基于地面观测的陆地生态系统碳储量多源数据整合方法

陆地生态系统有机碳储量通常指一定面积的植被、土壤和凋落物的有机碳存储量总和。准确评估陆地生态系统碳储量现状和变化,对于揭示全球变化对陆地生态系统碳库的影响、指导政府决策者制定气候应对策略和评估现有措施的有效性等具有重要意义。地面观测数据是生态系统碳储量及其变化评估的重要数据源之一,但目前除少数生态站开展了长期地面数据观测外,绝大多数地面观测数据呈现出多源化、相互不匹配、时间不连续等特点;因此,迫切需要发展科学、规范化的多源数据整合方法,将这些多源、分散的地面观测数据整编形成长期系统的地面动态观测数据集,提高数据资源价值。从陆地生态系统碳储量组分及其基本算法着手,系统梳理了植被和土壤碳储量估算中植被不同器官生物量和碳含量、土壤碳含量、土壤容重等关键参数的观测现状,并详细介绍了这些关键参数的科学推导方法。此外,也进一步讨论了多源地面观测碳储量数据整合的方法,并展望了该方法体系未来的发展方向,期待能为后续相关研究提供可借鉴的规范性方法。     

米曲霉M-4降解己烯雌酚的条件优化

【目的】以米曲霉(Aspergillus oryzae)M-4对己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)的降解率为响应值,对其降解条件进行优化。【方法】采用Plackett-Burman法对培养基组分和降解条件筛选显著性影响因素,并通过Box-Bohnken设计试验优化降解条件。【结果】最优培养基配方为:蛋白胨1.3%,CaCl_2 0.045%,葡萄糖0.5%,K_2HPO_4 0.15%,KH_2PO_4 0.05%,NaCl 0.05%,Tween 80 0.2%,DES质量浓度44 mg/L;最优培养条件为:初始p H 7.5,种龄72 h,转速140 r/min,培养温度28°C,培养时间72 h。【结论】在最优条件下菌株M-4对DES降解率为83.89%,比优化前(60.98%)提高1.38倍,差异极显著(P0.01)。     

植物呼吸释放CO2碳同位素变化研究进展

稳定性碳同位素是研究碳循环的有效手段。植物呼吸释放CO_2的碳同位素(δ~(13)C_R)变化是研究植物或生态系统与大气碳交换的重要方法,并可以揭示植物的生理过程、碳分配方式及其对环境变化的响应。介绍了目前国内外关于植物δ~(13)C_R变化的研究概况,植物不同器官δ~(13)C_R值及其日变化幅度趋势一致:叶片根系树干/茎,不同功能群植物其呼吸释放CO_2碳同位素组成存在差异。但植物δ~(13)C_R值日变化与呼吸底物的相关性在不同的研究中结果并不一致。导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化的主要原因为光合同位素效应、呼吸底物的供给及呼吸代谢中间产物利用、碳代谢相关酶的活性、LEDR(light enhanced dark respiration)、植物的遗传特性及外部环境改变。目前国际上已有较多关于导致植物呼吸δ~(13)C_R发生变化原因的研究,但内在机制的研究尚未完善。该领域研究在国内鲜有报道,因此,亟需加强我国关于植物δ~(13)C_R短期变化及其潜在呼吸代谢机制的研究。     

庞泉沟自然保护区常见禾本科植物内生真菌分布及其影响因素

以庞泉沟自然保护区4种不同群落类型林地和灌丛下的优势禾草为研究对象,调查不同禾草内生真菌感染率,研究内生真菌感染的禾草种群与原生生境的土壤理化性质、土壤酶活性及土壤微生物群落结构的相互关系。结果发现,影响紫羊茅、中亚薹草和野燕麦染菌率的主要因子是土壤水分含量和碳氮比,且土壤C、N、S以及土壤水分含量与紫羊茅的内生真菌染菌率成正相关,土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶与紫羊茅的感染率显著正相关,但中亚薹草与紫羊茅的结果相反。丝盖伞科是华北落叶松林和油松林土壤微生物群落的优势真菌,但不同染菌植被群落类型下的优势细菌微生物群落组成不同。总体看来,4种森林群落类型下禾草内生真菌染菌率与土壤理化性质相关性不同,且受到的生态因子影响大小也有差异,内生真菌感染导致各植被群落类型的土壤微生物群落结构具有差异,其优势土壤真菌和土壤细菌组成不同,这有助于进一步认识原生生境下不同感染率的禾草种群对土壤微生物群落结构的影响及其在生态系统中的各异生态学功能。     

安徽琅琊山大型真菌区系多样性

对安徽省琅琊山自然保护区大型真菌区系多样性进行了分析.结果表明该地区共有大型真菌107种,分属于25科56属,其中优势科为多孔菌科Polyporaceae(20种,占18.69％)、口蘑科Tricholomataceae(14种,占13.08％)、丝膜菌科Cortinariaceae(11种,占10.28％)、红菇科Russulaceae(10种,占9.35％),以上4科仅占琅琊山大型真菌总科数的16％,而种数占全部种数的51.4％;优势属有鹅膏属Amanita(8种,占7.48％)、栓菌属Trametes(7种,占6.54％)、乳菇属Lactarius(5种,占4.67％)、小皮伞属Marasmius(5种,占4.67％)、红菇属Russula(5种,占4.67％),共包括30种,占全部种数的28.04％.从属的区系地理成分上可分为:世界性分布成分(66.07％)、泛热带分布成分(19.64％)、北温带分布成分(10.71％)、东亚分布成分(1.79％).琅琊山大型真菌主要是以世界广布成分为主,其次是泛热带成分和北温带成分,这种分布状况可能与该地区的气候、地理和植被等自然条件的特征有着密切的关系.从种的组成上可划分为世界性分布种(70.09％)、温带分布种(14.95％)、热带-亚热带分布种(14.02％)及中国-日本共有种(0.93％)等4个分布类型,表现出一定的热带向温带过渡的区系特征.     

