都江堰地区三种壳斗科植物的种子库及其影响因素研究

于2000年9月～12月,在都江堰地区对原生林和次生林中3种优势壳斗科(Fagaceae)植物的种子雨和土壤种子库进行了研究,并提出基于种子雨和土壤种子库测定的种子虫蛀率、种子存活率、脊椎动物捕食率和种子发霉率的估计方法.结果表明①种子雨持续时间较长,3种壳斗科植物种子雨的高峰期在原生林和次生林中略有差异;②3种壳斗科植物的种子产量很低,种子雨散落的平均密度不大.在原生林,栓皮栎(Quercu.svariabilis)、抱树(Q serrata)和栲树(Castanopsis fargesu)种子下落的平均密度分别为2 3±3.85个/n2,6.5±17.43个/m2和1.9±5.21个/m2;而在次生林则分别为2.4±3 47个/m2,6.5±13.55个/m2和0 3±1.35个/m2;③土壤种子库中,栓皮栎在原生林中没有存留完好的种子,而在次生林的落叶层中存留有少量完好的种子(0 15±0.37个/m2); 树在原生林和次生林中都存留有少量完好的种子(分别为0.20±0.70个/m2和0.10±0.31个/m2)和少量萌发种子(分别为0.50±1.82个/m2和0.20±0 89个/m2);但在土壤中未发现有栲树的种子.绝大部分的种子存留在落叶层,而存留在0～2 cm和2～10 cm土层中的种子极少;④定量测定了发霉、虫蛀和脊椎动物捕食对2种壳斗科植物种子命运的影响,发现脊椎动物捕食是影响种子库的主要因子;虫蛀率虽增加种子的发霉率,但同时也减少脊椎动物捕食率;种子较大的栓皮栎种子的存活率低于种子较小的树种子的存活率.     

C3植物稳定碳同位素组成与盐分的关系

植物在盐生环境中δ13C值的改变可能包含两个成分:一个是盐分对CO2的扩散、传递或光合速率的影响而引起的δ13C值的改变;另一个是光合途径的转换引起的δ13C值的变化,δ13C值的大小与诱导发生CAM或C4代谢的程度有关.植物组织的δ13C值随盐度的变化趋势除了与植物本身固有的耐盐性有关以外,盐度和胁迫时间是影响植物δ13C的重要因素.根据盐生条件下同位素分馏特点可知,盐生植物与非盐生植物的δ13C随盐度的变化趋势有所不同.对非盐生植物而言,在低盐度和短期的盐处理下,随盐度的增加和胁迫时间的延长植物的δ13C值增大,这个阶段限制光合作用的主要因素是气孔导度;但是如果盐度过低,δ13C变化很小,则难以表现出应有的相关性;随着胁迫的加强,当限制光合作用的非气孔因素成为主导因素时,由于光合作用受到强烈抑制(光合结构遭到破坏),δ13C将随之降低.对盐生植物而言,其δ13C与最适盐度有关.最适盐度下,植物的δ13C低于其它盐度条件下的δ13C值.盐生条件下,有些C3植物可能发生光合途径的转换,无论诱导发生的是C4代谢还是CAM代谢,δ13C值均趋于增大.但是,一般情况下,盐处理诱导的光合途径的改变对植物组织整体的δ13C的影响很小.在密闭环境中或郁闭林地,植物和土壤呼吸释放的CO2再次参与光合作用,也会改变植物的δ13C值.为了更加全面地考察植物δ13C与盐度的关系,需要设置较大的盐度范围和进行长期的胁迫处理,才能够获得相对充分的数据,才有利于全面分析植物δ13C值与耐盐性的关系.     

