• 2011年第31卷第11期文章目次
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    • 微生物介导的碳氮循环过程对全球气候变化的响应

      2011, 31(11):2957-2967.

      摘要 (6278) HTML (0) PDF 2.41 M (3559) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤是地球表层最为重要的碳库也是温室气体的源或汇。自工业革命以来,对土壤温室气体的容量、收支平衡和通量等已有较多研究和估算,但对关键过程及其源/汇的研究却十分有限。微生物是土壤碳氮转化的主要驱动者, 在生态系统碳氮循环过程中扮演重要的角色,对全球气候变化有着响应的响应、适应及反馈,然而其个体数量,群落结构和多样性如何与气候扰动相互关联、进而怎样影响生态系统过程的问题仍有待进一步探索。从微生物介导的碳氮循环过程入手,重点讨论微生物对气候变化包括温室气体(CO2,CH4,N2O)增加、全球变暖、大气氮沉降等的响应和反馈,并由此提出削减温室气体排放的可能途径和今后发展的方向。

    • 巢湖蓝藻水华形成原因探索及"优势种光合假说"

      2011, 31(11):2968-2977.

      摘要 (4627) HTML (0) PDF 3.05 M (2332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索蓝藻水华的形成原因,从2007年以来对巢湖西区浮游藻类种类、优势种季节变化、初级生产力、水质参数及优势种的光合生理生态学特性作了观测。关于蓝藻水华形成过程中迅猛发展的原因,近80a已提出了10种假说,但对解释巢湖形成的蓝藻水华,尚显不足。基于对蓝藻水华的了解,提出了如下"优势种光合假说":(1)蓝藻水华包含各种藻类,蓝藻水华发生不仅与藻细胞浓度有关,还与水体初级生产力直接有关。巢湖中这两者在夏季最大,在冬季最小。但无定量关系。(2)水华藻类中生长最快、细胞密度最大的是优势种,含有多个优势种时可能随季节更替。巢湖几乎整年发生蓝藻水华,已检测出4种优势种都是蓝藻,从早春起先是水华鱼腥藻,以后有绿色微囊藻、惠氏微囊藻和铜绿微囊藻。(3)各种环境因子都影响优势种生长,其中少数主导因子影响较大。在巢湖富营养条件下,光强、温度和pH值是主导因子。(4)主导因子对优势种光合活性的影响,可决定其能否处于优势。巢湖的温度和pH值变化可能促进了惠氏微囊藻取代绿色微囊藻,铜绿微囊藻取代惠氏微囊藻,而光强变化可能调节冬季时水华鱼腥藻取代了绿色微囊藻,春季时正好是相反的取代。

    • 我国甜菜夜蛾间歇性暴发的非均衡性循环波动

      2011, 31(11):2978-2989.

      摘要 (2940) HTML (0) PDF 2.40 M (1842) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用时间序列分析技术研究了我国甜菜夜蛾间歇性暴发的时间序列波动规律。结果表明,在1949-2008年的60a中,我国甜菜夜蛾大尺度暴发总年频次为120次,各年度暴发次数(年频次)存在着非均衡性循环波动特征,并且在其波动过程中呈明显的上升趋势。按"年频次"强度,可将我国1949-2008年60a中甜菜夜蛾发生过程,划分成两个明显不同的阶段。第一阶段(1949-1984年)为平稳低发阶段,36a总年频次量为4次,年平均仅0.11次;第二阶段(1985-2008年)则为波浪式上升性高发阶段,24a总年频次为116次,年平均4.83次(为第一阶段的43.91倍))。按第二阶段24a(1985-2008年)数据进行自相关系数和频谱图分析,结果表明,我国甜菜夜蛾大尺度暴发存在2.8a和11.2a两种不同长度的循环周期,其暴发趋势指数对滞后1a和滞后4a的影响为正相关,而对滞后5a和滞后6a的影响则为负相关。根据甜菜夜蛾暴发指数的非均衡周期性特征,建立了以时间序列为自变量的甜菜夜蛾暴发指数非均衡周期性预测模型,经回代结果检验,理论值与实测值之间无显著差异。

    • 庞泉沟自然保护区华北落叶松林的自组织特征映射网络分类与排序

      2011, 31(11):2990-2998.

      摘要 (2545) HTML (0) PDF 5.77 M (2237) 评论 (0) 收藏

      摘要:自组织特征映射网络(SOM)是新近引入植物生态学的分析方法,对复杂问题和非线性问题具有较强的分析和求解能力。研究应用SOM分类和排序研究了庞泉沟自然保护区华北落叶松林。研究结果表明,SOM将120个样方分为7个植物群落类型,分类结果具有明确的生态意义;样方和物种在SOM训练图上呈现一定规律的分布;7个群落类型各有其分布范围和界限,揭示了群落间的生态关系。在此基础上,通过引入一种在SOM训练图上可视化环境因子梯度的方法,能够较好地完成样方、物种和环境因子相互关系的分析,揭示了海拔是影响该区华北落叶松林生长和分布的最主要因子。生态分析表明SOM分类和排序是一种有效的梯度分析方法,适用于表征生态特征和探索群落和环境相互关系的研究。

    • 上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复

      2011, 31(11):2999-3008.

