内蒙古典型草原马粪分解过程中氮素组分的变化

2008年6月至2009年9月,在野外条件下,采用堆置于地表和埋入地下2种处理方式,研究了内蒙古典型草原马粪分解过程中氮素组分的变化特征.结果表明:2种处理残留马粪中,氨态氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮在分解前期(0～90 d)维持较高浓度,后期(330～ 450d)浓度显著降低;酸解未知氮和非酸解未知氮浓度随分解呈升高趋势,分解后期升高幅度更为明显.鲜马粪中,铵态氮是无机氮的主要存在形态,随分解呈逐渐降低趋势;鲜马粪中的硝态氮浓度较低,其在残留马粪中的淋溶损失较低,随分解逐渐累积.马粪埋入地下,对铵态氮以气态氨的挥发过程有显著影响,对其他氮素组分的影响不明显.马粪分解前期,氮素矿化的主要有机氮源为氨态氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮,后期主要为酸解未知氮和非酸解未知氮.铵态氮的生物有效性主要体现在马粪分解前期,硝态氮则体现在分解后期.     

大熊猫肠道芽孢杆菌的分离鉴定及部分生物学特性

【目的】分析大熊猫肠道中芽孢杆菌的种类、纤维素分解能力、抗微生物作用和常用抗生素药物敏感性。【方法】利用芽孢耐高温特性分离菌株,基于16S r RNA基因序列构建系统发育树,通过测量芽孢杆菌在刚果红纤维素培养基上的分解圈分析其纤维素分解能力,采用牛津杯法测定芽孢杆菌的抑菌能力,结合软件分析抑菌能力和进化树之间的关系,通过PCR调查芽孢杆菌的抗菌肽分布规律,最后通过药敏试验检测芽孢杆菌是否对常用抗生素敏感。【结果】共分离得到21株芽孢杆菌;进化树显示,这些芽孢杆菌分为6个类别(Category);羧甲基纤维素钠水解结果显示,所有菌株均能分解纤维素;大部分芽孢杆菌菌株对3种肠道病原菌有较强的抑制能力,聚类分析表明,菌株的抗菌能力与基于16S r RNA基因的分类有一定的关联性;66.67%(14/21)的菌株中可以检测到2个或3个抗菌肽基因;药敏试验结果显示,菌株整体药物耐受率低,仅为7.54%(19/264),但仍有少数菌株对抗生素耐受。【结论】分离菌株种类丰富,分布平均,且均具有纤维素分解能力。21株菌株都含有抗菌肽基因,代谢产物对3种肠道病原菌具有明显抑制作用。常用抗生素耐受性低,对规范临床用药具有指导性。     

Leaf decomposition and nutrient release of dominant species in the forest and lake in the Jiuzhaigou National Nature Reserve,China

AimsLitter decomposition is an important ecological process in nutrient cycling and productivity of ecosystems. Our objective is to quantify the differences of litter decomposition and nutrient release (N and P) under the forest and in an alpine lake among the dominant tree species in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.
Methods Fresh leaf litters of Abies ernestii, Pinus tabulaeformis, Betula albo-sinensis, and Salix cupularis were collected and placed in bags under the forest and in an alpine lake for a year.
Important findings The mass remaining ratio (MR) of the leaf litters was well predicted with Olson’s decay model (r > 0.93, p < 0.01). The time for 99% decomposition was the shortest for S. cupularis (6.80 a), followed by B. albo-sinensis (10.34 a), A. ernestii (18.88 a), and P. tabulaeformis (27.21 a). These values were 1.48-, 1.55-, 1.80-, and 1.65-folds of the corresponding values in the lake, respectively. Both MR and nitrogen remaining ratio (NR) had significantly negative correlations with the leaf initial N concentration, but significantly positive correlations with the initial C:N. The nutrient release was significantly different among the four species and between the two sites (i.e., forest and alpine lake). The N release of S. cupularis was consistent between forest and the lake (i.e. directly released in the beginning of decomposition), while other species had an obvious N enrichment process before it released. The release of P among was similar among the four species and between the two sites, with a release—enrichment—release pattern. Overall, the leaf litter decomposition appeared as an intricate process that was affected by the litter chemistry and and the environment. The fast litter decomposition in the lake may have a profound influence on the water quanlity in the Jiuzhaigou National Nature Reserve.     

