黄土高原区不同植物凋落物可溶性有机碳含量及其降解

以黄土高原区8种植物凋落物为对象,利用水和0.01mol·L-1CaCl2两种浸提剂提取了不同大小(2mm和1cm长)的凋落物,测定其可溶性有机碳含量,并利用室内培养试验评价其生物降解特性.结果表明:不同植物凋落物可溶性有机碳含量在18.20～156.82g·kg-1,占其全碳比例的4.21%～32.84%.其中,灌木凋落物可溶性有机物含量及其占全碳的比例略高于乔木,草本最低.经过7d的培养,不同凋落物可溶性有机碳的生物降解率在44.5%～80.6%,平均为62.9%;不同种类凋落物的生物降解率为灌木乔木草本.培养结束后,溶液中结构较复杂的可溶性有机物比例呈显著上升趋势,与其中易降解组分的降解有关.说明可溶性有机碳在黄土高原区退耕还林还草过程中的物质循环及能量转化方面具有重要作用.     

植物糖与激素信号途径的交叉会话

植物良好的生长发育状态需要体内众多生物学过程的有序参与,而其中最关键的就是光合作用及营养物质的吸收。这些复杂的生物学过程需要多种激素和糖信号的共同响应以及在各组织间的精密协同。目前,关于糖信号与激素信号的协同调控研究主要围绕DELLAs与PIFs展开,二者作为核心元件,在介导糖与赤霉素、细胞分裂素、油菜素内酯、茉莉酸甲酯、脱落酸和生长素之间的交叉会话中起着重要的串联作用。研究糖与激素的交叉会话可深入阐明植物生长发育与环境应答的分子机制,并为进一步的作物改良和育种提供新思路和理论依据。     

黄土高原丘陵区退耕还林地油松人工林碳储量及分配特征研究

以黄土高原丘陵区主要退耕还林树种油松为研究对象,对甘肃省庆阳市合水县采用样地调查与生物量实测方法,分析不同坡向（阳坡、阴坡）及退耕年限（退耕6年、9年和12年）油松人工林的乔木不同器官、灌草层、枯落物层和土壤层的碳含量,以及油松人工林乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征,探讨甘肃黄土高原丘陵区生态林的固碳作用。结果表明:（1）油松不同器官碳含量为48.15%~53.90%,各器官碳含量大小为树干>叶>细枝>粗枝>根桩>粗根>树皮>大根>中根>小根>细根>球果;灌木层碳含量为茎>叶>根;草本层碳含量为地上部分>地下部分。（2）油松人工林的枯落物层碳含量为未分解层大于半分解层。（3）0~100 cm土壤层的碳含量随退耕年限增加而增大,随土壤深度的增加而下降;0~10 cm、10~20 cm土壤层不同坡向间碳含量差异显著。（4）阳坡和阴坡退耕6年、9年和12年油松林总碳储量分别为42.90、50.50、59.22 t·hm^-2和45.08、53.77、65.70 t·hm^-2。研究认为,黄土高原丘陵区阳坡和阴坡均适宜油松林发挥固碳效益,且阴坡要优于阳坡,是甘肃黄土高原丘陵区的理想树种。     

不同光强下生长的几种亚热带森林树木的Rubisco羧化速率和碳酸酐酶的活性

9月和12月测定了生长于3种不同光强（100％、36％和16％的自然光）下生长的乔木荷树、黧蒴和灌木九节、罗伞盆栽幼苗叶片的Rubisco羧化速率（RCR）、碳酸酐酶（CA）活性和细胞间CO2浓度（Ci)。当生长光强降低时,4种供试植物的RCR和CA活性明显降低。9月时生长在16％自然光下荷树的RCR和CA比100％自然光者分别降低55％和50％,藜蒴则降低20％和35％,耐有的灌木树的降幅较小,仅为33％－38％（RCR）和22％－30％（CA）。12月的RCR和CA的水平较9月时低,翌年1月时自然林不同光强下生长的同类植物的RCA和CA随光强变化也有类似的趋势。RCR和CA活性呈正相关性,且两者与Ci呈弱负相关。推测高光强可能有利于激活Rubisco,促进CA内化的CO2→DlC（可溶性碳）→CO2活性和DlC的传输过程。     

