水曲柳和落叶松人工林根系分解与养分释放

采用埋袋法对水曲柳和落叶松粗根(5～10 mm)、中根(2～5 mm)、细根(＜2 mm)的分解速率及其养分释放进行了为期2年的研究.结果表明,水曲柳粗根、中根和细根年分解系数分别为0.3649、0.4381和0.2720,落叶松依次分别为0.1967、0.1955和0.2464.通过养分分析发现,根系分解过程释放大量C和养分.分解150 d后,两树种所有级别根系的可溶性糖释放均超过90%.水曲柳粗根和中根K的释放均在40%左右,细根K的释放为71%,落叶松所有级别的根系K的释放均在95%以上.在根系分解第2年,两树种粗根和中根N的释放在50%左右波动,P在40%左右波动,两树种细根N和P的释放均达到60%.因此,根系分解在C和养分循环中起重要作用,如果将其忽略,土壤有机质和养分元素的循环将会被严重低估.     

高浓度O3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O₃自然浓度(40 nmol·mol^-1)为对照,研究高浓度O₃(约120 nmol·mol^-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明：高浓度O₃未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O₃抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O₃处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O₃在分解前期(0～60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60～150 d)起促进作用.高浓度O₃处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O₃处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O₃处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O₃将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响

根系分解是陆地生态系统碳和养分循环的重要地下生态过程,研究宁南山区典型植物根系分解特征及其对土壤养分的影响,能够丰富和完善陆地生态系统的物质和能量循环机制,为我国黄土高原植被恢复过程中植物与土壤之间的养分循环提供依据。连续2年研究了宁南山区3种典型植物(长芒草、铁杆蒿和百里香)根系的分解特征及其对土壤养分的影响。结果表明,长芒草、铁杆蒿和百里香根系年分解指数(K)分别0.00891、0.01128、0.01408,分解速率依次表现为百里香铁杆蒿长芒草。分解16个月后3种典型植物根系释放大量养分,其中碳的释放量在57.05—124.39 g/kg;氮的释放量在0.12—0.47 g/kg。3种典型植物根系对土壤养分的影响主要表现为:试验结束时,0—5 cm表层土壤有机碳含量提高了0.17—0.35 g/kg,5—20 cm土层土壤有机碳含量提高了0.26—0.35 g/kg。相关性分析可知,植物根系养分释放量与土壤养分含量之间存在一定的负相关关系,当土壤养分含量较低时,根系会增加养分释放量进行补充。由此可知,根系分解提高了土壤养分含量,有效的促进了养分在根系-土壤中的循环。     

蒙古栎不同冠层部位叶片养分动态

以长白山原始针阔叶混交林优势树种蒙古栎为对象,研究了6-10月生长季不同冠层叶片单位叶面积质量(LMA)、单位质量和单位叶面积的C、N、P含量变化,以及N、P的再吸收效率与利用效率.结果表明:在生长季,蒙古栎冠层上、下部叶片的LMA和单位叶面积C含量(Carea)表现出明显的月动态变化;单位叶面积N、P含量(Narea、Parea)的月变化趋势与单位质量N、P含量(Nmass、Pmass)相似,而用单位叶面积与单位质量表示的N、P再吸收效率无明显差异.冠层位置对N的再吸收效率和利用效率无明显影响,但冠层上部P的再吸收效率和利用效率显著高于冠层下部.在未来气候变化情景下,蒙古栎较高的生存力和竞争力有助于促进生态系统的养分循环.     

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。     

灌木层及主要灌木树种在蒙古栎林养分循环中的地位和作用

本文对次生蒙古栎林中的灌木层及主要灌木树种（毛榛子,溲疏和刺五加）在林分分生物循环中的地位与作用进行了研究。研究结果表明,虽然灌木层在生物量,养分量,存留量,归还量等方面在林分中次于乔木层,但循环速率为０．６８,高于乔木层（０．６０）,又高于林分（０．６４）,在林分养分步入良性循环中起着重要的不可缺少的作用,毛棒子和溲疏是灌木中的优势或亚优势树种,是在养分良性循环中具有突出贡献的树种,是重点保护的     

