车八岭山地常绿阔叶林冰灾后土壤微生物群落功能多样性

研究了我国南方冰灾后常绿阔叶林林冠开度及土壤养分的空间异质性对土壤微生物功能多样性的影响.在受冰灾影响的粤北车八岭山地常绿阔叶林2 hm2固定样地中按照冠层受损程度选取16个20 m×20 m的样方,用半球面影像技术获取林冠开度,并取0～20 cm的表层土壤混合样品分析土壤的理化性质,同时应用Biolog技术分析微生物功能多样性.按林冠开度梯度对各样方土壤微生物群落利用单一碳源的分析发现,林冠开度大的样方土壤微生物的活性、丰富度、多样性和均匀度都较低,反之则较高.聚类分析的结果与林冠开度的梯度有高度的一致性.主成分分析表明各样方土壤微生物功能多样性具有显著差异(第一轴p<0.005;第二轴p<0.001),其结果与聚类结果基本吻合.冗余分析揭示了土壤全磷、全钾、全氮、速效氮、有机碳、容重、总孔隙度和林冠开度的综合作用对土壤微生物功能多样性有显著影响(p<0.005),其中林冠开度与土壤微生物群落功能多样性的关系最密切.土壤微生物功能多样性受土壤养分的影响,具体表现为:与土壤有机碳呈明显的正相关;与全氮正相关;与速效氮、全磷负相关.研究说明冰灾所造成林冠开度和土壤养分的空间异质性会影响到土壤微生物功能多样性,而土壤微生物功能多样性可用于对生境恢复的指示和评价.     

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后土壤节肢动物群落的多样性

2008年初车八岭山地常绿阔叶林受到中国南方80年一遇的冰灾的重创。为了揭示灾后林冠开度的梯度对土壤节肢动物多样性与分布的影响, 在受冰灾影响的车八岭山地常绿阔叶林设置2 ha固定样地, 按照冠层受损程度选取17个20 m×20 m的样方, 用半球面影像技术获取林冠开度, 并分凋落物层、0–10 cm和10–20 cm的矿质土层采集凋落物及土壤样品, 分析土壤节肢动物多样性。利用双向聚类分析(two-way cluster analysis)对凋落物层的土壤节肢动物和样地进行聚类, 以典范对应分析(canonical correspondence analysis)研究冠层开度、土壤有机质、电导率以及自然含水量与0–10 cm表土层土壤节肢动物的关系。结果表明土壤节肢动物的多度、丰富度和多样性随土壤层的加深而下降, 具有明显的表聚性; 林冠开度与凋落物层的土壤节肢动物类群数量呈负相关; 甲螨亚目、中气门亚目和前气门亚目动物对光照的适应范围广; 膜翅目、鞘翅目幼虫、综合纲和伪蝎目动物具有明显的避光性; 土壤节肢动物类群的分布与林冠开度、土壤自然含水量、电导率和有机质关系密切。因此可以推论, 冰灾对车八岭山地常绿阔叶林冠层的破坏及土壤因子的变化会进一步影响土壤节肢动物群落的组成和分布。本项研究还表明, 土壤节肢动物群落能有效地表征它们所栖息的生态系统的特点, 可用于监测冰灾后森林恢复和演替动态。而双向聚类分析和典范对应分析对于揭示土壤节肢动物的空间异质性及其与环境因子的相互关系具有理想的效果。     

不同土地利用方式下土壤动物群落的聚类与排序

对广州天河城市化地区林地、草地和农田3种土地利用方式下,6个代表性的样地中小型土壤动物群落进行了调查,共捕获中小型土壤动物1623个,共26个类群,其中线虫纲( Nematoda)、蜱螨目(Acarina)和弹尾目(Collembola)为优势类群,共占总捕获量的79.1％.不同样地生境中土壤动物的类群组成以及个体数不同.总体来看,林地、农田、草地土壤动物群落的Shannon多样性指数、复杂性指数均依次降低,Pielou均匀性指数、Margalef丰富度指数均以林地为最高.对土壤动物的聚类和排序结果表明,研究区中小型土壤动物可划分为4大类,其中第1类由3种优势类群组成;第一、二排序轴分别反映了土壤理化性质、土地利用类型(以人类干扰程度不同为主要特征)对土壤动物组成及分布的影响.     

丛枝菌根真菌对黄花蒿生长及药效成分的影响

通过盆栽接种试验,研究丛枝菌根(AM)真菌对药用植物黄花蒿的生长、营养吸收和药效成分的影响.结果表明:接种摩西球囊霉和地表球囊霉增加了黄花蒿对N、P、K的吸收,及叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、茎粗和地上生物量,尤其以接种摩西球囊霉的促进作用更强;接种摩西球囊霉后植株茎、小枝和叶中的青蒿素含量分别提高了32.8%、15.2%和19.6%,接种地表球囊霉后分别提高了26.5%、10.1%和14.9%;接种摩西球囊霉和地表球囊霉的黄花蒿地上部的挥发油收油率比未接种的分别提高45.0%和25.0%,而且挥发油成分发生了改变.     

