附生蕨类植物的克隆性研究进展

石松类及蕨类植物在高等植物中处于比较特殊的进化与系统发育地位, 同时具有孢子植物(孢子)与种子植物(维管束)的双重特征。附生蕨类植物是蕨类植物中占据独特生境的一个大类群, 其生活史策略及进化历史与其附生生长的森林生态系统紧密相关。大部分附生蕨类植物的克隆生长习性及克隆生活史性状在其生态适应中具有重要作用, 但这方面未引起广泛关注。本文主要综述了中国山地森林中附生蕨类植物的根状茎克隆生长、克隆性与生态适应性、不同克隆生长方式与进化等方面, 并展望了蕨类植物克隆性在森林生态系统过程与功能中的作用, 以及今后如何将蕨类植物生态学研究与气候变化、植被恢复、土地利用变化等全球变化的主流方向进行结合。     

秦岭南坡旬河流域森林植被生态种组的初步研究

本文通过对秦岭南坡旬河流域及其邻近地区森林植被调查资料的统计分析和研究,以地形海拔高度、土壤pH值以及土壤有机质含量作为森林环境梯度区分指标,运用主分量分析以及判别分析等数学手段,在该流域内划分出9种不同生境(立地)类型。以此9种生境类型为基准,对比林下植物种在各类型样地中的出现与否及其盖度特征,经反复调整,筛选出31种具生境指示意义的种子植物,并由此建立起相对应的9个生态种组。最后简要介绍了各种组的生境特征指示范围,以期为生产经营工作中野外识别不同生境类型提供帮助,推动植被生态学研究的深入。     

几种树木枯叶分解速率的试验研究

 本文对几种树木的枯叶分解速率进行了研究,结果表明枯叶的分解速率因树种不同而异。一年的失重率刺槐、山杏、侧柏、元宝槭、黄栌分别为54%、64%、78%、73%、65%。应用指数衰减模型计算枯叶的年腐解率,刺槐、山杏、侧柏、元宝械、黄栌分别为0.490g／(g·a)、0.597g／(g·a),0.990g／(g·a)、0.800g／(g·a)、0.662g／(g·a)。根据枯叶的化学成分分析表明,枯叶的失重,首先是由粗脂肪,可溶性糖、丹宁,有机碳等的丧失所引起。枯叶在一年的分解过程中,碳、氮含量比值随时间的推移而下降。     

不同化学性质叶凋落物添加对土壤有机碳矿化及激发效应的影响

凋落物输入可显著影响土壤有机碳(SOC)矿化速率,但添加不同化学性质叶凋落物对土壤有机碳矿化释放CO₂及激发效应的影响及其机理仍不清楚。本研究将亚热带6种树种¹³C标记的叶凋落物添加至天然次生林0～10 cm原位土柱中,比较不同树种叶凋落物添加对土壤总CO₂、外源凋落物和土壤来源CO₂释放速率和累积量以及激发效应的影响,并量化叶凋落物化学性质与土壤CO₂释放累积量、激发效应的相关关系。结果表明: 添加叶凋落物能够显著提高土壤总CO₂和土壤来源CO₂释放量,存在显著正激发效应,激发效应值为68%～128%。不同树种叶凋落物添加对土壤有机碳矿化和激发效应的影响存在显著差异。Pearson相关分析和逐步多元线性回归分析发现,凋落物来源CO₂释放累积量与叶凋落物C、P和纤维素含量呈显著负相关,而土壤来源CO₂释放量与叶凋落物C:N和木质素:N呈显著正相关。综上,不同化学性质的叶凋落物对土壤有机碳矿化和激发效应的影响存在异质性,在亚热带地区森林类型转变过程中营造具有高质量叶凋落物的人工林将有助于减少森林土壤碳损失。     

