不同林龄橡胶(Hevea brasiliensis)林土壤微生物群落和磷组分的变化

橡胶林是我国热带地区重要的经济林,而土壤磷是热带地区植物生长的重要限制因子之一,理解土壤磷转化机理对于生态系统的磷管理和可持续发展具有重要意义。因此,以热带地区海南儋州不同林龄(4、15、31a)橡胶人工林为研究对象,采用Hedley连续浸提法研究了土壤磷组分,磷脂脂肪酸法(Phospholipid fatty acids,PLFAs)分析了土壤微生物群落。结果表明,在橡胶林内各磷组分的相对含量大小顺序为:闭蓄态磷中等活性态磷活性态磷团聚体内磷钙磷。随着林龄的增加,橡胶林土壤中的磷组分发生显著变化。4、15、31a橡胶林的闭蓄态磷分别占总提取磷的52.61%、47.17%和34.91%,而活性态磷分别占总提取磷的6.67%、11.32%、13.68%。土壤总微生物、细菌、革兰氏阴性菌(G~-)、革兰氏阳性菌(G~+)的PLFAs含量均表现为15a4a31a,而31a橡胶林放线菌、真菌(F)和丛枝菌根真菌(AMF)的PLFAs含量均低于4a和15a。冗余分析(RDA)显示,全氮、有机碳、p H、F、AMF、G~-、G~+是引起不同林龄橡胶林土壤磷组分变化的重要贡献因子。研究表明,在橡胶林发育过程中,土壤理化性质和微生物群落发生了明显的变化,进而影响到土壤磷的转化过程。     

Seasonal changes of photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla growing under Hevea brasiliensis

利用农林复合模式发展生态农业可提高资源利用效率, 橡胶(Hevea brasiliensis)-益智(Alpinia oxyphylla)间作模式是橡胶园最主要的农林复合模式。该研究通过野外原位定位实验, 研究不同季节橡胶林下环境因子对益智光合作用的影响, 并进一步分析益智光合作用与主要环境因子的关系。结果表明: (1) 3月益智净光合速率日变化为“V”形曲线, 14:00降到最低值; 而6月、9月和12月益智净光合速率日变化趋势为10:00达到最大值, 随后缓慢降低; 在雨季(6月和9月)蒸腾速率的日平均值和日最高值均显著高于旱季(3月和12月)。表明林下益智在不同季节均能维持植株正常生长, 且表现出了较强的适应能力。3月土壤水分亏缺造成益智叶片气孔导度降低, 使其净光合速率维持在较低的水平。(2)通过光响应曲线修正模型计算出益智叶片各光合响应参数, 发现3月最大净光合效率和光饱和点显著低于6月、9月和12月; 而光补偿点和暗呼吸速率却显著高于6月、9月和12月, 表明3月土壤水分亏缺导致益智光合酶活性降低, 而表现出光抑制现象, 同时呼吸强度加剧, 光合能力显著下降。(3)采取相关分析发现, 3月气温与净光合速率显著负相关, 空气湿度与净光合速率显著正相关, 高温和低湿度共同限制了益智的光合作用; 而9月和12月, 林下光合有效辐射是益智光合作用的限制因子。     

入侵害虫椰心叶甲的研究进展

近30年来,椰心叶甲Brontispa longissima(Gestro)在亚太椰子产区扩散蔓延,成为棕榈植物上主要害虫。2002年,该害虫入侵我国海南并暴发成灾。化学防除是控制椰心叶甲危害的首要措施,其中包括挂药包等农药缓释技术,而生物防治是控制该虫扩散蔓延的经济有效措施。从感病椰心叶甲虫体上分离的微生物杀虫剂绿僵菌Metarhizium anisopliae被我国和其他多个国家应用。椰心叶甲天敌寄生蜂的引进利用是可持续控制该害虫发生的重要措施。幼虫寄生蜂椰甲截脉姬小蜂Asecodes hispinarum和蛹寄生蜂椰心叶甲啮小蜂Tetrastichus brontispae是椰心叶甲的两种重要天敌。2004年,椰甲截脉姬小蜂和椰心叶甲啮小蜂被引入到我国,经扩繁释放后,取得了良好的控害效果,其中有些地区的椰甲截脉姬小蜂寄生率可达90%,椰心叶甲啮小蜂寄生率可达100%。连续放蜂,且椰心叶甲种群有合适虫龄被寄生蜂寄生是控害效果的关键。气候等生态因子也可能是影响寄生蜂控制靶标害虫效果的因素,应进一步加强研究。论文最后提出了未来椰心叶甲防控的研究的方向。     