3个温带阔叶树种根系长期分解速率研究

根系分解对土壤碳固持和养分长期有效性具有重要意义,但目前对根系的长期分解模式仍知之甚少。比较3个温带阔叶树种不同直径根系7 a分解动态,可为生态过程模型提供数据支撑。在帽儿山生态站采用分解袋法对白桦（Betula platyphylla）、春榆（Ulmus davidiana var.japonica）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）的5个直径等级（< 1 mm）、（1-2 mm）、（2-5 mm）、（5-10 mm）、（10-20 mm）根系进行了7 a野外分解实验。重复测量方差分析表明：时间、树种、直径与树种交互作用、树种与时间交互作用显著影响根系质量保持率。根系质量保持率随时间呈指数下降趋势,7 a间根系经历早期快速分解和后期慢速分解两个阶段,实验结束时根系仍剩余相当部分的初始质量（24%-56%）。利用Olson指数衰减模型估计各树种根系分解系数发现：白桦根系分解系数与根直径间具有显著的线性正相关关系,水曲柳具有显著对数正相关关系,春榆的关系不显著。3个树种短期分解系数均高估根系分解速率,而且不能完全代表长期分解系数的种内、种间差异。研究结果对理解根系长期分解速率随直径变化模式提供了数据支撑。     

红松人工林枝叶分解速度及养分动态的研究

修枝作为培育无节良材的重要经营措施已被广泛应用于生产,修落的枝叶能为林地提供大量的有机物,分解后提高林地土壤肥力。为了探明红松人工纯林枝叶分解过程中各种营养元素的变化规律,我们于1984年至1986年在草河     

根系在凋落物层生长对凋落叶分解及酶活性的影响

根系向凋落物层生长是森林生态系统存在的普遍现象,研究根系存在对凋落物分解的影响对理解森林生态系统的养分物质循环具有重要意义.在福建三明市楠木和格氏栲林进行1年的凋落叶分解试验,设置有根处理和无根处理(对照),研究根系生长对凋落叶分解速率、养分释放和酶活性的影响.结果表明:在分解360 d后,有根处理楠木和格氏栲凋落叶干...     

原始阔叶红松林下红松、蒙古栎混合凋落叶分解特征及相互作用研究

采用凋落物网袋（litter bag）分解法,模拟红松（Pinus koraiensis）(以下用P表示)和蒙古栎（Quercus mongolica）（以下用M表示）在不同演替阶段可能的组成比例(P、M/P1∶3、M/P1∶1、M/P3∶1、M）进行野外分解实验。分析不同比例的两种凋落叶混合的分解特征、相互作用及机理。结果表明：1.从质量损失率来看,与单种凋落叶分解情况相比,蒙古栎和红松凋落叶混合对凋落物分解具有促进作用,其中蒙古栎和红松（M/P）按1∶3混合分解最快,且随着蒙古栎凋落叶在混合比例中的增加,混合分解速率先减小后增大。2.从C、N元素动态看,C素在各处理的凋落叶主要表现为净释放,而N素在各处理中变现比较复杂,在各处理的红松凋落叶中表现为富集,而在各处理蒙古栎凋落叶中则表现为释放。蒙古栎凋落叶可以促进红松凋落叶C元素释放和N元素的富集,降低红松凋落叶的C/N比,促进红松凋落叶的分解。红松凋落叶能促进蒙古栎凋落物C元素释放,但对蒙古栎凋落叶N元素的释放作用不明显,对蒙古栎凋落叶的C/N比影响也并不一致。     

太行山南麓山区栓皮栎-扁担杆生态系统水分利用策略

分析了太行山南麓低丘山区降水、泉水、地下水、土壤水以及栓皮栎、扁担杆的氢氧稳定同位素特征,结合Iso Source模型确定了栓皮栎和扁担杆水分来源的季节性差异,并对栓皮栎和扁担杆水分利用策略进行分析。结果表明,同一生态系统中的栓皮栎和扁担杆枝条水的δ18O和δD值差别明显。雨季中栓皮栎和扁担杆水分来源较浅,以0—20 cm土壤水分为主,但旱季中栓皮栎和扁担杆水分主要来源均比雨季明显加深,其中栓皮栎主要利用40—60 cm土壤水分,扁担杆则主要利用20—40 cm土壤水分。此外,旱季后期栓皮栎还利用部分泉水,其比例达到了19.6%。二者水分来源的不同,使得栓皮栎与扁担杆在旱季期间能避开用水冲突。旱季中生长在生态系统上层的栓皮栎中午部分气孔关闭,蒸腾速率下降,生长在生态系统下层的扁担杆日均蒸腾速率、气孔导度则分别比栓皮栎下降了46.94%和30.58%。栓皮栎和扁担杆分别采取了深水源及部分气孔关闭和浅水源及低蒸腾耗散的水分利用策略来利用旱季中有限的水分,因而其组成的生态系统表现出较强地适合太行山南麓脆弱环境的生态适应性。     

高寒退化草地狼毒与赖草种群空间格局及竞争关系

种群空间格局的尺度转换效应反映了植物种内、种间竞争关系的变化过程。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,分析了干扰状态下狼毒(Stellera chamaejasme)和赖草(Aneurolepidium dasystachys)种群的空间格局及竞争关系。结果表明:随着草地退化过程加剧,狼毒种群空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,反映了协作转向竞争的种内个体间关系;赖草种群以聚集格局为主,体现了种内相互协作的个体间关系;二者空间关联性存在正相关、不相关和负相关的转换过程,正相关尺度逐渐缩小,负相关仅在重度退化草地出现,种群间关系表现为由协作转向竞争且竞争强度逐渐增大。干扰状态下,种群空间格局的尺度转换效应影响植物种内、种间的竞争关系及强度,反映了退化草地物种应对干扰的更新途径。     

芦苇、香蒲和藨草3种挺水植物的养分吸收动力学

采用常规耗竭法研究了浅水富营养化湖泊———乌梁素海湖滨植被带3种挺水植物芦苇、香蒲和藨草对H2PO-4、NH+4、NO-3的吸收动力学特征及差异。结果表明:3种挺水植物吸收H2PO-4时,藨草的吸收速率显著大于芦苇和香蒲,但三者对低浓度H2PO-4的适应能力均无显著差异;藨草对NH+4和NO-3的吸收速率均显著大于芦苇和香蒲,且在低浓度NO-3环境下仍能吸收该离子,但对低浓度NH+4环境的适应能力较差;与藨草相比,香蒲对NH+4的亲和力最强,吸收低浓度NH+4的效果最好。3种植物对NH+4的吸收能力均大于NO-3。挺水植物的养分吸收特征具有物种特异性并受根系结构的影响。利用植物的养分吸收特征,在富营养化湖泊生态修复中适宜用藨草治理含高浓度H2PO-4,NH+4和NO-3的水体,修复到一定程度后再种植香蒲来维持水质。     

黄土高原樟子松和落叶松与其他树种枯落叶混合分解对土壤的影响

通过采集树木枯落叶与土壤进行室内混合分解培养试验,研究了黄土高原常见的樟子松和落叶松与其他树种枯落叶混合分解对土壤性质的影响及存在的相互作用,从而为不同树木种间关系的探索和该地区人工纯林的混交改造提供科学指导。结果表明:12种枯落叶单一分解均明显提高了土壤脲酶(54%—110%)、脱氢酶(85%—288%)和磷酸酶(81%—301%)活性以及有机质(29%—55%)和碱解N(12%—49%)含量,但对土壤速效P含量和CEC的影响存在较大差异。综合而言,樟子松分别与白桦、刺槐、白榆、柠条和落叶松枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互促进作用,而分别与小叶杨、沙棘、紫穗槐、侧柏和辽东栎枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互抑制作用;落叶松分别与刺槐、白桦、小叶杨和紫穗槐枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互促进作用,而分别与柠条、侧柏、辽东栎、沙棘、油松和白榆枯落叶混合分解在对土壤性质的影响中存在相互抑制作用。     

