辽东栎林演替过程中的土壤细菌群落结构和多样性变化

【目的】土壤微生物在维持森林生态系统功能中起着重要作用,研究辽东栎林演替过程中森林土壤微生物群落结构和多样性在演替过程中的变化规律,深入认识森林土壤细菌群落结构恢复和驱动机制。【方法】以太岳山地区皆伐后形成的30、80和150年生次生辽东栎林为对象,于2015年6月每个林型设置为20 m×20 m的森林动态监测样地20个,合计60个,用直径10 cm土钻采集0～10 cm表层土样,利用16S rRNA基因高通量测序技术,测定皆伐后自然恢复过程中森林土壤细菌群落的组成、结构和多样性变化。【结果】在辽东栎林自然恢复过程中,随演替阶段进行,变形菌门和绿弯菌门的相对丰度逐渐增加,而放线菌门和酸杆菌门的相对丰度逐渐降低,疣微菌门和浮霉菌门的相对丰度没有明显变化。拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度在80年生中龄林显著低于30年生幼龄林,而在150年生老龄林和80年生中龄林间却无显著差异。基于weighted Uni Frac距离的主坐标分析表明,幼龄林、中龄林和老龄林的细菌群落结构有显著差异。基于OTU水平的Bray-Curtis相似性进一步证明,幼龄林与老龄林的平均细菌群落相似性为37. 9%,中龄林与老龄林的相似性增加到47. 2%,表明皆伐后自然恢复过程中不同演替阶段的细菌群落结构表现出逐渐向老龄林恢复的趋势。土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性在自然恢复过程中呈递减趋势,幼龄林的土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性显著高于老龄林,而中龄林和老龄林的土壤细菌多样性差异并不显著。Chao1指数和种系型多度则表现为幼龄林和中龄林间差异不显著,老龄林则显著降低。方差分解表明,皆伐后不同演替阶段的细菌群落变化和土壤有机质、可溶性碳、土壤总氮和有效氮含量等土壤因子显著相关,其中土壤碳和氮含量对细菌群落结构变化的解释量分别为20. 2%和26. 3%,未解释的部分为43. 4%。【结论】皆伐后辽东栎林演替过程中不同恢复阶段土壤细菌群落结构具有显著差异,幼龄林和老龄林细菌群落结构差异最大,中龄林细菌群落结构与老龄林相似。土壤细菌多样性随着演替的进行呈逐步降低的趋势,幼龄林细菌多样性显著高于中龄林和老龄林,中林龄多样性则更加接近老龄林水平。这说明土壤细菌群落结构和多样性在次生演替过程中具有可预测性。     

模拟气候变暖和林内穿透雨减少对干旱年暖温带锐齿栎林土壤呼吸的影响

[目的]研究土壤呼吸对气候变暖和干旱的响应,阐明全球气候变化与土壤碳排放之间的反馈关系。[方法]采用红外辐射增温和林内穿透雨减少技术模拟气候变暖和干旱,通过LI-8100土壤CO2通量测定系统对生长季土壤呼吸速率进行观测,分析了干旱年不同处理(对照、增温+减雨、增温、减雨)对土壤呼吸速率的影响。[结果]显示:生长季,以上4种处理的土壤呼吸速率分别为1.78、1.84、2.02和2.01μmol·m~(-2)·s~(-1),5 cm土壤温度和土壤湿度分别可以解释土壤呼吸速率变异的68.2%87.5%和51.0%66.6%。干旱期,以上4种处理的土壤呼吸速率均低于生长季,增温处理降低了土壤呼吸速率与土壤温度的相关性,但增加了土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性。[结论]干旱年内,土壤温度和湿度是影响该区土壤呼吸速率的主要环境因子,干旱期增温处理引起土壤湿度对土壤呼吸的限制作用削弱了气候变暖与土壤碳排放之间的正反馈作用。     

宝天曼植物群落物种多样性研究

对宝天曼保护区植物群落物种多样性进行了研究。结果表明 ,物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数在群落梯度上的分布趋势基本一致 ,较好地反映了不同植物群落类型在物种组成方面的差异。草本层物种丰富度指数明显高于乔木层和灌木层 ,草本层物种丰富度指数在群落梯度上的变异最大 ,灌木层次之 ,乔木层最小。乔木层物种多样性指数小于灌木层和草本层 ,草本层和乔木层物种多样性指数在群落梯度上的变异程度明显大于灌木层。灌木层物种均匀度指数大于乔木层和草本层 ,草本层和乔木层均匀度指数在群落梯度上的变异程度大于灌木层。物种丰富度指数和多样性指数的较大值出现在高海拔和低海拔群落 ,较小值多出现在中等海拔群落。物种均匀度指数的较小值多出现在中等海拔群落 ,但其较大值在各海拔群落都有分布。草本层物种丰富度指数和多样性指数的较高值多分布在低海拔群落 ,较小值多分布在中等海拔群落 ;乔木层和灌木层的各种指数以及草本层的物种均匀度指数在海拔梯度上的分布规律不明显     