抚育间伐对长白落叶松人工林土壤碳、氮及其组分的影响

抚育间伐作为重要的森林经营措施之一,能够改变林分结构和稳定性,进而影响森林生态系统的生物地球化学循环.然而,抚育间伐对森林土壤碳、氮循环的影响程度如何尚不明确,尤其缺少长期试验结果报道.本研究以黑龙江省孟家岗林场经过4种不同强度和频度的抚育间伐处理后的60年生长白落叶松人工林为研究对象(4次低强度的间伐,LT4;3次中等强度的间伐,MT3;2次高强度间伐,HT2;不进行间伐的对照,CK),从酸水解法划分土壤碳、氮库(活性碳、氮库Ⅰ,活性碳、氮库Ⅱ和惰性碳、氮库)的角度研究了抚育间伐对长白落叶松人工林土壤总有机碳、全氮的影响机制.结果表明: 抚育间伐显著增加了土壤有机碳和全氮含量,增幅分别高达48.7%～50.3%和28.9%～42.7%.抚育间伐均增加了3种碳、氮组分的含量,而增加的程度因碳、氮组分和抚育间伐措施的不同而异.与活性碳库Ⅰ和活性碳库Ⅱ的增加程度相比,惰性碳库的增加程度最大,LT4、MT3和HT2处理下惰性碳库分别增加71%、69%和75%.此外,抚育间伐也显著增加了惰性碳占土壤总有机碳的比例.LT4显著提高了土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,而MT3和HT2对微生物生物量碳、氮和微生物熵却无显著影响.抚育间伐可能通过产生较多的粗木质残体于土体中,增加土壤木栓质和木质素等顽固组分的输入,进而导致土壤惰性碳含量增加,降低有机质的分解,最终导致土壤有机碳增加.     

陆地生态系统中水溶性有机物动态及其环境学意义

水溶性有机物(DOM)是陆地生态系统中最活跃的有机碳库,也是土壤圈层与相关圈层进行物质与能量交换的重要表现形式,它对重金属、养分元素和有机污染物的活化、迁移与生态毒性有较大影响,在农业土壤溶液中DOM浓度通常在10～80mgC·L^-1,湿地土壤中多数在25～50mgC·L^-1,与森林土壤剖面淋滤水中的DOM相近,但在某些微域土壤环境(如根际和有机肥施用点附近)中DOM浓度可高达200～1000mgC·L^-1,不同来源的DOM在土壤中的迁移性与降解性明显不同,含低分子量组分或亲水性组分较多的DOM不易被土壤吸持而易被微生物降解,pH值相对较高的土壤(如石灰性土壤)对DOM吸附较弱,但pH较低和含有大量氧化物的土壤(如红壤、赤红壤和砖红壤等)则对DOM的吸附较强,施用石灰、土壤淹水或干湿交替、温度升高等有利于土壤保持较高的DOM浓度,由于DOM-金属配合物的形成,DOM能明显促进土壤重金属活化和向下迁移,而且DOM中低分子量或亲水性组分所占比例越低活化作用越强,同样地,由于DOM具有两亲性质,也能明显提高疏水性有机污染物(如农药和持久难降解有机污染物)的水溶性,增加其对环境污染的风险,特别是含疏水性组分越多的DOM这种作用越强．可以认为,继续加强有关DOM在陆地生态系统中产生与消长规律,特别是DOM及其与污染物的配合物从陆地生态系统向水体迁移的机理及其通量的研究,对合理预测污染物的环境行为和科学地进行环境风险评估有重要意义。     

雪豹（Uncia uncia）研究的文献计量评价

通过对1950—2010年SCI收录和1989—2010年CSCD收录的雪豹(Uncia uncia)研究文献分析,从年度文献数量变化、国家/地区分布、主要研究机构、期刊分布、发表文献作者、基金资助机构、刊载文献类型、学科类别和语种分布9个方面,对雪豹研究文献的分布规律和研究现状进行了统计分析。结果表明:在SCI上发表雪豹研究论文的国家排名依次是美(50.6%)、英(16.5%)、印度(12.5%)和中国(5.6%);在文献量机构排名方面,国际雪豹基金会和英国爱丁堡大学并列第一,中国科学院排名第五;中国的主要合作国家中包括了美、英和中亚国家(吉尔吉斯斯坦、蒙古)。无论是分布范围还是数量,中国雪豹资源都居于世界第一,而研究却不相匹配,国内在这方面还仍需努力。     

