采伐和火烧对森林氮动态的影响

森林是重要的陆地生态系统类型,它通过特有的养分循环机制维持其结构和功能.其中氮素对林木生长和发育十分重要,而且常是森林生产力的限制因素.另一方面,森林氮动态又常受到人类活动干扰的影响.根据国内外研究结果综述了采伐和火烧对森林氮动态的影响.结果表明采伐后环境因素的变化将影响森林N动态,其中最为关注的是采伐后一系列因素引起的N损失,如:N淋溶增加、伴随生物量的N迁移以及因径流或侵蚀增加造成的枯枝落叶层和土壤层N流失.这些N损失又将影响更新林分的生长和生产力.此外,采伐后N吸收速率一般下降,但随着植被快速生长N吸收速率将不断增加.采伐后氨化和硝化过程增强,但因短期内同化作用较弱,生态系统中大部分N将发生损失.火烧对森林N动态的短期影响主要包括:第一,火烧时N直接挥发损失;第二,火烧后N有效性增加,这主要由灰分沉积、根和微生物死亡及有机质N矿化增强等综合造成.随着时间延长,N有效性逐渐降低,这可能与火烧引起的有机质损失、植物N吸收增加、淋溶或侵蚀损失有关.然而,目前关于火烧造成的长期生态影响,如火烧后地上植被恢复与地下生物地球化学过程变化有何联系仍不太清楚.未来研究应着重于探讨氮素对森林采伐和火烧作出的短期响应将如何长期影响森林的结构和功能.此外,建议在实施营林方案时需考虑采伐和火烧对生态系统氮的影响.     

基于生物物理视角的城市生态竞争力

研究城市的生命支持系统、系统解析城市运行的生物物理代谢过程是深入揭示现代城市"病"产生机理与作用规律的新视角.借助生态能量学方法之一 --能值方法对城市生态经济系统进行了系统分析,并构建了综合性城市生态竞争力指数UECCI,将之应用于北京、上海和广州3个案例城市1990年到2005年的评价中.同时,引入并整合台北(1991和1998年)和澳门(1990、1993、1995、1997、2000、2003和2004年)的能值分析结果进行参照对比.结果显示:研究期内3个案例城市生态经济系统的演化趋势呈现很好的一致性,但广州的UECCI一直高于北京和上海,广州城市生态经济系统在可持续发展的长远尺度上似乎更具有生态竞争力;与台北与澳门的进一步比较发现,尽管中国大陆城市经济发展程度不及台北与澳门,其UECCI总体上却高于台北和澳门.     

FISH-FCM方法检测酵母-细菌二元体系中微生物数量

以废水生物处理系统和生物发酵系统出现的酵母-细菌二元体系作为研究对象,探讨了二元体系生物样品的最佳超声分散条件以及同时检测酵母和细菌数量时荧光原位杂交（FISH）-流式细胞术（FCM）技术的测量精度。染色-FCM检测表明：同时适用于混合酵母样品（酵母假菌丝）和混合细菌样品（活性污泥絮体）的最佳超声分散条件为100W、60～90s,但过强超声条件（120s）对酵母Candida tropicalis纯培养物（或细菌Escherichia coli纯培养物）的超声粉碎效果完全不同于混合酵母样品（或混合细菌样品）。在此基础上,以C．tropicalis和E．coli分别作为酵母和细菌的模式微生物,采用双探针杂交的FISH—FCM技术检测了背景微生物（C．tropicalis或Ecoll）浓度为10^7个／ml时二元体系中目标微生物（10^2～10^7个／ml）的数量。流式细胞仪能够明显区分噪音和二元体系中的酵母和细菌,因而一次进样时能够同时分析两种微生物数量,并且目标微生物浓度可以精确到10^4个／ml,此时微生物含量仅为0．1％,其中细菌浓度甚至可以精确到10^3个／ml（相应含量仅为0．01％）。然而,当二元体系中目标微生物浓度过低时（〈10^4个酵母／ml或〈10^4个细菌／ml）,背景微生物的存在会严重影响FISH—FCM技术的测量准确性。     

