红壤退化地森林恢复后土壤有机碳对土壤水库库容的影响

亚热带红壤侵蚀退化地实施生态恢复后生物生产力恢复迅速,但土壤尤其是土壤水库的功能并未获得同步恢复,导致土壤水库对于降水和地表径流的调节能力低下,区域性洪涝灾害和季节性干旱依然突出。采用野外调查和室内分析相结合的方式,研究了南方红壤侵蚀退化地典型植被恢复类型(马尾松与阔叶树复层林、木荷与马尾松混交林、阔叶混交林)0—60cm土层土壤水库各种库容差异,以及土壤总有机碳和活性有机碳密度分布特征,采用典型相关分析方法对土壤水库库容与土壤有机碳密度两组指标进行相关分析。结果表明:随着土层深度的增加,各森林恢复类型死库容呈上升趋势,兴利库容和最大有效库容呈下降趋势,防洪库容变化趋势不明显,木荷与马尾松混交林兴利库容略高。不同森林恢复类型同一土层土壤总有机碳密度均表现为马尾松与阔叶树复层林木荷与马尾松混交林阔叶混交林,而活性有机碳密度则以阔叶混交林最大。典型相关分析表明,土壤有机碳水平对土壤水库库容的增加具有显著的因果影响关系(P=0.01),其中对有机碳水平起到主导性贡献作用的是水溶性有机碳。因此,对于退化红壤地森林恢复初期,可通过适当密植和立体种植,提高林地生物量和土壤碳密度,并在马尾松等先锋树种针叶林分中补植阔叶乔灌木,以增加土壤活性有机碳含量,增大土壤水库容量,从而有利于土壤水库结构和功能以及退化生态系统的快速恢复。     

连续年龄序列桉树人工林凋落物量及养分通量

在福建漳州地区,对连续年龄序列(2、3、4、5、6年生)的尾巨桉(Eucalyptus grandis ×E.urophylla)人工林凋落物量及其养分通量进行了研究.结果表明:不同林龄(2、3、4、5和6年生)的年凋落物总量分别为2796.65、3098.10、4489.13、4200.72和3692.40 kg·hm-2,呈现先期增加,4年生后出现缓慢下降的趋势.各年龄段林分凋落物量均显示出明显的季节动态,其中3、4和6年生林分呈单峰型,前二者出现在6月,后者出现在4月;而2和5年生林分则出现2个峰值,前一个峰值出现在4月,后一峰值出现在6月.在凋落物的组成中,落叶占总凋落物量的84.86%～90.04%,其次分别为碎屑物(5.01%～6.70%)、落枝(2.95%～4.52%)、树皮(2.64%～3.62%)和落果(0.30%～0.55%).凋落物各组分中,主要养分元素含量大小顺序为N>Ca>K>Mg>P.各龄级桉树人工林凋落物中5种元素的年通量的大小顺序表现为:4年生(133.20 kg·hm-2)>5年生(124.98 kg·hm-2)>6年生(97.56 kg·hm-2)>3年生(90.51 kg·hm-2)>2年生(86.01 kg·hm-2).     

基于扩展的Budyko模型定量评估平江流域森林恢复和气候变异对季节性径流的影响

流域季节性径流变化反映了年内水资源的动态特征。在以森林为主的流域中,森林变化和气候变异被普遍认为是影响流域水文过程的两大驱动因素。因此在全球气候变化背景下,研究流域森林恢复和气候变异对流域季节性径流的影响,可为协调区域碳-水关系和制订可持续的森林经营管理策略提供参考。选择鄱阳湖流域上游的平江流域为研究对象,根据流域历史森林覆盖率变化情况,将研究期划分为参考期（1961-1985）和森林恢复期（1986-2006）,采用Mann-Kendall趋势分析研究流域长时期水文气象数据是否存在显著变化趋势。同时引入月干旱指数（潜在蒸散发和有效降雨的比率）,将一年定义为能量限制季（1-6月）和水分限制季（7-12月）,结合扩展的Budyko模型定量分析平江流域森林恢复和气候变异对季节性径流的相对贡献。在本研究流域整个研究期内（1961-2006）,通过Mann-Kendall趋势分析发现,研究流域水分限制季径流呈现显著增加趋势,而能量限制季水文和气候变量变化趋势均不显著。其次,相较于参考期,流域森林恢复使能量限制季径流降低了11.71 mm/a （24.40%）,使水分限制季径流增加了12.27 mm/a （17.23%）。同时,气候变异导致能量限制季径流减少了36.28 mm/a （75.60%）,而使水分限制季径流增加了58.94 mm/a （82.77%）。上述研究结果表明,森林恢复对径流影响具有累积效应。森林恢复对季节性径流具有积极的调节作用,同时季节性径流对森林恢复的响应存在时间差,而且森林恢复对径流的影响在能量限制季和水分限制季具有相互抵消的作用,气候变异与森林恢复的影响效应类似。此外,本研究也证实,平江流域季节性径流变化主要是受气候变化主导,但森林恢复对季节性径流的贡献也不容忽视。     

