Increased temperature and precipitation interact to affect root production,mortality, and turnover in a temperate steppe: implications for ecosystem C cycling

Fine root production and turnover play important roles in regulating carbon (C) cycling in terrestrial ecosystems. In order to examine effects of climate change on root production and turnover, a field experiment with increased temperature and precipitation had been conducted in a semiarid temperate steppe in northern China since April 2005. Experimental warming decreased annual root production, mortality, and mean standing crop by 10.3%, 12.1%, 7.0%, respectively, while root turnover was not affected in 2006 and 2007 by the warming. Annual root production and turnover was 5.9% and 10.3% greater in the elevated than ambient precipitation plots. Changes in root production and mortality in response to increased temperature and precipitation could be largely attributed to the changes in gross ecosystem productivity (GEP) and belowground/aboveground C allocation. There were significant interactive effects of warming and increased precipitation on root productivity, mortality, and standing crop. Experimental warming had positive and negative effects on the three root variables (root production, mortality, standing crop) under ambient and increased precipitation, respectively. Increased precipitation stimulated and suppressed the three root variables in the unwarmed and warmed subplots, respectively. The positive dependence of soil respiration and ecosystem respiration upon root productivity and mortality highlights the important role of root dynamics in ecosystem C cycling. The nonadditive effects of increased temperature and precipitation on root productivity, mortality, and standing crop observed in this study are critical for model projections of climate–ecosystem feedbacks. These findings indicate that carbon allocation is a focal point for future research and that results from single factor experiments should be treated with caution because of factor interactions.     

Tradeoffs and thresholds in the effects of nitrogen addition on biodiversity and ecosystem functioning: evidence from inner Mongolia Grasslands

Nitrogen (N) deposition is widely considered an environmental problem that leads to biodiversity loss and reduced ecosystem resilience; but, N fertilization has also been used as a management tool for enhancing primary production and ground cover, thereby promoting the restoration of degraded lands. However, empirical evaluation of these contrasting impacts is lacking. We tested the dual effects of N enrichment on biodiversity and ecosystem functioning at different organizational levels (i.e., plant species, functional groups, and community) by adding N at 0, 1.75, 5.25, 10.5, 17.5, and 28.0 g N m^?2 yr^?1 for four years in two contrasting field sites in Inner Mongolia: an undisturbed mature grassland and a nearby degraded grassland of the same type. N addition had both quantitatively and qualitatively different effects on the two communities. In the mature community, N addition led to a large reduction in species richness, accompanied by increased dominance of early successional annuals and loss of perennial grasses and forbs at all N input rates. In the degraded community, however, N addition increased the productivity and dominance of perennial rhizomatous grasses, with only a slight reduction in species richness and no significant change in annual abundance. The mature grassland was much more sensitive to N‐induced changes in community structure, likely as a result of higher soil moisture accentuating limitation by N alone. Our findings suggest that the critical threshold for N‐induced species loss to mature Eurasian grasslands is below 1.75 g N m^?2 yr^?1, and that changes in aboveground biomass, species richness, and plant functional group composition to both mature and degraded ecosystems saturate at N addition rates of approximately 10.5 g N m^?2 yr^?1. This work highlights the tradeoffs that exist in assessing the total impact of N deposition on ecosystem function.     

适用于盐生植物的双向电泳样品制备方法

比较了三氯乙酸,丙酮沉淀法（TCA）、三氯乙酸沉淀法（E-TCA）和酚抽法（Phe）3种方法对盐生植物盐角草（Salicornia europaea L．）总蛋白的提取效果。3种方法分别得到579、343和535个蛋白点;TCA和E-TCA法所得图谱均存在严重的横向纹理,Phe法所得图谱则背景干净,基本上没有纹理。说明Phe法不仅能很好地提取盐角草蛋白,而且能有效去除样品中的盐分。对Phe法的提取液进行了改进,所得图谱背景更加清晰,蛋白点数增加。为其他盐生植物以及嗜盐微生物蛋白质的提取提供了重要参考。     

树叶凋落物在受酸性矿山废水污染溪流中的分解

为了解华南地区酸性矿山废水对溪流中树叶分解的影响,在广东省大宝山矿区附近的1条受酸性矿山废水污染（pH值为2．7—3．4且富含多种重金属元素）的3级溪流中,利用2种孔径（5ram的网袋和0．1ram的布袋）的分解网袋对2种树叶（人面子和蒲桃）进行了为期101d的树叶分解研究。结果表明,人面子树叶网袋和布袋中的树叶干重剩余率分别为39％和48％,而蒲桃树叶网袋和布袋中的干重剩余率仍保持较高的水平,分别为61％和70％。根据指数衰减模型计算出树叶分解的半衰期,人面子树叶在网袋和布袋中的分解半衰期分别为57d和69d,而蒲桃树叶则分别为14-4d和217d。蒲桃树叶的分解速率明显比人面子树叶慢。在网袋中定殖的底栖动物主要是集食者,其中优势类群为摇蚊幼虫,占底栖动物个体总数的99％。摇蚊种群在网袋中的数量波动对2种树叶分解速率的影响并不明显。结果表明,受酸性矿山废水的影响,底栖动物群落的多样性大为减少。同时由于各种金属氧化物在树叶表面的不断沉淀,使树叶处于缺氧状态,抑制了微生物的活动,导致树叶分解速率大为降低。     

黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。     

长白山几种主要森林群落木本植物细根生物量及其动态

2005年在长白山北坡选择5种垂直植被带典型植物群落类型阔叶红松林、白桦林、山杨林、云冷杉林和岳桦林,利用钻取土芯法对细根分布及细根生物量进行了研究.研究结果表明,不同森林群落细根现存生物量存在一定的差异,其中白桦林最高,月平均细根现存生物量为5.1340 t/hm^2、其次为云冷杉林（5.0530 t/hm^2）、岳桦林（4.9255 t/hm^2）、阔叶红松林（4.4919 t/hm^2）和山杨林（3.9372 t/hm^2）;不同群落细根现存量月动态变化也有较大差异,月均最高最低相差阔叶红松林约为72﹪、白桦林近73﹪、山杨林26﹪、云冷杉林56﹪、岳桦林144﹪.在生长季节内不同群落细根发生和死亡也是不均匀的,春季所有群落都会产生大量的细根,一些群落在初秋（9月份）出现另一个较高的峰值,同时发现每次细根大量发生后,都随之产生大量细根的死亡,生长季末群落死亡细根生物量往往是最高的.调查群落72.9﹪以上的细根集中于土壤表层0～10cm的范围内,不同群落略有差别,在所研究的5种森林群落中,不同月份0～10cm土层中细根生物量几乎都表现出白桦林＞阔叶红松林＞云冷杉林＞岳桦林＞山杨林.     

长白山阔叶红松林CO2通量与温度的关系

应用涡度相关法观测的通量数据和环境因子数据,在生态系统水平上分析了长白山阔叶红松林生长季温度与CO2通量之间的关系.结果表明：（1）在相同的光合有效辐射水平下,净生态系统CO2交换量（NEE）随温度Ta的变化趋势为,在Ta〈20℃范围内,NEE随温度的增加而增加,在Ta=20℃附近有极大值,随温度的继续增加NEE呈下降的趋势,同时NEE还具有明显的季节变化,表现为7月〉6月〉8月〉9月〉5月〉4月〉10月.（2）应用Michaelis-Menten方程计算得出最大光合速率Pmax和生态系统呼吸Re,分析其与温度的关系发现,Pmax随温度的变化呈S型曲线,Re则随着温度的升高而呈指数上升的趋势,曲线为：Re=0.0607 exp（0.0666Tα）,R^2=0.96.夜间生态系统呼吸的Q10为3.15.（3）通过对NEE与环境因子的偏相关分析表明,温度对NEE的偏相关系数在生长季呈现先减小后增大的趋势,说明在生长季初期和末期升高温度比生长季中期对NEE的影响要大.     

不同放牧压力下大针茅种群的遗传多样性

大针茅是亚洲中部草原亚区特有的蒙古草原种,以大针茅建群的草原在内蒙古的分布面积为2 798 081hm^2.从遗传多样性上探讨了大针茅种群在放牧压力下的适应机制,结果表明：虽然放牧导致部分基因位点丢失,但整个种群仍表现出丰富的多态性,ISSR检测的多态性条带比率为89%.Nei＇s指数计算的大针茅种群间的遗传分化为0.1984,说明有19.8%的遗传变异存在于种群之间, 80.2%的遗传变异存在于种群内. 由Shannon＇s和Nei＇s多样性指数检测的大针茅种群内遗传多样性随着放牧压力的增加有逐渐减弱的趋势.根据遗传距离构建的UPGMA聚类图中, 中度和重度放牧样地首先聚为一类, 不放牧和轻度放牧样地聚为一类, 随后聚在一起.     

城市绿地空间结构对绿地生态场的影响

国内外对城市绿地生态效应的研究主要有以下3个特点：一是基于GIS技术,在中尺度上（一般以一个城市作为研究对象）开展城市绿地与城市气候的相关分析;二是以绿地斑块为单位,观测比较不同结构绿地内部的小气候效应;三是基于植物蒸腾理论,通过计算绿色生长量估测不同结构绿地内的小气候效应.对自然生态系统的研究结果表明,城市绿地作为一个开放的生物系统,必将通过系统交换对绿地周围的环境产生影响.绿地与非绿地空间的系统交换过程不仅仅与植物的叶面积指数有关,还要受到绿地斑块的大小、几何形状、植物类型、生长密度与高度及周边环境和气候条件等因素的影响.尽管植物生态场理论的研究侧重对植物群落中个体的空间作用,尤其是相邻植物竞争过程的分析,但其理论构架和计算方法有可能为城市绿地生态效应的研究开辟一条新的路径. 试验者在太原市区选择了6个不同空间结构的绿地样地.使用温湿度记录仪观测了绿地周边的温湿度变化,并利用植物生态场理论作了分析.提出用生态场强、场梯度和场幅作为城市绿地生态效应的主要评价指标.其中,场强用绿地内侧5m处的测试数据与对照的差值来表示.其含义为绿地对周边环境温度或湿度的干扰强度.场梯度是指相邻两个数据的差值.场幅即场影响范围. 结果表明,绿地面积、林分和生长量等绿地空间结构因子对绿地的生态场特征都不同程度地产生影响.在其他结构因子相近或相同的条件下,当绿地面积达到一定时,随着面积的进一步增加,绿地降温和增湿的幅度（场幅）有降低的趋势.与片林相比,草坪的增湿效果好于降温效果.分析结果显示,利用生态场理论能够更好地描述城市不同空间结构绿地的生态效应及其差异.     

活素与肿瘤的关系

活素(livin)是近年发现的IAP家族的新成员之一,存在于胎儿及成人的多种组织中。活素在很多肿瘤组织中高表达,其抗细胞凋亡机制与胱天蛋白酶(caspases)蛋白家族和线粒体内Smac相关。由于在多数人类常见的肿瘤组织都有活素的高表达,故可以作为一种新的标志物应用于肿瘤的临床诊断与治疗。