后河国家级自然保护区蛾类昆虫的季节多样性

后河国家级自然保护区位于湖北省与湖南省交界处,属于武陵山脉,与湖南壶瓶山国家级自然保护区相邻。该保护区自然环境优越,为昆虫繁衍提供了良好条件。为了研究后河国家级自然保护区蛾类昆虫的季节动态变化,在春、夏、秋三季,选取茅坪、湾潭和独岭为样地,采用灯光诱集方法,对后河国家自然保护区的蛾类昆虫群落多样性及季节变化进行了调查。采用α-多样性测度方法,分析了物种丰富度(S)、多样性指数(科、属及种级)(H)、均匀度指数(J)和优势度指数(D)。结果表明:后河国家自然保护区的蛾类昆虫分属21科173属227种,其中夜蛾科的丰富度最高达到62。随后是,尺蛾科和螟蛾科昆虫,它们的物种丰富度指数分别为为58和25。从各科个体数来看,尺蛾科昆虫最多有423头,灯蛾科排第二,有351头,第三的是夜蛾科昆虫有336头。蛾类昆虫的物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数及优势度指数随季节变化而变化。蛾类昆虫的物种丰富度指数以夏季最高,达到117;然后依次是秋季和春季。科级、属级和种级多样性指数也以夏季最高,分别为2.22、4.05和4.29。均匀度指数和优势度指数以春季最高,分为2.40和0.12。研究得出后河国家级自然保护区的生态环境好。     

基于碳循环的化石能源及电力生态足迹

研究在对陆地生态系统的碳循环的进行分析后,将化石能源地定义被修订为"吸收化石能源燃烧排放的温室气体排放的森林和草原".然后,基于净生态系统生产量(NEP)--植被体内碳净累积量计算了全球森林及草原对温室气体的平均吸收能力.最后,结合能源热量转换和碳排放数据,重新计算了各种化石能源及电力的生态足迹.     

土壤矿物与微生物相互作用的机理及其环境效应

土壤矿物与微生物相互作用是地球表层系统中重要的生态过程.微生物或生物分子与矿物间的吸附(粘附)是两者相互作用的基础.吸附(粘附)是一个由分子间力、静电力、疏水作用力、氢键和空间位阻效应等多种作用力或作用因素共同决定、影响的物理化学过程.因此,微生物和矿物的表面性质如表面电荷、疏水性和它们所处的环境条件如pH、电解质浓度、温度等,都影响着矿物-微生物吸附(粘附)过程.微生物细胞或酶可吸附于矿物表面,其结果是细胞代谢或酶活性会发生明显变化,并进一步影响土壤中诸多相关的生态、环境过程.结合4种典型的初始吸附理论:表面自由能热力学理论、DLVO理论、吸附等温线理论和表面复合物理论及本课题组近年来的研究成果,对土壤矿物与微生物相互作用的类型、机理、作用力和现代研究技术等方面的最新研究进展进行了较为全面的论述,对土壤矿物-微生物相互作用的环境效应进行了讨论,并就该领域今后研究工作的特点及应关注的问题进行了展望.     

不同栖息地状态下外来种入侵及对本地种生存影响的模拟

外来种入侵引起的生态及经济问题日益严重,人类活动导致大规模栖息地持续变化的背景下,外来种的入侵过程及本地物种多样性的演化更为复杂.在Tilman多物种共存模型基础上,建立了栖息地持续变化条件下的外来种入侵干扰模式,分别模拟了栖息地不变、持续毁坏及持续恢复条件下的外来种入侵及对本地物种多样性的生态影响.模拟结果表明:(1)拓殖率小(入侵性弱)的外来种不能成功定殖,栖息地的持续变化对其没有任何影响.(2)拓殖率增大的外来种入侵过程复杂,栖息地持续毁坏导致其灭绝时间相比于栖息地不变时明显推迟,栖息地持续恢复使其灭绝提前;一定时间内持续增加栖息地可以减小此类外来种入侵危害.(3)拓殖率足够大的外来种能够成功定殖,快速定殖-扩散的入侵过程不会因栖息地毁坏而迅速改变,其响应具有时间滞后性;栖息地持续恢复也有利于其迅速蔓延,占有率呈线性疯狂增长.(4)在具有外来种入侵的本地生态系统中,栖息地持续改变(增加或减少)对本地物种多样性的发展均不利.     

