天津平原杨树人工林生态系统碳储量

森林生态系统是最重要的陆地生态系统碳库,人工林生态系统碳储量在森林碳储量中所占比重越来越大。本研究选取天津平原地区不同林龄杨树人工林,通过野外调查和室内分析,估算了杨树人工林乔木、草本、凋落物和土壤碳储量。结果表明:人工杨树幼龄林、中龄林和成熟林的乔木生物量分别为43.65、56.18和121.59 t·hm-2,乔木各组分生物量所占比例在幼龄林和中龄林中表现为干根枝叶,在成熟林中表现为干枝根叶。3个林龄段杨树人工林的草本层生物量分别为4.60、2.92和1.58 t·hm-2,凋落物生物量分别为0.46、0.35和0.66 t·hm-2。人工杨树幼龄林、中龄林和成熟林生态系统碳储量分别为84.34、121.03和121.72 t C·hm-2,其中群落碳储量分别占25.85%、22.25%和46.58%,土壤碳储量分别占74.15%、77.75%和53.42%。群落碳储量中乔木碳储量分别为20.04、25.78和55.95 t C·hm-2;草本碳储量分别为1.63、1.05和0.57 t C·hm-2;凋落物碳储量分别为0.14、0.10和0.19 t C·hm-2。3个林龄段杨树人工林土壤有机碳储量(0~100 cm)依次为62.53、94.10和65.03 t C·hm-2,其中0~30 cm土壤有机碳储量所占比例分别为33.91%、37.64%和44.16%,随林龄的增加而增加。结果表明,杨树人工林生态系统碳储量随林龄的增加显著增加,而目前天津杨树人工林以幼龄林为主,未来天津杨树人工林存在巨大的碳储存空间。     

广西大青山南亚热带马尾松、杉木混交林生态系统碳素积累和分配特征

选取广西大青山3个13年生马尾松、杉木混交林样区,研究其生态系统的碳素积累和分配特征。结果表明,混交林中两个树种的碳素含量各异。马尾松干、根、枝的碳素含量较高,分别为58·6%、56·3%、51·2%,叶和皮含量较低,变化幅度为46·8%~56·3%。各器官中按碳素含量的高低排列顺序为:干>根>枝>皮>叶;杉木皮、叶、干的碳素含量较高,分别为52·2%、51·8%、50·2%,碳素含量从高到低依次为:皮>叶>干>根>枝。从两个树种各器官碳总含量来看,马尾松要高于杉木。灌木层、草本层及地表凋落物层碳素平均含量分别为44·1%、33·0%及48·3%。土壤3个层次(60cm深)碳素含量为1·45%~1·84%,各层次碳素含量分布不均,表层(0~20cm)土壤碳素含量较高。针叶混交林乔木层生物量(t·hm-2)为85·35~101·35,平均为93·83,且均以马尾松生物量居多(占75·7%~82·6%)。混交林生态系统碳库的空间分布序列为土壤层>植被层>凋落物层。植被层的碳贮量平均为51·91t·hm-2,占整个生态系统碳总贮量的29·03%;乔木层碳贮量占整个生态系统的23·90%,占植被层碳贮量的97·7%。乔木层碳贮量中,马尾松占的比例较大,为65·39%。碳贮量在两个树种各器官中的分配,基本与各自的生物量成正比例关系,树干的碳贮量均最高,马尾松、杉木的树干碳贮量分别占各自碳贮量的53·23%、55·57%,树干的碳总贮量占乔木层碳总贮量的54%。其次,两个树种根也占较大比例,树根碳总贮量占乔木层碳总贮量的19·22%。马尾松、杉木枝、皮在各自碳的贮量中分配不同,马尾松枝占的比例要大于皮,而杉木则相反;凋落物层碳贮量平均为3·25t·hm-2,仅占1·82%;林地土壤层(0~60cm)碳贮量是相当可观的,平均为123·43t·hm-2,占69·02%。马尾松、杉木混交林年净生产力为11·46t·hm-2·a-1,有机碳年净固定量为5·96t·hm-2·a-1,折合成CO2的量为21·88t·hm-2·a-1。     