高山森林林窗对凋落叶分解的影响

林窗对降水和光照等环境条件的再分配以及分解者群落的影响可能深刻作用于森林凋落物分解过程,但有关高山森林林窗大小对凋落物分解的影响尚无研究报道。采用凋落物分解袋法,研究了川西高山森林不同大小林窗对非生长季节和生长季节红桦(Betula albo-sinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落叶质量损失的影响。结果显示,经过1a的分解,不同生境下红桦和岷江冷杉凋落叶分别分解了27.25%—30.12%和27.04%—27.96%,其中非生长季节占53.83%—60.18%和50.23%—59.09%。林窗对红桦和岷江冷杉凋落叶质量损失的影响因物种不同而呈现季节差异。总体上,林窗加快了岷江冷杉凋落叶的分解而延缓了红桦凋落叶的分解。与郁闭林下相比,林窗显著增加了2种凋落叶非生长季节的质量损失速率,显著降低了生长季节2种凋落叶的质量损失速率;2种凋落叶质量损失速率在非生长季节随林窗面积增大而加快,在生长季节随林窗面积增大而减慢。林窗显著影响了初冻期、深冻期和融化期岷江冷杉凋落叶的质量损失率,但对红桦凋落叶质量损失率影响不显著。可见,高山森林凋落物分解过程受到林窗的显著影响,并且阔叶和针叶凋落叶在非生长季节和生长季节对林窗的响应具有明显差异。     

泥沙埋深对苦草和微齿眼子菜及两物种混合分解的影响

为探讨泥沙淤积对水生植物分解的影响,研究了沉水植物苦草(Vallisneria natans)、微齿眼子菜(Pota-mogeton maackianus)及两物种混合在底泥中不同埋深(0 和5 cm)的分解速率和养分动态,实验周期为117d。结果显示:(1)在0和5 cm埋深处理下,苦草、微齿眼子菜及两物种混合的分解速率均表现为苦草最快,微齿眼子菜最慢,物种混合介于两单种之间。与0 cm处理相比,在5 cm埋深处理下苦草、微齿眼子菜及两物种混合的分解速率显著降低(P0.05)。苦草在0和5 cm埋深处理下分解35天后干重剩余率分别为0和43.51%、在5 cm处理下分解82d后干重剩余率为0。微齿眼子菜和两物种混合在5 cm埋深处理下分解117d后的干重剩余率分别提高了31.09%和37.44%。(2)与0 cm处理相比,5 cm埋深处理显著抑制苦草、微齿眼子菜及两物种混合的N、P释放。苦草在0和 5 cm埋深处理下分解35天后N剩余率分别为0和31.28%、P剩余率分别为0和24.45%。在5 cm埋深处理下分解117天后微齿眼子菜N和P剩余率分别提高了19.45%和14.73%、两物种混合N、P剩余率分别提高了41.57%和22.82%。(3)两物种混合在0和5 cm埋深处理下,其分解速率均表现为加和效应,但N、P元素释放在0 cm处理下分别表现为协同效应和加和效应,在5 cm埋深处理下均表现为拮抗效应。(4)随着分解的进行,5 cm埋深处理下的苦草和微齿眼子菜的微生物呼吸速率均显著降低,物种混合的微生物生物量始终低于0 cm处理。这些结果表明泥沙埋深显著降低了苦草、微齿眼子菜及两物种混合的分解速率和N、P元素释放,物种混合的N、P元素释放在分解后期均因沉积作用而产生了拮抗效应。此外,泥沙埋深对分解的抑制作用与微生物呼吸及生物量降低有密切的关系。研究结果可为认识水生植物分解对沉积作用的响应机制提供资料,并为了解水生植物分解对底质营养动态的影响提供参考。     

有机碳质量对黄河三角洲芦苇凋落物分解及其温度敏感性的影响

凋落物分解速率及其温度敏感性Q_(10)能够影响凋落物对土壤的碳归还及其对全球变暖的响应。然而,凋落物有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响研究仍不充分。以黄河三角洲芦苇(Phragmites australi)为例,通过凋落物袋法、室内模拟实验及固态~(13)C核磁共振技术,研究有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响,探讨预测凋落物分解及其温度敏感性的指标。结果表明:(1)随着凋落物分解,易分解碳组分(烷氧碳、双烷氧碳)相对含量逐渐降低,而难分解碳组分(芳香碳)相对含量显著增加,疏水碳/亲水碳、芳香碳/烷氧碳比值逐渐增大,凋落物有机碳更加稳定,凋落物呼吸速率及失重率呈下降趋势。(2)凋落物失重主要受烷基碳、烷氧碳相对含量及C/N的影响,凋落物CO_2累积释放量主要受烷氧碳及双烷氧碳相对含量的影响。羰基碳相对含量可以用来解释Q_(10)的变异。因此,相对于生态化学计量比,烷基碳、烷氧碳、双烷氧碳、羰基碳相对含量是预测凋落物分解及其温度敏感性的敏感性指标。     

