大型多元统计软件PRIMER的方法原理及其在底栖群落生态学中的应用

本文阐述大型多元统计分析软件 PRIMER的原理及其在底栖生态学中的应用。PRIMER是处理生态和环境多元数据的重要数值分析工具 ,本文从实用的角度对其中包括的技术方法和相应的子程序如 :等级聚类 (CLUSTER)、非度量多维标度 (MDS)、主分量分析 (PCA)、相似性分析检验(ANOSIM)、相似性百分比分析 (SIMPER)、生物 -环境连接的逐步分析和相关检验 (BIOENV/BVSTEP)等作了较为系统的介绍。     

象山港大型底栖动物群落特征

2006年7月—2008年8月,对象山港全港海域设立的13个采样站位采集的调查资料,用物种丰富度指数、物种均匀度指数和物种多样性指数分析象山港大型底栖动物物种的多样性和群落种类的组成,以及采用ABC曲线方法和大型多元统计分析软件PRIMER5对象山港大型底栖动物进行Bray-Curtis相似性聚类分析和非度量MDS标序,研究象山港大型底栖动物群落结构。调查显示象山港大型底栖动物不同采样站位之间物种丰富度指数(d)、均匀度指数(J)、辛普森多样性指数(D)和香农-威纳多样性指数(H’)差异皆高度显著(P0.01)。群落结构聚类分析和MDS标序表明,13个采样站位的大型底栖动物群落大致可分为3组。根据所调查象山港大型底栖动物的丰度和生物量资料做的ABC曲线分析表明,该海域大型底栖动物群落受到了严重的环境污染或者扰动,逐渐由一种或几种个体较小的种类占优势。     

CMIP5气候模式下淡水通量变化

基于全球降水气候态计划(GPCP)的降水资料和美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的客观分析海气通量(OAFlux)的蒸发数据,对CMIP5的13个耦合模式的淡水通量历史模拟结果进行评估。结果表明:模式能够模拟出淡水通量的气候态空间分布,但普遍存在双热带辐合带(ITCZ)现象,热带海域是模式模拟不确定性最大的区域。模式能较好模拟出纬向平均的淡水通量的分布特征,但量值较实测偏小,且由于模式对1月10°S附近淡水通量的模拟过低,导致年平均的赤道和10°S之间的淡水通量模拟存在明显的偏差。季节尺度上,模式对北半球淡水通量的变化特征有很好的模拟能力,但对南半球的模拟能力不足。年际尺度上,模式普遍能够刻画ENSO引起的淡水通量在太平洋中部同西太平洋以及印尼贯通流反相变化的空间分布特征,但是时间特征模拟很差。从各个方面评估模式的历史模拟结果,多模式集合的结果都要优于单个模式的结果。全球变暖背景下,未来淡水通量变化最显著的区域位于热带和亚热带区域。原本蒸发(降水)占主导的海域,蒸发(降水)更强。不同气候情景下,淡水通量变化的空间形态没有显著变化,但RCP8.5气候情景下模拟的淡水通量变化幅度及模式间变化的一致性均强于RCP4.5的结果。     

中美两套西北太平洋热带气旋资料集的差异分析

利用中国气象局(CMA)和美国联合台风预警中心(JTWC)两套西北太平洋热带气旋(TC)资料集,对比分析了两者在1951—2005年TC定位和定强方面的差异。结果表明:两套资料定位差在20世纪50年代至60年代初及1988年至90年代差异较大;地理分布上主要是在TC登陆后所在的地区及高纬度洋面上差别较大。定强方面,CMA资料在20世纪50年代及60年代末至70年代初TC强度明显大于JTWC资料,JTWC资料则在80年代末以后的时段TC强度显著大于CMA资料;地理分布上定强差大的区域在80年代以前分布较零散,之后随着JTWC资料定强增大,其在西北太平洋洋面上强度显著偏强,CMA资料同期则在亚洲大陆沿岸部分地区强度较强。进一步分析显示,两套资料集之间的差异和TC观测技术的变化之间存在密切关系。在气象卫星使用以前(1951年至60年代初),以及美国空军飞机观测终止之后(1988年以后),两者无论是在定位还是定强上都存在很大差异;而两者定强差最小的时期(1973—1987年)则正好对应了飞机观测和Dvorak技术在TC观测上同时被使用的时段。两套西北太平洋TC资料集总体差异明显,却又各具特点,目前很难判断哪一套资料集更加可靠。但对于影响中国TC,CMA资料集具有明显优势。     

