森林凋落物的微生物分解

森林凋落物的分解是森林生态系统中物质循环和能量流动的一个重要环节,而微生物在这一过程中起着重要作用。本文系统介绍了森林凋落物微生物分解的过程及其生态学意义,并从参与凋落物分解的微生物多样性、凋落物分解过程中的微生物数量动态及群落演替、影响微生物分解的因素及微生物分解酶学等方面综述了森林凋落物的微生物分解研究概况,探讨了未来研究的方向。     

凋落物分解过程中土壤微生物群落的变化

凋落物分解是生态系统碳循环和营养物质循环的关键过程, 受多种因素共同影响。土壤微生物是影响凋落物分解的重要因素, 其群落组成在一定程度上依赖于所处植物群落的特征。因此, 研究分解过程中微生物群落组成的变化及其对植物多样性的响应, 有利于对凋落物分解机制的理解。本文采用分解袋野外原位分解的方法, 对凋落物分解过程中微生物群落的变化及其对所处森林环境中树木的种类和遗传多样性的响应进行了研究。结果表明: (1)凋落物分解183天后, 土壤中微生物群落的多样性降低, 并且森林群落的物种多样性与微生物群落多样性呈负相关关系; (2)凋落物分解前后, 土壤中真菌和细菌群落的磷脂脂肪酸(PLFA)量均有所增加, 说明凋落物分解为微生物生存和繁殖提供了养分; (3)地形因素是影响微生物群落变化最显著的因素, 可解释微生物群落变化的29.55%; 其次是凋落物的基质质量, 可以解释15.39%; 最后是森林群落的多样性, 可以解释8.45%; 这3种因素共同解释率为2.97%。综上所述, 与森林群落的植物多样性相比, 样地的地形因素与凋落物的基质质量对微生物群落的影响更显著。     

红树林凋落物生产及其归宿

红树林具有很高的凋落物生产量,其生产量受到纬度、潮汐、海水盐度以及气象参数等多方面因素的影响,并且表现出明显的季节性变化规律.红树林凋落物有4条主要归宿:一部分被底栖动物摄食,主要是蟹类和腹足类;一部分被微生物直接分解;还有一部分以可溶性有机物或是以植物组织的形式输出到毗邻生态系统;余下的则以难分解的或是合成物质的形式进入到红树林底质.国内关于红树林凋落物的研究很多只从定性的角度揭示红树林凋落物的归宿,而缺少定量的实验研究,因而对凋落物各归宿的相对重要性缺乏正确认识.以前的一些研究忽视了底栖动物的作用,未来的研究应该更加注重红树林生态系统的开放性,定量研究凋落物的归宿,关注底栖生物在红树林凋落物周转过程中的作用,本文期待为正确揭示红树林凋落物的真实归宿提供思路.     

海南东寨港红树林湿地鸟类多样性研究

红树林湿地是全球湿地生态系统中的重要组成部分,湿地鸟类是湿地价值的重要指标[14].东寨港是我国红树林面积最大、种类最多、生长最好的地区之一[10],广阔的滩涂成为许多鸟类的觅食地和越冬点,每年春季和冬季都有许多迁徙鸟类在此觅食和越冬.红树林湿地鸟类的研究国内外都有一些报道[2,3,5,6,8,11,13],但正如Lefebvre所说"我们对红树林鸟类群落的认识主要局限于鸟类物种的编目"[13].对东寨港红树林鸟类研究,20世纪60～70年代有学者做过一些采集及考察工作[1,7,9],80年代和90年代初也有学者进行过一些调查[5,12],但大多数都是在东寨港作短暂的停留,记录的物种数很少、调查的结果也有局限性.1997～1998年我们对海南东寨港红树林湿地的鸟类进行了调查,这对未来东寨港鸟类的监测、湿地的保护及生态管理有重要意义.     

