木质素降解真菌的筛选及其对森林地表可燃物的降解效果

【目的】筛选帽儿山人工林地表可燃物中的木质素降解真菌,探究木质素降解菌对不同森林地表可燃物的分解效果,以期找到能够有效降解森林可燃物的真菌菌种,为应用生物降解方法降低森林地表可燃物载量从而降低森林火灾发生概率与森林火险指数提供理论依据和基础数据。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站的落叶松、胡桃楸、水曲柳纯林与胡桃楸-落叶松、水曲柳-落叶松混交林内的凋落叶,采用添加抗生素的麦芽浸粉(MEA)培养基进行真菌的分离培养,之后采用愈创木酚平板显色法进行初筛,根据测定菌株的显色情况及菌落圈与显色圈比值筛选高活性木质素降解酶菌株,复筛利用苯胺蓝平板脱色法对菌株木质素氧化酶系进行定性测定,对2次筛选获得的菌株进行形态学及分子鉴定,然后以胡桃楸、水曲柳、落叶松3种可燃物样品作为分解基质,接入木质素降解菌单一及混合菌液,于28℃恒温培养7 d,分别测定经培养后基质中的木质素含量,分析木质素分解规律。【结果】由MEA培养基筛选出的9株真菌有5株在PDA-愈创木酚培养基上发生了显色反应,且菌株B6和Y3的R/r <1,即该2株菌能优先降解木质素;苯胺蓝平板脱色试验结果显示菌株B6和Y3均可使培养基蓝色褪去,即均具有LiP与MnP酶活性;经形态学及分子鉴定,菌株B6为白囊耙齿菌Irpex lacteus,菌株Y3为桦褶孔菌Lenzites betulinus;地表可燃物样品降解试验结果显示,经单一菌液与两者混合菌液培养后,样品中木质素含量均有下降,且经混合菌液处理后的3种可燃物基质表现出相对较好的降解效果;3种基质降解率从高到低依次为水曲柳>胡桃楸>落叶松;菌种Y3对木质素的降解效果较菌种B6好。【结论】混合菌液对可燃物中木质素的分解能力较单一菌液强;菌株B6和Y3之间无拮抗作用,混合后产生协同效应,使木质素降解酶系活力提高,从而可提高木质素降解率;菌种Y3降解能力强于B6;可燃物样品中木质素降解效果因基质不同而存在差异,阔叶可燃物比针叶可燃物易分解。经筛选出的木质素降解菌能有效降解可燃物中的木质素,可在一定程度上减少森林地表可燃物载量,从而降低森林火灾风险。     

兴安落叶松火烧迹地林褥层碳氮化学计量特征

  目的  林褥层是主要的森林地被可燃物,是林火干扰北方森林生态系统进程的物质基础。养分循环和能量流动属于森林火烧迹地生态恢复的核心内容,探寻火烧迹地林褥层碳、氮化学计量特征与时间、空间因子间的关系,能够为研究火干扰对森林生态系统碳氮循环的影响提供理论依据。  方法  以不同过火年份兴安落叶松火烧迹地和未过火兴安落叶松林样地的林褥层（未分解凋落物层、半分解凋落物层）作为研究对象,测定样品全碳、全氮、铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳含量。采用单因素方差分析（ANOVA）比较林褥层碳、氮化学计量特征在不同恢复时长、不同空间特征上的显著差异性;用皮尔森相关性表明林褥层碳含量、氮含量和碳氮比与各因子之间的相关程度;用因子分析法综合分析不同因子对林褥层碳氮化学计量比的影响程度。  结果  随恢复时长增加,未分解层碳、氮含量和C/N呈先升高再降低的趋势,半分解层与之相反。随着海拔升高,未分解层碳含量和C/N、半分解层碳含量呈现上升趋势,半分解层C/N呈先降低再升高的趋势。未分解层碳含量和C/N平坡显著高于缓坡（P < 0.05）,氮含量平坡略低于缓坡（P > 0.05）。半分解层碳含量和氮含量缓坡略高于平坡,C/N平坡略高于缓坡。环境因子对未分解层碳氮比影响大小顺序为经度 > 纬度 > 铵态氮含量 > 氮含量 > 碳含量 > 坡度 > 坡向 > pH,对半分解层碳氮比影响大小顺序为经度 > 碳含量 > 坡向 > 海拔 > 氮含量 > pH > 硝态氮含量。  结论  恢复时长和空间因子均是兴安落叶松火烧迹地林褥层碳含量、氮含量和碳氮化学计量比的影响因子。部分空间因子如坡度、坡向对兴安落叶松火烧迹地林褥层碳含量、氮含量和碳氮化学计量比具有显著影响。时间因子和空间因子可通过改变兴安落叶松火烧迹地林褥层的分解速率进而对其所在的火顶极森林生态系统的碳、氮循环过程产生一定影响。      

