落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

不同林龄桤-柏混交林生态系统的碳储量及其分配

选取代表性的10、15、20和25年生桤(Alnus cremastogyne)柏(Cupressus funebris)混交林及由桤-柏混交林演替而来的30年生纯柏林为研究对象, 探讨了川中丘陵区人工桤-柏混交林生态系统碳储量的变化动态及其分配规律.结果表明：桤-柏混交林的植被碳储量在10～30年间持续增加,30年时达到52.40 t·hm^-2,5个林龄中乔木层碳储量所占比例均在85.59%以上;桤-柏混交林的土壤碳储量(0～40 cm)在10～15年间显著增加(P<0.05),15年时达最大值84.79 t·hm^-2,15～25年间显著下降(P<0.05),25～30年间趋于稳定(P>0.05);桤-柏混交林生态系统碳储量在15年时达最大值118.13 t·hm^-2,15～25年间缓慢下降,25～30年间有所增加;植被碳储量所占比例在10～30年间持续增加,土壤碳储量则相反.与我国其他类型人工林相比,桤-柏混交林的碳储量偏低.     

暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算

 森林生态系统碳循环过程与大气中二氧化碳含量有密切的关系,直接影响着大气成分的组成,进而对全球气候变化有重要影响。以我国暖温带落叶阔叶林生态系统近10年的定位研究为基础,初步建立了该类生态系统碳循环数值模式。结果表明：暖温带落叶阔叶林典型生态系统每年从外界主要是大气中吸收的碳是10.3 t·hm-2·a-1,植物呼吸释放到大气中的碳通量为5.5 t·hm-2·a-1。森林植物干物质积存的碳量为4.8 t·hm-2·a-1,通过凋落物分解释放到大气中的碳通量为2.46 t·hm-2·a-1。森林同化的碳绝大部分以活生物呼吸和凋落物分解的形式释放到大气中去了,存留在活生物体和凋落物中的很少。通过对碳现存量的研究发现,所研究的森林生态系统碳现存量为165.05 t·hm-2,其中活生物体碳现存量为61.2 t·hm-2,死生物体碳现存量为104.05 t·hm-2 (包括土壤中碳),土壤碳现存量为96 t·hm-2。土壤碳储量占总碳储量的58%,土壤是该地区森林生态系统主要的碳库,森林生态系统土壤中碳储量的变化必然引起整个区域碳储量整体动态的变化。     

小兴安岭十种典型森林群落凋落物生物量及其动态变化

在小兴安岭地区选取10种典型森林群落分别设置样地,研究该地区不同群落类型凋落物的年产量、月动态变化以及组成特征.结果表明:10种群落类型中年均凋落物量大小依次为椴树红松林(4.08t· hm-2·a-1)＞蒙古栎红松林(3.83 t·hm-2·a-1)＞云冷杉红松林(3.55 t·hm-2·a-1)＞云冷杉林(3.44t· hm-2·a-1)＞枫桦红松林(3.43t·hm-2· a-1)＞山杨次生林(3.26 t·hm-2·a-1)＞白桦次生林(3.04 t·hm-2·a-1)＞枫桦次生林(2.96 t·hm-2·a-1)＞杂木林(2.95 t·hm-2·a-1)＞白桦落叶松林(2.91 t·hm-2·a-1).凋落物各组分中均以落叶为主,约占凋落总量的60％以上,枝仅占凋落量的5.7％-9.4％.凋落物月动态模式主要有两种:单峰型的有蒙古栎红松林、椴树红松林、枫桦红松林、枫桦次生林、山杨次生林、白桦次生林、杂木林,高峰期在8-10月份;双峰型的有云冷杉红松林、云冷杉林、白桦落叶松次生林,前两种群落的凋落高峰期在4月和9月,后者高峰期在8月和10月.不同群落类型年凋落量差异显著,原始红松林凋落量高于天然次生林,且凋落高峰出现时问以及各组分所占比例与群落类型有关,同时也与树种生物学特性有关.     

