海南岛不同林龄短枝木麻黄凋落物内外真菌多样性分析

以海南海口桂林洋滨海立地上幼龄林、中龄林和成熟林短枝木麻黄为研究对象,采集凋落物和林地土壤样品,利用IlluminaMiseq PE300测序平台对凋落物内外真菌ITS rDNA进行高通量测序,分析了凋落物内外真菌群落多样性及其与凋落物和林地土壤理化性质的关系。结果表明：（1）所有样品获得669476条有效序列,隶属6门23纲59目119科212属314种。3林龄木麻黄凋落物外生真菌多样性和丰富度高于内生真菌。（2）内外真菌群落结构有较大共性,子囊菌门和担子菌门为优势门,煤炱目、炭角菌目和木耳目为内外真菌共同优势目。Coniochaetales、Magnaporthales等4个目仅在凋落物内部分布,而蛙粪霉目、丝孢酵母目为外生真菌特有菌群。（3）木麻黄凋落物pH值和有机碳显著影响着凋落物内生真菌群落结构,而土壤容重和铵态氮显著影响着外生真菌群落结构。研究结果为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。     

海南岛不同林龄的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化, 通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5-8年)、中龄林(林龄15-20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明: (1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地; (2) Shannon-Wiener指数(H′), McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大, 不同林龄林地间的H′差异显著, 幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异; (3)主成分分析结果表明, 在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高, 这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。     

海南岛北部木麻黄林凋落物与土壤养分、细根生物量的关系

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄防护林地表凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较实验,研究防护林凋落物-土壤养分-细根生物量三者之间的关系。结果表明:(1)处理样地与对照样地的年凋落物量分别是6.0162和5.9505t·hm-2,但无显著性差异。两种样地一年内凋落物量变化的时间格局较一致。凋落物组成均为小枝占比例最高,且小枝凋落物量月动态与凋落物总量月动态相似,杂物占比例次之,皮+枝占的比例最小;(2)N、P、K元素归还量的月动态变化在两样地中均较一致。两样地中小枝养分归还量的大小顺序为N>K>P;(3)处理样地在短时间无新鲜凋落物输入情况下,两样地的土壤养分含量无显著性差异;(4)两样地的细根生物量季节动态均呈现"单峰"特征,细根生物量在实验期间无显著性差异,但处理样地的细根生物量有随时间延长低于对照样地的趋势,清除凋落物的处理可能会引起细根生物量的减少。     

凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响

凋落物分解是生态系统营养物质循环的核心过程,而土壤微生物群落在凋落物分解过程中扮演着极其重要且不可替代的角色。随着生物多样性的丧失日益严峻,探讨凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响,不仅有助于了解凋落物分解的内在机制,而且可为退化草原生态系统的恢复提供参考。以内蒙古呼伦贝尔草原退化恢复群落中的草本植物为研究对象,依据植物多度、盖度、频度和物种的重要值及其在群落中的恢复程度筛选出排序前4的羊草（Leymus chinensis）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、麻花头（Serratula centauroides）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）的凋落物为实验材料,通过设置3种凋落物多样性水平（1,2,4）,包括11种凋落物组合（单物种凋落物共4种,两物种凋落物混合共6种,四物种凋落物混合共1种）,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法来研究分解60 d后凋落物多样性及组成对凋落物分解和土壤微生物群落的影响。结果表明：（1）凋落物物种多样性仅对C残余率具有显著影响,表现在两物种混合凋落物C残余率显著低于单物种凋落物,而凋落物组成对所观测的4个凋落物分解参数（质量、C、N残余率以及C/N）均具有显著影响;（2）凋落物物种多样性对细菌（B）含量具有显著影响,而凋落物组成对真菌（F）含量具有显著影响,两者对F/B以及微生物总量均无显著影响;（3）冗余分析结果表明凋落物组成与凋落物分解相关指标（凋落物质量、C、N残余率及C/N）和土壤微生物（真菌、细菌含量）的相关关系高于凋落物多样性。（4）进一步建立结构方程模型（Structural Equation Model,SEM）发现,凋落物初始C含量对凋落物质量、C、N残余率及C/N有显著正的直接影响;凋落物木质素含量对凋落物质量、C、N残余率有显著正的直接影响;凋落物初始N含量对N残余率有显著正的直接影响,而对C残余率及C/N有显著负的直接影响;凋落物初始C/N对凋落物质量、N残余率有显著正的直接影响,而对C/N有显著负的直接影响。此外,凋落物初始C、N、木质素含量及C/N均对真菌含量具有显著正影响,并可通过真菌对凋落物质量分解产生显著负的间接影响。以上结果表明该退化恢复区域优势种凋落物分解以初始C、木质素为主导,主要通过土壤真菌影响凋落物的分解进程,这将减缓凋落物的分解速率进而减慢草原生态系统的进程。这些结果为凋落物多样性及组成对自身分解和土壤微生物群落的影响提供了实验依据,也为进一步分析凋落物分解内在机制以及草原生态系统的恢复提供了数据参考。     

