闽西北不同类型毛竹林养分分布及生物循环特征

以福建省永安市集约经营的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)3种类型林分为研究对象,对其N、P、K、Ca、Mg元素分布格局及生物循环特征进行了研究。结果表明,毛竹林N、P、K、Ca、Mg5种养分元素的排列顺序为土壤层乔木层凋落物层灌木层草本层,其中土壤层(0～60cm)养分累积量占系统养分总量99%。3种林分养分元素累积量的排列顺序为ⅡⅠⅢ,分别为146196.59、144466.35和105002.59kg.hm-2,其中植被层养分累积量的排列顺序为ⅠⅡⅢ,凋落物层和土壤层养分累积量排列顺序为ⅡⅠⅢ,竹阔混交林土壤层和凋落物层养分累积量最高,立地生产潜力最大。林分Ⅰ和Ⅱ的养分利用系数显著高于林分Ⅲ,反映了林分维持高生产力需要消耗更多的养分元素;循环系数排列顺序为ⅢⅡⅠ,竹针混交林和竹阔混交林维持林木生长所需的养分元素少于毛竹纯林;毛竹纯林养分周转时间最长,竹阔混交林次之,竹针混交林最短,分别为31.89年、12.39年和12.23年,混交林周转时间显著低于毛竹纯林。竹阔混交林既有较高的生产力,又有较强的养分归还能力,是一种较好的经营方式。     

桃江县毛竹林生态系统碳储量及其空间分布

采用标准地调查和生物量实测方法,研究了湖南省桃江县毛竹林生态系统生物量、碳含量、碳储量及空间分布格局。结果表明,不同年龄毛竹林生态系统总生物量分别为:28.147、30.889 t/hm~2和57.763 t/hm~2,其中竹林层生物量为20.254、25.036、55.685 t/hm~2,各器官生物量均以竹竿最高,占器官生物量的63.0%以上。不同年龄毛竹各器官碳平均含量为0.466—0.483 g C/g;灌木层碳含量为0.474—0.489 g C/g;草本层为0.472—0.490 g C/g;死地被物层为0.213—0.276 g C/g;土壤层有机碳含量为14.790—34.503 g C/g。各年龄毛竹林生态系统总碳储量分别为131.273、139.089 t/hm~2和167.817 t/hm~2,其中植被层碳储量为13.627—28.419 t/hm~2,占系统总碳储量的9.935%—16.935%;死地被物为0.307—0.420 t/hm~2,占0.234%—0.265%;土壤层为117.339—138.978 t/hm~2,占82.815%—89.799%。毛竹林生态系统碳储量分布格局为:土壤层植被层死地被物层。研究结果可为深入研究毛竹林的碳平衡提供基础数据。     

带状采伐后不同时期毛竹林恢复和土壤养分特征

为研究带状采伐毛竹林对竹林恢复和土壤养分的影响,以福建省建瓯市毛竹林为研究对象,设置5 m(处理1,C₁)和7 m(处理2,C₂)2种采伐宽度,以不进行采伐处理为对照(CK),研究采伐后当年新鞭生长期(I时期,2018年10月)和采伐后次年新立竹生长期(Ⅱ时期,2019年6月)新竹生长相关指标和土壤养分变化特征。结果表明：(1)C₁、C₂、CK处理的出笋数量分别为2 227、2 650和1 955株·hm^-2,且C₂与C₁、CK差异显著(P<0.05);退笋率各处理之间无显著差异(P>0.05),表现为C₁2。(2)2种采伐处理的胸径(DBH)显著低于CK,表现为CK>C₂>C₁。(3)采伐后Ⅰ时期和Ⅱ时期相比,土壤全磷(TP)和全钾(TK)含量增加,全氮(TN)和全碳(TC)含量降低;采伐后I时期的C₁、C₂处理中土壤TN、TP、TK和TC含量均大于CK,但采伐后Ⅱ时期的土壤TC含量小于CK。研究认为,带状采伐能提高出笋量和立竹数,增加土壤氮磷钾养分含量;7 m带状采伐竹林恢复状况整体上优于5 m带状采伐。     

