杉木解酚菌的研究

从杉木林土壤中筛选到5株高效解酚菌(F2、F3、F4、F7、F15),结果表明,F4、F33d,F2、F155d能将600rng     

凋落物添加和移除对杉木人工林土壤水解酶活性及其化学计量比的影响

土壤生态酶化学计量比可用于评估微生物碳(C)、氮(N)和磷(P)养分的需求状况。以往从凋落物输入量变化对生态酶化学计量比的角度来探讨杉木人工林土壤养分状况的研究较少。以亚热带杉木人工林为研究对象,采用随机区组实验设计,对12块杉木人工林样地进行3种凋落物处理(凋落物添加(LA);凋落物移除(LR);对照(CK)),通过测定土壤C、N和P水解酶(β-葡糖苷酶(BG)、半纤维素酶(CB)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP))的活性及土壤理化性质,探讨凋落物添加和移除对杉木人工林土壤养分状况的影响。结果表明:LR显著抑制了AP、BG、CB、NAG和LAP活性,同时降低了土壤含水量(SMC)、有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和有效氮含量;而LA对以上指标均存在显著的正效应,表明凋落物输入量变化主要是通过改变土壤水分和养分状况来影响水解酶的活性。LR和CK处理下土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均低于全球尺度上土壤酶活性比ln(BG+CB):ln(AP)(0.62)和ln(NAG+LAP):ln(AP)(0.44),表明亚热带地区杉木人工林土壤微生物生长受磷限制;LA处理的土壤的ln(BG+CB):ln(AP)和ln(NAG+LAP):ln(AP)均高于全球尺度,表明LA在一定程度上缓解了土壤磷限制,生态酶化学计量比响应的差异表明磷可能是驱动亚热带杉木人工林土壤生态酶化学计量比内在联系的关键因子。相关分析表明SMC、SOC和有效氮含量与土壤酶活性及其化学计量比呈极显著正相关关系,因此,生态酶化学计量比可作为表征土壤当前养分有效性状况的重要指标,该研究可为亚热带杉木人工林土壤养分管理和可持续性经营提供科学的基础理论。     

杉木采伐迹地营造阔叶树种对土壤微生物生态化学计量特征的影响

研究土壤微生物生物量及其生态化学计量特征对造林树种转换的响应,对深入了解森林生态系统土壤养分循环和有效性具有重要意义。本研究以1993年春在二代杉木采伐迹地上营造的26年生米老排和杉木人工林为对象,采用氯仿熏蒸法测定了0～40 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)的变化。结果表明: 与杉木人工林相比,米老排人工林0～10 cm土层MBC和0～20 cm土层MBN和MBP均显著提高, 0～20 cm土层MBC/MBP和10～20 cm土层MBN/MBP显著降低。两种人工林所有土层MBC/MBN均无差异。相关分析显示,土壤含水率、总有机碳、总氮、全磷、有效磷与MBC、MBN和MBP呈显著正相关,而与MBC/MBP和MBN/MBP呈显著负相关。逐步线性回归分析表明,MBN和MBP主要受土壤总氮和有效磷的影响,而MBC/MBP和MBN/MBP主要受有机碳和有效磷的驱动。研究表明,造林树种从杉木转换成米老排能够增加表层土壤微生物生物量,加速氮磷养分周转,增加土壤氮磷养分供应能力。米老排人工林土壤MBP的增加可能在一定程度上缓解了树木生长的磷限制。     

杉木叶绿体和线粒体遗传的研究

利用ＰＣＲ技术分别以亲本杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．）、柳杉（ＣｒｙｐｔｏｍｅｒｉａｆｏｒｔｕｎｅｉＨｏｏｉｂｒｅｎｋ）和杉木×柳杉杂种的总ＤＮＡ为模板,扩增了叶绿体ｔｒｎＬｔｒｎＦ和线粒体ＣｏｘⅢ基因片段,比较了这些扩增片段的限制性内切酶ＡｌｕⅠ,ＤｄｅⅠ,ＨｉｎｆⅠ,ＭｓｅⅠ和ＲｓａⅠ的酶切片段多态性,结果表明：Ｆ１代的叶绿体ＤＮＡ为母系遗传,而线粒体ＤＮＡ为父系遗传。杉木线粒体ＤＮＡ父系遗传方式与杉科其他植物一致,而叶绿体ＤＮＡ母系遗传则为在松柏类植物中首次发现。     

杉木人工林单叶至冠层光合作用的扩展与模拟研究

根据野外条件下杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．）针叶光合作用的测定结果。考虑到光合作用对光的非线性响应特性,及其与叶所处的实际冠层环境变量和冠层的空气动力学特性的相关,以筒化的林冠辐射传输模型为基础,结合不同部位和年龄针叶的光响应曲线,实现了叶室测量结果向冠层环境的调整,并进行了冠层光合作用模拟的初步研究。经过调整后的冠层光合作用平均比未经过调整的值高１     

模拟增温对中亚热带杉木人工林土壤磷有效性的影响

气候变暖改变与土壤磷循环相关的生物地球化学过程,对陆地生态系统磷循环产生直接或间接影响。为研究亚热带地区杉木人工林土壤磷有效性对增温的响应,开展了模拟增温实验。实验设置对照组及增温组(5℃),经过1.5a的短期增温,对杉木人工林的土壤全磷、有机磷、微生物量磷、有效磷、酸性磷酸酶活性及相关土壤理化性质进行测定,结果表明:增温处理下,土壤酸性磷酸酶活性提高约1.5倍,土壤全磷、微生物量磷以及有机磷含量分别减少了6%、34%和12%,土壤有效磷含量增加25%。可见,短期增温通过提高土壤磷酸酶活性进而促进土壤有机磷矿化和降低土壤微生物固磷量,从而增加土壤磷有效性,但是增温导致潜在可利用的土壤微生物量磷大幅度的降低,将有可能加剧亚热带杉木人工林土壤磷限制。     

