滇中退化山地不同植被恢复下土壤碳氮磷储量与生态化学计量特征

植被恢复对土壤营养元素的存赋及其生态化学计量特征的影响广受关注,为了深入了解不同植被恢复类型下土壤碳、氮、磷储量与生态化学计量特征,选择滇中地区退化山地飒马场流域具有代表性的4种不同修复阶段的典型植被(荒坡灌草丛、云南松林、针阔混交林和次生常绿阔叶林)为研究对象,分析了不同植被类型下不同深度土壤中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)储量和化学计量变化特征。结果表明,退化山地的植被恢复显著改变土壤碳氮磷储存能力和化学计量比,这种改变作用整体上随土壤深度增加而降低。其中,在0—60 cm土层上,SOC储量在次生常绿阔叶林最高,达123.41 t/hm~2,其次是针阔混交林(115.69 t/hm~2)和云南松林(93.08 t/hm~2),荒坡灌草丛(89.56 t/hm~2)最低;TN储量针阔混交林(4.91 t/hm~2)次生常绿阔叶林(4.58 t/hm~2)云南松林(4.43 t/hm~2)荒坡灌草丛(3.98 t/hm~2),4种植被类型间差异显著;TP储量云南松林最高(2.57 t/hm~2),次生常绿阔叶林(2.2 t/hm~2)最低;4种植被类型下土壤C/N介于15.77—30.18,C/P介于29.24—65.33,N/P介于1.28—2.68之间,在0—60 cm土层上均以次生常绿阔叶林最高。植被类型和土壤深度及其交互作用显著影响研究区的SOC、TN和TP储量和化学计量比。分析认为,退化山地不同植被类型对土壤碳氮磷储量和化学计量的影响过程复杂,修复演替进入到次生常绿阔叶林阶段土壤理化性质显著提升,该地区植被修复主要受到氮的限制。研究表征了滇中退化环境植被恢复过程中土壤主要元素变化特征,为揭示植被恢复与土壤生态功能演变关系提供数据支持。     

不同蚕豆品种对铅污染的光合生理响应特征

以3个蚕豆品种(分别为K0883、K0502、K0697)为试验材料,通过大田模拟小剂量Pb污染(浓度为40和250 mg·kg^-1),研究了净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、细胞间隙CO₂浓度、水分利用效率、叶绿素含量等光合生理响应特征的变化在不同品种中的差异.结果表明,Pb污染下3个蚕豆品种气孔导度和蒸腾速率没有显著变化,叶绿素含量有不同程度的上升;在250 mg·kg^-1 Pb浓度下,K0883蚕豆品种净光合速率、水分利用效率、细胞间隙CO₂浓度分别升高121.80％、上升193.70％、下降42.76％.3个蚕豆品种对Pb污染的抗性大小顺序为K0883＞K0697＞K0502.蚕豆不同光合生理指标对小剂量Pb污染的响应特征不同.不同蚕豆品种对小剂量Pb污染的响应特征存在差异,这种种内的差异性采用单个生理指标难以反映,只有通过对多个指标的整合分析才能表现出来.     

滇中次生常绿阔叶林优势树种的空间格局

采用Ripley的点格局分析方法对滇中次生常绿阔叶林中优势种滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)和滇油杉(Keteleeria evelyniana)的分布格局以及不同径级分株之间的相互关系进行了分析.结果表明:(1)总体来看,两个优势物种各径级株数分布较均匀,二者的增长处于稳定期.(2)两个优势物种在总体上及不同径级阶段主要呈聚集分布.随径级的增加,滇青冈种群的聚集程度逐渐降低,而滇油杉种群的聚集程度呈现降低-增加-降低的趋势.两个优势物种的幼树、中树和大树主要呈空间正相关或无空间关联性.(3)两优势种群不同径级之间在不同尺度下基本上无关联性,这可能是二者的生存策略存在较大差异而造成的.研究表明,在滇中森林恢复过程中,应结合植物种群的密度控制及种间相互作用来构建群落的结构.     

