Size-dependent mortality in a Neotropical savanna tree: the role of height-related adjustments in hydraulic architecture and carbon allocation

Size-related changes in hydraulic architecture, carbon allocation and gas exchange of Sclerolobium paniculatum (Leguminosae), a dominant tree species in Neotropical savannas of central Brazil (Cerrado), were investigated to assess their potential role in the dieback of tall individuals. Trees greater than ∼6-m-tall exhibited more branch damage, larger numbers of dead individuals, higher wood density, greater leaf mass per area, lower leaf area to sapwood area ratio (LA/SA), lower stomatal conductance and lower net CO₂ assimilation than small trees. Stem-specific hydraulic conductivity decreased, while leaf-specific hydraulic conductivity remained nearly constant, with increasing tree size because of lower LA/SA in larger trees. Leaves were substantially more vulnerable to embolism than stems. Large trees had lower maximum leaf hydraulic conductance ( K _leaf) than small trees and all tree sizes exhibited lower K _leaf at midday than at dawn. These size-related adjustments in hydraulic architecture and carbon allocation apparently incurred a large physiological cost: large trees received a lower return in carbon gain from their investment in stem and leaf biomass compared with small trees. Additionally, large trees may experience more severe water deficits in dry years due to lower capacity for buffering the effects of hydraulic path-length and soil water deficits.     

六盘山典型森林伴随降水的总有机碳(TOC)通量变化特征

在六盘山香水河小流域,选择6种典型森林样地,测定了2011年生长季的大气降水、穿透水、干流、枯落物渗漏水和主根系层(0—30 cm深)土壤渗漏水的总有机碳(TOC)浓度及其相应的通量变化。结果表明,在降水转化为由穿透雨和干流组成的林下降水中,所有样地的TOC浓度都不同程度地增大;虽然林冠截持使林下降水减小,但因雨水淋洗和与林冠发生碳交换,各样地林下降水携带的生长季TOC通量(kg/hm2)(华北落叶松人工林132.28、华山松次生林106.56、油松人工林94.10、灌木林79.49、桦木林66.52、辽东栎次生林63.01)都比林外降水(53.17)不同程度地明显增大,整体看来,林冠的TOC淋出作用在针叶林很大,在阔叶林较弱。在6种森林样地的枯落物层渗漏水中,其TOC浓度彼此相差不大,平均为24.51 mg/L,高于林冠穿透水的TOC浓度;受枯落物截持部分降水及与枯落物TOC交换的影响,4个样地枯落物渗漏水的TOC通量(kg/hm2)(桦木次生林84.35、野李子灌丛129.35、辽东栎次生林79.21、油松人工林114.93)都比其林下降水TOC通量增加了,但华北落叶松人工林和华山松次生林的TOC通量分别降至90.76和104.90 kg/hm2。在测定的华北落叶松人工林和华山松次生林的主根系层(0—30 cm)土壤渗漏水中,TOC浓度均低于枯落物渗漏水;由于水量减小和与土壤发生碳交换,土壤渗漏水的TOC通量均显著低于枯落物渗漏水,两个林分样地分别降至43.04和66.33 kg/hm2。整体来看,林外降水携带的TOC输入通量在林地TOC输入中占有重要地位,林冠的TOC淋洗使其程度不同地增加TOC通量,枯落物层具有增加或减少TOC通量的作用,但主根系层土壤会显著减少TOC输出通量,所以是固定TOC的重要场所。     