      摘要 (3692) HTML (0) PDF 2.60 M (2683) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术开展了上海青浦大莲湖湿地修复示范工程。从2008年8月到2010年3月跟踪调查了土地利用方式、鸟类群落、两栖爬行类、水质等多类指标来对示范工程进行评估。结果表明,实验区生态系统的生境结构和生物多样性组成都发生了明显的变化。实验区内土地利用由主要以人工养殖鱼塘和林地为主的人工湿地(人工鱼塘占50%,林地占25%),转变为以开放性水域和乔灌草相结合的半自然状态下的自然湿地(明水面面积占30%,各类植被群落占50%,人工鱼塘完全消失),植被从只有片段化林地转变为乔木、灌木丛、草本植物及各类水生植物相结合的格局;工程后鸟类种类和数量均高于工程前(新纪录到11种鸟类),鸟类多样性指数和均匀性指数也有明显增加,其中目标鸟类——雁鸭类新增6种,种类和数量都呈显著增加;两栖爬行类种类变化不大,共记录到6科12种,但整体数量比工程前增长了59.1%;水质指标的变化也很突出,与工程前人工鱼塘相比,实验区内水体中总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、高锰酸钾指数(CODMn)等主要指标均有显著下降(P<0.05),水质改善显著。由此说明,修复工程改善了大莲湖湖滨带湿地的生态环境,生物多样性得到较好的恢复,呈现出良好的湿地修复效果。

    • 芦芽山典型植被土壤有机碳剖面分布特征及碳储量

      2011, 31(11):3009-3019.

      摘要 (3093) HTML (0) PDF 2.28 M (2471) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于芦芽山沿海拔梯度分布的灌丛草地、针阔混交林、寒温性针叶林和亚高山草甸四类典型植被下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明,各植被类型下土壤剖面上层SOC含量最高,最大值往往出现在10-20 cm层,然后向下逐渐减小。土壤有机质含量由剖面上层最大值向下降低过程中,某深度土壤剖面层段有机质含量急剧减小。亚高山草甸剖面这一深度为20 cm,寒温性针叶林剖面为50 cm,针阔混交林剖面为20 cm,灌丛草地剖面为40 cm。0-10 cm层各植被类型间SOC含量差异不显著;10-20 cm层,亚高山草甸和寒温性针叶林SOC含量显著高于其他类型;20-50 cm层,亚高山草甸SOC含量与灌丛草地接近,显著高于针阔混交林,低于寒温性针叶林。植被类型对有机碳剖面分布影响较大。土壤剖面各层有机碳含量与容重呈显著负相关,与土壤含水量和全氮含量呈显著正相关,与土壤pH值呈弱的负相关,与深层黏粒和粉粒含量正相关,在30-50 cm正相关性显著。逐步回归分析结果表明,亚高山草甸SOC含量与土壤总氮含量、含水量和容重显著相关,寒温性针叶林SOC含量与全氮含量显著相关,针阔混交林SOC含量则与总氮含量和土壤容重显著相关,而灌丛草地SOC含量与容重显著相关。在20 cm深度,4种植被土壤有机碳密度差异不显著;50 cm深度亚高山草甸、寒温性针叶林土壤有机碳储量显著高于针阔叶混交林和灌丛草地,50 cm深度土壤有机碳储量与海拔高度呈显著线性正相关(R2=0.299,P=0.01)。

    • 土壤微生物群落结构对中亚热带三种典型阔叶树种凋落物分解过程的响应

      2011, 31(11):3020-3026.

      摘要 (3115) HTML (0) PDF 3.08 M (2525) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过小盆模拟试验研究了南方红壤丘陵区典型阔叶树种香樟、白栎和青冈的凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的异同。结果表明:(1)凋落物含氮量:白栎>香樟>青冈;碳、木质素的含量以及碳/氮比、木质素/氮比:青冈>香樟>白栎;分解速率:白栎>香樟>青冈;(2)随着凋落物分解的进程,土壤微生物群落16 ∶ 0、15 ∶ 0、i16 ∶ 0、a17 ∶ 0、17 ∶ 0、18 ∶ 2ω6,9c和10Me18 ∶ 0的含量上升,18 ∶ 0、14 ∶ 0、16 ∶ 1ω7c、18 ∶ 1ω7c、cy19 ∶ 0、i19 ∶ 0和10Me19 ∶ 0的含量下降,饱和直链脂肪酸/单不饱和脂肪酸、革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌以及cy19 ∶ 0/18 ∶ 1ω7c的比值都显著上升。(3)两个时期白栎凋落物处理土壤16 ∶ 0、15 ∶ 0、a15 ∶ 0、i16 ∶ 0、a17 ∶ 0、 17 ∶ 0、cy19 ∶ 0、18 ∶ 2ω6,9c、18 ∶ 1ω9c和10Me18 ∶ 0的含量显著高于香樟和青冈凋落物处理的土壤,细菌、真菌的磷脂脂肪酸含量以及磷脂脂肪酸总量显著高于香樟和青冈凋落物处理的土壤。随着阔叶凋落物的分解,变化的土壤环境对土壤微生物群落的胁迫增强,土壤微生物群落结构发生显著变化。与香樟和青冈的凋落物相比,白栎凋落物碳/氮比和木质素/氮比低、分解快,能显著改善土壤微生物群落结构,更有利于土壤肥力提高和生态系统养分循环的改善。

    • 中亚热带几种针、阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物群落碳代谢多样性的影响

      2011, 31(11):3027-3035.

      摘要 (3011) HTML (0) PDF 2.28 M (2503) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过小盆模拟试验,用BIOLOG微平板培养的方法研究了南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合,与单一针叶凋落物分解时相比,针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明:(1)针叶和阔叶混合分解提高了土壤微生物群落碳代谢的强度、丰富度以及多样性,针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落的碳源代谢方式与单一针叶分解时差异显著;(2)凋落物分解前期土壤微生物群落碳代谢强度、丰富度和多样性与凋落物初始C/N呈显著负相关, 分解后期土壤微生物群落碳代谢强度与凋落物初始木质素/N比呈显著负相关,碳代谢多样性与初始P含量呈显著正相关;(3)通过改变凋落物物种组成,进而改变凋落物元素组成(C/N、木质素/N和P),能显著影响土壤微生物群落的碳代谢强度和代谢多样性。在南方红壤丘陵区,针-阔叶混合的凋落物比单一针叶凋落物更有利于提高土壤微生物群落的功能。

    • 桂西北喀斯特峰丛洼地表层土壤养分时空分异特征

      2011, 31(11):3036-3043.

