海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0~9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。     

中国亚热带-暖温带过渡区锐齿栎林净生态系统碳交换特征

在2017年1月1日-2017年12月31日期间,采用涡度相关法对位于亚热带-暖温带气候过渡区的河南宝天曼国家级自然保护区的65年生锐齿栎（Quercus aliena）天然次生林的碳通量进行了连续观测。结果表明：在观测期间,该森林生态系统在生长季5-10月份为碳汇,非生长季各月为碳源,净碳吸收量与释放量分别在7月和4月达到最大。净生态系统生产力为569.4 g C m^-2a^-1,生态系统呼吸为529.9 g C m^-2a^-1,总生态系统生产力为1099.3 g C m^-2a^-1。30min尺度上夜间净生态系统碳交换量与5cm深度土壤温度的关系可用指数方程表示（R²=0.21,P < 0.001）,其温度敏感性系数（Temperature sensitivity coefficient,Q₁₀）为2.2。如果排除夜间通量观测的误差,处在海拔较高地区的夜间低温和非生长季的低温抑制了生态系统呼吸排放,可能导致全年生态系统呼吸量较低。在生长季5-10月份,各月的白天净生态系统碳交换量对光合有效辐射的响应符合直角双曲线模型,初始光能利用效率、平均最大光合速率和白天平均生态系统呼吸强度呈明显的季节变化,范围分别是0.06-0.12 μmol CO₂ μmol^-1 photon、0.44-1.47 mg CO₂ m^-2s^-1和0.07-0.19 mg CO₂ m^-2s^-1。夏季7、8月份,较高的饱和水汽压差对白天锐齿栎林的碳吸收有明显的抑制作用;生长季末期9月份较高的土壤含水量对白天锐齿栎林的碳吸收也产生了抑制作用,表明生长末期降水过多影响森林的碳吸收。     

经营措施对毛竹林土壤不同组分有机碳、氮及化学结构的影响

以次生常绿阔叶林为对照,选择立地条件相近的无经营、粗放经营和集约经营3种类型毛竹林为研究对象,应用密度-粒径联合分组以及化学、生物分析和傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法,探讨经营措施对毛竹林土壤不同组分有机碳、氮含量,分配比例及结构特征的影响。结果表明: 与对照相比,无经营和粗放经营毛竹林显著提高了土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、游离态颗粒有机碳、氮、可溶性有机碳(DOC)、氮(DON)和矿物结合态有机碳、氮的含量。无经营毛竹林虽然显著增大了游离态颗粒有机碳、氮的分配比例,但其与黏土矿物结合的有机碳依然是土壤有机碳的最大贮存库(67.6%)。集约经营导致竹林土壤有机碳、全氮的贮量及各组分有机碳、氮含量下降,但明显增大了DOC/TOC、微生物生物量氮与全氮比值以及微生物生物量碳和土壤有机碳的比值(微生物商)。经营措施对土壤有机碳的化学结构也具有显著影响。与对照相比,无经营和粗放经营毛竹林土壤有机碳中酚醇-OH、脂肪族-CH、芳香族C=C和羰基C=O吸收峰相对强度增强,土壤疏水性显著增加。土壤有机碳的脂肪碳、芳香碳和疏水性与土壤碳氮总量呈显著正相关,与微生物商呈显著负相关。在人为干扰减少的情况下,毛竹林凋落物、根系等有机质残体输入量的增多引起土壤难分解化合物的相对积累,使有机碳化学稳定性明显增强。同时,土壤黏土矿物质对土壤有机碳起到了很好的保护作用,通过矿物-有机碳复合使土壤碳储存稳定性更高,进而有利于土壤碳的长期保存。     

