氮添加对内蒙古温带典型草原生态系统碳交换的影响

生态系统碳交换(NEE)是评估碳循环及平衡的重要指标,由生态系统总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(ER)共同决定。以往研究表明,N添加能显著促进草地生态系统植物的生长进而提高生态系统的生产力,但N添加如何影响生态系统碳交换的结论仍不明确。同时,对于不同剂量的N添加对生态系统碳交换影响有何差异也不清楚。于2012和2013年在内蒙古草原开展N添加控制实验,设置中等剂量(10 g N m~(-2)a~(-1),N10)和高等剂量(40 g N m~(-2)a~(-1),N40)两个N添加处理,并采用生态系统原位观测箱系统监测不同N处理条件下的NEE动态。结果表明:2年中等剂量N添加处理(N10)下GPP较对照分别增加了15.6%和20%,而ER的变化不显著,该处理下NEE较对照显著降低了230%和337%(即固碳能力增强)。与中等剂量N添加处理结果不同,高等剂量N添加处理下GPP和ER均有不显著的降低趋势,同时,尽管该处理下NEE有升高的趋势(即固碳能力降低),但并不显著。土壤水分改善、土壤温度下降以及叶片N浓度增加可能是中等剂量氮添加促进该生态系统固碳能力的重要机制,而土壤酸化和物种组成改变可能是导致高等剂量N添加下生态系统固碳能力低于中等剂量的重要原因。研究结果表明,不同剂量N添加对生态系统生产力与呼吸的作用机制存在差异,导致生态系统固碳能力有着明显区别。     

应用碳氮稳定同位素技术研究江豚(Neophocaena asiaeorientalis ssp. sunameri)食性

稳定同位素技术已广泛地用于分析生态系统中食物网的食物来源和营养级关系,但在海洋哺乳动物食性方面应用较少。通过分析2012年4—6月在辽东湾沿岸海域搁浅而死亡的江豚样本和同时期(6月)取自辽东湾海域主要渔获物的碳氮稳定同位素比值,研究了江豚(Neophocaena asiaeorientalis ssp.sunameri)及其可能摄食饵料的碳氮稳定同位素组成。结果表明:江豚δ13C值为(-18.4±0.3)‰,δ15N值为(13.8±0.4)‰。28种可能生物饵料的δ13C值的范围为-19.5‰—-17.0‰,δ~(15)N值的范围为11.4‰—14.0‰。江豚的营养级为4.5,高于传统胃含物分析法的研究结果。28种测试生物的营养级位于3.8—4.6之间。江豚的食物来源主要以鱼类为主,对食物种类的喜食顺序为中上层鱼类中下层鱼类底层鱼类头足类虾类蟹类,其平均贡献率分别为43.9%、18.2%、13.1%、10.0%、8.8%、6.0%。江豚碳氮稳定同位素比值与体长无明显的线性关系,碳营养源较为稳定,氮营养源复杂多变。     

哺乳动物化石牙齿釉质的碳、氧同位素组成与古气候重建方面的研究进展

哺乳动物化石牙齿釉质能有效地抵抗成岩作用的影响,并保存原始的碳、氧稳定同位素组成信息。通过对食草类哺乳动物化石牙齿釉质同位素组成的分析可以重建这些动物生存时代的古气候。釉质碳酸盐的碳同位素组成响应于取食植物的碳同位素组成,藉此可以恢复陆地生态系统中C3和C4植物的分布比例,这个比例主要受控于大气的CO2水平、气压和光照等因素,与不同的纬度带和气候带有关;釉质磷酸盐的氧同位素组成响应于饮用水的氧同位素组成,饮用水来源于大气降水,其氧同位素组成响应于温度变化,所以釉质的氧同位素组成与气温之间有显著的线性相关,藉此可以计算地史时期的年平均温度、绘制气候的冷暖变化曲线。     