典型黑土区不同水土保持树种的非结构性碳水化合物特征及种间差异

  目的  探究典型黑土区主要水土保持树种的非结构性碳水化合物（NSC）在器官水平的分配规律及其种间差异,以期为水土保持植物的科学选择与培育提供理论依据。  方法  选取典型黑土区5种水土保持树种（小叶锦鸡儿、榆叶梅、白桦、糖槭和红皮云杉）作为研究对象,采集植物叶片、枝条、干材、树皮及树根,测定并比较各器官可溶性糖、淀粉及总NSC的含量。  结果  （1）NSC含量在树种和器官之间均差异显著（P < 0.05）。5种树种中叶和根的NSC含量较高,树干中可溶性糖含量最低,根中淀粉含量最高,叶片中含量最低。红皮云杉叶和枝的可溶性糖含量显著高于其他树种,糖槭干和根淀粉含量和NSC显著高于其他树种。（2）不同生活型树种的NSC及其组分的含量和分配也有明显差异,乔木叶片的可溶性糖和NSC含量高于灌木,乔木淀粉含量均表现为落叶树种大于常绿树种。（3）红皮云杉将更多的NSC分配到地上部分,榆叶梅将更多的NSC分配到地下部分。（4）落叶灌木将大多数的NSC分配到细根和中根上,乔木（红皮云杉）选择将细根作为根系储存NSC的主要组织。  结论  可溶性糖和淀粉在各器官中分配不同,叶和根分别是非结构性碳水化合物的合成与储存结构,乔木树的NSC分配利于叶片碳同化和光合作用。在5种树种中,红皮云杉、榆叶梅和糖槭均具有抗旱性,此外,红皮云杉还具有良好的耐寒性,可以更好地适应低温干旱的生长环境,因此红皮云杉、榆叶梅和糖槭是研究区域适应能力相对较强的水土保持树种。      

丛枝菌根真菌和外生菌根真菌对凋落物分解的影响机制

丛枝菌根（AM）真菌和外生菌根（EM）真菌与约80%的维管植物可形成共生体,其共生体除了促进植物生长发育外,还具有调节凋落物和土壤有机质分解的重要生态功能。在AM和EM真菌主导的生态系统中,凋落物分解速率在不同的基质类型（AM树种凋落物、EM树种凋落物）、不同的分解阶段（早期阶段、后期阶段）和不同的环境条件（水分、温度等）下均存在显著差异。虽然部分菌根真菌缺乏腐生生物的直接作用于凋落物的能力,但它们通过其他方式影响分解。普遍认为,AM和EM真菌与腐生微生物的相互作用是影响分解速率的主要原因,二者互作机制主要表现为激发效应（向腐生微生物提供能量）和养分竞争效应（与腐生微生物竞争养分）。文中阐述AM和EM真菌对凋落物分解的影响及相关因素,剖析AM和EM真菌与腐生微生物分解凋落物的作用机制,旨在为全面分析AM和EM真菌在森林生态系统中的生态学功能提供参考。     

长林小蠹触角感器的超微结构

为了探究长林小蠹Hylurgus ligniperda(Fabricius)触角上感器的类型和数量,为进一步探索其对化学信号的感受机制奠定基础,利用扫描电镜技术对长林小蠹雌雄成虫的触角感器进行观察。结果表明：长林小蠹触角上存在5种类型的感器和少量腺孔,包括毛形感器(ST-Ⅰ、 ST-Ⅱ、 ST-Ⅲ亚型)、锯齿形感器(SZ-Ⅰ、 SZ-Ⅱ、 SZ-Ⅲ亚型)、刺形感器(Sch)、腔锥形感器(Sco)和芽形感器(BS)。毛形感器约占总感器数的61%,锯齿形感器在触角的每一节均有分布,占感器总数的24.7%,刺形感器分布在柄节基部和梗节,腔锥形感器只少量散生在部分毛形感器带上,数量约占4.1%,鞭节端部分布有0～3个芽形感器,且有个体差异。长林小蠹雌雄成虫间触角感器的结构和类型无明显差异,雌虫ST-Ⅰ比例稍多,雄虫ST-Ⅱ比例稍多。     

中国纤翅夜蛾属(目夜蛾科:菌夜蛾亚科:纤翅夜蛾族)2新记录种记述

通过对采自云南、贵州、广东、湖南的夜蛾总科小型种类标本材料整理,发现鳞翅目目夜蛾科纤翅夜蛾属2中国新记录种:灰褐纤翅夜蛾(Araeopteron canescens(Walker,[1866]))和白条纤翅夜蛾(Araeopteron fasciale(Hampson,1896))。对其成虫、外生殖器和分布给予了详细记述。     

应用GIS对农田防护林防风效能评价

农田防护林作为农林生态系统的重要组成部分,具有防止土壤风蚀,保护农田生态系统作用,也是保护区域农业安全生产的生态屏障。以黑龙江省克山县为研究区,结合野外调查数据,应用GIS对农田防护林防风效能进行空间评价。结果表明：摩擦衰减系数与相对风速具有一致的变化规律,相关系数为0.735(P<0.001),摩擦衰减系数作为相对风速的替代变量可以描述防护林的防风效能;借助于GIS强大的空间分析功能,结合野外调查数据,直观地反映了农田防护林的防风效能,以及不同位置关系农田防护林防风效能的空间变化特征。     

