西双版纳热带季节雨林生态系统氮的生物地球化学循环研究

 用小流域集水区和物质平衡方法,于1999年对西双版纳热带季节雨林生态系统的氮素循环进行了初步研究。西双版纳季节雨林生态系统的氮库总储量为6 481.2 kg·hm-2,其中活体生物量、凋落物层和土壤（0～30 cm）中的氮储量分别为970.9、37.7、5 481.2 kg·hm-2。土壤中的氮占生态系统氮总储量的84.4%,活体生物量占15.0%,凋落物层仅占0.6%。结果表明季节雨林的氮主要分布在土壤中,而在生物量中只占很少部分。大气降水、林内穿透水、树干流及地表径流的氮含量分别为0.565、0.828、0.983和1.042 mg·dm-3,氮通量则分别为8.89、10.97、3.57、5.95 kg·hm-2·a-1。大气降水输入氮8.89 kg·hm-2·a-1,径流输出氮5.95 kg·hm-2·a-1, 收支平衡（输入—输出）为2.94 kg·hm-2·a-1。氮的生物循环：吸收为149.86 kg·hm-2·a-1,存留为69.30 kg·hm-2·a-1,归还为80.56 kg·hm-2·a-1,循环系数为0.54。结果表明未受干扰的季节雨林生态系统处于氮积累的状态,有利于该生态系统的稳定与持续发展。     

南亚热带季风常绿阔叶林水文功能及其养分动态的研究

 根据在鼎湖山季风常绿阔叶林集水区3年的观测结果,对这一南亚热带地带性植被的水文功能进行了较深入的探讨。由于林分结构复杂,季风常绿阔叶林对大气降水具有较高的林冠截留率,截留率的季节变化动态与降水量的季节分配有关。该森林土壤结构良好,其渗水速度快,加上有较厚的枯落物层,对于减缓地面径流,减少水土流失,功效甚大。但由于土层较薄,其蓄水功能有限。该森林的径流量占总降水量的比例特别是地表径流所占比例较小,分别为50.22％和14.19％。其季节分配有利于保持水土和植物生长。由于土壤蓄水量变化出现负值,用水量平衡法计算得出鼎湖山季风常绿阔叶林年蒸发散量为1323.98mm,占大气降水量的51.81％。该森林的降水中主要营养元素浓度较高,降水带来大量的养分,特别是氮素的年输入量高达35.29kg·hm-2。淋溶也给该森林带来较高的养分归还量,其中钾的淋溶量高达35.65kg·hm-2;镁的淋溶量高达8.9kg·hm-2,为林外雨输入的2.37倍。径流中的氮输出为28.35kg·hm-2,降水中的氮素净输入量为6.94kg·hm-2;但镁的净输入呈负值。     

暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算

 森林生态系统碳循环过程与大气中二氧化碳含量有密切的关系,直接影响着大气成分的组成,进而对全球气候变化有重要影响。以我国暖温带落叶阔叶林生态系统近10年的定位研究为基础,初步建立了该类生态系统碳循环数值模式。结果表明：暖温带落叶阔叶林典型生态系统每年从外界主要是大气中吸收的碳是10.3 t·hm-2·a-1,植物呼吸释放到大气中的碳通量为5.5 t·hm-2·a-1。森林植物干物质积存的碳量为4.8 t·hm-2·a-1,通过凋落物分解释放到大气中的碳通量为2.46 t·hm-2·a-1。森林同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物分解的形式释放到大气中去了,存留在活生物体和凋落物中的很少。通过对碳现存量的研究发现,所研究的森林生态系统碳现存量为165.05 t·hm-2,其中活生物体碳现存量为61.2 t·hm-2,死生物体碳现存量为104.05 t·hm-2 (包括土壤中碳),土壤碳现存量为96 t·hm-2。土壤碳储量占总碳储量的58%,土壤是该地区森林生态系统主要的碳库,森林生态系统土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态的变化。     

