茯神挥发性成分及其生物活性研究

为研究茯神挥发性成分含量、构成及其生物活性,本实验采用二氧化碳超临界的方法提取茯神低极性成分,以提取率作为响应值,在单因素试验的基础上采用响应曲面法考察提取压力、温度、二氧化碳流速对提取效果的影响,优化提取工艺。运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其主要化学成分进行鉴定,并采用生长速率法测定了挥发油对5种真菌的生物活性。得到提取模型极值点,即提取压力27.26MPa、提取温度55.97℃、提取流速10.68L/min时,提取率达到最大,提取率预测值为1.66mg/g。通过NIST14质谱库检索,鉴定了其中17个主要化合物,运用峰面积归一法确定各个组分的含量,占挥发油总量的84.5%。抗菌实验表明茯神挥发油对采绒革盖菌菌株有低浓度促进高浓度抑制的活性。     

不同贮藏条件对五味子质量的影响

基于多元活性成分同时测定结合多元统计分析探讨不同贮藏条件对五味子药材质量的影响。采用超快速液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱(UFLC-QTRAP-MS/MS)同时测定不同贮藏条件(包装材料,贮藏温度)五味子中木脂素(五味子酯乙、五味子醇乙、五味子丙素、五味子乙素、五味子甲素、五味子酯甲、五味子醇甲、五味子酚、戈米辛D、戈米辛J、当归酰基戈米辛H)及有机酸(L-苹果酸、酒石酸、原儿茶酸、奎宁酸)共15种指标成分的含量;根据15种目标成分的含量,用灰色关联度分析和TOPSIS法对不同贮藏五味子进行综合评价。结果表明,15种化合物在一定浓度范围内均呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.999 1;精密度、重复性和稳定性良好;平均加样回收率在96.64%～99.96%之间,RSD均小于5%。灰色关联度分析中r_i的最大差异较小为57.5%,TOPSIS法中C_i值的最大差异较大为81.3%,两种结果均显示S4、S3、S1的综合质量较好,五味子的适宜贮藏条件为以聚乙烯密封袋为外包装存放于阴凉库。所建立的方法准确、可靠,可用于五味子药材内在质量的综合评价,本研究可为五味子适宜储藏条件的优选提供基础资料。     

喀斯特季节性雨林植物叶片碳同位素组成及水分利用效率

研究喀斯特季节性雨林不同生境代表性树种及同一树种不同生境下叶片δ¹³C值及水分利用效率(WUE),丰富喀斯特季节性雨林物种生态位分化及物种共存理论,可为喀斯特地区石漠化治理树种选择及配置提供参考.结果表明: 喀斯特季节性雨林树种叶片δ¹³C值的范围为-34.13‰～-29.69‰,平均值为(-31.40±1.19)‰,WUE的范围为9.08～58.76 μmol·mol^-1,均值为41.79 μmol·mol^-1,低于更高纬度的亚热带和暖温带森林,但高于更低纬度的热带雨林和同一纬度的非喀斯特季节性雨林;从洼地到山顶,随着干旱指数的增加,不同生境代表性树种的水分利用效率逐渐增大;同一树种δ¹³C值和WUE也是从洼地到山顶逐渐增高.树种水分利用效率除了与气候等因子相关外,还与植物所处生境的地质背景、水分可利用性相关.同一气候条件下,喀斯特区植物的水分利用效率要高于非喀斯特区、干旱生境植物的水分利用效率高于湿润生境,说明不同的水分利用效率是喀斯特地区植物适应不同生境、实现多物种共存的策略之一.     

5种栎树幼苗对铅锌尾矿砂的耐性与植被恢复前景

通过盆栽试验,评价栎属植物在铅锌尾矿中的生长响应及植被恢复前景.分析比较了覆瓦栎、猩红栎、樱皮栎、舒玛栎和白栎5种栎树幼苗在铅锌矿砂中生长30个月后的生物量、根系形态及其对营养元素和重金属的吸收及转移特征.结果表明: 5种栎树在矿砂中均能生长,其中,猩红栎和白栎的生物量较对照有下降趋势,其他3种栎树的生长与对照相比无显著差异;栎树根系生物量均较对照有不同程度增加(猩红栎除外),且仅猩红栎侧根形态学参数较对照有所减少.重金属胁迫下,栎树根系和茎中营养元素浓度较对照无显著变化.5种栎树体内重金属浓度均较低,且其生物富集系数和转移系数均小于1.但樱皮栎叶片和茎中Cd浓度分别为22.4和15.1 mg·kg^-1,转移系数为2.3,显著高于其他4种栎树.除猩红栎以外,其他参试栎树均可作为有潜力的污染土壤修复树种.其中舒玛栎的耐性较高、生物富集系数和转移系数较低,是适合在尾矿区造林和生态修复的优选树种.     