滇西北高原湿地植物凋落物在不同分解界面的质量衰减及其微生物驱动

研究植物凋落物分解及其微生物的驱动机制,对于掌握湿地生态系统物质循环特征及其关键生态过程具有重要意义。该研究以滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带的优势植物茭草和杉叶藻为研究对象,通过凋落物袋法和Biolog GenⅢ技术,研究其凋落物在大气界面、水界面和土界面的质量衰减特征以及微生物的碳源利用和代谢的变化规律。结果表明:(1)通过一年的分解,茭草凋落物在大气界面、水界面和土界面的质量残留率分别为77.7%、42.2%、25.3%,显著高于杉叶藻凋落物的相应质量残留率(41.6%、32.5%、12.4%);但同一物种不同分解生境下质量残留率则表现为大气界面水界面土界面。(2)2种植物不同界面的平均吸光度值上升快慢存在差异,茭草土界面和杉叶藻大气界面中的微生物碳源代谢强度最大;土界面下茭草植物微生物碳源利用率最高,且醇类和胺类的碳源利用率达到0.26和0.24。(3)2种植物的微生物群落结构存在一定的差异,茭草凋落物土界面中微生物群落对各类碳源有较强的利用能力,其微生物群落所含物种比较丰富、群落均匀性和多样性更加明显,与茭草凋落物质量残留率季节性变化结果较为一致。研究认为,研究区域内凋落物质量衰减和微生物的关系,可以为生态系统的稳定与发展及凋落物分解的微生物学机理提供科学依据。     

全球气候变暖对凋落物分解的影响

凋落物分解作为生态系统核心过程,参与生态系统碳的周转与循环,影响生态系统碳的收支平衡,调控生态系统对全球气候变暖的反馈结果。全球气候变暖通过环境因素、凋落物数量和质量以及分解者3个方面,直接或间接地作用于凋落物分解过程,并进一步影响土壤养分周转和碳库动态。气候变暖可通过升高温度和改变实际蒸散量等环境因素直接作用于凋落物分解。气候变暖可引起植物物种短期内碳、氮和木质素等化学性质的改变以及群落中物种组成的长期变化从而改变凋落物质量。在凋落物分解过程中,土壤分解者亚系统作为主要生命组分(土壤动物和微生物)彼此相互作用、相互协调共同参与调节凋落物的分解过程。凋落物分解可以通过改变土壤微生物量、微生物活动和群落结构来加快微生物养分的固定或矿化,以形成新的养分利用模式来改变土壤有机质从而对气候变化做出响应。未来凋落物分解的研究方向应基于大尺度跨区域分解实验和长期实验,关注多个因子交互影响下,分解过程中碳、氮养分释放、地上/地下凋落物分解生物学过程与联系、分解者亚系统营养级联效应等方面。     

贺兰山不同林分凋落物微生物群落特征与影响因素

贺兰山是我国重要生态屏障,贺兰山生态森林生态系统保护受到极大关注,森林凋落物及土壤微生物对全球气候变化研究具有重要意义。目前,贺兰山不同林分的凋落物分解过程中微生物群落结构特征差异、不同凋落物化学组成对微生物群落结构的影响尚不清楚。以贺兰山具有代表性的3种林分（油松林、青海云杉林以及油松-山杨混交林）凋落物为研究对象,开展凋落物化学组成、微生物群落组成及多样性特征研究,揭示不同林分凋落物的优势微生物群落特征和影响因子。结果表明,3种林分凋落物的细菌和真菌在多个多样性指数之间差异性均不显著,但是在多样性指数中真菌PD whole tree指数显著大于细菌,真菌Shannon指数与Ghao1指数却显著小于细菌。在门水平上不同林分凋落物的微生物优势菌类无显著差异,但在属水平上差异显著,而且细菌差异小于真菌,在各个分类水平上,凋落物细菌和真菌群落组成均表现为油松-山杨混交林＜青海云杉林＜青海云杉林,凋落物微生物多样性在青海云杉林中最为丰富。细菌不同节点间连接线负相关数量略大于正相关,真菌则相反。油松林凋落物与其它林分凋落物相比,微生物群落之间联系更加紧密。油松林凋落物OC含量最大、青海云杉林凋落物的TK含量最大、油松-山杨混交林的TN含量最大,且在3种林分中显著差异。相关性分析表明OC、TN、TP、TK是影响凋落物细菌和真菌群落组成及多样性的主要因素,冗余分析表明不同林分凋落物的微生物多样性指数受养分影响,凋落物OC、TN、TP、TK是影响微生物群落组成和多样性的重要因素,其中OC与微生物群落多样性相关性最显著,是影响凋落物细菌和真菌群落组成和多样性最主要的因子。     