不同耐铝型杉木幼苗叶片抗氧化系统对铝胁迫的响应特征

为探讨铝胁迫对杉木抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,明确AsA-GSH循环在杉木耐铝性中的作用,以耐铝(YX26)和铝敏感型(YX5)杉木家系为材料,分析了铝胁迫对不同耐铝型杉木叶片氧化损伤、抗氧化酶活性和AsA-GSH循环系统的影响。结果表明:(1)铝胁迫显著增加杉木叶片丙二醛(MDA)含量,而且YX5叶片中MDA含量增幅显著大于YX26。(2)铝胁迫不同程度增加了2个杉木家系叶片过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性以及抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,而且除AsA含量外,铝胁迫下YX26中上述酶活性和非酶性抗氧化剂含量的增幅均大于YX5。(3)铝胁迫下YX5叶片中过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性受到显著抑制,而YX26中这两个酶的活性却有所增加,且YX26中的DHAR活性显著高于对照。(4)铝胁迫抑制了2个杉木家系超氧化物歧化酶(SOD)活性,但YX26中SOD活性的降幅小于YX5。研究认为,铝胁迫下通过维持AsA-GSH循环酶活性和非酶性抗氧化系统的高效运转,增强自身活性氧清除能力是耐铝型杉木家系具有较强铝耐能力的生理基础。     

中亚热带4种森林类型土壤活性有机碳的季节动态特征北大核心CSCD

2011年12月至2012年9月,在湘中丘陵区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)-石栎(Lithocarpus glaber)针阔混交林、南酸枣(Choerospondias axillaries)落叶阔叶林、石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林1 hm2的长期定位观测样地,采集0–15 cm、15–30 cm土层土壤样品,测定土壤微生物生物量碳(MBC)、可矿化有机碳(MOC)、易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)含量,分析4种森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量的季节变化特征,为揭示天然林保护与恢复对土壤有机碳(SOC)库的影响机理过程提供基础数据。结果表明:森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量具有明显的季节动态,且不同森林同一土壤活性有机碳组分的季节变化节律基本一致,MBC、MOC、ROC含量表现为夏、秋季较高,春、冬季较低;DOC含量表现为春、夏、冬季较高,秋季最低;同一森林不同土壤活性有机碳组分含量的季节变化节律不同;土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量与土壤自然含水率、SOC、全N、水解N、全P(除杉木人工林土壤MBC、MOC、ROC外)、速效P含量显著或极显著正相关,与土壤p H值、全K、速效K含量相关性不显著,表明不同森林类型外源碳库投入和土壤理化性质的差异是导致不同森林类型土壤活性有机碳含量差异显著的主要原因,该区域森林土壤活性有机碳各组分含量的季节变化与各森林类型组成树种生长节律及其土壤水分含量和SOC、N、P的可利用性,以及土壤活性有机碳各组分的来源有关,森林土壤MBC、MOC、ROC、DOC含量可作为衡量森林土壤C、N、P动态变化的敏感性指标。     

会同和朱亭11年生杉木林能量积累与分配

利用我国杉木中心产区会同和杉木扩大栽培区朱亭测定的杉木林生物量和干物质热值资料的基础上,对会同和朱亭11年生杉木人工林能量积累和分配规律进行研究。结果表明:杉木人工林群落林分能量现存量与立地和气候条件关系密切,朱亭11年生杉木人工林群落林分能量现存量 (9294×10⁸-10894×10⁸J/hm²)显著低于会同(12406×10⁸-14733 ×10⁸J/hm²);同龄林分中,现存能量的数值在一定的林分密度范围内,随密度增加而减少。随密度增加而减少的能量现存量,主要是减少了树干的能量现存量,而枝、叶的能量现存量则保持一定稳定状态;能量在林分各组分的分配比大小依次是干＞根＞叶＞枝,林分各组分能量的分配比大小也与立地和气候条件有关,树干中能量分配比会同(56.8%-61.2%)大于朱亭(47.0%-53.5%),枝叶中能量分配比朱亭(28.3%-34.2%)大于会同(22.2%-25.9%);林分能量现存量的空间分布与林分功能作用层面及对水分和养分交换作用密切相关,林分的地表平面和林冠2/3高度处分配的能量最多。     

不同浓度外源IAA处理对杉木茎部基因表达的影响

为了揭示吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)参与杉木木材发育调控的遗传机制,文章分别以0、3mg.IAA/g.lanolin处理不同阶段的杉木截顶茎秆作为驱动方(Driver)和测试方(Tester),利用抑制消减杂交技术(Suppression substractive hybridization,SSH),对其中差异表达的目的基因进行了分离和克隆。共获得332个Unigenes,其潜在的功能分别涉及到细胞组织和生物合成、发育进程调控、电子传递、逆境应答以及信号传导等方面;进一步地表达鉴定发现ClHIRA、ClPGY1和ClARF4等集中于茎部近轴区域表达的基因,能够积极地响应外源IAA刺激的维管形成层分裂和管胞分化活动;而ClSMP1、ClTCTP1和ClTRN2等集中于茎部远轴区域表达的基因,则在转录水平上对外源IAA的处理水平及近轴次生维管的发育变化表现出负相关的关系。这一结果表明特异性定位的发育基因对木材形成组织中内源IAA水平变化的差异性识别和响应很可能是生长素参与林木维管形成层次生发育调节的重要分子机制。