植被光合呼吸模型在长白山温带阔叶红松林的优化及验证

植被光合呼吸模型(VPRM)关键参数的确定和优化是准确计算生态系统净CO_2交换(NEE)的基础。利用中国通量观测研究联盟(China FLUX)长白山站温带阔叶红松林2005年的通量观测资料,对VPRM的4个参数(最大光能利用率ε_0、光照为半饱和条件下光合有效辐射值PAR0和呼吸参数(α、β))进行优化,并使用2006年的观测资料对参数优化前后的模拟结果进行评估。结果表明:参数优化后,VPRM能够较好地模拟长白山地区2006年植物生长季NEE的变化。对30min NEE模拟的平均误差为-1.81μmol m~(-2)s~(-1),相关系数为0.72,模拟NEE平均日变化的峰值约为观测值的91%,相关系数为0.97。但在植物非生长季模型对森林NEE的模拟效果较差。模型模拟30min NEE的平均误差为0.39μmol m~(-2)s~(-1),相关系数仅为0.10,并且模拟低估NEE平均日变化白天吸收峰值约82%,日变化模拟值与观测值的相关系数为0.50。通过分析不同天气个例,发现模型可以较好地模拟晴天条件下NEE的变化,而对阴雨天NEE的模拟误差较大。该研究有利于提高VPRM模型对温带落叶阔叶林NEE的模拟能力,对进一步改进区域陆地NEE的模拟具有重要意义。     

土壤氮素异质性分布和马先蒿寄生对长芒棒头草生长发育及根系分布的影响

无论在农田还是自然生态系统中,土壤养分异质性普遍存在。植物具有感知土壤养分异质性的能力,并通过调节根系生物量分配及空间分布以获取更多资源。了解寄生胁迫在不同养分条件下对寄主生长发育及根系空间分布的影响,对解析寄主应对寄生胁迫和养分胁迫的适应策略,进而指导寄生性杂草防控具有重要的指导意义。该文采用分根试验,通过对寄主分根,并控制根室两侧氮供应水平及寄生胁迫程度,考察了氮胁迫及两种寄主依赖程度不同的马先蒿的寄生对寄主长芒棒头草生长发育及根系空间分布的影响。结果表明:(1)土壤氮水平与马先蒿寄生均可显著影响长芒棒头草生物量及根冠比,并且两者之间存在显著交互作用,其中土壤氮水平为主要影响因子。(2)两种马先蒿对长芒棒头草的危害程度不同。在NPK和2NPK处理时,三色马先蒿的寄生显著降低长芒棒头草生物量(茎叶:37. 1%、51. 5%;根系:35. 6%、63.6%);在NPK处理时,大王马先蒿的寄生显著增加长芒棒头草生物量(茎叶:29.9%,根系:61.2%)。(3)长芒棒头草的根系生长和空间分布受氮营养的异质分布和寄生的影响,具有明显的感知养分空间分布及调节根系生长能力。     

阔叶红松林大径级个体对树木空间分布的影响

对森林空间结构的研究一直是生态学重要研究内容之一,林分中大径级个体直接影响周围林分的空间格局,当大径级个体成为倒木或枯立木时会造成较大林隙,这也将导致周围空间格局发生变化。利用小兴安岭凉水自然保护区内10.4 hm2样地的调查数据,统计了样地内乔木树种组成,分析计算样地内树木个体间的分布规律,探究大径级个体对周围邻木空间分布的影响。研究结果表明:样地中共有乔木24种,共计7412株(去除分株),隶属于11科18属,林分中大径级个体周围存在由小径级树木聚集生长形成的环形结构,该环形结构随着邻木径级的变化而变化,2级邻木(5.0≤DBH10.0 cm)主要在距离大径级个体3—7m范围内形成环形结构,3级邻木(10.0≤DBH30.0 cm)主要在距离大径级个体3—6 m范围内形成环形结构,而1级邻木(1.0≤DBH5.0 cm)与4级邻木(30.0≤DBH50.0 cm)并未形成环形结构,经分析环形结构的产生与林分内个体间的竞争存在密切关系,并且该结构与林隙斑块动态理论间存在内在联系,该结构是森林动态变化的一种表现形式,会伴随林木的生长产生或消失。另外研究表明大径级个体胸径的变化对邻木的环形结构分布范围也有一定影响,当大径级个体胸径增加时邻木的聚集范围有收缩的趋势。本次实验采用单次获取的林木数据,对于环形结构随时间的变化情况还有待进一步探究。     

