北方森林土壤呼吸和木质残体分解释放出的CO2通量

北方森林因其面积大、土壤碳储量高以及对全球暖化响应敏感而在全球碳平衡和气候系统中起着至关重要的作用。土壤呼吸和木质残体分解释放出的 CO2 通量是北方森林生态系统输入大气圈的最主要的碳源。量化这个通量并深刻理解其中的机理过程 ,是评价和预测北方森林在全球变化中的作用必不可少的内容。综述了北方森林生态系统土壤呼吸和木质残体分解释放出的 CO2 通量随生态系统类型及环境条件而变化的一般格局以及自养呼吸和异氧呼吸在土壤表面 CO2 通量中的相对贡献 ;分析了影响北方森林土壤呼吸的主要生物物理因子 ;讨论了该领域研究存在的问题和今后的研究方向 ;并强调木质残体分解释放出的 CO2 通量虽然在以往的森林生态系统碳平衡研究中常被忽略 ,但在火灾频繁的北方森林中不容忽视     

土壤水热条件对东北森林土壤表面CO2通量的影响

东北地区森林生态系统因其面积大,碳贮量高而在本地区和我国碳平衡中占有重要的地位.土壤表面CO2通量(RS)作为陆地生态系统向大气圈释放的主要CO2源,其时空变化直接影响到区域碳循环.该研究采用红外气体分析法比较测定我国东北东部次生林区6个典型的森林生态系统的RS及其相关的土壤水热因子,并深入分析土壤水热因子对RS的影响.研究结果表明影响RS的主要环境因子是土壤温度、土壤含水量及其交互作用,但其影响程度因生态系统类型和土壤深度而异.包括这些环境因子的综合RS模型解释了67.5%～90.6%的RS变异.在整个生长季中,不同生态系统类型的土壤温度差异不显著,而土壤湿度的差异显著(α=0.05).蒙古栎(Quercus mongolica)林、红松(Pinus koraiensis)林、落叶松(Larix gmelinii)林、硬阔叶林、杂木林和杨桦(Populus davidiana-Betula platyphylla)林的RS变化范围依次为1.89～5.23 μmol CO2·m-2·s-1,1.09～4.66μmol CO2·m-2·s-1,0.95～3.52 μmol CO2·m-2·s-1,1.13～5.97μmol CO2·m-2·s-1,1.05～6.58 μmol CO2·m-2·s-1和1.11～5.76μmol CO2·m-2·s-1.RS的季节动态主要受土壤水热条件的驱动而呈现单峰曲线,其变化趋势大致与土壤温度的变化相吻合.Q10从小到大依次为蒙古栎林2.32,落叶松林2.57,红松林2.76,硬阔叶林2.94,杨桦林3.54和杂木林3.55.Q10随土壤湿度的升高而增大;但超过一定的阈值后,土壤湿度对Q10起抑制作用.该研究结果强调对该地区生态系统土壤表面CO2通量的估测应同时考虑土壤水热条件的综合效应.     

通量的影响

东北地区森林生态系统因其面积大,碳贮量高而在本地区和我国碳平衡中占有重要的地位。土壤表面CO₂通量(RS)作为陆地生态系统向大气圈释放的主要CO₂源,其时空变化直接影响到区域碳循环。该研究采用红外气体分析法比较测定我国东北东部次生林区6个典型的森林生态系统的RS及其相关的土壤水热因子,并深入分析土壤水热因子对RS的影响。研究结果表明：影响RS的主要环境因子是土壤温度、土壤含水量及其交互作用,但其影响程度因生态系统类型和土壤深度而异。包括这些环境因子的综合RS模型解释了 67.5%～90.6%的RS变异。在整个生长季中,不同生态系统类型的土壤温度差异不显著 ,而土壤湿度的差异显著(α= 0.05)。蒙古栎(Quercus mongolica)林、红松(Pinus koraiensis)林、 落叶松(Larix gmelinii)林、硬阔叶林、杂木林和杨桦(Populus davidiana_Betula platyphylla)林的RS变化范围依次为：1.89～5.23 µmol CO₂•m^－2•s^－1,1.09～4.66µmol CO₂•m^－2•s^－1,0.95～3.52µmol CO₂•m^－2•s^－1,1. 13～5.97µmol CO₂•m^－2•s^－1,1.05～6.58µmol CO₂•m^－2•s^－1和1.11～5.76µmol CO₂•m^－2•s^－1。RS的季节动态主要受土壤水热条件的驱动而呈现单峰曲线,其变化趋势大致与土壤温度的变化相吻合。Q₁₀从小到大依次为：蒙古栎林2.32,落叶松林2 .57,红松 林2.76,硬阔叶林2.94,杨桦林3.54和杂木林3.55。Q₁₀随土壤湿度的升高而增大;但超过 一定的阈值后,土壤湿度对Q₁₀起抑制作用。该研究结果强调对该地区生态系统 土壤表面CO₂通量的估测应同时考虑土壤水热条件的综合效应。     