模拟氮沉降对杉木幼苗养分平衡的影响

为研究氮沉降对植物养分平衡的影响,对1a生杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）幼苗进行了室内模拟试验。以NH4NO3作为外加氮源,设计了N0（0 g N m-2?a-1）、N1（6 g N m-2?a-1）、N2（12 g N m-2?a-1）、N3（24 g N m-2?a-1）和N4（48g N m-2?a-1）等5种氮沉降水平,每处理重复6次。通过1a的试验发现,杉木幼苗叶、茎、粗根和细根中的N、K、Mg含量随氮处理水平的增加而上升,但Ca在各器官中的含量则呈下降趋势;中低氮（N1,N2）对叶、茎和粗根中P的含量表现为促进作用,而高氮（N3,N4）则表现为抑制作用。幼苗各器官中的N与其他养分元素的比值随氮处理水平的增加而普遍升高,但粗根中的N/K、N/Mg则表现为下降。与对照（N0）相比,在N1、N2、N3、N4处理中,幼苗对外加氮素的表观利用率分别为60.7%、57.9%、43.3%和27.9%,随氮处理水平增加,利用率呈明显下降趋势。随着氮处理水平的增加,幼苗体内的氮分配到叶和细根中的比例增加,而分配到茎和粗根中的比例下降。因此,氮沉降明显增加了杉木幼苗各器官的氮含量,影响了幼苗的养分平衡。     

杉木人工林凋落物量对氮沉降增加的初期响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落物对氮沉降增加的初期响应。试验设计为4种处理,分别为N0(0kgN.hm-2.a-1,对照)、N1(60kgN.hm-2.a-1)、N2(120kgN.hm-2.a-1)、N3(240kgN.hm-2.a-1),3次重复。通过2年监测发现,对照样地的年凋落量为2427.51kg.hm-2,而经N1、N2、N3处理后,其年凋落物量分别为2238.10、2286.66和2599.50kg.hm-2。表明高氮(N3)处理显著增加了杉木林凋落物量(P<0.05),而中低氮处理(N1、N2)没有显著影响。各处理的总凋落物量表现出明显的季节动态,在2、5和7月出现3个比较明显的峰值。在凋落物的组成中,落叶占总凋落量的70.49%～73.67%,其次分别为落枝(19.38%～20.39%)、碎屑物(4.98%～7.70%)、落果(1.11%～2.16%)和树皮(0.29%～0.33%)。LSD多重比较显示,N3处理对落叶和落果产生显著影响,对其它组分的影响不明显。     

模拟氮沉降和灌草去除对杉木人工林地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是陆地生态系统重要的分解者和地上–地下相互作用的纽带。本文以亚热带杉木(Cunninghamia lanceolateata)人工林为对象,通过模拟林冠层氮沉降和林下灌草去除,设置4种处理,包括:对照(CK)、灌草去除(UR)、氮沉降(N)和氮沉降加灌草去除(N×UR)的野外控制实验,研究土壤微生物群落结构的响应。本实验分别于2016年4月(春季)和10月(秋季)采集0–10cm层土壤样品,运用磷脂脂肪酸法(PLFAs)分析土壤微生物群落结构。结果表明:(1)10月份土壤微生物总PLFAs量及其他类群土壤微生物PLFAs量显著高于4月份(P 0.05),真菌/细菌比值没有显著差异。土壤微生物PLFAs中细菌占优势,其次为真菌,放线菌的占比最小;(2)相比CK处理, UR处理下土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量和放线菌PLFAs量有增加趋势,但未达到显著差异水平(P 0.05);(3)相对CK, UR、N和N×UR处理降低了4月份土壤微生物多样性(H′)和均匀度指数(J),但提高了10月份土壤微生物多样性指数;(4)冗余分析表明,土壤硝态氮和总磷含量与土壤微生物群落之间呈现显著相关。本研究表明土壤微生物PLFAs在各处理下都表现出明显的季节动态;短期内林下灌草去除对土壤微生物PLFAs影响表现出一定的促进作用,氮沉降对土壤微生物群落影响还不甚明显,需要长期的监测研究来评估两者及其交互作用对土壤微生物群落及其功能的影响。     

氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响

为探讨氮沉降对亚热带森林土壤有机碳矿化及土壤酶活性的影响规律,在杉木人工林中开展了野外模拟N沉降试验。试验设计为4种处理,分别为N0（对照）、N1（60 kg N?hm-2?a-1）、N2（120 kg N?hm-2?a-1）和N3（240 kg N?hm-2?a-1）,每处理重复3次。通过28 d的培养后发现,各土层有机碳日均矿化量随培养时间的延长呈下降趋势,而有机碳累计矿化量则逐步增加。不同氮沉降处理下各土层有机碳累计矿化量总体趋势表现为：随着氮沉降量的增加而降低,日均矿化量降低幅度以N1最大,其次是N0和N2,N3降幅最小。相同N沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶（蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）活性、土壤有机碳日均矿化量和有机碳累计矿化量均随土层加深而降低。氮沉降对6种土壤酶活性的影响存在差异,对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中-低氮沉降（N1、N2）对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降（N3）促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。表层土壤中,土壤有机碳累积矿化量与土壤纤维素酶、β-葡糖苷酶、过氧化物酶活性呈显著正相关。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶和过氧化物酶,对土壤有机碳矿化也表现出明显的抑制作用。     

