安徽长江滩地杨树人工林生物量和养分积累

安徽长江外滩Ⅰ-69杨树无性系人工林11年林分生物量达到90.2t·hm^-2,平均生产量为8.2t·hm^-2·a^-1,平均单株生产量为21.9kg·a^-1,与相同纬度带一般立地条件林分相比单株生产量高0.7%;另外林分叶面积指数为3.32m²·m^-2,造林后第3年叶面积指数的净增值达到最高,同时林分生产力开始进入最高水平该林分每生产1t干物质需要N 3.369kg、P 0.327kg、K 2.424kg、Ca 7.465kg、Mg 0.2kg、Cu 0.0073kg、Mn0.01868kg、Fe 0.1115kg和Zn 0.00268kg,同时吸收S 0.72kg、Cr 0.000252kg、Cd 0.0O039kg和Pb0.00043kg.年轮中元素含量逐年有波动,N和K呈负相关,而N与P则表现为正相关;滩地的淹水时间对年轮中P含量影响较大,其次是N,与K含量呈负相关,但不显著.     

Saproxylic beetles in artificially created high-stumps of spruce and birch within and outside hotspot areas

Artificially created high-stumps (snags) are created regularly during forest felling operations in Swedish coniferous production forests. The saproxylic beetle fauna in high-stumps of spruce and birch, on 20 clearcuts in Southern Sweden, were sampled by bark sieving. Ten of the clearcuts were located in hotspot areas with documented occurrence of many red-listed saproxylic beetle species. The other ten clearcuts were located in a typical production forest landscape (i.e. the matrix). Our aim was to investigate whether the benefit of creating high-stumps differs if the clearcuts is located in a hotspot area or in the matrix. In total 4,179 saproxylic beetles were found, belonging to 66 species, 9 of which were red-listed. Birch high-stumps hosted more species, on average, than spruce high-stumps. In an ordination analysis, tree species had the strongest explanatory effect among the environmental variables. No difference in beetle fauna could be found between the hotspot and matrix clearcuts, for neither birch nor spruce, according to all parameters: species numbers, species composition and red-listed species. The study does not indicate that conservation efforts in coniferous production forests should be concentrated to hotspot areas.     

使用林鹳微卫星引物对东方白鹳基因组DNA进行交叉扩增

利用林鹳11个微卫星位点的引物对东方白鹳进行交叉扩增。经过PCR体系的优化,在11个位点中有6个得到清晰的扩增条带,其余5位点得不到确切的扩增产物。对上述6个位点的扩增产物进行克隆测序分析,发现其中4个位点上的扩增产物含有微卫星重复序列,而另外两个位点中无重复单元。通过基因分型对上述4个微卫星位点进行多态性分析后发现其中的WSμ13,WSμ17位点分别为高度多态和中度多态位点,而另外两个位点则无多态性。同时还对影响交叉扩增结果成功率及微卫星位点多态性的因素进行了分析和总结。     

转抗盐基因中天杨新品种扦插育苗耐盐试验

利用滨海盐碱土配制营养基质,采用盆栽扦插的方法,对转抗盐基因(mtl-D基因)中天杨新品种的耐盐能力、生长表现和根系发育状况进行了对比试验研究。结果表明,随着土壤含盐量的增加,插穗存活率降低,生长量减少,仅2 g.kg-1盐度试验组生长正常,叶色浓绿,存活率一直保持在90%以上,4 g.kg-1以上盐度试验组均因盐害而陆续枯死;土壤盐害首先作用于皮部侧根,表现为新生皮部根褐变坏死,导致枝叶发黄、萎蔫,并逐渐干枯死亡;扦插育苗前期,转基因中天杨与对照的耐盐能力和生长表现并无明显差别,其原因可能与插穗中外源基因的表达过程有关。     

南亚热带红锥大径材培育林幼苗更新及其与母树的空间关联性

以南亚热带大径材培育的红锥林为对象,采用空间点格局方法中的双相关函数g(r)进行统计分析,研究红锥幼苗的更新特征和空间分布格局及其与母树的空间关联性。结果表明: 红锥大径材培育林的林下幼苗天然更新良好,广泛分布于整个林地;更新方式以根萌为主,占全部幼苗的73.6%。不同龄级幼苗的数量分布呈金字塔型,径级Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别占总幼苗数的64.3%、29.3%和6.4%。红锥幼苗主要在小尺度(<15 m)上呈聚集分布,但随着径级和空间尺度的增加,其聚集强度减弱,最终变为随机分布。幼苗与母树的空间关联性主要表现为随幼苗径级或空间尺度增大逐渐不明显。     

