下最大。4)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的叶绿素a(Chla)含量均降低,而叶绿素b(Chlb)含量没显著差异,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片Chla含量大,武威和盐城菊芋叶片的Chla/Chlb比值均降低,烟台菊芋叶片的Chla/Chlb比值在0和15%海水处理下没差异。可见海水处理对菊芋幼苗生长发育、光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,随海水浓度的增加,其效应越明显,但对各来源地菊芋幼苗的影响不一致,盐城菊芋幼苗表现为更耐海水。

喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)原产南美洲,是中国国家环保总局公布的9种危害最大的外来入侵植物之一。该文比较了分布于河岸带4种小生境中,喜旱莲子草和它的同属土著植物莲子草(Alternanthera sessilis)的盖度和生长特征变化,以了解影响喜旱莲子草入侵的生境和生长特征。按照距水体的距离远近,这些小生境依次为:废弃农田、沼泽、河边沙石滩及河间卵石滩。 结果表明,这4种生境在基质性质、土壤养分和生产力方面存在显著的差异。在生产力较高的生境中(如废弃地和沼泽),喜旱莲子草是优势种,但在生产力较低的生境中(即河边砾石滩及河间卵石滩)土著种莲子草的相对盖度大于喜旱莲子草。随着生境土壤养分的增加,喜旱莲子草表现出明显的形态可塑性。喜旱莲子草与觅光相关的几个形态指标,如茎的长度、节间长度和节的数目以及单叶面积都显著增加;同时,那些着生叶片的分枝也从匍匐状转变成直立生长。在生产力较高的生境中,喜旱莲子草的植冠高度和茎干密度成正相关,表明喜旱莲子草对极度密集的种群环境有很强的适应能力。这些结果说明,较高的形态可塑性和优先占据具有较高土壤养分的小生境是喜旱莲子草沿河岸带入侵的基本特征,可能也是促成其入侵的重要的内部(植物自身)和外部(生境)条件。

利用气象台站的常规观测资料,依据植物生长模拟理论,以d为步长,建立了湿地小叶章(Deyeuxia angustifolia)植被生产力动态模拟模型。该模型包括3个子模块:1)光合作用与呼吸作用;2)干物质积累;3)同化物分配,主要考虑了温度和积水因子对植物生长的影响。并利用实测资料对该模型进行了检验,结果表明:小叶章地上活体、枯落物、茎、叶各器官枯落物的模拟值与实测值之间均呈极显著的线性相关(R²分别为0.98、0.99、0.99和0.92)。在相邻区域的检验结果也表明,季节性积水沼泽化草甸小叶章的地上生物量明显高于常年积水沼泽。两类湿地小叶章地上生物量的模拟值与实测值之间均呈极显著线性相关(R²分别为0.66和0.79)。相近区域长期定位观测点连续2年的模拟结果与实测值之间也具有极显著的线性相关(R²分别为0.97和0.76)。

作为蒸散量的测算和环境评价的一种方法,通过近年来对三温模型的研究,该文详细探讨了植被蒸腾扩散系数(h_at),并通过实验验证了它在不同环境条件下的特性和应用前景。在该模型中,h_at的表示式为h_at=(T_c-T_a)/(T_p-T_a),式中T_c、T_p和T_a分别为冠层温度、没有蒸腾(蒸腾量为零)的冠层温度和气温。理论上,植被蒸腾扩散系数的取值范围为h_at≤1,h_at的取值范围可以决定植被蒸腾量的大小,该系数越小,蒸腾量越大。为了证明h_at的这些特性,在1994~1999年的5年间,用3种作物(高粱(Sorghum bicolor),番茄(Lycopersicon esculentum)和甜瓜(Cucumis melo))进行了5次试验。实验结果表明: h_at值与感热通量比率(H/H_p)的值近似相等,二者之间回归线的斜率接近为1,截距接近0,回归系数为r²=0.70。此外,h_at值不仅能较好地反映植物根系区的土壤水分状况、也能较好地反应天气状况。在缺水条件下,h_at主要受根部区域的水分状况影响。所以,h_at可作为作物水分亏缺的指标。当植被受到其它环境胁迫(污染、高温等)时,h_at可作为评价环境质量的指标。植被蒸腾扩散系数的主要优点不仅是能很好地反映蒸腾过程和确定蒸腾量,而且容易测得,便于遥感应用。

