模拟酸沉降对鼎湖山季风常绿阔叶林地表径流水化学特征的影响

通过模拟酸沉降实验,研究了旱季期间(10-3月份)鼎湖山季风常绿阔叶林在4种不同pH模拟酸雨处理(对照、pH 4.0、pH 3.5、pH 3.0)下地表径流水化学输出特征.结果显示:(1)地表径流pH随酸处理强度增强呈“U”型变化模式,酸沉降对地表径流pH的影响不显著(P＞0.05),表明模拟酸沉降尚未引起地表水的酸化.(2)地表径流中NO3-、SO24-浓度随酸处理强度增强略有增加;HCO3-浓度的变化模式与地表径流pH类似.酸根离子浓度与地表径流pH相关性分析表明,SO24-、HCO3-有助于提高地表水抗酸化能力而NO3-则有助于促进地表水酸化.(3)地表径流中盐基离子对酸沉降的响应不尽相同.pH 3.0处理显著提高地表径流中Ca2+、Na+浓度;Mg2+浓度具有随酸处理梯度增强而增加的趋势;K+受模拟酸度的影响小.表明强酸(pH3.0)处理将导致土壤Na+、Ca2+、Mg2+盐基离子流失.(4)酸沉降具有诱发土壤可溶性有机碳(DOC)流失的倾向,增加地表水受有机污染的风险.     

秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落不同层次多样性特征及环境解释

在秦岭山脉南坡陕西省境内设置11个样地进行实地调查,从植物物种组成、多样性指数差异以及多样性指数沿环境梯度排序等方面对该区域油松-锐齿槲栎天然混交林的群落总体以及乔木层、灌木层、草本层的各自4个α多样性指数（Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数）特征进行分析,以揭示该群落多样性特征及其与环境因素的关系。结果显示：（1）11个样地共记录维管束植物112种,隶属于45科77属,分布较广的物种有蔷薇科、菊科、百合科、松科、禾本科和忍冬科。（2）研究区群落中建群种锐齿槲栎和油松的优势地位突出,乔木层伴生种稀少,平均仅为4.8种,多样性水平较低;灌木层物种组成丰富,平均11.4种;草本层次之,平均9种。（3）单因素方差分析表明,该群落不同层次的多样性指数之间均存在极显著差异（P<0.01）;LSD多重比较及多样性指数变化趋势分析表明,群落多样性水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。（4）CCA法将群落不同层次多样性指数沿地形因子和土壤养分等12项环境指标梯度的分布划分为界线明显的3个区域,即Ⅰ区（中等浓度土壤磷素和有机质制约区）、Ⅱ区（非环境因子制约区）和Ⅲ区（高浓度土壤磷素制约区）;群落总体多样性主要受灌木层影响,同时也受乔木层均匀度影响,但环境因子对乔木层多样性基本无限制性作用。（5）土壤速效磷、全磷和有机质是造成研究区群落不同层次多样性差异的主要因素,海拔、坡向等地形因子对群落多样性影响不大,可能是由于土壤养分的直接影响削弱了地形因子的间接性生态作用。研究表明：保持中等水平的土壤速效磷（3.775±1.529 mg·kg^-1）和有机质含量［（4.079±1.001）%］,并通过合理补植松栎幼树和伐除枯死木等抚育手段提高乔木层均匀度是维持秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落生物多样性的有效措施。     

中亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤活性有机碳含量及季节动态

为探明不同演替阶段土壤碳吸存潜力,选取演替时间为15a(演替初期)、47a(演替中期)、110a(演替后期)3个中亚热带常绿阔叶林,分析了各演替阶段的土壤有机碳(SOC)含量以及土壤微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和微生物熵(SMQ)的季节变化。结果表明:演替中、后期不同土层的土壤SOC、MBC、DOC含量和SMQ均显著高于演替初期(P<0.05);与演替中期相比,演替后期土壤MBC、DOC含量有所降低,SOC含量和SMQ无显著差异。土壤SOC、MBC和DOC含量随土层加深而显著性降低(演替初、中期DOC除外),并随演替进行逐渐向腐殖质层富集。不同演替阶段MBC、DOC和SMQ均有显著季节变化,最低值出现在秋季,最高值随演替进程由冬季逐步转向夏季。相关分析表明,不同演替阶段土壤活性有机碳含量与土壤有机碳含量极显著相关(P<0.01),且土壤活性有机碳(MBC、DOC)和SMQ对土壤碳库变化更为敏感。     

