秦岭南坡不同海拔林分凋落叶分解特征

采用野外放置凋落物分解袋法,对秦岭南坡林区不同海拔华山松(Pinus armandii)、油松(P.tabulaeformis)、锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)凋落叶分解过程中N、P、C、粗脂肪、粗纤维和热值的变化规律进行比较研究.结果表明:(1)处于不同海拔的同一树种新鲜凋落叶的N、P、C、粗脂肪含量及其热值差异不显著(P＞0.05).(2)在一年的分解过程中,凋落叶N、P含量表现出逐渐富集的趋势,其中油松凋落叶N、P富集速度最快,分别达到165.60%和189.94%;凋落叶C、粗脂肪含量和热值、C/N、C/P、粗纤维/N在分解中逐渐下降,粗脂肪释放速率达到50.29%～77.82%.(3)分解一年后,不同海拔同一树种凋落叶N、P、C、C/N、C/P含量仍未表现出显著性差异(P＞0.05),但不同海拔凋落叶粗脂肪分解表现出极显著差异(P＜0.01),其中差距最大的锐齿栎凋落叶低海拔较高海拔粗脂肪释放率高19.38%;不同海拔华北落叶松和锐齿栎凋落叶粗纤维释放速率差异极显著(P＜0.01),而不同海拔油松、华山松凋落叶粗纤维释放无显著差异;处于高低海拔的华北落叶松和锐齿栎凋落叶热值分别为17.12和15.68 kJ·g-1、17.74和13.51 kJ·g-1,表现出极显著差异(P＜0.01),油松、华山松凋落叶表现出显著差异(P＜0.05).研究发现,一年中海拔差异所造成的降水、温度等因素的变化对各树种凋落叶中N、P、C的释放无显著影响,但对凋落叶分解过程中粗脂肪、热值、粗纤维/N的变化影响显著.     

中国光生物学研究的历史回顾

在这期《光生物学专刊》中,我们特意邀请了沈恂研究员,对我国以往的光生物学研究工作,进行了系统的梳理和回顾。沈恂研究员在较长的时间里,参与组织了中国生物物理学会的重要学术活动,对我国光生物学研究的历史比较熟悉。希望这篇回顾性论文能够使读者对中国光生物学研究的历史,有一个轮廓性的了解。也希望借此可以激励更多的年轻科学家,参与到光生物学研究的行列,做出更多原创性的研究成果。     

不同年龄阶段马占相思( Acacia mangium)人工林营养元素的生物循环

对马占相思人工林6种营养元素(N、P、K、Ca、Mg、S)的含量、积累、分布和生物循环特点以及随林分年龄的变化趋势进行了研究.结果表明(1)林木不同组分营养元素含量的大小次序为树叶＞干皮＞活枝＞枯枝或树根＞干材;各组分和凋落物中营养元素含量以N最高,其次是Ca或K,然后是S和Mg,P最低;林地土壤中,以K的含量最高,其次是Ca、Mg、N和P,S最低;随林龄的增加,0～40cm土壤N、P和S含量呈增加趋势;(2)4年、7年生和11年生林分营养元素总积累量分别为1022.08、1997.08和2633.45 kg·hm-2,其中乔木层营养元素贮存量依次占73.64%、82.39% 和83.65%,林下植被层依次占13.74%、8.74%和6.20%,地表现存凋落物层依次占12.62%、8.87%和10.16%;乔木层以N积累量最大,占总贮存量的53.90%～60.07%,P最小,仅占0.90%～1.23%;(3)马占相思林中不同组分营养元素积累量的分配随林龄的增长发生变化,由4年生以树叶和树枝占主导,逐渐转移到7年生和11年生以干材和树皮为主导;(4)林分营养元素年积累量依次为7年生(235.06 kg·hm-2·a-1)＞11年生(200.26 kg·hm-2·a-1)＞4年生(188.16kg·hm-2·a-1);林木各组分营养元素年积累量总的变化趋势为树干＞树叶＞树枝＞根系＞树皮,同一组分各营养元素年积累量与各组分营养元素积累量变化顺序一致,即为N＞Ca＞K＞S＞M＞P;(5)林分营养元素年吸收量分别为382.35、432.04 kg·hm-2·a-1和403.15 kg·hm-2·a-1,年归还量分别为194.19、196.98 kg·hm-2·a-1和202.89 kg·hm-2·a-1,营养元素的循环系数分别为0.51、0.46和0.50,利用系数为0.51、0.26和0.18,周转期为3.88、8.35和10.86.可见,马占相思人工林早期营养元素利用率低,归还速率较快,林分生长到近熟期(11a)时营养元素的周转期较长,但其归还速率仍然较快,有利于林地地力的恢复、维持和提高.     

