Neural inhibition sharpens auditory spatial selectivity of bat inferior collicular neurons

This study examines the role of neural inhibition in auditory spatial selectivity of inferior collicular neurons of the big brown bat, Eptesicus fuscus, using a two-tone inhibition paradigm. Two-tone inhibition decreases auditory spatial response areas but increases the slopes of directional sensitivity curves of inferior collicular neurons. Inferior collicular neurons have either directionally-selective or hemifield directional sensitivity curves. A directionally-selective curve always has a peak which is at least 50% larger than the minimum. A hemifield directional sensitivity curve rises from an ipsilateral angle by more than 50% and either reaches a plateau or declines by less than 50% over a range of contralateral angles. Two-tone inhibition does not change directionally-selective curves but changes most hemifield directional sensitivity curves into directionally-selective curves. Auditory spatial selectivity determined both with and without two-tone inhibition increases with increasing best-excitatory frequency. Sharpening of auditory spatial selectivity by two-tone inhibition is larger for neurons with smaller differences between excitatory and inhibitory best frequencies. The effect of two-tone inhibition on auditory spatial selectivity increases with increasing inhibitory tone intensity but decreases with increasing intertone interval. The implications of these findings in bat echolocation are discussed. Accepted: 18 January 2000     

Feedback inhibition of sodium uptake in K+-depolarized toad urinary bladders

Ouabain-blocked toad urinary bladders were maintained in Na⁺-free mucosal solutions, and a depolarizing solution of high K⁺ activity containing only 5 mM Na⁺ on the serosal side. Exposure to mucosal sodium (20 mM activity) evoked a transient amiloride-blockable inward current, which decayed to near zero within one hour. The apical sodium conductance increased in the initial phase of the current decay and decreased in the second phase. The conductance decrease required Ca²⁺ to be present on the serosal side and was more rapid when the mucosal Na⁺ activity was higher. At 20 mM mucosal Na⁺ and 3 mM serosal Ca²⁺ the initial (maximal) rate of inhibition amounted to 20% in 10 min. The conductance decrease could be accelerated by raising the serosal Ca²⁺ activity to 10 mM. The inhibition reversed on lowering the serosal Ca²⁺ to 3 μM and, in addition, the mucosal Na⁺ to zero. Exposure of the mucosal surface to the ionophore nystatin abolished the Ca²⁺ sensitivity of the transcellular conductance, showing that the Ca²⁺-sensitive conductance resides in the apical membrane. The data imply that in the K⁺-depolarized epithelia, cellular Ca²⁺, taken up from the serosal medium by means of a Na⁺-Ca²⁺ antiport, cause feedback inhibition by blockage of apical Na⁺ channels. However, the rate of inhibition is small, such that this regulatory mechanism will have little effect at 1 mM serosal Ca²⁺ and less than 20 mM cellular Na⁺.     

Downhill movement of litter and its implication for ecological studies in three types of forest in Japan

The amount of litter moving down the slope was measured in three types of forest, together with an examination of rain as a factor in bringing this about. The three forest types were a natural mixed stand ofPinus densiflora and hardwood trees (plot A), aCryptomeria japonica plantation (plot S) and aChamaecyparis obtusa plantation (plot H). The amount of moved litter was quite large in plots A and H, but relatively small in plot S. The rain factor had little influence on litter movement in plot A, but was the main cause of movement in plot S and (especially) plot H. It is suggested that measurement of litter input and output not only by traps above ground level, but also by ones on the ground is essential for determining the cycling of elements inC. obtusa forests. It is also suggested that the decomposition of leaf litter should be studied both on the soil surface and in the soil inC. obtusa forests.     