萘对川西亚高山森林土壤呼吸、可溶性有机质和微生物生物量的影响

通过原位控制试验,研究了萘对川西亚高山森林土壤动物抑制效率、土壤呼吸、可溶性有机质和微生物生物量的影响.结果表明:萘施用显著抑制了大型和中小型土壤节肢动物的个体密度和类群数量,个体密度分别下降76.3%~78.5%和83.3%~84.8%,类群数量分别降低48.3%~56.1%和45.8%~58.3%.萘处理与对照的土壤呼吸速率季节动态呈单峰曲线,分别以2月和8月为最低值和最高值,而且未受萘施用的显著影响.与对照相比,萘处理显著降低了8月和10月土壤可溶性碳和可溶性氮含量,以及4月和8月微生物生物量碳,增加了4月的微生物生物量碳氮比.萘处理和采样时间的交互作用显著影响了微生物生物量碳和微生物生物量氮,但对土壤动物个体密度和类群数量以及可溶性碳含量影响不显著.总体上,萘作为抑制剂,在川西亚高山森林土壤能够有效地抑制土壤动物节肢动物,且并未显著影响土壤呼吸,但对土壤碳氮组分造成了不同程度的影响.     

森林土壤微生物对干旱和氮沉降的响应

干旱和氮沉降深刻影响着人类世森林生态系统的生命活动与物质循环,进而影响全球碳平衡、并反馈作用于气候变化。土壤微生物驱动元素的生物地球化学循环和关键土壤生态过程,在气候变化生物学研究方面具有核心地位和全球重要性。本文综述了干旱和氮沉降对森林土壤细菌和菌根真菌的影响。提出未来应加强全球变化多因子交互作用对土壤微生物多样性、活性与生态功能的研究;建立野外长期定位站,强化亚热带森林生态系统与全球变化研究;注重土壤生物之间互作及网络研究;利用微生物大数据建立相关的机理模型等。从认识微生物多样性和群落组成对全球变化的响应与适应,逐步发展为调控利用微生物群落服务于森林的优化管理、生态资源的合理保护与可持续利用,为充分发挥微生物减缓全球气候变化的作用提供理论基础。     

中国云豹种群分布现状与关键栖息地信息更新

云豹(Neofelis nebulosa)是中国大型猫科动物中对森林生态系统依赖性最高的物种。中国作为云豹的主要分布区, 由于长期以来缺乏深入研究和有效保护, 在盗猎、森林采伐、土地利用变化等威胁因素的共同作用下, 云豹在中国的分布范围和种群数量近数十年来均大幅缩减, 其分布现状亟需全面评估。本研究系统检索和查阅了国内1950年以来的云豹标本、野外调查记录、地方志、新闻报道等直接证据, 整理了中国各省级行政区内云豹记录存在的年代; 基于2010-2020年国内55个地区的红外相机监测数据, 结合同期研究文献中记录的中国云豹确认分布位点, 校准了已发表的云豹栖息地适合度模型, 并在此基础上叠加保护地和行政区划图层, 根据2010-2020年间森林覆盖率的减量评估云豹栖息地适合度的变化, 以识别我国的云豹关键栖息地和保护优先区。结果显示, 1950-2009年, 我国的云南、西藏、四川、陕西、甘肃、重庆、贵州、广西、广东、海南、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、福建以及台湾共17个省级行政区有云豹分布, 但其中12个迄今已超过20年无确凿记录, 且目前仅在云南省和西藏自治区仍有云豹记录延续。当前我国大陆地区云豹潜在栖息地总面积64,093 km², 分别位于9个连续的栖息地斑块中, 其中3个为跨境斑块。2010-2020年间, 我国境内共在5个自然保护区的10个样区记录到云豹, 全部位于西藏东南部以及云南西部和南部的2个跨境栖息地斑块(即“喜马拉雅-横断山脉西侧-若开山脉”和“无量山南麓-安南山脉”)的边缘。2010-2020年间, 这两个斑块在中国境内区域的年均森林覆盖率减量(0.84%)小于境外(1.57%)。从本研究的结果推断, 中国目前确认分布的云豹种群极有可能维持在跨境分布的生境中, 面临内部和跨境的双重挑战。相关保护地应有针对性地加强反盗猎执法, 并开展栖息地恢复工作以提升云豹栖息地质量与斑块连通性, 同时与周边分布区国家开展跨境保护合作, 为现有云豹种群的长期生存和发展提供必要基础。     