香港巨牡蛎与长牡蛎种间配子兼容性

为了评估香港巨牡蛎与长牡蛎的配子兼容性,于2010年7月,以性腺成熟的香港巨牡蛎和长牡蛎为材料,研究了环境因子温度(16、20、24、28、32℃)、盐度(10、15、20、25、30)及内在因子精子浓度(100、101、102、103、104个/μL)、个体差异(240次杂交实验)对其受精率的影响,并计算了以上条件下的F50临界值。结果表明:香港巨牡蛎卵子可以与长牡蛎精子受精,但相反方向不能受精,存在着单向受精现象。温度是影响长牡蛎配子兼容性主要因子,盐度是影响香港巨牡蛎的主要因子,而温度、盐度交互作用是影响种间配子兼容性的最主要因子。种间配子温度、盐度的F50临界值分别为20.90℃、14.7。精子浓度及单对杂交中的个体差异均显著影响配子兼容性,精子浓度的F50临界值为2.40个/μL;在240次杂交实验中,有91次受精率不足50%,说明个体差异比例的F50临界值37.92%。从其内在因子来看,长牡蛎平均受精率最高(96.83%),配子兼容性较好;对于香港巨牡蛎(70.98%)与种间配子(58.70%)而言,受精水平相对较低,且存在着较大的个体差异。     

栎属7种植物种子的发芽抑制物质研究

运用系统溶剂法和生物测定法,以栎属7种植物种子为材料,研究了其种皮、胚(胚及周围部分子叶)和子叶(远离胚端2/3子叶)1.0 g/mL和0.5 g/mL浓度甲醇等浸提液以及各有机相对白菜种子萌发的影响。结果表明:栓皮栎、锐齿栎、蒙古栎、沼生栎和麻栎甲醇浸提液均能显著降低白菜种子发芽率、根长和苗高,且对发芽率的抑制作用逐渐降低;夏栎和房山栎甲醇浸提液对白菜种子发芽率没有显著影响,但对根长和苗高有一定的抑制作用;种子不同部位甲醇浸提液的抑制作用表现为胚>子叶>种皮,且甲醇高浓度浸提液的抑制作用大于低浓度的抑制作用;甲醇相对白菜种子发芽率、苗高或根长的抑制作用最强,其次是乙酸乙酯相,其它溶剂相萃取液的抑制作用不明显。栎属种子甲醇浸提液及各有机相对白菜种子苗高和根长的抑制作用强于对发芽率的影响,说明栎属种子中所含抑制物质主要是限制自身根和芽的生长,可能是造成延迟萌发和出苗不整齐的原因。     

Typha latifolia and Cladium jamaicense litter decay in response to exogenous nutrient enrichment

The role of nutrient availability in the decay of Typha latifolia and Cladium jamaicense litter and associated microbial responses were studied under controlled experimental conditions. The experimental setup consisted of three 14 m² mesocosms: (i) an experimentally enriched (N&P) mesocosm containing organic soil, (ii) a mesocosm with organic soil but no external enrichment, and (iii) a mesocosm with no external nutrient inputs and a mineral soil, each equally divided into two areas predominated by T. latifolia and C. jamaicense. Air dried senesced material of each plant species from the three units were placed in litterbags and were introduced back into their respective communities on the soil and water interface. Litter from T. latifolia degraded significantly faster than that of C. jamaicense. The half life of T. latifolia litter averaged approximately 274 days, C. jamaicense litter half life was extrapolated to approximately 377 days. Nutrient enrichment significantly increased the decay rates of T. latifolia, the nutrient effect on C. jamaicense decomposition was less apparent. The microbial biomass carbon in T. latifolia and C. jamaicense litter increased significantly as the litter decomposed. No significant differences between the litter types or amongst mesocosms were found. The relative activities of the extracellular enzymes acid phosphatase and β-glucosidase were significantly (P < 0.001 and P = 0.0284, respectively) affected by litter type and mesocosm over time. Litter associated alkaline phosphatase activity was largest in the mineral mesocosm, followed by the organic control and then organic enriched irrespective of litter type, β-glucosidase activity showed an inverse effect, enriched organic > organic control > mineral. The litter CO₂ and CH₄ microbial production rates showed a significant litter type and mesocosm effect (P = 0.0003 and 0.001, respectively). T. latifolia litter had larger associated methanogenic and microbial respiration rates than C. jamaicense litter. Nutrient enrichment enhanced both forms of microbial metabolic activities (CO₂ and CH₄ production). The effect of nutrient enrichment was primarily evident in the initial (3–6 months) period of decay, extracellular enzyme activities and the litter associated microbial metabolic activities showed most response during this decay stage.     