上海外环林带女贞人工林生态系统碳储量

提高林分碳储量估测精度,对于研究区域尺度上森林固碳功能具有重要的意义。本文以上海外环林带女贞(Ligustrum lucidum)人工林为研究对象,构建了女贞立木及各器官(根、干、皮、枝、叶)生物量方程,并对9年生女贞人工林乔木层、地表枯落物层和土壤层(0~100 cm)碳储量进行了估测。结果表明,女贞立木及各器官生物量方程拟合效果较好(R20.9,P0.01)。女贞人工林生态系统总碳储量为169.89 t·hm-2,其中林分乔木层碳储量为10.48 t·hm-2,地表枯落物层碳储量为1.54 t·hm-2,林分土壤(0~100 cm)碳储量所占比例最大,为157.7 t·hm-2。在女贞人工林乔木层生物量中,树干占林木生物量的比例最大(40%),其次分别为枝(20%)、根(15%)、叶(11%)和皮(4%)。     

湖北省主要森林类型生态系统生物量与碳密度比较

利用野外调查数据对湖北省封山育林下的次生林、次生林、人工林森林生态系统碳密度进行了分析,结果表明:封山育林下的次生林、次生林和人工林生态系统乔木层平均碳密度分别为133.87、73.42和111.62t·hm-2,灌木层平均碳密度分别为1.65、1.40和1.52t·hm-2,草本层平均碳密度分别为0.13、0.09和0.13t·hm-2,枯落物层平均碳密度分别为0.47、1.34和0.93t·hm-2,乔木层碳密度作为生态系统碳储量的主要贡献者占总生物碳密度的98.35%、96.29%和97.74%,林下植被(灌木层和草本层)碳密度分别占1.31%、1.95%和1.44%,凋落物层碳密度分别占0.34%、1.76%和0.82%。土壤(0～100cm)碳密度平均值分别为57.04、66.92和54.12t·hm-2,土壤碳密度的60%储存在0～40cm土壤中,并随土层深度增加,各层次土壤碳密度逐渐减少。森林生态系统的乔木层、灌木层、草本层、凋落物层生物量和土壤层碳密度均表现出:封山育林下的次生林、次生林大于人工林。封山育林下的次生林、次生林和人工林碳密度分布序列为土壤(0～100cm)>乔木层>灌木层>草本层>枯落物层。可见,封山育林下的次生林更有助于提高森林碳汇,实施近自然林经营是提升该区域森林碳汇能力的重要途径。     

黄浦江中上游杨树人工林生态系统碳储量研究

以上海地区黄浦江中上游杨树人工林为研究对象,构建了杨树立木及各器官(根、干、皮、枝、叶)生物量方程,并对杨树人工林林分生物量(乔木层、地表枯落物层)、碳储量和土壤碳储量进行了估测。结果表明:杨树立木及各器官的生物量方程拟合效果较好(R2=0.96～0.99,P0.001)。9年生杨树人工林生态系统碳储量为90.9 t·hm-2。其中乔木层碳储量所占比例为36.6%,乔木层各组分碳储量大小排序为树干树根树枝树皮树叶;地表枯落物层碳储量所占比例仅为1.7%。土壤碳储量(0～50 cm)所占比例最大,为61.6%。这些杨树人工幼龄林正处于快速生长阶段,对上海地区人工林碳汇经营具有重要意义。     

太岳山森林碳储量随树种组成的变化规律

树种是决定森林生态系统碳储量大小的一个重要生物学因子。在山西省太岳林区,根据生态系统的垂直结构特征,调查了乔木层、草灌丛和土壤层的有机碳储量,分析了碳储量随林分类型和树种组成的变化规律。阔叶林有机碳储量为156.58 t C·hm-2,针叶林为145.05 t C·hm-2,针阔混交林为128.52 t C·hm-2。辽东栎和油松在群落中所占比例与不同层次的有机碳储量间存在较强的相关性。辽东栎比重的增加可显著提高乔木层、土壤层和生态系统碳储量,而乔木层、土壤层和生态系统碳储量却随着油松比重的增加呈下降趋势。虽然群落中所有阔叶树种和针叶树种的比例与乔木层碳储量、生态系统总的碳储量间也存在相似关系,但却对土壤层和草灌丛的碳储量没有显著影响。因而,在该地区,辽东栎种群和油松种群在决定针阔混交林生态系统的碳储量方面,比群落中阔叶树种和所有针叶树种发挥着更大的调控作用。     