环状RNA circMRPS35通过miR-130a-3p/ZNRF3轴调节胃癌细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭

摘要 目的：探讨环状RNA MRPS35（circMRPS35）对胃癌（GC）细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的调控机制。方法：体外培养人GC细胞系（HGC-27、MGC-803、MKN45和AGS）和正常胃上皮GES-1细胞,实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测circMRPS35、miR-130a-3p和锌环指蛋白3（ZNRF3）mRNA表达。另取MGC-803细胞,分为对照组、pc-NC组、pc-circMRPS35组、pc-circMRPS35+miR-NC组、pc-circMRPS35+miR-130a-3p组,采用Lipofectamine 3000进行质粒转染。RT-qPCR检测circMRPS35、miR-130a-3p和ZNRF3 mRNA表达,Western blot检测ZNRF3蛋白表达,CCK-8法、流式细胞术检测细胞增殖与凋亡,划痕实验和Transwell小室实验检测细胞迁移与侵袭能力,裸鼠移植瘤实验探究circMRPS35对GC细胞体内生长的影响。双荧光素酶报告基因检测miR-130a-3p与circMRPS35或ZNRF3的靶标关系。结果：GC细胞系中circMRPS35和ZNRF3 mRNA呈低表达,miR-130a-3p呈高表达（均P＜0.05）。过表达circMRPS35可降低miR-130a-3p,上调ZNRF3 mRNA和蛋白水平,抑制细胞增殖、迁移和侵袭,并促进细胞凋亡（均P＜0.05）;circMRPS35过表达对GC细胞恶性行为和裸鼠移植瘤生长的抑制作用可被miR-130a-3p mimic逆转（P＜0.05）。双荧光素酶实验结果显示,过表达miR-130a-3p可降低circMRPS35-WT和ZNRF3-WT的荧光素酶活性（P＜0.05）。结论：circMRPS35可能通过miR-130a-3p/ZNRF3轴抑制GC细胞的增殖、迁移和侵袭,并促进细胞凋亡。     

亚热带杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林生长与土壤养分对氮沉降的响应

为探讨亚热带森林对氮沉降增加的响应,项目在杉木人工林中开展了野外模拟N沉降试验,分N0(对照)、N1、N2、N3等4种处理,N沉降量分别为0、60、120、240(kgNhm-2a-1)。通过3a的研究发现,中高氮处理(N2、N3)明显促进了杉木胸径的生长,而低氮处理(N1)则没有产生明显影响。氮沉降对树高生长也有明显的促进作用,但随着氮沉降水平的增加其影响有减弱趋势。通过各水平N处理后,杉木年平均蓄积增长量分别为28.82、28.96、32.63m3hm-2和33.68m3hm-2,表明N沉降在一定程度上增加了林分蓄积量的积累,但处理之间的差异没有达到统计上的显著性水平。随着氮沉降水平的增加,NH4 -N和NO3--N含量明显上升,而土壤pH值、有机质、速效P、速效K和交换性Ca、Mg含量则呈下降趋势。杉木针叶养分状况对氮沉降的响应也比较敏感,N1、N2、N3处理使针叶平均N含量分别增加18.25%、11.68%和13.14%,但对P、K、Ca、Mg含量表现出一定的抑制作用。     

杉木人工林凋落物分解对氮沉降的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,是全球碳（C）收支的一个重要主要组成部分,正受到全球大气氮（N）沉降的深刻影响。探讨大气氮沉降条件下森林凋落物的分解,有利于揭示森林生态系统C平衡和养分循环对全球变化的响应。选择福建沙县官庄林场1992年栽种的杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林为研究对象,自2004年开始野外模拟氮沉降试验,至今12年。氮沉降处理分4个水平,N0、N1、N2和N3分别为0、60、120、240 kg N hm^-2 a^-1。2015年12月开展分解袋试验,对经过氮沉降处理12年的凋落物（叶、枝、果）进行模拟原位分解,每3个月收回一次分解袋样品,为期2年,同时测定凋落物干物质残留量及其C、N和磷（P）含量。结果表明,经2年分解后,氮沉降条件下凋落物叶、枝和果的干物质残留率平均值分别为27.68%、47.02%和43.18%,说明分解速率大小依次为叶 > 果 > 枝。凋落物叶、枝和果的分解系数平均为0.588、0.389和0.455,周转期（分解95%年限）分别为4-5年、6-8年和5-7年。低-中氮处理（N1和N2）均促进凋落物叶、枝和果的分解,以N1的效果更明显,而N3起到抑制作用。N1处理的凋落物叶、枝和果的周转期分别为：4.50年、6.09年和5.85年,N2处理的分别为4.95年、8.16年和6.19年。模拟氮沉降在一定程度上增加了凋落物叶、枝和果分解过程中的N和P含量,但降低了C含量。凋落物叶、枝和果分解过程中C元素呈现释放-富集-释放模式,N和P元素呈现释放与富集交替,除枝的N元素外,其他均表现为释放量大于富集量。