不同林龄油茶人工林土壤酶化学计量及其影响因素

土壤酶化学计量比是揭示微生物生长代谢过程及评价土壤养分资源限制状况的重要指标。油茶是中国南方主要的木本油料作物,近年来愈来愈受关注,但鲜有从生态化学计量学的角度深入理解人工经济林的土壤微生物养分限制状况。本文以亚热带地区不同林龄油茶人工林土壤为研究对象,采用时空互代法在区域尺度上随机选取32个不同林龄油茶人工林并将其分为四个林龄组(9年幼龄林;9—20年近熟林;21—60年成熟林; 60年过熟林),通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)转化酶活性(β-葡糖苷酶(BG)、α-纤维素酶(CBH)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP))及土壤理化因子,探讨不同林龄油茶人工林土壤C、N、P转化酶化学计量特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:五种C、N、P转化酶活性均有随林龄增大而增加的趋势,且AP活性显著高于其它四种酶活性。相关分析结果表明,五种土壤C、N、P转化酶活性均与土壤有机碳和总氮显著相关,与土壤总磷和速效磷含量不相关。土壤酶化学计量比ln(CBH+BG)∶ln(NAG+LAP)、ln(CBH+BG)∶ln(AP)和ln(NAG+LAP)∶ln(AP)均随林龄增大而一定程度增加。亚热带区油茶人工林土壤酶C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.5,这与全球生态系统土壤酶C∶N∶P化学计量比1∶1∶1相偏离,表明亚热带地区油茶人工林土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示土壤有机碳含量是影响土壤酶活性和酶化学计量比的主要因子。因此,在油茶人工林经营管理中应考虑磷和外源碳的投入,提高土壤微生物酶活性,缓解油茶人工林生态系统的磷限制。研究结果可为亚热带区油茶人工林土壤养分管理和可持续利用提供基础理论支撑。     

不同形式蛋氨酸对黄鳝生长、血清生化、血清游离氨基酸含量及肌肉品质的影响

以初始体重(30.00±0.45) g的黄鳝(Monopterus albus)为研究对象, 以低鱼粉饲料为对照组, 在低鱼粉饲料中分别添加蛋氨酸有效含量为2 g/kg的晶体蛋氨酸(C-Met)、包膜蛋氨酸(E-Met)、蛋氨酸羟基类似物钙盐(MHA-Ca)、蛋氨酸羟基类似物(MHA), 研究其在低鱼粉黄鳝饲料中的利用效果, 共5个处理组, 养殖试验持续10周。结果表明: (1)在低鱼粉饲料中添加蛋氨酸均有提高黄鳝增重率和蛋白质效率比、降低饲料系数的趋势, 其中MHA-Ca和MHA组与对照组差异显著(P<0.05)。(2)在低鱼粉饲料中添加蛋氨酸均显著提高了肠道胰蛋白酶活力、血清胆汁酸、总胆固醇、总蛋白、尿素氮和血氨含量、肌肉黏附性与胶黏性(P<0.05); 添加MHA-Ca和MHA显著提高了肠道淀粉酶活力、血清葡萄糖和高密度脂蛋白胆固醇含量、肝脏谷草转氨酶活力、全鱼粗蛋白含量、肌肉硬度、弹性和咀嚼性(P<0.05), 显著降低了黄鳝肝体比与血清谷草转氨酶活力(P<0.05)。(3)对照组在摄食6h出现蛋氨酸吸收峰值, C-Met与MHA-Ca组均在摄食后9h出现蛋氨酸吸收峰值, E-Met组在摄食后12h出现蛋氨酸吸收峰值, MHA组分别在摄食后3h和9h出现蛋氨酸峰值。结果表明, 在低鱼粉饲料中添加蛋氨酸均能提高黄鳝生长和氨基酸代谢, 且MHA-Ca与MHA效果较佳。     

北京市怀沙-怀九河市级水生野生动物保护区鱼类物种多样性及其资源保护

怀沙河和怀九河是两条自然汇入北京怀柔水库的河流,被规划为北京市第一个市级水生野生动物保护区。2004年3月~2005年2月,作者对该保护区内野生鱼类资源进行了本底调查。调查区域内野生淡水鱼类共计24种(不计引入种),隶属于6目11科24属,以鲤形目鲤科鱼类为主,多为山区溪流小型鱼类。鱼类物种多样性在空间分布上有所不同,两河下游近水库河段物种多样性最高,这可能与两个不同生态环境交界处的边缘效应有关;其多样性在时间上春夏季高于秋冬季。结合区域内的生境特点,建议加强对核心区的保护力度,重新规划缓冲区和过渡区;在保护自然环境的同时,兼顾当地居民的经济利益,达到人与资源的和谐发展。     

