切尔诺贝利核事故以来隔离区动物生态的研究概况

综述了切尔诺贝利核事故以来乌克兰Schmalhausen动物研究所(SIZ)对核工厂周围隔离区(exclusionzone ,EZ)的野生动物所进行的长达20年的放射生态学调查研究。基于乌克兰以往鸟类迁移的观察资料,评估了137Cs和 90Sr在隔离区候鸟体内的含量。而且还选择一些动物物种作为环境状况的标准指示生物,目的是为了阐明1 37Cs在隔离区脊椎动物体内的污染情况;整个第聂伯河流域、基辅行政区和隔离区软体动物贝壳内 90Sr的β活性。结果表明不同物种相对放射性核累积、迁移和累积因素呈有规律的季节性和长期性变化趋势,这些参数的运用可以大大地减少数据的波动和复杂性。直接辐射毁坏森林后,营养链的崩溃和病死树昆虫害虫的爆发导致了其次级生态变化。99 %的隔离区并不直接受辐射的影响,人员撤离、农业和森林管理停止以及大规模排除污染是这些区域生态变化的主要因素。在初始变化之后,由于自然资源、捕食者和偷猎者等的限制,隔离区的动物密度和分布达到一个稳定的极限值。数年前成功地在隔离区引入了一群蒙古野马,该群体保持了稳定增长。重新评估了以前划定的若干自然保护位点目前的保护状况,并提出了建议扩大这些自然保护区的范围等保护措施。     

向日葵(Helianthus annuus L.)对133Cs、88Sr的吸收和分布

通过盆栽试验研究了向日葵(Helianthus annuus L.)对土壤中不同处理浓度¹³³Cs和⁸⁸Sr的吸收,以及¹³³Cs和⁸⁸Sr在向日葵不同部位的分布。结果表明：随着处理浓度的增加,植物中¹³³Cs或⁸⁸Sr的含量增加。同一处理浓度下,⁸⁸Sr含量约比¹³³Cs含量高一个数量级。¹³³Cs和⁸⁸Sr在植物不同部位分布不同。根部中¹³³Cs含量高于植物的其他部位（茎、叶、花）。不同于¹³³Cs在植物中的分布,⁸⁸Sr除在根中的分布外,主要转运到了叶片。¹³³Cs和⁸⁸Sr在向日葵体内的分布与目前对放射性¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的研究结果相似,所以¹³³Cs和⁸⁸Sr可分别预测¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的运转。向日葵是治理大面积低放核素污染土壤的较佳植物种类。     

利用137Cs技术研究黑土坡耕地土壤再分布特征

利用¹³⁷Cs示踪技术和不同的理论模型研究典型的东北漫岗地形的黑土土壤再分布状况.通过野外采样和模型分析,得出研究区¹³⁷Cs背景值为2 232.75 Bq·m^-2,介于长江三角洲和黄土高原背景值之间,表明¹³⁷Cs沉降与纬度和降水相关.研究区各地貌部位¹³⁷Cs含量在水平方向和深度分布上有很大的分异.坡肩部位¹³⁷Cs含量最低,土壤侵蚀最为强烈;坡顶和坡背侵蚀较为微弱;坡脚和坡足基本上表现土壤沉积.¹³⁷Cs分布深度从坡肩20 cm到坡足80 cm土层,表现出该区经历了强烈的侵蚀和沉积过程.文中采用4种常用的¹³⁷Cs土壤侵蚀模型估计研究区的土壤侵蚀速率,结果表明,PM模型明显低估了土壤侵蚀速率,MBM-1明显高估了土壤侵蚀速率,MBM-2和MBM-3估计的结果较为相近的合理结果.     

4种植物对133Cs和88Sr污染土壤的修复研究

以露地盆栽的苏丹草、向日葵、芥菜、萝卜4种植物为对象,研究它们对土壤中不同浓度(0、2.5、5.0、10.0、20.0、40.0mg/kg)133Cs、88Sr的吸收积累状况,并比较它们对133Cs、88Sr污染土壤的修复效率。结果显示:(1)4种植物单株生物量在各浓度处理下均表现为向日葵>萝卜>芥菜>苏丹草,但它们对133Cs的吸收能力为萝卜>苏丹草>向日葵>芥菜,单株133Cs累积量为向日葵>萝卜>苏丹草>芥菜,单株88Sr累积量表现为萝卜、向日葵>苏丹草>芥菜,而且4种植物对88Sr的吸收能力均强于133Cs。(2)萝卜在除10.0mg/kg133Cs外的各处理中富集系数均大于1,对土壤中133Cs的吸收能力较强;苏丹草在除5.0mg/kg133Cs处理外的转运系数均大于1,其余3种植物在各处理中的转运系数均低于1;88Sr在萝卜体内从根系向上转运到地上部分的能力明显高于其它3种植物,芥菜、向日葵次之。(3)4种植物对88Sr在体内向上的迁移转运能力均大于133Cs。研究表明,向日葵单株对133Cs、88Sr污染土壤的修复效率最高,萝卜次之,且向日葵和萝卜分别因其生物量和吸收能力优势而对被污染土壤中的133Cs和88Sr具有更强的提取能力。     