鼎湖山针阔叶混交林水文学过程中总有机碳动态

2002年7月～2003年7月对鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文学过程中总有机碳（TOC）总量和浓度进行了初步研究.结果表明,观测期间,林外大气降水输入的TOC总量为41.80 kg·hm^-2·yr^-1,地表径流和地下水(50 cm土壤渗透水)输出分别为17.54和1.80 kg·hm^-2·yr^-1,输入输出之差为 22.46 kg·hm^-2·yr^-1,系统TOC为正平衡.各类型水中TOC总量月动态基本上与大气降水月动态变化趋势一致.大气降水的TOC平均浓度为3.64 mg·L^-1.经过森林林冠淋洗和树干淋溶后,穿透雨和树干流中TOC的平均浓度分别比大气降水中TOC浓度增加了6.10倍和7.39倍.地表径流、25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC平均浓度分别为12.72、7.905和3.06 mg·L^-1.穿透雨和树干流中TOC浓度的月变化相似,生长季初(3月),TOC浓度开始增加, 9月后逐渐下降,12月又有所回升.降水量较大的月份地表径流中TOC浓度较高.25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC浓度无明显的月变化规律.不同树种树干流中TOC浓度差异很大.大气降水、穿透雨、25 cm和50 cm土壤水中TOC浓度随降水量的增加而规律性递减,树干流和地表径流中TOC浓度与大气降水量之间无明显相关关系;除树干流和土壤水外,水文过程各分量水中TOC浓度随着大气降水强度的变化呈现规律性波动.     

贡嘎山森林生物量和生产力的研究

对贡嘎山苞槲柯、香桦林,铁杉、槭、桦杉,峨眉冷杉林Ⅰ,峨眉冷杉林Ⅱ和鳞皮冷杉林的生物量和生产力进行了研究。它们的生物量分别是220．082t·hm-2、568．008t·hm－2、544．519t·hm-2、282．558t·hm-2和279．819t·hm－2;它们的生产力分别是9．962t·hm-2·a-1、10．067t·hm－2·a－1、12．936t·hm-2·a-1、4．692t·hm-2·a-1和1．389t·hm-2·a－1。通过对贡嘎山森林生物量和生产力与生态因素的相关分析表明,年降水量是制约森林生物量和生产力的主导因子。     

鼎湖山苗圃和主要森林土壤CO2排放和CH4吸收对模拟N沉降的短期响应

研究了鼎湖山生物圈保护区苗圃(幼苗)、马尾松、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)土壤CO2排放和CH4吸收的一些特征及其对模拟N沉降增加的响应.结果表明,土壤CO2日(白天)平均排放量的大小顺序为(平均值±标准误)苗圃(258±62mg·m-2·h-1)＞季风林(177±42 mg·m-2·h-1)＞马尾松林(162±39 mg·m-2·h-1)＞混交林(126±30 mg·m-2·h-1).土壤CH4日(白天)平均吸收量的大小顺序为马尾松林(-0.15±0.02 mg·m-2·h-1)＞季风林(-0.08±0.01 mg·m-2·h-1)＞混交林(-0.07±0.01 mg·m-2·h-1)＞苗圃(-0.05±0.01 mg·m-2·h-1).低N(50 kg N·hm-2·a-1)和中N(100kg N·hm-2·a-1)处理对苗圃、马尾松林和混交林样地土壤CO2日平均排放量的影响均不明显,高N(150 kg N·hm-2·a-1)处理对苗圃土壤CO2的日平均排放量也无显著影响,但倍高N(300kg N·hm-2·a-1)处理显著促进苗圃样地土壤CO2的排放.然而,所有N(低N、中N和高N)处理均显著促进季风林土壤CO2日平均排放量,且这种促进作用随N处理水平的升高而增加.N处理显著促进季风林和马尾松林土壤对CH4吸收速率,但对混交林土壤CH4吸收则无明显的影响.在苗圃样地,除倍高N外,N处理对土壤CH4吸收速率也无显著作用,但倍高N处理使苗圃土壤发生功能转变,即从CH4汇转变为CH4源.     

