尖峰岭热带山地雨林长期减弱的碳汇及其环境驱动因素分析

热带森林作为全球最为重要的陆地生态系统之一,在当前气候变化背景下,其碳循环动态对于全球碳平衡状况及碳收支估算具有重要的影响作用。本研究利用尖峰岭热带山地雨林长期样地（P8401、P8402、P8901）自1984~2013年的清查数据,分析生物量长期动态变化,并结合降水等环境因子,试图探求尖峰岭热带山地雨林固碳能力的影响机理。结果表明：海南岛尖峰岭热带山地雨林仍然具有一定的碳汇能力,碳汇速率平均为0.71±0.22 mg·C·hm^-2·a^-1,与世界其他地区热带森林碳汇能力相当,但其碳汇能力却存在逐渐减少的趋势。碳汇能力的减少主要源于干旱和台风暴雨导致死亡生物量的显著增加,但不同样地间存在明显的差异,说明极端气候事件对热带森林固碳能力的影响同时也受局地环境条件和森林自身状况的影响,急需开展更多点上热带森林固碳能力对气候变化的影响研究,以减少热带森林在全球碳循环中估算中的不确定性。     

肉毒碱乙酰转移酶基因敲除对长链二元酸生产代谢过程的影响

在利用热带假丝酵母发酵生产长链二元酸的过程中 ,脂肪酸将进入 β 氧化途径 ,代谢产生能量 ,从而降低产物收率。首次以负责运输的肉毒碱乙酰转移酶为改造目标 ,在肉毒碱乙酰转移酶基因中插入潮霉素B抗性基因 ,构建DNA转化质粒 ,并进行一次同源重组 ,得到肉毒碱乙酰转移酶基因单拷贝敲除的基因工程菌。根据摇瓶实验结果 ,该基因工程菌与原始菌株相比 ,十三碳二元酸的产量与摩尔转化率分别提高了 13 0 %和 11 8%。     

是否低估了本地热带蝴蝶区系成分的丰富度?样带观察结果的剖析

作者利用在菲律宾吕宋岛Calumpang Lejos (Indang, Cavite) 地区以样带法收集的蝴蝶种数记录, 检验了类群记录是否低估了当地种数丰富度和多样性。在两年间长达340 h的457个样带调查中, 没有出现种数积累曲线突破情况。折叠估计、有偏纪录、丰富度的地区变化以及与群落生境有关的相对多度均支持当地蝴蝶区系丰富度被低估的观点。在样带调查中, 多样性及体色类型记录具有误差。这些误差反映在发现日期以及同种的科学命名日期, 并且涉及到菲律宾吕宋岛发现的所有物种, 且与蝴蝶的体型大小有关。数量较少、体型较小和不显眼的种类发现得较晚。在分类上亦有误差, 弄蝶科和灰蝶科比粉蝶科和蝶科稀少、体小且不显眼, 发现和命名较晚。翅型特征不明显的种类具有体型较小的趋势, 使所做的形态特征记录产生错误。我们发现菲律宾吕宋岛Calumpang Lejos (Indang, Cavite) 地区的稀有种类体型明显较小和特征较不明显。由于区域性样带调查偏差包括了灰蝶科但未包括弄蝶科, 因此偏差源于对树冠型蝴蝶种类的记录偏低。本文讨论了在其它生物区系以及热带蝴蝶保育上的应用, 认为今后需要使用误差小的新技术进行动物区系中物种丰富度的可靠估计。     

中亚热带米槠天然林土壤甲烷吸收速率季节变化

以福建省建瓯市万木林自然保护区米槠天然林为对象,定位观测了土壤甲烷吸收速率(V_CH4)的季节变化.结果表明：米槠天然林土壤V_CH4的季节变化表现出夏秋季高于冬春季的趋势,最大值(95.13 μg·m^-2·h^-1)出现在初秋(9月),最小值(9.13 μg·mμg·m^-2·h^-1)出现在初春(3月).土壤全年均为甲烷汇.随土壤温度和含水量的增加, V_CH4分别呈增加和降低趋势,但V_CH4与土壤温度和土壤含水量的相关性均不显著.米槠天然林土壤甲烷年通量为3.93 kg·hm^-2·a^-1,高于全球天然林土壤甲烷年通量的平均水平(2.4 kg·hm^-2·a^-1)和亚洲地区热带天然林土壤甲烷年通量(2.07 kg·hm^-2·a^-1),低于亚洲地区温带天然林的土壤甲烷年通量(8.12 kg·hm^-2·a^-1).     