2003-2018年土地利用变化对丹江口市景观格局与生态服务价值的影响

丹江口市是南水北调中线工程核心水源区，通过开展土地利用动态变化、景观格局变化与生态系统服务价值等研究，为丹江口库区生态安全提供科学支撑。以丹江口市2003-2018年4期遥感影像数据为基础，运用ENVI 5.3、ArcGIS 10.5以及Fragstats 4.2等软件，统计了丹江口市土地利用动态变化，分析了景观格局变化指数，计量了生态系统服务价值。结果表明：丹江口市土地利用类型变化显著，水域和林地面积、建设用地面积分别增加了38.07%、19.73%、11.63%，耕地和园地面积分别减少了42.83%、52.40%，除2003年土地利用程度高达25.02%，其余年份均保持在23%左右；景观空间格局变化明显，市域范围内各斑块类型趋于规则，呈均衡趋势分布，斑块类型间形成了良好的连接性，景观聚集程度逐渐提升，空间分布趋向集中；丹江口市生态系统服务价值不断增长，由2003年105.31×10⁸元增长至2018年116.99×10⁸元，其中水源涵养和土壤形成与保护生态价值最高，原材料生产、美学景观和食物生产占比较低。在未来城市建设中，应加大水域和林地的保护力度，优化调整土地利用结构，合理规划建设用地，发展无污染农业生产，适时增设自然景观，稳步提升区域生态系统服务价值。     

丹江口库区湖北水源区不同密度马尾松人工林水源涵养能力

为了研究南水北调中线水源区汛期森林的水源涵养功能,以丹江口库区龙口林场马尾松人工林为对象,于2018年6-9月采用野外观测与室内分析相结合的方法,对高、中、低3种密度马尾松人工林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层进行分析,探究其丰水期水源涵养功能的林分密度效应.结果表明:(1)3种密度马尾松人工林林冠截留量为56.13~77.68 mm,且随林分密度增加林冠截留量增大,林内穿透雨量则趋势相反;(2)3种密度马尾松人工林枯落物总生物量为12.76~19.56 t·hm^-2,随着林分密度增加枯落物总生物量增大,且半分解层枯落物生物量均大于未分解层枯落物生物量;高密度枯落物总厚度最大,中密度次之,低密度最小;枯落物最大持水量为21.32~28.24 mm,有效持水量为16.82~22.51mm,且均表现为中密度>高密度>低密度;枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间分别呈对数函数和幂函数关系式;(3)3种密度马尾松人工林O~ 30 cm土层土壤容重为1.45~ 1.54g·cm^-3,总孔隙度均值为42.18%~45.71%,土壤有效持水量为2.94~4.81 mm,且土壤容重大小为低密度>高密度>中密度,土壤总孔隙度排序则与之相反,土壤有效持水量表现为中密度>低密度>高密度;(4)3种密度马尾松人工林综合水源涵养能力为204~237.55 mm,表现为中密度>高密度>低密度.综上,丹江口库区中密度马尾松人工林水源涵养服务能力最优,建议在今后库区森林抚育过程中,合理控制林分密度.     

毛竹bHLH转录因子的鉴定及其在干旱和盐胁迫条件下的表达分析北大核心CSCD

以毛竹( Phyllostachys edulis (Carr.) Lehaie)为材料,利用生物信息学方法,在基因组水平上对其bHLH基因家族成员进行鉴定和分析,并对不同组织中该基因的表达模式以及部分基因在干旱和高盐胁迫条件下的表达情况进行研究。结果显示:在毛竹中共鉴定出153个具有完整保守结构域的bHLH基因家族成员( PebHLH001 ~ PebHLH153 ),这些基因内含子数量为0 ~ 14,其中137个基因的启动子均含有与干旱、盐胁迫相关的顺式作用元件;PebHLHs 编码的蛋白长度为134 ~ 1401 aa;bHLH家族成员的系统进化分析结果表明,153个PebHLHs可被分为17个亚类,其中C亚类的成员数量最多,为42个;基于转录组数据的表达谱分析结果发现,有151个 PebHLHs 在毛竹不同组织和不同生长发育时期有不同程度的表达量;实时荧光定量PCR实验结果显示,在干旱和盐胁迫处理后,分别有14和13个 PebHLHs 基因的表达量上调,分别有2和3个表达量下调,但表达模式存在一定差异,说明他们在应答干旱和盐胁迫过程中可能发挥不同的作用。     

