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Microalgae have been shown as a potential bioresource for food, biofuel, and pharmaceutical products. During the growth phases with corresponding environmental conditions, microalgae accumulate different amounts of various metabolites. We quantified the neutral lipids accumulation and analyzed the swimming signatures (speed and trajectories) of the motile green alga, Dunaliella primolecta, during the lag–exponential–stationary growth cycle at different nutrient concentrations. We discovered significant changes in the neutral lipid content and swimming signatures of microalgae across growth phases. The timing of the maximum swimming speed coincided with the maximum neutral lipid content and both maxima occurred under nutrient stress at the stationary growth phase. Furthermore, the swimming trajectories suggested statistically significant changes in swimming modes at the stationary growth phase when the maximum intracellular neutral lipid content was observed. Our results provide the potential exploitation of microalgal swimming signatures as possible indicators of the cultivation conditions and the timing of microalgal harvest to maximize the lipid yield for biofuel production. The findings can also be implemented to explore the production of food and antibiotics from other microalgal metabolites with low energy costs.     

Ecosystem functions in natural and anthropogenic ecosystems across the East African coastal forest landscape

Habitat identity and landscape configuration significantly shape species communities and affect ecosystem functions. The conservation of natural ecosystems is of particular relevance in regions where landscapes have already been largely transformed into farmland and where habitats suffer under resource exploitation. The spillover of ecosystem functions from natural ecosystems into farmland may positively influence agricultural productivity and human livelihood quality. We measured three proxies of ecosystem functioning: Pollinator diversity (using pan traps), seed dispersal (with a seed removal experiment), and predation (using dummy caterpillars). We assessed these ecosystem functions in three forest types of the East African dry coastal forest (Brachystegia forest, Cynometra forest, and mixed forest), as well as in adjoining farmland and in plantations of exotic trees (Eucalyptus mainly). We measured ecosystem functions at 20 plots for each habitat type, and along gradients ranging from the forest into farmland. We also recorded various environmental parameters for each study plot. We did not find significant differences of ecosystem functions when combining all proxies assessed, neither among the three natural forest types, nor between natural forest and plantations. However, we found trends for single ecosystem functions. We identified highest pollinator diversity along the forest margin and in farmlands. Vegetation cover and blossom density affected the level of predation positively. Based on our findings, we suggest that flowering gardens around housings and woodlots across farmland areas support ecosystem functioning and thus improve human livelihood quality. We conclude that levels of overall ecosystem functions are affected by entire landscapes, and high landscape heterogeneity, as found in our case, might blur potential negative effects and trends arising from habitat destruction and degradation.     

浙江天目山种植林管理历史及粗死木残体特征影响柳杉腐木甲虫多样性（英文）

不合理的森林管理是导致腐木甲虫多样性丧失的重要原因。在中国亚热带地区, 多样性较高的天然林已被大面积的人工种植林取代, 然而, 这些人工林对腐木甲虫多样性的影响还研究甚少。本研究对浙江天目山自然保护区人工幼龄林（30~40年）、 人工老熟林（80~100年）和半天然混合林（>200年）中柳杉枯立木上的腐木甲虫群落及多样性进行比较。结果表明： 半天然混合林腐木甲虫个体数量（97.4±66.7）显著高于幼龄林（39.9±16.3）和老熟林（21.9±5.9）, 但半天然林混合林(27.9±11.2)与幼龄林(24.1±3.7)腐木甲虫物种数差异并不显著(P>0.05), 而幼龄林的腐木甲虫物种数和个体数量则显著高于老熟林(P<0.05)。腐木甲虫物种数和个体数量与样地粗死木残体体积相关性显著(P<0.05)。典范对应分析和多响应置换过程分析表明腐木甲虫群落特征在不同林型间差异显著(P<0.001)。柳杉枯立木直径、 粗死木残体的直径和数量以及林冠盖度均对腐木甲虫物种组成具有显著影响(P<0.05)。腐木甲虫营养级组成分析也表明, 半天然混合林菌食性甲虫数量显著高于种植林(P<0.001)。结果提示, 提高种植林粗死木残体的数量和质量可以增加腐木甲虫的物种丰富度, 但种植林腐木甲虫多样性可能在随后的演替阶段有所下降, 而且种植林与天然林在腐木甲虫群落组成上差异十分明显。     

马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(Castanopsis fissa)、米老排(Mytilaria laosensis)、润楠(Machilus pingii)、红锥(C. hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm²。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600 m²的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(Choerospondias axillaris)、水锦树(Wendlandia uvariifolia),枫香(Liquidambar formosana)、破布木(Cordia dichotoma)、白背桐(Mallotus paniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(Evodia lepta)、鸭脚木(Schefflera minutistellata)、白花龙(Styrax faberi)、中平树(Macaranga denticulata)、黄毛榕(Ficus esquiroliana)、华南毛柃(Eurya ciliata)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)、猴耳环(Pithecellobium clypearia)、木姜子(Litsea pungens)、毛黄肉楠(Actinodaphne pilosa)等。(2)间伐处理前,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(Cyrtococcum patens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。     

