高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

天山北坡前山带12种植物对干旱胁迫和复水的响应及抗旱性评价

【目的】探讨12种植物对干旱胁迫的动态生理适应性及抗旱能力,筛选适宜在天山北坡前山带进行植被恢复的灌木树种。【方法】以新疆天山北坡前山带种植的刺蔷薇、柠条锦鸡儿、文冠果、山杏、柽柳、梭梭、中亚沙棘、蒙古沙棘（‘新棘1号’、‘新棘2号’、‘新棘3号’、‘新棘4号’、‘新棘5号’）共12种植物为研究对象,观测灌水之后土壤水分的时空分布变化,分析干旱胁迫和复水处理对植物光合气体交换参数、抗逆生理生化指标、叶绿素荧光参数的影响,利用主成分分析法评价12种植物的抗旱能力。【结果】（1）在干旱胁迫发生前后,各植物立地土壤表层（0—20 cm）水分散失最快,中层（20—40 cm）次之,底层（40—60cm）水分散失最慢,而不同植物因其生长策略不同,通过改变其生长情况来适应干旱;（2）随着干旱胁迫的加剧,植物叶片光合生理指标净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、PSⅡ潜在活性、 PSⅡ最大光化学效率、电子传递速率和叶绿素含量降低,而抗逆生理指标超氧化物歧化酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量及非光化学猝灭系数升高,复水之后各指标都有一定程度的恢复,但均未达到初始水平;（3）主成分分析结果显示,净光合速率、叶绿素含量、电子传递效率和丙二醛含量等指标贡献率较大,梭梭、柽柳、刺蔷薇和柠条锦鸡儿抗旱性较强,中亚沙棘、‘新棘5号’、‘新棘1号’和山杏抗旱性次之,而‘新棘4号’、‘新棘3号’、文冠果和‘新棘2号’较弱。【结论】净光合速率、叶绿素含量、电子传递效率和丙二醛含量可作为评价各植物适应干旱胁迫的重要指标;新疆天山北坡前山带区域植被生态恢复过程中应优先考虑梭梭、柽柳、刺蔷薇及柠条锦鸡儿进行建植。     

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.     

栗山天牛天敌花绒寄甲在栎林中的种群保持机制

花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)(鞘翅目:寄甲科Bothrideridae)是寄生栗山天牛(Massicus raddei)中老龄幼虫和蛹的重要天敌,但其寄主栗山天牛世代周期长(3年1代)、发育比较整齐,不利于寄生性天敌种群数量的稳定.为了解利用花绒寄甲防治栗山天牛后,其种群能否在栎树林间长期保持较高的种群数量,达到持续控制栗山天牛的防治效果,调查研究了花绒寄甲在栎树林间的转主寄主和种群保持机制.结果表明,在东北辽东栎树干和树枝上除了栗山天牛外,还有其他8种天牛危害:双簇天牛(Moechotypa diphysis)、四点象天牛(Mesosa myops)、中华薄翅锯天牛(Megopis sinica)、锯天牛(Prionus insularis)、双带粒翅天牛(Lamiomimus gottschei)、八字绿虎天牛(Chlorophorus tohokensis)、日本绿虎天牛(C.japonicus)和拟蜡天牛(Stenygrinumquadrinotatum).其中以栗山天牛、双簇天牛、四点象天牛和拟蜡天牛数量较多,而花绒寄甲在辽东栎树干上的垂直分布与栗山天牛、双簇天牛和四点象天牛的垂直分布重叠较多.室内研究表明,花绒寄甲对四点象天牛老熟幼虫的寄生率达到26.67％,对蛹的寄生率达到了43.33％;对双簇天牛老熟幼虫的寄生率达到20.00％,对蛹的寄生率为6.67％.对双簇天牛和四点象天牛在林间的生活史调查和研究发现,花绒寄甲可寄生的这两种天牛的中老龄幼虫和蛹,在花绒寄甲不适宜寄生的栗山天牛幼龄幼虫期大量存在,表明双簇天牛和四点象天牛是花绒寄甲在栎树林中的主要转主寄主.由于这些转主寄主的存在,花绒寄甲在不利于其寄生的栗山天牛卵期、幼龄幼虫期可转移寄生这些寄主,从而在栗山天牛危害的栎树林间保持了较高的种群数量,达到对栗山天牛长期而有效的持续控制效果.     

线虫转型发育和寄主识别的化学通讯研究进展

线虫是一类低等无脊椎动物,在自然界分布很广。因为线虫通常生活在土壤或寄生物中,没有适宜的视觉或听觉系统,接收环境信号的重要途径就是借助于其精细的化学感受系统。研究表明,线虫能够通过识别挥发性物质来引导一系列行为:取食、交配、产卵和驱避有毒物质、避免高种群密度等。目前,对线虫化学感受机制的研究越来越被人们所重视,也取得了一些突破性进展。综合近年来已有的研究成果,从发育调控机制、寄主识别机制、化学感受机理等方面进行了详细系统的总结,并对未来研究和线虫防治进行了展望。     

中国古人类遗址年代学的研究进展与问题

我国丰富的古人类遗存为研究东亚乃至全球古人类起源、迁徙和演化提供了重要的基础材料与数据.对已发表的2000多处旧石器时代古人类遗址年代学数据的整理和统计分析发现,绝大多数遗址目前仍缺少基本的年代学数据,不足20％的遗址开展过测年,仅10％左右具有相对可靠的年代学数据,只有极少数开展了多种测年方法的交叉定年.对于80多处...     

燃烧植物产生烟与热的生理生态效应

燃烧植物产生的烟与热对植物的生理生态功能有重要的影响,相关研究已成为生态学研究的热点之一。植物源烟对一些植物种子的萌发和幼苗生长有促进作用,这种促进作用与GA和细胞分裂素的作用相似。在植物烟水溶液中分离得到了具有促进植物种子萌发作用的化合物丁烯羟酸内酯,该物质具有热稳定性、挥发性和有效浓度范围广等特点。丁烯羟酸内酯可以通过纤维素加热产生,因而几乎所有的植物燃烧产生的烟中都可以产生丁烯羟酸内酯。热因子对植物种子萌发有利作用表现为打破种子休眠、清除限制种子萌发的物理、化学因素和减轻种子病原体等方面。大量研究显示,不同植物对烟与热的响应机理存在显著的差异,这是植物群落过火后物种组成改变的重要原因之一。烟与热因子对植物生理生态作用的研究我国开展较少．这与我国是一个森林、草原火灾频繁的国家是不相称的,加强这方面的研究很有必要。另外,今后我国可以在烟与热因子对植物作用的机理,揭示传统用烟火处理土壤促进农林业植物生长的物理和化学本质,以及这些机理在发展有机农业中运用等方面开展深入的研究。     

沿海快速城市化地区能值生态足迹变化分析

当前我国经济的快速发展和生态环境之间的矛盾日益显著,不利于城市可持续发展。生态足迹目前已成为普遍接受的可持续发展指标,选定生态足迹改进方法——能值生态足迹模型,以城市化地区厦门市为研究区进行计算分析,以期发现快速城市化过程中可能面对的问题。首次计算分析了厦门市1980年至2010年的能值生态足迹动态变化,并对其可持续发展进行了评价。结果表明,30年间厦门市人均生态足迹需求从1980年的8.6 ghm2持续增长至2010年的52.8 ghm2,而供给方面的人均生态承载力却从1980年的181.2 ghm2持续下降为47.5 ghm2,2009、2010年该市由生态盈余转为生态赤字。同时,从生态足迹组分及其比例来看,30年间化石燃料用地和建设用地的生态足迹增长迅速,二者对厦门市人均能值生态足迹变化贡献最大,并且成为2000年后总体足迹中所占比例最大的组分,各自占比超过20%。结果分析显示,厦门市开始面临逐渐加重的生态环境压力,需要开始重视其可持续发展。因此调整厦门市的产业结构和控制城市化发展非常必要。一方面,应该降低第二产业的比例,降低对化石能源的使用,同时促进第三产业的发展和第一产业的现代化,以此为城市提供更多的资源供给并降低资源需求,特别是化石能源的需求。     

汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010—2015年的生态系统类型及活力变化,并运用In VEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010—2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ—Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。     

广西天然林中藤本植物区系组成及系统发育多样性

藤本植物是热带和亚热带森林的重要组分,在过去几十年中藤本植物多样性在热带森林增加,有可能导致森林的多样性减少,碳储量等生态系统服务功能降低,引起广泛关注。以《广西植被志要》中共355个样地数据(喀斯特森林、海拔1000 m以下的非喀斯特森林和海拔1000 m以上的非喀斯特森林)为基础,结合气候数据,分析天然林中藤本植物区系组成、不同生境藤本植物物种多样性与系统发育多样性关系、藤本植物物种多样性与年平均温度关系,以及系统发育结构特点。结果表明:(1)广西天然林藤本植物中,热带分布的含藤属占比最大(75.4%),温带分布含藤属占比较低(12.3%),世界广布含藤属和亚洲分布含藤属占比最小,海拔1000 m以下的喀斯特和非喀斯特森林都有一些专有的含藤科属;(2) 3个生境藤本的Gleason物种多样性和系统发育多样性与年均温都不相关,它们的物种多样性差异不显著,但是系统发育多样性有显著差异,海拔1000 m以下的非喀斯特森林中系统发育多样性最高,喀斯特森林系统发育多样性最低;(3)非喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于离散,暗指竞争排斥作用是藤本植物组合在该生境群落主要构建机制,喀斯特森林藤本植物系统发育结构趋向于聚集,暗指藤本植物组合由生境过滤作用为主形成。这些研究发现对于热带亚热带森林藤本植物的多样性组成及其共存机制提供了新认识。