升温突变对川西不同坡向和海拔岷江冷杉径向生长的影响

坡向和海拔作为重要的地形因子决定着林木立地条件的水热分配,为揭示川西地区升温突变前后制约岷江冷杉(Abies fargesii var.faxoniana)径向生长的气候因子变化及其在坡向和海拔上的响应格局,通过树木年轮学方法构建了4个坡向(NE、N、NW和W)的3个海拔梯度(≥3650 m)共12个岷江冷杉的标准年表,采用皮尔逊相关分析和回归分析的方法分析了升温突变前后(1980年)限制岷江冷杉径向生长主要气候因子的变化及径向生长的变化趋势。结果表明：升温前,生长季(7月)低温和降水、前一年冬季(10—11月)最高温和平均温制约岷江冷杉的生长,而当年春季(3月)温度的升高和生长季前(5月)较多的降水不利于其生长。升温后,4个坡向的林线、东北坡中海拔,西坡中、低海拔岷江冷杉的径向生长与大部分月温度表现为正相关关系,且上述样点树木径向生长明显加速。1980年升温前,制约不同样点岷江冷杉径向生长的气候因子具有一致性——坡向和海拔对其径向生长与温度相关关系的干扰和影响较小。增温促进了各坡向林线岷江冷杉的径向生长,且偏阳坡在更大的海拔范围内对增温表现出正反馈。研究对未来气候变化背景下川西不同坡...     

神农架北坡堵河源自然保护区植物多样性研究

为建立自然保护区,保护神农架北坡堵河源地区丰富的生物多样性资源,并为神农架地区植物起源、植被演替以及生物多样性和濒危物种状况深入、准确评价提供基础数据,2002年,采用路线调查与标准地调查相结合的方法,结合历史资料,对堵河源地区的野生植物资源进行了实地野外调查研究,分析了植物区系和植物多样性及其受威胁状况。结果表明:(1)该保护区具有丰富的植物物种多样性,有维管束植物174科730属1733种(含亚种、变种),其中,国家重点保护野生植物有23种;(2)该区植物区系成分具有复杂性、多样性,拥有中国种子植物分布区类型属级水平的全部类型,但明显偏重于温带性质。且植物区系起源古老,有中国特有分布属37个,其中,古特有属27个;(3)该区具有丰富的植被类型,包括4个植被型组,8个植被型,26个群系,具有较高的保护和科研价值。同时针对保护区植物多样性受威胁状况,提出了植被恢复、加强防火设备设施建设、生态移民、保护珍稀濒危植物及社区共管是保护植物多样性的有效措施。     

黑河上游高寒退化草地狼毒种群小尺度点格局分析

植被斑块化是自然界的一种普遍现象, 斑块的形成和变化对植物种群格局的形成和变化具有重要影响。在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地, 采用点格局分析方法, 研究了小尺度上狼毒(Stellera chamaejasme)种群的种群密度、组成格局以及分布格局。结果表明: 随着狼毒种群分盖度的增大, 种群密度、领地密度和组成格局呈现规律性的变化, 斑块内部狼毒种群的数量出现增减交替变化趋势, 组成格局规律明显; 狼毒种群的分布格局表现出与尺度关联的变化趋势, 在31%-40%分盖度下, 狼毒种群在所有尺度上表现为随机分布, 在41%-50%、51%-60%、61%-70%、71%-80%分盖度下随着尺度增大, 分布格局的基本模式为: 随机—聚集—随机或均匀—随机—聚集—随机分布, 在聚集状态下, 聚集强度不同。以成株为核心的斑块内部种群表现为随机分布或均匀分布, 相对于外部表现为聚集分布, 随着成株个体数量的逐渐增多, 种群竞争关系由种间竞争转化为种内竞争, 促进了斑块扩张与合并、斑块增多与吞并, 从而实现了种群扩散。     

露天煤矿排土场边坡植被组成特征及其群落稳定性评价

研究植被恢复过程中植物群落组成、结构及稳定性的变化,可进一步了解到植物群落的演替过程及规律。采用空间代时间的方法对内蒙古锡林郭勒盟北电胜利露天煤矿4个排土场边坡人工恢复植被进行群落调查,在此基础上采用多样性指数与优化后的M.Godron稳定性指数对植物物种组成、物种多样性及其群落稳定性进行分析,探究不同恢复年限排土场边坡植被在恢复过程中群落特征及稳定性变化特征。结果表明：（1）排土场边坡植物物种组成共有16科44属56种,植物群落组成较简单,其中禾本科种类最多,生长型以草本植物为主。（2）随着恢复年限的增加,植物生活型由一、二年生转变为多年生,坡面优势种由人工种植植物转变为本土植物。（3）整体看,随着恢复年限增加,物种多样性呈下降趋势,群落稳定性整体呈上升趋势。（4）由于不同坡向土壤微环境差异,北坡恢复效果及稳定性好于南坡。本研究在一定程度上可为露天煤矿排土场边坡人工修复过程中植物物种及合理配置模式的选择提供科学依据。     