甘肃民勤绿洲-流沙过渡带植物群落光合和呼吸特征的比较研究

在甘肃省民勤绿洲选择典型的绿洲农田。流沙过渡带，研究了2种主要群落类型红柳群落和白刺群落的建群物种红柳(Tamarix ledeb)和白刺(Nitraia tongutorum)的净光合速率、暗呼吸速率和水分利用特征，并比较了不同部位的土壤呼吸速率。虽然2种植物单位叶片干重的净光合速率相似，但是红柳植株和以它为建群种的红柳群落比白刺植株和白刺群落具有更高的净光合速率和土壤呼吸速率，因而也具有更大的碳素地球化学循环强度。在红柳群落到白刺群落直至流沙的荒漠化演替过程中，群落及整个区域的碳素循环和养分周转发生了较大的变化，循环强度和时空变异程度呈下降趋势。     

杉木人工林针叶光合与蒸腾作用的时空特征

对3个林分(密度A1 667株·hm-2;B3 233株·hm-2;C9 767株·hm-2)的测定和分析表明,树冠不同部位的同龄叶的光补偿点、光饱和点及其最大光合速率不同;树冠同一层内,成熟针叶光合速率依当年生叶、1 a生叶、2 a生叶递减.强光下,中层叶的蒸腾速率明显小于上层叶.弱光下,中层和下层叶具有较高的蒸腾速率,几乎等于甚至超过上层叶.一般而言,杉木针叶光合作用的光饱和点为1 000～1 900 μmol·m-2s-1,光补偿点很低,大致在4.780 ～30.114 μmol·m-2s-1范围.同一枝条不同部位不同年龄针叶光合和蒸腾的能力差异明显.枝条后部针叶净光合速率和蒸腾速率明显小于处于枝中、前部的同龄叶,却明显具有较高的量子利用效率或对弱光(以散射光为主)的利用效率,分别为当年生叶0.006 60 μmolCO2·μmol-1PAR;1 a生叶0.017 94 μmolCO2·μmol-1PAR;2 a生叶0.012 97 μmol CO2·μmol-1PAR. 针叶最大光合速率可达13.335 μmolCO2·m-2s-1 .同一枝条不同部位的杉木针叶的蒸腾效率变化于0.003 5 ～0.007 gCO2·g-1H2O,越靠近枝条后部,蒸腾效率越低.一般而言,阳生叶的光合能力是阴生叶的2～4倍.生长季中当年生针叶光合和蒸腾速率的日变化均有2个峰值,中部和下部当年生叶的变化幅度小于上部针叶.辐射强度、空气湿度或者叶片周围空气的水汽压,是决定叶片气孔导度、光合与蒸腾速率的主要环境因子.呼吸作用白天明显高于夜间,多呈中午单峰型;日变化规律主要受温度、叶片周围空气的水汽压大小控制.蒸腾和呼吸呈紧密线性负相关.3个林分中,无论是2 a生叶,1 a生叶或当年生叶,光合强度均是密度小的最大,密度大的最小.密度越大,叶平均N素含量越低,光饱和点越低,而光补偿点越高,偏向于利用较弱的光,生长也较弱.     

山地植物群落生物多样性与生物生产力海拔梯度变化研究进展

文中从生物学谱中群落和生态系统尺度，根据国内外的野外观测文献，总结了山地植被在群落生物多样性和生物生产力2方面的海拔梯度变化特征，以及群落生物生产力与生物多样性的关系，并提出目前该领域研究的几个热点问题。     

“我国森林生态系统结构与功能规律及其监测网络研究”项目简介

“我国森林生态系统结构与功能规律及其监测网络研究”项目是由中国林业科学研究院林业研究所蒋有绪先生主持,国内十余个科研单位和林业院校合作承担的一项国家自然科学基金重大研究项目。该项目是以分布在我国各自然地理区的近20个森林生态站为依托而进行的联网研究,在各生态站研究基础之上加以补充和整理,并进行大尺度和高层次的综合分析。项目主要研究内容分为两部分:①我国森林生态系统结构与功能规律研究,包括森林生态系统地理分布及其特性与三维(经度、纬度、海拔高度)自然地理要素的规律分析;森林生态     

温室效应、全球变暖与林业

本文综述了当前受到国内外普遍重视的全球变暖和气候变化以及与林业有关的问题。简要介绍了目前对森林在全球碳平衡中的作用,气候变化可能对林业的影响,以及林业对策的研究现状和展望.     

森林植被对农业生态环境的调控机理评述

森林植被的不断减少使区域农业生态环境出现了持续恶化的趋势。森林植被通过对生态水文过程的调控、防止土壤侵蚀的发生及养分的流失来影响区域农业生态环境,并且在不同的农林景观格局的配置表现出不同的环境效应和尺度效应。我国在森林植被与生态环境研究方面取得了一些重要进展,但还存在着研究尺度偏小、综合研究较少及缺少结合林业工程技术要求的应用理论研究等不足。针对研究中存在的问题,提出了森林植被调控农业生态环境研究应解决的四个关键性科学问题及研究技术途径。     

高原夏菜花椰菜高产栽培及病虫害防治技术

介绍了高原地区花椰菜从育苗、定植到采收全过程的高产栽培技术。栽培前要注意土壤和品种的选择,可以选择早、中熟品种作为侧枝生产的主要品种,如白峰、申花一号、泰国A40、优秀、绿风等。