奥利司他低温溶析结晶条件的优化

为了寻找一种高效的奥利司他结晶工艺,对溶剂种类、晶种、反溶剂加入量、待结晶溶液浓度、搅拌转速和降温速度等因素进行了研究。通过静态结晶实验,确立了甲醇/水为最佳的结晶体系及其比例,加入晶种能明显提高奥利司他的析晶温度,提高产品含量和纯度。在此基础上,经正交试验设计L9(34),通过50 L结晶罐动态考察了各因素对奥利司他结晶产品含量和收率的影响,并进一步优化了加水方式。结果表明:按照2℃/h速率降温,初始奥利司他质量浓度为30 g/L,反溶剂水的加量为25%(体积分数),分2次加入,析晶前加入产品质量0.1%的晶种,搅拌转速250 r/min条件下,所得奥利司他晶体含量和收率最高。经高效液相色谱(HPLC)检测,奥利司他含量可达98.6%,收率可达85.3%。     

木本植物对CO_2浓度和温度升高的相互作用的响应

CO2 浓度和温度是影响木本植物生长和发育的两个关键因子 ,二者在全球变化中的相互作用对木本植物生长和发育具有显著的影响。大多数研究表明 :CO2 浓度增加和温度升高的相互作用可能影响木本植物的生长发育 ,促进光合作用 ;呼吸作用对CO2 浓度增加和温度升高的相互作用存在长期和短期响应差异 ;二者的相互作用促进生物量增加和生产力的增长。木本植物对CO2 浓度和温度升高的相互作用的响应程度因植物种类而异。     

东北东部森林生态系统土壤碳贮量和碳通量

土壤碳是高纬度地区森林生态系统最大的碳库,是森林生态系统碳循环的极其重要组分。研究了东北东部典型的6种次生林生态系统(天然蒙古栎林、杨桦林、杂木林、硬阔叶林、红松人工林和落叶松人工林)的土壤碳动态,包括(1)量化土壤有机碳(SOC)含量、碳密度及周转时间,(2)比较不同森林生态系统的土壤表面CO2通量(RS)年通量差异,(3)建立RS年通量及其分量与SOC的量化关系。研究结果表明:阔叶天然次生林和针叶人工林的SOC含量变化范围分别为52.63~66.29 g.kg-1和42.15~49.15 g.kg-1;平均SOC密度分别为15.57和17.16 kg.m-2;平均SOC周转时间分别为32a和48a。各个生态系统的RS依次为杂木林951 gC.m-2.a-1、硬阔叶林892 gC.m-2.-a 1、杨桦林812 gC.m-2.-a 1、蒙古栎林678gC.m-2.-a 1、红松林596 gC.m-2.-a 1和落叶松林451 gC.m-2.a-1。RS年通量及其分量(土壤异养呼吸和自养呼吸)与SOC含量呈显著的正相关,但其相关程度因土层不同而异(R2=0.747~0.933)。同一生态系统中,SOC含量随土深增加而降低,而SOC密度和SOC周转时间随深度增加而增大。采用统一规范的研究方法,获取大量有代表性的森林生态系统土壤碳贮量和RS的实测数据,是减少区域尺度碳平衡研究中不确定性的不可缺少的研究内容。     

