高寒矮嵩草草甸冬季CO2释放特征

冬季碳排放在高寒草地年内碳平衡中占有重要位置。为探讨高寒草地冬季碳排放特征及温度敏感性,于2003-2005年在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,利用密闭箱-气相色谱法连续观测了高寒矮嵩草草甸2个冬季的生态系统、土壤呼吸通量特征。结果表明:1)高寒矮嵩草草甸冬季生态系统呼吸、土壤呼吸均具有明显的日变化和季节变化规律,温度是其主要的控制因子,能够解释44%以上的呼吸速率变异。2)冬季生态系统呼吸与土壤呼吸速率在统计上没有显著差异,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例高达85%以上。3)2003-2004年冬季生态系统呼吸、土壤呼吸的Q₁₀值分别为1.53,1.38;2004-2005年冬季生态系统呼吸与土壤呼吸的Q₁₀值为1.86,1.68,2个冬季生态系统呼吸的Q₁₀值均高于土壤呼吸。4)未发现高寒矮嵩草草甸冷冬年份的Q₁₀值高于暖冬年份以及冬季的Q₁₀值高于生长季。     

11种温带树种粗木质残体分解初期结构性成分和呼吸速率的变化

采用长期定位跟踪实测方法,比较分析我国东北温带森林11个主要树种粗木质残体(CWD)分解初期3a中结构性成分的差异、变化以及与其呼吸速率(R_CWD)的关系。测定树种包括:软阔叶树种(白桦、山杨、紫椴)、硬阔叶树种(胡桃楸、蒙古栎、色木槭、春榆、黄檗、水曲柳)和针叶树种(兴安落叶松、红松)。结果表明:11个树种CWD木质素含量(L_c,%)和综纤维素含量(H_c,%)差异显著(P<0.001),其中软阔叶树种的L_c最低。木质素含量与N含量的比值(L_c/N)依次为:针叶树种 >硬阔叶树种 >软阔叶树种。经过3a的分解,大部分树种(除了紫椴和春榆)的L_c略有增加,但变化不显著(P>0.05);而其木质素密度(L_d, g/cm³)和综纤维素密度(H_d, g/cm³)都有不同程度的减小(P<0.05),软阔叶树种损失最多,针叶树种损失最少。所有树种L_c/N值均增大。将R_CWD标准化成温度为15 ℃时(R₁₅)比较发现,在CWD形成初期(2005年)不同树种的R₁₅有所差异;阔叶树种的R₁₅及其温度系数(Q₁₀)均高于针叶树种。经过3a的分解,除兴安落叶松、色木槭和水曲柳外,其它树种的R₁₅出现了不同程度减小。总体看来,软阔叶树种R₁₅减少了32.0%,而针叶树种R₁₅则增加了23.1%。另外,针叶树种的Q₁₀增大,而阔叶树种的Q₁₀则基本保持不变。R₁₅与H_c呈正相关,与L_c和L_c/N呈负相关。CWD分解初期3a R₁₅的变化率与H_c的变化率之间呈正相关关系,表明结构性成分的变化是导致CWD分解初期R_CWD变化的主要因素之一。     

菲律宾蛤仔大连群体不同世代的遗传多样性

采用12对有效微卫星引物对大连群体菲律宾蛤仔连续4个选育世代(F₁、F₂、F₃、F₄)的144个个体进行了遗传多样性分析。结果表明:共获121个等位基因,每个位点的等位基因数在2-6个不等,其大小在101-273 bp之间;各个世代平均等位基因数在3.75-4.58,平均观测杂合度在0.3391-0.3860之间。从F-检验结果上看,所有世代内有2个位点遗传分化较弱,8个位点遗传分化中等,2个位点遗传分化较大;配对比较F_st值(0.05-0.15)表明4个世代群体间遗传分化程度中等。F_is值表明有2个世代位点杂合度处于过剩状态;但对连续4个世代而言,每个世代均表现出一定程度的杂合子缺失。随着世代连续选育的进行,Nei氏遗传相似性逐渐减小(0.8203-0.8107-0.8031);遗传距离逐渐增大(0.1918-0.2099-0.2129);不同世代群体间遗传相似性系数为0.7873-0.8685,遗传距离为0.141-0.2391。4个世代平均PIC值为0.5055,表明选育后代遗传多样性较好,还有较大的选育潜力,可以继续进行上选。     