北京松山自然保护区森林群落物种多样性及其神经网络预测

物种多样性是群落结构和功能复杂性的一种度量,物种多样性的空间分布格局受许多环境因子的影响.运用多样性指数,多层感知器网络,分析了松山保护区森林群落物种多样性与群落类型、结构和生境之间的关系.结果表明:(1)大果榆+山杨混交林、油松+青杨混交林物种丰富度、多样性和均匀度均较高,而大果榆林、华北落叶松林的各项指数值均较低.Patrick指数和Shannon-Weiner指数在森林群落中均表现为草本层＞灌木层＞乔木层;Pielou指数在榆林中表现为草本层＞乔木层＞灌木层,而在其他森林群落中表现为灌木层＞草本层＞乔木层.(2)功能层物种多样性在海拔梯度上的变化趋势不同,在乔木层,丰富度、多样性和均匀度随海拔的升高逐渐降低;在灌木层,丰富度、多样性和均匀度均呈比较明显的单峰曲线变化趋势;在草本层,丰富度和多样性随海拔的升高都呈下降趋势,而在草本层,均匀度变化不大.(3)用多层感知器网络预测功能层多样性效果很好,结果发现坡向对乔木层和灌木层物种多样性的影响最大,而海拔高度对草本层物种多样性的影响最大.     

Mapping QTLs with digenic epistasis under multiple environments and predicting heterosis based on QTL effects

Mixed linear model approach was proposed for mapping QTLs with the digenic epistasis and QTL by environment (QE) interaction as well as additive and dominant effects. Monte Carlo simulations indicated that the proposed method could provide unbiased estimations for both positions and genetic main effects of QTLs, as well as unbiased predictions for QE interaction effects. A method was suggested for predicting heterosis based on individual QTL effects. The immortalized F₂ (IF₂) population constructed by random mating among RI or DH lines is appropriate for mapping QTLs with epistasis and their QE interaction. Based on the models and methodology proposed, we developed a QTL mapping software, QTLMapper 2.0 on the basis of QTLmapper 1.0, which is suitable for analyzing populations of DH, RIL, F₂ and IF₂. Data of thousand grain weight of IF₂ population with 240 lines derived from elite hybrid rice Shanyou 63 were analyzed as a worked example.     

Chronic photoinhibition in seedlings of tropical trees

Seedlings of five canopy species of tropical trees from Costa Rica and Puerto Rico were grown in full shade (midday range of photosynthetic photon flux density [PPFD], 100–140 μmol m^?2 s^?1), partial shade (midday PPFD, 400–600 μmol m^?2 s^?1) and full sun (midday PPFD, 1 500–1 800 μmol m^?2 s^?1) for 3 months. The species were Ochroma lagopus (Bombacaceae), a pioneer species; Inga edulis (Fabaceae), found in secondary forest; and Dipteryx panamensis (Fabaceae), Hampea appendiculata (Malvaceae), and Manilkara bidentata (Sapotaceae), three species characteristic of primary forest. After the plants were placed in the dark overnight, chlorophyll fluorescence characteristics were measured for recently expanded and mature leaves. The ratio of variable fluorescence to maximum fluorescence (F_v/F_m) was used to estimate the degree of chronic photoinhibition. Only individuals of one species, Dipteryx panamensis, showed significant depression of F_v/F_m after long-term exposure to full sun. The depression was highly correlated with quantum yield of O₂ evolution which also declined after exposure to full sun. The decline may have been related to foliar N concentration. Although all plants were supplied with ample nutrients, foliar N did not increase significantly for Dipteryx seedlings in full sun, whereas it did for Ochroma and Inga. Leaf age affected F_v/F_m only in the cases of Manilkara, where it was slightly lower in recently expanded leaves, and of Dipteryx where it interacted with the effects of light regime. We conclude that chronic photoinhibition is not common in seedlings of canopy trees of tropical rain forests except when availability of mineral nutrients may be limiting.     

季节增温方式对小兴安岭红松针阔混交林演替的潜在影响

应用林窗模型LINKAGES对小兴安岭红松针阔混交林在不同季节增温方式下的未来演替过程进行了模拟预测.以温度增加5℃、降水无明显变化作为未来变暖气候的模拟假设,共设计3种气候变暖方式预案,分别为冬季增温幅度大于夏季、冬季与夏季增温幅度相同以及冬季增温幅度小于夏季.模拟结果表明,当冬季增温幅度大于夏季时,小兴安岭现存林分的演替受气候变暖的影响相对最小,树种组成仍然能够保持较为稳定的针阔混交林状态;当冬季增温幅度小于夏季时,现存林分的演替受气候变暖的影响最显著,树种衰退最迅速.可见,小兴安岭针阔混交林的演替与未来的增温方式关系密切,上限温度是现存树种能否继续存活的重要决定因子.     

