不同类型海桑-秋茄人工林地上生物量及营养元素积累与分布

海桑(6年生)与秋茄(11年生)人工混交林和海桑、秋茄人工纯林共3种类型(类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)地上总生物量分别为38.530、20.012和29.405t·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.0%,灌木层占59.0%,类型Ⅱ乔木层占93.3%,灌木层占6.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生物量年均净积累量分别为4.701、3.380和2.673t·hm^-2·a-1.3种类型10种营养元素总积累量差异明显,分别为765.570、343.925、555.886kg·hm^-2,其中类型Ⅰ乔木层占41.8%,灌木层占58.2%,类型Ⅱ乔木层占92.3%,灌木层占7.7%,类型Ⅲ灌木层占100%;生产单位净积累干物质对营养元素吸收量及营养元素归还率因林分类型各异,类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每生产1t净积累干物质净吸收10种营养元素的总量分别为39.860、36.834和18.904kg,而营养元素归还率则分别为61.3%、40.4%和72.2%.     

黄土丘陵沟壑区森林生态系统生态化学计量特征

为了阐明黄土丘陵沟壑区森林生态系统植物与土壤之间的养分循环关系,明确叶片与乔木层整体生态化学计量特征差异性,采用野外调查与室内分析相结合的方法对研究区内主要森林生态系统不同乔木器官和土壤C、N、P含量进行了测定,分析了叶片、乔木层和土壤化学计量特征及之间的关系。结果表明:研究区内森林生态系统乔木层平均C、N、P含量均显著低于叶片水平,表层土壤(0—10 cm)C、N含量以及C∶P、N∶P值均显著高于土壤(0—100 cm)平均值;叶片与乔木层及二者与土壤间的生态化学计量特征关系不同;乔木层平均C含量与降水呈显著正相关,乔木层平均P含量仅与海拔呈显著正相关,影响本地区植物生长状态的主要因素是降水。土壤平均C、N含量仅受土壤容重的影响,土壤平均P含量主要受土壤容重、温度和降水的影响。研究结果可以为黄土丘陵沟壑区人工林的建设和管理提供理论依据。     

High‐yield lipid production from lignocellulosic biomass using engineered xylose‐utilizing Yarrowia lipolytica

Lignocellulosic biomass shows high potential as a renewable feedstock for use in biodiesel production via microbial fermentation. Yarrowia lipolytica, an emerging oleaginous yeast, has been engineered to efficiently convert xylose, the second most abundant sugar in lignocellulosic biomass, into lipids for lignocellulosic biodiesel production. Yet, the lipid yield from xylose or lignocellulosic biomass remains far lower than that from glucose. Here we developed an efficient xylose‐utilizing Y. lipolytica strain, expressing an isomerase‐based pathway, to achieve high‐yield lipid production from lignocellulosic biomass. The newly developed xylose‐utilizing Y. lipolytica, YSXID, produced 12.01 g/L lipids with a maximum yield of 0.16 g/g, the highest ever reported, from lignocellulosic hydrolysates. Consequently, this study shows the potential of isomerase‐based xylose‐utilizing Y. lipolytica for economical and sustainable production of biodiesel and oleochemicals from lignocellulosic biomass.     

杉木人工林取代天然次生阔叶林对土壤生物活性的影响

对我国亚热带南、中、北3个区带杉木人工林与天然次生阔叶林表层土壤化学性状、土壤生物活性特征进行研究.结果表明,杉木人工林取代天然次生林阔叶林后表层土壤总有机碳含量下降31.51%～58.24%,土壤全氮、全磷、pH值以及土壤C/N、C/P比亦呈下降趋势;杉木人工林取代天然次生阔叶林后表层土壤细菌、真菌数量减少;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性下降,而土壤多酚氧化酶活性增加8%～40%;杉木人工林与天然次生林阔叶林相比,土壤呼吸强度下降51.15%～54.48%.相关分析发现,土壤总有机碳与土壤多酚氧化酶活性呈负相关(R=-0.723,n=18),与土壤全氮、全磷及其它土壤酶活性呈正相关.杉木人工林取代天然次生林阔叶林使林内表层土壤质量恶化.杉木人工林土壤有机质丢失是导致杉木人工林土壤养分减少、土壤生物活性下降的重要原因.     

