采石场废弃地的生态重建研究进展

采石场的开采严重破坏了植被和土壤,形成了大量的裸露岩石斜坡,造成宏观景观支离破碎和极端的环境条件,限制了植物的生长。由于自然恢复所需时间长久,人工恢复被广泛应用于采石场废弃地的生态重建。自然演替过程是采石场生态重建的理论基础,自然演替理论可以为人工恢复措施提供指导。植物群落演替的早期阶段,非生物因素起主要作用,随着演替的推移,生物因素的重要性增强。邻近自然植被的土壤和繁殖体通过外力的扩散,对恢复起重要作用。除了非生物和其他的限制,先到达恢复地的物种竞争能力的变化能决定了演替过程。演替过程中的干扰因素往往成为演替重要的驱动力。裸露岩石斜坡的物理稳定性对植被恢复有重要影响,有机废物的使用和施肥可以影响恢复演替的方向和生物多样性。播种一定的植物能够改变恢复演替方向,加速演替过程。乡土物种适应了当地气候,能够促进演替。随着修复时间的延长,土壤有机质含量,植被覆盖度和物种丰富度不断增加,土壤微生物生物量随之增加。开展不同地区采石场植物种类的选育、研究乡土物种的功能特性、土壤微生物群落和酶的变化、植被演替过程的定位研究、植物种间的竞争关系、自然演替和人工恢复的比较研究、探索经济高效的采石场生态重建方法是未来的研究方向。     

根系间的相互作用——竞争与互利

植物根系间的相互作用分为竞争和互利两种形式 ,它是决定植物群落动态变化和群落结构的重要因素。根系间的竞争包括植株个体自身根系的竞争以及个体与个体根系间 (同种或异种 )的竞争两方面 ,前者的发生在农林系统中是不可避免的并且很难调控 ,后者可以分为种间植物根系的竞争和种内植物根系的竞争。还阐述了根系的竞争能力和与其密切相关的根系生长率、根组织的新陈代谢、植物的生长形式和根系的空间结构等植物特性 ,同时介绍了根系对水和养分的竞争机理、形式、影响以及竞争强度计算方法。接着具体分析包括根系错位在内的各种根系互利现象和相关机理。影响根系间相互作用的限制性因子有土壤营养的异质性、大气 CO2 浓度、地下草食生物、根系生产力和生物量、根系结构、形态和生理调节、土壤养分的扩散性以及植物间距等。随着科技的进步和各门学科的发展 ,未来根系的研究方向主要体现在结合实践优化农林系统中不同物种间的作用关系、预测根系竞争在全球气候变化下的发展规律、更新实验研究方法及手段研究作用机理等 3个方面。     

冰雪灾害对粤北杉木林土壤物理性质的影响

2008 年1 月至2 月, 雨雪冰冻天气袭击广东粤北地区。冻雨在枝叶上形成冰柱, 造成大量的折干残体。冰雪灾害对森林土壤的影响是森林恢复和管理的关键所在, 然而对灾害引起土壤物理性质的变化研究甚少。为了研究冰雪灾害对土壤物理性质的影响, 在粤北乐昌林场杉木林内建立三个面积为20 m×20 m 的固定标准地, 分别在标准地中心以及四个角采集上土层(0-20 cm)和下土层(20-40 cm)的土样, 测定土壤物理性质: 土壤容重、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通气孔隙度。研究结果表明: 与2008 年相比, 2011 年杉木林地土壤容重降低, 而土壤毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通气孔隙度均升高, 说明冰雪灾害对土壤物理性质有重要影响。     

不同密度的山杜英幼苗生长分析

为了评价密度对幼苗生长和生物量的影响, 以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)实生苗为试验材料, 设置4 个种植密度, 即在美植袋中分别种植1、2、4、8 株幼苗(以下简称密度I、II、III 和IV)。2013 年3 月至12 月逐月测定不同密度下山杜英幼苗的地径和苗高生长, 并于2013 年12 月测定幼苗的各器官干重。研究结果表明, 密度I、II、III 和IV 的地径净生长量分别为7.5、6.9、6.0 和5.5 mm, 苗高净生长量分别为13.7、16.8、16.1 和14.7 cm, 单株幼苗的平均干重33、31、29 和21 g。幼苗的平均地径随着密度增大而减小, 平均苗高为密度II>密度III>密度IV>密度I。幼苗平均单株各器官干重(根、干、枝、叶)和幼苗单株干重均随密度增加而减少, 每盆幼苗的总干重随密度增大而增加。各密度的干重为根>干>叶>枝。山杜英苗的冠根比小于1。密度显著影响一年生山杜英幼苗的地径和生物量, 但是对苗高没有显著影响。     

不同林地清理方式对杉木林土壤肥力的影响

研究了杉木林采伐迹地及采伐后的炼山迹地的土壤物理性质、养分含量、微生物数量和酶活性.结果表明,采伐迹地的非毛管孔隙比杉木林地增加23%,自然含水量和毛管持水量则下降2%;炼山迹地土壤容重比杉木林地增加10%,非毛管孔隙、自然含水量和毛管持水量分别下降61%、48%和26%.采伐迹地有机质、全N、全P和全K含量分别比杉木林地下降14%、14%、3%和22%,炼山迹地分别下降37%、37%、47%和7%.采伐迹地碱解N和有效K含量分别比杉木林地增加24%和31%,有效P含量比杉木林地下降1%;炼山迹地的碱解N、有效P和有效K含量分别比杉木林地下降2%、43%和40%.采伐迹地的细菌、真菌和放线菌数量比杉木林地增加1.4、11.3和0.8倍;炼山迹地细菌数量比杉木林地减少24%,真菌和放线菌数量增加了.0和0.倍.采伐迹地脲酶、过氧化氢酶和纤维素分解酶活性分别为杉木林地1.9、1.6和2.1倍,而炼山迹地分别为后者的3.4%、90%和106%.湿润土壤有机质、全N和全P含量高,疏松多孔的土壤有利于碱解N、速效P、速效K积累和脲酶活性的增加.真菌数量随毛管孔隙的增加而减少.通气良好有利于提高土壤过氧化氢酶活性.     