长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态

为了解群落尺度上凋落物组成及其时空变化,对长白山阔叶红松林25 hm² 样地内2008年度收集的凋落物进行统计分析.结果表明: 一年间,150个收集器内收集的凋落叶分属35种树木,占样地内胸径≥1 cm树种数(52种)的67.3%;凋落物总量为29.39 kg,折合3918.4 kg·hm^-2,其中,阔叶、杂物、针叶和枝条凋落量分别占凋落物总量的61.7%、18.0%、11.7%和 8.6%;紫椴、水曲柳、蒙古栎、色木槭和春榆5个树种的叶凋落量占阔叶总凋落量的83.8%;不同树种的凋落量季节差异很大,61.9%的凋落物产生于9月13日至10月10日.其中,红松和紫椴叶凋落高峰出现在9月13-26日,蒙古栎、春榆和色木槭叶凋落高峰出现在9月27日-10月10日.收集器间凋落物量差异较大,其中68个收集器的年凋落量在150～200 g,1个收集器大于500 g;单个收集器全年最多可收集到18个树种的凋落叶,凋落叶种数为12种的收集器最多(32个).叶凋落量与样地内该树种的胸高断面积总和成正比.样地内凋落叶的分布存在明显的空间异质性,且收集器内凋落物的收集量与其所处的位置有关.     

以松毛虫为基质培养的冬虫夏草菌丝体中多糖的提取研究

研究了不同方法对冬虫夏草发酵菌丝体（以枯叶蛾科昆虫马尾松毛虫为基质发酵所得）中多糖提取的影响。结果表明,采用微波辅助水提法所得多糖的产率最高,影响提取的关键因素为液料比、微波提取时间、微波功率;采用Box-Behnken设计及响应面分析法对这3个因素进行优化,并通过回归拟合,建立了预测虫草多糖提取的多项式模型Y=6.87+0.058A+0.085B+0.075C+0.032AB+0.046AC+0.069BC-0.16A²-0.37B²-0.11C²。经响应面最优化分析,获得冬虫夏草发酵菌丝体中多糖的最优提取工艺参数为：液料比（mL/g）6.3:1、微波功率520W、微波提取时间326s,此工艺提取验证后的提取率达到6.76%。     

湖北兴山古洞口下奥陶统几丁虫

系统分析兴山古洞口下奥陶统,包括南津关组、分乡组、红花园组及大湾组底部的几丁虫微体生物化石。鉴定几丁虫5属14种,含早奥陶世特征种Eremochitina baculata,早中奥陶世常见种Conochitina decipiens,以及华南上扬子区早奥陶世常见属种Euconochitina fenxiangensis和Lagenochitina chongqingensis。E.baculata是北冈瓦纳地区弗洛早中期的特征带化石,本文的材料为该种在华南的首次确切报道,且产出层位略低,为特马豆克期。在华南,常见于特马豆克晚期的带化石Euconochitina symmetrica在该剖面的同时段地层中暂未被发现,但形态上与之高度相似的Euconochitina fenxiangensis在该时段大量出现。比较以往发表的数据后发现,E.fenxiangensis在华南的分布广泛且产出层位较为稳定,较之E.symmetrica更易获得,或可将其作为特马豆克晚期至弗洛初期区域内地层对比的一个有效卡尺。     

马尾松毛虫及其寄主松属植物的地史初步考证

初步考证了我国重要的森林害虫———马尾松毛虫DendrolimuspunctatusWalker及其寄主松 (科 )属植物的化石起源 ,认为马尾松毛虫衍生为一个新的物种的时间 ,不应早于中生代的侏罗纪 ,很可能是侏罗纪与白垩纪早期的某个时期 ;并初步探讨了第三纪以来中国古地质、古气候变化对现今马尾松毛虫的分布、遗传多样性的空间格局及其历史成因的可能影响 ,文史还涉及许多重要的生物地质历史事件 ,对于理解马尾松毛虫在同样的地质时期的动态等具有重要的参考意义     