掺混氮肥配施抑制剂对土壤氮库的调控作用

采用冬小麦盆栽试验,探讨掺混氮肥(缓释肥N∶普通尿素N=1∶1)配施氮肥抑制剂NAM对冬小麦土壤铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮和固定态铵含量及小麦产量、氮肥利用率的影响,分析不同处理土壤矿质氮库、微生物生物量氮库和固定态铵库的动态变化特征.试验共设6个处理,不施氮肥(CK)、普通尿素(U)、掺混氮肥(MU)、MU+2.5‰NAM(MUN₁)、MU+5‰NAM(MUN₂)和MU+7.5‰NAM(MUN₃).结果表明:与MU处理相比,MUN₂和MUN₃处理推迟了NH₄⁺-N峰值出现的时间;小麦整个生长季,添加NAM处理的土壤矿质氮平均含量比MU处理下降了5.3%～11.7%;分蘖期至抽穗期,MU处理的微生物生物量氮矿化量和矿化率分别为38.96 mg·kg^-1和91.5%,均高于U处理,而MUN₁、MUN₂和MUN₃处理分别为58.73 mg·kg^-1和83.3%、94.20 mg·kg^-1和94.6%、104.46 mg·kg^-1和96.3%,添加NAM处理固定态铵的释放量比MU处理提高了2.83~9.19 mg·kg^-1.通径分析结果显示,与MU处理相比,添加NAM减弱了土壤NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的直接影响,增强了固定态铵库通过影响NH₄⁺-N库对NO₃^--N库的间接作用.同时,MUN₁、MUN₂和MUN₃处理的小麦籽粒产量较MU处理分别提高了31.6%、21.5%和22.9%,氮肥利用率分别提高了8.1%、13.5%和3.1%.综上,配施NAM通过对氮素释放及在土壤中转化的双重调控,延迟土壤NH₄⁺-N峰值出现的时间及后续向NO₃^--N的转化,提高微生物生物量氮和固定态铵的供氮作用,从而提高了作物产量和氮肥利用率.     

2000—2015年中国东北森林生产力和碳素利用率的时空变异

中国东北森林生态系统是重要的碳汇功能区,也是对环境变化响应的敏感区,分析其植被生产力和碳素利用效率的变化特征及其对气候变化的响应对于区域碳收支的准确评估和预测具有重要意义.本研究利用MODIS的长期监测数据,结合植被类型分布数据,对中国东北森林生态系统2000—2015年生产力(净初级生产力NPP、总初级生产力GPP)和碳素利用率(NPP/GPP)时空变化特征进行分析.结果表明: 研究期间,东北森林生态系统平均NPP和GPP分别为346.4和773 g C·m^-2·a^-1,平均NPP/GPP为0.45.不同森林类型的NPP和GPP依次为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林,NPP/GPP在不同森林类型间无显著差异.NPP和GPP呈现出东南高、西北低的空间分布特点.2000—2015年间,东北森林生态系统NPP、GPP和NPP/GPP呈波动增加趋势,固碳能力逐步增强.NPP、GPP和NPP/GPP的变化趋势和变化速率表现出空间差异性,在大兴安岭南部地区显著增加,在大兴安岭北部地区显著下降,其余区域呈微弱增加趋势.与气候因子的相关性分析表明,年降水量的增加是驱动东北森林生态系统NPP、GPP和NPP/GPP波动增加的主要因素.     

福建省主要入侵植物空间分异及其影响因素

在实地调查数据的基础上,本研究结合GIS空间分析技术和地理探测器模型,分析福建省入侵植物空间分布情况,以及地理与社会环境因子及其交互作用对入侵植物分布的影响.结果表明:福建省共记录入侵植物82种,其中,优势科为菊科,小蓬草、藿香蓟和空心莲子草出现频次最高.沿海区域的入侵植物物种数量多于内陆区域,福州和厦门为福建省外来入侵植物的两大热点地区.入侵植物在不同海拔均有分布,但入侵植物的种类随着海拔的升高总体呈下降趋势.地理探测器分析显示,自然环境因子中降水和社会经济因子中路网密度、人口密度是入侵植物空间分布的主要影响因子.各因子的空间交互作用会正向影响入侵植物的空间分布,这反映出入侵植物空间分布影响要素的复杂性.综上,将地理探测器应用到入侵植物研究领域是可行的,筛选出的环境指示因子可用于监测福建省入侵植物的适生区,从而为采取有效的防控措施提供科学依据.     

