辽西半干旱区几种人工林生态系统涵养水源功能研究

从森林生态系统树冠截留降雨、枯落物持水及土壤蓄水3个层次对辽西半干旱区5种人工林生态系统的涵养水源功能进行了定量研究．结果表明,各人工林生态系统树冠对降雨的平均截留率为14．58％～37．19％,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;枯落物层厚度为1．6～4．1cm,枯落物贮量为1890．4～6425．2kg·hm^-2,枯落物层厚度和贮量均为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林,枯落物最大持水量取决于枯落物贮量及其最大持水率,枯落物最大持水量为5957．7～19332．9kg·hm^-2,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;各人工林生态系统0～40cm土壤层非毛管蓄水量为23．70～37．85mm,依次为沙棘林>杨树沙棘混交林>油松沙棘混交林>杨树纯林>油松纯林．在5种人工林生态系统中,沙棘林的涵养水源功能最好,混交林较油松和杨树纯林有更好的涵养水源功能．     

重庆铁山坪马尾松天然次生林降雨截持与贮水特征

马尾松林是三峡库区防护林体系中最重要的森林类型,然而以往对结构更为复杂的马尾松天然次生林的生态水文效应研究还很不足,限制着全面了解和准确评价库区森林发挥的涵养水源服务功能。以重庆铁山坪的马尾松天然次生林为对象,采用定位监测结合室内测定的实验方法,系统研究了林冠层、林下草本层、枯落物层、土壤层的水文特征。结果表明：（1）2010-2011年马尾林穿透雨量、干流量、林冠截留量分别占总降雨量（1972.39 mm）的84.66%、0.26%和15.07%,且均与次降雨量呈显著正相关（P<0.01）,其中干流在次降雨量达到5 mm时产生;林冠截留量随次降雨量增大而逐渐达到饱和（6 mm左右）。（2）林下草本植物的地上生物量达1.32 t/hm²,其持水率随浸水时间呈对数函数增加（P<0.01）,最大持水量为0.61 mm。（3）枯落物贮存量达10.74 t/hm²,未分解、半分解、未分解与半分解混合枯落物的最大持水率为183.76%、206.31%和197.62%,未分解与半分解层枯落物的最大持水能力达1.44 mm。（4）0-80 cm土层的饱和贮水量达334.75 mm,其中滞留贮水量达49.08 mm,占饱和贮水量14.66%。马尾松天然次生林各作用层的降雨截持及贮水作用明显,其中尤以土壤层贮水能力最强。研究结果可为三峡库区森林涵养水源服务功能模拟与评价提供重要参考依据。     

川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应

川中丘陵区是长江上游水土流失最严重地区之一,该区大面积柏木防护林林分结构不合理、天然更新不良、林分稳定性差、产品产量和水土保持功能低,急需进行结构调整。通过48个典型柏木纯林样地林分郁闭度与灌木、草本及枯落物盖度和生物量分析,提出了该区人工柏木防护林适宜林分郁闭度为0.6—0.7。根据林分结构,将柏木纯林林分结构划分为5种类型。对比分析结果表明:(1)5种林分类型枯落物最大持水量取决于林分枯落物存贮量,适宜结构型林分与其它4种林分类型枯落物最大持水量存在显著差异,排序结果为适宜结构型(4.038±0.497)t/hm2>中低密度型(3.583±0.521)t/hm2>中高密度型(3.243±0.455)t/hm2>低密度型(2.841±0.656)t/hm2>过密型(2.272±0.580)t/hm2。(2)土壤饱和贮水量排序为适宜结构型(180.59±14.83)mm>中低密度型(173.84±18.06)mm>中高密度型(169.27±13.20)mm>低密度型(162.57±8.79)mm>过密型(150.77±5.08)mm,适宜结构型林分与其余4种林分之间均存在显著差异。(3)6次典型降雨产沙量排序为适宜结构型(360.07 kg/hm2)<中低密度型(577.08 kg/hm2)<中高密度型(625.98 kg/hm2)<低密度型(878.51 kg/hm2)<过密型(1026.74 kg/hm2),5种柏木林分类型产沙量之间均存在显著或极显著差异。     