丛枝菌根真菌对银中杨叶片物质代谢及化学防御的影响

  目的   探究两种丛枝菌根真菌摩西球囊霉（GM）和根内球囊霉（GI）对银中杨物质代谢及化学防御的影响。   方法   本研究采用孢子含量均为15 个/g的GM、GI基质，分别称取20 g孢子基质与1.3 kg灭菌土混合均匀制成混合基质，将银中杨扦插苗移栽至混合基质中。在丛枝菌根真菌侵染率达到最高时（第90天），分析银中杨叶片内N、P元素、营养物质和次生代谢产物含量，以及防御蛋白活性。   结果   GM和GI处理组银中杨，叶片内N和P、可溶性蛋白质含量均显著高于对照组（P < 0.05），可溶性糖含量显著低于对照组（P < 0.05），淀粉含量与对照组差异不显著（P > 0.05）。次生代谢产物木质素、黄酮、总酚和单宁含量均显著高于对照组（P < 0.05）。防御蛋白苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、胰蛋白酶抑制剂（TI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（CI）活性均显著高于对照组（P < 0.05）。   结论   GM和GI能促进银中杨物质代谢，叶片内营养元素N、P和可溶性蛋白含量升高，可溶性糖含量降低，改变叶片品质，改善其耐受性；增强叶部化学防御能力，次生代谢产物含量和防御蛋白活性增加，改变银中杨对叶部害虫的抗性。因此，丛枝菌根真菌最终能否增强银中杨的抗虫性还有待进一步生物测定试验继续研究。      

抚育采伐强度对天然落叶松林林分结构和蓄积的影响

以大兴安岭83块不同抚育强度的天然落叶松林(Larix gmelinii)样地为研究对象,抚育强度分为对照(CK)、轻度采伐(平均为10％)、中度采伐(平均为20％)、重度采伐(＞30％),应用结构方程模型分析抚育采伐强度对林分结构和蓄积的影响.结果 表明:在以林分结构(ξ1)为评价指标的结构方程模型(模型1)中,抚育采伐对林分结构和林分单位蓄积分别有正向影响和负向影响,其相关系数分别为0.108、-0.221.林分结构对林分单位蓄积有正向影响,相关系数为0.285.在以林分非空间结构(ξ2)及空间结构(ξ3)为评价指标的结构方程模型(模型2)中,抚育采伐对林分非空间结构和空间结构分别有负向影响和正向影响,相关系数分别为-0.019、0.113.林分非空间结构、林分空间结构两者与林分单位蓄积相关系数分别为0.377、0.093,均呈正相关,且林分空间结构对林分单位蓄积的影响小于林分非空间结构对林分单位蓄积的影响.林分空间结构对林分非空间结构有正向影响,相关系数为0.892.抚育采伐对林分单位蓄积有负向影响,相关系数为-0.210.模型1和模型2均能很好地描述抚育采伐强度与林分结构、林分蓄积的关系,模型2比模型1更能全面的评价抚育采伐对林分结构中非空间结构及空间结构两方面的影响.     

不同种源红松主干挥发物对赤松梢斑螟危害的影响

为了研究相同生境条件下不同种源红松(Pinus koraiensis)挥发物对赤松梢斑螟(Dioryctria sylvestrel-la)危害的影响,调查了寒月、马鞍山、立林、宏伟和碧水5个种源的被害株率和幼虫钻蛀危害形成的凝脂团平均数,运用动态顶空取样法和GC-MS联用技术分析了不同种源红松健康主干释放挥发物的主要成分及相对含量.结果 表明:赤松梢斑螟的危害在这5个种源间存在显著性差异(P＜0.05).被害株率和平均凝脂团数最高的都是碧水种源,最低的均为立林种源,且差异显著(P＜0.05).红松受害程度与其主干的挥发物种类组成有一定的相关性.5个种源共发现27种主要挥发性化合物,其中烯萜类占23种.所有种源共有的挥发物为12种.寒月和马鞍山有22种挥发物,立林有21种,宏伟和碧水有17种.在被害株率和平均凝脂团数均差异显著的碧水和立林种源中,莰烯、罗勒烯、龙脑烯醛、乙酸龙脑酯、(-)-α-荜澄茄油烯、(+)-α-长叶蒎烯和(-)-α-古巴烯只存在于立林种源中;(-)-莰烯和萜品油烯则只存在于碧水种源中.相关分析结果表明,(1R)-(+)-α-蒎烯相对含量与被害株率(P=0.046)及平均凝脂团数(P=O.012)呈显著负相关关系(P＜0.05);(±)-β-水芹烯相对含量与被害株率(P=0.048＜0.05)呈显著正相关.