137Cs技术量化卧龙自然保护区不同生态系统水土保持能力

不同自然植被的水土保持能力可作为制定水土保持目标的重要参考. 通过应用137Cs技术测算卧龙自然保护区不同自然生态系统过去40年的土壤再分配情况, 以此量化可代表不同气候类型的自然植被的水土保持能力. 卧龙保护区地处四川盆地向青藏高原的过渡地带, 植被类型丰富. 研究选取了可以代表适温针阔叶混交林、耐寒落叶针叶林、耐寒灌丛、耐寒常绿针叶林、高山草甸的五个自然生态系统, 每个系统剖面的土壤净侵蚀速率依次是0.17, 0.16, 0.13, 0.11和0.06 kg/(m²·a), 它们的水土保持能力则正好与此顺序相反. 由于降雨量随海拔升高而增加, 使得不同生态系统的¹³⁷CsCs背景值随海拔不同而在1658.2~3707.2 Bq/m²之间变化. 在相似的气候带内制定水土保持策略时, 这些植被的水土保持效果都是必须要参考的.     

黄土丘陵小流域土地利用变化的土壤侵蚀效应: 基于137Cs示踪的定量评价

基于¹³⁷Cs示踪技术,结合土地利用变化数据,对黄土丘陵沟壑区羊圈沟小流域土壤侵蚀强度的演变过程进行了研究.结果表明：从20世纪80年代以来,该流域土地利用强度逐渐减弱;1980—2006年间,研究区坡耕地面积急剧下降,从94.9 hm²下降到0.2 hm²,乔木林地面积由0增加到51.1 hm²,灌木林地面积由0增加到19.2 hm²,果园林地面积由0增加到18.0 hm²,荒草地面积趋于稳定,由76.9 hm²增加到80.1 hm².研究期间,不同土地利用类型的土壤侵蚀强度依次为:坡耕地>灌木林地>果园林地>荒草地>乔木林地;1980、1984、1996和2006年流域土壤侵蚀强度分别为6408.9、5362.4、4903.9和3641.4 t·km^-2·a^-1,侵蚀程度由强度变为中度.土壤侵蚀强度降低的主要原因是该区的水保措施和植被恢复措施.     

C和δ15N)对比

对细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)新老组织及其根际土壤的碳氮含量和同位素组成进行了分析,探讨了苔藓衰老过程控制元素和同位 素变化的机制以及苔藓对土壤的贡献。同种组织碳氮含量之间的相关性反映了苔藓固碳能力和氮需求的相互联系。新生组织碳氮含量明显高于 衰老组织且存在相关性,反映了苔藓衰老过程体内碳氮物质向新生组织迁移的生理特征。两种组织之间同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)没有明显差 异,说明组织间的物质迁移没有产生明显的同位素分馏,其原因可能在于细叶小羽藓形态结构简单,体内物质迁移对碳氮同位素组成的影响较 小。相反,苔藓组织与根际土壤之间的有机碳/ 氮信息没有相关性,这可能与苔藓植物长期滞留营养物质、缓慢的分解和成土速度有关,反映了 该研究区苔藓层对土壤碳氮累积的贡献较小。     

Cu胁迫对狭叶香蒲体内元素吸收分配的影响

采用水培法,研究了不同浓度Cu²⁺胁迫下狭叶香蒲（Typha angustifolia）体内Cu及其他元素吸收分配的变化。结果表明：狭叶香蒲地上部和根系累积的Cu量均随Cu²⁺浓度升高显著增加;在同一浓度Cu²⁺胁迫下,根中Cu的累积量明显高于地上部。根系同一组织中的Cu百分含量随Cu²⁺浓度的升高均显著增加;同一Cu²⁺浓度下,根系各组织中Cu含量均表现为：中柱>皮层>表皮。低浓度（1和5 mg·L^-1）Cu²⁺对地上部及根中Ca、Mg含量及地上部Mn含量均无显著影响,但高浓度（80和100 mg·L^-1）Cu²⁺可促进植株对Ca的吸收,显著降低对Mg﹑Mn和Zn的吸收。较高浓度（55～100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫后,根系各组织对Ca的吸收增加,对Zn的吸收降低;55～80 mg·L^-1 Cu²⁺胁迫下根系不同组织对Cl和K的吸收增加,但高浓度（100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫下则显著降低。根系累积的Ca、Zn和K主要分配到中柱中,Cl主要分配到皮层中.     