滇中几种人工林生态系统恢复效应研究

对滇中几种典型人工林生态系统恢复效应研究表明,由不同树种构成的人工林生态系统植物多样性、森林水文、地表土壤侵蚀控制、土壤改良和森林结构的恢复具有显著差异．用乡土树种造林能促进植物多样性．生态恢复变量间具有某种相关关系．草本植物盖度、群落均匀度、Shannon-Wiener指数、土壤有效钾、土壤容重、草本植物生物量、乔木材积、全钾、土壤侵蚀、土壤Si／V、枯落物凋落量、非毛管孔隙、穿透降雨是生态恢复主导效应变量．植物多样性的恢复处于生态恢复的中心位置．并用平均恢复距离指数及恢复距离树对几种生态系统恢复程度进行了评价。     

蚕豆在重金属污染条件下数量性状的分化研究

运用正交设计方法,经过４代的原位种植实验,研究了在人工控制条件下Ｐｂ＾２＋、Ｃｄ＾２＋、Ｈｇ＾２＋、Ｚｎ＾２＋对同一蚕豆种质在株高、首次开花时间、每株结豆荚数、单位豆荚豆数数（每２０个豆荚）、种子的重量（５０粒）等数量性状的代内和代间分化,实验结果表明,在初始种植代仙,低深度的重金属除使开花时间以外的各数量性状指标程度不同有刺激升高作用;高浓度则使性状明显受到抑制。对于属除使开花时间以外的各数量性     

云南不同土壤铅背景值下大叶茶种群对铅的吸收积累特征及其遗传分化

在具有不同土壤铅(Pb)背景值的云南大叶茶主产区,分析了11个大叶茶种群（简写为P1, P2, …… P11）所在地的土壤Pb含量,相应各种群的老、嫩叶Pb含量和富集系数,并利用ISSR分子标记研究了这些种群的遗传特征,以期认识不同大叶茶种群在不同Pb背景值下对Pb的吸收积累特征及其遗传分化状况。结果表明：（1）在本研究区域内,大叶茶种群间土壤Pb含量、老叶和嫩叶Pb含量、富集系数差异显著,土壤有效Pb、嫩叶Pb含量分别在0.78—15.20mg/kg和2.03—7.02 mg/kg之间,嫩叶Pb富集系数变化范围为0.001—0.24;种群内差异小,例如P6种群内嫩叶Pb含量在2.82—2.84 mg/kg之间,嫩叶Pb富集系数变幅为0.09—0.10。（2）筛选的10个ISSR引物扩增出81条带,平均多态位点百分率（PPB）为75.25%;Shannon’s指数（I）估算出种群间的变异为34.28%,利用POPGENE软件计算出种群间遗传分化系数GST为0.3116,分子方差分析（AMOVA）也显示种群间变异占35.37%（P<0.001）,表明不同种群的大叶茶出现了遗传分化。（3）UPGMA聚类分析发现,11个种群可分为5个类群,对Pb吸收累积能力高的与能力低的种群在聚类分析中存在明显分异;相关性分析表明,土壤有效Pb含量与PPB、I、Nei’s基因多样性指数（H）的 Pearson相关系数r分别为-0.633,-0.786,-0.581（P<0.05）,土壤有效Pb含量与大叶茶种群遗传多样性水平程度不同呈负相关。讨论分析认为,在土壤Pb高背景值条件下,部分大叶茶种群遗传多样性水平降低,不同种群对Pb的吸收累积能力存在明显差异,种群间出现了显著的遗传分化。对低铅富集的遗传分化现象的深入研究将可能为遴选拒吸收污染物的洁净种质、在污染条件下进行无公害生产提供新途径。     

非培养方法在土壤微生物生态学研究中的应用

由于有相当数量的土壤微生物是目前不可培养的,因此利用传统培养技术来研究土壤微生物,不仅费时费力,所得到的结果可能和真实的情况相差甚远。近年来发展了三类不需培养的方法来研究土壤微生物的种类和数量,这些方法大体上分为生物化学、生理学和分子生物学三类。生物化学方法主要根据细胞膜磷脂酸(PLFA)的种类和数量来判定微生物的多样性;BIOLOG微量板分析系统是生理学方法的代表,它主要是根据土样细胞悬液对95种单一碳源的利用模式来说明群落结构的变化;分子生物学方法是发展应用最广的方法。基本步骤是提取土壤的总DNA,然后用通用引物或选择性高的引物来扩增16SrRNA基因。由于对扩增产物分析方法的不同,该方法又可分为PCR-DGGE,PCR-RFLP等。最近在PCR-RFLP基础上发展起来的T—RFLP分析方法,将微生物的多样性分析工作同RDP(ribosomal database project)数据库结合,充分利用了Internet的数据资源共享的优势,具有分辨率高,可实现自动化等优点。是未来土壤微生物生态学研究的有力工具。     