基于修正的Gash模型模拟小兴安岭原始红松林降雨截留过程

原始红松林是我国小兴安岭地区的顶级植物群落,理解它的降雨截留过程,对区域生态、水文环境具有重要意义.采用定位研究法,于2010-2011年21场降雨数据对原始红松林的降雨截留和分配效应进行系统研究,并结合当地的气象和林分资料,利用修正的Gash模型对小兴安岭原始红松林进行林冠截留模拟.该模型对穿透雨、树干茎流、截留量的模拟值分别为:370.91、16.14、130.07 mm.穿透雨模拟值比实测值低2.28 mm,相对误差1.75％,树干茎流模拟值高于实测值8.12 mm,相对误差50.3％,林冠截留量模拟值比实测值低2.35 mm,相对误差为1.81％.穿透雨和林冠截留量的模拟值和实测值有较好的一致性,树干茎流的模拟值和实测值相差较大.综合结果表明:修正的Gash模型对小兴安岭地区原始红松林降雨截留拟合具有很好的适用性.     

土地利用类型对千烟洲森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受温度和水分的影响,还对土地利用变化十分敏感.以中国科学院千烟洲生态试验站的柑橘园和湿地松人工林为对象,研究不同土地利用类型、温度(5、10、15、20和25 ℃)和水分(30%、60%和90%饱和含水量)对土壤碳矿化及其温度敏感性的影响.结果表明： 土地利用类型、温度和水分对土壤碳矿化都具有显著影响,且各因素间存在显著的交互效应.柑橘园和湿地松人工林土壤碳矿化速率均与温度呈正相关,60%饱和含水量处理下土壤碳矿化速率最高.在相同的温度和水分处理下,柑橘园土壤碳矿化量显著高于湿地松林.土地利用类型和水分对土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)具有显著影响.培养7和42 d,土壤碳矿化的温度敏感性随水分升高而上升;柑橘园温度敏感性高于湿地松林,且水分越高差异越明显.包含温度和水分的双因素模型可以很好地模拟土壤碳矿化对温度和水分的响应,温度和水分共同解释土壤碳矿化变异的79.9%～91.9%.     

中华鲟视网膜早期发育及趋光行为观察

视觉在鱼类摄食、集群、繁殖及洄游等活动中起着重要的信息传递作用,深入研究鱼类的视觉特性,对阐明其行为机制,了解视觉结构在不同发育时期的生态适应性具有重要意义[1]。鱼类和其他脊椎动物一样,感光细胞由感受强光的视锥细胞和感受弱光的视杆细胞组成。鱼类受到不同光强度照射时,能以不同的方式调节达到光感受细胞的有效光强度,从而适应于光亮或者黑暗的环境。鱼类感知光线刺激后能产生定向性运动,称为趋光反应。渔业生产上的光诱捕鱼根据这种特性用集鱼灯将鱼诱集到预定的水域进行捕捞,可大大提高渔获量。中华鲟(Acipenser sinensisGra…     

文冠果人工种群的果实发育与落花落果特性研究

以甘肃定西生长的文冠果为对象,探讨了文冠果果实发育特征及落花落果规律。结果表明：（1）文冠果果实生长发育历经约2.5个月,生长发育主要在花期后的40 d内。果实发育特点为：在花期过后的10 d内生长最快,增长率达193%,此后一月仍保持较快的生长速度,月增长率达120%,而最后一月生长比较缓慢,月增长率仅为7%,整个发育期内横径发育速度一直大于纵径;（2）文冠果落花落果主要发生在果实生长发育的初期,且落花落果率高,达94.65%(落花率5.74%,落果率88.91%）,坐果率低,只有5.35%。其落果特点为：落果是一个持续的过程,自花期过后果实膨大到成熟一直在落果,但也存在一个落果的高峰期,即花期过后的10 d内,落果最严重,落果率约达40%。研究认为,从保花保果的角度考虑,开花末期是文冠果水肥管理的重点时期。但从文冠果开花过于繁茂和可孕花分布过于集中而大量消耗树体和顶花序养分,从而造成严重的落花落果的现实考虑,应在开花末期和幼果期疏花疏果或任其自然落花落果,但均应加强果实发育中后期的水肥管理,从而提高坐果率。     

半干旱黄土区坡面尺度柠条生长状况及影响要素分析

以半干旱黄土丘陵区典型小流域坡面大规模人工种植柠条林为例,基于坡面不同部位柠条生长状况和生境条件调查,定量分析了地形变化、土壤水分及灌木密度对柠条生长的直接、间接影响及其贡献率。结果表明:(1)东坡大株柠条生长明显好于南坡,下坡位柠条生长状况略好于中上坡位,其他各坡位之间柠条生长状况差异较小;(2)大株柠条生长与浅层土壤水分有正相关关系,而与灌木密度和深层土壤水分则呈负相关关系;大株柠条灌木高度、灌木纵截面积和冠幅体积对浅层土壤水分的响应敏感,冠幅长度对坡向和坡位的响应较为敏感,冠幅宽度对灌木密度的响应较为敏感;(3)地形和土壤水分变化解释了59.9%的大株柠条生长变异,其中坡向、坡位和浅层土壤水分是影响大株柠条生长的主导环境因子,它们分别解释了21.1%、16.0%和13.1%的柠条生长变化。研究认为半干旱黄土区人工植被恢复既要重视空间布局,也要在后期实施必要的管理措施以维持人工林地的稳定性。