亚热带6个典型树种吸收细根寿命与形态属性格局

根周转是地下生态过程的主要驱动力, 根属性指征了物种生态策略, 根寿命与属性是理解生态系统碳氮循环和群落多样性的关键。目前对亚热带常绿阔叶林根周转等生态过程的直接观测资料缺乏。该研究对中亚热带江西樟树试验林场6个树种吸收细根动态进行了2年观测, 获取了2.8万张微根管照片, 分析了吸收细根寿命年际和季节变化特征及其与根形态属性的关系。结果显示: 1)亚热带6个树种间吸收细根寿命变异为4.6倍, 变异系数可达73%。中值寿命排序为: 红豆杉(Taxus wallichiana)(426天) >复羽叶栾树( Koelreuteria bipinnata)(155天) >竹柏( Nageia nagi)(145天) >樟( Cinnamomum camphora)(126天) >东京樱花( Cerasus yedoensis)(93天) >深山含笑( Michelia maudiae)(92天); 2)树木吸收细根寿命年际、季节变异较大, 可能是适应伏秋旱、雨热不同期、年际变化大的亚热带季风气候的结果; 3)吸收细根寿命与直径呈显著正相关关系, 与比根长呈显著负相关关系, 表明根的构建成本可以在一定程度上预测寿命。这些结果为预测亚热带地下生态过程、揭示亚热带常绿阔叶林碳氮循环、物种共存机制提供依据。     

晋西黄土区典型乔灌木短期水分利用效率对环境因子的响应

为明确晋西黄土区植物的水分利用规律及对半干旱区的适应策略, 提高黄土地区植被建设效益, 该研究对该地区典型乔灌木短期水分利用效率随环境因子的变化进行了探究。以典型乔木油松(Pinus tabuliformis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)及其林下灌木黄刺玫(Rosa xanthina)、杠柳(Periploca sepium)为研究对象, 测定叶片可溶性糖稳定碳同位素比值(δ¹³C_leaf)与枝条渗出液稳定碳同位素比值(δ¹³C_branch), 使用δ¹³C_leaf推导计算7-10月叶片尺度下植物短期水分利用效率(WUE_leaf)变化趋势, 使用δ¹³C_branch明确植物光合作用后分馏情况, 确定半干旱区植物在生长季的水分变化规律对环境因子变化的响应。结果表明: (1) 7-10月4种植物δ¹³C_leaf总体呈现降低趋势, δ¹³C_branch呈现先升高后降低趋势。δ¹³C_leaf在种间和生活型中均存在差异。具体表现为: 灌木>乔木, 常绿乔木(油松) >落叶乔木(刺槐)。研究过程中未发现明显的碳同位素在光合作用后发生分馏的情况。(2) 4种植物WUE_leaf在7-8月保持稳定, 9-10月逐渐升高。21.5 ℃、0.9 kPa、52.4%分别为WUE_leaf随温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、相对湿度(RH)变化的突变点, 突变点之后4种植物WUE_leaf均表现出稳定的变化趋势, 不再随T_a、VPD、RH升高而降低。(3) WUE_leaf与T_a、RH、VPD之间存在显著负相关关系, T_a通过非气孔因素, 即酶的作用改变光合速率, 引起WUE_leaf变化。RH、VPD等水分因子则通过改变气孔开度, 影响蒸腾, 进而改变WUE_leaf。随着土壤含水量(SWC)的升高, WUE_leaf呈现先升高后降低的趋势。油松林和刺槐林在SWC分别达到15%-18%、13%-14%时, WUE_leaf达到最高值。经过混合线性模型(LMM)分析得到, 油松和刺槐WUE_leaf主导环境因子分别为RH和VPD, 黄刺玫和杠柳WUE_leaf主导环境因子均为T_a。该研究得到了黄土地区典型乔灌木生长季水分利用效率变化的规律和主要环境影响因子, 明确了黄土地区植物对气候因子变化的适应机制。     

工业有机污染对小型水体沉积物真菌群落的影响分析

【背景】有机污染对水体沉积物中的微生物多样性影响极大,而目前有关污染水体沉积物中真菌多样性的研究较少。【目的】研究不同程度有机污染下水体沉积物中真菌种群的多样性特征,探究工业有机污染对真菌群落的影响。【方法】应用化学分析方法和高通量测序技术进行研究,并分析水质、沉积物成分等环境因子与沉积物真菌多样性的相关性。【结果】随着污染程度的降低,水体沉积物中真菌序列数、OTU数和Shannon多样性指数均呈上升趋势。未分类真菌、子囊菌门和担子菌门是沉积物真菌群落中的主要优势种类,主要优势属为Zopfiella、Westerdykella、Clypeosphaeria、Ilyonectria、Paracremonium、Aspergillus。真菌Shannon指数与水体溶解氧(dissolvedoxygen,DO)极显著正相关,与沉积物有机质和总磷含量显著负相关,Simpson指数与水体总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(total phosphorus,TP)显著相关。【结论】有机污染导致水体溶解氧下降和沉积物有机质增加,从而导致污染区真菌多样性显著下降。Zopfiella、Penicillium、Emericellopsis、Westerdykella、Jugulospora、Chromelosporium可能参与曝气处理区域沉积物兼氧条件下污染物的去除,Ilyonectria、Mortierella、Epicoccum可能主要参与水生生物残体分解、污染物的吸附沉降等过程。     

