石灰岩退化生态系统不同恢复阶段土壤酶活性研究

研究了石灰岩退化生态系统不同恢复阶段的土壤酶活性.结果表明,石灰岩退化生态系统土壤酶活性在土壤剖面上无明显的递减规律;随着演替进展,土壤酶活性增强,土壤酶活性随植被特征、土壤类型以及酶本身的性质不同而表现各异.整体上石灰岩各阶段土壤酶活性:灌木林>柏木乔林>草本,同一植被类型下石灰岩柏木林>紫色砂岩柏木林.石灰岩退化生态系统土壤酶活之间以及酶活与pH值之间无显著相关性,而含水率和土壤全氮则与土壤酶活性呈显著或极显著相关,说明水分以及养分是石灰岩地区生态恢复的关键性因子.不同类型的土壤酶在同一植被土壤系统中酶活性表现不一,同一种酶在同一土壤类型而不同的生态恢复阶段酶活性表现不一,同一植被类型下的不同土壤类型中酶活性也有分异.     

玉米胚SOD提取物对糖尿病大鼠血糖、血脂及血清氧化应激状态的影响

目的:探讨玉米胚SOD提取物对于糖尿病大鼠血糖及主要脏器抗氧化能力的影响.方法:成年雄性Wistar大鼠36只,随机分为以下6组:1)正常对照组;2)糖尿病模型组:腹腔注射四氧嘧啶175mg/kg,连续两天;3)二甲基双胍对照组:糖尿病模型+灌服10mg/kg盐酸二甲基双胍;4)SOD高剂量组:糖尿病模型+灌服0.3gSOD提取物;5)SOD中剂量组:糖尿病模型+灌服0.18g SOD提取物;6)SOD低剂量组:糖尿病模型+灌服0.06g SOD提取物.连续3周,动态监测血糖,血清总胆固醇和甘油三酯.45天后处死动物,提取血清,采用硫代巴比妥酸法测定脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量;DTNB法测定还原型谷胱甘肽(GSH)含量;黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶(SOD)活力.结果:不同剂量的玉米胚SOD提取物对四氧嘧啶所致高血糖模型大鼠具有明显的降低血糖作用,可降低血清中总胆固醇和甘油三酯.并使血清MDA水平降低,抗氧化物质GSH含量增加,SOD活力升高.结论:玉米胚SOD提取物具有一定的降低血糖、血脂功效,可能与增加机体抗氧化能力有关.     

生物催化甲醛生成L-木糖

在当今不可再生资源日益消耗的情形下,利用生物合成的技术,将甲醛转变成糖类,具有重要意义。该过程最重要的是找到一个合适的催化剂组合来实现甲醛的二聚反应。在最近的研究中,报道发现了一种乙醇醛合酶(Glycolaldehyde synthase,GALS)可以催化这一反应,将其与D-果糖-6磷酸醛缩酶(D-fructose-6-phosphate aldolase,FSA)组合使用,即"一锅酶"法,可以利用甲醛合成L-木糖,并且转化率可达64%。这一过程的实现也为合成其他糖的反应提供了参考。     

VA真菌对构树(Broussonetia papyrifera)幼苗物质代谢的影响

石灰岩地区因其干旱瘠薄的生境特征,植被难以恢复,然而仍有一些适生植物如构树生长良好,原因可能与根际微生物有关。就石灰岩适生植物构树(Broussonetia papyrifera)进行菌根真菌摩西球囊霉(Glomus mosseea)、地表球囊霉(Glomus versiforme)、透光球囊霉(Glomus diaphanum)的单独接种、混合接种和不接种处理,幼苗生长3个月后测定其生理指标,以期从代谢水平上了解植物对VA真菌的生理响应。结果表明：构树幼苗叶片可溶性糖、蛋白质,脯氨酸和叶绿素均较非接种处理有不同程度的显著提高,丙二醛含量则较对照降低。各代谢物质存在一定相关性。在物质代谢水平上,构树幼苗对不同VA真菌处理有不同的生理响应。宿主植物和VA真菌之间存在一定的相互选择。接种VA真菌提高了石灰岩适生植物构树的抗逆性。     

模拟喀斯特不同土壤生境下黑麦草对水分胁迫的生长和光合生理响应

以多年生草本黑麦草为对象,模拟喀斯特生境土壤特征设置浅而宽(Shallow and wide, SW:30×30×5 cm³)和深而窄(Deep and narrow, DN:10×10×45 cm³)两种土壤容器,以正常降水量为对照供水(W100%),设减水50%(W50%)和减水70%(W30%)共3种水分处理进行盆栽实验,探究了两种不同土壤生境中土壤水分变化对黑麦草生长及光合生理的影响,以进一步理解喀斯特地区植物的适应对策。结果显示:(1)SW生境对水分变化敏感,随供水减少土壤含水量显著下降。轻度减水下植物叶面积增大,光合速率提高,地上部分生长得到促进,但水分严重减少对其生长和光合生理有抑制作用,但地上质量分数和水分利用效率却显著升高;(2)DN生境保水能力较好,随供水减少土壤水分含量下降较为平缓。叶片相对含水量、气孔导度和比叶面积在各水分处理之间差异不显著,但严重减水条件下总生物量、地上质量分数和水分利用效率均有回升。研究表明:浅而宽生境中植物倾向于通过提高地上部分的生长,保持较高的光合速率,并向地上部分分配较多生物量来应对水分胁迫;...     