苔藓新老组织及其根际土壤的碳氮元素含量和同位素组成(δ13C和δ15N)对比

 对细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)新老组织及其根际土壤的碳氮含量和同位素组成进行了分析,探讨了苔藓衰老过程控制元素和同位 素变化的机制以及苔藓对土壤的贡献。同种组织碳氮含量之间的相关性反映了苔藓固碳能力和氮需求的相互联系。新生组织碳氮含量明显高于 衰老组织且存在相关性,反映了苔藓衰老过程体内碳氮物质向新生组织迁移的生理特征。两种组织之间同位素组成(δ¹³C和δ¹⁵N)没有明显差 异,说明组织间的物质迁移没有产生明显的同位素分馏,其原因可能在于细叶小羽藓形态结构简单,体内物质迁移对碳氮同位素组成的影响较 小。相反,苔藓组织与根际土壤之间的有机碳/ 氮信息没有相关性,这可能与苔藓植物长期滞留营养物质、缓慢的分解和成土速度有关,反映了 该研究区苔藓层对土壤碳氮累积的贡献较小。     

中国不同地理区域鸟兽物种丰富度的相关性

生物类群之间物种丰富度的相关性研究是当前物种多样性研究中的热点问题之一,目前,中国尚无相关的研究报道。我们收集了中国三种区域类型：动物地理亚区、行政区和保护区的鸟兽名录,分析了行政区与保护区、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数比值及其相关性。 结果表明：不同区域、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数都显著相关。保护区尺度鸟兽物种 数的相关系数为0.818和动物地理区中的华北区为0.768,其他所有区域和地理区域的鸟兽物 种数的相关系数都高于0.850。因此,鸟兽物种数的相关关系在一定程度上具有预测价值。我们发现不同区域鸟兽物种数比值无显著性差异;但是,不同区域间鸟兽物种数 比值差异显著。该比值在中国呈中间低四周高的分布趋势,其中东北地区最高。我们还利用历史累积调查数据与非历史累积调查数据进行了鸟兽物种数比值及其相关性分析,发现利用累积数据计算的相关性低于非累积数据计算的相关性,但利用累积数据计算的鸟兽物 种数比值高于非累积数据计算的比值。最后,探讨了为什么鸟类与兽类的物种数目会相关。我们根据物种－面积公式,S=CA^Z,导出了两个生物类群物种丰富度的相关关 系式。利用全国不同区域数据拟合,得到Z₁/Z₂＝0.913,Z₁/Z₂接近于1。于是 ,C₁/C2可视为近似等于R_am。本研究可推广到其他不同生物类群物种。物种数量的相关关系为快速评估区域的物种多样性提供了一条途径。     

长江三角洲地区雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值的变化

2003年6月至2005年7月,利用自行设计的雨水收集器对位于长江三角洲地区的常熟、南京和杭州3个观测点进行了全年性雨水观测,分析了雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和铵态氮自然丰度(δ¹⁵NH₄⁺)值的变化.结果表明：研究区3个观测点雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值均呈相似的季节性变化规律,两者的规律性变化在以田间农事耕作为主的常熟观测点尤其明显,而位于市区的南京观测点和位于城乡结合部的杭州观测点的规律性次之;雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N的峰值出现在6月下旬到8月上旬,然后逐渐下降,冬季降到最低;雨水中δ¹⁵NH₄⁺值在6月下旬到8月中旬为负值,在8月下旬到11月中下旬为正值,12月至翌年3月又变为负值,5至6月中旬又转变为正值.雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值的季节变化与不同作物生育期间氮肥的施用、当地气候的季节性变化以及其他NH3释放源的NH3挥发有关（人和动物排泄物、氮污染水体及有机氮源中的氨挥发）,其对大气湿沉降中NH₄⁺的来源、形态组成及陆地不同NH₃排放源的强度具有明显的指示意义.     