西南桦纯林与西南桦×红椎混交林碳贮量比较

用乡土树种培育优质大径材已成为南亚热带满足林产品需求和生态保护的重要途径,如何通过优化森林经营模式提高人工林生态系统碳储量已成为关注的重点.对广西凭祥伏波林场13年生西南桦纯林、12年生西南桦×红椎混交林生态系统的碳素密度、碳贮量及其分布特征进行了比较研究.结果表明:(1)西南桦与红椎不同器官碳素密度变化范围分别为481.11-600.79 g/kg和451.24-543.42 g/kg,与中国南亚热带地区其他树种的碳素密度接近.相同树种不同器官之间以及不同树种相同器官之间的碳素密度差异显著(P＜0.05).西南桦纯林与西南桦×红椎混交林灌木层的平均碳素密度分别为437.15 g/kg和436.98g/kg,混交林草本层平均碳素密度比纯林高,差异性显著(P＜0.05).西南桦纯林土壤各层碳素密度均高于西南桦×红椎混交林,但差异不显著(P＞0.05).(2)西南桦×红椎混交林乔木层碳贮量(29.144 t/hm2)略高于西南桦纯林(28.541 t/hm2),混交林生态系统碳储量(276.486 t/hm2)比纯林生态系统碳储量(305.514 t/hm2)低.西南桦纯林、西南桦×红椎混交林植被层碳贮量分别占其生态系统碳贮量的9.64％和10.58％,凋落物层分别占生态系统碳储量的0.19％和0.56％.(3)西南桦纯林和西南桦×红椎混交林土壤碳贮存主要集中在0-20cm土层,且随土层深度增加而减少.西南桦纯林土壤层(0-60cm)碳贮量(275.488 t/hm2)明显高于西南桦×红椎混交林土壤层(0-60cm)碳贮量(245.688 t/hm2),分别占其生态系统碳贮量的90.17％和88.86％.(4)西南桦×红椎混交林乔木层碳素年净固定量(2.428 t·hm-2·a-1)高于西南桦纯林乔木层碳素年净固定量(2.196 t·hm-2·a-1),表明混交林比纯林的碳固定速度快.     

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。     

西双版纳热带季节雨林生态系统氮的生物地球化学循环研究

 用小流域集水区和物质平衡方法,于1999年对西双版纳热带季节雨林生态系统的氮素循环进行了初步研究。西双版纳季节雨林生态系统的氮库总储量为6 481.2 kg·hm-2,其中活体生物量、凋落物层和土壤（0～30 cm）中的氮储量分别为970.9、37.7、5 481.2 kg·hm-2。土壤中的氮占生态系统氮总储量的84.4%,活体生物量占15.0%,凋落物层仅占0.6%。结果表明季节雨林的氮主要分布在土壤中,而在生物量中只占很少部分。大气降水、林内穿透水、树干流及地表径流的氮含量分别为0.565、0.828、0.983和1.042 mg·dm-3,氮通量则分别为8.89、10.97、3.57、5.95 kg·hm-2·a-1。大气降水输入氮8.89 kg·hm-2·a-1,径流输出氮5.95 kg·hm-2·a-1, 收支平衡（输入—输出）为2.94 kg·hm-2·a-1。氮的生物循环：吸收为149.86 kg·hm-2·a-1,存留为69.30 kg·hm-2·a-1,归还为80.56 kg·hm-2·a-1,循环系数为0.54。结果表明未受干扰的季节雨林生态系统处于氮积累的状态,有利于该生态系统的稳定与持续发展。     

林下层植物在退化马尾松林恢复初期养分循环中的作用

以鼎湖山退化马尾松 (Pinusmassoniana)林恢复过程中林下层植物凋落物、分解和养分动态为对象 ,研究了林下层植物在退化马尾松林恢复初期养分循环中的作用。结果表明 ,林下层年凋落物量除在第 5年有所下降外均随时间逐年上升 ,但其增加速率随年份不同而异 ,总平均年增长速率为 3 8%。第 4年凋落物量为 0 .2 0 t· hm- 2 · a- 1,第 1 1年为 1 .1 7t·hm- 2·a- 1。凋落物养分元素平均浓度为 (% ) :N0 .95 ,P0 .0 4,K0 .5 7,Ca0 .1 3和 Mg0 .0 8,基本上以夏季和秋季最高冬春交替月份最低。第 1 1年凋落物各元素养分归还量为 (kg· hm- 2·a- 1) :N1 1 .1 0 ,P0 .47,K6.65 ,Ca1 .48和 Mg 0 .91。凋落物在分解过程中失重率呈直线模型变化 ,第 1年的分解速率为 3 1 % ,至试验结束时凋落物的残存量占起始量的 66%。在凋落物分解过程中 ,N和 P浓度随时间逐渐上升 ,但 N增加的速度较 P快 ,其余元素浓度均下降 ,但 K下降的速度最快。在凋落物分解过程中 ,N是唯一表现残留量呈先上升然后下降变化的元素。P的残留量变化与凋落物的失重率变化几乎一致。各元素在分解试验结束时残留量占起始量的百分比分别为 :N 90 % ,P 67% ,K 9% ,Ca 3 0 %和Mg 1 4%。可见 ,林下层凋落物在退化马尾松林恢复初期碳及其它营养元素循     