      摘要 (3485) HTML (0) PDF 4.16 M (2311) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用传统统计方法研究了典型喀斯特峰丛洼地4个植被演替阶段(草地、灌木林、次生林、原生林)表层(0-15 cm)土壤养分的空间分异特征,并分析其成因。结果表明:(1)不同植被演替阶段土壤养分(有机碳、全氮、碳氮比、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾)及pH值有明显差异(P<0.05);除全钾外,其他养分含量均随植被正向演替而增加。(2)地貌部位对养分含量的影响不尽一致:各植被演替阶段的磷、钾及原生林的碳氮均符合养分的"洼积效应",只有受人为干扰较强的草地、灌木林、次生林的碳氮养分存在随坡位升高而增加的现象。通过本研究得知,植被演替对养分积累具有积极作用;磷素(速效磷3.55-11.41 mg/kg)、钾素(速效钾64.05-105.75 mg/kg)是该区域的养分限制性因子;该区域养分的"倒置现象"并不普遍存在。

    • 重金属Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和MDA含量的影响

      2011, 31(11):3044-3053.

      摘要 (3272) HTML (0) PDF 2.41 M (2382) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实验室条件下,观测不同Cd胁迫处理(时间和水平)对红树蚬(Geloina coaxans (Gmelin))的胃组织中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,及淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等3种消化酶活性的影响效应。结果表明,高浓度组(4.00 mg/L和8.00 mg/L)在较短的暴露时间即出现SOD 活性显著诱导,而低浓度组则需要更长的暴露时间。所有处理组的CAT活性均先受诱导而后抑制,但去除胁迫后低浓度组活性上升,高浓度组则持续下降。低浓度处理组在胁迫初期MDA含量上升,但随后下降至较低水平;高浓度处理组MDA含量上升稍为滞后,但随后上升至较高水平。在消化酶方面,Cd对红树蚬胃组织淀粉酶的影响基本上表现为抑制;在胁迫初期脂肪酶活性受到显著诱导,随着胁迫时间延长酶活性则下降,同时胁迫解除后不同程度恢复;对蛋白酶的影响效应规律性不明显。显著的效应-剂量间相关关系存在于特定时间的SOD活性(1d),CAT、淀粉酶活性和MDA含量(7d和恢复6d)。探讨了这些指标作为生物标记物应用于监测海洋重金属污染的可能性。

    • 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

      2011, 31(11):3054-3059.

      摘要 (2373) HTML (0) PDF 2.26 M (1876) 评论 (0) 收藏

      摘要: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 m×100 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。

    • 半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺

      2011, 31(11):3060-3068.

      摘要 (3002) HTML (0) PDF 2.44 M (1931) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分是制约半干旱黄土丘陵区植被恢复和生态建设的关键因子。而缺乏科学指导的人工植被恢复会加剧土壤水分耗竭,造成土壤水分亏缺,从而严重阻碍该区生态系统恢复和脆弱生境的有效改善。以典型半干旱黄土丘陵区甘肃定西龙滩流域为例,对比不同植被恢复模式下土壤储水状况,并通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI(Compared Soil Water Deficit Index)和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI(Plot Compared Soil Water Deficit Index)进行定量化分析与评价,发现各人工植被均存在不同程度的土壤水分亏缺。其中,柠条、油松、山杏林地PCSWDI分别达到0.65、0.62、0.62,土壤水分亏缺严重,尤其是100 cm以下土层;山毛桃林地和苜蓿草地PCSWDI分别为0.38和0.17,在100-200 cm土层有一定程度的水分亏缺,但相对较轻;侧柏林地土壤水分的亏缺主要集中在20-100 cm这一层次,100 cm以下则随深度增加而降低;0-200 cm土层内,杨树林地、撂荒草地和马铃薯农地无显著水分亏缺,且在0-100 cm内土壤水分有一定的补充。CSWDIPCSWDI能有效反映不同层次和样地土壤水分相对亏缺状况,可用于同一地区不同植被恢复模式土壤水分响应的定量化分析与评估。

    • 季节性干旱对中亚热带人工林显热和潜热通量日变化的影响

      2011, 31(11):3069-3081.

      摘要 (3515) HTML (0) PDF 2.38 M (1806) 评论 (0) 收藏

      摘要:植被与大气间的显热和潜热通量的日变化是大气过程和植被生理过程的显著标志。本研究利用ChinaFLUX千烟洲站典型的夏季雨热不同季的季节性干旱的试验条件,探讨了2003年季节性干旱对该生态系统显热和潜热通量日变化变异幅度和峰值时间的影响。研究表明:显热通量的日变化变异幅度年平均值为176 W/m2。潜热通量的日变化变异幅度年平均值为171 W/m2。显热通量到达日变化峰值的时间平均为11 ∶ 57。全年潜热通量的日变化都在午后达到峰值,平均值为12:33。季节性干旱造成显热通量的日变异幅度明显增大,从144W/m2增加到321 W/m2。而潜热通量的日变异幅度明显降低,从324 W/m2减小到198 W/m2。,显热和潜热通量日变异幅度的相对变化明显增大,从-165 W/m2增加到76 W/m2,气温和饱和水汽压差是影响显热和显热日变异幅度及其相对变化的主要控制因素。干旱胁迫期,深层水对显热通量日变化变异幅度及其与潜热通量日变化变异幅度的相对变化的作用更显著,而潜热通量日变化变异幅度与气象要素关系不显著。季节性干旱造成显热通量日变化的峰值时间和显热和潜热通量日变化峰值时间的相对变化明显向下午偏移,显热通量日变化的峰值从11:31到12:17,相对变化从1小时到1小时20分钟。季节性干旱对潜热通量日变化峰值时间没有显著的影响。非干旱胁迫期,显热通量日变化峰值时间和显热及潜热通量日变化峰值时间的相对变化均与气温负相关,而干旱胁迫期,则与气温正相关。潜热通量日变化峰值时间与气象要素关系均不显著。该生态系统显热和潜热通量日变化峰值的相对变化主要受降水量的季节分配控制,在干旱胁迫期降水的作用更加明显。潜热和显热通量日变化峰值时间的相对变化总体上都受植被与大气间的耦合程度控制。

    • 新疆古尔班通古特沙漠南缘多枝柽柳光合作用及水分利用的生态适应性

      2011, 31(11):3082-3089.