北京地区油松、侧柏人工林叶面积指数变化规律

叶面积指数(LAI)是群体结构的重要参数,也是衡量林分质量的重要指标。通过光学测量方法和遥感技术等手段测量的大范围LAI需要进一步的地面实测验证。以北京十三陵林场为研究区,利用CI-110植冠分析仪和野外实测的69个油松和侧柏林分LAI为基础,分析了有效叶面积指数(LAIe)与实测叶面积指数(LAIa)的关系。结果表明,油松林的LAIe/LAIa之值在35.52%~36.36%;侧柏林的LAIe/LAIa之值在14.60%~16.72%。由于测定的油松、侧柏林分郁闭度在0.5~0.8,符合生态公益林的经营要求,因此油松、侧柏林的LAI是合适的,可以作为油松、侧柏林林分质量调控的一个重要依据。     

杨树人工林细根数量和形态特征的季节动态及代际差异

采集欧美杨107Ⅰ代和Ⅱ代人工林细根样品,分析杨树不同根序细根数量特征(根长度、表面积和生物量)和形态特征(比根长、根长密度、根组织密度)对季节波动的响应及其代际差异.结果表明： 杨树各根序细根数量特征(根长度、表面积和生物量)均呈明显的季节变化,且具有明显的根序差异性.低级根序细根数量特征季节差异显著,细根生物量在生长季显著增加而生长季后显著下降.高级根序细根比根长季节波动显著,而根长密度和根组织密度等形态特征波动较小.连作导致人工林杨树1～2级细根长度、生物量、比根长和根长密度在生长季显著增大.1级细根数量特征与土壤温湿度呈显著正相关,与土壤有机质和速效氮含量呈显著负相关;而2级细根数量特征仅与土壤养分显著相关.杨树人工林细根特征的季节动态及代际差异体现了杨树对细根的碳投入变化,因连作引发的土壤养分匮乏可能引发植株对根系的碳投入增加,这种碳分配格局与人工林地上部分生产力形成密切相关.     

不同附主树种对金钗石斛生长的影响

金钗石斛(Dendrobium nobile)具有极高的药用价值,是重要的林下药用植物。在华南地区9种主要人工林树种进行金钗石斛种植试验,通过调查金钗石斛保存率、株高、茎粗与生物量等生长指标,研究不同附主树种和种植高度对金钗石斛存活和生长的影响,为林下栽培金钗石斛提供技术依据。结果表明:不同附主树种和种植高度对金钗石斛生长和生物量积累有显著影响。9个附主树种中,附着于马占相思的金钗石斛生长表现最好,生长18个月生物量对比附着于南洋杉增加了26.3%,南洋杉最不适于金钗石斛生长,台湾相思与马占相思有相似效应,综合评价得分最高的是马占相思(0.77),南洋杉得分最低(0.44);最佳附树种植高度为树干中部(距地面1.2~1.5 m),平均单株干重高于下部(距地面0.6~0.9 m)4.7%,高于上部(距地面1.8~2.1 m)9.8%。因而,在华南地区人工林种植金钗石斛,马占相思林分树干中部位置是其理想生境。     

节肢动物群落稳定性分析灰典型相关模型及其应用

稳定性是生态系统最重要的特征之一。根据累加生成可增强两单调增序列线性相关性原理,应用典型相关分析方法,以比值mn/mp(mp为害虫个体数,mn为天敌个体数)为测度群落稳定性的指数,构建群落稳定性分析灰典型相关模型。具体做法是:(1)将各种群的数量序列按害虫各次总数量的递增顺序进行重排,用各种群数量序列的极差去除该序列,将其无量纲化,然后对各序列进行累加生成;(2)以害虫各种群为一组变量,天敌各种群为另一组变量,应用典型相关分析的方法,求出各对典型变量。对达到线性拟合要求的典型变量对,以害虫为自变量,天敌为因变量建立回归方程,并对这些方程中的变量进行累减还原;(3)对这些方程进行线性组合,合并成一个方程,组合系数是使这些害虫典型变量的线性组合与害虫总数量序列的线性相关值达到最大;(4)引进转换系数的概念,建立天敌、害虫总量相互转换模型,该模型称之为灰典型相关模型,通过模型可分析各种群在群落稳定性中的作用。将模型应用于福州金山茶园节肢动物群落的稳定性分析,所得结果与实际基本相符,表明建立的灰典型相关模型是可行的。     