西藏森林乔木层植被碳储量与碳密度估算

利用第八次森林资源连续清查数据和不同树种的树干密度、含碳率等参数,运用生物量清单法,估算了西藏自治区森林乔木层植被碳储量和碳密度。结果表明:西藏森林生态系统乔木层植被总碳储量为1.067×109 t,平均碳密度为72.49 t·hm-2。不同林分乔木层碳储量依次为:乔木林散生木疏林四旁树。不同林种乔木层碳储量大小依次为:防护林特殊用途林用材林薪炭林,其中前两者所占比例为88.5%;不同林种乔木层平均碳密度为88.09 t·hm-2。不同林组乔木层碳储量与其分布面积排序一致,依次为:成熟林过熟林近熟林中龄林幼龄林。其中,成熟林乔木层碳储量占不同林组乔木层总碳储量的50%,并且不同林组乔木层碳储量随着林龄的增加呈先上升后下降的趋势。     

混交比例对长白落叶松和水曲柳混交林碳储量及其分配格局的影响

以长白落叶松和水曲柳混交林为研究对象,根据长白落叶松和水曲柳的栽植行数比选择4种不同行状混交比例的林分(类型Ⅰ:5∶3;类型Ⅱ:6∶4;类型Ⅲ:5∶5;类型Ⅳ:1∶1),建立长白落叶松和水曲柳生物量似乎不相关模型,分析林分各林层和生态系统碳储量的差异及其分配规律。结果表明: 不同林分类型的乔木层碳储量为39.86～50.12 t·hm^-2,类型Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ的乔木层碳储量显著高于类型Ⅲ;林下植被层碳储量为0.10～0.30 t·hm^-2,类型Ⅱ的林下植被层碳储量显著高于其他类型;凋落物层碳储量为4.43～6.96 t·hm^-2,类型Ⅱ、Ⅲ凋落物层碳储量显著高于其他类型;土壤层碳储量为34.97～54.66 t·hm^-2,类型Ⅱ土壤层碳储量显著高于其他类型。在整个生态系统中,林分类型Ⅰ~Ⅳ碳储量分别为90.43、108.27、85.83、89.92 t·hm^-2,类型Ⅱ生态系统碳储量显著高于其他类型。乔木层和土壤层为生态系统主要碳库,分别占生态系统碳储量的43.3%~55.7%和38.7%~50.5%。建议在未来的营林造林中,以6行长白落叶松和4行水曲柳交替种植。     

中亚热带常绿阔叶林不同演替阶段碳储量与格局特征

研究了湖南鹰嘴界自然保护区内马尾松(Pinus massoniana)林、马尾松阔叶树混交林和常绿阔叶林这3种处于不同演替阶段森林类型的碳储量及时空分布格局.结果表明:3种类型森林生态系统碳储量分别为182.86、179.84和229.12 Mg C·hm-2,其中乔木层占59.57％ -67.88％,随森林进展演替增加,乔木层是生态系统碳储量主要贡献者,且各林分均以树干占乔术层碳储量比例最大;土壤层占31.05％～ 36.55％,碳储量随演替进展而增加,但对森林生态系统碳储量贡献率减小;林下植被和凋落物层分别占0.41％ ～3.04％和0.65％ ～2.53％,均随演替进展而减少,对生态系统碳储量贡献微弱;演替过程中生物量碳与土壤碳储量比为1.96、1.69和2.20,生物量碳在生态系统碳储量中所占比例呈增加趋势.可见在常绿阔叶林分布区,实施近自然林经营,模拟常绿阔叶林结构,是提升该区域森林碳汇能力的重要途径.     