      摘要 (3437) HTML (0) PDF 2.58 M (2239) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新疆古尔班通古特沙漠南缘荒漠绿洲过渡带的建群种多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,分别在自然状态,模拟降水、遮光处理以及降水和遮光双因子处理下,利用LI-6400光合作用系统和Model 3500植物水分压力室分别测定光合作用和枝条水势,研究多枝柽柳枝条水势对浅层土壤水分和光照变化的响应,以及在不同条件下的水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)的日进程。结果表明:这4种处理方式下,枝条水势随土壤水分的变化没有明显的差异,趋势表现为黎明前枝条水势最高(-1.2 MPa),正午枝条水势最低(-3.2 MPa),太阳落山后枝条水势逐渐升高的趋势;WUELUE日变化呈现出近似双峰型抛物线,WUE日变化曲线在11:00和16:00有两个不明显的波峰,LUE日变化曲线在10:00和16:00出现两个明显波峰。当光照发生变化时,遮光处理下的WUELUE日变化都较自然状态下的日变化低,分别降低了1.5 μmol CO2/mmol H2O的WUE和0.20×10-2μmol CO2/μmol APAR的LUE。研究表明,作为深根系植物的多枝柽柳,生存主要依靠地下水来补给水分,所以浅层土壤水分条件变化没有明显引起光合和蒸腾的响应。而午间光强、高温是构成多枝柽柳光抑制现象的主要原因,这是多枝柽柳长期在荒漠绿洲过渡带形成的对抗环境胁迫的一种表现。

    • 利用数字图像估测棉花叶面积指数

      2011, 31(11):3090-3100.

      摘要 (3261) HTML (0) PDF 3.12 M (2049) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过3a不同种植密度、品种、施氮量和灌水量的田间试验,在棉花不同的生育期用数码相机、LAI-2000冠层仪和线性光量子传感器采集数据并进行破坏性取样测定,分析图像透光率的有效性和建立LAI估测模型,进而对图像方法、LAI-2000和破坏性取样方法进行比较和分析。结果表明:(1)在太阳高度角最大且变化最小的正午时段,数码相机测量的图像透光率与线性光量子传感器测量的冠层透光率较一致且相对稳定。(2)图像透光率能反映除吐絮期以外各时期的冠层透光状况,但是当LAI大于5时图像透光率出现饱和。(3)综合分析2009和2010年数据,建立了图像透光率估测LAI的模型(R2=0.8438, SE=0.5605);利用2007年独立试验资料检验估测模型的性能,模型检验的拟合度较高(R2=0.8767)且预测误差较小(RMSE=0.4305),当LAI>5时模型的预测能力降低。(4)数字图像、LAI-2000和破坏性取样3种方法测量的LAI值之间均呈现显著的线性相关(R2>0.85),但是图像透光率的饱和性致使当LAI>5时明显低估叶面积指数。

    • 野生大豆和栽培大豆光合机构对NaCl胁迫的不同响应

      2011, 31(11):3101-3109.

      摘要 (2634) HTML (0) PDF 2.29 M (1700) 评论 (0) 收藏

      摘要:以东营野生大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc. ZYD 03262)和山东栽培大豆(Glycine max (L.) Merr. 山宁11号)为实验材料,通过研究2种大豆植株和离体叶片对不同浓度NaCl(0,100和200 mmol/L)处理的响应,探讨2种大豆光合机构对NaCl胁迫响应的差异和机理。结果表明:NaCl处理完整植株后,2种大豆植株叶片的光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和叶绿素含量都明显降低,而且生长也均受到抑制。但是,NaCl胁迫对栽培大豆各方面的抑制均显著大于野生大豆;野生大豆叶片中的Na+含量、Na+/K+值都显著低于栽培大豆,而野生大豆根中的Na+含量却明显高于栽培大豆。当用100和200 mmol/L NaCl处理2种大豆的离体叶片时,野生大豆的Fv/FmΦPSⅡ、单位面积有活性反应中心的数目(RC/CS)和光化学性能指数(PI)的下降幅度却显著大于栽培大豆;叶片中的Na+含量也显著高于栽培大豆。这些结果表明,实验所用的野生大豆的光合机构并不抗盐。但是,在盐胁迫条件下,野生大豆植株却能够有效地避免过多Na+进入叶片光合组织,以维持光合机构较高的光合活性,这是野生大豆比栽培大豆更抗盐的原因之一。

    • 水磷耦合对小麦次生根特殊根毛形态与结构的影响

      2011, 31(11):3110-3119.