大黄鱼主要致病菌拮抗菌株的分离鉴定、抑菌谱及安全性分析

大黄鱼是我国重要的海水养殖鱼类,随着大黄鱼养殖规模的扩大,病害也日益增多,其中细菌性疾病是造成大黄鱼疾病暴发、死亡的重要病原。近年来,哈维弧菌(Vibrio harveyi)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、杀香鱼假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)、鰤鱼诺卡菌(Nocardia seriolea)等细菌造成了大黄鱼养殖重大经济损失。为寻找大黄鱼主要致病菌的拮抗菌,用于大黄鱼细菌病的生态控制,作者对大黄鱼及周边环境进行了拮抗菌的分离和鉴定。以哈维弧菌、杀香鱼假单胞菌作为拮抗活性筛选指示菌,用纸片法(KB)、菌落接种法从大黄鱼体内、养殖池周边土壤、藻类、芦苇等筛选出具抗菌活性物质菌株10株;分离菌株用16S rDNA通用引物序列分析鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.)、产碱杆菌(Alcaligenes sp.)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)、赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sp.)、弧菌(Vibrio sp.)和异常球菌(Daenococcus sp.)等。对具较强抑菌活性的碱性杆菌NBPa-7(Alcaligenes faecalis)和芽孢杆菌NBlm-36(Bacillus amyloliquefaciens)进行了抑菌活性测定,结果表明NBPa-7对溶藻弧菌、杀香鱼假单胞菌有良好拮抗作用,抑菌直径分别为23.20 mm、12.00 mm;NBlm-36对创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、哈维弧菌、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、大肠杆菌(Escherichia coli)及葡萄球菌(Staphylococcus sp.)有拮抗作用,抑菌直径为6.00 mm-14.00 mm。胞外抑菌产物对热、酸、碱有较好耐受性。将拮抗菌以1×108CFU/ind腹腔注射成年鼠、口喂新生鼠,48 h内未出现毒性和死亡,将拮抗菌以3×108CFU/ind腹腔注射大黄鱼,2周内未出现发病死亡,大黄鱼内脏未发生病变,白细胞未出现明显升高现象,初步表明拮抗菌株不具有致病力。     

深圳市基本生态控制线对景观生态风险的影响

深圳市基本生态控制线自2005年实施至今已超过10年,对生态空间具有显著的保护作用.景观生态风险指在自然或人为因素影响下景观格局与生态过程相互作用可能产生的不利后果,科学地管理生态风险是人类可持续发展的重要前提.探究政策实施以来控制线内外区域景观生态风险变化具有重要意义.本研究结合生态敏感性和景观脆弱性两种指标,对2005和2015年深圳市景观生态风险进行综合评估,并利用倍差法探究基本生态控制线政策的实施对控制线内区域景观生态风险的影响.结果表明:深圳市景观生态风险呈现西高东低的空间结构,2005—2015年间景观生态风险有所降低,降幅为13.5%;生态控制线线内和线外区域的降幅分别为0.7%和14.4%,除东部滨海分区之外,线外区域的景观生态风险比线内区域降幅更显著.控制其他变量的影响后,在市级尺度,相对于控制线外区域,控制线内区域景观生态风险高1.8%;在分区尺度,中心城区、西部滨海分区、中部分区、东部分区,控制线内区域景观生态风险比控制线外区域分别高1.6%、1.6%、1.4%、1.9%,而东部滨海分区控制线内外差异不显著.基本生态控制线政策的实施降低了控制线内的生境质量和景观脆弱性,但对归一化植被指数和人口密度影响不显著.     

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤微生物生物量碳及熵的影响

蚂蚁筑巢能够改变热带森林土壤理化环境,从而对土壤微生物生物量碳及熵的时空动态产生重要影响.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为对象,采用氯仿熏蒸法对蚂蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵时空动态进行测定.结果表明: 1)蚁巢地平均微生物生物量碳及熵(1.95 g·kg^-1,6.8%)显著高于非巢穴(1.76 g·kg^-1,5.1%);蚁巢地和非蚁巢地土壤微生物生物量碳呈单峰型时间变化趋势,而土壤微生物熵呈“V”型变化格局.2)蚁巢地和非巢地土壤微生物生物量碳及熵均具有明显的垂直变化:微生物生物量碳随土层加深显著降低,微生物熵则沿土层加深显著升高,但蚁巢微生物生物量碳及熵的垂直变化较非巢穴显著. 3)蚂蚁筑巢引起了巢内水分和温度的显著改变,进而影响土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.土壤水分分别解释微生物生物量碳及熵的66%～83%和54%～69%,而土壤温度分别解释土壤微生物生物量碳及熵的71%～86%和67%～76%. 4)蚂蚁筑巢引起土壤理化性质变化对土壤微生物生物量碳和熵产生重要影响.蚁巢土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、温度、全氮、含水率呈极显著正相关,与容重、硝态氮,水解氮呈显著正相关,与土壤pH呈极显著负相关;除土壤微生物熵与pH呈显著正相关外,与其他土壤理化指标均呈显著负相关.土壤总有机碳、全氮和温度对微生物生物量碳的贡献最大,而土壤总有机碳和全氮对微生物熵的负作用最小.因此,蚂蚁筑巢能够显著改变微生境(如土壤水分与温度)及土壤理化性质(如总有机碳及全氮),进而调控热带森林土壤微生物生物量碳及熵的时空动态.