基于涡度协方差法和生理生态法对落叶松林CO2通量的初步研究

 该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据,对老山落叶松(Larix gmelinii)林(45°20′N, 127°34 ′E)的碳收支进行了分析。通过对每0.5 h所测数据进行的分析表明,能量平衡达到75％,说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况 下,林分光照利用效率显著高于晴朗天气,可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现,通过涡度协方差法计算的落叶松林生态 系统的总初级生产力在20～50 μmol•m^-2•s^-1之间,远高于冠层叶片的总光合速率9.8～23.4μmol•m^-2•s^-1 (平均值16.2μmol•m^-2•s^-1 ),而 当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时,两种方法测定结果吻合性较好,说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系 统呼吸方面,以有风夜晚净生态系统交换量（NEE）来代表生态系统呼吸总量（3～9μmol•m^-2•s^-1）低估了生态系统呼吸总量,粗略估计较生 理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50%左右（14.2μmol•m^-2•s^-1）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异, 呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。     

分布的影响

采用营养液水培,以2个耐盐性不同的黄瓜品种为材料,研究了不同浓度NaCl处理下幼苗植株体内K⁺、Na⁺和Cl^-在器官间的区域化分布及其吸收和运输特性的变化。结果表明：NaCl胁迫下,黄瓜植株体内K⁺含量下降,Na⁺和Cl^-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的升高而增大;不同器官间,茎中Na⁺和Cl^-含量最高,上位叶中Na⁺和Cl^-含量最低、K⁺含量下降幅度最小。与耐盐性较弱的“津春2号”相比,耐盐性较强的“长春密刺”根向茎运输的S_K,Na值较高,根系对Na⁺的截留作用较强,茎向上位叶运输的S_{K ,Na}和S_Cl,Na值均较高,叶片中K⁺含量下降幅度较小,K/Na和Cl/Na比值均较高,功能叶中盐分离子尤其是Na+积累较少,植株生物量较高。说明根系对Na⁺的截留能力较强且向上位叶运输Na⁺的选择性较低,是“长春密刺”耐盐性较强的主要原因之一。     

通量的初步研究

该文利用涡度协方差法和生理生态学方法（不同分量的累积和）获得的通量观测数据,对老山落叶松(Larix gmelinii)林(45°20′N, 127°34 ′E)的碳收支进行了分析。通过对每0.5 h所测数据进行的分析表明,能量平衡达到75％,说明涡度协方差法适应于本站的研究。较阴天气情况 下,林分光照利用效率显著高于晴朗天气,可能归因于阴天较多的散射光。以单位土地面积计算发现,通过涡度协方差法计算的落叶松林生态 系统的总初级生产力在20～50 μmol•m^-2•s^-1之间,远高于冠层叶片的总光合速率9.8～23.4μmol•m^-2•s^-1 (平均值16.2μmol•m^-2•s^-1 ),而 当综合考虑冠层光合和林下植物光合作用时,两种方法测定结果吻合性较好,说明林下植物对落叶松林碳平衡有重要影响。在估计森林生态系 统呼吸方面,以有风夜晚净生态系统交换量（NEE）来代表生态系统呼吸总量（3～9μmol•m^-2•s^-1）低估了生态系统呼吸总量,粗略估计较生 理生态学方法（不同呼吸分量的累积和）低估了50%左右（14.2μmol•m^-2•s^-1）。结果发现两种方法在估计森林碳平衡方面存在一定的差异, 呼吸量的估计差异应是今后研究的重点。     

长白山阔叶红松林二氧化碳浓度特征

采用红外气体分析仪对长白山阔叶红松林2003年度CO₂浓度特征进行了分层连续监测,并结合同步气象资料进行了分析.结果表明,长白山阔叶红松林CO₂浓度存在明显的日变化、季变化与垂直变化,这些变化与植被生理活动、土壤呼吸及林内湍流交换强度有关.生长季林内全天CO₂浓度最高值出现在凌晨5:00左右的近地面层,最低值出现在午后15:00左右的冠层部位;日出前后,随着逆温层的打破,林下CO₂有一明显的释放过程.观测期间林内O₂平均浓度为377 μmol·mol^-1,月平均最高值出现在1月,为388 μmol·mol^-1,最低值出现在8月,为352 μmol·mol^-1.生长季夜间森林表现为CO₂的排放,日间表现为CO₂的吸收汇;非生长季日间与夜间森林都主要表现为CO₂的排放源,但在午间冠层部位仍有数小时表现为CO₂的吸收过程.     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草（Cyperus alternifolius）和香根草（Vetiveria zizanioides）迁移养分的能力,建立17.0 m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P 18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