不同林龄尾巨桉人工林碳储量及分配格局

利用桂东南桉树(Eucalyptus spp.)主产区5个不同林龄(1a、2a、3a、5a和8a)15个样点45个样地调查数据,分析桂东南尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林的碳格局及其动态变化特征。结果表明:(1)尾巨桉人工林生态系统总碳储量表现为3a林龄(195.25t·hm-2)5a林龄(169.57t·hm-2)8a林龄(166.70t·hm-2)2a林龄(165.00t·hm-2)1a林龄(111.84t·hm-2);不同林龄碳储量分布格局均为土壤层植被层凋落物层,地下部分地上部分;其中植被层为4.87~80.54t·hm-2,占总碳储量的4.36%~48.31%,随林龄的增加而增加;凋落物层为0.92~3.25t·hm-2,占0.82%~1.91%,随林龄增加呈递减趋势;土壤层为3a林龄(162.53t·hm-2,83.24%)2a林龄(141.55t·hm-2,85.79%)5a林龄(112.26t·hm-2,60.22%)1a林龄(106.05t·hm-2,94.82%)8a林龄(84.50t·hm-2,50.69%)。(2)植被层碳储量以乔木层最大(3.10~78.97t·hm-2),占63.64%~99.25%,其中乔木层各器官碳储量以树干最大(1.58~68.84t·hm-2),占乔木层碳储量的50.90%~87.18%,随林龄的增加而增加,枝、叶、根分别占4.97%~12.17%、1.97%~22.36%和5.87%~14.57%,均随林龄而下降。(3)桂东南尾巨桉人工林生态系统年净固碳量平均为11.73t·hm-2·a-1,2a林龄(16.03t·hm-2·a-1)最大,3a林龄的固碳能力也很高,8a林龄年净固碳量与5a林龄持平,高达11.96t·hm-2·a-1,是较好的碳汇林业树种。提高桉树林的生态服务功能、降低其负面效应将有利于桉树人工林生产的发展。     

抗冻蛋白特征、作用机理与预测新进展

抗冻蛋白（antifreezeproteins,AFPs）可以通过抑制冰晶生长保护生物体免受低温冻害,具有重要的生物学意义和应用价值。现在在鱼类、节肢动物、植物及微生物中均发现有AFPs的存在。基于对已有研究文献和相关网络数据的系统调查统计,详细描述了AFPs数据的类别特征,并对其作用机理的研究历史和最新取得的突破性进展作了较为系统的阐述,并对AFPs预测所取得的成果作了介绍,还对AFPs研究的现状和未来研究方向作了讨论和展望。     

鱼类抗冻蛋白的研究进展

抗冻蛋白 (AFP)可非依数性地降低溶液冰点 ,对冷冻细胞和胚胎具有高效的保护作用。目前的研究表明 ,不同的鱼类抗冻蛋白尽管都具有降低冰点的活性 ,但在结构和组成上又存在有较大的差异。根据其结构和化学组成 ,一般将它们分为 4大类 :AFP I、AFP II、AFP III和AFP IV。抗冻蛋白的编码基因为基因组中多拷贝基因家族的成员 ,其基因表达在很大程度上要受到季节变化的影响。目前 ,普遍使用吸附抑制假说来解释AFP非依数性降低溶液冰点的分子机制 ,但不同类抗冻蛋白在降低溶液冰点时的作用模式却不尽相同。现就鱼类的 4类抗冻蛋白的结构组成、基因性质、抗冻机制及其在细胞和胚胎冻存中的作用等领域的研究进展进行概括性综述     

冷血脊椎动物冷适应研究

环境温度是制约冷血脊椎动物分布、生存、繁殖、迁徙等活动最重要的生态因子之一.冷血脊椎动物在多种多样栖息环境中形成多种耐寒策略.本文重点从冷血脊椎动物冷适应行为生态、生理、冷冻诱导基因表达与抗冻物质获得、低温与性别决定等方面对国内外研究进展进行综述,以探讨低温生物学在冷血脊椎动物的发展趋势.     

Interaction of reduced nicotinamide adenine dinucleotide with an antifreeze protein from Dendroides canadensis: mechanistic implication of antifreeze activity enhancement

Antifreeze proteins (AFPs) found in many organisms can noncolligatively lower the freezing point of water without altering the melting point. The difference between the depressed freezing point and the melting point, termed thermal hysteresis (TH), is usually a measure of the antifreeze activity of AFPs. Certain low molecular mass molecules and proteins can further enhance the antifreeze activity of AFPs. Interaction between an enhancer and arginine is known to play an important role in enhancing the antifreeze activity of an AFP from the beetle Dendroides canadensis (DAFP-1). Here, we examined the enhancement effects of several prevalent phosphate-containing coenzymes on the antifreeze activity of DAFP-1. β-Nicotinamide adenine dinucleotide (reduced) (NADH) is identified as the most efficient enhancer of DAFP-1, which increases the antifreeze activity of DAFP-1 by around 10 times. Examination of the enhancement abilities of a series of NADH analogs and various molecular fragments of NADH reveals that the modifications of nicotinamide generate a series of highly efficient enhancers, though none as effective as NADH itself, and the whole molecular structure of NADH is necessary for its highly efficient enhancement effect. We also demonstrated a 1:1 binding between DAFP-1 and NADH. The binding was characterized by high-performance liquid chromatography (HPLC) using the gel filtration method of Hummel and Dreyer. The data analysis suggests binding between DAFP-1 and NADH with a dissociation constant in the micromolar range. Interactions between DAFP-1 and NADH are discussed along with molecular mechanisms of enhancer action.     