凋落物多样性及组成对凋落物分解及土壤微生物群落的影响——二氧化碳倍增条件下

受全球变化的影响生物多样性的丧失日益严重,及时了解凋落物物种多样性及其组成如何直接或者通过调节微生物群落来间接影响凋落物分解已经成为生态学领域的热点问题之一。在呼伦贝尔典型草原区,羊草（Leymus chinensis）为原生群落建群种,茵陈蒿（Artemisia capillaris）、麻花头（Serratula centauroides）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）在退化及恢复群落中的多度均较大,本研究以此4种植物的凋落物为研究对象,在两倍于当前大气CO₂浓度（800 μmol/mol）条件下,通过嵌套实验设计来研究凋落物多样性（凋落物组成）对凋落物质量、C、N残余率和残余C/N的影响,并深入分析凋落物初始性质以及土壤革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）、细菌（B）、真菌（F）及土壤总微生物磷脂脂肪酸（Phospholipid Fatty Acid,PLFA）含量和F/B对凋落物分解的影响。结果表明：（1）凋落物多样性及组成对凋落物质量、C、N残余率以及残余C/N均具有显著影响;凋落物组成对G⁺ PLFAs含量具有显著影响;（2）冗余分析（Redundancy Analysis,RDA）结果表明凋落物组成对凋落物分解和土壤微生物群落相关指标的影响高于凋落物多样性;（3）结构方程模型（Structural Equation Model,SEM）结果表明凋落物初始木质素含量和初始C/N均对凋落物分解具有显著影响,其中凋落物初始木质素含量起主导作用,其还可通过对土壤真菌PLFAs含量的影响来间接影响凋落物N残余率和残余C/N。所得结果可为大气CO₂浓度升高条件下退化草原生态系统的物质循环特征的预测乃至草原生态系统功能的合理评估提供数据支持。     

泰山4种优势造林树种叶片凋落物分解对凋落物内细菌群落结构的影响

为研究泰山不同造林树种凋落物叶分解对细菌群落的影响。以泰山4种主要优势造林树种刺槐(Robinia pseucdoacacia)、麻栎(Quercus acutissima)、油松(Pinus tabulaeformis)和赤松(Pinus densiflora)为研究对象,采用凋落物分解袋法及Illumina Miseq测序平台对细菌16S rDNA V4—V5区扩增产物进行双端测序,分析了4种树种叶片凋落物分解对细菌群落结构及多样性的影响。结果表明:(1)4种树种叶片分解速率差异显著(P0.05),刺槐分解速率显著高于其他3个树种(P0.05),表现为刺槐赤松油松麻栎。(2)4种叶凋落物分解一年后化学元素含量与初始化学元素相比均存在显著差异。C、木质素含量均显著降低(P0.05);N、P含量显著升高(P0.05)。(3)所有样品一共获得643440条有效序列,分属于35门,92纲,121目,246科,410属,206种。细菌群落NMDSβ-多样性分析显示除油松和赤松间差异较小外,其他树种间差异程度均较大。其中,细菌群落相对丰度在5%以上的优势类群是变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门,且在4种处理之间差异显著(PSymbol|@@0.05)。在纲水平上,α-变形菌纲、β-变形菌纲、不明放线菌纲、鞘脂杆菌纲、γ-变形菌纲、δ-变形菌纲为主要的优势纲,其中不明放线菌纲和鞘脂杆菌纲差异显著(PSymbol|@@0.05)。在种水平上,Bradyrhizobium elkanii和Luteibacter rhizovicinus在4个处理中都为优势种,每个处理也都有自己所特有的优势种。(4)4个处理细菌丰富度(OUT、观测到的物种数和ACE指数)和系统发育多样性(PD指数)之间差异显著(PSymbol|@@0.05),且阔叶树种刺槐和麻栎显著高于针叶树种赤松和油松。(5)叶片凋落物性状和细菌群落NMDS分析表明,细菌群落多样性受到凋落物化学性质的影响,尤其是凋落物初始C/N比和木质素/N比。此外,在细菌群落多样性和叶片凋落物化学性质两个因素中,分解速率与凋落物化学性质相关性更大。研究结果有助于理解细菌群落结构和多样性对森林生态系统叶片凋落物分解的影响。     