晋西黄土区不同密度油松人工林林下植物多样性及水文效应

通过野外调查与室内实验相结合的方法,以晋西黄土区不同林分密度的油松人工林为对象,以林下植物多样性、枯落物蓄水、土壤物理性质和土壤蓄水能力为指标,分析了不同密度油松林对这些指标的影响,以期为油松林合理密度的确定提供科学依据。结果表明:油松林内灌木层物种丰富度指数、多样性指数随油松林密度的增大而减小,而均匀度指数无明显规律;草本层物种丰富度指数与灌木层变化规律一致,但多样性指数和均匀度指数均先增后减;油松林密度为1675株·hm-2时草本的多样性和均匀度为最大,整个群落的多样性指数和均匀度指数也最大;油松林灌木层的多样性指数及均匀度指数均大于草本层;不同密度油松林枯落物自然含水率无显著差异,而枯落物蓄积量、最大持水率以及持水量、有效拦蓄率和拦蓄量在一些林分密度间差异显著;密度为1300株·hm-2时,土壤容重最小,总孔隙度、毛管孔隙度及所对应的贮水量均最大;密度为1675株·hm-2时枯落物蓄积量、持水量最大,表层(0～20cm)土壤容重(1.07g·cm-3)相对较低,非毛管孔隙度(17.45%)及滞留贮水量(87.25mm)最大。综合来看,30年生左右的油松人工林,当密度约为1675株·hm-2时林下植物多样性及生态水文效应最好。     

冀北山区滦平县4种新造林地水源涵养能力研究

为研究密云水库上游冀北山区生态水源保护林的生长现状和涵养水源能力,以油松×落叶松(林地Ⅰ)、油松×山杏(林地Ⅱ)、油松×蒙古栎(林地Ⅲ)、侧柏×山杏(林地Ⅳ)4种混交林为研究对象,通过测定林下枯落物层和土壤层特征,分析比较不同林地枯落物和土壤的持水能力及林地水源涵养能力。研究结果表明:枯落物现存量为林地Ⅱ林地Ⅳ林地Ⅰ林地Ⅲ,林地Ⅱ的枯落物层有效持水量最大,为81.30 t/hm~2,林地Ⅰ最小。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度最大的均为林地Ⅳ,分别为56.02%、50.26%和5.76%,林地Ⅳ的土壤层有效持水量最大,为1507.90 t/hm~2,林地Ⅲ最小。综合4种林地的枯落物层和土壤层持水能力,可知林地Ⅳ(侧柏×山杏)的水源涵养能力最强,为157.43 mm,林地Ⅲ(油松×蒙古栎)最弱。     

辽东山区主要森林类型林地土壤涵蓄水性能的研究

从森林涵养水源的角度,对辽宁省东部山区相同年龄的５种主要森林类型林地土壤的涵蓄水性能进行了研究．结果表明,各森林类型林地枯落物贮量为１０．８７～１８．６７ｔ·ｈｍ－２,针叶林下枯落物贮量大于阔叶林;枯落物的蓄水量为３７．１１～５７．６５ｔ·ｈｍ－２,枯落物蓄水量与枯落物贮量成正比;各森林类型林地表层５０ｃｍ土壤的涵蓄水量在８１７．７～９３７．６ｔ·ｈｍ－２;天然柞树林下的土壤具有最好的渗透性和最高的蓄水力,其次为阔叶混交林、红松人工林、落叶松人工林和油松林人工林．天然阔叶林较人工针叶林具有更好的涵养水源性能．     