Weibull分布参数辨识改进及对浙江毛竹林胸径年龄分布的测度

非线性模型迭代参数初始值的选取及拟合的结果能否可用非常重要且一直是一个难题.传统的方法只是凭感觉偿试不进行定量评估,对于用阻尼最小二乘进行拟合只注重精度高低,没有从理论上研究和分析评价得出的结果能否可用.为了克服这一不足,使参数选取较好,阻尼最小二乘得出结果可用.利用非线性回归原理在这两方面做了探讨,提出了二个判别指标：β^T＜1,β^N＜1,分析了每一指标在参数不同状态的控制作用,并在Weibull分布函数参数辨识中做了应用.针对目前毛竹林林分结构规律研究的不足,利用浙江省230个毛竹林样地资料研究了省域尺度的毛竹林胸径分布规律,经SPSS软件中的P-P图检验与柯尔莫哥洛夫检验,表明毛竹林胸径结构服从Weibull分布;再经对Weibull分布模型拟合求解与作图对比,结果显示Weibull分布能很好地描述毛竹林胸径分布规律.利用Weibull分布三参数与林分特征因子间的相关关系,经分析研究,导出了一个改进的二元分布模型,用该二元分布模型很好地测度了浙江省毛竹林胸径和年龄分布规律,最后得到了浙江省毛竹林株数按胸径年龄分布的理论频数.     

川滇高山栎灌丛营养元素积累与生物循环特征

养分循环是森林生态系统的重要生态功能。以位于青藏高原东南缘的川西折多山东坡川滇高山栎(Quercus aquifolioides)灌丛为研究对象,分析了其营养元素的分布、积累和生物循环特征。结果显示:(1)川滇高山栎不同器官营养元素含量不同,叶片和枝条为NKCaMgP,树干和地下器官为CaKNMgP。(2)川滇高山栎灌丛生态系统各营养元素总贮量(kg/hm2)依次为:Ca(650.06)、N(252.67)、K(197.01)、Mg(51.18)、P(49.22),其中川滇高山栎灌层储量占88.61%~96.10%,林下草本层占0.64%~4.22%,凋落物层占2.54%~9.25%。(3)川滇高山栎灌层营养元素主要储存于地下根系,占灌层的67%~81%,丰富的根系营养元素储量有利于川滇高山栎灌丛在遭受火烧、砍伐等干扰后萌生更新。(4)川滇高山栎灌丛营养元素年积累量[kg/(hm2·a)]依次为:Ca(20.82)、N(7.46)、K(6.12)、P(2.33)、Mg(1.55);灌丛营养元素利用系数为0.09,循环系数为0.60,周转时间为22.87a。研究表明,川滇高山栎灌丛具有较低的营养元素利用率和较长的营养元素周转期。     

鼎湖山马尾松林营养元素的分布和生物循环特征

较系统地研究了鼎湖山马尾松林营养元素的分布和生物循环情况。马尾松林内各组分营养元素浓度总的规律为：针叶－细根－林下层植物－凋落物－树皮－树干;在树皮,树干和凋落物组分中各营养元素的排序为：Ｎ－Ｃａ－Ｋ－Ｍｇ－Ｐ,其它组分中则为：Ｎ－Ｋ－Ｃａ－Ｐ－Ｍｇ。马尾松林各营养元素的总贮量（ｋｇ／ｈｍ＾２）为：２２７８．５１（Ｎ＊）,２８０．０１（Ｐ）,５６７．９０（Ｋ）,４５６．８４（Ｃａ）,１４４．７６（     