水杉凋落物水浸提液对其种子萌发和生长的化感作用

为探究水杉凋落物的化感作用是否是影响其天然更新的障碍因素,该文设置了8种水杉新鲜凋落物和自然凋落物水浸提液浓度200、100、50、20、10、5、2、1 g·L^-1和CK,分析不同类型不同浓度凋落物水浸提液对水杉种子萌发和生长的化感作用的影响。结果表明：(1)水杉新鲜凋落物水浸提液对水杉种子发芽率和发芽势影响不显著(P>0.05),对发芽指数有显著影响(P<0.05),1、100、200 g·L^-1显著抑制种子发芽;水杉自然凋落物水浸提液对水杉种子萌发3个指标影响均不显著(P>0.05),而浓度为5、10、50、200 g·L^-1时则有抑制效应。(2)水杉种子芽长、胚轴和主根长度均在不同浓度的新鲜和自然水杉凋落物水浸提液间差异显著(P<0.05),并随着水浸提液浓度的增加(≥10 g·L^-1)而逐渐降低,尤其是50～200 g·L^-1范围内抑制作用显著增强。(3)新鲜和自然水杉凋落物水浸提液对自身种子萌发后生长的抑制作用相较于对种子萌发强,并且新鲜凋落...     

不同林龄胡桃楸林下植物多样性的差异

以黑龙江省帽儿山地区不同林龄胡桃楸(Juglans mandshurica)人工林为对象,在考虑化感物质影响的基础上,研究了不同林龄林分植物多样性的差异.结果表明:随着胡桃楸林龄的增加,林下灌木丰富度指数(IMa)、多样性指数(Isw)及Pielou均匀度指数(J)均呈现递增趋势;林下草本,除均匀度指数外,其他2个指数随着林龄的增长呈递减趋势;随着胡桃楸年龄的增加,草本种类由14种逐渐减少到10种;16年生的胡桃楸林分重要值较大的物种有蔷薇科的山楂叶悬钩子,菊科的一年蓬、蒲公英和蔷薇科的蛇莓委陵菜;23年生胡桃楸林分重要值较大的灌木物种有榆科的春榆和木犀科的暴马丁香,草本植物有禾本科的龙常草和蕨类植物;51年生胡桃楸林分中重要值较大的灌木物种为木犀科的暴马丁香,重要值较大的草本物种为木贼科的木贼和紫草科的山茄子;胡桃楸林植物多样性受胡桃醌的影响较小,土壤有效磷、速效钾对灌木的多样性指数影响较大;灌木与草本植物对pH值的适应范围明显不同;其他土壤指标,如容重、含水率、有机质、全氮等对灌木及草本多样性指数的影响均表现出相反的作用.     

小兴安岭不同林龄天然次生白桦林凋落物分解及养分变化

在2009年5月到2010年10月。以小兴安岭地区3种林龄的天然白桦次生林（20a,36a,82a)为研究对象,采用网袋分解法研究不同林龄的白桦林凋落物分解过程中的残留量和养分动态变化。结果表明：不同林龄白桦林在分解过程分为两个阶段：快速分解阶段(0~150 d)和缓慢分解阶段(150~540 d)。凋落物残留量随时间呈指数变化趋势。年分解常数k值在0.584～0.657,凋落物分解50%和95%所用的时间分别为1.06～1.19 a和4.56～5.13 a。3种林龄白桦天然次生林分解速率从大到小依次为82 a>36 a>20 a。在凋落物分解过程中,C和K元素浓度不断释放,而N和P元素浓度先上升后下降,最终N元素为富集,P元素为释放模式。     