硅在植物体内的分布和吸收及其在病害逆境胁迫中的抗性作用

硅在地壳中含量位居第二位,尽管还没有被列为植物生长的必需营养元素,但它在促进植物生长发育和营养吸收、提高植物对非生物逆境胁迫和生物逆境胁迫的抗性等方面都具有重要作用。综述了近些年来国内外关于硅在植物体内的分布、吸收及其生理效应,重点介绍了硅在病害逆境胁迫中的抗性作用机理。高等植物以单硅酸[Si(OH)4]的形式吸收硅,存在硅的主动吸收和被动吸收机制。硅主要沉积在叶片及叶鞘表皮细胞,形成硅化细胞和角质-硅双层结构,能增强寄主植物细胞壁的机械强度和稳固性,从而延缓和抵御病菌的侵入和扩展。更多的证据表明,硅处理能增加植物叶片保护酶(过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等)活性和诱导寄主产生次生代谢抗性物质(如植保素、多酚类化合物、木质素),从而激活植物的防御系统,增强对病原菌的抵抗能力。分子水平上的研究显示,硅能诱导与植物防御机制相关的基因表达,参与抗病信号分子(如水杨酸、茉莉酸和乙烯)在信号传导中的作用。     

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后林木受损的生态学评估

从植物生态学的角度对2008年初南方冻雨冰雪灾害对典型的亚热带山地常绿阔叶林造成的损害情况做了研究。对12个优势种和亚优势种的受灾情况做了对比分析,对不同径级和不同地形因子下林木抵抗冻雨灾害的差异做了对比。统计检验结果显示林木受损程度存在显著的种间差异、径级差异和地形级差异。优势种米槠(Castanopsis carlesii)比多数亚优势种受害更严重;各树种抗冻雨灾害能力以山茶科和樟科的种较强,而壳斗科的多个种,如米槠、栲(C.fargesii)受灾较为严重;林木的受损比例随着胸径(diameter at breast height,DBH)增加而增大;在未受灾的各级林木中,超过70%的个体集中在最小一级径阶(1-5cm)。χ2检验显示坡度、坡向、坡位等地形因子对林木受损状况有显著的影响,随着坡位上升,林木受损程度逐渐加重,上坡位的林木受损比例最大,下坡位最小,这可能与随着坡位升高,迎风面降温效果更迅速有关。对于坡向和坡度而言,位于半阳坡的林木受灾比例显著高于半阴坡,位于坡度级III(15°-25°)、IV(25°-35°)、V(35°-45°)上的林木受灾最严重。该研究结果对于亚热带常绿阔叶林的保育和应对未来可能再次发生的冰雪灾害有重要意义;同时对于森林恢复和演替、乡土阔叶树种的选育及森林经营等方面的研究和应用也有重要的参考价值。     

1996—2008年广东省城市化进程与生态环境的协调性分析

在构建城市化和城市生态环境评价指标体系、并对广东省城市化发展水平与城市生态环境质量分别进行综合评价的基础上,将模糊数学中的隶属度引入到城市化与市生态环境协调度的计算中,并对两者协调发展程度的变化趋势进行了分析。结果发现,1996-2008年间,广东省城市综合发展与城市环境的协调度具有明显的阶段性和波动性特征,总体均呈现下降趋势;静态协调度可大体上划分为两个阶段,其中前9年均处于总体协调阶段,以1998年的静态协调度为最高,但自2005年后,两者的静态协调度逐年降低,处于不协调阶段;与静态协调发展度相比较,广东省的城市化发展与城市生态环境的动态协调度变化略为平滑。说明广东省生态环境对城市化的响应较为明显,但生态环境质量发展指数的上升滞后于城市化发展的进程。随着城市化进程的不断发展,城市化与生态环境的矛盾逐渐加剧,生态环境对城市化的约束作用逐渐增加,系统的协调性也有所下降。     

Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓生长发育和生殖的影响

Bt蛋白能通过转Bt基因作物的秸秆还田进入土壤,进而可能会对土壤动物如蚯蚓的生长发育和生殖造成影响.为评估Bt水稻对赤子爱胜蚓的影响,本文模拟秸秆还田,在土壤中添加2.5%、5%、7.5%和10% Bt水稻(b2B138)及其同源水稻(安丰A)秸秆,分别在饲养赤子爱胜蚓7、15、30、45、60、75和90 d后观测蚯蚓的存活率、相对生长率和生殖情况,以及秸秆土壤混合物和蚯蚓体内的Cry1Ab蛋白含量.结果表明:较高还田量(7.5%和10%)Bt水稻秸秆处理对赤子爱胜蚓存活率有抑制作用;Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓的相对生长率没有不利影响;还田量为5%、7.5%和10%时,Bt水稻秸秆还田能促进蚯蚓的生殖.酶联免疫吸附测定法(ELISA)结果表明: 在Bt水稻土壤混合物中,蚯蚓体内均能检测到Cry1Ab蛋白,且前者随着时间延长而显著减少.因此,还田量为2.5%和5%时,Bt水稻秸秆还田释放的Cry1Ab蛋白对赤子爱胜蚓的生长发育和生殖没有不利影响.     

铅胁迫对斜纹夜蛾生长发育与生殖的影响

在植食性昆虫斜纹夜蛾幼虫标准人工饲料中添加不同浓度的重金属铅(Pb),研究Pb胁迫对其生长发育与生殖的影响.结果表明:斜纹夜蛾不同发育阶段(幼虫、蛹和成虫)的存活率和体质量随着饲料中Pb浓度的增加而下降,引起存活率显著下降的最低Pb胁迫浓度是100 mg·kg-1,引起体质量显著减少的最低Pb胁迫浓度是50 mg·kg-1.在取食Pb浓度为25～ 200 mg·kg-1的人工饲料后,斜纹夜蛾成虫的产卵天数显著减少;产卵力和生育力随着饲料中Pb浓度的增加而显著下降;1000粒卵的平均质量显著低于对照;卵孵化率显著下降.重金属Pb胁迫对斜纹夜蛾生长发育和生殖具有显著的抑制作用.