马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(Castanopsis fissa)、米老排(Mytilaria laosensis)、润楠(Machilus pingii)、红锥(C. hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm²。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600 m²的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(Choerospondias axillaris)、水锦树(Wendlandia uvariifolia),枫香(Liquidambar formosana)、破布木(Cordia dichotoma)、白背桐(Mallotus paniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(Evodia lepta)、鸭脚木(Schefflera minutistellata)、白花龙(Styrax faberi)、中平树(Macaranga denticulata)、黄毛榕(Ficus esquiroliana)、华南毛柃(Eurya ciliata)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)、猴耳环(Pithecellobium clypearia)、木姜子(Litsea pungens)、毛黄肉楠(Actinodaphne pilosa)等。(2)间伐处理前,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(Cyrtococcum patens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。     

人工管理和自然驱动下盐城海滨湿地互花米草沼泽演变及空间差异

将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据2000年、2006年、2011年3个时相的ETM+影像,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下互花米草沼泽景观变化的差异.结果表明:(1)人工管理区,2000-2011年,互花米草沼泽面积由272hm2增加到781hm2;平均分维数呈下降的趋势,聚合度指数呈上升的趋势,表明互花米草沼泽在空间上趋于聚集,在形状上趋于规则;从互花米草沼泽增长速率看,2000-2011年,呈现先快后慢的特征.在景观空间演变上,互花米草沼泽的平均宽度从598.679m增加到1719.002m,表现出向海陆两个方向扩张的特征.(2)自然湿地区,2000-2011年互花米草沼泽面积由2023hm2增加到3974hm2;平均分维数和聚合度指数呈先上升后下降的趋势;米草沼泽增长稳定,年增长约160-180 hm2/a,单位长度岸线年增长面积约为15 hm2· km-1·a-1左右;比较发现,自然湿地区互花米草沼泽的增长速度高于人工管理区的增长速度.在景观空间演变上,互花米草沼泽平均宽度从1625.586m增加到3193.317m,2000-2006年表现出向海洋单方向扩张的特征,2006-2011年表现出向海陆两个方向扩张的性质.(3)在自然条件下互花米草沼泽扩张受到气候、地貌过程、水文过程、植被类型及种间竞争的影响,表现出明显的带状特征.在人工管理下,通过建设拦水堤坝等,阻止了潮汐作用下海水的扩散能力,生态过程发生改变,致使生态系统类型向淡水湿地方向演变,抑制了互花米草沼泽的扩张,表现出一定的镶嵌格局.     

青藏高原高寒草地退化与人工恢复过程中植物群落的繁殖适应对策

以三江源区不同退化程度高寒草甸和不同恢复年限人工草地作为研究对象,通过野外调查与采样、实验室分析,探究了高寒地区退化天然草地与人工恢复草地的植被群落繁殖构件数量变化.结果表明:在群落水平上,天然草地退化和人工草地建植会对植物繁殖构件的数量和生物量产生影响.随着天然草地退化程度的增加,营养枝数量和生物量则明显下降,而繁殖枝的数量和生物量明显升高(P＜0.05);随着人工草地恢复年限的增加,营养枝的数量和生物量逐渐增加,而繁殖枝的数量和生物量则逐渐降低(P＜0.05);随着恢复年限的增加,人工草地繁殖构件的变化逐渐接近未退化天然草地.在功能群水平上,植物繁殖构件数量亦随草地退化程度和人工恢复年限而变化.随着恢复年限的增加,禾本科、莎草科、杂类草的营养枝数量和生物量均呈现显著增加(P＜0.05),而繁殖枝数量和生物量则显著下降,禾本科的繁殖构件数量远远大于莎草科和杂类草;随着退化程度的增加,三大功能群的营养枝枝数和生物量显著增加(P＜0.05),而繁殖枝则呈现相反的趋势.实证了草地退化和人工恢复改变植物群落繁殖分配对策的科学假设,为高寒草地植被恢复重建技术的发展和更新提供理论支撑.     

