四年O3熏气对小麦根际土壤氮素微生物转化的影响

采用开顶箱（open top chambers,OTC） 法设置3个臭氧浓度梯度,连续4a对小麦生长季土壤进行臭氧增加试验。测定小麦拔节、孕穗、抽穗、灌浆和成熟期的根际土壤微生物量氮、氨氧化细菌、反硝化细菌数量以及硝化和反硝化强度。结果显示微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度随小麦生育进程的推进,呈先升高后降低的趋势,4a变化趋势相同。O₃胁迫下,小麦根际微生物量氮、氨氧化细菌数量、硝化强度亦降低,与对照比较,均达显著水平（P < 0.05）;随O₃作用年限增加,抑制效应越强,第4年 O₃对其的抑制率显著高于第1年的抑制率。反硝化细菌数量在前期没有显著变化,成熟期则增加两个数量级,O₃显著促进成熟期反硝化细菌数量增加。4a试验有相同的变化趋势。在较短时间里O₃对土壤反硝化强度没有显著影响,而作用3个生长季后,反硝化强度显著升高。结果说明,O₃浓度升高降低了麦田土壤微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度,并有一定的积累效应。O₃剂量和作用时间的累积量达到一定阈值,显著增加土壤反硝化细菌数量和反硝化强度,增加麦田土壤N₂O排放的风险。土壤氮素微生物转化受小麦生长发育状况和O₃剂量、作用时间的共同影响,不同形态的氮素对O₃的敏感阈值不同,响应的时间和变化的范围有差异。     

近地层臭氧对小麦抗氧化酶活性变化动态的影响

摘要:利用开顶式气室（TOCs）模拟了地表O3浓度升高的大田试验条件,测定了小麦各生长期(返青期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期)叶片抗氧化酶的活性。通过两年的重复试验,得到相似结果。试验表明,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性在小麦的生长进程中,先升高后降低。O3浓度升高使CAT酶和POD酶活性的峰值期提前,POD酶峰值期明显提前所需的O3浓度比CAT酶高,O3诱导小麦生长前期的CAT、POD酶活性升高,后期则起抑制作用。POD酶对低浓度O3的胁迫响应时间较晚。当O3浓度提高到150 nL?L-1时,超氧化物歧化酶（SOD）活性随小麦生长期的变化,由原来的双峰曲线变为单峰曲线,高浓度O3使SOD酶活性在抽穗期后持续显著降低。O3不明显改变抗坏血酸过氧化物酶（APX）对胁迫的响应时间,但一定浓度范围内O3能诱导APX酶活性升高。不同浓度的O3对SOD酶和APX酶的作用效应和强度显著不同, CAT酶和POD酶对O3比较敏感。 因此,近地层O3浓度增加,改变了CAT、POD和SOD酶活性变化的时序特征,抗氧化酶对O3胁迫的响应特征取决于小麦的生育期、O3的浓度和薰气时间。     

苹果采后炭疽病菌生物学特性的研究*

苹果炭疽病是由Colletotrichum gloeosporioides和C.acutaccon引起的（Biggs, 1999）。我国引致苹果炭疽病的病原物主要是Colletotrichum gloesporioides,其广泛分布于亚热带和温带地区。世界各栽培区均有发生,我国以黄淮及华北地区发病严重(束怀瑞,1999)。国内外对采后致腐菌的研究有较多报道,多见于热带植物和水果(Tamm, & Fluckiger, 1993; Elliett, 1988; Biggs & Northover, 1988),而苹果炭疽病菌的研究报道较少。笔者就苹果炭疽病菌的生物学特性进行了较系统的研究,为苹果采后病害的管理提供方法和依据,以期减少苹果采后损…     