林窗尺度对侧柏人工林土壤微生物生物量碳氮的短期影响

为了明晰林窗尺度对侧柏人工林土壤微生物生物量碳氮的短期影响,以徐州市50年生侧柏人工林为研究对象,探讨了开设林窗2a后3种林窗尺度(半径分别为4m,S林窗;8m,M林窗;12m,L林窗)和位置(林窗内、林缘和林窗外部)对土壤微生物生物量碳氮(MBC,Microbial Biomass Carbon;MBN,Microbial Biomass Nitrogen)的影响。结果表明:(1)与对照样地相比,L林窗显著提高了春季(207.1mg/kg)和夏季(169.5mg/kg)林窗外部的土壤MBN含量;M林窗显著提高了春季林窗内部(2959.3mg/kg)和林缘(3008.8mg/kg)位置土壤MBC含量和林缘位置(207.7mg/kg)土壤MBN含量,且显著提高了夏季林窗内部(144.4mg/kg)土壤MBN含量;S林窗显著降低了春季林窗外部和林缘位置土壤MBC(分别为2159.2mg/kg和1955.1mg/kg)和MBN(分别为153.1mg/kg和131.3mg/kg)含量。(2)土壤MBC含量与土壤全碳和土壤可溶性有机碳(DOC)含量呈极显著(P0.01)正相关,与土壤温度呈极显著负相关(在3—27℃之间);土壤MBN含量与土壤含水量和DOC含量呈极显著正相关,与土壤全碳呈显著正相关;土壤MBC和MBN含量与凋落物量没有显著相关关系。本研究中,相对于S和L林窗,M林窗对土壤微生物生物量的提高作用较为明显,可促进侧柏人工林土壤碳氮循环过程,在徐州侧柏人工林中开设M林窗有利于提高土壤肥力和林木生长。     

民勤绿洲边缘梭梭林衰败过程中土壤种子库动态及其与地上植被的关系

为了探明民勤绿洲边缘梭梭林衰败过程中土壤种子库演变特征及其与地上植被的关系,以民勤西沙窝——民勤治沙综合试验站1987年建植的未衰败(ND)、轻度衰败(SLD)、中度衰败(MD)以及重度衰败(SD)梭梭林为对象,通过野外调查及室内萌发的方法对林地土壤种子库物种组成、密度、物种多样性及其与地上植被的关系进行了研究。结果表明:1)梭梭林由未衰败向重度衰败演变过程中,种子库草本植物物种数先急剧增大再缓慢减小(峰值在SLD阶段),木本植物物种数先急剧减小再保持恒定;种子库优势种呈现出由沙生植物向沙旱生植物演替的趋势;大部分林地种子库与地上植被物种间存在较高的相似性。2)梭梭林衰败过程中,草本植物种子库密度呈现出急剧增大后缓慢减小趋势,SLD、MD及SD的密度分别是ND的2.57、2.32、2.28倍;木本植物种子库密度处于持续增大状态,SLD、MD、SD的密度分别是ND的5.25、11.38、14.74倍;种子库与地上植株密度间存在正相关关系,其中,草本植物为对数曲线,木本植物为二次函曲线。3)梭梭林从衰败初期(SLD)演变到后期(SD),种子库中草本植物物种多样性指数D_(ma)、D_(sim)、H'、J_(sw)均呈现出先稳定后变化的状态,而木本植物的4种指数一直呈现出减小的趋势;种子库草本植物物种多样性指数变化趋势与其地上植被存在差异,但其变化幅度基本一致;种子库木本植物与地上植被的物种多样性指数变化趋势完全一致,其种子库的变化幅度小于地上植被。基于以上结果得出,民勤梭梭林衰败过程中林地植物群落发生了由沙生植物向沙旱生植物的演替,林地植被与土壤种子库间存在很强的依赖性,衰败梭梭林林地土壤种子库具有较高的植被恢复能力。