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。     

酸雨背景下缙云山典型林分凋落物量和营养元素含量及其释放特征

选取缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林作为研究对象,对4种林分的凋落物储量和营养元素释放量等进行观测,并应用室内模拟酸雨实验对4种林分凋落物进行淋溶模拟。结果表明:缙云山各林分现存凋落物厚度为1.4～4.5 cm,具有明显的分层结构;林分未分解U层、半分解S层和分解D层现存凋落物量分别为1.97～8.59、2.84～10.18和3.58～17.43 t·hm-2,林分年凋落物量为2.17～9.86 t·hm-2·a-1,凋落物总储量为14.21～32.42 t·hm-2,凋落物分解常数为0.15～0.31,林下凋落物分解95%时所需时间针阔混交林和楠竹林均在10年以上,凋落物分解速率比较缓慢;林下凋落物层营养元素含量以Ca、N为主,Fe、K、Mg次之;凋落物总的营养元素释放率表现为常绿阔叶林(0.80)>灌木林(0.72)>针阔混交林(0.50)>楠竹林(-0.17);与叶片相比,凋落物中N、K、Mn 3种营养元素含量明显降低;为探明酸雨影响营养元素循环的作用机理,对模拟酸雨的离子含量与凋落物淋滤液盐基离子含量进行了分析,其相关性大小表现为楠竹林(相关系数0.895)>针阔混交林(0.826)>灌木(0.700)>常绿阔叶林(0.699),楠竹林凋落物营养元素的淋滤受酸雨影响最大,常绿阔叶林受其影响最弱;推测在这一过程中以凋落物的吸附作用为主。     

铬对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价水域环境中铬元素对两栖动物幼体的急性毒性,将中国林蛙(Rana chensinensis)28～29期蝌蚪分别暴露于30～35 mg·L-1Cr(Ⅲ)6个不同浓度和10 ～ 45mg·L-1Cr(Ⅵ)6个不同浓度的水体中,分别在24、48、72和96 h统计蝌蚪的死亡率及半致死浓度(LC50).结果表明:暴露24、48、72和96 h,Cr(Ⅲ)对蝌蚪的LC50分别为34.09±1.06、33.47±0.65、32.58±0.11和(32.05±0.20) mg·L-1,安全浓度(SC)为(3.21±0.02)mg·L-1;Cr(Ⅵ)对蝌蚪的LC50分别为91.97±5.32、51.19±4.62、35.79±1.40和(28.81±1.87) mg·L-1,安全浓度(SC)为(2.88±0.19) rng·L-1.观察表明:Cr(Ⅲ)的急性毒性是通过与蝌蚪皮肤表面的分泌物结合后粘附在鳃部,导致呼吸障碍致死;而Cr(Ⅵ)的强氧化性可导致蝌蚪的表皮溃变,鳃部萎缩致死;另外,将28～29期蝌蚪暴露于安全浓度(SC)以下的含铬水体进行慢性实验,通过检测蝌蚪的体长、体重和完全变态时间显示,低浓度的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)对蝌蚪的生长发育仍具有一定的抑制作用,并可导致畸型发生,其作用强度呈现剂量效应,但时间累积效应不规律.     

濒危鱼类稀有白甲鱼沅江种群与西江种群形态度量学性状的差异性

分别以采自沅江水系142例和西江水系92例稀有白甲鱼标本为材料,采用差异系数法、方差分析法、判别分析法和主成分分析法,研究了稀有白甲鱼沅江种群、西江种群包括10个可数性状和31个比例性状等形态度量学性状的差异性.方差分析表明,2个种群之间共有6个可数性状和27个比例性状存在着显著性差异(P＜0.05).判别分析筛选出了9个对区分2个种群贡献较大的比例性状,并建立了2个种群的判别函数式.主成分分析显示,稀有白甲鱼种群鱼体沿背腹轴、头尾轴分别有16和6个比例性状表现出了明显的变化,在尾部有2个比例性状差异明显.可见2个种群之间形态度量学性状已显示了明显的分化.这可能是两个种群长期隔离,在不同水系生态环境中产生了适应性进化的结果.然而,差异系数的计算结果表明,两个种群之间形态度量学性状的差异尚未达到亚种分化的水平.     

华西雨屏区香樟人工林土壤表层细根生物量和碳储量

2010年11月-2011年12月, 研究了华西雨屏区31年生香樟人工林土壤表层(0～30 cm)细根生物量及碳储量.结果表明: 香樟人工林土壤0～30 cm层细根总生物量(活根+死根)和碳储量的平均值分别为1592.29 kg·hm^-2和660.68 kg C·hm^-2,其中活细根贡献率分别为91.1%和91.8%.随着土壤深度的增加,香樟1～5级活细根和死细根的生物量及碳储量均显著减少;随着根序等级的升高,香樟活细根生物量及碳储量显著增加.香樟细根总生物量及碳储量均在秋季最高、冬季最低,死细根生物量及碳储量为冬季最高、夏季最低;1级根和2级根生物量及碳储量均在夏季最高、冬季最低,而3~5级根则为秋季最高、冬季最低.土壤养分和水分的空间异质性是导致细根生物量和碳储量变化的主要原因.