中国小麦季氮素养分循环与平衡特征

通过汇总2000—2011年文献数据以及国际植物营养研究所实测试验数据,研究了华北、长江中下游和西北地区小麦季经过土壤界面的氮素输入和输出各项养分循环参数,分析并评估了3大区域的氮素养分平衡状况.结果表明:华北、长江中下游和西北地区小麦季氮肥平均施入量分别为170、183和150 kg N·hm-2,上季作物秸秆氮素还田量分别为74.6、15.2和8.1 kg N·hm-2,种子带入量分别为4.9、4.2和3.5 kg N·hm-2.华北地区来自非共生固氮、大气沉降和灌溉水氮素养分输入量分别为15、12.9和9.9 kg N·hm-2,长江中下游地区分别为15、14.5和5.8 kg N·hm-2,西北地区分别为15、9.4和7.7 kg N·hm-2.小麦收获时华北、长江中下游和西北地区地上部作物吸收的氮分别为174.3、144.4和122.3 kg N·hm-2,华北地区通过氨挥发、N2O排放和淋溶损失的氮素分别为19.9、2.6和11.8 kg N·hm-2,长江中下游地区分别为9.4、2.4和15.5 kg N·hm-2,西北地区小麦季氨挥发和N2O排放量分别为3.4和0.7 kg N·hm-2,不计淋溶损失的氮素.由此计算的小麦季氮素养分平衡结果显示,华北、长江中下游和西北地区的氮素养分均表现为盈余,盈余量分别为78.7、66.0和67.3 kg N·hm-2,超出了养分允许平衡盈亏率,应适当调整氮肥投入,避免氮肥的不科学施用带来的负面环境影响.     

第2代杉木人工林微量元素的积累、分配及其生物循环特征

利用定位观测取得的数据 ,对第 2代杉木人工林 4种微量元素 ( Fe、Mn、Cu、Zn)的积累、空间分布及其生物循环进行了研究。结果表明 :杉木林生态系统中 4种微量元素总贮量为 30 72 89.70 8kg/ hm2 ,其空间分布表现为土壤层 >乔木层 >死地被物层 >草本层 >灌木层。土壤层中微量元素的贮量占绝对优势 ,4种微量元素贮量的排序为 Fe>Mn>Zn>Cu。杉木中 4种微量元素的积累量为 35 .971 kg/ hm2 ,排列顺序为 Mn >Fe >Zn >Cu,各器官中微量元素积累量排列顺序为树叶 >树根 >树枝 >树干 >树皮。杉木林生态系统中 4种微量元素的年存留量为 4.1 0 8kg/ ( hm2 · a) ,年归还量为 - 2 .2 0 9kg/ ( hm2 · a) ,其中凋落物归还量为 1 .2 5 7kg/ ( hm2·a) ,淋溶归还量为 - 3.446kg/ ( hm2·a) ,杉木林冠针叶、枝及树干对 Zn元素具有较强的吸附能力 ,年吸收量为 2 .0 84kg/ ( hm2 · a) ,尽管杉木对微量元素吸收数量不大 ,但为净吸收的。 4种微量元素的吸收系数排序为 Mn>Cu>Fe>Zn;利用系数的排序为 Cu>Fe>Mn>Zn;循环系数的顺序为 Zn>Fe>Mn>Cu;周转期大小顺序为 Mn>Cu>Fe>Zn。因此 ,该系统中 Zn、Fe存留比例较小 ,周转期短 ,流动性较大 ,而 Mn、Cu则相反 ,存留比例较大 ,周转期长 ,流动性较小。     

红三叶人工草地营养元素的生物循环

 本文研究了我国北亚热带高海拔地区红三叶人工草地11种营养元素的生物循环特征。结果表明:1.营养元素的存留量、归还量和吸收量均可分为5个水平;(1)高量级：氮、钾、钙;(2)中量级：磷、镁;(3)低量级：铁;(4)少量级：锰、锌、铜、硼;(5)微量级：钼。2．红三叶群落地上部的净生产量、自然归还量和元素的存留量均显著高于地下部。3．红三叶人工草地的元素输出量以氮、钾、钙较大。此外,对草用和种用红三叶群落营养元素生物循环特征的差异进行了比较。为维持本区红三叶人工草地营养元素的平衡,目前必须施用磷肥,施用量不能小于250kg·hm-2过磷酸钙。     