乙醇能消除二环己基碳二亚胺对H~ -ATPase复合体的抑制效应

本文发现线粒体H~ -ATPase复合体先用0.5μg/ml的DCCD(二环己基碳二亚胺预保温处理,再经12.5%(V/V)乙醇进一步保温处理,则乙醇可完全消除DCCD引起的H~ -ATPase的抑制效应。若H~ -ATPase用DCCD和乙醇同时预保温处理,则DCCD同样消失其抑制作用。用相同浓度的甲醇代替乙醇,则仅可部分的消除DCCD的抑制作用。用相同浓度的DMSO(二甲基亚砜)代替乙醇,则不能消除DCCD的抑制作用。同样浓度的乙醇保温处理经预先用2μg/ml的寡霉素(Oligomycin)处理的H~ -ATPase,并不对寡霉素的抑制作用发生任何影响。表明此浓度的乙醇并未对H~ -ATPase产生解偶联效应。动力学研究表明乙醇对H~ -ATPase水解活力呈现非竞争抑制行为,推测乙醇可能导致H~ -ATPase中的F_1构象的改变,因而影响酶的活性。DPH标记的荧光偏振度,N-[1-P]M标记的荧光强度和内源荧光强度的测定结果显示,乙醇消除DCCD抑制作用的机理,是由于乙醇和DCCD所引起的构象间的相互作用的结果。     

大兴安岭中段森林土壤的黑碳含量及其在不同粒级中的分布

土壤黑碳由于具有生物化学惰性被视为土壤稳定碳库的主要成分.本文量化了大兴安岭中段森林土壤黑碳,分析了黑碳在各粒级内的分布,并探讨了黑碳的稳定机制及其在土壤碳库中的重要性.结果表明: 土壤黑碳表聚现象明显,表层黑碳占总剖面(64 cm)的68.7%,随着土层加深黑碳含量显著降低,但黑碳占有机碳的比例却呈现上升趋势.气候条件影响大兴安岭地区土壤黑碳的分布,相对寒冷和湿润的气候条件提高了土壤固持黑碳的潜力;土壤黑碳在各粒级内所占比例表现为黏粒>粉粒>细砂>粗砂,尽管黏粒中黑碳含量最高,并随土层深度增加而升高,但黏粒中黑碳占有机碳的比例却无明显变化,黑碳/有机碳的升高主要源于细砂与粉粒中黑碳的增加;黑碳的生物化学惰性是表层黑碳的主要稳定机制,而深层的黑碳除了其自身抗性外,黏粒矿物的化学保护发挥着重要作用;黑碳不仅作为稳定碳库的主要成分,在颗粒有机碳组分中仍占相当大的比例,因此黑碳的存在提高了土壤稳定性碳储量与碳汇能力.     

若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳及碳库管理指数变化

研究退化林草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳和碳库管理指数变化,可为评价生态恢复措施提升土壤质量的效果,以及优化生态恢复模式的选择提供重要参考。结合野外调查和室内分析法,研究了若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤有机碳组分及碳库管理指数变化。若尔盖沙化草地的生态恢复模式有:灌草间作模式Ⅰ(条带状红柳间植草本植物,SGⅠ)、灌草间作模式Ⅱ(环状红柳间植草本植物,SGⅡ)、沙障+灌草模式(红柳沙障+红柳间植草本植物,SBSG)。结果表明,与沙化草地(DG)相比,3种恢复模式都能提高土壤有机碳及其活性组分含量。SGⅠ模式的全剖面土壤微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量分别增加36.6%、139.0%、89.4%、130.9%;SGⅡ模式的分别增加2.7%、-43.9%、15.0%、49.7%;SBSG模式的分别增加82.4%、21.8%、56.2%、170.3%。表明SGⅠ与SBSG提高土壤有机碳的效应相近,而且二者都远大于SGⅡ。3种生态恢复模式土壤活性有机碳分配比例与DG的差异表现不一致,显著体现是SGⅠ模式土壤DOC分配比例的垂直变化出现分馏现象。3种生态恢复模式土壤碳库管理指数(CPMI)均大于100%,能不同程度地提升土壤质量,其效应大小为SGⅠSGⅡSBSG。易氧化有机碳可作为反映沙化草地生态修复模式土壤质量变化的优选指标,CPMI也可用于表征生态恢复措施提升沙化草地土壤质量的效果。     