施入不同土层的秸秆腐殖化特征及对玉米产量的影响

耕作和秸秆还田是打破犁底层、改善黑土肥力的重要措施.本研究利用田间试验,分析了耕作和秸秆还田对秸秆腐殖化系数、总有机质含量(SOC)和玉米产量的影响.结果表明:深耕+秸秆施入20～35 cm(ST+S)能够打破犁底层,与浅耕(TT)、深耕(ST)和浅耕+秸秆还田(TT+S)相比,试验6年间土壤容重平均降低了5.7%、3.3%和5.7%,其中ST和ST+S试验第一年效果最好;试验6年后秸秆腐解率表现为0～20 cm土层(72.0%)>20～35 cm土层(59.2%);0～20和20～35 cm土层秸秆腐殖化系数在试验的第一年达到了最大值,分别为15.9%和12.7%;与初始土壤相比,TT、ST和ST+S处理0～20 cm土层SOC和轻组有机碳(LFOC)含量呈下降趋势,而TT+S处理分别增加了2.9%和12.4%,ST+S处理20～35 cm土层分别增加了9.2%和9.9%;对玉米产量的影响表现为ST+S>TT+S>ST>TT,耕作和秸秆还田的时间效应明显,其中ST处理玉米产量的影响可以持续3年,而ST+S处理可以持续6年.因此,通过耕作的方式将秸秆施入20～35 cm土层是一种有效的、可持续改善黑土质量的农业措施.     

群体分布和灌溉对冬小麦农田光能利用的影响

于2006-2008年进行冬小麦田间试验,设置行距×株距分别为：7 cm×7 cm（A）、14 cm×3.5 cm（B）、24.5cm×2 cm（C）、49 cm×1 cm（D）4种群体分布方式,每种分布方式设4种灌溉处理：整个生育期内不灌溉,灌拔节水,灌拔节和抽穗水,灌拔节、抽穗和灌浆水（每次灌水量相同,均为0.60 m³）,研究在同一群体密度(2.04×10⁶ 株·hm^-2)下不同群体分布和灌溉对冬小麦光能利用状况的影响及其在生产中的利用价值.结果表明：A、B处理的群体分蘖数和叶面积指数（LAI）显著高于C、D处理;随着行距的加大,光合有效辐射（PAR）透射率逐渐增多,而PAR截获率呈下降趋势;增加灌溉可提高冬小麦群体单茎数和LAI,降低PAR透射率,从而明显提高了PAR总截获率.冠层内PAR截获率表现为上强下弱的趋势,相对均匀的群体分布和所有灌溉处理均显著增加了冠层40 cm以上的PAR截获率.冬小麦光能利用率（RUE）随行距增大而逐渐降低,其中,A、B、C、D处理总RUE两年的均值分别为1.24%、1.27%、1.21%和1.06%,B处理较C、D处理分别提高了5.21%和19.56%,差异显著.群体分布相对均匀的A、B处理可显著改善冬小麦群体结构和PAR截获状况,有利于充分利用光能;所有灌溉处理也可影响群体结构,进而明显提高作物的RUE.     

荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用

植物生理功能的发挥以结构为基础,因此,植物光合器官(叶片或同化枝)解剖结构会对水分利用效率(WUE)有一定的指示作用。通过对黑河流域优势种灌木光合器官的解剖特征和表征WUE的稳定碳同位素比率(δ13C)进行分析,试图从解剖结构的角度为荒漠植物WUE寻求一个有效的指示指标。结果显示:(1)除花棒外,轴状光合器官植物的δ13C值均高于叶状。(2)不同荒漠植物光合器官及不同组织厚度变化范围较广,叶厚度(Tl)或轴直径(Da)、角质层厚度(Tc)、表皮厚度(Te)、栅栏组织厚度(Tp)、海绵组织厚度(Ts)、贮水组织厚度(Ta)的最大值分别约为最小值的6.9、5.8、11、4、3.5和3.5倍。荒漠区多数轴状光合器官植物的Da以及Te高于叶状。(3)所研究优势种灌木的δ13C值与Tl或Da之间存在极显著的正相关关系(r=0.719,P<0.01),与不同组织厚度(Tc、Te、Tp、Ts和Ta)之间相关性不显著。由此可知,从植物光合器官的解剖结构来看,荒漠区植物的WUE可以用Tl或Da来表征,叶片越厚,越有利于植物高效利用水分,且轴状光合器官植物的WUE高于叶状。