马尾松人工林林分密度对林下植被及土壤性质的影响

采用样方调查及取样分析方法,研究广西大青山南亚热带不同密度马尾松人工林林下植被及土壤特征.结果表明:马尾松人工林自然发育14 a后,林分密度从1050 株·hm^-2增加到1800株·hm^-2,林下灌木层物种多样性指数增高.密度为1800 株·hm^-2时,多样性指数最高.当林分密度继续增大到2250 株·hm^-2,灌木层物种多样性指数却呈降低趋势.林下草本物种多样性指数对林分密度变化的响应不敏感;在林分密度影响下,林下灌木生物量与灌木层物种多样性指数变化规律一致.随着林分密度的增大,林下草本生物量呈降低趋势;不同密度马尾松人工林土壤理化特性差异显著(P<0.05).除全K、速效K和速效P外,土壤表层(0～20 cm)养分含量与林下灌木层物种多样性指数变化趋势一致.不同密度林地速效K和速效P含量变化波动较大.密度为2100 株·hm^-2的林分土壤 全P含量较高.中密度(1800 株·hm^-2)林地的土壤持水量和孔隙度均较高,土壤容重较低.     

森林枯落物持水特性影响因素研究进展

森林生态系统是陆地生态系统中重要的组成部分, 枯落物又是森林结构中重要的一环, 具有涵养水源、拦蓄降水、减少径流、维持土壤湿度、防止土壤水分散失和土壤溅蚀等重要的水文生态功能。研究影响枯落物持水特性的因素, 揭示各因素与枯落物持水特性之间的关系, 对研究森林的水土保持能力, 合理规划和利用水资源方面具有重要的意义。笔者了影响枯落物持水特性的重要因素(如森林类型、林分特征和成土因素等), 探讨了各因素与枯落物持水特性之间的关系及影响程度, 以期为人工林立地环境的筛选、造林树种的配置、以及天然林与人工林的营林措施选择方面提供合理的建议和参考。     

林分密度对尾赤桉人工林群落结构与生态效应的影响研究

对永安市不同经营密度下尾赤桉(Eucalyptus urophylta×E. eamalducensis)人工林的林分结构、群落组成以及林下枯落物和土壤持水性能进行了分析,探讨造林密度对闽西北地区桉树人工林生态效应的影响。结果表明,密度对尾赤桉人工林林分径级结构有极显著影响,密度与平均胸径、树高间存在极显著的负相关,相关系数分别为-0.99和-0.93,对林分蓄积量也存在显著影响(r=0.84)。密度对林下灌草层物种多样性的影响呈现分异现象,与灌木层的相关性达到极显著水平(r=0.94),但与草本层的相关不显著(r=-0.52)。不同密度林分的林下植物种类有较大差异,但低密度林分的林下植被收获量最大。林分密度对枯落物持水率的影响较大(r=0.94)。     

六盘山南坡不同密度华北落叶松水源林生长过程比较

以六盘山南侧的华北落叶松水源涵养林为研究对象,利用标准木树干解析法,研究了21年生低、中、高3种密度(1200、1500和2000 株·hm^-2)华北落叶松人工林的生长过程和直径结构.结果表明：华北落叶松3种密度林分在10年生前各项生长指标差异不显著;10年生后的林木直径、单株材积和林分蓄积生长过程明显不同;21年生时,低密度林分的生长状况明显优于中、高密度林分,但树高生长受密度影响不显著;3种密度林分直径分布的偏度系数(S_k)差异较大,高密度林分的S_k（0.338)大于中密度(0.072)和低密度林分(0.015).前者直径分布偏离正态分布,呈现顶峰偏左的现象;后者的直径分布接近正态分布,密度结构较合理;中密度林分直径分布的峰度系数(K,1.691)大于高密度(1.532)和低密度林分(0.665).说明中密度林分的林木分化程度比高、低密度林分小;林龄为21年的华北落叶松人工林的合理保留密度应为1200 株·hm^-2.     