L-半胱氨酸修饰碳纳米管的合成、表征及电化学性质

通过对碳纳米管氧化,合成了L-半胱氨酸修饰碳纳米管。运用红外、差热-热重分析、透射电镜对该复合物进行了表征。借助循环伏安法研究了其电化学性质。结果表明,碳纳米管的掺入极大地提高了L-半胱氨酸在金电极表面的电子传输速率和电流响应,同时也有利于L-半胱氨酸的电氧化,对L-半胱氨酸的氧化具有催化作用。     

三极冰川冰尘微生物及其介导的碳氮生物地球化学循环研究进展

冰尘是散落在冰川表面由矿物质、有机质和微生物组成的聚合体,其主要来源包括远源输送来的细粉尘和气溶胶组分、局地源的粗冰碛物及来自周围生态系统的土壤和植物碎屑等。冰尘对太阳辐射具有较强的吸收作用,可降低冰面反照率、促进冰川融化。冰尘也是迄今为止生物多样性最高的冰川表面微生物栖息地,生活着细菌、真菌、藻类等。冰尘微生物是冰川表面地球化学循环的主要驱动者,微生物分解转化冰尘内有机质,降低冰川表面反照率影响冰川物质平衡。基于冰尘的重要性,本文综述了南极、北极、青藏高原第三极冰川冰尘的物理和化学特征及其影响因素,冰尘微生物群落组成及其介导的碳氮生物地球化学循环过程,并展望了冰尘微生物研究的前景。     

我国北方3种典型土壤-作物体系中微生物量磷库特征

土壤微生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus, MBP)是土壤磷组分中最为活跃的形态,在土壤磷素的形态转化与生物地球化学循环过程中起着关键作用,是植物可利用磷的重要来源。研究土壤MBP库容的大小对于充分认识微生物的固磷潜力和掌握土壤磷素循环与转化能力意义重大。以我国北方农田3种典型的土壤-作物体系为研究对象,基于定点采样,通过分析测定采集的362个表层(0—30 cm)土壤样品来量化不同土壤-作物体系MBP库容的大小。结果表明：黑土-春玉米、潮土-冬小麦/夏玉米、灰漠土-棉花体系表层土壤MBP平均含量分别为17.36、14.45、8.75 mg/kg,且不同土壤-作物体系间MBP含量存在显著差异;3种土壤-作物体系表层土壤(0—30 cm)MBP库容的大小分别为83.60、54.26、39.80 kg P/hm~2,其储存的磷在数量上相当于当季作物需磷量的1.10—2.73倍,表明土壤MBP库是农田生态系统中一个不容忽视的巨大有效养分磷储库。其库容的大小受土壤性质和气候因素的共同影响,土壤pH、有机碳、年均气温和年均降雨量是我国北方农田土壤MBP库容大小的主...     

基于适应性循环理论与压力-状态-响应框架的区域社会-生态系统演进研究

二十一世纪以来都市圈快速扩张对区域社会-生态系统的可持续发展构成威胁,基于动态演进视角的区域社会-生态系统运行机制解析备受关注。本文以南京都市圈为例,从区域和城市两个尺度,基于适应性循环理论与PSR框架解析2000-2019年近二十年来都市圈社会-生态系统的交互适应循环阶段,以及每个阶段系统的差异化应激响应机制。研究表明南京都市圈社会-生态系统整体经历了3个适应循环周期,现处于新一轮的适应性循环阶段,系统适应性呈上升趋势,但社会子系统和生态子系统尚未取得协调。都市圈内各城市的社会-生态系统演进类型有所不同,可分为稳定增长型、波动增长型、不均衡发展型和生态危机型四类。未来需要采取差异化的社会-生态系统治理策略,确保都市圈整体优化发展。     

氨氧化古菌及其对氮循环贡献的研究进展

硝化作用先将氨氮氧化为亚硝酸盐氮并进一步氧化为硝酸盐氮,这一过程是氮进行全球生物化学循环的重要环节。随着氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因组序列中氨单加氧酶编码基因(amoA)的发现以及AOA在实验室条件下的成功培养(包括分离纯化和富集培养),基于分子生物学的研究表明AOA在各种环境广泛存在,且多数生境中它的数量远远超过氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)。AOA相对于AOB在氮循环中的贡献也引起了多方面的论证和争论。本文就氨氧化古菌的生态分布、系统进化、生境存在丰度及参与硝化作用等进行综述,指出不同生境AOA的活性及其对氮循环的重要性仍需做进一步的研究。     

以DRGs为驱动的病种管理应用探索

自北京市实施按疾病诊断相关组付费改革以来,北京安贞医院在2013年启动了以疾病诊断相关组为驱动的病种管理。安贞医院通过2个周期的PDCA循环管理,建立以数学模型技术为支撑的病种管理体系,有效地提高了医疗质量和效率,保障了医疗安全和医疗费用的控制,并在实时精细化管理方面做了有益的尝试。     

冻融作用对陆地生态系统氮循环关键过程的影响效应及其机制

冻融作用是中、高纬度及高海拔地区土壤普遍存在的一种自然现象,是非生长季陆地生态系统氮循环的重要影响因素.冻融作用主要通过改变土壤的理化性质及生物学性状来影响氮素在土壤中的迁移与转化.目前,冻融作用对陆地生态系统氮循环各个过程影响的研究结果不尽一致,理论机制尚不明晰,研究方法也需进一步地探索与创新,因此有必要对现有成果进行梳理和分析,以更好地把握冻融作用下的氮循环过程.本文结合国内外已有研究成果,论述了冻融作用对陆地生态系统氮循环关键过程（氮矿化、固持、硝化与反硝化过程、氮淋溶及气态损失）的影响效应及其主要机制,对目前研究中存在的不足进行了剖析,并对未来研究中迫切需要关注的重点研究方向进行了探讨与展望.