荒漠草原不同放牧强度背景下添加氮水对凋落物分解的影响

凋落物分解是连接生态系统地上、地下过程的重要环节,决定了生态系统养分循环速率,但到目前为止对凋落物分解在荒漠草地生态系统受放牧以及外源资源补给影响的研究较少。本研究通过对不同放牧强度(对照、轻牧、中牧和重牧)短花针茅草原群落进行添加氮素(10.0 g N m~(-2) a~(-1))和增水(108 mm/a)处理,探讨群落水平凋落物分解速率的变化。研究结果显示,过去不同强度放牧历史对群落凋落物分解影响极显著(P0.0001)。凋落物前期分解(135 d)过程中,凋落物初始C∶N比与凋落物分解速率常数呈显著负相关关系,表明凋落物可降解性在凋落物前期分解中起主要作用。轻度放牧影响下凋落物分解速度最快,这与该条件下凋落物C∶N比显著低于其他放牧强度下的有关,说明适度放牧不仅有利于群落维持,也在一定程度上有利于生态系统养分循环。当凋落物分解更长时间(870 d)后,对照区凋落物分解速率显著低于放牧处理样地,但凋落物初始C∶N比对凋落物分解速率没有显著影响。进一步分析显示,不同放牧强度背景下长期凋落物分解速率与分解环境的土壤微生物多样性成正相关关系,与群落盖度呈极显著(P0.001)负相关关系。添加氮素显著(P0.05)降低凋落物分解速度,但对凋落物氮含量无显著影响。生长季加水未影响凋落物质量及凋落物分解速度。研究结果表明,凋落物前期分解受凋落物质量影响,但较长时间凋落物分解则与分解过程中接受到的太阳辐射量有关。     

凋落物对土壤有机碳与微生物功能多样性的影响

森林凋落物是影响土壤微生物群落和有机碳含量的重要因素,但其作用的程度和机制尚不清楚,研究该问题对于分析森林生态系统碳循环和资源管理具有重要意义。研究凋落物去除与添加处理下土壤有机碳含量与土壤微生物对碳源利用的差异,明确凋落物去除与添加对土壤微生物群落代谢功能及其多样性的影响,探究不同处理下SOC含量变化的土壤微生物群落代谢机理。选取承德市雾灵山1405-1435 m海拔范围内核桃楸-蒙古栎混交林的表层土壤,采用室内培养结合Biolog-ECO方法,测定了培养第21天的土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）含量及微生物群落的AWCD值、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、McIntosh均匀度指数、Pielou丰富度指数,分析培养期内凋落物的不同处理下SOC含量与微生物功能多样性的变化特征。结果表明：1）不同凋落物处理对SOC含量与土壤微生物群落多样性具有显著影响（P<0.05）,DL > HL > NL > CK;2）不同凋落物处理下土壤微生物群落代谢活性和土壤微生物对碳源的利用程度具有显著差异（P<0.05）,碳水化合物类和氨基酸类是土壤微生物的主要碳源;3）不同处理的SOC含量与土壤微生物多样性具有正相关关系。双倍凋落物添加在短期内对土壤微生物多样性影响难以达到显著水平且在一定程度上对土壤微生物的代谢活性具有抑制作用,土壤微生物群落功能多样性对SOC含量具有重要影响。     

模拟增温及分解界面对茭草凋落物分解速率及叶际微生物结构和功能的影响

挺水植物的凋落物是湿地生态系统物质循环的重要组成部分, 阐明气候变暖以及生境差异对湿地挺水植物凋落物分解过程及叶际微生物的影响对揭示湿地生态系统关键物质循环过程具有重要意义。该研究以滇西北高原典型湿地优势挺水植物茭草(Zizania latifolia)为研究对象, 采用凋落物袋法研究了茭草在模拟增温(1.5-2.0 ℃)及不同生境(大气界面、水界面与土界面)下的质量残留率和叶际微生物数量、结构组成与功能代谢特征。研究发现: 模拟气候变暖及生境差异均显著影响凋落物的分解速率。经过一年的分解, 凋落物在模拟增温环境下的质量残留率为66.4%, 对照组的质量残留率为77.7%, 增温组分解常数(k)值是对照组的1.64倍, 而凋落物在水界面与土界面的质量残留率为42.2%和25.3%, 其k值分别为大气界面的3.63和5.25倍, 生境差异是影响湿地挺水植物凋落物分解速率的关键因素。模拟增温主要改变了凋落物叶际微生物的群落组成特征, 而生境变化主要影响叶际微生物的绝对数量、微生物多样性、群落结构组成以及功能代谢活性。处于土界面的凋落物叶际微生物具有最高的群落功能代谢活性及醇类碳源利用程度。不同处理之间的植物叶际微生物特征与凋落物分解速率具有较好的一致性, 为揭示湿地植物凋落物分解快慢的微生物驱动机制提供了重要的理论依据。     

海南岛东寨港几种红树植物种间生态位研究

采用3种常见的生态位宽度和生态位重叠计测公式,以外来种无瓣海桑扩散区的秋茄+桐花树群落演替系列作为资源轴,定量计测了几种红树植物的生态位宽度和重叠值.结果表明,各树种生态位宽度值排序为桐花树(3.8357)＞秋茄(3.3421)＞木榄(3.3180)＞白骨壤(3.0975)＞无瓣海桑(2.9137)＞海桑(2.5724)＞角果木(1.8523)＞红海榄(1.6897)＞海莲(1.0000),很好地表征了其生态适应性和分布幅度.各树种重叠值中,以秋茄、桐花树、木榄、白骨壤之间的生态位重叠较大,表明其间存在较强的资源利用性竞争.无瓣海桑生态位宽度处于中等程度,与中低潮滩红树植物海桑、桐花树、秋茄和白骨壤的重叠值相对较高,与红海榄、木榄有中度重叠,与角果木有少量重叠,与海莲完全没有重叠.     