江苏海岸带景观及其生态旅游的开发

海岸带是陆地、海洋生态系统相互作用的生态过渡地带,也是人类赖以生存的非常独特的景观资源。由于人口增长和对资源的不合理开发,海岸带环境遭到破坏而面临着资源枯竭的危险,保护海岸带景观异质性和生态整体性对海岸带的可持续利用显得尤为重要。江苏海岸带异质景观的形成是受自然驱动要素和干扰共同作用的结果,其影响因素主要包括江苏海岸地貌演化、气候水文条件、土壤植被条件等自然要素和台风暴潮灾害、米草引种和人类开发活动等干扰。江苏海岸带景观具有结构的复杂性、功能的多样性、生态的脆弱性、环境质量较高和高、低对比度兼有等特征。从风景地貌学和旅游开发角度考虑,将江苏海岸带景观划分为北部山海景观类、中部滩涂景观类和南部河口景观类,并在景观类的基础上进一步划分出景观亚类和景观型两个层次。提出了加强景观生态建设,维持景观的异质性,建设射阳河—新洋港流域的荷兰式国家低地生态公园和盐城国家海洋湿地生态公园,适度开发沿海自然保护区景观生态旅游,打造北部山海景观生态旅游特色项目,深入开发南部江海交汇景观,挖掘海岸带旅游景观资源的文化异质性,以及启动辐射沙洲海洋世界自然遗产的申报和建设8项生态旅游规划。     

三疣梭子蟹和华溪蟹主要器官比较组织学的初步研究

近年来随着养殖业的发展,蟹类病害频繁发生,日趋严重。在开展病害研究过程中,由于三疣梭子蟹Portunus trituberculatus的SPF(无特定病原体)材料难于获得,而试验蟹的获得又受到养殖条件、养殖周期等因素的限制,因此阻碍了相关研究的开展,尤其是病毒学研究的进展。筛选一种可替代的模式生物,并开展相关研究显得尤为迫切。华溪蟹Sinopotamon和三疣梭子蟹亲缘关系较近,作为野生的蟹类容易获得,价格低廉,也容易在实验室条件下饲养。笔者在梭子蟹病原研究中发现,华溪蟹不带梭子蟹病原,但在实验条件下可感染相关病原,是开展此两类蟹病原体研究的较好实验动物,有必要开展这两种蟹的组织比较形态学的基础研究,以支持相关的应用研究。笔者经过对三疣梭子蟹和华溪蟹的组织石蜡切片观察发现,两种蟹的各组织器官结构基本相似,各组织结构都由4层构成,即粘膜层、粘膜下层、肌层和外膜。上皮细胞分泌物形成几丁质板,覆盖在上皮细胞表面。三疣梭子蟹的食管粘膜下层较发达。华溪蟹食管粘膜下层的肌层均相对较薄,食管腔较小。这两种蟹的胃壁结构无明显差别。在三疣梭子蟹的局部胃壁,可见嗜酸性几丁质层,上皮细胞顶部间有间隙,间隙中有一些嗜碱性物质。三疣梭子蟹肠粘膜下层不明显。华溪蟹的中肠非常细小,被肝胰腺等组织包裹,难以分离,管腔小,管壁外结缔组织少。两种蟹肝胰腺均由许多分枝的肝小管组成,小管间为结缔组织,血窦。肝小管由单层柱状上皮构成,高低不等,可以明显区分出分泌细胞、吸收细胞、储存细胞和胚性细胞4种形态的细胞,其功能也不同。三疣梭子蟹鳃轴基本弯曲,窄处鳃轴与鳃丝粗细相当,鳃丝和鳃小片间隔较大。华溪蟹鳃轴笔直延伸,窄处鳃轴明显粗于鳃丝,鳃丝间隔较小。两者鳃小片均由扁平上皮组成,外侧有薄层几丁质板。华溪蟹的鳃血管中可以明显看到较多染成红色的血细胞。三疣梭子蟹心肌纤维排列松散,线粒体较少,形态多样。华溪蟹心肌纤维排列致密,线粒体多呈群分布,且数量更多。心肌由梭形心肌细胞组成,有横纹,彼此相连成网,其周围有少量原生质。肌细胞的核呈棒状。     