不同林龄杉木人工林碳储量及其分配格局

基于广西北部杉木主产区45块1000 m²样地的调查,研究幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5种林龄杉木植被与土壤碳储量的分配格局.结果表明: 杉木人工林生态系统总碳储量表现为过熟林(345.59 t·hm^-2)>成熟林(331.14 t·hm^-2)>近熟林(299.11 t·hm^-2)>幼龄林(187.60 t·hm^-2)>中龄林(182.81 t·hm^-2).不同林龄碳储量分布格局均为土壤层>植被层>凋落物层,地下部分>地上部分.其中,植被层为34.80～134.55 t·hm^-2,占总碳储量的18.6%～38.9%,随林龄的增加而增加;凋落物层为1.26～2.07 t·hm^-2,占总碳储量的0.4%～1.1%;土壤层为149.24～206.02 t·hm^-2,占总碳储量的61.9%～80.0%.植被层碳储量以乔木层(33.51～133.7 t·hm^-2)最大,占92.8%～98.9%.其中,乔木层各器官碳储量以树干(20.98～95.68 t·hm^-2)最大,占乔木层碳储量的62.6%～72.6%,随林龄的增加而增加;枝、叶碳储量分别占4.8%～11.0%和11.1%～14.2%,随林龄的增加而减小,在过熟林阶段有所上升;根的碳储量占11.3%～12.3%,波动较小,比较稳定.     

武汉东湖浮游植物各种成份分析与沉淀物中浮游植物活体碳、氮、磷的测定

本实验调查了武汉东湖浮游植物水华的各种成份以及水柱沉淀物内叶绿素α含量,根据碳与叶绿素α系,给定了一回归方程,并计算出沉淀物中藻类活体相应的碳、氮、磷含量。从平均数值看,武汉东湖浮游植物水华的C,N,P含量分别为39．30,7．98及0．94(％);其干湿比为0．20,碳、氮比为5．10,碳、磷比为46．54,碳与叶绿素口之比则为133．3201983年东湖水柱沉淀物中浮游植物活体叶绿素α下沉量平均每天每平方米为43．8675微克(Ⅰ站)及35．5881微克(Ⅱ站)。利用东湖浮游植物水华各种成份含量及其各种比率计算出的东湖水柱沉淀物中浮游植物活体碳、氮、磷量,按顺序每天每平方米分别为2．53,0．50,0．05毫克(Ⅰ站)及2．09,0．41,0．04毫克(Ⅱ站)。     

有机垃圾发酵过程中的微生物研究

采用最大概率法和平板计数法[1] 测定城市有机垃圾堆肥过程中主要微生物类群的变化。实验表明 :中、高温好氧细菌在前 7d呈上升趋势 ,在第 7d达其最大值为 1.32× 10 13 /g干垃圾 ;随后 ,其数量随着氧含量的降低而逐渐下降。厌氧菌在前 10d呈上升趋势 ,到第 10d达到最大值 7.5 1× 10 5/ g干垃圾 ;随后随着营养物质的减少而减少。停止通气后 ,好氧菌中的兼性厌氧菌逐渐增多 ,严格好氧菌逐渐减少 ;厌氧菌中的兼性厌氧菌逐渐减少 ,而严格厌氧菌逐渐增多。高温放线菌 ,中温好、厌氧纤维素菌和高温好氧纤维素菌在发酵的前 4d均呈上升趋势 ,随即逐渐下降。中温放线菌和真菌只在发酵之初存在 ,其数量随着温度的上升和氧含量的下降而迅速下降至零。高温厌氧纤维素菌的数量一直在慢慢上升     

有机、无公害和普通茶园蜘蛛群落组成及动态差异

2002-2003年,每1～2星期1次,对皖南麻姑山区25年生山林间的有机茶园、植被贫乏的无公害茶园和普通茶园的茶丛及地表蜘蛛进行了系统的调查。查得普通茶园蜘蛛6224个体,分属于8科14种;无公害茶园蜘蛛7430个体,分属于8科16种;有机茶园蜘蛛8005个体,分属于12科29种。3类茶园中,3～5月、10～11月蜘蛛的物种数和个体数较多,7月、12月种数和个体数较少。本研究中的普通茶园植被较少,茶园管理稍粗放,滥施化学农药,蜘蛛种数和个体数均为最少。无公害茶园周围植被虽较少,但管理精细,一般根据防治指标施药,蜘蛛种数和个体数多于普通茶园。有机茶园植物相对繁盛,不施药,蜘蛛种数和个体数最多。茶园环境和管理措施对蜘蛛群落的组成有较大影响。