浙江双栉蝠蛾发生与土壤关系的层次递进判别分析

为了揭示浙江双栉蝠蛾发生与土壤化学指标、土壤深度的关系,在福建省邵武市拿口镇三丰村选取春笋被浙江栉蝠蛾重度危害和轻度危害各2个样地进行调查,土壤由表及里依次分成3个层次,对每个层次测定pH值、全N含量等7个指标,采用判别分析法分别对每一层及不同层次的组合进行分析。结果表明: (1)各层独立分析,第1层单个指标中具有显著性的是有机质(X₇),判别最有效的组合是全N含量(X₂)和速效K(X₆);第2层中单个指标都不具有显著性,判别最有效的组合仍为全N含量 (X₂)和速效K(X₆);第3层单个指标中具有显著性的是有机质(X₇),判别最有效的组合是速效K(X₆)和有机质(X₇)。 (2)依据第1层判别函数能够完全正确判别分组第2层和第3层,第2层判别函数能够完全正确判别分组第3层,但第2层判别函数不能够完全正确判别分组第1层,第3层判别函数不能够完全正确判别分组第1层和第2层,判别函数具有随土壤层递进而正确判别的递进性,而不具有逆土壤层进行正确判别的逆向性。 (3)对第1层与第2层的组合、第2层与第3层的组合的判别分析,发现单个指标的显著性有所变化,但判别组合的指标没有变化,再次说明了土壤理化性状是由表及里的影响特性。 (4)与方差分析和多重比较的结果相比较,判别分析不仅能反映单个指标在分组中的显著性,而且反映出指标组合的重要性,表明单个指标的显著性不能构成对分组区别的决定性。在层次递进分析过程中,可以清晰地表明各指标在各层以及层次组合中的作用,反映出了层与层间的关系。 由此可以得出:土壤的理化性状是由表及里地影响,与浙江双栉蝠蛾发生危害程度关系密切的是全N含量 (X₂)和速效K(X₆),即全N含量 (X₂)的增加和速效K(X₆)的减少会使危害程度加重,其次为全P含量(X₃),全P含量的增加可使危害程度加重。判别分析法较方差分析和多重比较更全面深刻地反映了浙江双栉蝠蛾发生与土壤的关系。     

降雨对草地土壤呼吸季节变异性的影响

利用土壤碳通量自动观测系统(LI-8150)对呼伦贝尔草原在自然降雨条件下的土壤呼吸作用进行了野外定位连续观测,研究结果表明:降雨对土壤呼吸作用存在激发效应和抑制效应,降雨发生后1-2 h内土壤呼吸速率可增加约1倍,当单次或者连续降雨累积量大于7-8 mm,或土壤含水量大于29%-30%时,降雨对土壤呼吸会产生明显的抑制作用。土壤呼吸的激发效应往往体现在次日,表现为次日平均土壤呼吸速率的显著升高;而抑制效应则在当日即可体现出来,表现为观测当日平均土壤呼吸速率的明显下降。土壤呼吸季节变异性与降雨频率和降雨强度密切相关,在降雨量一定的情况下,较低的降雨频率和较高的降雨强度会增加土壤呼吸的变异性。呼伦贝尔草甸草原而言,在生长季土壤平均含水量为16.5%时,土壤呼吸的温度敏感性值(Q₁₀)为2.12;而平均土壤含水量为26%时,Q₁₀值为2.82,明显高于前者,土壤含水量与Q₁₀之间存在正相关关系。降雨导致土壤呼吸的激发效应和抑制效应交替发生,使草地土壤呼吸的季节变异性增加,降雨格局变化必然会对草地碳循环和碳通量特征产生深刻影响。     

胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应

胡杨(Populus euphratica Oliv)是塔里木极端干旱荒漠区优势乔木树种,由于其生长在荒漠环境中,极端高温远高于其它地区,因此研究胡杨对高温胁迫的响应特征对于解释胡杨的抗逆机理与生态适应策略具有极为重要的意义。以胡杨3种典型的异形叶为材料,研究不同温度对其叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明,25-45 ℃温度下胡杨异形叶的F₀、F_m、F_v/F_m与F_v/F₀变化不大,尤其F_v/F_m仍能保持在0.78左右,光合反应正常;高温胁迫下(＞45 ℃)F_m、F_v/F₀、F_v/F_m、F'_v/F'_m、qP、ΦPSⅡ、P和ETR均大幅降低;F₀、qN、E显著上升,而D先上升后下降,说明高温抑制了PSⅡ的功能,使PSⅡ反应中心活性下降,QA^-的还原速率加快,光化学电子传递速率降低,某些能量耗散途径受阻,影响了PSⅠ和PSⅡ激发能的平衡分配,最终导致光合机构受损、光合速率降低。胡杨3种异形叶的叶绿素荧光参数随温度升高变幅不同,高温处理下锯齿阔卵形叶各参数均高于卵形叶与条形叶,表明锯齿阔卵形叶比卵形叶和条形叶具有更强的高温耐受能力。用模糊数学的隶属度函数对胡杨3种异形叶的耐热性进行综合评价,锯齿阔卵形叶的耐热性最强。     

植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30 ℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P < 0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P < 0.05),在90% SSM和温度30 ℃培养状况下分别为346.41 μgC/g和241.01 μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%-95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60% SSM最高,而原生林在90% SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q₁₀值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。     

华北平原玉米田生态系统光合作用特征及影响因素

采用涡度相关法对华北平原夏玉米田进行了连续4a(2003-2006年)的碳通量观测,结果表明:夏玉米田生态系统初始量子效率(α)、最大光合速率(P_max)、暗呼吸速率(R_d)和总初级生产力(GPP)随作物生长发育而变化。在夏玉米生育前期和后期,α、P_max、R_d和GPP都比较小,其最大值出现在抽穗期/灌浆期。2003-2006年,夏玉米生长季平均α、P_max、R_d的范围分别为0.054-0.124 μmol/μmol、1.72-2.93 mg CO₂ · m^-2 · s^-1、0.23-0.38 mg CO₂ · m^-2 · s^-1。α、P_max和R_d均随叶面积指数(LAI)增加呈指数增长。2003-2006年夏玉米生长季GPP总量分别为806.2、741.5、703.0、817.4 g C/m²,年际差异较大。玉米田生态系统GPP随温度升高呈指数增长。在玉米营养生长阶段,GPP随LAI增加而增大,两者之间的关系可用直角双曲线方程来表示;生殖生长阶段,GPP随LAI降低而下降.相同LAI下,生殖生长阶段的GPP明显低于营养生长阶段。     

高大气CO2浓度下小麦旗叶光合能量利用对氮素和光强的响应

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO₂浓度、2个光照强度和2个氮水平的组合处理,通过测定小麦叶片光合速率-胞间CO₂浓度响应曲线和叶绿素荧光参数,来测算小麦叶片光化学速率、光合电子传递速率以及叶绿体磷酸丙糖利用效率(TPU)等参数,研究施氮量和光强对高大气CO₂浓度下小麦旗叶光合能量传递与分配的影响,以阐明全球气候变化下植物光合能量分配对光合作用适应性下调的作用机制及其氮素调控。结果表明,大气CO₂浓度升高后小麦叶片的光呼吸电子传递速率(J₀)和Rubisco氧化速率(V₀)显著下降;光合电子流的光化学传递速率(J_C)、Rubisco羧化速率(V_C)和TPU则明显升高,而且施氮后变化幅度加大;小麦叶片J_C/J_F(PSⅡ反应中心总电子流速率)和TPU/V_C显著增加,经过PSⅡ反应中心的电子流更多地进入碳同化过程,表现较高的光合速率(P_n)。遮荫提高了叶片光化学速率和PSⅡ反应中心总电子流速率(J_F),这一作用在低氮叶片尤为突出,但使得J₀和V₀明显升高,并显著降低J_C/J_F,所以P_n明显下降。正常光照条件下,增施氮素可提高小麦叶片的J_F、J_C、V_C和TPU,并使高大气CO₂浓度下J₀和V₀较正常大气CO₂浓度处理显著降低,有效地提高了植物叶片对光能的利用效率;遮荫后高大气CO₂浓度下小麦叶片J_C、V_C、TPU、J_C/J_F和TPU/V_C显著高于正常大气CO₂浓度处理,而且这一变化不受氮素水平的显著调节。因此,氮素在高大气CO₂浓度下对小麦叶片光合能量利用的调节因光强而异,正常光照下可显著改善小麦叶片对光合能量的利用状况,而遮荫后这一作用减弱。     