细菌萜类合成酶的生物信息学分析

【目的】目前对于萜类合成酶(Terpenoid synthase,TPS)的研究主要集中在植物和真菌中,而对细菌TPS的系统研究尚少。建立在大量已经被测序的细菌基因组基础上,利用生物信息学方法,对细菌TPS在全基因组范围内进行识别、分类和功能分析。【方法】利用TPS的隐马尔科夫模型(Pfam编号为PF03936)搜索自建的细菌蛋白质组数据库,预测出细菌TPS。对这些候选TPS的蛋白序列用MAFFT 7.130b进行多序列比对,并利用MEGA 6.0对多序列比对结果进行进化分析。利用MEME和PredictProtein分别进行细菌TPS的基序(Motifs)和点突变分析。【结果】建立在生物信息学分析的基础上,1 423条细菌TPS被识别,它们分布在8个门中,即放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和衣原体门(Chlamydiae)。进化分析表明细菌TPS可分为4大类,Motifs分析表明除了各类之间保守的基序(Motifs)外,还有特异的Motifs,这暗示着细菌TPS在不同类别之间的功能分化。点突变分析表明,细菌TPS不同位点的氨基酸突变对TPS功能的影响不同。【结论】细菌TPS主要分布于8个门中,其中在2个门中细菌TPS尚未见报道,即厚壁菌门(Firmicutes)与酸杆菌门(Acidobacteria)。基于进化分析,可以把细菌TPS分为4类,各类之间的差异可能是由类特异的Motifs决定的,另外细菌TPS不同氨基酸位点的突变分析为今后验证TPS的功能提供了很好的理论基础。     

海南霸王岭天然次生林边缘效应下木质藤本与树木的关系

选择海南岛霸王岭天然恢复60 a的次生林样地中形成年限为17和13年的边缘,分别设置4条10 m100 m的样带,研究边缘效应下dbh ≥1 cm树木的攀藤率、被藤本攀附的频度和每木藤本数随距边缘距离的变化。结果表明：在0.8 hm2的样带中,树木的攀藤率分别为44.58%（17年边缘）和32.63%（13年边缘）。2种边缘中,dbh 1—5 cm、5—10 cm树木的攀藤率都随距离发生了变化,17年边缘中dbh ＞20 cm和13年边缘中dbh 10—20 cm树木的攀藤率都没有随距离的变化而变化。树木被藤本攀附的频度随距边缘距离的增加而降低,攀附3株以上藤本的树木最少,在17年边缘中变化趋势较明显;攀附1株藤本的树木最多,在13年边缘中变化明显。17年边缘中每木藤本数随距离增加而降低。在边缘形成初期,边缘形成年限对每木藤本数产生了影响,其在17年边缘中下降程度较大,但总体高于13年边缘中。     

50年来山东塔山植被与物种多样性的变化

为分析塔山植被与物种多样性50a自然演替和动态变化,2009-2010年,采用系统勘踏法和典型取样法进行了调查。当前塔山主要植被类型为"黑松林-赤松林-栓皮栎林"。50a间,该区针叶林从黑松(Pinus thunbergii)林演替为黑松林、赤松(P. densiflora)林和油松林(P. tabulaeformis)为主的混合针叶林,但针叶林的整体优势度下降,以栓皮栎(Quercus variabilis)和麻栎(Q. acutissima)为建群种的阔叶林面积明显增大,由针叶林向阔叶林的演替趋势明朗。物种丰富度为草本层>灌木层>乔木层,Shannon-wiener指数和Simpson指数为灌木层>草本层>乔木层,物种多样性较低,处于森林演替初期。     

长白山北坡暗针叶林群落特征

长白山北坡的暗针叶林带分布海拔为１１００～１８５０ｍ,在野外调查的基础上,对暗针叶林沿海拔梯度物种组成的分布格局进行了研究。文中用α和β多样性指数来度量森林群落的多样性,用群落系数（本质上是一种β多样性指数）来度量不同群落或样地间的相似性,同时用欧氏距离和Ｗａｒｄ法对所有样地进行了聚类分析。研究结果表明主要树种云杉和冷杉在整个暗针叶林带均分布,而伴生树种和多数灌木出现于一定海拔范围内;沿海拔梯度物     