黄淮海地区不同冬春性小麦抗冻能力及冻害指标Ⅰ.隆冬期不同冬春性小麦抗冻能力比较

通过两年室外盆栽和室内人工控制试验,建立了不同冬春性小麦品种死苗率与低温的定量关系,确定了隆冬期不同冬春性小麦品种死苗率达10%、20%和50%的临界低温以及抗冻能力密度.结果表明： 强冬性小麦品种抗冻能力最强,半致死温度最低（燕大1817为-21.5 ℃,京411为-21.2 ℃）,其次是冬性品种（农大211为-21.1 ℃,农大5363为-20.3 ℃）和弱冬性品种（郑366为-18.5 ℃,平安8号为-18.4 ℃）,春性品种抗冻能力最弱（郑9023为-15.4 ℃,偃展4110为-14.7 ℃）.当温度降低到冬小麦冻害发生临界温度后,温度每降低1 ℃,弱冬性小麦（郑366和平安8号）死苗率增量最大,分别增加16.8%和25.8%,冬性小麦（农大211和农大5363）死苗率分别增加14.7%和18.9%,强冬性小麦（燕大1817和京411）死苗率分别增加15.4%和13.1%,春性小麦（郑9023和偃展4110）死苗率分别增加13.8%和15.1%,说明冻害发生后若持续降温,弱冬性品种遭受冻害风险更大.     

用一种改进的电泳方法测定抗冻蛋白的分子量

针对抗冻蛋白分子量较小的特点,该文采用了一种改进的Ｔｒｉｃｉｎｅ－ＳＤＳ－ＰＡＧＥ法测定其分子量。采用三层胶系统并在电极缓冲液中以Ｔｒｉｃｉｎｅ代替Ｇｌｙｃｉｎｅ。     

黄粉甲抗冻蛋白AFP84a在大肠杆菌中的高效表达及活性检测

为表达和纯化黄粉甲Tenebrio molitor抗冻蛋白, 采用RT-PCR方法扩增得到黄粉甲抗冻蛋白基因afp84a cDNA, 将其连接到pMAL-p2X质粒上, 构建分泌型融合表达载体pMAL-p2X-afp84a, 并在大肠杆菌Escherichia coli TBI中表达; 进一步利用Amylose柱亲和纯化出该重组蛋白, 后利用细菌抗寒性检测重组蛋白的生物活性。结果显示: 融合蛋白含量占总可溶蛋白的40%。SDS-PAGE分析表明, 用MgSO4处理法与超声波细胞破碎法均可使融合蛋白从细胞中释放; 融合蛋白经Amylose柱亲和纯化, Factor Xa因子酶切, 电泳显示获得的目的蛋白呈单一条带。细菌抗寒性检测表明该重组蛋白具有较高的抗冻活性。黄粉甲抗冻蛋白基因afp84a cDNA的克隆、 原核表达为进一步研究抗冻蛋白的性质和应用提供了有用的实验材料。     

植物抗冻蛋白研究进展

抗冻蛋白(AFPs)最初是从极区海鱼中发现的一种适应低温的特异蛋白质, 它能阻止体液内冰核的形成与生长,维持体液的非冰冻状态.对近年来植物AFPs的发现过程,AFP的生化特性,抗冻作用机制,抗冻蛋白基因工程及其应用前景等作了系统的综述.     

昆虫抗冻蛋白的分离纯化及特性分析

昆虫抗冻蛋白具有很高的热滞活性,可保护机体免受结冰引起的伤害。昆虫抗冻蛋白的分离纯化多采用凝胶过滤层析、离子交换层析及HPLC等技术,已用于鱼类抗冻蛋白纯化的冰亲和纯化(IAP)技术也可考虑应用于昆虫抗冻蛋白的分离提纯。昆虫抗冻蛋白具有高活性,规则的一级结构及类似的冰晶结合表面等特性。