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)叶片生长与温度和辐射的关系,构建了适合我国种植技术的黄瓜叶面积模拟模型,并利用不同品种、播期的试验资料对模型进行了检验。结果表明,该模型比传统的积温法和比叶面积法更准确地模拟温室水果黄瓜的叶面积。该模型对黄瓜叶面积指数的模拟结果与1∶1直线之间的决定系数R²和回归估计标准误差RMSE分别为0.879 2和0.398 0,比用积温法和比叶面积法模拟叶面积指数的精度分别提高了37%和74%。

生物多样性的分布格局和维持机制一直是群落生态学研究的核心问题,其中的关键是物种的共存机制。长期以来,生态位分化的思想在这一研究领域占据着主导地位。然而这一理论在解释热带雨林很高的物种多样性时遇到了困难。而以Hubbell为代表提出的群落中性漂变理论则假定在同一营养级物种构成的群落中不同物种的不同个体在生态学上可看成是完全等同的;物种的多度随机游走,群落中的物种数取决于物种灭绝和物种迁入/新物种形成之间的动态平衡。在这一假定之下,该理论预言了两种统计分布。一种是集合群落在点突变形成新物种的模式下其各个物种相对多度服从对数级数分布,而受扩散限制的局域群落以及按照随机分裂为新物种模式形成的集合群落则服从零和多项式分布。与生态位理论相反,中性理论不以种间生态位差异作为研究群落结构的出发点,而是以物种间在个体水平上的对等性作为前提。该理论第一次从基本生态学过程(出生、死亡、迁移、物种分化)出发,给出了群落物种多度分布的机理性解释,同时其预测的物种多度分布格局在实际群落中也得到了广泛的印证。因此,中性理论自诞生以来便在生态学界引发了极大的反响,也包括一些反对的声音。该文重点综述了关于中性理论的假设、预测和物种形成模式等方面的最新研究进展,包括中性理论本身的发展、关于中性理论的假设和预测的合理性检验以及在集合群落尺度上物种分化模式的讨论;并指出未来发展方向可能是在生态位理论和中性理论之间架起一座桥梁,同时发展包含随机性的群落生态位模型,以及允许种间差异的近中性模型。

桤木(Alnus nepalensis)是一种重要的非豆科固氮植物,广泛分布于喜马拉雅山脉东部地区。在东南亚地区的传统农业生态系统中,多用桤木作为休耕树种,或将其与农作物间作。桤木根瘤固氮量随季节和年龄而变化,在桤木-小豆蔻(Elettaria cardamomum)系统中15年达到高峰(155 kg·hm^-2);桤木通过共生固氮对系统产生的氮增加量在纯桤木林中7年达到高峰(117 kg·hm^-2)。桤木与农作物间作可显著提高农作物的产量,桤木-小豆蔻立地上小豆蔻的经济产量是在森林-小豆蔻立地上的2.2倍。桤木休闲地的休闲效果明显好于自然休闲地,其地上部分生物量在休闲6年后是自然休闲地的4倍,N蓄积量是自然休闲地的3倍,P、K蓄积量是自然休闲地的2倍。桤木根系特征似乎最适合混农林系统,其细根生物量(FRB)集中于土壤剖面上层10 cm范围内,在此范围内,FRB在“树+农作物”间作条件下比在“只有树”条件下高5%;在两种立地条件下,60%以上的细根都分布于树干周围0.5 m内,大部分木质根(直径>0.5 mm)都分布于土壤上层0~10 cm处,长度都不超过1 m。桤木可加速系统的养分循环。桤木凋落物降解速率比非固氮植物快,并且与其它植物凋落物混合后的降解速率与自身凋落物降解速率一样快。在传统刀耕火种系统中,用桤木替代自然林休闲在3~6年内即可恢复土壤肥力,改善土壤理化性质,显著缩短休闲周期。该文综述了近30年来桤木在传统农业生态系统中改良土壤效应的研究成果,以提高人们对桤木的生态作用的重视程度,使人们更好地将桤木利用到农业生态系统中,达到发展山区农业和保护生态环境双赢的目的。