      摘要 (2569) HTML (0) PDF 4.14 M (1855) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过水、磷复因子大田试验,以强筋小麦品种郑麦9023为材料,研究了水磷耦合对小麦生育中、后期次生根特殊根毛形态与结构的影响。结果指出,不同水分处理显著影响特殊根毛形态。随着土壤水分含量提高,次生根特殊根毛长度缩短。与土壤湿润处理相比,仅依靠自然降水处理的特殊根毛长度和直径增加(P<0.01),拔节至子粒形成期间完全灌溉处理的根毛长度增加(P<0.01)。随着供磷水平提高,特殊根毛长度和直径增加(P<0.05),其中高磷处理和对照(不施磷)的差异达极显著水平(P<0.01)。同一供水条件下随供磷水平提高,或同一供磷水平上随土壤含水量降低,特殊根毛长度和直径均增加(P<0.05)。拔节以后,仅依靠自然降水-高磷处理组合的特殊根毛细胞饱满,结构完整,细胞壁加厚明显,细胞核、液泡及线粒体清晰可见;而土壤湿润-低磷处理组合的特殊根毛扭曲、变形现象严重,细胞壁变薄,细胞核解体,质膜、微体等细胞器消失。研究表明,适当降低土壤含水量并提高供磷水平,小麦次生根特殊根毛的长度和直径增加,并维持良好的细胞形态和结构。

    • 应用物种指示值法解析昆嵛山植物群落类型和植物多样性

      2011, 31(11):3120-3132.

      摘要 (4309) HTML (0) PDF 5.07 M (2965) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物指示目前被广泛用于各类生态系统恢复的监测和评估、生态系统管理的政策与法规的制定等。采用物种指示值法解析昆嵛山植物群落类型及其植物多样性,为进一步开展昆嵛山森林自然恢复评价和森林管理提供依据。物种累计曲线分析表明,从昆嵛山自然保护区40块永久性标准样地实际采到的物种占全部物种数(估计值ACE为131.26)的92.9%,显示抽样充分。采用主坐标分析将昆嵛山森林群落进一步划分为6种林分类型,通过物种指示值分析得到了各林分类型的指示物种。其中,黑松、山槐、麻栎是黑松林的指示物种;郁李、赤松、山胡椒是赤松林的指示物种;日本落叶松/刺杉林的显著指示物种包括日本落叶松、水榆花楸、刺杉、白檀和水蜡。针叶树-麻栎混交林的指示物种是麻栎;而针叶树-杂木混交林的指示物种构成复杂,如粘鱼须、楸树、华山松,等。阔叶林的物种组成很不相同,分别有枫香林、麻栎林、刺槐林、和水榆花楸林。综合比较不同林分类型乔灌草的整体多样性特点表明,6种林分类型的物种多度和物种丰富度无显著差异;阔叶林的Fisher α指数(P< 0.001)、Shannon-Wiener指数(P=0.001),Simpson指数(P=0.034)与其它5种林分类型相比差异显著;其他5种林分类型的Fisher α指数和Shannon-Wiener指数无显著差异,但Simpson指数在这些林分间差异显著。昆嵛山林分类型的多样性与30a前树种引进和人工造林等人为干扰密不可分。

    • 基于MSIASM方法的中国省级行政区体外能代谢分析

      2011, 31(11):3133-3142.

      摘要 (2349) HTML (0) PDF 10.78 M (2805) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过社会代谢多尺度综合分析方法,采用社会不同层次人类活动时间、体外能代谢率与人类活动的社会开支和体外能的社会开支等指标,评价我国北京、天津、河北、山西、内蒙古自治区、辽宁、黑龙江、上海、福建、山东、河南、湖南、陕西、甘肃、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区、吉林、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、广东、广西壮族自治区、海南、重庆、四川、贵州、云南和青海30个省级行政区的社会可持续发展水平,并通过因子分析和相关分析方法,识别限制区域可持续发展的因素。结果表明,社会代谢多尺度综合分析方法适合于中国省级行政区的可持续发展评价;与2003年相比,2007年我国各省级单位的社会生产和消费水平普遍提高。在内蒙古自治区,矿业的迅速发展及其对工业和服务业的剧烈带动作用,造成了体外能代谢改善水平高于全国其他省级行政区。在海南省,整体工业化水平不高,以农业和旅游业为主的产业特点,使其体外能代谢的改善水平低于全国其他省级行政区。在江西和贵州,生产性行业发展过快,而服务业发展的和人民生活水平改善的滞后,导致生产部门体外能代谢水平提高,而消费部门体外能代谢水平下降。在河北、青海和新疆维吾尔自治区,社会各行业均发展较快,而人民生活水平的改善较慢,使其付薪部门体外能代谢水平提高,而家庭部门体外能代谢水平下降。在安徽和广西壮族自治区,农业生产发展和消费水平提高较快,而工业生产水平和服务业发展有所降低,使其非农生产部门体外能代谢水平下降,而农业和家庭部门的体外能改善水平提高。在山西和上海地区,工业、服务业的发展和人民生活水平改善较快,而农业生产发展较慢,导致非农部门和家庭的体外能代谢水平提高,而农业部门的体外能代谢水平有所降低。资本和技术聚集是我国大部分地区社会发展的重要影响因素。北京、天津、河北、山西、内蒙古自治区、辽宁、黑龙江、上海、福建、山东、河南、湖南、陕西、甘肃、宁夏回族自治区和新疆维吾尔自治区仍需加大力度调整地区产业结构;吉林、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、广东、广西壮族自治区、海南、重庆、四川、贵州、云南和青海继续加大资本技术的引进力度,以解决个省级行政区经济发展中的资本技术聚集与区域产业结构的不协调问题。而且,2007年中国省级行政区社会代谢表现异常,大多数省级行政区社会开支并未随社会发展而增加,社会负担表现为自南方向北方转移的倾向;内蒙古、宁夏和新疆3个矿产资源丰富的省级行政区的经济发展使当地环境承压过重。30个省级行政区中只有上海接近中等发达国家水平,大部分省级行政区仍处于发展中国家水平,对这些国家和地区曾遇到的不可持续发展问题应引以为戒。

    • 不同生态区烟草的叶面腺毛基因表达

      2011, 31(11):3143-3149.