海南岛4个热带阔叶树种前5级细根的形态、解剖结构和组织碳氮含量

细根具有复杂的分支系统, 以根序(root order)为取样单元的细根生理生态学研究正在成为根系生态学研究领域的重要内容。该研究以海南岛尖峰岭4个热带阔叶树种海南蕈树(Altingia obovata)、厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、山杜英(Elaeocarpus sylvestris)和黄桐(Endospermum chinense)为研究对象, 测定了1-5级细根的形态、解剖结构和组织碳(C)、氮(N)含量, 旨在探讨这些根系特征之间的联系。研究表明: 4个树种的细根形态差异较大, 但在树种水平上直径、根长和组织密度均随着根序的升高而增加, 比根长则随着根序的升高而降低; 低级根(前2级根或前3级根)具有皮层组织, 是典型的吸收根, 而高级根皮层组织消失, 是典型的运输和储藏根; 影响直径大小最重要的因子是皮层厚度, 它可以解释细根直径变异的97%, 而维管束直径仅能解释细根直径变异的70%; 根组织N和C浓度受维管束-根直径比(维根比)的影响, 随着维根比增加, 组织N浓度显著降低, 组织C浓度显著升高。4个树种细根的C/N比的变异受组织N浓度的影响程度为76%, 而受C浓度的影响程度不足10%。上述结果表明, 细根的形态特征、解剖结构和组织化学含量之间存在着紧密联系, 这为我们理解根系结构与功能变异提供了重要依据。     

海南岛霸王岭热带低地雨林植被恢复动态

热带次生林具有重要的物种保育和固碳功能, 然而高强度的干扰会导致次生林早期出现类似季雨林的阶段, 因而群落恢复速度和方向是当前热带生态学研究中最为关注的议题之一。该文以海南岛在刀耕火种弃耕地形成的不同演替阶段的次生林为研究对象, 比较森林不同恢复时间(12年、25年、55年)群落中的不同年龄(幼树、小树、成年树)个体与低地雨林老龄林的物种组成、多样性和群落结构差异, 探讨刀耕火种弃耕地恢复过程中的群落组配过程。首先, 在海南岛霸王岭林区内建立7个1 hm²(100 m × 100 m)的样地, 并调查样地内所有胸径≥ 1 cm的木本植物个体(不包括木质藤本)的种类、胸径大小和树高。无度量多维标定法(NMS)排序结果表明, 刀耕火种弃耕地恢复群落与老龄林的物种组成存在明显差异, 并且其物种组成差异随着径级增加而逐渐减小。刀耕火种弃耕地群落物种累积速度缓慢, 25年和55年恢复群落的种面积、种个体和种多度曲线无差异, 存在一个明显的停滞阶段。与物种组成相比, 群落结构恢复相对较迅速, 但仍没有形成老龄林阶段中的复杂结构。萌生个体在早期恢复群落中占有较高比例, 其个体密度和胸高断面积分别占总数的39.9%和55.9%, 但在恢复中后期迅速降低。刀耕火种弃耕地恢复群落中以先锋种和非先锋喜光种为主。虽然耐阴种随演替而逐渐增加, 但恢复中后期群落中的耐阴种重要值仅为老龄林的27.7%。这些结果表明, 虽然刀耕火种弃耕地恢复群落缓慢地逐渐接近最终恢复目标, 但仍然存在 很大的不确定性。刀耕火种弃耕地恢复过程中的异速恢复和停滞阶段需要纳入今后群落演替模型构建和森林固碳效益核甘共苦算中。     

海南岛霸王岭热带云雾林雨季的环境特征

以海南岛霸王岭热带云雾林中热带山地常绿林和热带山顶矮林群落为对象, 分析了热带云雾林雨季光照、空气湿度、空气温度、土壤和地形特征, 为分析生物多样性、生态系统功能及其对气候变化的反应等生态学过程奠定基础。结果表明: 热带山地常绿林和热带山顶矮林在一天中的光合有效辐射呈单峰曲线变化, 热带山地常绿林各时段的光合有效辐射显著低于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气温度分别为(21.76 ± 2.44) ℃和(19.33 ± 1.03) ℃, 且随时间变化呈单峰曲线, 热带山地常绿林日平均空气温度显著高于热带山顶矮林; 5-10月两群落类型日平均空气相对湿度分别为(88.44 ± 2.90)%和(97.71 ± 0.80)%, 且随时间变化呈倒“S”型曲线, 热带山地常绿林各月日平均空气相对湿度显著小于热带山顶矮林; 与热带山顶矮林相比, 热带山地常绿林的土壤全氮、全磷、速效氮、有机质、pH和土壤厚度显著大, 而全钾和有效磷含量显著低; 热带山地常绿林的坡度、岩石裸露比例和海拔高度显著小于热带山顶矮林, 地形因子与其他生态因子显著相关; 主成分和相关性分析表明: 空气温度、有效磷、全钾、全氮及地形因子对热带云雾林植被分布有重要影响。     