一株嗜水气单胞菌HS01的偶氮还原脱色特性

[目的]研究嗜水气单胞菌HS01的偶氮染料还原脱色特性.[方法]建立HS01/偶氮染料/电子供体序批式厌氧反应体系,研究Fe(Ⅲ)/腐殖质还原菌HS01以偶氮染料为电子受体的厌氧呼吸特性及影响因素;并构建HS01/偶氮染料/电子供体/铁氧化物体系,探讨铁氧化物对HS01偶氮还原的影响.[结果]HS01可将金橙Ⅰ迅速还原,菌体增殖;柠檬酸、丙三醇、蔗糖和葡萄糖体系中,16h金橙Ⅰ的脱色率分别达87％、85％、88％、90％;不同pH和金橙Ⅰ初始浓度条件下的脱色率不同;在反应体系中加入α-FeOOH,脱色率从90％增加至95％,Fe(Ⅱ)生成量与无染料对照体系相当.[结论]HS01能以葡萄糖为电子供体,金橙Ⅰ为唯一电子受体,进行厌氧呼吸;蔗糖、柠檬酸、丙三醇也可作为有效的电子供体,脱色率依次递减;甲酸、乙酸、乳酸、乙醇及丙酸不能作为HS01厌氧呼吸的电子供体.金橙Ⅰ脱色的最佳pH范围为6.0-8.0;高浓度(2.0 mmol/L)金橙Ⅰ负荷下,HS01仍保持高脱色率(＞85％).在HS01/α-FeOOH/金橙Ⅰ体系中,异化铁还原作用与偶氮呼吸作用同时发生,异化铁还原能促进偶氮脱色,而脱色对Fe(Ⅲ)还原没有明显影响.这可为铁/腐殖质还原菌在环境修复和废水处理等领域的应用提供研究积累.     

异质性光照生境下克隆整合对外来入侵植物薇甘菊生长的影响

薇甘菊(Mikania micrantha)原产中、南美洲,1919年薇甘菊作为杂草在中国香港出现,目前已广泛侵入中国广东、海南、云南等省区,是世界上最有害的100种外来入侵物种之一。本文以海南重要外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)为实验材料,通过温室盆栽实验,研究了克隆整合对异质性光照生境下薇甘菊克隆片段生长的影响。结果表明:在异质性光照下,克隆整合显著提高了低光斑块分株的生物量,但同时降低了高光斑块分株的生物量,对克隆片段总体的生物量积累无显著影响,且这一结果不受资源输送方向的影响;克隆整合降低了异质性光照下克隆分株间根冠比的差异,加大了克隆分株间净光合速率的差异,且倾向于提高生长在高光斑块分株的比叶面积;克隆整合虽然并不能促进薇甘菊匍匐茎克隆片段在异质性光照生境下总体的生长,但可以促进低光斑块下分株的生长,因而,克隆整合可促进薇甘菊从开阔生境向低光生境(森林、杂草群落等)的入侵能力,因此,克隆整合特性是薇甘菊对异质性光照环境的重要适应对策之一。     

未来气候变化对海南橡胶树春季物候期的影响

为研究未来气候变化对海南岛橡胶树春季物候期(第一蓬叶展叶期和春花期)的影响,以国内外关于橡胶树物候期量化研究和橡胶树观测试验数据为基础,结合作物生长钟模型,建立橡胶树春季物候期模型,开发成计算机软件RubberSP并进行适宜性评价。在此基础上,通过贝叶斯模型平均法(BMA)结合耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)多模式数据集中的5个大气环流模式(GCMs),分别在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下,以1986—2017年为基准时段,预估2020—2099年气候变化对橡胶树春季物候期的可能影响。结果表明:RubberSP的模拟精度较高,模拟值与实测值的决定系数R²为0.73～0.87,均方根误差RMSE为3.26～4.15 d,归一化均方根误差NRMSE为3.4%～7.4%。BMA方法可以有效地处理单一GCMs带来的不确定性问题,较好地反映出气温变化趋势;预估RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,海南岛至21世纪末较基准时段分别升温超过0.3、1.0和2.5 ℃。在未来气候情景下,春季物候期出现日序提前,产胶量提高的可能性变大。日序等值线均向西北方向移动,海南岛橡胶树种植最适宜区有向西北方向扩大的可能。第一蓬叶展叶期的空间差异性变大,春花期则略微变小。橡胶树春季物候期在未来3种情景下提前或推迟的变化幅度随RCP情景下升温的幅度而变化,RCP2.6最平缓,RCP8.5最剧烈。     