东北东部森林生态系统土壤呼吸组分的分离量化

对森林生态系统的土壤呼吸组分进行分离和量化,确定不同组分CO2释放速率的控制因子,是估测局域和区域森林生态系统碳平衡研究中必不可少的内容。采用挖壕法和红外气体分析法测定无根和有根样地的土壤表面CO2通量(RS),确定东北东部6种典型森林生态系统RS中异养呼吸(RH)和根系自养呼吸(RA)的贡献量及其影响因子。具体研究目标包括:(1)量化各种生态系统的RH及其与主要环境影响因子的关系;(2)量化各种生态系统RS中根系呼吸贡献率(RC)的季节动态;(3)比较6种森林生态系统RH和RA的年通量。土壤温度、土壤含水量及其交互作用显著地影响森林生态系统的RH(R2=0.465~0.788),但其影响程度因森林生态系统类型而异。硬阔叶林和落叶松人工林的RH主要受土壤温度控制,其他生态系统RH受土壤温度和含水量的联合影响。各个森林生态系统类型的RC变化范围依次为:硬阔叶林32.40%~51.44%;杨桦林39.72%~46.65%;杂木林17.94%~47.74%;蒙古栎林34.31%~37.36%;红松人工林33.78%~37.02%;落叶松人工林14.39%~35.75%。每个生态系统类型RH年通量都显著高于RA年通量,其变化范围分别为337~540 gC.m-2.a-1和88~331 gC.m-2.a-1。不同生态系统间的RH和RA也存在着显著性差异。     

液基细胞、HPV检测与阴道镜宫颈癌的筛查方面的应用研究

目的:探讨液基薄层细胞学检查、HPV-DNA检测、阴道镜检查在宫颈癌早期诊断中的临床应用价值.方法:回顾性分析92例宫颈液基薄层细胞学检查未能明确诊断意义的宫颈非典型鳞状细胞病变患者,进行HPV-DNA检测与阴道镜检查,将检测的结果进行对比研究.结果:阴道镜与宫颈液基薄层细胞检查(TCT)及HPV检测在宫颈上皮内瘤变的灵敏度相比,差异有统计学意义(P＜0.05),阴道镜的检出率最高.随着TCT结果的病变级别提高,HPV感染率也提高,ASCUS组与LSIL组之间差异有统计学意义(P＜0.05).ASCUS、LSIL、HSIL病理活检的阳性率差异明显(P＜0.05),有统计学意义.宫颈的不同病变年龄主要集中在31-50岁之间.结论:宫颈液基薄层细胞学检查异常的患者,应进行HPV检测及阴道镜下活检,三步筛查法可大幅度提高宫颈高度病变的检出率,并且30-50岁的女性应定期做宫颈细胞学检查、HPV检测及阴道镜检查.     

伊春西林铅锌矿区兴安落叶松年轮中重金属元素含量的年际变化

利用树木年轮环境学分析方法,测定了伊春西林铅锌矿附近兴安落叶松年轮中Pb、Cd、Zn、Cu、Mn 5种重金属元素含量的变化.结果表明:在矿区附近的兴安落叶松年轮中,Mn含量最高,Cd含量最低.近地面处年轮中的Cd、Zn、Cu含量显著高于胸高处,而近地面和胸高处的Pb和Mn含量差异不显著.1987-2010年,除Pb含量有轻微上升外,其他4种元素含量均呈下降趋势,其中Cd含量下降趋势最明显,Zn、Cu、Mn含量均先下降后上升.随着兴安落叶松年轮宽度的增加,Pb含量下降,其他4种元素含量均增加.近地面处Pb含量与其他4种元素含量呈显著正相关,而在胸高处的相关性不显著,Cd含量甚至随Pb含量增加而显著下降.兴安落叶松年轮中重金属元素含量变化受铅锌矿产量和采矿活动的影响,可利用年轮中Pb含量重建采矿历史.目前,Pb含量已经对周围环境造成污染,如果继续开采,应加强对尾矿中重金属元素的治理.     

木本植物对CO2浓度和温度升高的相互作用的响应

 CO2浓度和温度是影响木本植物生长和发育的两个关键因子,二者在全球变化中的相互作用对木本植物生长和发育具有显著的影响。大多数研究表明：CO2浓度增加和温度升高的相互作用可能影响木本植物的生长发育,促进光合作用;呼吸作用对CO2浓度增加和温度升高的相互作用存在长期和短期响应差异;二者的相互作用促进生物量增加和生产力的增长。木本植物对CO2浓度和温度升高的相互作用的响应程度因植物种类而异。