人工锌指核酸酶突变EGFP基因的功能分析

锌指核酸酶技术在基因定点修饰中具有效率高和特异性好等特点,并成功应用于数十种生物。目前,该技术是否能应用羊上尚未报道。为了敲除转基因山羊标记基因 (EGFP),构建了一对针对EGFP外显子上的锌指核酸酶表达载体,将其电转染至转EGFP基因胎儿成纤维细胞中,研究了锌指核酸酶突变EGFP基因的效率和方式,利用基因显微注射单细胞获得获得的转基因 (EGFP) 细胞系作为锌指核酸酶的靶细胞。结果显示,通过锌指核酸酶的突变作用,转染后的细胞发绿色荧光比例下降,测序结果显示在EGFP外显子中插入1个碱基G,导致编码EGFP基因的阅读框改变,从而起到基因突变的作用。结果表明,文中构建的锌指核酸酶对EGFP基因有突变作用,可以为以后获得无标记基因供核细胞进行体细胞核移植生产克隆羊奠定基础。     

秦岭山地松栎混交林主要木本植物组成及更新特征

采用样方法对秦岭南坡中段松栎混交林主要木本植物组成及天然更新特征进行了研究.结果表明:(1)松栎混交林乔木层物种共计40种,油松、锐齿槲栎和华山松为优势种,重要值分别为35.19％、31.99％和8.12％,漆树、栓皮栎和楝木为亚优势种.(2)更新层木本植物共计87种,其中乔木幼苗34种,占总数的39.08％,灌木物种也有一定优势地位,优势种有锐齿槲栎、悬钩子和菝葜等,高度级较小的更新苗在群落内占有较大比例.(3)优势乔木更新特征不同,锐齿槲栎幼苗和幼树密度显著高于油松和华山松,且锐齿槲栎幼苗密度显著高于其幼树,但油松幼苗与幼树、华山松幼苗与幼树间无明显差异.(4)混交林内锐齿槲栎径级结构呈近似倒“J”形分布,种群稳定;油松和华山松种群均呈近似正态分布,大径级个体群相对稳定,但林下幼树不足.该研究结果提示,松栎混交林下油松和华山松更新不良,这将不利于其长期存留于群落中,虽然锐齿槲栎从幼苗到幼树的发育过程中存在更新障碍,但并未影响其种群整体更新,若无大规模干扰,锐齿槲栎将维持逆“J”型的更新方式并成为松栎混交林群落中的第一优势种.     

人工湿地中指示与病原微生物动态分布及相关性分析

选择总大肠菌群(total coliforms)、粪大肠菌群(fecal coliforms)、粪链球菌(fecal streptococci)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)和沙门氏菌(Salmonella spp.)6种指示和病原微生物,采用多管发酵法和倾注平板法研究其在自由表面流人工湿地中的去除效果、相关性及动态分布特征.结果表明:人工湿地进水中沙门氏菌数量最多,其次为总大肠菌群、粪大肠菌群、产气荚膜梭菌和大肠杆菌,粪链球菌数量最低;人工湿地对不同指示和病原微生物去除效果存在差异,对总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠杆菌去除效果最好,年平均去除率分别为94.1％、93.4％和84.0％;对沙门氏菌和产气荚膜梭菌去除效果较差,年平均去除率分别为55.8％和63.6％,并且存在较大波动;出水中粪链球菌数量高于进水;人工湿地对指示和病原微生物的去除效果在不同季节间无显著差异,但迸水中总大肠菌群数量、进出水中沙门氏菌数量及进水中产气英膜梭菌数量在不同季节间存在差异.相关性分析表明,总大肠菌群、粪大肠菌群以及大肠杆菌之间存在较强相关性,沙门氏菌和粪大肠菌群以及产气荚膜梭菌和总大肠菌群、粪大肠菌群间存在弱相关性.     