低温胁迫下椰心叶甲啮小蜂正反向消减cDNA文库的构建及其序列分析

【背景】椰心叶甲啮小蜂在防治椰心叶甲危害上取得了重要成果,其耐低温胁迫能力将决定该寄生蜂是否能在低温环境下建立种群并发挥控害效能。筛选椰心叶甲啮小蜂低温胁迫下相关响应基因,可为揭示其耐寒性机理提供重要线索。【方法】采用抑制消减杂交技术,分别以经0℃处理24 h后的试虫与未经低温处理的试虫c DNA互为tester与driver,正反向构建椰心叶甲啮小蜂c DNA消减文库,经蓝、白斑筛选,鉴定阳性差异片段,并分别随机挑选正反向文库224和119个阳性克隆进行序列比对分析。【结果】本试验所构建的c DNA消减文库为椰心叶甲啮小蜂低温胁迫下特异表达的c DNA消减文库;经蓝、白斑筛选,分别得到了40和4个高质量ESTs,经PCR鉴定插入片段长度主要分布于200~700 bp之间;序列分析结果表明,差异表达基因的功能主要涉及新陈代谢、细胞结构、信号传导、氨基酸和蛋白质合成的生理过程,并筛选出5类与啮小蜂耐寒性相关的基因,包括Hsp家族蛋白、海藻糖磷酸合酶、谷氨酰胺合成酶、ATP合成酶β亚基和NADH脱氢酶。【结论与意义】该研究对进一步研究椰心叶甲啮小蜂抗寒性状的表达具有一定的参考价值,为揭示啮小蜂抗低温耐寒机制打下一定的理论基础。     

不同土壤养分条件下克隆整合对薇甘菊忍耐埋藏能力的影响

克隆植物可通过克隆整合较好地适应逆境胁迫,克隆整合对克隆植物忍耐逆境胁迫能力的促进作用可能随环境条件而异。本文以海南恶性入侵植物薇甘菊为对象,通过温室盆栽实验,研究不同土壤养分条件下(低或高)克隆整合对薇甘菊匍匐茎克隆片段(具2个节)忍耐部分分株被埋藏(仅远端分株被埋藏)能力的影响。结果表明:当远端分株被埋藏3 cm时,无论有无克隆整合,其均有较高的出苗率;当远端分株被埋藏入土壤6 cm时,克隆整合显著提高了其出苗率(从不足17%提高到67%),且这些结果不受土壤养分条件的影响。对于近远端均出苗的克隆片段,埋藏深度、是否保持克隆连接对克隆片段的总生物量未见显著影响,尽管近端或远端分株生物量可能受到影响。即便是对远端分株埋藏6cm的处理,克隆整合也可使克隆片段的总生物量维持在和远端分株没有被埋藏时克隆片段总生物量相当的水平,且这些结果也不受土壤养分条件的影响。因此,克隆整合是薇甘菊对局部埋藏胁迫的生态适应对策之一,它能够提高薇甘菊被埋藏分株的存活,提高薇甘菊在局部埋藏胁迫下的适合度。不同土壤养分条件下,克隆整合对出苗率和生物量的影响差异不大,可能是因为不同土壤养分条件下,克隆分株间的资源输送并没有差别,或埋藏深度(6 cm)不足以使植物生长表现出差别。     

林业有害植物金钟藤新枝在海南的月生长动态

【背景】近20多年来,金钟藤在海南和广东异常快速生长,对生物多样性和林业生产破坏严重。观测金钟藤的月生长动态,了解其在海南的生长量,能够为金钟藤的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,对海南3个市县3种不同生境的金钟藤新枝的月生长量进行测定。【结果】金钟藤在海南全年可生长,一新枝月平均生长134 cm,全年累计平均生长1607 cm。金钟藤全年有2个生长高峰期,分别在4月和9月,其中4月平均生长206 cm,9月187 cm。金钟藤在11月生长量最小,平均生长86 cm。金钟藤在1—9月生长较快,一新枝累计平均生长1326 cm,占全年生长量的82.5%;在10月至12月生长缓慢,一新枝累计平均生长281 cm,占全年生长量的17.5%。不同生境之间的金钟藤生长有极显著差异,月平均生长量从高到低顺序为定安188 cm白沙131 cm五指山83 cm。金钟藤种子在3—7月均可萌发,花果期在4—7月。在海南月平均温度17~28℃、月平均降雨量28~396 mm的自然环境范围内,金钟藤的生长量与温度和降雨量没有显著相关性。【结论与意义】金钟藤在海南光照充足的生境里快速生长扩散,月平均生长量高达188 cm,其生长与生境、海拔和植被密切相关。     

海南典型有害植物的入侵扩散机理研究进展

有害植物成灾会对农林业生态系统、经济和环境造成巨大影响。本文对海南典型入侵植物薇甘菊、假臭草及土著灾变植物金钟藤的成灾扩散机理研究做一综述,以期为海南有害植物的研究和管理提供依据。自然及人为干扰造成的薇甘菊匍匐茎克隆片段有较高的再生能力,其再生能力和生长与储存在节间和叶子中的资源呈正相关。假臭草随土壤养分条件的改善比本地种获利更多,说明农田施肥等干扰因素可能促进假臭草相对于本地种的种群优势。金钟藤已扩散至海南五指山有旅游活动的自然林;调查和移栽试验发现,其可能是先在受干扰严重的林缘和旅游小径边定植,之后通过匍匐和攀爬生长扩散至附近的自然林。这些结果强调了人类活动、高养分条件及物种自身性状等在有害植物成灾中的作用。未来仍需系统、深入地研究有害植物成灾扩散的机理及其控制对策,为减弱有害植物的扩散和危害提供参考,并为海南国际旅游岛的建设提供安全保证。