西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸的季节变化

采用挖壕沟法与红外气体分析法,研究了西双版纳热带季节雨林和人工橡胶林内土壤呼吸包括根系呼吸、异养呼吸的干湿季动态变化.结果表明：季节雨林内土壤呼吸和异养呼吸速率均显著大于橡胶林(P＜0.01),但根系呼吸差异不显著;土壤温湿度是呼吸速率变化的主要影响因子,季节雨林和橡胶林内土壤呼吸和异养呼吸速率均为雨季＞干热季＞雾凉季,但季节雨林内根系呼吸为雨季＞雾凉季＞干热季,而橡胶林内为雾凉季＞雨季＞干热季;季节雨林内根系呼吸对土壤呼吸的贡献率(29%)小于橡胶林(42%,P＜0.01),而季节雨林内异养呼吸对土壤呼吸的贡献率为71%、橡胶林为58%;当5 cm土壤温度在12 ℃～32 ℃范围内变化时,季节雨林内土壤呼吸及根系呼吸、异养呼吸的Q₁₀值均大于橡胶林,且异养呼吸的Q₁₀值最大而根系呼吸的Q₁₀值最小.     

基于植被指数的海南岛霸王岭热带森林地上生物量空间分布模拟

热带森林在全球碳循环方面扮演着重要的角色, 预测其生物量分布可以加深对碳循环过程的理解。然而目前基于植被指数模拟技术进行热带森林生物量分布的研究报道较少。该文以海南岛霸王岭林区热带森林为研究对象, 在基于遥感影像和135个公里网格样地调查的基础上, 分别选取归一化差异植被指数(NDVI)、短红外湿度植被指数(MVI5)、中红外湿度植被指数(MVI7)和比值植被指数(RVI)与总物种生物量、顶极种生物量和先锋种生物量做相关分析, 并利用逐步线性回归分析分别构建了基于植被指数的生物量回归模型; 利用残差图对模型的有效性进行检验。结果表明, MVI7和MVI5与总物种和顶极种生物量关系显著, 而NDVI和RVI对先锋种生物量具有较好的指示作用; 总物种、顶极种和先锋种生物量预测精度较高的区域分别占总面积的69.24%、73.98%和88.08%, 表明3个生物量模型均具有较好的拟合精度; 模拟结果表明总物种和顶极种生物量主要集中于研究区中部、北部和西南部区域, 而先锋种生物量无明显的分布规律, 是不均衡地散布于整个研究区域, 反映了群落组成结构、干扰历史、地形及气候因素等的影响。     

一座南亚热带小型贫营养水库浮游植物群落结构及季节变化

库容大小是影响水体水动力学过程的一个重要变量,它能在很大程度决定生态系统的结构,特别是浮游植物的群落结构.为了解小型贫营养水库浮游植物的群落特点,于2006年4、8、12月对位珠海市的贫营养小型水库-吉大水库的浮游植物群落结构进行采样和计数分析.3次采样共检出浮游植物32种,浮游植物细胞丰度的变化范围在69～342 cells·mL^-1,生物量的变化范围在1.34～3.69 mg·L^-1,夏季浮游植物的丰度和生物量明显高于冬季.甲藻是最主要的优势种类,且相对优势度较为稳定.夏季,隐藻门的隐藻(Cryptomonas sp.)和绿藻门的鼓藻(Cosmarium spp.)大量出现,甲藻的相对优势度有所降低.冬季,隐藻数量急剧下降,但硅藻门的颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)大量出现,与甲藻共同成为水体中的优势种.由降雨引起的营养盐浓度增加是浮游植物变化的主要影响因子,而透明度全年维持较高的水平为浮游植物的生长形成了有利条件,此外,较为稳定的水体和甲藻利用营养盐的能力使得甲藻成为浮游植物中的最主要的优势种.