土壤碳矿化潜力对沙坡头人工固沙植被演变的响应

土壤呼吸是土壤有机C矿化分解,释放无机养分的重要生物化学过程。本研究通过实验室培养的方法,分析了沙坡头地区人工固沙区不同固沙年限土壤碳矿化潜力的变化。经过103d的室内培养,土壤CO2-C的释放量表现为55龄>47龄>30龄>24龄>21龄>流动沙丘,在垂直方向上表现为0～5cm>5～10cm>10～20cm。而流沙区土壤碳矿化潜力为10～20cm土层最高。不同固沙年限土壤碳矿化潜力、全氮、有机碳、电导率有明显的差异,均表现为随植被恢复年限的延长而增加,随深度的增加而递减。相关性分析表明,土壤碳矿化潜力与土壤有机碳、总氮、C/N、pH、电导率、温度、土壤水分含量呈极显著相关,土壤各环境因子之间亦呈极显著相关。土壤养分含量随着恢复时间的延长而得到明显的改善,土壤碳矿化潜力与土壤养分状况改善程度一致。人工固沙植被的建立促进了土壤微生物活性,通过潜在的土壤呼吸得到表征。植被恢复和凋落物积累使土壤免遭风蚀,显著增加了土壤有机质的输入,因而显著作用于大气C的固存。     

不同贮藏方式对河西走廊四种茄科植物种子萌发的影响

种子扩散后的贮藏条件对其萌发有着重要影响.本文探讨了4种贮藏条件(室温、冬季枯落物表层、枯落物覆盖、冬季浅层覆土)对河西走廊4种茄科植物黑果枸杞(Lycium ruthenicumr)、黄果枸杞(L.barbarum var.auranticarpum)、红果龙葵(Solanum alatum)和曼陀罗(Darura stramonium)种子萌发的影响.结果表明:经冬季浅层覆土(1 cm)和枯落物覆盖的黑果枸杞种子萌发率(96.5％和75.5％)和黄果枸杞种子萌发率(65.3％、53.6％)显著提高,萌发速率加快;未萌发的黑果枸杞和黄果枸杞种子保持较高活性;黑果枸杞种子经冬季枯落物表层和室温存放后萌发率为57.5％,未萌发种子活性丢失率较高(47.5％和31％);黄果枸杞种子经枯落物表层存放后,萌发率为39.3％,未萌发种子部分活性丢失(38％);经各种贮藏后的红果龙葵种子萌发率均较高(＞90％),曼陀罗种子萌发率极低(＜10％),种子保持较高活性(50.5％ ～81.5％).黑果枸杞和黄果枸杞种子萌发对贮藏条件具有一致性的响应,即经过冬季浅层覆土和枯落物覆盖后萌发率均显著提高、萌发速率加快、萌发历程缩短,说明冬季的湿冷环境能够打破黑果枸杞和黄果构杞种子休眠,并保持种子活性;而冬季干燥寒冷环境可使部分种子失活,不利于种群的建植和自然更新.种子萌发对湿冷的需求反映了温带植物繁衍种族的自然机制,保证了幼苗存活和建植的最大化.     

羟基磷灰石义眼台植入联合一期钛钉打孔术的效果研究

目的：探讨国产医用钛钉系统联合改良羟基磷灰石义眼台钛钉打孔术的手术效果。方法：选择32只健康家兔并将其分两组,在球内容摘除术后分别行单纯义眼台植入及义眼台植入联合一期钛钉打孔术,于2、4、6、12w时每组分别处死4只家兔,观察和评价家兔对钛钉的生物耐受性及HA植入物的血管化过程。以动物实验为基础,对87例患者行羟基磷灰石义眼台一期植入联合钛钉打孔术,随访12个月,观察其手术效果及与此术式相关的并发症,总结分析国产医用钛钉系统联合改良羟基磷灰石义眼台钛钉打孔术的手术效果及优点。结果：动物实验显示：一期钛钉植入术未发生钛钉移位、排斥,扫描电镜结果表明：2、4、6、12w时两组HA血管化过程无显著差异,6w时钛钉周围1mm范围内与其完全对应的环行区域内血管化程度没有显著差异。临床实验显示：改良术式与二期打孔术相比,义眼片活动度显著提高（P〈0．01）,差异有统计学意义（P〈0．05）。两组术后肉芽肿的发生率比较无统计学差异（P〉0．05）。结论：一期植入钛钉生物相容性好,改良术式临床效果佳,术后并发症少。