稀土元素对植物的生物效应及其作用机理

综述了稀土元素对植物根系发育、生物量、品质和抗逆性的影响.适量稀土浓度可促进植物生长,提高种子萌发能力和根系发育,提高植物生物量,并改善植物果实的品质.施用适量稀土元素还可以增强植物的抗逆性并且对一些植物病害有一定防治作用.介绍了植物对稀土元素的吸收特性和稀土元素在植物体内的含量、分布、存在形式及细胞定位.重点探讨了稀土元素对植物光合作用、叶绿素形成、植物吸收营养元素、稀土元素与钙相关性和稀土元素对细胞膜及酶的作用机理,内容包括稀土元素可提高植物叶绿素含量,增强光合效率,从而增加植物生物量.适量的稀土元素能够促进植物对营养元素的吸收、转化和利用.稀土元素有类似钙的功能,可置换出酶中的钙离子而参与酶的反应.稀土离子可以维持细胞膜的透性和稳定性,提高膜的保护功能,增强植物对不良环境的抵御能力.最后,对稀土元素的研究前景进行了展望.     

华南典型人工林凋落物的持水特性

对于华南地区的杉木 (Cunninghamialanceolata) 林、马尾松 (Pinusmassoniana) 林、湿地松 (Pinuselliottii) 林、马占相思 (Acaciamangium) 林和尾叶桉 (Eucalyptusurophylla) 林的凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明, 杉木林的凋落物的干重 (6.5× 10 3 kg·hm-2 ) 最大, 其次是马尾松林和马占相思林 (5.5× 10 3 kg·hm-2 ), 而湿地松林 (4.1× 10 3 kg·hm-2 ) 和尾叶桉林较小 (4.0× 10 3 kg·hm-2 ) 。凋落物持水量呈现杉木林 >马占相思林 >尾叶桉林 >马尾松林 >湿地松林。各林分凋落物的最大持水量为杉木林 17.9× 10 3 kg·hm-2, 马占相思林 14.8× 10 3 kg·hm-2, 尾叶桉林 14.0× 10 3 kg·hm-2, 马尾松林 10.6× 10 3 kg·hm-2, 湿地松林 9.8× 10 3 kg·hm-2 。尾叶桉林、杉木林、马占相思林、湿地松林和马尾松林的凋落物最大持水率分别为 35 1%、2 74 %、2 6 9%、2 35 %和 191%。凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加按照对数方程增加。 5种林分中尾叶桉林的凋落物吸水速率在各浸泡时间后居首位, 杉木林和马占相思林中等, 湿地松林较小, 而马尾松林最小, 各林分的凋落物的吸水速率随浸泡时间的增长按方程Y =a +b·t-1下降。     

华南地区八种人工林的土壤物理性质

研究了华南地区8种林地的土壤物理性质,根据其土壤特点分为4类。第1类为马占相思林地、黎蒴-加勒比松林地、火力楠-木荷林地、木荷林地和湿地松林地,特点是上层的土壤容重小于中层和下层,毛管孔隙度中等或较小,非毛管孔隙度中等或较大,非毛管孔隙度和总孔隙度为上层大于中层和下层,自然含水量中等或较大,随着土壤深度的增加而下降或稳定。除了马占相思林地上层外,毛管持水量为中等或较小;第2类为柚木林地,土壤容重较大,且3层土壤的容重相近,毛管孔隙度和毛管持水量较大,非毛管空隙度和自然含水量较小;第3类为落羽杉林地,各层土壤的自然含水量远远大于其他林地。上层和中层的土壤容重、毛管孔隙度和非毛管空隙度中等,毛管持水量大。下层的土壤容重和非毛管空隙度大、毛管空隙度和毛管持水量小。第4类为尾叶桉林地,上层的土壤容重大于中层和下层,毛管孔隙度和毛管持水量较大,非毛管空隙度和自然含水量较小。     

鼠源性抗雄性特异性抗原噬菌体Fab抗体的制备及分析

利用噬菌体抗体库筛选技术获得抗雄性特异性抗原的噬菌体Fab抗体,首次采用雄鼠脾细胞对鼠源性抗雄性特异性抗原噬菌体Fab抗体库进行3轮亲和富集和2轮雌鼠脾细胞吸附,对筛选后特异性噬菌体Fab抗体进行ELISA分析,重组率鉴定及基因测序分析。结果显示,5次筛选后的15个菌落中有9个能产生抗雄性特异性抗原特异性噬菌体抗体,噬菌体Fab抗体的基因重组率为60%,E5克隆的重链、轻链可变区序列分别属于VH1和VκⅣ基因家族,这为挑选出高亲和力的抗雄性特异性抗原噬菌体Fab抗体奠定了实验基础,将推进雄性特异性抗原及其抗体的研究进程,并为性别控制研究开创新途径。     

杉木竞争密度效果分析

用竞争密度(CD)效果的倒数式分析了杉木的生长过程.随着时间的推移,CD曲线在双对数图上向上移动.随着物理时间t的增加,生物时间τ(τ被定义为逻辑斯蒂生长曲线中生长系数λ(t)的积分)倾向于增加到最大值.CD效果倒数式中的系数A和B被求出.随着生物时间τ的增加,系数A急剧增加到最大值后下降,倾向于稳定在一个常数,而系数B呈指数下降,倾向于接近零.随着林分的生长,生长系数λ(t)倾向于下降.