3种林下灌木竹种地上竞争的可塑性响应

林下灌草层物种种群内竞争是森林生态系统发育和演替研究的重要组成部分。通过模拟去除边缘效应, 对3种赤竹属灌木竹种——铺地竹(Sasa argenteastriatus)、菲黄竹(S. auricoma)、菲白竹(S. fortunei)3种植物对地上竞争的可塑性响应研究。研究发现: (1)3种赤竹属竹种的垂直结构和器官(根、茎和叶)表征了在进化尺度上3种植物内源的相似性和表型可塑性差异; (2)根冠比表明在高密度条件下菲黄竹投入到地上部生物量大于低密度条件, 菲白竹类似, 铺地竹则相反, 3物种在向最大生长速率进化的过程中, 遇到生理(光合)和分配之间的交换关系而产生的矛盾选择; (3)菲黄竹与菲白竹较慢的光合速率, 表明在生理上已经对高密度处理产生可塑性变化, 并且这种可塑性是以缩短叶寿命为代价的。     

干旱胁迫和复水对浙江楠光合与根系生长的影响

为探索珍贵树种斑块化混交造林的可行性, 以浙江楠为研究对象, 通过干旱胁迫和复水试验, 分析其光合生理特征、根系生长和抗氧化系统的响应。结果表明, 对照条件下浙江楠的光合生理最优, 重度干旱严重影响浙江楠的生理进程, 具体表现为光合能力、光适应特征、瞬间气体交换参数和叶绿素荧光参数的显著下降, 其光合速率的下降是由气孔因素导致; 中度干旱条件下的浙江楠植株水分利用率最高, 重度干旱条件下的水分利用率与对照、中度干旱相比较, 分别下降了29.6%和46.4%; 中度干旱条件下根半径下降, 但SOD、POD和CAT未显著下降, CAT均值略有上升, 重度干旱条件下的3种保护酶均表现出显著下降, 抗氧化酶已不能有效清除掉活性氧物质。因此, 浙江楠具备一定的抗旱能力, 中度干旱并不影响浙江楠的正常生长, 在实际斑块化造林过程中, 可适度控制土壤含水量, 有利于在不同树种斑块化混交配置应用中提升浙江楠造林的成活率和保存率。     

一株小麦赤霉病拮抗菌的筛选鉴定及防治效果分析

自小麦赤霉病发病田块土壤中,分离得到1株小麦赤霉病高效拮抗菌株。通过形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列比对分析,将这株拮抗菌株鉴定为奇异变形杆菌(proteus mirabilis)。P. mirabilis DY05发酵液和无细胞上清均可显著抑制禾谷镰刀菌菌丝体生长(抑制率分别为79.50%和51.25%)和分生孢子萌发(抑制率均为100%),减少呕吐毒素产生(分别减少84.32%和82.82%)。田间赤霉病防治试验结果显示,接种DY05,可降低发病率52.13%,同时病情指数降低48.74%,显示出较好的防治效果。促生生理活性评价试验结果显示,菌株DY05可以产生铁载体和IAA,并具有溶磷作用和ACC脱氨酶活性,具有很好的促生长潜力。盆栽试验结果表明,菌株DY05对小麦植株生长具有显著的促进作用。与对照组相比,菌株DY05处理可以显著增加小麦幼苗茎高、根长、鲜重和干重,其中茎高、根长、鲜重和干重分别提高了22.21%、26.41%、44.77%和26.53%。分离得到的拮抗菌株DY05具有拮抗病原真菌和促进植物生长的双重功能,为开发禾谷镰刀菌生物防治制剂提供了菌种材料。     

Conference Report: East meets West

Second International Conference on Transgenic Animals, Beijing, China, October 23–26, 1998. Organized by the Bilong Institute for Transgenic Animals and the China International Conference Center for Sciences and Technology     

