大气氮沉降对阔叶林红壤淋溶水化学模拟研究

在氮饱和的森林生态系统中,氮沉降的增加将导致NO3-淋溶的增加及土壤酸度的提高,从而影响土壤质量及林业的可持续发展。然而,大气氮沉降对我国南方红壤地区森林生态系统中土壤的影响研究还很少,尤其是氮沉降引起的土壤淋溶液化学组成方面。研究中,以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区阔叶林红壤为对象,在恒温(20℃)条件下,通过土壤淋洗柱(直径10cm、高60cm)进行了8个月间隙性淋溶试验,来模拟研究不同氮输入量(0、7.8、26mg月-1.柱-1和52mg月-1柱-1)对阔叶林红壤NO3-、NH4 、SO42-、H 和土壤盐基离子(Ca2 、Mg2 、K 和Na )的淋溶和土壤酸度的影响。结果表明,随氮输入量增加,淋溶液中NO3-、EC、H 和总盐基离子逐渐增加,但淋溶液中无NH4 。不同氮处理时,土壤有机氮总表观矿化量分别为189.6、263.9、372.8mg月-1.柱-1与554.2mg柱-1,氮输入明显促进了土壤有机氮的矿化,且土壤有机氮的表观矿化量与氮输入量间呈正线性相关(R2=0.997**)。无氮(0mg月-1柱-1)、低氮(7.8mg月-1柱-1)、中氮(26mg月-1柱-1)和高氮(52mg月-1柱-1)输入处理下,土壤交换态盐基淋溶总量分别占土壤交换性盐基总量的13.6、18.4、27.7%和48.1%。不同的盐基离子对氮输入的反应不同,Ca2 和Mg2 淋溶量随氮输入量的增加而增加,对Na 和K 则无明显影响。土壤交换态离子中随淋洗液输出最多的为Ca2 (无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为22.6、31.4、46.7%和82.5%),其次为Na (无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为16.0、10.7、17.6%和26.3%),最少的为Mg2 (无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为5.0、6.9、11.1%和16.9%),几乎没有土壤交换性K 输出。与对照相比,有氮处理后土壤中硫酸根离子的淋失量明显减少(p<0.05)。表层土壤pH值随氮输入量的增加而显著下降,各处理间差异极显著(p<0.01)。可见,大气氮沉降的增加将加速阔叶林红壤的养分淋失和土壤酸化的程度。     

鼎湖山季风常绿阔叶林木本植物个体死亡动态

采用永久样地生物多样性长期监测的方法,在对1hm^2永久样地DBH≥1cm的植物进行4次测定的基础上,研究了鼎湖山季风常绿阔叶林植物个体死亡的动态及其成因,并对不同物种和不同径级植物死亡率的格局差异进行了分析。结果表明,从1992年到2004年,12a内该样地DBH≥1cm的植物共死亡2411株,为该样地现有活立木的69．34％。共有92种木本植物发生了个体死亡,占样地108种木本植物的85．19％,其中乔木70种,灌木22种;年平均死亡株数呈直线上升;死亡涉及木本植物种数也呈上升趋势;样地内种群数量最多的云南银柴（Aporosa yunnanensis）和柏拉木（Blastus cochinchinensis）死亡株数也最多（分别为445株和440株）,分别占所有死亡株数的18．46％、18．25％;优势树种黄果厚壳桂由于受虫害的影响,种群死亡率达90．83％;小径级树木死亡较多,其中DBH≤5cm死亡株数占样地死亡总株数的79．22％。自疏作用、灾害性天气、虫害和人为干扰直接影响到样地内植物个体的死亡动态。     

西双版纳热带季节雨林林下土壤蒸发的稳定性同位素分析

利用2002年1月～2003年12月在西双版纳热带季节雨林样地测定的大气降雨、林冠穿透雨、林冠滴落雾水、溪流水水量及其氢、氧稳定性同位素比率δD和δ18O的测定结果,分析了热带季节雨林林下土壤的蒸发率.结果表明,热带雨林在雨水偏多的2002年和雨水偏少的2003年的蒸发散分别为1186 mm和987 mm,明显低于世界其它湿润热带雨林的蒸发散值;雾水的稳定性同位素比值明显重于雨水,表明雾水中包含区域再循环的蒸发水汽;由于森林林冠和林下土壤的蒸发作用,穿透雨水和溪水的稳定性同位素值又明显重于雨水的相应值.根据溪流水和穿透水（穿透雨水＋滴落雾水）的同位素差值,利用平衡状态下的瑞利蒸馏方程计算的森林土壤蒸发率表明,这两年的森林总蒸发散中分别有5.1%和3.1%来自林下土壤的蒸发.分析认为,持久、浓重的辐射雾是导致西双版纳地区热带雨林蒸发散和土壤蒸发率较低的重要因子.     