入侵植物肿柄菊叶片凋落物化感潜力的研究

外来入侵植物肿柄菊(Tithonia diversifolia)对入侵地的生态环境造成严重危害, 为明确肿柄菊叶片凋落物的化感作用, 研究不同浓度肿柄菊叶片凋落物水提液对黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)和高丹草(Sorghum sudanense)幼苗生长的影响, 同时结合盆栽试验研究了肿柄菊叶片凋落物在入侵地土壤中的化感作用。结果表明, 肿柄菊凋落物水提液对3 种受体植物的生长具有显著地化感作用, 低浓度水提液对3 种受体植物的幼苗生长有显著促进作用, 而随着水提液浓度的增加则表现为抑制作用。当水提液浓度为0.1 g·mL–1 时, 肿柄菊对高丹草幼苗根长和黑麦草幼苗茎高的抑制作用最强, 化感效应指数分别为–52.2%和–33.9%。同时, 肿柄菊凋落物与土壤混合比例为30 g·kg–1 和50 g·kg–1 时可显著减低3 种受体植物的生物量, 进一步证实肿柄菊叶片凋落物在土壤中的化感抑制作用。研究表明, 肿柄菊可通过其叶片凋落物在入侵地土壤中分解, 释放化感物质, 从而抑制邻近植物的生长, 为其进一步入侵创造有利的生长环境。     

不同海岸距离上木麻黄凋落叶金属元素含量及归还量动态特征

精确估算生态系统内部环境梯度引起的养分循环差异, 对评估其生态功能十分重要。为探讨不同距海生境对木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶金属元素含量及养分归还动态的影响, 以福建省惠安赤湖国有防护林场木麻黄凋落叶为研究对象, 按照离海由近及远的顺序设置5个距离(T₁到T₅), 收集凋落叶测定金属元素含量。结果表明: 1)海岸梯度环境对木麻黄凋落叶各元素含量及归还量具有显著影响, 由基干林带向林内元素含量、归还量呈线性规律, 总体上近海高于远海, 按照离海由近及远元素含量逐渐降低, 铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和锰(Mn)在T₄后上升, 归还量变化趋势与含量相似。2)凋落叶元素含量在不同月份存在显著差异, Na、Fe、Cu、Zn具有相似性, 6月、11月存在明显低谷; Mn在2至4月下降后波动上升。归还量总体表现为钠(Na)、Cu相似, 5、8、次年1月出现峰值;Mn、Fe、Zn相似, 5、8、11、次年1月出现峰值。3)土壤Na含量按照离海由近及远逐渐降低, 其他元素波动变化, 各距离之间差异不明显。4)凋落叶Na-Fe含量存在显著正相关关系, Na-Zn、Fe-Cu、Fe-Zn含量存在极显著正相关关系; 土壤与凋落叶相同元素含量间存在正相关关系, Na和Cu达到显著水平。究其原因, 叶片元素含量差异受叶凋落时间差异造成的重吸收差异影响大; 月间差异因植物生命活动对元素需求量存在差异; 归还量差异与凋落叶量及元素含量有关。     

Dynamic characteristics of metal element content and return of Casuarina equisetifolia litter at different distances to the coastline

精确估算生态系统内部环境梯度引起的养分循环差异, 对评估其生态功能十分重要。为探讨不同距海生境对木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶金属元素含量及养分归还动态的影响, 以福建省惠安赤湖国有防护林场木麻黄凋落叶为研究对象, 按照离海由近及远的顺序设置5个距离(T₁到T₅), 收集凋落叶测定金属元素含量。结果表明: 1)海岸梯度环境对木麻黄凋落叶各元素含量及归还量具有显著影响, 由基干林带向林内元素含量、归还量呈线性规律, 总体上近海高于远海, 按照离海由近及远元素含量逐渐降低, 铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和锰(Mn)在T₄后上升, 归还量变化趋势与含量相似。2)凋落叶元素含量在不同月份存在显著差异, Na、Fe、Cu、Zn具有相似性, 6月、11月存在明显低谷; Mn在2至4月下降后波动上升。归还量总体表现为钠(Na)、Cu相似, 5、8、次年1月出现峰值;Mn、Fe、Zn相似, 5、8、11、次年1月出现峰值。3)土壤Na含量按照离海由近及远逐渐降低, 其他元素波动变化, 各距离之间差异不明显。4)凋落叶Na-Fe含量存在显著正相关关系, Na-Zn、Fe-Cu、Fe-Zn含量存在极显著正相关关系; 土壤与凋落叶相同元素含量间存在正相关关系, Na和Cu达到显著水平。究其原因, 叶片元素含量差异受叶凋落时间差异造成的重吸收差异影响大; 月间差异因植物生命活动对元素需求量存在差异; 归还量差异与凋落叶量及元素含量有关。     