表层岩溶动力系统中土壤水分及其岩溶效应

对广西弄拉表层岩溶动力系统中森林和灌丛的土壤容重、非毛管孔隙度等物理性质以及土壤CO₂、土壤水和泉水水化学特征进行了研究.结果表明：森林和灌丛环境下的土壤物理性质存在显著性差异,影响土壤含水量.土壤水固定CO₂浓度和土壤CO₂之间存在显著的负相关关系.森林土壤水中游离CO₂浓度为0,灌丛为5.33×10³ mg·m^-3.土壤水和泉水中pH、Ca^2＋、Mg²⁺ 、Cl^-浓度存在一定的负相关关系,其K⁺、Na^＋、HCO₃^-浓度和有机碳含量存在正相关关系.经过雨水的淋溶,土壤层各离子浓度均大幅度增加,其溶蚀能力大大增强.森林环境下的岩溶作用稳定但强度大,灌丛环境下的岩溶作用活跃但强度小.     

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗叶绿体的影响

对“晋麦8号”小麦幼苗分别采用5 mW·mm^-2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ·m^-2·d^-1增强UV-B辐射及二者组合进行处理,研究各处理组小麦幼苗叶绿体膜透性、叶绿体蛋白质含量以及叶绿体偶联因子CF-1的ATP酶活性、希尔反应的活性变化。结果表明：UV-B辐射后小麦幼苗叶绿体膜透性增加,叶绿体蛋白质含量有一定的下降,而ATP酶活性、希尔反应的活性均受到抑制。经过He-Ne激光辐照可使叶绿体膜透性降低、叶绿体蛋白质含量有一定的升高,同时ATP酶活性、希尔反应的活性也受到部分激活。这些变化说明增强UV-B辐射引起小麦幼苗叶绿体损伤,而一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗光合系统的损伤。     

UV-B辐射增强和CO2浓度倍增的复合作用对番茄生长和果实品质的影响

以番茄（Lycopersicon esculeutum）为研究对象,在人工模拟8.40 kJ·m^-2的UV-B辐射和700 μmol·mol^-1的CO₂浓度复合处理下,研究了番茄的生长和果实品质变化.结果表明,UV-B辐射使番茄的株高、鲜重、干重、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、光合速率、水分利用效率、可溶性蛋白、维生素c及番茄红素等降低,导致果实品质恶化;而CO₂浓度倍增作用相反.在UV-B辐射增强和CO₂浓度倍增复合作用下,番茄的上述指标与对照相比差异不明显.分析认为,CO₂倍增与UV-B辐射增强复合处理下,CO₂的正效应作用可以减轻甚至抵消UV-B辐射的负效应.     

CO2浓度升高与氮沉降对南亚热带森林生态系统植物生物量积累及分配格局的影响

 CO₂浓度升高与氮沉降增加对陆地生态系统的耦合作用已成为全球变化的研究热点。应用大型开顶箱(OTC)人工控制手段研究了人工生态系统在1)高CO₂(700±20 μmol·mol^–1)+高氮沉降(100 kg N·hm^–2·a^–1)(CN); 2)高CO₂(700±20 μmol·mol^–1)+背景氮沉降(C＋); 3)高氮沉降(100 kg N· hm^–2·a^–1)＋背景CO₂(N＋); 4)背景CO₂＋背景氮沉降处理(CK) 4种处理条件下荷木 (Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、海南红豆(Ormosia pinnata)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)等主要南亚热带森林植物的生物量积累模式及其分配格局。连续近3年的实验结果表明: 不同处理条件下, 各参试植物生物量积累具有不同的响应特征, N＋处理显著促进荷木、肖蒲桃及红鳞蒲桃生物量的积累; C＋处理显著促进肖蒲桃、海南红豆生物量的积累; CN处理显著促进除红锥外其他物种生物量的积累, 并且具有两者单独处理的叠加效应。不同处理改变物种生物量的分配模式, N＋处理降低植物的根冠比, 促进地上部分生物量的积累; C＋处理增加红锥和红鳞蒲桃地下部分生物量的分配, 却促进荷木和海南红豆地上部分的积累; CN处理仅促进红磷蒲桃地下部分的积累。群落生物量的积累与分配格局取决于优势物种的生物量及其分配格局在群落中所占的权重。