O3浓度升高和太阳辐射减弱对小麦根际土壤微生物功能多样性的影响

采用开顶箱(OTC)法和遮光网技术,设置100 n L/L臭氧熏气与3个辐射减弱梯度结合,模拟臭氧浓度升高和太阳辐射减弱的复合大气背景。用BIOLOG生态测试板,采用孔平均颜色变化率法(AWCD)测定冬小麦根际土壤微生物利用不同碳源的能力,计算微生物群落多样性指数,对不同碳源的利用率进行了主成分分析。两年试验结果显示,臭氧熏气与太阳辐射减弱复合作用,降低了土壤微生物对碳源的利用速度和利用总量;除了聚合物以外其它碳源利用率显著降低;对土壤微生物多样性没有直接的影响;对碳源降解的抑制效应大于增强的O3与减弱的太阳辐射两因素各自的单独作用。太阳辐射减弱20%,一定程度上增加了对聚合物类的分解。O3熏气条件下太阳辐射减弱,糖类、胺类代谢变异度较高,受环境影响较大。     

北京北护城河河岸带的温湿度调节效应

以北京北护城河为例,探讨具有不同结构的河岸带对温湿度的调节效应.于2011年5-10月,根据河岸带在宽度、坡度、植物种类、植被覆盖度、距路距离和距路高度等结构指标上的差异,沿南北两岸各选取4类河岸带,并在与河岸带垂直的道路两侧分别设置相应的紧邻不同城市土地利用类型的对照区.在每月下旬的晴天或多云天,从8:00到18:00,对南北8类河岸带及其对照区的气温和相对湿度进行连续10 h的观测.t检验分析表明,与对照区相比,河岸带具有明显的温湿度调节效应,能有效地改善人体的舒适度.各类河岸带的气温极显著低于对照区,而相对湿度极显著高于对照区;河岸带的日气温和日相对湿度变化较对照区和缓,且存在季节差异,河岸带在春秋季表现出更明显的温湿度日极值调节效应.各类河岸带与其对照区在温湿指数上也存在显著差异:对照区在夏季均会使人体感到很不适,而河岸带南岸在6月和8月可有效地提高人体的舒适度,北岸在8月也可改善舒适度.同时,不同类型河岸带的温湿度调节效应也存在差异:南岸对温湿度的调节效应强于北岸,北岸气温显著高于南岸,而相对湿度显著低于南岸.差异显著性的多重比较表明,南北不同类型河岸带之间在温湿度上的差异随季节而异:5月和10月的差异较显著,但6-9月的差异不显著,这些与植被覆盖度、乔木密度、冠层结构、河岸带宽度、距路距离,以及周边土地利用方式有关.研究的结果可作为城市河岸带生态服务功能评价的一部分,并可为城市河岸带的建设、修复和管理提供依据.     

紫外辐射对菹草成株表型可塑性及石芽的影响

菹草衰亡的原因一直是水体生态修复的研究热点,已有的研究认为强光照是促进菹草衰亡的关键因素,强光照中对动植物有害波段主要为UV-B波段,为此分别将菹草成株置于50、100、150、200μW/cm2剂量的UV-B辐射下,每日持续辐射6h(9:00—15:00),对照组接受的UV-B剂量为0,仅接受UV-A和光合有效辐射,监测菹草生长、形态状况、石芽形成及萌发等指标。结果表明,高剂量UV-B辐射能促进菹草成株的衰亡进程,即使暴露在低剂量UV-B辐射条件下,植株仍然衰亡;植株株高、节间距、叶面积、单株鲜重都受到UV-B辐射的抑制,且随UV-B辐射剂量增加,各项指标明显下降;UV-B辐射对菹草成株形成的石芽数量无显著影响,但形成的石芽随辐射剂量增加变态率增高,长度增加,宽度减少,石芽重量减轻,下一个生长季萌发率降低,萌发出二苗的比率降低,萌发苗各项生长指标随辐射剂量增加逐渐降低。因此,春末夏初UV-B辐射增强可能是导致菹草大批衰亡的重要原因。     

