旱化对浙江山地沼泽湿地土壤与植物碳氮磷含量的影响

因受到气候变暖、人为干扰等因素的影响,浙江省山地沼泽湿地面临着缺水旱化的问题,泥炭藓沼泽、草本沼泽逐渐退化成旱化的沼泽。在山地沼泽旱化的过程中,山地沼泽湿地土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的变化趋势尚不明确。本研究选取浙江5块不同旱化程度的山地沼泽湿地,分析土壤表层0~60 cm剖面上土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、土壤pH值、土壤容重等,以及植物样方地上生物量、植物粉碎混合样的有机碳(OC)、TN、TP。结果表明: 浙江山区沼泽湿地SOC、TN含量丰富,但TP含量低;随着山区沼泽湿地的旱化,容重、pH值、地上生物量上升,而SOC、TN、TP、C∶N、C∶P、N∶P呈下降趋势,容重、pH值与SOC、TN、TP均呈显著线性负相关;不同旱化程度的浙江山区沼泽湿地土壤C、N、P等元素的累积量与植物凋落物输入量、湿地氧气条件、凋落物分解的难易程度等因素有关。浙江山地沼泽湿地旱化趋势明显,土壤C、N、P等营养元素的含量下降,而植物由湿生群落向中性群落演替,植物中C、N、P含量随着植物种类的变化而变化,与土壤C、N、P含量的变化关系不耦合。     

乌梁素海野生芦苇群落生物量及影响因子分析

 对内蒙古乌梁素海湿地野生芦苇(Phragmites australis)生物量的调查基础上,探讨了富营养化湖泊湿地水体的物理化学性质对芦苇生物量的影响。结果表明：1）由于环境因子的影响,芦苇群落生物量变化较大,介于1.73～3.00 kg·m-2之间;地下和地上生物量之比介于1.14～2.19之间;2）芦苇群落生物量受多种因素的影响,其中水深是最主要的限制因子,水上生物量和地上生物量随着水深的增加而增加,而地下与地上生物量的比值则随水深的增加而减少,这主要是由于水深改变了芦苇群落的结构（群落密度）和个体形态(株高和株茎);3）芦苇群落生物量随着水体N浓度增加而增加。芦苇各器官（叶、茎、根状茎和根）的N∶P为7.59～12.21,小于14,这也说明该水体中的N负荷是影响芦苇生长的主要限制因子;4）土壤有机质分解对芦苇生长没有产生毒害作用。     

本土和外来湿地植物土壤微生物生物量对水、盐胁迫的响应

对比了淹水和盐度升高对长江口滨海湿地本土植物芦苇(Phragmites australis)和入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)土壤微生物生物量(生物量碳-MBC、生物量氮-MBN)及其占土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)比例的影响。淹水条件下芦苇土壤MBC、MBN、MBC/SOC和MBN/TN显著降低(分别为26.0、46.7、16.5和42.2%)。而淹水条件下互花米草土壤微生物生物量指标变化均不显著。随盐度升高, 芦苇土壤除MBC/SOC外, MBC、MBN和MBN/TN均显著降低(分别为26.4、36.2和30.2%), 而互花米草土壤微生物生物量指标降低程度相对较低。淹水+盐度处理加剧了盐度对两种植物土壤微生物生物量指标的影响。然而, 互花米草土壤微生物与土壤营养因子对水、盐变化的敏感性较低。因此, 在未来海平面上升条件下, 入侵种互花米草与本土种芦苇相比土壤微生物群落更能适应淹水延长和盐水入侵等环境变化, 而且互花米草入侵可能将进一步加剧。      

黑河流域中游水陆交错带湿地芦苇种群动态变化特征

对自然状态下黑河流域中游水陆交错带湿地芦苇(Phragmites australis)种群生态特征以及地表淹水深度进行调查,分析该区芦苇种群的盖度、高度、密度和地上生物量等生态特征的季节变化和地表水位变化对芦苇种群生态特征的影响。结果表明:黑河中游水陆交错带湿地芦苇种群的生长过程具有明显季节性规律,盖度随着季节的推移呈先升高后下降的趋势,最高值出现在8月下旬,为99.7%;高度则随着季节的推移逐渐升高;密度随着季节的变化具有先升高后下降再升高的特点;地上生物量在5～6月、7～8月间增长较快,6～7月间增长相对较慢,8月下旬达到最大值,随后逐渐减少。淹水深度对芦苇种群的生态特征有显著影响,种群盖度、高度、密度、地上生物量的变化速率与淹水深度变化速率均有显著相关性(p<0.05)。     