      摘要 (2545) HTML (0) PDF 5.05 M (2007) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用cDNA芯片技术,对同一烟草品种(Nicotina tabacum L cv. K326)、不同生态区(典型的浓香型烟区-河南平顶山,典型的清香型烟区-云南玉溪)、同一叶位(中部叶)、相同叶龄(60 d)的叶片腺毛基因表达谱进行了比较研究,共发现有效差异表达基因445个。其中,与光合色素代谢、光合作用以及类萜生物合成相关基因在河南烟叶腺毛中高表达,与碳水化合物、蛋白质分解代谢过程相关的基因在云南烟叶腺毛中高表达;防御过程相关基因在两生态区均有高表达。该结果表明, 烟草叶面腺毛的基因表达水平受到生态因素的调控,生态因素有可能通过影响腺毛的物质代谢和分泌,从而对烟叶风格形成产生一定的影响。

    • B型烟粉虱对23种寄主植物适应度的评估和聚类分析

      2011, 31(11):3150-3155.

      摘要 (2094) HTML (0) PDF 2.26 M (1736) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用前期开发的两个寄主植物适应度评估模型对B型烟粉虱能够完成发育的23种寄主进行了寄主适应度评估,并对评估结果进行了聚类分析,分析结果显示供试烟粉虱种群存在明显的寄主偏好性,黄瓜与甘蓝为嗜好寄主,繁殖力大,若虫成活率高,非常有利于烟粉虱的种群发育;而其它寄主在营养状况、物理性状及次生化合物的综合作用下,烟粉虱的寄主植物适应度变化较大且整体低于嗜好寄主,结果暗示烟粉虱的寄主生态位可能存在从核心到周缘的分层现象。比较了两个评估模型的分析结果,虽然在低层聚类中存在差异,但高层聚类的结果趋于一致。

    • 杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞DNA的损伤作用

      2011, 31(11):3156-3162.

      摘要 (2303) HTML (0) PDF 2.21 M (1914) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用蜘蛛血细胞微核试验和单细胞凝胶电泳试验研究了两种杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对蜘蛛头胸部和腹部血细胞DNA的损伤作用。微核试验结果表明:在啶虫脒和毒死蜱供试浓度作用下,对蜘蛛血细胞微核率与对照组相比存在极显著性差异(P<0.01);随着两种农药浓度升高,血细胞微核率显著增加,且存在明显的剂量-效应关系,啶虫脒浓度与星豹蛛头胸部血细胞微核率线性方程为:Y=3.192X+8.129 (r=0.954),腹部为Y=3.206X+12.829 (r=0.932);毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞微核率线性方程为:Y=0.443X+6.833 (r=0.993),腹部为Y=0.524X+12.214 (r=0.986)。单细胞凝胶电泳试验研究结果表明:在两种农药供试浓度范围内,对星豹蛛头胸部和腹部受损伤细胞百分率和DNA迁移长度与对照相比存在极显著性差异(P<0.01),且随着浓度增大出现先增大后减小的变化趋势;但两种农药对星豹蛛血细胞Ⅱ级及Ⅱ级以上损伤率与浓度存在明显的剂量-效应关系,啶虫脒浓度与星豹蛛头胸部血细胞DNA损伤线性方程为:Y=6.856X+99.377 (r=0.984),腹部为Y=9.039X+100.795 (r=0.983);毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞DNA损伤线性方程为:Y=0.308X+98.315 (r=0.981),腹部为Y=0.241X+100.762 (r=0.966)。两种试验结果皆表明,在同种农药种同一浓度作用下,对星豹蛛腹部血细胞微核率和DNA损伤程度要明显大于头胸部。

    • 杀真菌剂咪鲜安对萼花臂尾轮虫的影响

      2011, 31(11):3163-3169.

      摘要 (2693) HTML (0) PDF 2.22 M (2002) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用实验生态学方法,研究了不同浓度咪鲜安对萼花臂尾轮虫的毒性效应,分析了不同浓度(0.04、0.07、0.11、0.18、0.28、0.45、0.71,1.12mg/L)咪鲜安对萼花臂尾轮虫种群存活曲线、产卵量变化及其生活史特征的影响。结果表明:咪鲜安的24hLC50为7.9mg/L,在低浓度范围内(0.04-0.18mg/L)种群增长率(r)上升,每个雌体均产卵量从12上升到18个,种群呈增长趋势。高浓度咪鲜安(0.28-1.12mg/L)下,轮虫种群增长率(r)趋于下降,累积卵量下降,种群增长受到抑制,世代时间随浓度升高而延长。研究结果表明咪鲜安对萼花臂尾轮虫有一定的环境雌激素效应。

    • 长、短期连续孤雌生殖对萼花臂尾轮虫生活史和遗传特征的影响

      2011, 31(11):3170-3179.

      摘要 (2061) HTML (0) PDF 3.31 M (1514) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用单个体培养、聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳技术和特异性染色方法,以具有明显生化遗传差异的3个克隆萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为对象,对长期(世代数大于200)和短期(世代数约为12)连续孤雌生殖后的轮虫进行了生活史特征和等位酶(PGM,GPI,MDH)分析。结果表明,除3个克隆轮虫的生殖后期历时和每个雌体一生中所产的后代数在长期和短期连续孤雌生殖后的个体之间均无显著的差异外(P>0.05),其它生活史特征在长期和短期连续孤雌生殖后的个体之间的差异均因轮虫克隆的不同而异。克隆对轮虫的胚胎发育时间、幼体阶段历时、生殖期历时、平均寿命、轮虫每个雌体一生中所产的后代数、幼体大小和幼体的耐饥饿时间均有显著的影响(P<0.05);连续孤雌生殖历期对轮虫幼体阶段历时、平均寿命、后代混交雌体百分率和幼体的耐饥饿时间均有显著的影响(P<0.05);而克隆和连续孤雌生殖历期间的交互作用对轮虫的胚胎发育时间、生殖期历时、平均寿命、幼体大小和幼体的耐饥饿时间均有显著的影响(P<0.05)。长期连续孤雌生殖后的轮虫幼体阶段历时和幼体的耐饥饿时间均显著短于短期连续孤雌生殖后的轮虫,平均寿命显著长于短期连续孤雌生殖后的轮虫,后代混交雌体百分率显著高于短期连续孤雌生殖后的轮虫。3个克隆轮虫在长期和短期连续孤雌生殖后其3种等位酶的酶谱均未出现明显的改变。

    • >专论与综述
    • 区域景观格局与地表水环境质量关系研究进展

      2011, 31(11):3180-3189.