沙埋与水分对科尔沁沙地主要固沙植物出苗的影响

蒿属半灌木乌丹蒿(Artemisia wudanica)、白沙蒿(A. sphaerocephala)、差不嘎蒿(A. halodendron)是科尔沁沙地的主要固沙植物。其中乌丹蒿和差不嘎蒿是科尔沁沙地的本土植物,白沙蒿为来自于库布齐沙漠、毛乌素沙地的飞播植物。设置了 5个沙埋深度(0.5、1.0、1.5、2.0和3.0 cm)和 4个水分梯度(86、171、257和 342 mL,分别模拟每月25、50、75和100 mm的降雨量),以探讨3种植物幼苗出土对沙埋和水分的响应。结果表明,沙埋与水分均显著影响着3种蒿属植物的幼苗出土(P < 0.001)。3种植物最适沙埋深度在0.5-1.5 cm范围内,萌发出土时适宜水量要高于当地种子萌发期的平均降水量(50 mm/月)。两种固沙先锋植物乌丹蒿和白沙蒿的种子出苗率均显著高于差不嘎蒿,乌丹蒿较白沙蒿也明显为高,尤其在水分缺乏时,表现出两种先锋植物种子出苗对干旱有更好的适应性。协方差分析表明,乌丹蒿幼苗死亡率显著高于白沙蒿和差不嘎蒿(P < 0.05),在达到75 mm/月降水量时,3种植物的出苗较好,但不能满足乌丹蒿幼苗生长对水分的需求,而实际种子萌发期的降水量平均只有50 mm/月。因而降水的缺乏导致乌丹蒿种群更新出现问题,加之飞播植物的竞争,使得近几年科尔沁沙地较多乌丹蒿种群出现衰退。     

地表太阳辐射减弱对小麦根际土壤微生物碳代谢指纹的影响

采用遮荫网设置4个太阳辐射通量梯度(20%、40%、60%、100%),对小麦生长季麦田土壤进行太阳辐射减弱的试验,用BIOLOG生态测试板(ECO MicroPlate),采用孔平均颜色变化率法(average well-color development,AWCD)测定不同太阳辐射通量处理下的冬小麦根际土壤微生物利用单一碳源的能力,计算微生物群落多样性指数,对不同碳源的利用率进行主成分分析,重复2年的试验,研究太阳辐射减弱对麦田土壤微生物多样性的影响。结果表明:1)太阳辐射减弱,土壤微生物对单一碳源的利用速度降低,碳源分解的总量降低;2)土壤微生物优势种群、群落丰富度和个体数量在群落中的分布状况未受到太阳辐射减弱的直接影响;3)微生物对大多数碳源的代谢能力减弱,糖类代谢受辐射减弱的影响最大,变异度最高。结果说明,小麦根际土壤微生物碳代谢受地表太阳辐射减弱的影响,这为了解大气环境变化对土壤微生态的影响提供了参考。     

无人机在生物多样性遥感监测中的应用现状与展望

近十年, 无人机平台由于其灵活机动、成本低等优势在植被生态调查、资源环境监测、生物多样性保护等领域逐渐兴起。本文从生物多样性遥感监测应用角度首先介绍了无人机分类系统, 为具体工作开展过程中如何选择合适的载体和传感器提供了参考; 继而总结了不同类型无人机的适用性及其可搭载传感器的用途与区别。在此基础上, 针对无人机平台的高精度遥感信息具体应用案例, 就反映生物多样性变化并揭示其驱动机制方面的无人机遥感直接和间接指标的相关研究进展展开阐述。最后, 就目前无人机遥感技术在生物多样性监测领域的应用中存在的限制, 如软硬件结合匹配程度不够、部分设备过于昂贵、法律法规不完善、与传统生物多样性监测手段结合较弱等问题进行探讨。我们认为: 无人机遥感技术可以很好地弥补地面监测与航天、卫星遥感之间的尺度空缺, 更好地将监测点上的结果以准确、可靠的推绎方法扩展到区域尺度供决策分析使用。今后迫切需要进一步加大生物多样性近地面遥感监测项目建设的实施力度, 从整体上提高生物多样性热点区域应对变化的分析预警能力。