漓江上游毛竹生理生态特征对不同土壤水分的响应

漓江上游毛竹林面积大,是我国毛竹最南端产区。该研究针对当地季节性干旱问题,通过模拟降水使土壤水分变化,共设立了5个毛竹水分处理小区(CK.对照;A.无降水+覆膜;B.降水5 mm+覆膜;C.降水10mm+覆膜;D.降水20 mm+覆膜),并与HM(木荷Schima superba)(自然状态)进行对比。结果表明:土壤水分变化影响了毛竹叶片水势和叶绿素的变化,叶片白天水势下降,傍晚均可恢复到凌晨水势。C处理的毛竹午间水势下降值最小,叶绿素含量也最高。本研究区位于最南端产区,毛竹的光合生产力也属偏低水平。适当的土壤水分亏缺,毛竹表现出相对的高净光合速率(P_(n))、高蒸腾速率(Tr)、低水分利用效率(WUE)的特点;过多或过少土壤水分,则为低P_(n)和Tr,但高WUE。毛竹叶片的P_(n)与气孔导度Gs呈极显著的正相关关系,说明毛竹的光合速率受气孔调节明显;Tr与午时叶水势呈负相关(符合二项式函数)关系,土壤水分问题造成的叶片水分不足同时也影响了毛竹的Tr。水分亏缺,P_(n)主要由气孔调节,但水分过多导致P_(n)的下降应该是由气孔导度的下降和叶肉细胞光合能力的下降共同作用的结果。水分过少或过多均对毛竹生理生态过程产生负效应。相对于木荷,毛竹的P_(n)较高,但同时也消耗更多的水分。     

毛竹扩张对常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

毛竹具有独特的生理生态学特征,会不断地向邻近的生态系统扩张。这一现象会造成生态系统退化、土壤理化性质和微生物群落结构改变等问题,引起了人们的高度关注。然而,目前关于毛竹扩张对微生物群落结构的影响研究甚少。以安吉灵峰寺林场的长期定位试验为平台,在4条毛竹扩张样带上依次设置常绿阔叶林(BLF)、竹-阔混交林(MEF)和毛竹林(PEF)样地,测定不同林型的土壤理化性质以及微生物群落特征。结果表明: 随着毛竹的扩张,土壤pH值显著上升,毛竹林土壤pH值分别比竹-阔混交林和常绿阔叶林高0.37和0.32,而有机碳、铵态氮、硝态氮含量显著降低;除丛枝菌根真菌外,其他主要微生物类群都有下降的趋势,且微生物多样性和丰富度显著降低。毛竹扩张对土壤碳输入及养分的改变是影响地下微生物群落生物量及结构的重要因素,其中土壤有机碳、铵态氮含量是影响土壤微生物群落变化的主要因子。     

淹水环境下河竹鞭根养分吸收与积累的适应性调节

为揭示河竹的耐水湿机制,为河竹在水湿地和江河湖库消落带植被恢复中应用提供理论依据,以河竹盆栽苗为试材,测定了淹水和人工喷灌供水处理3、6、12个月的河竹一年生竹鞭的根系生物量和主要养分元素含量,分析了河竹鞭根养分含量、化学计量比和养分积累量在淹水环境下的动态变化规律。结果表明:淹水3个月使河竹鞭根N、P、K含量显著降低,但对C、Ca、Fe、Mg等养分含量和C/P、N/P、N/K影响不明显,随着淹水时间的进一步延长,河竹鞭根养分含量、化学计量比和积累量发生明显变化,C、N、P、Ca含量和C/K、N/K、P/K降低,K、Fe、Mg含量和C/N、C/P、N/P升高;淹水6个月前对河竹鞭根养分积累总体上有明显抑制作用,但淹水12个月会使鞭根养分积累量显著升高,这主要源于根系生物量显著提高的贡献。研究表明,淹水3个月时,维持较高的养分内稳性是河竹应对胁迫环境的响应策略,随后通过土中根和水中根的大量生长来维持较高的养分吸收和积累能力,并进行养分化学计量比的适应性调节来适应胁迫环境。分析认为,河竹在长期淹水环境中能够维持生存,可以用于水湿地和江河湖库消落带植被恢复,也是净化富营养水体研究与应用的竹子材料。     

带状采伐对毛竹林林下植被物种多样性的影响

成本上升、利润下降严重影响毛竹林经济效益及竹农生产积极性,研究毛竹林新型经营管理技术、方法势在必行。本研究通过控制采伐宽度及采伐面积,观测一年恢复期后江苏宜兴国有林场内五种宽度(3 m、5 m、8 m、12 m、15 m)毛竹林带状样地郁闭状态及林下植被物种多样性特征,分析物种多样性对毛竹林采伐宽度及恢复状态的响应机制,研究表明:(1)研究区毛竹林下物种53科95属110种(灌木计37科64属76种,草本计18科30属34种),以蔷薇科、菊科、大戟科、茜草科、百合科、唇形科、禾本科、马鞭草科等为主。(2)物种丰富度随着毛竹郁闭度增加而降低,且人为采伐对物种丰富度(特别是木本植物)有显著促进作用,以8 m和15 m宽度带状样地物种增加最多。(3)带状采伐促进林下植被物种多样性,但降低了林下植被物种均匀度;8 m和15 m宽度带状样地Shannon-Wiener指数、Simpson指数及Gleason物种丰富度表现优于参考样地毛竹林;五种宽度带状样地林下植被物种均匀度小于参考样地,在相同宽度样地类型中,保留样地比采伐样地物种均匀度高。(4)带状采伐对8 m和15 m宽度采伐样地林下植被生物...     