武夷山甜槠生态系统的养分平衡研究（英文）

 本文通过比较大气降水的养分输入与由地表径流和地下渗流的养分输出,对武夷山甜槠林生态系统的养分平衡进行了研究。结果表明：在1993年4月至1994年4月期间,通过大气降水进入甜槠林的养分元素以N最高,为34.207kg·hm-2,其余依次为Ca(22.99kg·hm-2)、S(12.722kg·hm-2)、Na(6.679kg·hm-2)、K(3.558kg·hm-2)和Mg(2.057kg·hm-2),以P的输入最低,仅1.779kg·hm-2;由地表径流和地下渗流的养分输出总量N、P、K、Ca、Mg、S、Na分别为5.68、1.016、7.345、3.430、0.620、0.534、0.576kg·hm-2,以K的输出量最高,S的输出最少。其中,通过地下渗流的养分损失占输出总量的85.97％～96.38％,而地表径流的养分输出仅占总输出的3.62％～14.03％;在该系统中,N、Ca和S有大量的积累(分别为28.527、19.560和12.188kg·hm-2),Mg和Na有少量积累(分别为 1.437和6.103kg·hm-2),P基本上处于平衡状态(0.763kg·hm-2),而K则为净的输出损失(-3.787kg·hm-2)。岩石风化对于该生态系统K的补偿可能起重要作用,而其他养分元素仅通过降水输入即可得到补充。     

鼎湖山马尾松林生态系统碳素分配和贮量的研究

鼎湖山马尾松林中 ,马尾松各器官碳含量平均为 5 4.46%,灌木层植物 48.1 0 %,草本层植物40 .2 1 %,地表现存凋落物层 5 4.40 %,以上各组分总平均为 49.2 9%。土壤碳密度为 7.3 7kg· m- 2 (深 1 0 0cm)。生态系统各组分碳贮量分别为 :乔木层 68.876t·hm- 2 ,林下植物层 6.0 3 0 t· hm- 2 ,凋落物层 5 .892 t·hm- 2 ,土壤层 73 .70 5 t· hm- 2。根据研究结果 ,还对广东省马尾松林的现有碳贮量和碳吸存潜力进行了估算和讨论。     

长白山森林生态系统大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征

2009—2010年期间,利用雨量计收集法在长白山森林生态系统定位站开展定位观测,分析降水中氮素浓度,研究了该区域大气氮素湿沉降通量和组成的季节变化特征。结果表明,各形态氮素月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性;其降水中浓度主要受降水量和降水频次的影响。全年氮素湿沉降中TN、TIN和TON的沉降量分别为27.64 kg N hm-2a-1、11.05 kg N hm-2a-1和16.59 kg N hm-2a-1,TON为沉降主体,占60.02%;其大气氮沉降量主要由降水量和降水中氮素浓度共同决定。该地区氮湿沉降量已处于我国中等水平,考虑到氮素的干湿沉降比例,本区域的年氮沉降量已接近或超过本区域的营养氮沉降临界负荷,存在一定的环境风险。该地区生长季(5—10月)的氮沉降量(16.59 kg N hm-2a-1)占全年氮沉降量的比例达到73.20%。生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显。     

鼎湖山马尾松林降水再分配对养分动态影响

在鼎湖山马尾松林中 ,降水到达森林重新分配后 ,pH值的大小变化顺序为 :茎流 >径流 >穿透雨 >降水 ,且它们均呈酸性。与 pH值变化基本上相类似 ,养分元素浓度在各过程中均以茎流最高 ,降水最低。不同元素比较 ,其大小次序为 :Ca>N >Mg>P。Ca、P和Mg三种元素浓度在各过程中的月变化较明显 ,但pH值和N元素浓度的月际变化不强。该生态系统养分元素呈积累状态 ,大气降水的养分输入为 (kg·hm 2 ·a 1) :2 0 .62 9(N)、1 .0 1 5 (P)、46.3 3 2 (Ca)、3 .5 0 8(Mg) ;输出为 (kg·hm 2 ·a 1) :7.1 2 0 (N)、0 .63 2 (P)、2 3 .640 (Ca)、2 .1 3 3 (Mg)。此外 ,还对该生态系统生物地球化学循环特征进行了讨论。     