青虾“软壳综合症”病原及其特性

从患软壳综合症的濒死青虾体内分离到一株细菌QXL0711B, 经人工感染试验, 其对青虾的半数致死浓度(LC50)为1.47×106 CFU/mL, 具有较强毒力。API 32E系统鉴定及16S rRNA序列分析, 该病原菌为维罗纳气单胞菌温和生物变种(Aeromonas veronii biovar sobria, 登录号: FJ808727)。其系统发育分析表明, 菌株QXL0711B与维罗纳气单胞菌(登录号: X71120)和维罗纳气单胞菌温和生物变种(登录号: AY987729)的亲缘关系最近,     

长江经济带林地和其他生物质碳储量及碳汇量研究

以全国林业应对气候变化碳汇计量监测体系建设结果数据为基础,应用森林碳库专项调查建立的碳计量模型和参数,结合历次森林资源清查成果等数据,估算了2020年长江经济带林地和其他生物质碳储量和碳汇量。研究表明：（1）2020年长江经济带林地碳储量24543.58 Tg C （其中森林植被碳储量为4372.85Tg C）,散生木和四旁树等其他生物质碳储量329.59 Tg C。2020年长江经济带林地碳汇量81.81 Tg C/a （300.26Tg CO₂/a）、散生木和四旁树等其他生物质碳汇量6.60 Tg C/a （24.21 Tg CO₂/a）。无论是林地和其他生物质碳储量、碳汇量、还是森林植被碳储量,乔木林地所占比例最大（69%-85%）;长江经济带11个省市中,云南省最大,上海市最小;林地碳储量中土壤有机质碳库贡献最大（81.46%）,林地碳汇量中生物量碳库贡献最大（90.99%）;林地碳汇量中"一直为林地的土地"产生碳汇量贡献最大（71.74%）,其中一直为乔木林的土地产生的碳汇量占69.89%;（2）阐述了长江防护林工程、天然林资源保护工程、珠江防护林工程和沿海防护林工程4大重点生态工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,长江防护林工程贡献率最大（81%-83%）,其次是天然林资源保护工程（32%-38%）,珠江防护林工程和沿海防护林工程影响较小。分析了人工造林、中幼林抚育、次生林和低效林改造、退化林修复等生态保护修复措施对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,并提出了碳中和愿景下森林固碳增汇的有效途径。     

华西雨屏区植被恢复对紫色土酸化的影响

退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20a后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明：玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0—50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10—50 cm土壤pH值(4.89—5.90)显著高于0—10 cm土壤pH值(4.72—5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程...     

黄土丘陵区刺槐叶片-土壤-微生物碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

明确植物和微生物在植被恢复过程中的内稳态特性,对反映生物随恢复环境变化的适应性和阐明生态系统养分循环规律有重要意义。以黄土丘陵区恢复5年、10年、20年、30年和45年的刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,测定刺槐叶片、土壤和微生物生物量C、N、P含量及其化学计量学指标,重点揭示了叶片和微生物生物量养分在恢复过程中随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:(1)随着恢复年限的增加,土壤、叶片和微生物生物量C、N、P含量表现为增加趋势;(2)不同恢复年限叶片、土壤、微生物生物量C∶N分别为17.03—26.03、9.55—16.94、5.57—10.76、C∶P分别为465.04—634.48、19.89—65.81和39.64—110.53、N∶P分别为17.89—37.03、1.24—4.68和7.15—10.26,除叶片C∶N随恢复年限增加而降低外,其他指标均表现为随恢复年限增加而增加或先增加后降低;刺槐林生长后期可能面临P限制;(3)叶片和微生物生物量C、N、P及其计量比大部分指标与土壤指标的关系能够被内稳态模型很好地模拟(P0.01);其中叶片N∶P、微生物C、N对土壤养分变化较为敏感;其他指标比较稳定。研究表明植物和微生物在面对土壤养分变化时均会通过自我调节呈现内稳态性,说明刺槐在黄土丘陵区有较好的适应性;微生物对土壤养分的变化比植物更加敏感,其养分和计量比指标能较好地指示土壤恢复状况。