骨形态发生蛋白9基因敲除小鼠的构建

目的运用CRISR/Cas9技术敲除小鼠基因组中Bmp9基因片段,构建Bmp9基因敲除小鼠。方法根据Bmp9基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成。sgRNA体外转录后和Cas9mRNA混合后显微注射受精卵细胞,注射后的受精卵细胞移植至受体动物获得子代小鼠。提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定其基因型。基因型鉴定正确的小鼠与野生型交配后筛选纯合子小鼠。同时取纯合子小鼠心脏、肝、脾、肺、肾,匀浆后提取总RNA和总蛋白,通过qPCR、WB和免疫组化检测BMP9在各组织中的表达。结果设计并合成20bp的sgRNA并进行体外转录,显微注射并回植后得到基因突变小鼠,连续交配后得F2代纯合子。测序结果显示,突变小鼠存在两种基因型,一种为5bp缺失突变,另一种为13bp缺失并伴有1bp插入突变。与野生型C57BL/6相比,qPCR、WB和免疫组化结果均表明基因敲除小鼠肝中BMP9表达显著降低。结论利用CRISPR/Cas9技术成功构建出了BMP9基因敲除小鼠。     

人重链铁蛋白偶联HER2抗体的纯化及其在成像中的初步应用

目的:利用临床常用抗体将人重链铁蛋白(HFn)纳米材料更好地靶向肿瘤,以期改善肿瘤的靶向成像或药物治疗,促进蛋白类纳米材料向临床转化。方法:在大肠杆菌内表达纯化得到HFn,以抗人表皮生长因子受体2抗体(anti-HER2)作为模型抗体,用双功能交联剂马来酰亚胺-聚乙二醇-琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Mal-PEG-NHS)将HFn与anti-HER2偶联形成HFn/anti-HER2复合物;标记荧光后,观察其不同时间内在HER2阳性乳腺癌荷瘤小鼠内的分布,判断其作为靶向肿瘤药物的可能性。结果:通过尺寸排阻凝胶色谱纯化的靶向复合物HFn/anti-HER2保留典型的对称球状结构,粒径大小为16.88±0.49 nm,较HFn粒径7.11±0.1 nm增加;HFn/anti-HER2组在肿瘤部位的荧光强度是对照组HFn的3倍,说明可以通过偶联抗体提升HFn的靶向性。结论:构建了人重链铁蛋白与抗体的复合物,提升了铁蛋白的靶向性。抗体铁蛋白复合物为铁蛋白类靶向成像及治疗药物的开发提供了新的思路。     

中国棕榈藤资源及其分布特征研究

棕榈藤是一种重要的非木材林产品,在全球生物多样性保护和经济发展方面起着重要的作用。通过查阅相关文献、野外调查和标本鉴定,对中国棕榈藤植物的种类组成、地理分布类型及特点进行了研究。结果表明:(1)中国分布有较丰富的棕榈藤植物资源,共计3属40种(含变种),在云南、海南、广西等12个省区均有分布,其生长习性以攀援型为主。(2)中国棕榈藤植物表现出明显的水平和垂直地带性分布规律;水平地域性分布明显,形成了西南(云南西双版纳)和东南(海南省)两大分布中心,而其他区域分布的种类相对较少;海拔1000m以下地区分布的种类较多,有一定数量的广布种。(3)中国棕榈藤植物可划分为10个分布区类型,其中,以热带亚洲(印度-马来西亚)分布型的种类为主,特有种也占有一定比例;种类的分布与中南半岛、南亚棕榈藤植物区系有密切的联系。     

高效净水细菌的分离鉴定及其净水能力分析

[目的]分离筛选获得能高效净化污水的净化细菌。[方法]利用氨氮降解筛选培养基对某污水处理厂的活性污泥进行净水细菌的分离筛选,并研究分离菌株对污水有机质、氨态氮、总磷与总氮含量的去除效果以及药敏性分析。[结果]比较去除效果,获得了1株最高效的净水细菌,该菌株对污水有机质、氨态氮、总氮与总磷均具有较强的净化效果,其去除率分别达58. 90%、65. 45%、51. 91%和35. 00%。结合菌落形态特征观察、生理生化分析及分子鉴定,鉴定该菌株为暹罗芽胞杆菌(Bacillus siamensis)。该菌株对7种常见抗生素均具有一定敏感性,其中对氨苄青霉素最敏感,卡那霉素次之,对庆大霉素最不敏感。[结论]分离筛选获得1株能高效净化污水的暹罗芽胞杆菌,对常见抗生素具有一定敏感性。