壳聚糖酶的克隆表达与壳寡糖的制备分析

目的:克隆壳聚糖酶基因于大肠杆菌中实现高表达,制备壳寡糖。方法:以枯草芽孢杆菌总DNA为模板扩增壳聚糖酶基因(CSN),克隆至载体pET23a(+)上,转化菌株BL21(DE3)。重组子经0.5 mmol/L IPTG诱导后,SDS-PAGE和质谱检测与鉴定重组酶。酶纯化后水解壳聚糖,薄层色谱分析其水解产物。结果:质谱证明壳聚糖酶(31.5kDa)成功表达,表达量占菌体总蛋白的45%左右。纯化后重组酶浓度为900 mg/L,纯度95%、回收率85%,酶活力为10 000 U/mg。壳聚糖降解产物为壳二糖至壳四糖。结论:原核表达载体pET23a(+)-CSN构建正确,壳聚糖酶表达量与活性高,适用于水解壳聚糖制备壳寡糖。     

国内外蝗害治理技术现状与展望

本文首先概述了国内外蝗虫发生与为害的态势,总结了现阶段我国蝗虫发生与为害的主要特点:即农田飞蝗暴发频繁而且严重,草原土蝗的发生时常造成严重的经济损失,而且侵入城市干扰市民生活,我国与周边国家之间蝗虫过境迁移频繁,使用化学农药污染环境和农产品;分析了国内外蝗虫防治对策与技术的发展现状,重点介绍了应急防治和可持续治理对策、...     

放牧对牧草光合作用、呼吸作用和氮、碳吸收与转运的影响

研究放牧对草地植物生理活动的影响,对于揭未草地放牧演替的生理机制有重要意义,大量研究表明,家畜放牧对牧草光合作用、呼吸作用以及C和N吸收与转运的影响,可以分为生理伤害和生理恢复2个阶段,放牧通过改变草地冠层结构影响牧草光合作用,净光合作用速率短期内迅速下降,随着叶面积指数增加又逐渐上升,呼吸作用有相似的变化趋势,牧草放牧后再生长所需的C和N最初主要来自根系和留茬中的贮藏物质,此后随着牧草生长恢复逐渐由同化作用供给,C代谢与土壤N水平负相关,放牧后牧草生理活动变化与牧草遗传特性、种间竞争、家畜放牧特征、非生物环境等因素密切相关。     

Coiled-coil nanomechanics and uncoiling and unfolding of the superhelix and alpha-helices of myosin

The nanomechanical properties of the coiled-coils of myosin are fundamentally important in understanding muscle assembly and contraction. Force spectra of single molecules of double-headed myosin, single-headed myosin, and coiled-coil tail fragments were acquired with an atomic force microscope and displayed characteristic triphasic force-distance responses to stretch: a rise phase (R) and a plateau phase (P) and an exponential phase (E). The R and P phases arise mainly from the stretching of the coiled-coils, with the hinge region being the main contributor to the rise phase at low force. Only the E phase was analyzable by the worm-like chain model of polymer elasticity. Restrained molecular mechanics simulations on an existing x-ray structure of scallop S2 yielded force spectra with either two or three phases, depending on the mode of stretch. It revealed that coiled-coil chains separate completely near the end of the P phase and the stretching of the unfolded chains gives rise to the E phase. Extensive conformational searching yielded a P phase force near 40 pN that agreed well with the experimental value. We suggest that the flexible and elastic S2 region, particularly the hinge region, may undergo force-induced unfolding and extend reversibly during actomyosin powerstroke.     