北京怀沙河、怀九河自然保护区藻类组成及时空分布动态研究

于2004年3月至2005年3月,首次对北京怀沙河、怀九河自然保护区的藻类植物进行实地调查研究,通过对区内10个采样点360余份水生藻类植物标本鉴定、统计,分析了该区藻类植物的区系组成、藻类时空分布特点.研究表明,该区共分布有藻类植物9门105属226种,其中以硅藻、蓝藻、绿藻3门为主,并有少量裸藻、甲藻、黄藻、红藻、金藻等分布;藻类植物由于受水体化学物质组成和物理性质的影响,各采样点及不同月份的种类组成和数量均有差异.怀九河源头的物种丰度和硅藻多度均最大,洞台、黄坎丝状蓝藻占优势,怀柔水库绿藻占优势;在时间分布上,7月物种丰度和藻类多度最大.通过对区内藻类分布规律及大量污染指示藻类的分析表明,该保护区的水体已经受到了一定程度的污染.     

丛枝菌根真菌在土壤氮素循环中的作用

作为植物需求量最大的营养元素,氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子。丛枝菌根真菌能与地球上80%以上的陆生植物形成菌根共生体,帮助宿主植物吸收土壤中的P、N等矿质养分。目前,丛枝菌根真菌与氮素循环相关研究侧重于真菌对氮素的吸收形态以及共生体中氮的传输代谢机制,却忽略了丛枝菌根真菌在固氮过程、矿化与吸收过程、硝化过程、反硝化过程以及氮素淋洗过程等土壤氮素循环过程中所起到的潜在作用,并且越来越多的证据也表明丛枝菌根真菌是影响土壤氮素循环过程的重要因子。总结了丛枝菌根真菌可利用的氮素形态及真菌的氮代谢转运相关基因的研究现状;重点分析了丛枝菌根真菌在调控土壤氮素循环过程中的潜在作用以及在生态系统中的重要生态学意义,同时提出了丛枝菌根真菌在土壤氮素循环过程中一些需要深入研究的问题。     

干旱条件下AM真菌对植物生长和土壤水稳定性团聚体的影响

采用分室培养系统,模拟正常水分和干旱胁迫两种环境条件,探讨不同丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生长和土壤水稳性团聚体的影响.试验条件下,Glomus intraradices对苜蓿根系的侵染率均显著高于Acaulospora scrobiculata和Diversispora spurcum接种处理.正常水分条件下,供试AM真菌均能显著提高植株生物量及磷浓度.干旱胁迫显著抑制了植株生长和菌根共生体发育,总体上菌根共生体对植株生长没有明显影响,接种D.spurcum甚至趋于降低植株生物量;同时,仅有G.intraradices显著提高了植株磷浓度.AM真菌主要影响到＞2mm的水稳性团聚体数量,以G.intraradices作用效果最为显著.在菌丝室中,G.intraradices显著提高了总球囊霉素含量.研究表明AM真菌对土壤大团聚体形成具有积极作用,而菌根效应因土壤水分条件和不同菌种而异,干旱胁迫下仅有G.intraradices对土壤结构和植物生长表现出显著积极作用.在应用菌根技术治理退化土壤时,需要选用抗逆性强共生效率高的菌株,对于不同AM真菌抗逆性差异的生物学与遗传学基础尚需进一步研究.     

稻田土壤关键元素的生物地球化学耦合过程及其微生物调控机制

水稻土是在长期植稻下人为培育的特殊耕作土壤,是我国土壤学的特色,其研究也反映我国土壤学的国际地位。水稻土是研究土壤生物地球化学过程的理想模型。稻田土壤关键元素(碳氮磷硫铁等)的生物地球化学循环过程、耦合机理及其驱动机制研究是土壤生物学研究的核心之一。因此,以国际土壤年为契机,结合中国科学院院士工作局资助的"土壤生物学发展战略研究"项目的部分成果,以稻田关键元素(碳氮磷硫铁等)生物地球化学循环过程及其耦合的微生物驱动机制为核心,重点讨论了稻田土壤基本生物化学特征、稻田土壤碳-氮、碳-氮-磷、碳-氮-铁等多元素耦合过程及其与微生物之间的反馈机制,并由此提出了稻田土壤关键元素生物地球化学循环微生物驱动机制研究的未来重点发展方向为:1)土壤关键元素生物地球化学过程的异质性及其微生物过程的互作机制研究;2)微生物参与机制对土壤关键元素循环过程的响应、反馈机制与调控机制研究;3)土壤关键生物地球化学过程的计量学研究。     