左右半结肠癌多组学分子特征差异的研究进展

结肠癌(colon cancer,CC)是一种常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率均占癌症前列.根据解剖学位置,CC可分为左半结肠癌(left-sided colon cancer,LCC)和右半结肠癌(right-sided colon cancer,RCC),两者在临床特征上表现出较大的差异.近些年来,随着生物学技术和...     

属模巨齿蛉末龄幼虫的打洞行为研究

本文以属模巨齿蛉为例,首次研究了广翅目末龄幼虫化蛹前的打洞行为及洞穴类型。试验通过昼夜录像等手段,较为详细地分析了属模巨齿蛉末龄幼虫的打洞行为,并对洞穴进行解剖、测量和拍照,获得了洞穴的相应数据和类型。研究结果表明,属模巨齿蛉末龄幼虫的打洞行为主要包括寻找洞址、用大颚衔土建洞、封洞等过程,主要在19∶00-次日12∶00时间段打洞,选择有遮蔽物的地方作为洞址;在选址或打洞的过程中,有时会出现多头幼虫争夺洞址的现象;打洞时,幼虫主要是用大颚衔土,衔土频率为1-12次/min,或用整个头部前端铲土,通过腹部肌肉伸缩为头部挖土提供动力;幼虫在打洞期间会有不同的休息时间,建造一个洞穴大约需要累计时间120-250 min,一次连续打洞的时间为37 s-17 min;洞穴类型分为封口洞穴和开口洞穴2大类,其中封口洞穴有5种类型,开口洞穴有2种类型;洞穴深度为3.0-7.5 cm,洞内最大直径为2.5-5.0 cm;幼虫在预蛹期间还可以从洞穴中爬出来到水中取食,之后再返回洞中。     

干旱胁迫对银杏叶片光合系统Ⅱ荧光特性的影响

为了探讨银杏叶片在长期干旱胁迫下光合性能的变化,采用盆栽控水法对银杏幼苗进行干旱处理,并分别在处理后第0、20、30、40、50天,对荧光动力学曲线和荧光参数进行了测定和JIP-test分析.结果表明:随着干旱的加剧,叶片叶绿素含量逐渐递减.由于干旱导致银杏叶片的光合系统Ⅱ(PSⅡ)结构破坏和稳固性减弱,其荧光动力学曲线出现了K相和L相的升高,在干旱处理40 d后升高加剧.PSⅡ结构的变化导致了一系列荧光参数的变化,初始荧光F0逐渐升高,最大荧光Fm逐渐降低;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、ET0/RC、TR0/RC逐渐升高;单位面积捕获的光能TR0/CS0高于对照,单位面积用于电子传递的光能ET0/ CS0后期下降;表示受体侧电子传递活性的参数Sm、Ψ0、(φ)E0逐渐下降,M0、VJ、VI逐渐升高;表示热耗散的参数DI0/RC、DI0/CS0随干旱时间延长而急剧升高;活性反应中心数目RC/CS0减少;代表PSⅡ光合效率的参数Fv/Fm、PIabs逐渐下降;代表PSⅡ供体侧活性的参数Wk随干旱时间延长而逐渐升高,OEC逐渐减少.干旱胁迫导致银杏叶片PSⅡ反应中心失活,能流分配失衡,电子传递受阻,PSⅡ放氧复合体失活和PSⅡ稳固性减弱,从而破坏PSⅡ光合功能.而反应中心失活和受体侧电子QA-的累积是造成PSⅡ电子传递活性减弱的主要原因.干旱条件下,银杏PSⅡ的PIabs比Fv/Fm对干旱的反应更灵敏,可作为银杏叶片受到伤害的指标.