Functional diversity of soil microorganisms in Casuarina equisetifolia woodlands of different stand ages in Hainan Island

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化, 通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5-8年)、中龄林(林龄15-20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明: (1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地; (2) Shannon-Wiener指数(H′), McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大, 不同林龄林地间的H′差异显著, 幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异; (3)主成分分析结果表明, 在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高, 这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。     

厦门木麻黄种群交配系统及近交衰退

木麻黄耐沙生,盐碱,是沿海优良的防护林树种,从20世纪80年代开始,木麻黄林呈现出衰退现象。采用等位酶分析技术研究木麻黄种群的交配系统及近交衰退,木麻黄种群异交率为0．622,表明为混合酱类型,与其亲缘种比较来看,引种降低了木麻黄异交率,增加了近交,采用电是接估算的近交衰退程度很高。结果表明,引种过程中的建立者效应引起的近交及其后的近交衰退确定在木麻黄林衰退中起了重要作用,根据基因型有选择地引起木麻黄以减轻衰退。     

短枝木麻黄小枝单宁对其幼苗生长及单宁含量的效应

以短枝木麻黄(Casuarina equisetifolia)小枝中提取的单宁处理其幼苗,探讨其化感作用及其对幼苗单宁含量的影响.结果表明,单宁对木麻黄幼苗的生长有显著抑制作用,且随着处理浓度的升高,抑制作用逐渐增强,处理15 d后,单宁的化感作用对芽长的抑制程度显著高于根长.单宁处理后,幼苗体内单宁含量也发生显著变化,随着处理浓度的升高而逐渐降低,尤其是总酚和可溶性缩合单宁的含量,单宁溶液的浓度与被处理幼苗体内单宁含量间有显著的线性负相关.因此,短枝木麻黄体内的单宁会对同种的幼苗产生化感作用,这种化感作用不仅影响幼苗的生长和发育,也会通过影响幼苗体内次生代谢物质的形成而影响幼苗对食草动物和其他不利因素的抵抗能力.     

外源微生物对木麻黄幼苗生长和土壤微生物群落的影响

将解淀粉芽孢杆菌(YB706)和伯克氏菌(BK8)外源添加至木麻黄盆栽苗中,运用Biolog生态板和磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探究外施细菌能否改善连栽木麻黄土壤养分和微生物群落及植株生长.结果 表明:与空白处理(CK)相比,YB706和BK8处理的木麻黄盆栽苗土壤碱解氮、速效磷显著增加,土壤全氮、全磷、全钾和速效钾无...     

滨海沙地木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林细根养分与能量动态

2005年1月到2005年11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根养分和能量的季节动态进行了观测,结果表明:(1)6种元素的含量在不同林龄木麻黄细根中都具有明显的季节变化。各林龄细根的N含量一般在冬夏季节较高,且死细根的N浓度高于相同林龄的活细根,除12林龄活细根P浓度在7月份有最大值外,其他各林龄活、死细根在一年中呈波动性下降,K含量在冬季较高,而在其他季节变化幅度不大,除5林龄活细根和18林龄死细根在3月份和7月份有两个峰值外,其他林龄细根Ca含量随季节变化较小,Mg含量随季节变化总体呈下降趋势,而在11月份上升;各林龄C则呈波浪形变化;(2)随着林龄的增大,细根N、P、Mg含量的变化模式相似,都呈先增加,后降低,再增加的趋势,K和Ca含量变化趋势相似,但变动幅度存在差别,C则呈波浪形变化;(3)随着季节的变化,灰分、干重热值和去灰分热值呈"V"形变动,一年中都存在两个峰值,分别在3月份和7月份或9月份;(4)灰分、干重热值和去灰分热值随林龄的增大表现为波浪形增加。由此可见,不同森林类型的细根养分和能量动态具有季节和林龄的特殊性,在进行整个地区森林生态系统物质循环和能量流动研究时,应考虑不同森林类型的特性。