不同水分处理下喀斯特土层厚度异质性对两种草本叶片解剖结构和光合特性的影响

为了探究不同水分处理下草本植物对喀斯特土层厚度变化的叶片形态建成和光合生理响应,以黑麦草(Lolium perenne L.)和苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为研究对象,通过盆栽水分受控试验,研究了3种水分处理[正常供水(W_(ck)),减水1组(D1)和减水2组(D2)]下3种土层厚度[浅土组(S_S)、对照组(S_(CK))和深土组(S_D)]对两种草本叶片解剖结构和光合特性的影响。结果表明:(1)正常供水下(W_(ck)),黑麦草和苇状羊茅在浅土组(S_S)的气孔密度和气孔限制值(Ls)均显著高于对照组(S_(CK)),净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)降低;在深土组(S_D),两种植物的气孔密度都有所下降,黑麦草的叶脉密度、Pn和Tr均低于对照组,而苇状羊茅的叶脉密度和Pn表现出增加;(2)D1水分条件下,黑麦草在浅土组的气孔密度较对照组增加,叶脉密度、Pn和Tr均降低,而苇状羊茅的气孔密度有所降低,叶脉密度、Pn和Tr未受到显著影响;在深土组中,黑麦草的气孔密度不变,叶脉密度增加,而Pn和Tr均降低;苇状羊茅的气孔密度降低,但叶脉密度、Pn和Tr均升高;(3)D2水分条件下,两种植物在浅土组的叶脉密度较对照组均增加,气孔密度、Pn和Tr均受到抑制;在深土组,黑麦草的远轴面气孔密度较对照组下降,两种植物的其他指标未受到明显影响。可见,在不同水分条件下,植物的叶片解剖结构和光合特性对不同土层厚度的响应不一,且不同物种间也有差异。总体上随着水分减少,土层厚度降低对植物的光合抑制作用增强,而厚度增加对深根植物的光合促进作用和对浅根植物的光合抑制作用先增强后减弱。植物气孔和叶脉性状特征随水分条件的变化在一定程度上与叶面积和叶片宽度的变化有关。     

基于容器分区处理探究黑麦草生长对喀斯特不同土壤生境和水分的响应

为了探究不同水分条件下喀斯特地区分布不均、厚薄不一土壤小生境对禾本科草本植物生长的影响,用3种不同深度的容器(对照深度CK,深土D和浅土S)两两组合为6种复合容器(CK-CK、CK-S、CK-D、D-D、S-D和S-S)以实现容器分区,研究了黑麦草的根系生长、生物量积累及其分配特征。结果表明:1)在水分充足(W_0)条件下,组合了浅土容器和深土容器的处理中,黑麦草的根系生长(根长、根直径、根表面积和根生物量)均低于对照容器(CK-CK),且有浅土容器的组合处理(S-S,S-D,CK-S)受抑制程度大于有深土容器的组合处理(CK-D,D-D);当水分含量降低后,即中水(W_1)和低水(W_2)条件下,有深土容器的组合[D-D和(或)CK-D]根系生长与对照相比显著增加,而有浅土容器的组合[S-S和(或)CK-S]根系生长与对照相比显著降低。2)对比同一处理不同容器分区中黑麦草生长指标发现,在水分充足情况下,深土容器和浅土容器均会抑制植物生长,而当水分减少,S区根系生长被严重抑制,但D区根系增长优势明显。3)水分充足条件下,根冠比未受到显著影响;当水分降低时,组合了深土容器的处理根冠比均有升高的趋势,组合了浅土容器的处理根冠比有降低趋势。由此可见,不同土壤生境带来的物理空间限制会影响植物根系生长和生物量积累与分配,但水分的减少会改变根系生长及生物量积累对不同土壤生境的响应:在水分充足时,土壤物理空间是影响根系生长和生物量积累与分配的主要因子,黑麦草主要发展浅层根系。而当水分减少时,黑麦草根系在浅层土壤中无法获取供给生长代谢活动的足量水分,更倾向于将有限的有机物分配给根,通过根系伸长、表面积和体积增大、直径增粗等策略加强水分吸收,从而增强对干旱的抗逆性,提高对土壤和水分异质性的适应。     