黄土丘陵区人工柠条种植年限和坡位对土壤团聚体稳定性的影响

柠条(Caragana korshinskii Kom.)种植是黄土高原地区生态环境建设中重要的人工植被恢复措施。选择黄土丘陵区条带种植15、25和35年的柠条坡地,以荒草坡地为对照,运用Le Bissonnais法分析柠条种植不同年限和坡位对0—40 cm土层团聚体分布及其稳定性的影响。结果表明:长时间柠条种植对土壤团聚体稳定性的影响主要在0—20 cm土层;不同处理下土壤大团聚体(>0.25 mm)含量总体表现为柠条35年>柠条25年>柠条15年>荒草地,表明柠条种植年限增加促进了大团聚体的形成。从坡面尺度看,柠条平均重量直径整体表现为坡下>坡上>坡中;在上坡的柠条35年样地具有最大值(3.08 mm),但在下坡荒草地显著高于柠条林地(P<0.05)。基于相对消散指数和相对机械破碎指数,上中坡土壤团聚体均对消散作用和机械破碎作用较敏感,而下坡的下层土壤团聚体对破碎作用更敏感。冗余分析表明,土壤有机碳和粘粒含量与柠条平均重量直径呈显著正相关关系(P<0.05)。种植年限是影响土壤团聚体稳定性的主要因素,解释了30.4%的变异;其次是土层...     

天山北坡不同环境条件下雪岭云杉(Picea schrenkiana)林限土壤属性

为了研究干旱区天山北坡中山带长达1000余公里的单建群种山地针叶林的空间分布原因,选择精河、玛纳斯、阜康和巴里坤中山带作为四种不同的环境条件,通过对不同环境条件雪岭云杉(Picea schrenkiana)上、下限土壤的采样与分析,探讨土壤因素对天山北坡中山带雪岭云杉分布的控制作用.雪岭云杉在天山北坡的连续分布主要是水热组合条件和土壤因素相互作用的结果,上、下限土壤属性变化与环境条件变化间存在着紧密的联系,表现为降雨量丰富的玛纳斯林区土壤肥力较高,但CaCO3含量较低,而降雨量较小的巴里坤和精河林区土壤肥力较差,但CaCO3含量较高.虽然长达1000余公里的雪岭云杉中山带环境条件差异较大,但其土壤属性变化均在雪岭云杉发育所需土壤条件的允许范围之内,这主要是受土壤成土母质、不同海拔高度的降雨量、地形、局地环流等因素的共同影响.     

1980—2018年祁连山南坡土地利用变化及其驱动力

祁连山是我国第一阶梯和第二阶梯的分界线,生态环境脆弱,对过渡地带土地利用变化及其驱动力研究具有重要的生态意义。本研究以祁连山南坡为研究区,基于1980—2018年遥感影像数据,运用空间自相关分析法、ArcGIS空间分析方法和主成分分析法分析了土地利用的时空变化特征及其驱动力。结果表明: 1980—2018年,草地是研究区土地利用类型的主体,建设用地所占比重最小,水域、草地表现为下降趋势,未利用土地、建设用地和耕地均呈现出增长态势,林地变化较小。不同地类单一土地利用动态度从大到小依次为:建设用地＞水域＞耕地＞未利用土地＞林地＞草地,综合土地利用动态度为0.9%。不同土地利用类型空间分布表现出空间集聚性特征。耕地增加的区域和林地、草地减少的区域主要分布在门源县城所处大通河谷地西北侧,天峻县东北部大通河上游地区存在工矿建设用地占用草地的现象。土地利用变化驱动力主要为人口数量、科技、城市化、经济发展水平和政策。本研究结果可为政府合理规划和利用土地资源提供依据,对祁连山南坡生态环境保护和社会经济可持续发展具有重大意义。