广西珍珠湾三种红树林林分土壤碳氮储量的研究

为了探讨不同红树林林分土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)储量空间的分布特征以及与C/N的相关性,该研究以广西防城珍珠湾红树林湿地为对象,通过样地调查取样和实验室分析,测定了SOC和TN的含量以及土壤碳储量的计量,揭示了广西北仑河珍珠湾秋茄、木榄和混交林三种红树林林分SOC和TN储量空间的分布特征以及C/N与SOC和TN的相关性。结果表明:(1)秋茄、木榄和混交林的SOC储量分别为140.73、124.94、144.71 t·hm~(-2),三者无显著性差异(P0.05);木榄和混交林垂直分布特征表现为20～40 cm0～20 cm40～60 cm,秋茄表现为随着土层深度的增加而递减。(2)秋茄、木榄和混交林的TN储量分别为6.49、5.01、5.87 t·hm~(-2),表现为随着土层深度的增加而减少的趋势。(3)秋茄、木榄和混交林的SOC与TN储量之间的相关性极显著(P0.01),相关系数分别为0.924、0.971和0.844,说明SOC与TN之间存在一定的耦合效应。(4)三种林分的C/N比值范围为16.77～24.39,表明有机质主要来源于陆地,木榄和混交林土壤的C/N值与SOC储量有显著的相关性(P0.05),三种林分的C/N比值与TN储量相关性均不显著。(5)三种红树林林分的土壤碳储量均高于我国森林土壤碳储量的平均值,且SOC与TN储量之间的相关性极显著。     

福建亚热带红树林生态学的研究

福建亚热带红树林种类计有五科五属六种,即木榄、秋茄、海漆,老鼠簕、桐花树和白骨壤。主要群落类型有秋茄+木榄-桐花树群落、秋茄+桐花树群落、秋茄群落和白骨壤群落。秋茄高生长与土壤含氮量(%)的关系呈半对数线性正相关,回归公式为log y=0.9397+3.124x(y为树高、x为含氮量)。树高与土壤含盐量呈抛物线相关。红树林生态系统中,生物因子的作用是明显的。藤壶附着于叶面或树干上,严重危害秋茄生长发育。林下相手蟹等造穴活动,有利于林下土壤通气性。浒苔、颤藻等藻类繁殖,也会影响红树生长。引种栽培要选择适当的生境和适合本地的种类、才能保证较高的成活率。     

红树植物秋茄和海莲幼苗过氧化物酶对栽培盐度条件的反应

本文探讨了系列海水盐度砂培的红树植物秋茄和海莲幼苗叶片、根尖的过氧化物酶活性及其同工酶对不同盐度条件的反应。结果表明：(1)秋茄苗：在低盐度0‰至10‰范围,叶过氧化物酶活性随盐度提高而略有增强,15‰以上则降低;根尖过氧化物酶活性则不同,随盐度(0—35‰)提高而降低。(2)海莲苗：随其生长基盐度(5—25‰)提高,叶过氧化物酶活性迅速降低,而根尖过氧化物酶活性在5‰至10‰盐度时略有提高,15‰以上迅速降低;而后高盐度(25一35‰)活性降低不明显。这表明,在盐度的影响下,秋茄苗过氧化物酶活性变化程度小而海莲大。(3)在同工酶谱表现上,两种植物幼苗(叶,根)均为主级酶带受盐度影响不明显,但次级酶带对盐度敏感。     

海莲、秋茄两种红树群落能量的研究

 本文应用热值测定,对中国两种典型红树群落,即海南岛的海莲群落及福建九龙江口的秋茄群落样品热值、群落能量现存量、能量固定量以及太阳能转化效率进行了测定和分析．结果表明：(1)红树群落各组分样品之间热值有一定的差异;一般叶、花的热值较高,而根、树皮的热值较低。(2)群落能量现存量海莲群落(1984年1月)高达178,627kcal／m2,秋茄群落为70,547kcal／m2,群落能量在不同组分以及不同高度层次上均有不同的分配比。(3)海莲群落(1983)、秋茄群落(1982)能量年净固定量分别为15,772kcal／m2和10,456kcal/m2,相应地对林地太阳光合有效辐射能的转化效率依次为3.01％和2.01％;红树群落比其他植物群落具有较高的能量固定能力及太阳能转化效率。     