凉水自然保护区松鼠的越冬行为策略

在2006 年冬季预观察的基础上,于2007 年10 月31 日至2008 年3 月25 日在40 hm2 范围内使用无线电颈圈和彩色塑料颈圈标记8 只松鼠。结合无线电追踪技术和雪地痕迹技术,采用目标取样法对凉水自然保护区冬季松鼠行为进行了连续21 周的定位观察,以研究松鼠行为节律、空间行为和重取行为对冬季低温条件的响应。结果表明,松鼠冬季的活动节律为单峰型,随着气温的下降显著延后出巢时间(Kendall τ test;n = 21,r =- 0.92,τ = - 0.86,P < 0. 0001), 缩短活动时长(Kendall τ test; n = 21,r =0.80,τ = 0.68,P <0.0001)。松鼠冬季家域近似椭圆形(面积2.46 ±0.09 hm² ), 未见个体间家域重叠。秋季松鼠将红松种子分散贮藏于整个家域范围内,但重取行为相对集中于几个主要区域(重取区)。依据巢和重取区的位置特征及其利用率可将家域划分为3 个部分:主区位于家域的中段,辅区靠近红松母树林,次辅区位于家域远离红松母树林一侧。贮藏的红松种子是松鼠冬季唯一的食物来源。在冬季的不同阶段,松鼠对不同重取区的利用率显著不同(初冬,Kruskal-
Wallis test;df = 2, x² = 5.65, P = 0.0594; 隆冬,Kruskal-Wallis test;df = 2,x² = 14.24, P = 0.0008; 晚冬,One-Way ANOVA Test,df = 2,18, F = 7.00,P = 0.0056), 位于主区(初冬利用率37.8 ± 7.7% ,隆冬利用率80.5 ±9.2% ,晚冬利用率40.5 ±2.7% )和辅区(初冬利用率41.8 ± 5.9% ,隆冬利用率14.8 ± 9.2% ,晚冬利用率37.8 ± 4.9% )的重取区是松鼠的主要重取区。随着时间推移空取率显著提高(Kruskal-Wallis test;df = 2,x² = 16.60,P = 0.0002)的现象提示松鼠很可能依靠空间记忆取回贮藏的食物。轮换利用多个巢(6 ± 1)有助于降低松鼠被天敌捕食的风险。这些巢都分布在重取区附近,巢的利用与重取区的利用显著相关(Kendall τ test;主区:n = 217,r = 0.79,τ = 0.6256,P = 0.0003;辅区:n = 171,r = 0.67,τ = 0.6186,P = 0.0006;次辅区:n = 88,r = 0.74,τ = 0.6565,P = 0.0006),松鼠通常取食后即直接进入就近的巢过夜,有助于松鼠减少
能量损耗。多域集中重取及相应的巢轮换策略是松鼠对冬季低温环境及天敌捕食压力的综合响应。     

马尾松毛虫雄蛾触角毛状感受器的细微结构

马尾松毛虫Dendrolimus punctagus(Walker)雄蛾有一对羽毛状触角。在触角鞭节的每对侧枝的内侧(迎风面)着生许多毛状感受器。每个毛状感受器由几丁质表皮毛及位于其下的三个感觉神经原和三个呈同心排列的辅助细胞-鞘原细胞、毛原细胞和膜原细胞构成。几丁质表皮毛上有许多孔。毛腔内充满感受器淋巴液。感觉神经原发出的树状突伸入毛腔,浸浴于感受器淋巴液内。这些结构特征表明它是一种司嗅觉的化学感受器。雄蛾终生不取食,推断它的嗅觉感受器主要用以感受雌蛾释放的性外激素,帮助寻找配偶。     

OLAND生物脱氮系统中硝化菌群16S rDNA的DGGE分析

为了考察生物脱氮系统中硝化菌群（氨氧化菌和亚硝酸氧化菌）的种群多样性及硝化菌群随溶解氧降低的种群变化规律,并建立一套行之有效的用于自养生物脱氮系统中功能微生物菌群的快速分子检测技术,采用DGGE（变性梯度凝胶电泳）分子检测技术对硝化菌群的16SrDNA的特异性PCR扩增产物进行了分析,结果表明：OLAND生物脱氮系统中氨氧化菌和亚硝酸氧化菌随溶解氧的降低表现出了不同的种群变化规律,氨氧化菌种群多样性受溶解氧的影响非常大,而非亚硝酸氧化菌的种群多样性比较单一,且不受溶解氧的影响。结合FISH（全细胞荧光原位杂交）分析结果表明,在OLAND限氧稳定运行后期,亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）是主要的氨氧化菌,占OLAND限氧亚硝化阶段反应器中总细菌数的72.5%左右。