一株脱卤单胞菌属有机卤呼吸细菌的分离纯化与基础特征

【目的】分离鉴定新型有机卤呼吸细菌,拓展有机氯污染物降解菌种资源。【方法】在限制性培养基中,基于特定脱卤微生物的能量代谢特点以及对抗生素的抗性特征,应用绝迹稀释法从脱氯富集培养物中分离纯化新型有机卤呼吸细菌。通过添加酵母提取物和聚合酶链反应-限制性片段长度多态性等方法鉴定菌株纯度。通过考察细胞形态、16S rRNA系统发育树以及对有机氯化物的利用能力来描述此新型菌株的基本特征。【结果】菌株GP是一株来自脱卤单胞菌属(Dehalo genimonas)的新型有机卤呼吸细菌,可耐受1.0 g/L的氨苄青霉素和0.1 g/L的万古霉素,其细胞平面形态为直径0.4–0.8μm的不规则圆形。在乙酸作碳源、氢气作电子供体的条件下,菌株GP可利用1,1-二氯乙烯和一氯乙烯作为电子受体进行有机卤呼吸,脱氯终产物为无毒害的乙烯。16SrRNA系统发育分析表明,菌株GP与Dehalo genimonas formicexedens菌株NSZ-14有高达99.5%的同源性,但两菌株对有机氯化物底物的利用范围不同。【结论】从脱氯富集培养物中分离纯化出一株新型有机卤呼吸细菌,为深入研究脱卤单胞菌这一重要脱卤微生物的遗传学信息和生理生化性质提供了新材料。     

大豆、玉米与水稻配置对稻田寄生蜂的影响

本文研究了稻田生境和非稻田生境间寄生性天敌的迁移扩散规律及其对水稻主要害虫的控制作用.结果表明,寄生蜂从大豆生境扩散到稻田生境的数量显著高于其从玉米生境扩散到稻田生境,而田埂种植玉米的寄生蜂扩散数量与不种植玉米相比无显著性差异.田埂配置大豆的有机稻田内二化螟Chilo suppressalis、三化螟Tryporyza incertulas、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis cnienee和褐飞虱Nilaparvata lugens的卵寄生率分别为17.8％,20.3％,10.2％和12.4％,与未配置大豆的对照相比分别增加了4.3％,7.5％,2.1％,和3.4％;它们的幼虫寄生率分别为14.7％,31.7％,21.3％,7.3％,与对照相比分别增加了5.3％,9.8％,5.7％和2.8％.而田埂配置玉米的有机稻田的二化螟,三化螟,稻纵卷叶螟和褐飞虱的卵寄生率分别为10.3％,14.4％,8.6％和9.3％;与未配置玉米的对照相比分别降低了3.2％,增加1.6％,0.5％和0.3％;它们的幼虫寄生率分别为10.3％,19.4％,17.5％和2.6％,与对照相比分别增加了0.9％,降低了2.5％,增加了1.9％和降低了1.9％.研究结果可为通过建立合理的水稻邻作模式进行害虫生物防治提供重要科学依据.     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应。研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22‰,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰—5‰。根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量。     

啃食性端足类强壮藻钩虾对筼筜湖三种大型海藻的摄食选择性

为了评估啃食性端足类强壮藻钩虾Ampithoe valida对筼筜湖大型海藻群落的影响,作者在实验室内开展了强壮藻钩虾对筼筜湖三种大型海藻(绿藻石莼Ulva lactuca和根枝藻Rhizoclonium sp.、红藻细基江蓠繁枝变种Gracilaria tenuistipitata var. liui)的摄食实验,并分析了大型海藻的营养价值是否对强壮藻钩虾的摄食选择产生影响。结果显示,在无选择性摄食实验中,强壮藻钩虾的摄食率与海藻的干湿比和鲜藻总有机碳含量有着明显的负相关关系,这表明强壮藻钩虾有明显的补偿摄食行为,能通过增加低营养价值藻类的摄食量来满足自身代谢的需求。强壮藻钩虾对绿藻石莼和根枝藻有明显的摄食偏好,对它们的摄食率分别占总摄食率的40.6%和57.1%,而红藻细基江蓠繁枝变种则属于偶然性摄食的种类,海藻的营养价值并没有对强壮藻钩虾的摄食选择产生影响。不过,强壮藻钩虾对绿藻的摄食偏好并没有在筼筜湖形成一个以红藻占主导的大型海藻群落,这可能是由于筼筜湖超富营养化的水体使得来自强壮藻钩虾的下行控制已经无法抑制来自超富营养化的水体通过上行控制对绿藻生长的促进作用。     

耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

庐山风景区碳源、碳汇的测度及均衡

旅游目的地系统碳源、碳汇的计算与分析,不仅是旅游业节能减排政策制定的重要依据,也是旅游与环境相互关系研究的一个新的科学命题.以庐山风景区为例,计算并分析了2010年的碳源及碳汇.结果表明:(1)2010年庐山风景区包括本地居民和旅游者的总碳排放为108 697 t.其中,本地居民占碳排放总量的19.52％,旅游者占碳排放总量的80.48％.在旅游者碳排放中,旅游交通碳排放占50.24％,旅游住宿碳排放占38.04％,旅游食物消费碳排放占10.65％,旅游活动碳排放仅占1.07％;(2)2010年庐山风景区内陆地生态系统碳吸收为9447 t;(3)从碳源、碳汇均衡角度看,庐山陆地生态系统的固碳量吸收了区内碳排放的23.47％.但由于旅游者的区际流动和旅游业的产业关联性强,陆地生态系统的碳吸收仅占区内和区外碳排放总量的8.69％,旅游业使庐山成为一个显著的碳源.