      摘要 (3176) HTML (0) PDF 2.27 M (2368) 评论 (0) 收藏

      摘要:区域景观格局对地表水环境具有重要影响,20世纪70年代以来国外学者对区域景观格局与地表水水质之间的关系开展了大量研究。在系统梳理景观格局与水质关系的研究思路和技术方法基础上,综合国内外文献探讨了水化学离子、常规污染物、营养物、重金属、有机物、水生生物,直至当前的河流健康等各类水环境指标对景观格局的响应程度,以及景观格局影响水环境的尺度效应问题。当前研究存在划定流域边界未能严格避免流域嵌套及土地利用空间自相关、选择景观格局变量尚未充分重视空间结构和水文地貌因素、数据分析技术多限于半定量分析等问题,尝试提出了相应的解决方案。提出国内研究的发展方向,指出在关注研究区域的流域边界是否明确和点源污染是否得到控制两个理论前提基础上,进一步根据非点源污染物在景观格局中的累积和迁移转化行为特征,进行相应的土地利用景观分类将是十分重要和迫切的基础性工作,提出了将景观格局与过程关系理论应用于城市面源污染调控的关键科学问题,包括非点源与目标水体的空间位置关系、不透水面和透水面的空间格局关系、区域不透垫面比例是否存在阈值,以及设置透水面的最佳空间尺度等。

    • 露水对植物的作用效应研究进展

      2011, 31(11):3190-3196.

      摘要 (4926) HTML (0) PDF 2.21 M (2056) 评论 (0) 收藏

      摘要:概述了国内外露水对植物作用效应争议的两个方面,一是露水有利于促进植物生长,二是露水对植物生长具有负效应。前者主要包括干旱胁迫下植物生长重要的水资源、调节植物体内水分、改善土壤水分平衡、调节森林植物生长环境、有利于农作物管理及其病虫害防治等生态效益;后者包括导致植物发病、降低植物产量和质量等。指出了露水对植物作用效应研究存在的问题,并提出了今后研究的方向:(1)露水对植物作用效应的机理研究;(2)干扰条件下露水对植物作用效应研究包括酸露对植物作用效应研究和城市热岛条件下露水对植物作用效应研究;(3)露水对植物多样性的影响研究;(4)露水在生物防治中的应用研究。

    • 葡萄座腔菌科研究进展——鉴定,系统发育学和分子生态学

      2011, 31(11):3197-3207.

      摘要 (4920) HTML (0) PDF 2.32 M (3321) 评论 (0) 收藏

      摘要:葡萄座腔菌科(Botryosphaeriaceae)真菌是农业和林业上重要的病原菌、内生真菌或潜在的致病菌,主要引起树木溃疡病。这类真菌种类繁多,寄主范围广,广泛分布于全球,在生态系统中占有重要的地位。综述了近年来国内外在葡萄座腔菌科的分子生态学研究方面取得的新进展。介绍了葡萄座腔菌科真菌物种鉴定及其研究方法方面的发展,并列出了2006年以来发现的6个新属和38个新种;概述了该科各个种、属之间的系统发育关系以及科内区分的18个群。在真菌种群遗传结构及其与寄主关系方面,已有研究表明葡萄座腔菌科真菌大体可分为寄主专化型和广谱寄生型两种类型,并已经揭示了无性型为Diplodia,LasiodiplodiaDothiorella等部分种群的遗传结构及它们与寄主之间的联系。在种内遗传多样性和基因流动研究方面,展示了利用ISSR、SSR等分子标记方法取得的一些重要结果,有些种群(如Lasiodiplodia theobromae)没有寄主专化性,它们在不同寄主间表现出很强的基因流动,但在不同区域内的基因交流却很有限。讨论了该科分子生态学研究有待进一步解决的问题。

    • 人工林生产力年龄效应及衰退机理研究进展

      2011, 31(11):3208-3214.

      摘要 (2377) HTML (0) PDF 2.21 M (2051) 评论 (0) 收藏

      摘要:同龄林林分郁闭后,地上部净初级生产量随着林龄增加而降低的现象近几十年引起了林业工作者的兴趣和注意并成为研究热点。多数研究试图通过光合生理、林分营养、生物量分配和林分结构等随林龄的变化规律来解释林分生产力衰退机理。研究认为,林分郁闭后水分传输阻力的增加减少了树木的光合能力;林地养分的减少使得根系生物量分配增加,导致林分叶面积减少,树木光合能力下降;对资源的竞争使得树木优势度发生变化,资源利用率降低。光合能力、林分叶面积和资源利用率的降低以及根系生物量分配的增加是林分生产力衰退的关键,而林分呼吸和林木衰老的作用不大。今后深入研究树体水分运输及其补偿机制、逆境下根系的生长过程及适应机制,并跟踪研究林分生长规律,更有助于揭示人工林生产力衰退的实质。

    • 树木年轮在干扰历史重建中的应用

      2011, 31(11):3215-3222.