利用土壤宏基因组技术定向筛选抗生素产生菌的方法学建立

为了快速从土壤中定向筛选抗生素产生菌, 本研究利用宏基因组技术进行了土壤中抗生素产生菌快速筛选方法的探索。对6 种不同土质的土壤利用液氮冷冻法提取土壤基因组DNA 并用PVPP柱层析法进行纯化, 每克湿土可得到32.25?61.25 μg DNA, 片段大小为23 kb左右, 说明宏基因组DNA样品完整, 16S rDNA的 PCR结果证明了该基因组DNA纯度可用于后期的分子操作。利用Herbimycin产生菌掺入法进行了抗生素产生菌筛选方法学的验证。结果证明, 每克湿土掺入103个Herbimycin产生菌时, 利用Herbimycin合成基因簇的特定引物即可从所提取的土壤基因组DNA中扩增出目标条带, 并且可以利用传统菌种分离方法从土壤中重新分离出来被掺入到土壤的Herbimycin产生菌。这些结果证明本研究建立的定向抗生素产生菌筛选方法, 具有快捷、灵敏的特点, 大大减少传统筛选方法的工作强度和时间, 为微生物新药的研发建立一种全新的研究方法。     

投加酞酸酯的构建湿地基质微生物活性的研究

在复合垂直流构建湿地系统的源水中连续投加酞酸酯达一年之久,并对该系统基质中的微生物数量、酶活性(脲酶、磷酸酶、脱氢酶)以及呼吸作用强度等各项指标进行了测定。结果表明下行流池微生物活性明显高于上行流池;实验系统中酞酸酯对微生物的生长没有表现出抑制作用,相反促进真菌类微生物的生长,其中真菌数量是对照系统的4．6—5．5倍;实验系统中酶活与呼吸作用强度也比对照系统高出1．0—5．9倍;分别投加长链和短链酞酸酯的实验系统之间微生物数量差别不显。从湿地生物膜的研究结果来看,生物膜量为1—6mg／g,生物膜的酶活性在基质酶活中所占比重很大,达到70％以上,生物膜的脱氢酶甚至比基质酶活高出10倍以上,说明生物膜是湿地基质微生物的主要活性部分。     

持久土壤种子库研究综述

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子,简单地可分为短暂土壤种子库和持久土壤种子库。即使给予理想的萌发条件如季节、温度、湿度等,土壤种子库中也仍有部分种子保持休眠状态,休眠的种子组成了持久土壤种子库。持久土壤种子库具有在承受了空间或时间上不可预测的干扰的植被中发挥繁殖能力的潜势,因此,其在植被承受干扰后的恢复、管理和重建中常常起关键作用。研究持久土壤种子库能丰富生物多样性的内容,同时,可以为深入了解植被更新提供更多的信息。本文从持久土壤种子库的研究方法、分类方法、指示因子、生态意义,以及持久土壤种子库研究中存在的问题和今后的工作进行综述,试图为将来的工作奠定基础。     

一株高抗汞细菌的分离鉴定及其抗性基因的克隆与表达

摘要：【目的】本研究旨在从重金属汞抗性细菌中分离鉴定汞抗性基因【方法】从北京凉水河河床底泥中分离抗汞细菌,采用16S rRNA基因序列分析结合生理生化特征对菌株进行鉴定。根据GenBank中已发表的多种抗汞细菌的merA基因序列设计引物,以抗性细菌基因组DNA为模板,扩增merA基因,并在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21(DE3)表达。同时对表达菌株的重金属汞抗性进行测定。【结果】分离得到一株能在含HgCl2为70 mg/L的平板上生长良好的高抗汞细菌,编号为KHg2。16S rRNA     

中亚热带不同母质和森林类型土壤生态酶化学计量特征

土壤生态酶化学计量比作为衡量土壤微生物能量和养分资源限制状况的重要指标,是当前生态学领域研究的热点之一,然而关于土壤母质和森林类型在调控土壤生态酶化学计量比中所扮演的角色及作用机制尚不明确。分别以砂岩和花岗岩发育的米槠林和杉木林土壤为研究对象,通过测定土壤物理化学性质、微生物量碳、氮和磷及土壤酶活性,探讨不同母岩发育的米槠林和杉木林土壤生态酶化学计量特征。结果显示,花岗岩发育的土壤酸性磷酸酶活性(AP)显著高于砂岩发育的土壤,βG:AP和NAG:AP的值显著低于砂岩发育的土壤。其中,花岗岩发育的米槠林土壤βG:AP和NAG:AP的值都显著高于杉木林,砂岩发育的土壤βG:AP和NAG:AP的值在两个林分间呈相反的结果。结果表明土壤生态酶化学计量比能够反映不同森林土壤之间磷养分限制强度,花岗岩比砂岩土壤受磷养分限制更严重。相关分析表明,土壤酶活性及生态酶化学计量比与土壤生物因子和非生物因子密切相关,而冗余分析发现土壤pH、总磷(TP)和微生物量碳(MBC)分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的56.9%、27.9%和12.3%。未来森林经营及管理应考虑土壤母质和森林类型差异对区域森林土壤养分循环的影响。     