长白山阔叶红松林皆伐迹地土壤呼吸作用

 利用静态箱式法测量长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林伐后13年的皆伐迹地土壤呼吸作用。分析表明，皆伐迹地土壤呼吸作用日变化趋势呈单峰曲线，峰谷值出现时间较林地提前2～4 h，与土壤5 cm深度温度变化趋势基本一致。整个生长季节皆伐迹地土壤呼吸速率约为林地的75%，土壤温度与土壤呼吸作用存在显著的指数关系。在降水量集中的生长季，土壤水分对土壤呼吸作用具有一定的抑制作用，利用温度和水分双因子模型可以较好地解释皆伐迹地土壤呼吸作用的变异。阔叶红松林皆伐后生物量减少和微环境变化是造成土壤呼吸作用强度和动态特征发生变化的重要原因。     

庞泉沟国家自然保护区森林群落木本植物种间关系的分析

应用基于二元数据的χ²检验、方差比率法和基于数量数据的Pearson相关系数检验及Spearman秩相关系数检验等数量方法,研究了庞泉沟国家级自然保护区(东经111°22′～111°33′,北纬37°45′～37°55′）森林群落（海拔1 600～2 430 m）21个优势种的种间关系。结果表明：研究区域内森林群落优势种群的种间关系较为松散（χ²_0.95N＜W＜χ²_0.05N）,种的分布相对独立,森林群落总体处于稳定阶段;但局部地段优势种群间存在着一定程度的竞争。位于山体中下部的群丛组Ⅰ、群丛组Ⅱ的总体关联性存在一定程度的负关联,但未达到显著水平; 位于山体上部的群丛组Ⅲ的总体关联性为无关联,种间关系较为松散。随着海拔的升高,三个群丛组的联结指数(VR)呈上升趋势,χ²检验显著率和Spearman秩相关检验的正负关联比有所增加,负显著率都明显下降,正显著率有升高的趋势,说明随着海拔的升高,种间关系表现为无关联,森林群落也趋于稳定。应用方差比率法与χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验较为清晰地揭示了庞泉沟自然保护区森林群落的种间关系。这四种方法可以互相弥补彼此的不足,结合使用效果更好。本研究结果支持随着群落演替进程的发展,群落结构及其种类组成将逐渐趋于完善和稳定,群落种群总体种间关系也将向着无关联发展的观点。     

青藏高原东缘亚高山针叶林和采伐迹地中藓类生长速率及其影响因子

利用红油漆标记法,对青藏高原东缘地区壤塘林业局二林场亚高山采伐迹地和云杉(Picea)原始林中的6种藓类近一个生长季的生长速率进行了研究。结合原地同时进行的微气候观测,分析了气候因子和藓类生长速率之间的相关度。这6种藓类中,有5种在原始林和采伐迹地都出现,只有绢藓(Entodon conncinus)仅在采伐迹地出现。不同物种和不同生境条件下藓类的生长速率都不相同。塔藓(Hylocomium splendens)的茎生长速率最大,而阿萨姆曲尾藓(Dicranum assamicum)生长速率最小。生境对塔藓、阿萨姆曲尾藓和细叶羽藓(Thuidium lepidoziaceum)的生长速率影响很大,它们在林内比在采伐迹地生长快。锦丝藓(Actinothuidium hookeri)和垂枝藓(Rhytidiadelphus triquetrus)的生长速率中等并且对生境不敏感。据此可以将藓类分成生境敏感型和不敏感型。微气候5~7月分析显示林内比采伐迹地的辐射通量低,并且更为干燥。但是早上林内的蒸汽压亏缺(Vapor pressure deficit, VPD)一直比采伐迹地低。林内较低的蒸汽压亏缺和较低的辐射通量使其成为更有利于藓类的生长场所。对于那些生境类型不敏感的藓类,微地形的效应也许抵消了这种大生境的效应。藓类的生理生态特征如变水(Poikilohydry)特征等对其在严酷气候条件下的生存和生长起着重要的作用。如同积温一样,藓类的生长速率同样可以指示生境的适宜度, 因为其生长和蒸汽压亏缺紧密相关,是温度和湿度的函数,而这两个因素对于川西亚高山地区森林人工更新时幼苗的建植极为关键。因此藓类的生长状况可以作为指示适宜植树生境的指标。