人类扰动对重金属元素的生物地球化学过程的影响与修复研究进展

重金属元素在自然界中主要分布于岩石和土壤当中,通过生物地球化学循环进入其他圈层。工业革命以后,矿物开采、冶炼、农业等传统人类活动和电子产业、交通运输等现代人类活动的不断发展,增加了岩层中重金属元素进入环境的总量,还改变了它们在不同环境介质中的迁移速率、方向、形态和生物毒性,进而增加危害人类健康的风险。只有充分了解人类扰动下重金属元素生物地球化学循环的新过程和新特征,才能抓住关键环节并且科学地建立高效可行的重金属污染修复方法与技术。总结了人类扰动及其引起的一系列环境变化对几种关键重金属元素生物地球化学循环的影响,综述分析表明由于人类扰动增加重金属源头释放并加速其在水中迁移速率,日后的修复工作应该着重于矿山、电子垃圾场等特殊区域的修复和监管并利用多种修复方式联用遏制重金属在水体中的快速迁移,这为重金属污染修复技术的研究提供导向和依据。     

铅持续胁迫下不同世代蚕豆生理生化指标的变化

为了解长期持续铅胁迫下植物不同世代间生理生化指标的变化,分析植物对铅污染的适应机制及植物对长期持续污染的响应机理,该研究以在250 mg·kg~(-1)Pb持续污染的实验田中种植所得的第4、第8、第10、第13和第15世代蚕豆种子为材料,通过盆栽法,与同世代未受Pb胁迫的蚕豆做对照,分析了与抗氧化酶系统、总代谢等相关的8个生理指标,即叶绿素、蛋白质、可溶性糖、脯氨酸(PRO)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和苹果酸脱氢酶(MDH)活力。结果表明:(1)在长期持续Pb胁迫下,与蚕豆光合作用能力有关的叶绿素含量在第8代与第13代之间与对照组相比具有显著的差异性(P0.05)。(2)可溶性糖含量随胁迫时间的延长而逐渐升高,并在第10代时达到最高,随后开始向无污染的正常水平恢复并趋于稳定;蛋白质含量在胁迫至第13代后开始增加。(3)MDA与PRO含量在胁迫至第10代时达到最高,并随胁迫时间的延长而降低,至第13代后逐渐趋于稳定。(4)抗氧化酶系统中的SOD、GR和MDH也同样呈现出先高后低的趋势,且GR的变化程度最大,MDH活力最早表现出与对照组的最大差异。研究认为:在长期的持续Pb污染胁迫下,蚕豆种群对Pb污染胁迫的适应性不断提高。     

矿区废弃地先锋植物齿果酸模在Pb、Zn污染下抗氧化酶系统的变化

作为云南矿区废弃地常见的先锋植物,齿果酸模(Rumex dentatus)已形成对重金属污染的耐性生态型,是理想的逆境生态学研究实验材料.为进一步揭示不同抗氧化酶在先锋植物幼苗早期抗逆境的耐性机理中的作用,采集了来自云南兰坪铅锌矿废弃地的齿果酸模,观察其幼苗多种抗氧化酶在实验室模拟的重金属Pb与Zn单一污染条件下(浓度分别为0,1,5,10,50,100,200 mg/kg)的变化特征.结果表明:随着Pb与Zn单一污染浓度的增加,(1)MDA含量持续上升,与对照相比,在200 mg/kg Pb或Zn单一污染下,MDA分别显著上升了427%和330%;而(2)SOD,POD与CAT三者活性变化特征则各有不同.其中SOD活性呈现先升后降的趋势,POD活性则持续上升;而CAT活性很低,在Zn污染下未检测出,Pb污染下其变化无显著规律.相关性分析结果表明,Pb与Zn单一污染导致先锋植物齿果酸模幼苗产生膜脂过氧化,而抗氧化酶系统在抵御这种不良影响的耐性机制中发挥了一定的作用,且不同酶发挥的效用不同,其中POD发挥了主要作用.