四个竹秆变异毛竹变型的全基因组序列分析

毛竹是我国重要的经济竹种,在长期栽培适应过程中产生了丰富的变异。为揭示毛竹竹秆变异变型的全基因组突变类型,以黄皮毛竹、金丝毛竹、绿皮花毛竹和花毛竹4个毛竹变型为实验材料,采用高通量重测序技术获得全基因组序列,进行单核苷多态性(SNP)、小片段插入缺失(InDel)和结构变异(SV)检测和注释,并将变异基因进行功能注释。结果表明:花毛竹基因组检测得到的基因变异数最多,为12 555个; 金丝毛竹样品变异位点数最少,为11 923个; 4个样品都有7 000多个变异基因得到功能注释。GO注释分类包括细胞组件、分子功能和生物过程三个基因功能分类体系的56个功能组。在细胞组件方面,叶绿素合成相关基因有2 431个; 在生物过程方面,参与类胡萝卜素合成过程的基因有75个,参与花青素合成过程中的调控以及紫外光下组织中花青素积累的相关基因有80个。COG分类表明参与复制、重组和修复的基因数为369个,信号转导机制的基因数为291个,转录的相关基因为222个。通过KEGG数据库系统地分析变异基因参与的黄酮类、类胡萝卜素等物质代谢合成途径。深入研究这些差异基因的调控途径,从DNA水平上解释竹秆的变异机制,可为深入研究毛竹种内丰富的多态性和遗传变异提供数据支持,阐析不同变异类型的基因家族、功能基因等遗传基础。     

条纹斑竹鲨肝脏环形RNA的筛选、鉴定及功能分析北大核心CSCD

为筛选和验证条纹斑竹鲨肝脏中环形RNA(circRNA)及探究其在肝癌细胞HepG2中过表达对肝癌细胞增殖、迁移能力的影响,本研究主要进行了两项实验:对条纹斑竹鲨肝脏circRNA进行高通量测序和预测,随后设计正、反向引物验证其真实性;构建circRNA过表达载体,将其瞬时转染进肝癌细胞HepG2,进行CCK-8和划痕实验来评价其对肝癌细胞增殖和迁移能力的影响。结果显示:预测到有4558条circRNAs,并确认了14条circRNAs的真实性;qRT-PCR实验表明在肝癌细胞HepG2中能瞬时过表达circRNA 13-566、circRNA 4-475、circRNA 5-402、circRNA 294-177、circRNA 30-219;且CCK-8和划痕实验显示,这5条circRNAs过表达后,均能不同程度地抑制肝癌细胞的增殖和迁移能力,其中circRNA 4-475、circRNA 294-177作用尤为显著。上述结果为深入研究条纹斑竹鲨肝脏中circRNA及其在肝再生、肝癌治疗方面的功能提供了新思路和基础。     

Calystegine distribution in potato (Solanum tuberosum) tubers and plants

Potato plants contain calystegines in leaves, stems, flowers, fruits and roots. Calystegines A₃ and B₂ are the main constituents. Highest concentrations were measured in sprouts emerging from the tubers. In 3 mm long sprouts, 3.3 mg total calystegines per g fresh mass were detected. Dormant tubers directly after harvest contain less calystegines in all parts than sprouting tubers. Flowers and young leaves are the aerial plant tissues with the highest calystegine concentration, i.e. 150 μg total calystegines per g fresh mass. Calystegine levels did not rise when sprouts were wounded. Tropinone application to sprouts and aerial tissues lead to an accumulation of pseudotropine and not to tropine. That indicates that stereospecific tropinone reduction is active in potato.