不同林龄油茶人工林土壤-叶片碳氮磷生态化学计量特征

油茶是世界四大木本油料植物之一,在我国有着2000多年的栽培和利用历史。碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量元素是近年来研究的热点,通过C、N、P化学计量我们可以深入了解植物-土壤间元素相互关系,并能揭示土壤养分限制状况。为了解油茶人工林生态系统C、N、P化学计量特征及油茶人工林养分元素限制因素,以长江中下游油茶适宜栽培区湖南、江西和湖北三省油茶林为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,在区域尺度上随机选择32个典型油茶人工林并分为4个林龄组(9年低龄林;9—20年高产林;21—60年低产林; 60年生产退化林)。测定油茶人工林土壤与油茶叶片中的C、N、P含量并分析其化学计量特征。研究结果表明:(1)随林龄增加,油茶人工林土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量增大,而土壤全磷(TP)和速效/kg和5.43 mg P在一定的林龄(60 a)内具有增加的趋势。(2)随林龄增加,油茶人工林叶片C含量无显著变化,N、P含量降低,叶片的C、/kg、11.66—15.46 g增大。此外,叶片N∶P阈值分析发现,叶片N∶P比在四个林龄段均16。(3)相关分析结果表明,油茶人工林土壤SOC和TN具有显著正相关,油茶叶片N和P具有显著正相关。同时,叶片N含量与土壤TN无相关性,而油茶叶片P含量与土壤Olsen-P显著正相关。油茶人工林土壤化学计量C∶N、C∶P和N∶P与叶片C∶N、C∶P呈显著正相关,以及叶片N∶P与土壤C∶P、N∶P呈显著正相关(P0.05)。由以上可见,油茶人工林土壤主要受P养分限制,且随林龄增加,P限制增加。此外油茶叶片N、P吸收具有协同效应,且油茶叶片与土壤元素存在广泛的计量耦合关系。本研究综合分析油茶林叶片与土壤的C、N、P计量特征及其关系,有助于全面系统的揭示油茶人工林生态系统的养分状况,对油茶林高效培育、养分补充或退化林诊断等具有指导意义。     

丛枝菌根真菌侵染率对喀斯特坡地坡位与灌木物种的响应

明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)侵染率对喀斯特坡地坡位与物种的响应及其关键影响因子，是合理利用土壤AMF促进喀斯特植被恢复的前提。该研究在充分调查喀斯特峰丛洼地典型灌丛坡地环境背景信息的基础上，采用曲利苯蓝染色-镜检法检测并计算典型灌木黄荆(Vitex negundo)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)和火棘(Pyracantha fortuneana)根系AMF侵染频度、侵染强度和丛枝丰度等侵染率参数。结果表明：(1)相同坡位火棘的侵染频度、侵染强度和丛枝丰度均显著低于红背山麻杆和黄荆；下坡位黄荆和火棘的侵染强度均高于中、上坡位，而中坡位红背山麻杆的丛枝丰度显著高于上、下坡位(P<0.05)。(2)物种显著影响AMF侵染频度、侵染强度和丛枝丰度，坡位显著影响AMF侵染强度，物种与坡位的交互作用仅对AMF丛枝丰度有显著影响(P<0.05)。(3)影响AMF侵染率的关键土壤因子是土壤深度和全钾含量(P<0.05)。因此，合理利用土壤AMF促进喀斯特地区植被恢复需要考虑地形与物种的选择，并应注重兼...     

北京地区宽鳍(魚巤)的生长及食性

2004-2006年,作者对分布于北京市怀柔水库上游入库河流怀沙河和怀九河宽鳍鱲的生物学进行了研究。结果显示:北京地区宽鳍鱲年龄组成较小,雄鱼最大3龄,雌鱼最大2龄。体长和体重相关关系式为:W=9×10-6L3.1947(r=0.9784),其种群呈异速增长。1龄组雌雄鱼体长和体重无显著差异,2龄组雄鱼体长和体重显著大于雌鱼,可能与雌鱼性成熟后生长速度减慢有关。雄鱼VonBertalanffy生长方程为:Lt=121.56×(1-e-0.3718(t 0.6272)),最大体长121.56mm;Wt=41.16×(1-e-0.3718(t 0.6272))3,最大体重41.16g;生长拐点tr=2.41龄;雌鱼最大为2龄,未能拟合VonBertalanffy生长方程。丰满度和饱食指数均呈周年变化,这可能与水温变化和繁殖期的影响有关。北京地区的宽鳍鱲为植食性,主要摄食硅藻,取食具选择性,且获得的食物量与藻类的多度一定程度上正相关。雌雄性比接近1∶1,1冬龄性成熟;繁殖期5-7月,5月份成熟系数最高。与嘉陵江种群相比,北京种群体长、体重均小于嘉陵江种群;食性上,前人研究认为嘉陵江种群为肉食性,但经我们重新鉴定,嘉陵江种群也为植食性,个别肉食性食物成分可能是随摄食的藻类带入的;在年龄组成、种群增长方式、性比及繁殖特性上,未发现二者有明显差异。基于北京地区宽鳍鱲的生物学特性,结合该地区的环境特点,我们建议通过控制捕捞数量、选择最适捕捞时间、保护原有生境来维持北京地区宽鳍鱲资源的可持续利用。