马尾松-阔叶树混交异龄林生物量与生产力分配格局

在25年生的马尾松林下分别套种1年生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲幼苗,经过16a的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林。应用分层平均标准木收获法,建立相对生长方程,对上述6种混交林及马尾松纯林的生物量与生产力分配格局进行了研究。6个混交林的林木总生物量分别为216·41、260·06、221·92、221·65、246·13t/hm2及201·04t/hm2,而马尾松纯林的生物量为204·37t/hm2;其中地上部分占81·4%~83·7%,林分之间差异较小。在混交林中,处于主林层的马尾松生物量占林分总生物量的比例为73·5%~85·4%。在各林分生物量组成中,干材生物量最大,占总生物量的56·4%~64·8%,其它组分所占的比例依次为根(16·3%~18·6%)>枝(9·0%~16·9%)>皮(4·9%~7·3%)>叶(1·1%~4·3%)。生物量的空间结构在马尾松纯林和混交林之间存在明显差异,混交林中0~9m高度的生物量分配比例(67·1%)明显大于马尾松纯林(53·7%);混交林中,在2~3m高度就出现了枝、叶的分布,而马尾松纯林中则出现在13~14m。混交林中,阔叶树根系的生物量主要集中于0~40cm土层,占根系总生物量的74%~99%,60cm以下土层则根系分布很少,而马尾松的根系则主要分布于土壤表层(0~20cm)和60cm以下土层,分别占总生物量的26%和49%。各混交林分的净初级生产力为10·60~15·25t/(hm2·a),而马尾松纯林的生产力仅7·34t/(hm2·a)。林分净初级生产力(NPP)与光合器官/地上部分生物量比(X1)、细根生物量/地下部分生物量比(X2)存在显著的非线形关系:NPP=5·5745+1·1985X1+2·6479X22。在所研究的林分中,细根(d<2mm)生物量占林分总生物量的平均比例为0·2%,但细根生产力占林分净生产力的平均比达2·9%。     

不同生境对栓皮栎幼苗光合生理特性的影响

以栓皮栎天然分布的北界(北京,NP)、中心(陕西,CP)和南界(云南,SP)3个种源的实生苗为试验材料,通过在北缘(北京)和南缘(云南)的交互移植试验,探讨不同种源幼苗光合生理性状的差异及其来源。结果表明:(1)各种源在北缘生境下的潜在最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、羧化效率(CE)、光呼吸速率(Rp)、光化学猝灭系数(PQ)均显著高于南缘生境(P0.05);(2)南界种源(SP)则具有更高的CE、Rp、PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)(SPCPNP);北界种源(NP)具有更高的非光化学猝灭系数(NPQ)(NPCPSP);(3)生境和种源的交互作用对最大羧化速率(A_(max))和LSP影响显著,Amax在南北缘生境下均以当地种源的最高;而LSP在北缘生境下以中心种源(CP)最高,在南缘生境下以北界种源(NP)最高。不同生境对表观量子效率(AQY)、CO2补偿点(CCP)、暗呼吸速率(Rd)以及叶绿素荧光参数如F_v/F_m、F_v/F_o以及NPQ影响不显著,其中AQY和Rd不受生境变化及其与种源的交互影响,这可能与栓皮栎自身遗传因素有关;(4)生长表现方面,栓皮栎幼苗在南、北不同生境下生长表现出明显差异,各种源在北缘生境下生长状况均明显优于南缘生境,且均以南界种源(SP)生长优势明显。     

适应性实验室进化技术在微生物育种中的应用进展

适应性实验室进化(Adaptive laboratory evolution,ALE)技术已成为微生物学基础研究和工业微生物育种的强大工具,被广泛用来研究影响菌株表型、性能和稳定性的进化潜力以及快速获取含有有益突变的工业生产菌株。近年来,随着基因组测序技术的进步,关于微生物新陈代谢机理和动力学方面的研究变得更加广泛和深入,这也极大促进了适应性实验室进化技术的快速发展。文中主要介绍了长期、短期适应性实验室进化技术在微生物育种方面的应用实例,并总结归纳了该技术在快速高效构建优良菌株过程中的方式与作用。最后分析了目前ALE技术面临的瓶颈问题及其可能的解决方法,以期能够为该技术的未来发展提供有价值的参考依据。     