模拟不同降雨时间格局下喀斯特垂直异质生境对桢楠幼苗光合和生长的影响

由于岩石裸露、地表破碎、坡度陡峻、洼地土壤堆积等因素的共同作用,喀斯特区域土壤具有明显的不连续性和高度异质性,土壤侵蚀往往较为严重。喀斯特地区高度异质性的生境为植物提供了不同的水分、肥料、空气和空间,对植物的生长和生理具有显著影响。在全球气候变化下,降雨时间格局的改变可能将进一步加剧喀斯特的生境异质性。桢楠是我国特有的国家二级保护树种,虽然它只零星分布在喀斯特地区,但由于它能在岩石间生长得很好,仍被认为是一种可能的适宜树种。以二年生桢楠（Phoebe zhennan S.Lee）幼苗为研究对象,研究总降水量相同条件下两种降雨时间格局（I_2d：2 d降雨间隔;I_19d：：19 d降雨间隔处理）和三种垂直异质小生境（S₀：无石全土,S_1/2：半石半土,S_3/4：多石少土）对其光合生理和生长的影响。结果显示：（1）在I_2d条件下,桢楠幼苗的光合速率在半石半土生境（S_1/2）下最大,且有较大的地径和株高;而在I_19d条件下,桢楠的光合和生长（株高和地径）均随着岩溶裂隙层的增厚逐渐减小。（2）在全土生境（S₀）下,降雨时间格局的改变并不影响桢楠的光合和株高,而在有岩溶裂隙层的生境下（S_1/2和S_3/4）,降雨时间间隔的延长会抑制桢楠的光合和株高及地径的生长,提高气孔密度,且这种抑制或促进作用会随着岩溶裂隙层的增厚而加剧。研究表明,在降雨间隔时间短,降雨均匀充足时,有少量的岩溶裂隙能够促进桢楠的生长和光合,但降雨间隔时间延长后,这种作用丧失。另一方面,在土壤相对较厚时,降雨时间间隔的改变对桢楠的光合和生长影响不显著,但岩溶裂隙层的增加,加剧了降雨时间间隔增大对桢楠光合的负面影响。     

基于视觉特性的川西亚高山秋季景观林色彩量化及景观美学质量评价

景观美学质量评价是森林资源管理体系中的重要环节,色彩是秋季景观林的重要组成部分,色彩的定量分析及科学地进行景观美学质量评价对秋季景观林的经营管理具有重要意义。本研究通过美景度评判法评估川西亚高山秋季景观林整体的美学质量,根据人眼视觉特性从色彩组成和色彩空间格局两方面定量分析色彩特征对秋季景观林观赏价值的影响。结果表明: 根据美景度值将川西亚高山秋季景观林景观美学质量从高到低划分为5个等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),71.5%的景观属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级,说明川西亚高山秋季景观林具有较高的观赏价值;按美景度值大小排序,阔叶混交林的景观美学质量大于针阔混交林和纯林;在色彩要素综合指标评价体系中,按指标权重大小排序,色彩斑块异质性因子>秋季主色调因子>色彩饱和度与明度因子>色彩多样性与均匀度因子;通过聚类分析将川西亚高山秋季景观分为3类,其中,观赏价值较高的秋季景观林具有斑块破碎化和异质性程度大、秋季彩色占比大、绿色占比小、高明度和高饱和度、高色彩多样性指数和高均匀度指数的色彩特征;群落中植物或彩叶植物越丰富,多样性和均匀度指数越高,美景度值越大。在秋季景观林的打造中,应注重色彩的多样性和破碎化处理,通过种植和培育叶色多样且色泽鲜亮的树种来提高秋季景观林的美学质量。     

不同土壤厚度、水分和种植方式对喀斯特两种草本凋落物分解质量损失和化学计量特征的影响

为了探究生长期间不同土壤厚度、水分及种植方式处理对草本植物凋落物分解质量损失和化学计量特征的的影响,采用分解袋法,在露天分解床上分解经过生长期间2种土壤厚度(对照土壤厚度和浅土处理)、2种水分(正常灌水处理和干旱处理)和2种种植方式(单种和混种)处理的苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)和黑麦草(Lolium perenne L.)凋落物,研究生长期间土壤厚度和水分减少及不同的种植方式是否通过改变两物种初始凋落物质量、产量和组分来影响自身凋落物分解。结果发现:(1)与对照组(CK)相比,在干旱组(D)和浅土+干旱组(SD),两物种地上、根系和总的凋落物质量损失率、初始N和P含量均显著增加,凋落物产量、C/N和C/P显著降低,凋落物地上组分比大体上无显著变化;而不同的种植方式处理对各组分质量损失率、元素含量、计量比、凋落物产量和组分比大体上无显著影响;(2)两物种地上、根系和总凋落物的质量损失率分别与地上、根系和总N含量呈显著正相关,与C/N呈显著负相关,与凋落量呈显著负相关,而总凋落物质量损失率与地上凋落物组分比呈显著正相关。结果表明,生长期间干旱和浅土+干旱处理能够通过影响苇状羊茅和黑麦草的初始凋落物质量、产量和组分比来加快地上、根系和总凋落物分解,其中凋落物N含量和C/N是影响两物种凋落物分解快慢的主要原因。