三江平原4种典型湿地土壤碳氮分布差异和微生物特征

选择三江平原洪河湿地保护区4种典型湿地类型：小叶章+沼柳湿地、小叶章湿地、毛苔草湿地和芦苇湿地作为研究对象,分析了不同湿地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和微生物活性指标(土壤蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳MBC、微生物生物量氮MBN、微生物呼吸速率MBR、微生物商q_MB和代谢商q CO₂)的变化及其相互关系.结果表明： SOC和TN含量均随土层深度增加而减少,不同湿地类型之间具有极显著性差异(P<0.01).各湿地土壤酶活性(除过氧化氢酶)、MBC、MBN含量和MBR均以表层(0～10 cm)最高,并随着土层深度的增加而降低.在0～30 cm土层内,小叶章+沼柳湿地和小叶章湿地SOC、TN含量、土壤酶活性、MBC、MBN含量、MBR、q_MB和qCO₂均高于淹水区的毛苔草湿地和芦苇湿地.统计分析表明,SOC、TN与微生物活性指标(qCO₂除外)均存在极显著正相关关系(P<0.01).表明研究区土壤微生物特征对SOC、TN的变化具有重要的影响和指示作用.     

不同土壤类型对芦苇生长及光合特征的影响

以宁夏平原湿地恢复中常用的几种土壤进行芦苇栽培控制实验,获取芦苇在不同土壤环境中生长及光合作用特征,探讨影响芦苇正常生长发育的主要土壤因子和适宜土壤类型。结果表明:(1)不同土壤环境条件下芦苇的多度、株高、叶面积、株径、生物量存在显著差异,且各生态和生长特征值均为草炭土最大。(2)芦苇的光合参数Pn、Gs、Tr表现出相同的变化趋势,即峰值出现在10:00,具有明显的"午休"现象,但Ci值的变化趋势则相反。(3)不同土壤类型上芦苇的光合效应表现为草炭土沼泽土原位土灰钙土沙土,显示草炭土中芦苇的光合效应最强。(4)土壤因子与芦苇的生物量、净光合速率的通径分析及逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量(SOC)、全氮含量(TN)是影响芦苇生物量的决定因子;影响芦苇净光合速率的决定因子为土壤全氮含量(TN)、有机碳含量(SOC)和土壤全磷含量(TP),土壤全盐含量(TS)为限制因子。(5)芦苇属于典型的水生植物,对水分的要求较高,草炭土富含养分,且保水能力特别强,是最适合芦苇生长的土壤类型。     

湿地芦苇植株氮素分布动态特征分析

 湿地植物组织器官氮素变化是湿地氮循环的一个重要环节。对盘锦湿地芦苇(Phragmites australis)植株整个生长季地上和地下不同器官的含氮量进行分析, 结果表明: 芦苇不同器官(叶片、茎秆、根须、根茎)的含氮量差异显著, 总体表现为叶片＞茎秆＞根须＞根茎, 地上器官的含氮量大于地下器官, 且各器官含氮量的高值出现在生育前期。生长期叶片含氮量与累积叶面积指数呈负相关关系, 而成熟期叶片含氮量与叶面积指数呈负相关关系; 根茎含氮量随土壤深度的增加而增加; 根系含氮量与生物量呈线性关系。整个生长季芦苇群落氮库随生长进程逐渐增大, 2005年芦苇地上冠层和地下30 cm以上的氮储量分别为25.76和24.04 g·m^–2。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤养分及微生物活性