黑玛丽精子包特性及pH和温度对其精子活力的影响

通过研究黑玛丽Poecilia latipinna精子包破裂的过程和影响因素、精子运动的情况及影响因素,结果发现,当精液用Hank’s平衡盐溶液(HBSS)稀释约5 min后精子包开始破裂,约12 min后全部破裂。释放出的精子暂时处于休眠状态,约50 min后,处于HBSS稀释液中的精子会被激活。应用计算机辅助精子分析系统对黑玛丽精子在不同pH和不同温度下HBSS中的精子运动百分数、运动时间和平均运动速率进行观察。在pH7~8的中性或弱碱性溶液中,精子运动活力较强;而在酸性(pH<7)或碱性较强(pH>9)的溶液中,精子的运动活力都会降低。在不同温度下的HBSS中精子的活力不同,精子在低温(4℃)条件下的运动时间显著长于在室温(20℃)条件下,但运动速度较慢。本研究初步探讨了黑玛丽的精子包特性以及pH和温度对精子运动活力的影响,旨在对黑玛丽等卵胎生鱼类的人工授精,以及生殖生物学特性等的研究提供更丰富的基础资料。     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中全碳释放的动态变化

为了调整低山丘陵区低效林林分结构,探明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的全碳（C）释放规律。本研究以华南广泛分布的马尾松、檫木（Sassafras tzumu（Hemsl.） Hemsl）、香樟（Cinnamomum camphora（Linn） Presl）以及香椿（Toona sinensis（A. Juss.） Roem.）凋落叶为研究对象,将这4个树种凋落叶按照不同树种搭配以及混合比例组合为35个处理后进行野外分解实验,探讨C释放最佳的凋落叶树种组合以及混合比例。研究发现：4个单一树种凋落叶之间,香椿凋落叶的C释放最快,檫木和香樟凋落叶次之,马尾松凋落叶最慢。31个混合凋落叶中,C释放的非加和效应随着分解时间的延长表现出先升增强后减弱的趋势,且相对于其他季节,凋落叶在秋季的非加和效应有所减弱。一针一阔树种组合中,香樟凋落叶占比≥30%的处理：PC73和PC64的协同效应较强;一针两阔和一针三阔组合中,阔叶占比≥30%且含有香椿凋落叶的处理：PST613和712、PCT631和613、PSCT7111和6121的协同效应较强。     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。     

厌氧菌Sunxiuqinia sp. SH-52外切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学特征

【背景】目前已报道的海藻酸分解菌多数为好氧菌,未见有关厌氧菌的报道。从分离的海藻酸分解菌中表征的海藻酸裂解酶大多为内切型海藻酸裂解酶,外切型较少。【目的】研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶基因,表征新型海藻酸裂解酶并阐明其酶学性质,为海藻酸裂解酶的多样性和微生物降解海藻酸机制提供理论依据。【方法】对来自厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4编码基因进行克隆,分析基因序列,构建重组质粒PGEX-4T-1-SHA-4并在大肠杆菌中实现异源表达,经纯化后对其酶学性质及降解特征进行研究。【结果】该酶在28°C、用0.1 mmol/L IPTG (异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)条件下诱导6 h达到最大表达量,纯化后酶的比活力达到21 U/mg。酶学性质分析表明SHA-4的最适温度为37°C;最适pH为7.5;对PolyMG (杂聚古罗糖醛酸-甘露糖醛酸嵌段)具有底物偏好性;Na+对该酶的活性具有抑制作用,而金属离子Cu~(2+)具有明显促进作用,使活性提高了约168%;SHA-4催化海藻酸的Km值为2.5 mg/mL,Vmax为8.7 mg/(mL·min);SHA-4为外切型海藻酸裂解酶,降解海藻酸终产物为单糖。【结论】异源表达了来自一株厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqiniasp.SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4,该酶是PL6家族中第一个对PolyMG有底物偏好性的外切型海藻酸裂解酶,而且活性较高,作为工具酶有很好的应用前景,为海藻酸降解机制的探索提供了新的线索。