树种多样性和土壤微生物多样性对人工林生产力的影响

林分生产力通常会随着树种多样性增加而增加,但不同营养级生物多样性以及树种和土壤微生物多样性之间的相互作用如何影响生产力目前尚不清楚。以亚热带不同丰富度和树种组成的人工林为研究对象,从物种、功能性状、遗传三个维度的树种多样性以及土壤真菌和细菌系统发育多样性,探究了中国亚热带人工林树种多样性和土壤微生物多样性对林分生产力的影响。研究发现,林分生产力随树种功能多样性(FD)(P<0.001)、比叶面积群落加权均值(CWM-SLA)(P<0.01)、树种系统发育多样性(PD)(P<0.05)和土壤真菌多样性(PDF)(P<0.01)的增加而显著增加,分别解释了林分生产力总变异的12.86%、6.80%、3.67%和3.08%。FD和CWM-SLA可分别通过增加土壤真菌、细菌多样性而间接提高林分生产力。研究结果表明多营养级生物多样性是维持高水平林分生产力的基础,树种多样性和土壤微生物多样性之间的自上而下的级联效应在调节生态系统生产力方面发挥着重要作用。     

中国毛竹林碳氮磷生态化学计量特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程与功能的重要特征, 开展种群生态化学计量学研究可以细化植物种群化学计量学内容, 确定限制植物生长的元素类型, 同时为大尺度模型的发展提供数据基础。为阐明我国毛竹(Phyllostachys edulis)林C、N、P化学计量学特征, 通过对毛竹主要产区文献数据的搜集整理与分析, 探索我国毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统C、N、P及C:N、C:P、N:P生态化学计量特征, 以及不同组分生态化学计量特征与经纬度之间的关系。结果表明: 1)我国毛竹林叶片C含量为478.30 mg·g^-1, N含量为22.20 mg·g^-1, P含量为1.90 mg·g^-1, C:N为26.80, C:P为299.60, N:P为14.40; 毛竹林0-20 cm土层C含量为21.53 mg·g^-1, N含量为1.66 mg·g^-1, P含量0.41 mg·g^-1, C:N为14.20, C:P为66.74, N:P为4.28; 毛竹凋落物C含量为438.49 mg·g^-1, N含量为13.39 mg·g^-1, P含量为0.86 mg·g^-1, C:N为22.53, C:P为665.67, N:P为22.55。2)毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统中, C:N表现为: 叶片>凋落物>土壤, C:P和N:P均表现为: 凋落物>叶片>土壤, 叶片N、P再吸收率分别为39.68%和54.74%, 我国毛竹林生长发育总体上可能受到P限制或者N和P两种元素的双重限制。3)纬度梯度: 叶片N含量、N:P随纬度增加而增加, C:N随纬度增加而降低。经度梯度: 叶片N:P随经度增加而增加, P含量、C:N随经度增加而降低; 土壤C:N随经度增加而增加, N含量随经度增加而降低; 凋落物N含量随经度增加而降低。4)叶片N含量与年平均气温和年降水量均存在明显负相关关系, 但对温度的响应比降水更敏感, 叶片N含量与纬度呈正相关关系, 支持“温度-植物生理假说”, 反映了植物对自然环境的适应。     

海南岛甘什岭无耳藤竹地径与节长分布特征

藤本竹植株奇特,秆呈攀缘状,类似藤本植物。以海南岛甘什岭地区自然分布的无耳藤竹(Dinochloa orenuda)为研究对象,采用KS检验算法,探讨其地径与节长的分布结构,以进一步揭示其生物生态学特征。结果表明:海南岛甘什岭无耳藤竹的地径范围为11.92~47.60 mm,其分布服从正态分布、对数正态分布和Γ分布,且原数值与正态分布的理论值相似率最高,其次为Γ分布,再次为对数正态分布;单节节长范围为23.33~43.33 cm,其分布服从正态分布、Weibull分布和Γ分布,且原数值与正态分布的理论值相似率最高,其次为Weibull分布,再次为Γ分布。海南岛甘什岭自然分布的无耳藤竹地径结构合理,生长势良好;节长与四川和云南威信自然分布的羊竹子(Ampelocalamus saxatilis)相似。在今后的开发利用中,无耳藤竹可作特色园林用竹,或通过加骨造型作为竹廊,也可作为山体修复的生态用竹。