北部湾白龙半岛邻近海域污损生物生态研究

2006年3月至2007年2月在北部湾白龙半岛邻近海域进行周年污损生物挂板试验, 并调查该海域码头和养殖网箱的污损生物状况.调查结果表明: 该海域污损生物群落呈现明显的亚热带港湾污损生物生态特点.调查记录污损生物共82种, 其中优势种为网纹藤壶Balanus reticulatus、有孔右旋虫Dexiosprira foraminosus、左旋虫Spirorbis papillatus、多室草苔虫Bugula neritina、大室膜孔苔虫Membranipora grandicella、美丽琥珀苔虫Electra tenella、缘齿牡蛎Dendostrea crenulifera、冠瘤海鞘Styela canopus和翡翠贻贝Perna viridis.生物全年附着, 2006年5-10月为附着高峰期.北部湾白龙邻近海域的月板、季板和年板平均附着生物量分别为200.54、2 550.37和15 121.67g·m-2, 均比大亚湾和湛江港的低, 而比清澜港和北部湾涠州岛的高.码头附着生物呈明显的垂直分带现象: 高潮带为滨螺区, 中潮带为牡蛎-笠藤壶分布带, 低潮带主要为藻类.在调查的基础上, 还针对海洋工程、海水养殖和河口生态环境保护给出不同的防污建议.     

中国西部地区农业竞争力的比较分析

借助相关统计年鉴,在构建适合西部地区农业竞争力指标体系的基础上,通过主成分分析和聚类分析对西部地区农业竞争力进行量化测评。研究发现:当前西部地区农业竞争力综合发展水平可分为农业较强省、农业次强省、农业弱省和农业落后省4种类型;根据构成西部地区农业竞争力要素的同质性将西部地区农业发展分为三类,国家和地方政府应因地制宜地制定提升农业竞争力的相应对策。     

Methods Comparison for Microsatellite Marker Development： Different Isolation Methods, Different Yield Efficiency

Microsatellite markers have become one kind of the most important molecular tools used in various researches. A large number of microsatellite markers are required for the whole genome survey in the fields of molecular ecology, quantitative genetics and genomics. Therefore, it is extremely necessary to select several versatile, low-cost, efficient and time- and labor-saving methods to develop a large panel of microsatellite markers. In this study, we used Zhikong scallop (Chlamys farreri) as the target species to compare the efficiency of the five methods derived from three strategies for microsatellite marker development. The results showed that the strategy of constructing small insert genomic DNA library resulted in poor efficiency, while the microsatellite-enriched strategy highly improved the isolation efficiency. Although the mining public database strategy is time- and cost-saving, it is difficult to obtain a large number of microsatellite markers, mainly due to the limited sequence data of non-model species deposited in public databases. Based on the results in this study, we recommend two methods, microsatellite-enriched library construction method and FIASCO-colony hybridization method, for large-scale microsatellite marker development. Both methods were derived from the mi-crosatellite-enriched strategy. The experimental results obtained from Zhikong scallop also provide the reference for microsatellite marker development in other species with large genomes.     

笛鲷属(Lutjanus)鱼类线粒体16S rRNA基因序列比较及系统学分析

对笛鲷属9种鱼的线粒体DNA16S rRNA基因片段进行了PCR扩增,扩增产物经纯化后测序,得到了长度为561bp的分析序列。结合GenBank中的另外9种笛鲷的16S rRNA同源序列计算得出A、T、G、C的含量平均为28.5%、22.1%、23.6%和25.8%,AT含量稍高于GC含量,18种笛鲷碱基组成差异不大。利用MEGA3.1软件对所得序列进行比对后检测到72个变异位点,其中包括简约信息位点44个,在变异位点中75.61%的碱基替换是由于发生了转换,转换/颠换平均为3.1︰1。计算了种间的遗传距离,结果表明,序列差异在0.0193-0.0680之间,其中勒氏笛鲷和金焰笛鲷、勒氏笛鲷和金带笛鲷的序列差异最小,而红鳍笛鲷和金焰笛鲷、红鳍笛鲷和画眉笛鲷的序列差异最大。选用高体四长棘鲷(Argyrops spinifer)为外群,利用NJ法构建了分子系统树,结果表明:本研究中的9种南海笛鲷与其它9种笛鲷进化关系较远;并且南海9种笛鲷相互之间仍然保持着着相对较远的遗传距离,遗传多样性较好。