预处理方式对香蒲和芦苇种子萌发的影响

有性繁殖是植物种群形成与维持的主要方式。为探索退化湿地的快速恢复方法,为松花江下游退化湿地恢复提供科学依据,本研究开展了香蒲和芦苇种子快速发芽的有性繁殖实验。研究采用滤纸为发芽基质,通过变温培养试验,以未浸种处理为参照,分析了蒸馏水、双氧水(H₂O₂)、硝酸钾(KNO₃)和高锰酸钾(KMnO₄)溶液浸种的预处理方式对香蒲、芦苇种子发芽率和发芽速率的影响。结果表明:不同预处理方式对香蒲、芦苇种子的发芽率和发芽速率均具有显著影响。KMnO₄溶液浸种再清洗处理条件下,香蒲种子发芽率和发芽速率均显著高于其他处理,平均发芽率可达未浸种处理条件下的3.1倍,发芽速率为16.17±0.80。芦苇种子的发芽率和发芽速率在经KNO₃溶液浸泡再清洗处理后效果最佳,种子发芽率达96%-99%,发芽速率达28.43±0.71。因此,分别对香蒲、芦苇种子采用KMnO₄和KNO₃溶液浸泡再清洗的预处理方式可以缩短出苗时间,提高发芽率,从而加速湿地植被恢复进程。     

小兴安岭白桦次生林叶面积指数的估测

叶面积指数(LAI)是量化冠层结构最常用的参数之一,准确估测LAI对森林生态系统结构特性的研究具有重要意义.利用半球摄影图像法和LAI-2000法及半球摄影图像法结合凋落物法估测了小兴安岭白桦次生林LAI及其动态变化.首先对该林型叶凋落末期(11月初)的半球摄影图像进行合理校正(包括木质部分所占比例α,冠层水平集聚指数ΩE,校正值作为该时期常绿树种的真实LAI(LAIt),结合各调查期的凋落物数据,得到落叶季节(7-11月)的LAIt,并以该值为参考值,对比分析了两种光学仪器法估测值.结果表明:两种光学仪器法在LAI最大时期低估(分别低估2.83％、6.20％),其他时期显著高估(平均高估118.13％、89.34％),但两种光学仪器法与探讨方法估测值存在很好的相关性:LAIt=-1.1393+1.0934·LAIHP,R2=0.80; LAIt=-0.1712+0.6259·LAILAI-2000,R2=0.83.研究结果可为将来方便、快捷、准确的估测白桦次生林的LAI提供参考.     

旋覆花提取物对朱砂叶螨的生物活性及酶活性的影响

本文研究了旋覆花石油醚提取物对朱砂叶螨的毒力作用及其对相关酶活性的影响。结果表明：旋覆花石油醚提取物的杀螨活性较高,浓度为2mg?mL-1 时,校正死亡率达到92.05％。通过对旋覆花石油醚提取物进一步萃取、柱层析分离、薄层层析,发现最终得到的38个流分中,杀螨效果较好的是流分7,其校正死亡率为85.53%。流分7经GC/MS鉴定为羽扇豆醇,其校正死亡率达到66.46%。进一步测定羽扇豆醇对朱砂叶螨谷胱甘肽-S-转移酶、Ca2 -ATPase、过氧化物歧化酶的活性以及总蛋白含量的影响,结果表明经羽扇豆醇处理后,螨体内过氧化物歧化酶被激活,而谷胱甘肽-S-转移酶和Ca2 -ATPase均受到不同程度的抑制,蛋白总量在这个过程中没有明显的变化。上述结果表明旋覆花提取物羽扇豆醇可以有效地杀死朱砂叶螨,这为旋覆花作为新型植物源农药提供一定的理论依据。