东北主要树种光合作用可行的离体测定方法

树木光合作用的测定常因植株高大而难以开展, 其中离体测定是解决途径之一。但离体测定的方法及其可靠性因树种而异。选取东北东部温带森林中特性各异的7种主要树种: 针叶树(红松(Pinus koraiensis)、长白落叶松(Larix olgensis))、散孔材(白桦(Betula platyphylla)、胡桃楸(Juglans mandshurica))和环孔材(水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黄榆(Ulmus macrocarpa)、蒙古栎(Quercus mongolica)), 首先采用光合速率恢复到光合诱导前稳定值90%的时间(T₉₀)长短和叶片蒸腾速率(E)的大小评估离体叶片水分供应状况及其光合活力, 以此确定较优的离体测定方案; 同时, 观测离体叶片的光合活力稳定时间; 最后通过比较原位测定和采用所确定的较优离体方案测定的各树种叶片气体交换参数, 论证采用离体测定光合作用的可靠性。结果表明: 除蒙古栎外的6个树种的离体叶片均具有较高、较稳定的水分供应和光合活力。离体枝条或复叶插入水中, 环剥去除切口处3 cm左右的韧皮部和剩余叶片的方法, 是这6个温带树种叶片光合能力的较优离体测定方法。6个树种叶片的T₉₀受树木特性的影响而差异显著(p < 0.05), 其中环孔材树种的T₉₀显著高于散孔材和针叶树种。6个树种离体叶片在1 h内均有较高、较稳定的水分供应和光合活力。在此期间离体所测得的绝大多数叶片的气体交换参数与其原位测定值之间的差异不显著。该研究提出了可行的树木叶片光合作用的离体测定方案, 适用于蒙古栎以外的其他6个温带树种。     

基于决策森林特征基因的两种识别方法

应用DNA芯片可获得成千上万个基因的表达谱数据。寻找对疾病有鉴别力的特征基因 ,滤掉与疾病无关的基因是基因表达谱数据分析的关键问题。利用决策森林方法的集成优势 ,提出基于决策森林的两种特征基因识别方法。该方法先由决策森林按照一定的显著性水平滤掉大部分与疾病类别无关的基因 ,然后采用统计频数法和扰动法 ,根据所选特征对分类的贡献程度对初选的特征基因作更加精细地选择。最后 ,选用神经网络作为外部分类器对所选的特征基因子集进行评价 ,将提出的方法应用于 4 0例结肠癌组织与 2 2例正常组织中 2 0 0 0个基因的表达谱实验数据。结果表明 :上述两种方法选出的特征基因均具有较高的疾病鉴别能力 ,均可获得最优特征基因子集 ,基于决策森林的统计频数法优于扰动法。     

黄土丘陵区林草景观界面雨后土壤水分空间变异规律

对黄土丘陵区刺槐林-草地景观界面上雨后土壤表层(0～10 cm)和亚表层(10～20 cm)水分的空间变异规律进行了研究.经典统计学分析表明,草地两层的土壤含水量分别高于林地;林草界面两层的土壤含水量均为弱变异程度,并具有明显的生态梯度.移动窗口法分析表明,林草界面对土壤表层和亚表层的水分影响范围为边界两侧4 m、3 m,影响域分别为8 m、6m.地统计学分析表明,草地两层土壤含水量空间分布均表现为纯块金效应,林地两层均可拟合成线性模型,而林草界面两层均可拟合成球状模型;林草界面土壤表层、亚表层水分空间依赖性和空间自相关较强,其空间结构异质性明显高于林地和草地.克立格制图描述的林草界面土壤水分的空间分布格局为从边界处向两侧的一定距离范围内,土壤含水量呈条带状分布,而在较远的距离,水分的空间分布呈现出几个明显的斑块状.