      摘要 (2825) HTML (0) PDF 2.23 M (2466) 评论 (0) 收藏

      摘要:干扰是影响森林生态系统结构和功能的重要因子,重建森林群落干扰历史可以掌握干扰发生的机制和规律,对森林经营有重要意义。年轮记载了树木逐年的生长历史,利用年轮可以重建不同尺度上干扰的时空格局,具有重建历史长、定年准确和材料容易获得的优点,是森林动态历史研究不可替代的资料。干扰对树木个体的影响可以分为伤害干扰和生长干扰两种类型。不同类型干扰的特点和对树木的生长影响不同所以重建方法也不同,对树干造成直接伤害的干扰可以利用树干的疤痕重建,如火灾和泥石流等;生长干扰对树木的生长势造成影响,可以通过识别年轮中的生长抑制和释放发生和持续时间来确定干扰的时间和强度。但是对破坏性的干扰事件要通过群落中个体的建成时间高峰来判断。欧洲和北美地区利用树木年轮重建森林干扰历史的研究已经很广泛,主要包括火灾、虫灾、地质灾害和气象灾害等干扰类型,在中国利用年轮重建群落干扰的研究还处于起步阶段。探讨了应用树木年轮重建不同森林干扰事件的方法,总结了不同的重建方法和干扰重建取得的进展,并指出了以后研究的方向,为以后的干扰重建提供了参考。

    • 植物中逆境反应相关的WRKY转录因子研究进展

      2011, 31(11):3223-3231.

      摘要 (4412) HTML (0) PDF 2.28 M (2708) 评论 (0) 收藏

      摘要:WRKY转录因子是植物体内一类比较大的转录因子家族,它在植物的生长发育以及抗逆境反应中起着非常重要的作用。综述了WRKY转录因子在植物应对冻害、干旱、盐害等非生物胁迫与病原菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并概括了WRKY转录因子在调控这些逆境反应中的机制。

    • >研究简报
    • 三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量

      2011, 31(11):3232-3238.

      摘要 (2770) HTML (0) PDF 2.18 M (2363) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示青藏高原高寒草地土壤微生物活性和微生物量碳、氮情况,同时探讨气候变化对土壤微生物的影响,以青藏高原腹地三江源自然保护区高寒草原土壤为研究对象,选择土壤质地、植被类型基本一致,海拔高度不同(3400-4200m)的4个样地,分析测定了土壤微生物(细菌、真菌、放线菌和部分生理功能微生物群)数量、土壤微生物量(碳、氮)、土壤酶(纤维素酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶)活性。结果表明:研究区域均含有较丰富的土壤有机碳和养分,微生物数量多少为细菌>放线菌>真菌,主要功能微生物菌群数量为氨化细菌>好气性固氮菌>硝化细菌>亚硝化细菌,样地间的微生物生物量碳、氮含量差异显著。相关性分析表明,除与亚硝酸细菌具有弱正相关性外,海拔高度与其它因子均具有负相关性,其中与细菌和氨化细菌具有极显著负相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌具有显著负相关性。因此,温度的升高可能明显的影响了三江源地区高寒草原的土壤微生物活性。

    • 3种黑杨无性系水分利用效率差异性分析及相关ERECTA基因的克隆与表达

      2011, 31(11):3239-3245.

      摘要 (2461) HTML (0) PDF 2.46 M (1889) 评论 (0) 收藏

      摘要:提高植物水分利用效率(WUE)是未来解决我国甚至世界干旱缺水的最重要手段之一。因此,培育和筛选高WUE的品系和品种意义重大。通过对3种在充分浇水处理下不同北美黑杨无性系WUE、叶片δ13C的差异分析,发现WUE在黑杨无性系之间也存在差异。ERECTA基因可以通过改变气孔密度来提高WUE。在欧美杨中克隆到了该基因(PdERECTA)。该基因序列长2844bp,编码948个氨基酸,并且具有保守的类受体蛋白激酶家族的膜外富含亮氨酸和胞内激酶区域。荧光定量表达分析证明该基因在ABA 、盐、冷等胁迫处理下都被诱导表达。组织特异表达分析说明PdERECTA 基因在顶端叶表达量最高,半成熟叶次之,成熟叶衰老叶和根中则无表达。

    • 猕猴桃园节肢动物群落重建及主要类群的生态位

      2011, 31(11):3246-3254.

      摘要 (2276) HTML (0) PDF 2.21 M (1844) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究猕猴桃节肢动物群落重建过程和主要类群生态位移,调查野生猕猴桃和人工栽植不同树龄(3、9、14a)猕猴桃园节肢动物群落,测定群落特征指标和主要类群的时空生态位。结果表明,群落包含3纲15目74科,约90种。不同猕猴桃园节肢动物群落的主要类群不同,各类群占群落总数的比例差异显著,野生猕猴桃节肢动物群落中各类群分布较均匀,栽植园群落中害虫比例较大。野生猕猴桃和栽植猕猴桃园之间,群落的多样性指数、均匀度和优势度差异均极显著,群落稳定性表现为野生>9a>14a>3a。各类群的时空二维生态位也会随着栽植时间增长发生变化:蜘蛛和蝇类的生态位在不同树龄的猕猴桃园中都保持在较高水平;人工栽植初期,山楂叶螨和叶蝉占据的时空生态位较宽,成为优势类群,小薪甲与山楂叶螨生态位重叠较大,竞争激烈;随后,小薪甲和瘿蚊的时空二维生态位逐渐增大,到14a猕猴桃园中已经取代了山楂叶螨和叶蝉,成为主要害虫。总之,人工干扰的节肢动物群落重建是一个次级演替过程,与自然生态系统群落明显不同。

主编:傅伯杰

创刊:1981

国际标准刊号:ISSN 1000-0933

国内统一刊号:CN 11-2031/Q

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