为探讨桂林会仙喀斯特湿地芦苇植物群落土壤养分垂直变化趋势和微生物活性特征,测定0~80 cm剖面土壤碳、氮、磷含量,微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)以及基础呼吸(BR)、呼吸势(PR)、微生物熵(qMB)和代谢熵(qCO_2)等微生物活性指标,分析土壤养分含量与微生物活性特征的相关性。结果表明:(1)土壤总碳(TC)、有机碳(SOC)、无机碳(SIC)、全氮(TN)、有机氮(Org-N)均随着土壤深度的增加而减少,土壤速效氮(AN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、全磷(TP)、速效磷(AP)、有机磷(Org-P)和无机磷(Inorg-P)含量在下层土壤中有所波动;SOC占TC含量比例较高,Org-N在TN中所占比例较大,Inorg-P含量略高于Org-P含量;(2)MBC、MBN、MBP主要集中在0~30 cm土层,且随剖面深度的增加,三者均逐渐降低,且土壤MBC与SOC、MBN与TN、MBP与TP均呈极显著正相关关系(P0.01);(3)BR和PR均随土壤深度的增加而显著降低,而qMB随着土层深度的增加先升高再降低,qCO_2的垂直变化整体呈下降趋势,但在中间土层间有所波动;(4)会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤养分和微生物活性各指标之间均呈极显著正相关关系,土壤微生物活性特征是反映会仙喀斯特湿地土壤质量状况的重要指标。     

滩涂湿地蟹类活动对表层土壤的扰动效应

为探究在不同植物群落中的大型底栖动物无齿螳臂相手蟹(Chiromantes dehaani)对滨海滩涂湿地表层土壤的生物扰动效应, 在江苏大丰糜鹿国家级自然保护区第三核心区的滩涂湿地潮坪区, 春季末期在潮沟附近的互花米草(Spartina alterniflora)群落、白茅(Imperata cylindrica)群落、芦苇(Phragmites australis)群落3个植物群落中, 分别设置多蟹围隔区、少蟹围隔区和无围隔区, 冬季采集并检测处理后围隔区蟹洞数量、土壤的理化性质及植物生物量等生态指标, 分析底栖动物对表层土壤的扰动效应。研究发现: 互花米草及白茅群落中土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量在多蟹区显著低于少蟹区, 蟹丘土壤的TOC及TN含量显著高于多蟹区表层土壤; 而在芦苇群落中则相反。互花米草群落多蟹区土壤C/N、白茅群落多蟹区土壤C/N及C/P显著低于少蟹区, 芦苇群落不显著。互花米草群落蟹穴数量与植物生物量呈显著正相关。研究结果显示, 相手蟹扰动降低了互花米草及白茅植物群落表层土壤的有机质稳定性, 加速碳氮分解, 降低表层土壤的碳氮含量, 并促进互花米草植物生物量的增长, 但对芦苇群落表层土壤扰动的影响则相反。     

水位调控对崇明东滩围垦区滩涂湿地芦苇和白茅光合、形态及生长的影响

于2011年植物生长季,研究了长江口崇明东滩围垦区滩涂湿地3个地下水位梯度(低水位、中水位和高水位)下芦苇和白茅的光合、形态和生长特征,以及土壤温度、湿度、盐度和无机氮含量等土壤因子.结果表明： 在生长旺期,芦苇叶片光合能力在高水位显著低于低水位和中水位,白茅叶片光合能力在3个水位梯度间无显著差异.整个生长季内,在单株水平,芦苇形态和生长指标总体上在中水位最优,白茅大多数形态和生长指标在3个水位梯度间差异不显著;在种群水平,芦苇植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在高水位最大,白茅植株密度、叶面积指数和单位面积地上生物量在低水位最大.生长季初期,3个水位梯度间0～20 cm土层芦苇根状茎生物量差异不显著,而0～20 cm土层白茅根状茎生物量在高水位显著低于低水位和中水位.作为围垦前的原生湿生植物,芦苇在3个水位梯度下表现的差异性可能是由于不同水位梯度下土壤因子和白茅竞争强度不同.合理调控围垦区滩涂湿地水位可以抑制中生草本植物白茅的生长和繁殖,有助于以芦苇为单优势种的原有湿地植物群落的恢复.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism