东北地区两种主要造林树种生态系统固碳潜力

自从1980年,我国开展了一系列举世瞩目的造林工程,增加了森林面积3亿hm2。造林后生态系统有机碳库的微小变化都显著影响大气碳库,对全球碳素循环和平衡起着重要的作用。研究了退耕还林不同年限长白落叶松林的植被、凋落物和土壤碳库的变化规律,并且选择可比性较强的退耕还红松林、退耕还草和红松原始林作为参照,分析总结了退耕还林对生态系统储碳能力和碳循环的影响。结果表明,退耕还林后生态系统的植被、凋落物碳储量随退耕还林年限增加而增加:从退耕3a到33a,植被和凋落物碳储量分别从4.134、0Mg/hm2增加到74.11、11.31Mg/hm2。土壤碳储量则是先降低再增加:在还林初期的12a里,土壤碳密度降低到最小量75.87Mg/hm2,随后逐渐恢复和积累,21a后,土壤碳密度恢复到农田的水平84.28Mg/hm2,随后土壤碳密度出现净积累。在长白山地区,退耕3、12、22a和33a长白落叶松、33a红松生态系统的碳储量分别是81.778、114.488、130.004、187.255Mg/hm2和178.580Mg/hm2。长白落叶松的固碳能力随林龄而增加,两种主要造林树种(长白落叶松和红松)的生态系统的固碳潜力没有显著差异。长期来看(如250a),生态系统碳库存的能力非常大(269.57Mg/hm2)。这种状况表明,在长白山地区退耕还林后,生态系统长期来看是一个可观的碳汇。     

东北春大豆种质资源表型分析及综合评价

种质资源是大豆遗传育种和解析复杂数量性状的基础,通过对种质资源的评价,可指导育种实践中优异互补亲本的选择,提高优异基因交流累加和新品种培育的效率。本研究选用来自东北三省一区1923-2010年间选育的340份春大豆种质资源,通过在牡丹江地区对12个表型性状的2年综合鉴定,评价品种群体遗传变异特点和筛选优异种质资源,结果表明:(1)春大豆种质资源表型变异丰富。除生育期年份间差异不显著外,其他性状品种间和年份间均呈显著的差异,且2年变化趋势相同。有效分枝数变异幅度最大,其次是主茎荚数、单株粒重和株高,这些性状选择潜力较大,品质性状的变异幅度较小,选择潜力有限;(2)表型性状特征频率分布均符合正态分布。受育成单位纬度和育种目标的影响,生育期呈现北早南晚,北部育成品种营养体较小、植株矮小、节数相对较少、脂肪含量较高,南部育成品种营养体较大、植株高大、单株有效节数多且主茎单节最多荚数多,部分品种蛋白质含量相对较高;(3)采用主成分分析方法综合评价表明,吉育71的ZF值最高,综合性状表现最好,表型性状与ZF值相关分析结果显示,生育期、株高、主茎节数、地上部生物产量、收获指数、主茎荚数和主茎单节最多荚数等7个表型性状可作为春大豆种质资源综合评价指标。在大豆育种中应重视利用具有丰富遗传多样性的基因资源,在亲本选配时适当选择综合性状优良、育种性状优势互补的种质。     

像元尺度上不确定性对空间景观直观模型模拟的影响

LANDIS模型是模拟自然和人为干扰下森林景观变化的空间直观景观模型。模型把景观概念化为由相同大小的像元或样地组成的格网。在每一个像元上,模型要求输入物种和年龄组信息。但是,由于研究区一般由成千上百万个像元构成,不可能通过实际调查获取每一个像元上的物种和年龄组信息。因此,采用了一种基于小班的随机赋值法从森林调查数据中获取每一个像元的物种和年龄组信息。该方法是一种基于概率的方法,会在LANDIS模型模拟的物种和年龄组信息的输入中引入不确定性。为了评价由基于小班的随机赋值法所引入像元尺度上的不确定性对模型模拟结果的影响,用蒙特卡罗模拟法进行不确定性分析。对LANDIS模型模拟的每一个物种,用众数年龄组发生频率来定量化单个像元上年龄组信息的不确定性,用所有像元上的众数年龄组平均发生频率来定量化年龄组信息在像元尺度上总的不确定性。平均发生频率越高,不确定性越低。为了评价基于小班的随机赋值法对景观尺度上模型模拟结果的影响,计算了每一个物种在整个研究区内的面积百分比和聚集度指数。变异系数越大,不确定性越高。对所有物种,年龄组信息不确定性在模型模拟的初期是比较低的(平均发生频率大于10)。种子传播、建群、死亡和火干扰使模型结果的不确定性随模拟时间增加而增加。最后,不确定性达到稳定状态,达到平衡状态的时间与物种寿命接近。此时,初始的物种和年龄组信息不再对模型结果有影响。在景观尺度上,物种分布面积百分比和由聚集度指数所定量化的空间格局并未受像元尺度上不确定性增加的影响。因为LANDIS模型模拟研究的目的在于预测总的景观格局变化,而不是单一的事件,所以,基于小班的随机赋值法可用于LANDIS模型的参数化。     

从生态地理特征论中国东北样带(NECT)在全球变化研究中的科学意义

中国东北样带(NECT)是国际地圈生物圈计划(IGBP)全球变化研究的陆地样带之一。该样带在东经112°与130°30′之间沿北纬43°30′设置,长约1600km,跨越北纬42°～46°,宽约300km,位于中纬度温带地区以降水或湿润度/干燥度为主要全球变化驱动因素,自东至西沿一个连续的空间过渡梯度,植被类型或生物群区是由温带针阔叶混交林、温带落叶阔叶林、农田及温带草原的3个亚地带:草甸草原、典型草原和荒漠草原等类型组成。给出了样带的基本生态地理特征及其梯度分析,包括其地理位置、地形地貌、气候梯度、土壤类型、土地利用格局、植被类型、主要优势种和群落类型的生态地理特征以及全新世适宜期的植被分布格局。这些特征沿经向均表现出明显的梯度分布。     

东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化及其对气候因子的响应

植物在进化适应过程中形成了一套对环境变化响应的防御体系,其中黄酮类化合物作为植物体内重要的次生代谢产物,是表征植物化学防御能力的重要指标。本研究将5个种源东北红豆杉幼苗分别移栽到4个试验地(37°N—43°N),利用多酚测量仪Multiplex-3(Force-A,France)对其叶片表皮黄酮类化合物含量进行无损测定,探讨随试验地、种源地气候因子的变化,东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量的变化规律。结果表明:试验地环境变化对类黄酮指数、花青素指数变化的相对贡献率大于种源地、试验地与种源地交互效应的相对贡献率;试验地气候因子对类黄酮指数、花青素指数解释率(49.8%、55.4%)分别高于种源地气候因子的解释率(35.3%、29.2%);东北红豆杉幼苗类黄酮指数、花青素指数随试验地纬度的升高而下降;试验地3类气候因子方差分解结果显示,光照因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;种源地气候因子方差分解结果显示,水分因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;试验地环境变化对东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化起主要作用;东北红豆杉幼苗在低纬度试验地表现出更强的化学防御能力;光照因...     

东北梅花鹿野生种群分布与遗传变异的分子鉴定

梅花鹿东北亚种(Cervus nippon hortulorum)曾被认为已野外灭绝,近年来在黑龙江东南部和吉林东部临近边境地区发现少量分布,其生境隔离、面积狭小,破碎化严重。亟需对其种群的遗传变化,特别是遗传多样性和近交衰退等种群遗传信息开展进一步评价,增强保护与管理的针对性。本研究在大、小兴安岭和长白山设计9个重点研究区域,共收集673份疑似梅花鹿粪样样本。首先基于线粒体DNA Cyt b基因测序技术开展物种鉴定,并对鉴定为梅花鹿的阳性样本利用微卫星技术进行个体识别。结果证实,东北梅花鹿仅在老爷岭东部山脉有分布,106份梅花鹿粪便DNA中识别出33只个体(穆棱保护区20只,老爷岭保护区13只)。33个Cyt b基因序列共检测出6个变异位点和5个单倍型,单倍型多样性指数(Hd)为0.621,核苷酸多样性指数(Pi)为0.006 7;微卫星检出种群平均等位基因数(Na)7.1个,观测杂合度(Ho)0.604,期望杂合度(He)0.712,固定系数(Fis)0.152。结果表明,东北梅花鹿种群遗传多样性丰富,但也存在一定程度的杂合度不足和近亲繁殖;种群近期经历了瓶颈效应,未发生种群扩张;...     

半散养状态下东北虎交配行为的观察

在2006～2007年,采用行为取样法对泰山东北虎园7只(3雌,4雄)半散养状态下(园区占地面积20 000 m2)的东北虎的交配活动进行了为期22 d的观察,旨在了解无人干扰下东北虎的交配过程及其交配模式.结果显示:东北虎在交配过程中无锁结现象,雄虎通常在一次爬跨多次抽动后即出现射精.在1 h内出现2次射精次数的比例占总射精次数的74.0%.东北虎的交配模式属于Dewsbury分类系统中的第11种,即无锁结、有抽动、单次插入、多次射精.交配期内,每只雌虎平均日邀配28±3次,平均邀配持续时间为20.0±1.2 s;每只雄虎平均日爬跨14±1次.平均抽动持续时间为20.9±0.5 s,平均交配持续时间为45.2±1.3 s.     

东北梅花鹿初级卵母细胞的超微结构

研究东北梅花鹿初级卵母细胞发育的超微结构变化,目的是为探索东北梅花鹿初级卵母细胞的发育规律提供组织学和形态学依据。本研究于2003年和2004年的6月初到8月末取3只、9月中旬到10月初取4只,共计7只健康经产2~3胎的成年东北梅花鹿卵巢;卵巢经2·5%戊二醛固定液固定后,切取约1mm3的卵巢皮质和直径0·5~1·5mm及1·5~3mm的卵泡作为电镜观察用材料;该材料经0·1MpH7·2的PBS漂洗、1%锇酸固定、不同浓度乙醇脱水后,再经Epon812和丙酮等量混合液浸透,最后用Epon812包埋制块,并用半薄切片机切成0·5~2μm半薄切片;再经亚甲基兰-天青Ⅱ染色后,在光镜下进行卵泡分类和卵母细胞定位;将经定位的材料用超薄切片机切成厚度为700~800的切片,经醋酸铀和柠檬酸铅双重染色后,用透射电镜观察、记录并照相。观察时将卵泡依其直径大小、透明带的形成、卵泡腔的出现等分为原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和三级卵泡4类。研究结果表明,在原始卵泡阶段,卵母细胞为较规则的圆形,质膜与卵泡细胞膜紧密相贴,有时形成桥粒,细胞器多分布于近核区,高尔基体不典型,线粒体多为圆形,嵴较少;在次级卵泡阶段,2~4层的卵泡细胞局部开始形成透明带,4层以上时形成薄的透明带,微绒毛斜伸入透明带内,方向不规律;在直径为0·5~1·5mm的三级卵泡阶段,卵母细胞的透明带增厚,各种细胞器在皮质区内数量较多,皮质区内高尔基体的数目增多,粗面内质网明显减少;在直径为1·5~3mm的三级卵泡阶段,卵母细胞的透明带继续加厚,微绒毛缩短变弯,开始从透明带退出,许多皮质颗粒开始排列在卵母细胞膜下。     

东北虎幼体消化系统蛋白水解酶的初步研究

蛋白水解酶在许多生命活动中是必需的物质(Vassalli and Pepper,1994)。蛋白质的酶解修饰(Xuet al.,1999)、细胞迁移、组织再生与修复、消化系统对蛋白质的消化等均与蛋白水解酶有关(Baimbridgeet al.,1992),且蛋白水解酶功能失调会导致许多疾病(Teichertet al.,1989)。东北虎(