Gash模型在热带季节雨林林冠截留研究中的应用

为了验证Gash林冠截留解析模型在西双版纳热带季节雨林中的适用性,基于2003年的热带季节雨林气候及林冠特征观测数据、采用Gash模型对林冠截留进行了模拟.结果显示,西双版纳热带季节雨林样地年降雨量为1244.4mm,穿透降雨为867.3mm,树干径流为114.4mm,树冠截留量为262,7mm,林内穿透降雨量和林外降雨量之间存在显著的正相关关系;降雨过程中饱和林冠的蒸发强度为0.12mm/h,使林冠饱和的降雨为0.6mm,林冠枝叶部分持水能力为0.41mm,树干持水能力为0.18mm;模型模拟的年林冠截留量为274.9mm,干季为71.7 mm,雨季为203.1 mm;模拟的相对误差年值为4.3%,干季为0.1%,雨季为6.9%,模拟与实测有很好的一致性,显示了Gash模型适用于西双版纳地区热带季节雨林林冠截留计算.     

基于个体大小的后生浮游动物群落结构分析——以广东星湖为例

星湖是一个位于热带北缘的浅水湖泊。于2002年和2003年对该湖的后生浮游动物进行了采样,并以体重作为个体大小变量研究了浮游动物的个体大小组成结构。星湖后生浮游动物的体长范围为50—1300μm,所有优势种的体长均小于1mm。轮虫优势种中,体长最小的是剪形臂尾轮虫、角突臂尾轮虫和广布多肢轮虫等,它们的平均体长均小于100μm。前节晶囊轮虫是个体最长的轮虫。枝角类的优势种及次优势种为长额象鼻潘、颈沟基合潘、短尾秀体潘和微型裸腹潘等中小型种类,平均体长介于220．430μm之间。桡足类优势种为台湾温剑水蚤和温中剑水蚤,平均体长介于680～730μm之间,此外,无节幼体和剑水蚤幼体在数量和生物量上也比较高。后生浮游动物的个体体重范围为0．034．70．24μg,绝大部分种类都分布在3个体重等级以上,其中前节晶囊轮虫的分布范围最宽,为0．548～70．24μg。后生浮游动物的种类和数量均是以小个体为主,并且随着体重增大逐渐减少,而生物量则在4．39—8．78μg这一中等个体体重的位置上出现峰值。根据对两个子湖——波海湖和青莲湖2002年和2003年生物量分布的分析与比较,2003年生物量均有所下降,在生物量分布的每个体重等级上轮虫基本上都是第一优势类群,其次是桡足类。星湖后生浮游动物的个体大小范围和出现生物量峰值的位置均小于温带湖泊,其个体大小结构特征与位于赤道附近的热带湖泊相似。除了与营养水平较高有关外,鱼类的下行效应和水温可能是影响该湖后生浮游动物的大小结构而产生与温带湖泊差异的重要因素。因此,进一步研究该湖中浮游动物和鱼类的关系将有助于在热带湖泊中利用生物操纵来改善水质。     

果蝇Drosophila saltans种亚组（双翅目：果蝇科）系统发育关系：形态学能否解决分子冲突？

正确的系统发生重建对于理解进化事件至关重要.尽管分子系统学对于解决此类问题取得了极大的成功,由于一些诸如密码子使用偏性等的内在约束,来源于DNA的信息可能仍然存在着局限.因为发生在祖先的替代性转换,果蝇Drosophila saltans 5个种亚组由不同基因构建的分子系统树之间存在着冲突(在以往发表的分子系统学研究中,这些种组的每一个种亚组全少有一个代表).本文用40个形态学特征重新分析了这些种组.不同于以前发表的大多数假说,本研究支序分类学的结果表明,果蝇sturtevanti种亚组是一个较早的分支,而剩下的4个亚组形成一个支持度较高的类群;后者又可以再分为两个姐妹群:一个包含cordata和elliptica亚组,另一个包含parasaltans和saltans亚来组.本研究结果修正了果蝇saltans种组的分子进化(密码子使用偏性),并强调形态学对于系统发生重建和理解分子进化现象的重要作用.     