定量评价人类活动对净初级生产力的影响

以人类活动为主导的城市扩张和土地覆被变化对城市生态环境产生了重要影响,并与气候变化共同影响植被净初级生产力(NPP),但目前从时空尺度上脱离气候干扰仅以人类活动为主导因素来定量分析其对植被NPP影响的研究尚不充分.本研究以广州市为研究区,利用CASA模型估算2001—2013年实际净初级生产力(NPP_act),结合CHIKUGO模型估算得到的潜在净初级生产力(NPP_p)计算因土地覆被变化导致的NPP损失(NPP_lulc),并建立相对贡献指数(RCI)定量分析和评价在城市扩张过程中人类活动对NPP的影响.结果表明:2001—2013年间,广州总体及其5片区NPP_act和NPP_lulc分别呈减少和增加趋势,并存在明显的空间差异性;RCI呈明显增加趋势,东北片区RCI值最低,为0.31,表明气候变化是其NPP变化的主要原因,其他4个片区的RCI值均高于0.5,说明4个片区人为干扰严重,人类活动是其NPP减少的主导因素;广州市及其5片区的RCI变化斜率均大于0,人类活动对植被的干扰逐年增强,北部片区RCI变化斜率值最大(0.693),人为干扰增加趋势最明显.     

干旱和复水对大豆(Glycine max)叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用河南省大面积种植的大豆品种豫豆29作为实验材料,通过研究逐步干旱和旱后复水条件下大豆叶片光合、叶绿素荧光等指标随土壤水分的动态变化规律,以期为大豆的水分高效利用提供理论依据。研究发现,在土壤相对含水量高于46.5%时,虽然随着土壤相对含水量的下降,豫豆29仍可以保持它的叶片水分状态;豫豆29的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,在土壤相对含水量为64.3%时,它比对照组高出11.2%(P<0.01);在实验的第3d,处理组的土壤相对含水量降为46.5%,叶片水势与对照组相比降低了7.2%(P>0.05),净光合速率为对照组的89.6%(P<0.05),但气孔导度却迅速下降为对照组的44.7%(P<0.01),这说明与叶片的光合和水分状况相比,豫豆29的气孔对土壤水分的匮缺更加敏感。复水后,豫豆29叶片的水势、净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光等值都可以得到迅速的恢复,并在实验的最后接近对照组的水平,这表明豫豆29的叶片光合在水分胁迫解除后有迅速恢复的能力。     

濒危植物南川升麻光合生理生态的初步研究

 本文研究了南川升麻在林缘、林窗和林下3种生境中的光合特性和光合、呼吸日进程。结果表明,在3种生境下光补偿点无显著差异,在20μmol·m-1·s-2左右,而光饱合点则有较大差异。在3种生境下的光合日变化曲线均为单峰曲线,无“午休”现象,光合峰值是林缘>林窗>林下。影响光合日进程的最主要的生态因子为光合有效辐射强度;光合最适温度较低。呼吸日进程在3种生境下没有显著差异,与温度日变化基本一致。     

植物叶黄素循环的组成、功能和调节(综述)