冬季饥饿再投喂对菲律宾蛤仔生长、存活和生化组成的影响

2007年12月—2008年4月,在冬季低温（水温3.0 ℃～4.2 ℃、盐度25～27、pH 7.90～8.16）条件下,采用饥饿时间不等、恢复投喂时间相同的方式,研究了饥饿再投喂对不同规格菲律宾蛤仔生长、存活及体组分的影响.结果表明：在冬季低温条件下,各试验组菲律宾蛤仔生长性状的差异不明显;其对饥饿的耐受能力随着蛤仔规格的增大而升高;存活率随着饥饿时间的延长而降低,但整个试验过程中未出现不可逆点.从较大规格菲律宾蛤仔（壳长7 mm）的体组分上看：菲律宾蛤仔水分、脂肪含量随着饥饿时间的延长而下降;蛋白质含量在饥饿前期随着脂肪的消耗而上升,后期因脂肪的过度消耗开始被利用而下降;灰分含量在整个试验过程中的变化不显著.     

Septal pore complex morphology in the Agaricomycotina (Basidiomycota) with emphasis on the Cantharellales and Hymenochaetales

The ultrastructure of septa and septum-associated septal pore caps are important taxonomic markers in the Agaricomycotina (Basidiomycota, Fungi). The septal pore caps covering the typical basidiomycetous dolipore septum are divided into three main phenotypically recognized morphotypes: vesicular-tubular (including the vesicular, sacculate, tubular, ampulliform, and globular morphotypes), imperforate, and perforate. Until recently, the septal pore cap-type reflected the higher-order relationships within the Agaricomycotina. However, the new classification of Fungi resulted in many changes including revision of existing and addition of new orders. Therefore, the septal pore cap ultrastructure of more than 325 species as reported in literature was related to this new classification. In addition, the septal pore cap ultrastructures of Rickenella fibula and Cantharellus formosus were examined by transmission electron microscopy. Both fungi have dolipore septa associated with perforate septal pore caps. These results combined with data from the literature show that the septal pore cap-type within orders of the Agaricomycotina is generally monomorphic, except for the Cantharellales and Hymenochaetales.It appears from the fungal phylogeny combined with the septal pore cap ultrastructure that the vesicular-tubular and the imperforate type both may have arisen from endoplasmic reticulum. Thereafter, the imperforate type eventually gave rise to the perforate septal pore cap-type.     

RPB2 sequences reveal a close phylogenetic relationship between tetraploid Hordelymus and diploid Hordeum species in Triticeae (Poaceae)

The origin of Hordelymus genome has been debated for years, and no consensus conclusion was reached. In this study, we sequenced and analyzed the RPB2 (RNA polymerase subunit II) gene from Hordelymus europaeus (L.) Harz, and its potential diploid ancestor species those were suggested in previous studies. The focus of this study was to examine the phylogenetic relationship of Hordelymus genomes with its potential donor Hordeum, Psathyrostachys, and Taeniatherum species. Two distinguishable copies of sequences were obtained from H. europaeus. The obvious difference between the two copies of sequences is a 24 bp indel (insertion/deletion). Phylogenetic analysis showed a strong affinity between Hordeum genome and Hordelymus with 85% bootstrap support. These results suggested that one genome in tetraploid H. europaeus closely related to the genome in Hordeum species. Another genome in H. europaeus is sister to the genomes in Triticeae species examined here, which corresponds well with the recently published EF-G data. No obvious relationship was found between Hordelymus and either Ta genome donor, Taeniatherum caput-medusae or Ns genome donor, Psathyrostachys juncea. Our data does not support the presence of Ta and Ns genome in H. europaeus, and further confirms that H. europaeus is allopolyploid.     

Mycobiota associated with the ambrosia beetle Scolytodes unipunctatus (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae)

Ambrosia beetles (Coleoptera: Scolytinae) are associated with strictly entomochoric and mutualistic fungi. We studied the mycobiota associated with Scolytodes unipunctatus, ambrosia beetles that infest Cecropia trees in Central America. Isolates were characterized using morphology and rDNA sequences (ITS region, LSU, and SSU rDNA). Four species are described here: Raffaelea scolytodis sp. nov. (Ophiostomatales), Gondwanamyces scolytodis sp. nov., Custingophora cecropiae sp. nov., and Graphium sp. (Microascales). The genus Custingophora is emended to include Knoxdaviesia anamorphs of Gondwanamyces based on uniformity of DNA sequences and phenotype.