川西亚高山林线交错带植被凋落物量及养分归还动态

从2006—2008年,研究了川西亚高山林线交错带群落凋落物产量及N、P、K、Ca和Mg主要养分归还动态。结果表明:林线交错带植被凋落物年产量为389.83kg.hm-2.a-1,5种主要养分年归还量总量为15.82kg.hm-2.a-1,归还量排序为Ca>N>K>Mg>P。其中,叶、枝和其他混合杂物分别占凋落物总量的72.2%、17.9%和9.9%,占养分归还总量的87.4%、7.0%和5.6%。凋落物各组分及养分归还月动态均呈单峰曲线型变化,叶高峰期在9月,而枝、杂物则在10月。凋落物养分含量季节动态因不同凋落物组分和养分元素而异。叶凋落物中N、P、K和Mg含量在生长高峰的6、7月较高,而Ca含量较低;枝凋落物各元素含量总体上月变化不显著,其他混合杂物各元素含量6与10月相对较高,其余各月则无显著差异。     

二种群生态系统的能量结构分析

每一个生命系统均存在一个能量系统与之相对应。能量进入生命系统后按生理的组织和功能进行分配,形成具有特定的能量传递关系,组分配置关系及相互关联形式的能量结构,这种结构是完成一定生命功能的物质基础,也是不同生命系统之间相互区别的重要特征。以二种群生态系统分析为例,从其能量的传输类型,配置和奇点的控制特性三个方面扼要地介绍了生命能量系统结构的概念和分析方法。     

Utilization of energy for growth in lambs of the breed german merino landsheep

Based on energy deposition and energy intake the utilization of energy for fat and protein deposition and the mean energy utilization for growth as well as the energy requirement for maintenance were estimated in this study. Fifty-four male and 54 female lambs were fed at three feeding levels and slaughtered at various body weights (BW): 18, 30, 45, and 55 kg. Based on the method of the comparative slaughter technique the total body of each animal was analysed. From the data of empty-body gain, fat, protein and energy deposition in the different fattening periods was calculated. The utilization of metabolizable energy for growth and maintenance was estimated by a multiple linear regression model. In this regression model, a utilization of energy for fat deposition of 71% and for protein deposition of 30% was determined (R² = 0.869). The requirement for maintenance was 520 kJ·kg BW ^{? 0.75}·d ^{? 1}. A slightly higher requirement for maintenance was determined for female lambs. The study indicated that the used regression model can be recommended to estimate the utilization of energy and the requirement for maintenance in growing lambs.     

非草蜥主要贮能部位的研究

研究了北草蜥越冬时期腹脂肪体、去属躯干、尾、肝脏等主要能量贮存部位。结果表明,尾、肝脏和腹脂仿体能值的组间差异显著,人眠组的去尾躯干能值显著高于出眠组和禁食组。尾、腹脂肪体、肝脏能量贮存和动用活跃,为该种动物最主要能量的贮存部位。     

山地麻蜥主要贮能部位研究

研究了成体山地麻蜥越冬时期腹脂肪体、躯干和肝脏等主要贮能部位。结果表明,腹脂肪体、躯干、肝脏能值的组间差异显著,人眠组的腹脂肪体、躯干脂肪能值显著高于出眠组和禁食组。腹脂肪体、躯干、肝脏能量贮存动用活跃,为该种动物最主要的能量贮存部位。     

北草蜥主要贮能部位的研究

研究了北草蜥越冬时期腹脂肪体、去尾躯干、尾、肝脏等主要能量贮存部位。结果表明 ,尾、肝脏和腹脂肪体能值的组间差异显著 ,入眠组的去尾躯干能值显著高于出眠组和禁食组。尾、腹脂肪体、肝脏能量贮存和动用活跃 ,为该种动物最主要能量的贮存部位。     

不同发情阶段雄性鹅喉羚的时间分配特征

以往研究表明受发情交配行为制约,一些雄性反刍动物在发情期食物摄入量明显降低。已有两个相关假说解释该现象:能量摄入最大化假说和能量保存假说。作者于2009 ～ 2010 年在卡拉麦里山有蹄类自然保护区研究了雄性鹅喉羚不同发情阶段的时间分配。结果表明雄羚发情期采食时间比例明显下降(37. 9% ),低于发情前期(63. 6% )和发情后期(65. 8% );发情期卧息时间比例(6. 0% )与发情后期相近(5. 4% ),明显低于发情前期(23.2% );发情前期至发情后期采食卧息时间比(分别为2. 7、6. 3、12. 1)显著增加;发情期雄羚站立和移动时间比例明显升高,采食行为时间占非发情行为时间主要部分(86. 4% ),且采食行为与发情行为显著相关。相比之下,雌羚不同发情阶段采食行为时间分配比例相似。总之,除必需投入的发情行为外,发情期雄羚最大化其能量摄入;发情行为的投入是导致发情期雄羚食物摄入量下降的主导因子,雄性能量摄入最大化假说更好地解释了发情期鹅喉羚所采取的能量策略。     

