河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望

河岸植被缓冲带是河流生态系统和陆地生态系统之间的生态交错带,具有独特的生态系统结构和服务功能,也是近年来生态学和环境科学研究的热点之一.本文对河岸带的生态系统结构及其在生物多样性维持、非点源氮素污染防治等主要生态服务功能方面的研究进行了系统总结和分析.由于岸边缓冲带具有结构复杂、系统内外干扰因子多、时空异质性强等特征,要实现对河岸带生态系统的科学有效管理,还需要进行大量的理论和案例研究.从系统生态学和景观生态学的角度,展望了该领域的研究前景:(1)加强人类活动干扰如土地利用的时空变化对河岸区域生物多样性分布特征和生态环境效应的影响研究;(2)加强不同河岸植被缓冲带结构和区域环境特征对非点源氮素污染净化机理和控制过程的研究;(3)在小尺度长期定位观测和机理研究的基础上,综合运用数学方法、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等工具,开发适合我国地域特点和环境特征的生态系统管理模型,定量研究河岸带生态系统结构、过程与功能动态变化及其与人类活动干扰之间的相互关系和影响机制,为区域社会经济的可持续发展提供科学依据和管理对策.     

不同植茶年限茶园土壤pH缓冲容量

为探明长期植茶对土壤pH缓冲容量(pHBC)的影响,以安徽郎溪和祁门茶园为研究对象,研究了连续植茶10、15、20、25、30年的茶园土壤酸碱缓冲容量的变化及其影响因素.结果表明： 酸碱滴定法适用于茶园土壤pHBC的测定,酸碱加入量与pH值在酸碱滴定曲线的特定突跃段(pH4.0～6.0)呈近似直线关系,可通过线性拟合方程计算pHBC.两地茶园土壤的pHBC随着植茶年限的增加均呈下降趋势,郎溪茶园和祁门茶园土壤pHBC的下降速率分别为0.10和0.06 mmol·kg^-1·a^-1.茶园土壤pHBC与阳离子交换量、土壤有机质、盐基饱和度、物理性质黏粒含量呈显著正相关,而与交换性酸总量及交换氢含量呈显著负相关.     

秦岭玉皇庙川金丝猴2-3岁内个体社会行为的性别差异

2005年3月至2006年5月在秦岭北坡的陕西周至国家级自然保护区玉皇庙地区,采用焦点动物取样法(Focal animal sampling)观察动物,利用瞬时记录法(Instantaneous recording)等记录数据,对2003年出生的7只秦岭川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)个体(3♀、4♂)的社会理毛、社会玩耍、被驱赶、攻击、爬跨等行为进行了研究,以了解该物种社会行为的发育在2-3岁阶段是否存在性别间的差异。结果表明:雌、雄二性社会理毛行为的平均频次存在显著性差异(♀11.86%、♂6.55%),并且这种显著性差异也体现在理毛婴猴行为(♀3.64%、♂1.26%)和理毛母亲行为(♀4.61%、♂2.70%)方面;雄性社会玩耍行为的平均频次与雌性相比也有显著性差异(♀4.44%、♂7.39%),这与被驱赶行为性别差异的研究结果相同(♀0.42、♂1.98);爬跨行为的平均频次也表现出显著性的性别差异(♀0.034、♂1.83),如同攻击行为(♀0.043、♂0.088)。另外,我们在将2-3岁阶段分为4个小发育阶段的基础上,还发现除雌性理毛婴猴行为的发生频次和雄性被驱赶行为的发生频次与年龄(阶段)呈极显著正相关外,雌性和雄性其它行为的发生频次与年龄均不相关。因此,川金丝猴2-3岁内个体社会行为的发育具有显著性的性别差异,且在一定程度上反映了雌雄二性不同的生活史,而这种行为上的策略正是该物种在长期进化中在群体水平上对自然选择压力的回应,以增加个体的适合度,使种群得以繁衍.     

赣南稀土矿开发区生态环境遥感动态监测与评估

稀土矿业的发展在促进区域经济发展的同时,也对生态环境带来影响。为研究江西赣南稀土矿产开发及其对生态环境的影响,采用SPOT1/2/5、Landsat7和ALOS等多源遥感数据,对该区域2000—2010年稀土矿开发进行遥感动态监测。采用面向对象的方法对研究区进行生态系统分类,同时结合回溯法可较好地减少伪变化,并可快速地提取稀土矿开采区的变化信息。通过分析发现赣南稀土矿开采集中分布在几个主要的乡镇,从2000年至2010年这10年间整体上呈增加的趋势,但前5年主要体现为扩张,后5年复垦的力度在加强。新增的稀土矿矿区在开发过程中破坏的生态系统类型主要为林地,而废弃稀土矿区通过治理后主要恢复成耕地。稀土矿开采对植被覆盖、生物量、土地退化以及景观的破碎化都有一定的影响。同时稀土矿开采可能引发水体流失、山体滑坡等环境问题和风险。     