Respiration from coarse wood litter in central Amazon forests

Respiration from coarse litter (trunks and large branches >10 cm diameter) was studied in central Amazon forests. Respiration ratesvaried over almost two orders of magnitude (1.003–0.014 µg Cg^–1 C min^–1, n = 61), and weresignificantly correlated with wood density (r² _adj= 0.42), and moisture content (r² _adj= 0.39). Additional samples taken from a nearby pasture indicatedthat wood moisture content was the most important factor controllingrespiration rates across sites (r² _adj =0.65). Based on average coarse litter wood density and moisture content,the mean long-term carbon loss rate due to respiration was estimated tobe 0.13 yr^–1 (range of 95% prediction interval(PI) = 0.11–0.15 yr^–1). Comparing meanrespiration rate with mean mass loss (decomposition) rate from aprevious study, respiratory emissions to the atmosphere from coarselitter were predicted to be 76% (95% PI =65–88%) of total carbon loss, or about 1.9 (95% PI= 1.6–2.2) Mg C ha^–1yr^–1. Optimum respiration activity corresponded toabout 2.5 g H₂O g^–1 dry wood, and severelyrestricted respiration to < 0.5 g H₂O g^–1dry wood. Respiration from coarse litter in central Amazon forests iscomparable in magnitude to decomposing fine surface litter (e.g. leaves,twigs) and is an important carbon cycling component when characterizingheterotrophic respiration budgets and net ecosystem exchange(NEE).     

水肥耦合对欧美108杨幼林表土层细根形态及分布的影响

采用根钻法对水肥耦合条件下(地表滴灌和随水施肥)欧美108杨幼林(Populus×euramericana cv.‘Guariento’)林地0—30 cm表土层细根形态及分布进行了系统研究。田间试验设计3个灌溉水平(灌溉土壤水势起始阈值为-75、-50、-25 k Pa)和3个养分水平(施N150、300、450 g株-1a-1),组合成9个水肥耦合处理,另设1个对照处理(CK)。研究结果表明:(1)垂直方向上,10个处理下欧美108杨幼林细根生物量、表面积、体积和根长密度均随着土壤深度的增加而递减(且多数处理达到显著水平),而比根长则在低水和中水处理下表现出0—10 cm土层显著小于10—20 cm和20—30 cm土层,在高水和CK处理下各土层之间差异不显著(P0.05)。从表征细根分布特征的多数指标来看,水肥耦合没有改变欧美108杨幼林细根的垂直分布格局,其细根主要分布在0—10cm土层,该层生物量和根长密度分别是10—20 cm土层的1.25—5.05倍和1.05—2.05倍、分别是20—30 cm土层的2.8—13.06倍和1.99—4.99倍。(2)欧美108杨幼林细根生物量、根长密度、表面积和体积均表现出:低肥量下的3个滴灌水平处理均与CK无显著差异,中肥和高肥量下的6个处理均显著大于CK,尤其高水高肥处理促进细根生长的效果最显著,其3个土层细根生物量较CK分别显著提高了316%、386%和442%,根长密度较CK分别显著提高了345%、176%、132%(P0.05);各处理比根长均随着滴灌和施肥量的增加而减小。(3)同一滴灌水平下各土层细根生物量随施肥量变化的回归方程拟合具有较高R2(0.702—0.891),P0.0001,而同一施肥水平下各土层细根生物量随滴灌量变化的回归方程拟合度较低,说明欧美108杨幼林细根的趋肥性强于向水性,故在对其水肥经营管理中应该将施肥措施放在首位。     

表层阻力和环境因素对杨树(Populus sp.)人工林蒸散发的控制

在水资源短缺地区大面积栽植高耗水的人工林相比于低矮农作物会加剧地区的水分短缺,因而其可持续性正受到越来越多的关注。但是,在不同地域复杂的水、能量和气候条件下的人工林蒸散发的控制机制仍不清楚。基于涡度相关(EC)系统和微气象系统对北京市大兴区杨树(Populus euramerLcana CV."74/76")人工林生态系统与大气间水分交换的连续监测,(a)分析了2006-2009年生长季中生态系统蒸散发(ET)、表层阻力(R_s)、气候阻力(R_i)和空气动力学阻力(R_a)在干湿年份间的变化动态;(b)以偏相关分析法探讨了干旱和湿润年份中不同土壤水分条件下生物因素R_s和环境因素(R_i和R_a)对杨树人工林ET的直接控制作用。研究结果表明:在年际尺度上,干旱年份杨树人工林的日平均ET(2.23±1.30)mm/d低于湿润年份约17%,对应地,干旱年份的表层阻力(R_s:LAI)高于湿润年份(71.2 s/m)约50%,而R_i和R_a未表现出干湿年份间的差异。在季节尺度上,季节性的干旱胁迫显著影响杨树人工林的ET和R_s、R_i的变化,水分供应(降雨量与灌溉量之和)是该尺度上影响杨树人工林ET的主导因素,其解释了ET变化的71%(P0.01)。偏相关分析结果表明,除了在土壤水分严重胁迫(REW0.1)情况外,其他土壤水分条件下表层阻力R_s是日尺度上控制ET变化的主导因素,其与ET呈负相关关系,二阶相关系数(SOCC)变化范围为-0.518--0.293(P0.01),且干旱年份中R_s对ET的控制程度高于湿润年份;环境因素中气候阻力R_i和空气动力学阻力R_a各自对ET的控制作用远小于表层阻力R_s;相对土壤含水量(REW)只在干旱年份中干旱胁迫时段(REW0.4)直接影响ET(Pearson相关系数为0.217-0.323,P0.01),其他情况下则是通过影响表层阻力R_s、气候阻力R_i和空气动力学阻力R_a对ET的作用来间接影响ET的。另外,相比于偏相关分析,简单的相关性分析会对各因素对ET的控制作用造成估计偏差。     