Dose-related steady states of fat loss in long-term leptin-treated <Emphasis Type="Italic">ob/ob</Emphasis> mice: Leptin resistance or desensitization versus counterregulatory signaling

We tried to unravel why leptin’s fat store depleting action levels off in the course of long-term applications. Supplying leptin by minipump infusion for 2 months to ob/ob mice at rates between 115 pmol day⁻¹ and 460 pmol day⁻¹ resulted in stable plasma leptin levels between 0.2 ng ml⁻¹ and 8 ng ml⁻¹. Initial treatment effects were leptin dose-dependent reductions in food intake and body mass, especially in fat content, followed by re-increases of food intake to levels only 4–18% below pre-treatment levels. Decreased body mass subsequently stabilized dose-dependently with body fat contents between 4% and 33% showing that total fat depletion was not a precondition for the progressive reduction of leptin-induced anorexia. Oxygen consumption measurements excluded contributions of enhanced energy dissipation to fat depletion. Plasma insulin concentrations declined from excessively high pre-treatment levels to steady, leptin dose-dependent levels within the normal range. Temporary anorexia in response to repeated additional 1-day leptin injections (100 pmol g⁻¹ day⁻¹) remained unchanged throughout long-term leptin infusion. Among various alternatives considered to explain the adipostatic equilibrium attained at new, dose-dependent levels under long-term leptin treatment, interaction between the leptin signal and at least one counteracting signal increasing with fat depletion is proposed as the most plausible working hypothesis.     

A mathematical model on fractional Lotka-Volterra equations

While there are many mechanisms that may be involved in the regulation of body mass in humans and other animals, it is not so clear how much regulation is needed beyond the negative feedback effect of body mass itself. Here we model weight changes as a stochastic process, and show that it behaves approximately as an autoregressive process. Using published estimates of the energy cost of weight gain, the effect of weight on resting metabolic rate and the daily variation in intake and activity, we show that fluctuations in weight will be small. The effect of excess intake is also examined, and the assumptions and limitations of the model are discussed.     

Einfluss der stärkeherkünfte gerste,mais und kartoffeln und ihrer rationsanteile auf die nährstoffverdaulichkeit und die energieverwertung bei wiederkäuern

Mit Untersuchungen zum Einfluß unterschiedlicher Stärkeherkünfte (Gerste, Mais und rohe Kartoffeln) und unterschiedlicher Rationsanteile der Stärkeherkünfte (50, 25 und 10% bezogen auf die Einnahme an Nettoenergie‐Fett) auf die Energieverwertung von Rationen wurde ein Beitrag zur Weiterentwicklung der energetischen Futterbewertung im Rostocker NEF‐System geleistet. Die Untersuchungen wurden mit Ochsen unter den Bedingungen der Fettmast durchgeführt. Die Methodik des Gesamtstoffwechselversuches und die Methodik der duodenalen Durchflußmessung mit Hilfe von Brückenfisteln fanden Anwendung. Die Ernährungsniveaus betrugen 1,7 und 1,1.

Die Verwertung der umsetzbaren Energie von 9 Rationen mit Gerste, Mais und rohen Kartoffeln als Stärkeherkünfte und bei Rationsanteilen von jeweils 50,25 und 10 % für den Körperenergieansatz lag bei 65, 61 und 59 %, 61, 60 und 58 % sowie 59, 61 und 55 %. Der Energieerhaltungsbedarf ergab sich zu 526 kJ uE/kg LM^0.75.d. Die Abstufungen in der Energieverwertung sind auf den Zusammenhang zwischen Energiekonzentration und ‐Verwertung bei Rationen für Wiederkäuer zurückzuführen. Die unterschiedlichen Stärkeherkünfte hatten bei vergleichbaren Rationsanteilen keinen wesentlichen Einfluß auf die Energieverwertung der Rationen.

Trotz einer weiten Variation in der Einnahme an Stärke plus wasserlösliche Kohlenhydrate (WLK) zwischen 896 und 3426 g/Tier.d war ein Zusammenhang zwischen der Art der Verdauung (fermentativ oder enzymatisch) von Stärke und WLK und der Energieverwertung der Rationen aufgrund einer nahezu ausschließlich fermentativen Verdauung von Stärke und WLK mit Anteilen zwischen 86,0 und 97,2 % nicht meßbar.

Die Ergebnisse zum Energie‐ und Stoffumsatz aus den vorliegenden Untersuchungen befinden sich in guter Übereinstimmung mit Ergebnissen eines früheren Versuchsprogramms mit 92 Rationen.