生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响

为了解生态恢复对侵蚀红壤恢复的马尾松林叶片碳氮磷化学计量及氮磷养分转移的影响,在福建省长汀县河田镇典型侵蚀红壤区选取恢复13、30、33a的马尾松林为研究对象,并以未治理侵蚀地(CK1)和次生林(CK2)分别作为恢复前和恢复后的对照,通过测定马尾松叶片的碳、氮、磷含量,计算其计量比,内稳性指数和氮磷转移率,分析了侵蚀红壤生长的马尾松养分限制与养分转移的关系。结果表明:在侵蚀红壤恢复过程中,马尾松1年龄叶片C、N、P含量及1年龄叶片C∶N、C∶P、N∶P变化较小,这与马尾松较高的内稳性有关(N和P内稳性指数分别为7.57和3.89)。所有实验地马尾松1年龄叶片N∶P处于11.0—13.4之间,表明马尾松的生长受N、P共同限制,其中马尾松叶片N转移率显著低于P转移率,这与生态恢复过程中马尾松养分利用效率、生长需求以及土壤养分供应状况有关。1年龄叶片C∶N、C∶P分别与马尾松N、P转移率成负相关关系,当马尾松叶片C∶N、C∶P较低时,表明N、P利用效率较低,叶片衰老时更多的N和P被转移利用;反之,则N、P利用效率较高,转移率低。同时,C∶N、C∶P分别与树高、胸径成显著负相关关系,即马尾松生长对N、P的需求同样会影响化学计量比的变化,从而影响养分转移。虽然侵蚀地生态恢复过程中土壤N、P含量增加,但仍较贫瘠,不足以满足马尾松的生长,马尾松养分转移率较高,因此,为了提高侵蚀地恢复的马尾松林的生产力,建议下一步恢复措施中适当施加N肥和P肥。该研究将侵蚀红壤不同生态恢复年限的马尾松叶片C、N、P化学计量及养分转移结合,有助于全面、系统地揭示生态恢复过程马尾松林的养分循环,对指导侵蚀红壤恢复和提高马尾松生产力具有重要意义。     

不同植茶年限茶树根际土壤细菌多样性及群落结构研究

运用传统培养法和高通量测序技术研究不同植茶年限(5年、10年、20年)茶树根际土壤细菌的多样性、结构和组成,并分析茶树土壤理化性质与细菌群落的相关性,为改善茶树的土壤和提高茶树产量提供参考。结果表明:两种方法均指出不同植茶年限下的根际细菌群落结构存在显著性差异,5年和10年茶树细菌多样性显著高于20年茶树细菌;培养法得出厚壁菌门(Firmicutes)和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势门属,高通量测序技术得出酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和Candidatus_Udaeobacter属为优势门属;总氮(TN)、总钾(TK)、总磷(TP)、pH是影响茶树细菌群落的关键理化因子;随着植茶年限增加,要采取措施防止土壤酸化,适当增施氮肥和磷肥。     

Assignments of the paramagnetically shifted heme methyl nuclear magnetic resonance peaks of cyanometmyoglobin by selective deuteration

Three of the four paramagnetically shifted heme methyl nuclear magnetic resonance peaks of cyanometmyoglobin could be assigned by comparing the proton nuclear magnetic resonance spectra of myoglobins reconstituted from selectively deuterated hemes. These spectra indicate that the fourth methyl nuclear magnetic resonance peak has to be looked for outside the region ?9 to ?43 parts per million.     

Induction of mitotic gene conversion in Saccharomyces cerevisiae by N-nitrosated pesticides

The herbicide N-(2-benzothiazolyl)-N′-methylurea (Benzthiazuron, Gatnon®) the insecticides 2-isopropoxyphenyl-N-methylcarbamate (Propoxur, Unden®) and 1-naphthyl-N-methylcarbamate (Carbaryl, Sevin®), together with their N-nitroso derivatives, were examined for genetic activity. A diploid strain of Saccharomyces cerevisiae heteroallelic at the gene loci ade2 and trp5, was used to test for the induction of mitotic gene conversion in these two unlinked gene loci. The non-nitrosated compounds had no influence on the frequency of mitotic gene conversions. The nitrosated substances, however, displayed marked convertogenic activities. N-nitrosopropoxur (N-nitrosopropoxur, N-nitrosocarbaryl) were much more active than the substituted N nitrosomethylurea (N-nitrosobenzthiazuron). N-Nitrosocarbaryl induced the greatest number of mitotic gene conversions.     

Structure and function of haemoglobin philly (Tyr C1 (35) β→Phe)

We have purified haemoglobin Philly by isoelectric focusing on polyacrylamide gel, and studied its oxygen equilibrium, proton nuclear magnetic resonance spectra, mechanical stability, and pH-dependent u.v. difference spectrum. Stripped haemoglobin Philly binds oxygen non-co-operatively with high affinity. Inorganic phosphate and 2,3-diphosphoglycerate have little effect on the equilibrium curve, but inositol hexaphosphate lowers the affinity and induces co-operativity. These properties are explained by the nuclear magnetic resonance spectra which show that stripped deoxyhaemoglobin Philly has the quaternary oxy structure and that inositol hexaphosphate converts it to the deoxy structure. An exchangeable proton resonance at ?8.3 p.p.m. from water, which is present in oxy- and deoxyhaemoglobin A, is absent in both these derivatives of haemoglobin Philly and can therefore be assigned to one of the hydrogen bonds made by tyrosine C1-(35)β, probably the one to aspartate H8(126)α at the α₁β₁ contact. Haemoglobin Philly shows the same pH-dependent u.v. difference spectrum as haemoglobin A, only weaker, so that a tyrosine other than 35β must be mainly responsible for this.     

13C magnetic resonance evidence for anisotropic molecular motion in collagen fibrils

Relaxation times and integrated intensities have been obtained from dipolar decoupled ¹³C magnetic resonance spectra of reconstituted fibrils of chick calvaria collagen enriched at the glycine C^a and C′ positions. The data obtained are consistent with a model in which collagen molecules reorient about the long axis of the helix with a rotational diffusion constant (R₁) of ~10⁷ s^?1, a value similar to that expected for the helix in solution. Data obtained from natural abundance ¹³C spectra of native (crosslinked) calf achilles tendon and rat tail tendon provide evidence of rapid anisotropic reorientation for at least 75% of the carbons in these tissues. Hence, our preliminary data indicate that, in these materials, the intermolecular interactions in the fibrilar collagen lattice can accommodate rapid reorientation at a majority of carbon sites.