木榄和秋茄对水渍的生长与生理反应的比较研究

研究了不同水渍时间对两种红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza(L.)Lam)和秋茄(Kandelia candel(L.)Druce)的生长与生理的影响.随着淹水时     

牲畜废水对两种红树植物幼苗的影响

研究了淡水(盐度为0）和海水(盐度为30)两种盐水度条件下温室盆栽系统红树植物秋茄和榄对牲畜废水的生长和生理反应．结果表明,牧畜废水对秋茄和木榄的生长指标(包括高度、基径、叶片生成量、最大叶面积和相对生长率)有显著促进作用;盐度水平和废水的加入均对秋茄生物量的分配无明显影响,但废水使木榄的根生物量比和根／茎比减小而叶生物量比增加;两种盐度下废水处理组秋茄加绿素a、叶绿素b含量与相应对照组无显著差异,而木榄有比对照高的叶绿素a、叶绿素b含量;废水处理组秋茄叶片电导率高于对照组,但木榄叶片电导率在淡水条件下与对照组无显著差异,在海水条件下甚至低于对照组;牲畜废水对秋茄和木榄的根系活力均无显著影响;在两种盐度条件下牲畜废水均导致秋茄茎和根POX活性的明显增强,而对叶POX活性则无显著影响,牲畜废水对木榄叶和茎POX活性无显著影响,而木榄根POX活性淡水条件下下降、海水条件下则升高;两种盐度条件下牲畜废水均使得木榄各器官的SOD活性显著下降,而对秋茄SOD活性基本无显著影响。     

广西的红树林

本文主要讨论广西沿海的红树林的植物种类成分、外貌、适应形态学特点、群落类型和演替规律,以及生产管理问题。 该地区的红树植物种类计有8科、12属、12种,以红树科植物占优势。群落类型有:白骨壤群落、桐花树群落、秋茄-桐花树群落、红海榄群落、木榄群落、木榄-桐花树群落、桐花树-海漆稀树群落和红海榄+秋茄-桐花树群落等。     

无瓣海桑、海桑、秋茄红树人工林群落动态及物种多样性研究

对红树植物无瓣海桑、海桑、秋茄3种人工林群落动态及物种多样性特征的系统研究结果表明,无瓣海桑群落和海桑群落的乔木层明显分为上层和中层两个亚层,上层木为无瓣海桑或海桑,中层木主要为秋茄和桐花树;秋茄群落的乔木层为单一层次,基本由秋茄组成．在无瓣海桑群落和海桑群落中,优势种群无瓣海桑或海桑仅有高龄级个体存在,未出现自然更新现象;秋茄和桐花树为旺盛增长种群,有可能成为优势种群,表明无瓣海桑和海桑为先锋造林树种,在裸滩种植可以促进其它红树植物的天然定居生长;在秋茄群落中,秋茄为旺盛增长种群,能够自然：更新演替,桐花树和海莲属初生增长种群．无瓣海桑群落和海桑群落的物种组成和物种多样性指标较接近,基本包含秋茄群落中的主要物种秋茄、桐花和海莲。表明无瓣海桑和海桑能与这些物种协调共生,同时种植无瓣海桑或海桑可以形成多样化的红树林群落;无瓣海桑群落和海桑群落在形成初期,种植密度较大时,物种多样性较高;密度相近时。形成初期随林龄的增加。其物种多样性略有提高．     

广东湛江保护区红树林种群的生物量及其分布格局

本文研究了广东湛江红树林自然保护区高桥镇红寨村及德耀村海滩红树植物的种群分布格局与生物量。结果表明：５年生桐花树群落、白骨壤群落、秋茄群落、１０年生木榄群落、３０年生红海榄群落的总生物量分别为５５４７５ｇ／ｍ２、１６３７０１ｇ／ｍ２、６２６４４８ｇ／ｍ２、４１３８４３ｇ／ｍ２、９６１０２０ｇ／ｍ２;其中地下部分生物量占总生物量的比例依次为３２２８％、４５４５％、４１３１％、２９８５％和２８２９％。计算得Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ物种多样性指数为２２３２。种群的分布格局中桐花树、白骨壤、红海榄和秋茄种群为集群分布,而木榄种群为随机分布。