《基因组学与应用生物学》征订启事

《基因组学与应用生物学》是由广西大学主管和主办,公开发行的双月刊科学期刊。广西大学聘请中国科学院院士及美国国家科学院外籍院士张启发博士任主编,北京大学教授朱玉贤博士和海南省热带农业     

川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应

通过原位进行低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2·a-1)处理,研究了川南天然常绿阔叶林土壤酶活性特征及其对模拟N沉降的响应.结果表明,森林土壤过氧化氢酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶的活性在垂直分布上均表现为0～10 cm土层高于10～20 cm土层;各种土壤酶活性的季节变化明显,但土壤酶活性还因取样时间和土层不同而异.其中,0～10 cm和10～20 cm土层中过氧化氢酶活性高峰均出现在秋季(92 d);0～10 cm土层中脲酶活性高峰出现在秋季,而10～20 cm土层中脲酶活性高峰出现在冬季(183 d);0～10 cm和10～20 cm土层中土壤纤维素酶活性高峰则出现在翌年春季(274 d);0～10 cm土层中蔗糖酶活性有两个高峰,分别出现在秋季和翌年春季;而10～20 cm土层中蔗糖酶活性只有一个高峰,出现在翌年春季.总体上,常绿阔叶林中不同土壤酶活性对N沉降的响应有所差异.其中,N沉降降低了常绿阔叶林土壤纤维素酶和过氧化氢酶活性,增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性.不同浓度N处理间酶活性表现出了不同程度的差异性,但其变化的规律还不明显.     

不同起源时间的植物叶凋落物在中亚热带的分解特性

选择9种起源时间不同的植物的凋落叶,采用分解袋法,在浙江千岛湖地区从2006年6月到2008年6月进行了分解试验,试图探索植物进化过程中凋落物分解特性的演变趋势.所选的9种植物分属于4个类群,按起源时间由早到晚依次为蕨类植物(芒萁和桫椤)、裸子植物(苏铁、水杉、杉木和马尾松)、双子叶植物(木荷和青冈)及单子叶植物(毛竹).每隔一个月取样,每种凋落物3次重复.结果表明:不同植物类群凋落物基质的氮(N)、木质素(Lignin)含量及Lignin/N比值与分解速率具有良好的相关性.起源时间越晚的植物凋落物的基质N含量越高,为单子叶植物>双子叶植物>裸子植物>蕨类植物.Lignin含量和Lignin/N比值的趋势一致,均为起源时间越晚而值越低,即蕨类植物>裸子植物>双子叶植物>单子叶植物.凋落物分解系数k值的范围在0.25～0.63之间,表现出毛竹>青冈>木荷>水杉>马尾松>杉木>苏铁>桫椤>芒萁的趋势.4个植物类群的凋落物分解速率的均值为单子叶植物>双子叶植物>裸子植物>蕨类植物.试验结果初步表明:植物凋落物分解的进化趋势是由分解缓慢逐渐演变为分解较快.     

圆柏属常绿木本植物元素含量的季节动态

测定分析了圆柏属2种常绿木本植物叶片干物质含量、叶绿素含量及N、P、K、Na、Ca、Mg等元素含量的季节变化和元素间的关系。结果发现,两种圆柏叶片N含量与叶绿素含量正相关,反映了其一年四季的生长情况;两树种N和K含量的季节变化趋势相似,夏、秋季高于冬、春季,表明两树种夏、秋季富集的营养物质较多,与夏、秋季较高的生物量一致;而P、Ca、Mg和Na含量是冬、春季较夏、秋季高,表明圆柏属植物通过积累这些无机渗透调节剂来增强其对低温的抗性。两树种叶片对N和K同步积累,对P、Na和Mg同步积累,但在元素积累模式上也存在一定的差异,元素间的关系也要复杂得多。