机械化保护性耕作条件下土壤质量的数值化评价

通过9年的长期田间定位试验研究了陕西关中平原中部冬小麦 夏玉米轮作条件下深松耕（ST）、旋耕（RT）、秸秆还（SR）、免耕（NTS）等保护性耕作措施及传统耕作（TT）对土壤理化性状和作物产量的影响,并采用主成分分析方法进行土壤质量的综合评价.结果表明：与传统耕作相比,保护性耕作模式提高了土壤肥力质量,改善了土壤物理环境条件;显著提高了土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性;除秸秆覆盖免耕处理的玉米和小麦产量低于传统耕作外,其他保护性耕作措施均不同程度地提高了作物产量,其中小麦增产13%～28%,玉米增产3%～12%.与传统耕作相比,保护性耕作土壤质量指数提高了19.8%～44.0%.综合考虑经济效应和生态效益,隔年深松、秸秆粉碎联合旋耕作业以及秸秆覆盖联合深松作业不仅能增加作物产量还可改善土壤质量,可在研究区进行推广应用.     

不同农田生态系统土壤碳库管理指数的研究

讨论不同农田生态系统的土壤活性碳库和碳库管理（ＣＰＭＩ）,结果表明,不同农田生态系统的土壤ＣＰＭＩ明显受施肥、气候、土壤利用方式,耕种年限等因素的影响。供试土壤的活性碳含量范围为０．４９～４．９９ｍｇ／ｇ,土壤ＣＰＭＩ为５１．６～１６５。不同施肥地红壤ＣＰＭＩ的影响顺序为绿肥（ＧＭ）〉概肥（ＦＹＭ）〉ＦＹＭ－ＮＰＤ〉参考（ＲＥＦ）〉ＮＰＫ〉对照（ＣＫ）,在水稻土中,共相应的影响顺序为,稻草（ＲＳＣ     

生物炭对土壤氮循环的影响研究进展

在定性资料调研的基础上,基于ISI Web of Science数据库,采用文献计量学方法,针对"生物炭对土壤氮循环的影响"及其分支技术进行文献检索、数据整理、分类以及主题分析,从国际整体研究态势和分支技术主题两个角度探讨了目前国内外生物炭影响土壤氮循环方面的研究进展,并从生物炭对土壤N_2O排放、肥料利用率、硝化速率、NH_4~+/NH_3吸附、NO_3~-吸附以及土壤微生物氮素固持等6个方面的影响进行了详细论述。近年来,生物炭对土壤氮循环的影响研究急剧增温,发文量逐年增加,截止2014年6月,SCI数据库中共检索到2468篇论文。其中,期刊论文2188篇、综述性论文93篇,其它类论文177篇。美国、加拿大、英国等欧美国家在该领域的研究中占有明显优势,而自2010年以来,中国已成为该领域全球第一的年发文大国。发文热点主要集中在生物炭对土壤N_2O排放和对氮肥利用率的影响2个方面,占总发文量的73.7%。从6个方面的分支技术主题来看,生物炭的影响作用争议性较大。大部分研究认为,生物炭能够抑制土壤N_2O排放、提高氮肥利用率、促进土壤硝化速率、提高土壤对NH_4~+/NH_3和NO_3~-的固持作用以及土壤微生物氮素固持作用等,但也有研究表明生物炭会促进土壤N_2O排放、抑制土壤硝化速率,且不具备NO_3~-固持能力。这主要与生物炭的类型、老化过程,以及土壤类型及其含水孔隙率等密切相关。总之,探讨了生物炭对土壤氮循环影响的研究动态、热点及主要结论,为深入了解生物炭对土壤理化特性影响的作用机制提供了一定研究思路,为生物炭的农业应用提供了一定借鉴和参考。