施加改良剂对重度盐碱地盐碱动态及杨树生长的影响

如何控制盐碱地继续朝向重度盐碱地发展并恢复森林等植被生态系统是国家科技攻关重点方向,也是内陆碳酸钠型盐碱地改良研究的一个重点,以聚马来酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)两种高分子聚合物配合木焦油、木醋液等为降、阻盐碱剂,对重度盐碱地进行改良,以杨树生长情况以及不同层盐碱动态为指标判断其对重度盐碱地的改良效果.结果表明,(1)HPMA与PAA的比较,土壤改良剂聚马来酸酐(HPMA)在阻盐剂(木醋液+木焦油+少量PAA与碱土形成的阻隔盐碱向表层运输的阻盐碱层)阻隔下,使盐碱地pH与盐分明显下降(与对照相比pH下降0.93、盐分下降0.78%),杨树生长速率较高(株高生长速度是对照生长速度的2.41倍、基茎长速度是对照生长速度的2.36倍),改良效果显著.土壤改良剂聚丙烯酸(PAA)与碱土混合在阻盐剂阻隔下, pH与盐分变化较小(与对照相比pH下降0.23、盐分下降0.63%),杨树生长速率缓慢(株高生长速度是对照生长速度的1.43倍、基茎长速度是对照生长速度的1.07倍),较聚马来酸酐处理稍差.(2)加覆膜剂与不加覆膜剂对比发现,加覆膜剂后土壤表层pH值降至8.87,而其他土层pH值无明显变化,覆膜剂对盐碱的作用主要体现在土壤深层与浅层之间的盐碱动态,对深层盐分没有明显抑制作用.(3)通过对不同改良方法根际土与远根土对比发现,经HPMA和PAA处理后根际土壤盐分和pH值均较比远根土降低,说明种植杨树能够强化改良剂的效果.     

外源纤维素诱导明显影响微生物土壤结皮细菌群落结构

【目的】微生物土壤结皮(Microbial soil crusts, MSCs)对于遏制土壤荒漠化、恢复荒漠地区生态环境起着重要作用。MSCs中的微生物, 特别是纤维素降解菌, 起着稳固、修复生态环境的功能。外源纤维素诱导是全面认识MSCs中纤维素降解细菌的多样性及其在MSCs形成和发展中的作用的重要途径。【方法】通过对微生物土壤结皮分别添加小麦秸杆(麦秸)、锯末木屑两类纤维素材料进行诱导, 以PCR-DGGE方法分析细菌群落变化。【结果】外源纤维素, 特别是麦秸的添加会迅速提高MSCs中细菌丰富度及多样性, 将细菌丰富度提高约66.7%, Shannon-Weiner指数提高约15.8%; 相同处理的样品聚类位置较近, 说明纤维素对于MSCs细菌菌群变化起主导作用; 细菌群落结构组成在添加纤维素诱导后发生了变化, 麦秸诱导样品与同时期对照样品差异最大, 但各样品中Firmieutes和Alphaproteobacteria始终为优势类群; 所得DGGE条带序列中有13条与纤维素降解菌序列同源性相近, 他们所代表的细菌很可能具有纤维素降解能力, 其中厌氧性的梭菌属(Clostridium)所占比例最大, 约为46.1%, 其次为芽孢杆菌属(Bacillus), 约占30%; 纤维素降解过程中, 诱导增加了MSCs发育有重要作用的一些类群如Microcoleus vaginatus和一些Alphaproteobacteria类群细菌等的丰度和多样性, 它们中有的可通过分泌多糖物质等增强土壤颗粒黏结、有的可以其固碳或固氮等能力提高土壤营养水平。【结论】为认识外源纤维素诱导MSCs细菌群落结构的变化规律, MSCs中纤维素降解细菌的多样性及纤维素降解细菌对MSCs形成和发展的作用提供了基础, 同时也为恢复荒漠生态系统实践方法提供了理论依据。