对近几年来植物体内叶黄素循环的组成、功能、堇菜黄素脱环氧化酶和玉米黄素环氧化酶的结构、生化性质和调节,以及叶黄素的可转变性、定位等方面的研究进展作了综述。     

黄土高原4种豆科牧草的净光合速率和蒸腾速率日动态及水分利用效率

在晴天条件下 ,研究了 4年生甘肃红豆草 (Onobrychis viciaefolia scop.cv.‘Gansu’)、沙打旺 (Astragalus adsurgens)、东方山羊豆 (Galega orientalis)和多年生香豌豆 (L athyruslatifolius)人工种群花期 (5月 31日 )和再生期 (7月 10日 )的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率以及土壤贮水量和水分利用特征。结果表明 ,自 5月 31日 (花期 )至 7月 10日 (再生期 ) ,4种牧草对土壤水分消耗由大到小依次为 :沙打旺 119.2 mm、多年生香豌豆 91.6 mm、山羊豆 81.9m m和红豆草 73.8m m。红豆草在花期和再生期的净光合速率分别为 12 .4 1和 9.0 6μ mol CO2 / (m2 · s) ,沙打旺为 10 .10和 7.0 1μ m ol CO2 / (m2 · s) ;红豆草在花期和再生期的日均蒸腾速率 8.13和 9.0 5 m m ol H2 O/ (m2· s) ,沙打旺刈割前和刈割后蒸腾速率分别为 7.4 0和 6 .5 4mmol H2 O/ (m2· s) ,属于高光合、高蒸腾型。而山羊豆和多年生香豌豆则属于低蒸腾、低光合类型 ,花期和再生期 ,山羊豆的日均光合速率分别为 4 .74和 4 .88μm ol CO2 / (m2· s) ,多年生香豌豆为 4 .4 1和 4 .6 4 μ mol CO2 / (m2· s) ,相应的蒸腾速率分别达到 3.75和 5 .4 2 m mol H2 O/ (m2 · s) ,4 .74和 4 .34m mol H2 O/ (m2 · s)。     

秋茄(Kandelia candel)幼苗对菲和荧蒽污染的生理生态效应

通过盆栽实验,研究了5种不同浓度的菲(1、5、10、50 mg · kg-1和100 mg · kg-1)和荧蒽(2、20、40、80 mg · kg-1和100 mg · kg-1)对红树植物秋茄幼苗的生长量、叶片的叶绿素含量、光合作用和根系活力等生理生态指标的影响.结果表明: (1)随着PAHs浓度增加和处理时间延长,秋茄根受毒害越严重,表现为肿大、变黑、腐烂.(2)根系活力随着处理浓度的增加而增强,随着处理时间的延长呈先增加后降低的趋势.(3)PAHs浓度和处理时间对植株含水量和根冠比几乎无影响,却明显降低了红树幼苗的根、茎、叶重,因而总生长量较对照低,干物质积累量减少.(4)增加PAHs浓度和处理时间使叶气孔阻力增加,细胞间隙CO2浓度减少,叶绿素a、b的含量减少,从而降低了红树幼苗的净光合速率和蒸腾速率.如菲各浓度处理的第6周,幼苗叶片净光合速率与第3、9周的状况存在着显著性差异;而荧蒽各浓度处理的第6周,幼苗叶片净光合速率与第3周的状况不存在着显著性差异,到了第9周才对幼苗叶片净光合速率有明显影响.(5)菲浓度处理对秋茄幼苗生长及光合作用的影响大于荧蒽,说明荧蒽是一类更加稳定的化合物.总体来看,秋茄幼苗对不同类型PAHs有不同的耐受性.     

缺铁使大豆叶片激发能的耗散增加

缺铁叶片的光合速率大幅度下降。这种降低可能不是色素含量降低的结果 ;而且缺铁对PSII复合物的活性影响很小 ;较高的PQ还原程度显示缺铁叶片PSII受体侧电子传递受阻 ,这可能是导致光合速率下降的主要因素。强光下缺铁叶片的天线转化效率比正常叶片低 ,用于光化学反应的激发能很少。缺铁导致大豆叶片激发能耗散增加。通过抑制剂处理和叶黄素组分的分析 ,可以认为在耗散过剩激发能的过程中 ,缺铁叶片充分启动了叶黄素循环