Kinetics and thermodynamics of peroxidase- and laccase-catalyzed oxidation of N-substituted phenothiazines and phenoxazines

N -substituted phenothiazines (PTs) and phenoxazines (POs) catalyzed by fungal Coprinus cinereus peroxidase and Polyporus pinsitus laccase were investigated at pH 4–10. In the case of peroxidase, an apparent bimolecular rate constant (expressed as k _cat/K _m) varied from 1 ×10⁷M⁻¹s⁻¹to 2.6×10⁸M⁻¹s⁻¹ at pH 7.0. The constants for PO oxidation were higher in comparison to PT. pH dependence revealed two or three ionizable groups with pK _a values of 4.9–5.7 and 7.7–9.7 that significantly affected the activity of peroxidase. Single-turnover experiments showed that the limiting step of PT oxidation was reduction of compound II and second-order rate constants were obtained which were consistent with the constants at steady-state conditions. Laccase-catalyzed PT and PO oxidation rates were lower; apparent bimolecular rate constants varied from 1.8×10⁵M⁻¹s⁻¹ to 2.0×10⁷M⁻¹s⁻¹ at pH 5.3. PO constants were higher in comparison to PT, as was the case with peroxidase. The dependence of the apparent bimolecular constants of compound II or copper type 1 reduction, in the case of peroxidase or laccase, respectively, was analyzed in the framework of the Marcus outer-sphere electron-transfer theory. Peroxidase-catalyzed reactions with PT, as well as PO, fitted the same hyperbolic dependence with a maximal oxidation rate of 1.6×10⁸M⁻¹s⁻¹ and a reorganization energy of 0.30 eV. The respective parameters for laccase were 5.0×10⁷M⁻¹s⁻¹ and 0.29 eV. Received: 20 September 1999 / Accepted: 24 February 2000     

白术同源四倍体的诱导和鉴定及其与二倍体过氧化物酶的比较

以白术（Atractylodes macrooephala Koidz.）二倍体组培苗为材料,对其四倍体诱导方法进行研究,共获得45个白术同源四倍体株系,为优良株系的选育提供了材料。此外,还分析比较了其中8个白术四倍体株系与二倍体的过氧化物酶同工酶（POD）的酶谱差异,发现四倍体各株系过氧化物酶同工酶谱比二倍体的均多了Rf0.310的谱带,且总过氧化物酶比活力也发生了很大改变,对探讨白术四倍体优良株系的生理生化机理具有一定的参考价值。     

Synthesis of hapten and conjugates of coumestrol and development of immunoassay

3-O-Carboxymethylcoumestrol was prepared as the hapten for immunoassay by a partial alkylation of coumestrol with ethyl chloroacetate in acetone alkalized with potassium carbonate. 3-O-Ethoxycarbonylmethylcoumestrol was separated by column chromatography and finally was hydrolyzed with formic acid. 1H and 13C NMR data (APT, COSY, HMQC, and HMBC) revealed that the reaction was regioselective, as 3-O-ethoxycarboxymethylcoumestrol was the only monosubstituted derivative. The hapten was then conjugated to bovine serum albumin and used for immunization of rabbits. A radioimmunoassay (RIA) system was established based on the polyclonal antiserum and a 125I-labeled hapten-tyrosine methyl ester conjugate as the radioligand. Parameters of the RIA: sensitivity: 12 pg per tube, 50% intercept: 140 pg per tube, working range: 20-4000 pg per tube. The cross-reactivity of a panel isoflavonoid and lignan phytoestrogens was either negligible (e.g. formononetin 0.07%; biochanin A 0.06%) or not detectable at all. The major immunoreactive peak in HPLC fractions from an alfalfa extract had the same retention time as coumestrol standard and represented 94.8% of the signal. The remaining 5.2% of immunoreactivity was distributed between five minor peaks. We conclude that after the validation for particular matrices, the method will be a useful tool for analysis of coumestrol, especially in low volume and low concentration samples.