土壤微生物群落结构对凋落物组成变化的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度,继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验,应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国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结构的变化,结果显示:(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipidfatty acids,PLFA)总量低于单一针叶处理,细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理,真菌则相反,群落真菌/细菌低于单一针叶处理,土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌;(2)主成分分析表明:针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著,两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异,第一主成分主要包括18∶2ω6,9、18∶1ω9c、17∶0和10Me18∶0等磷脂脂肪酸;(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控,土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关,真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关,群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N,提供了对分解者更为有利的微环境。     

龙门山断裂带主要森林类型凋落物累积量及其持水特性

采用野外实地调查与室内控制浸提相结合的方法,对龙门山断裂带常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林4种森林类型的凋落物储量、持水量、吸水速率进行了研究。结果发现,不同森林类型凋落物总储量大小顺序为:常绿针叶林(8.26t/hm2)落叶阔叶林(6.80t/hm2)针阔混交林(5.52t/hm2)常绿阔叶林(4.61t/hm2),且未分解层累积量所占比例均小于半分解层。不同森林类型不同分解程度凋落物的持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,其吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。研究区4种森林类型半分解层凋落物的持水能力均强于分解层,而落叶阔叶林和针阔混交林持水能力较强,其次是常绿针叶林,常绿阔叶林最低。研究表明,在该区森林植被恢复和重建过程中,应充分考虑半分解层凋落物对水土保持的作用,且宜优选落叶阔叶林和针阔混交林模式进行森林植被恢复。     

晋西黄土丘陵区不同人工林枯落物持水特性研究

为了定量评价森林枯落物的水文功能,通过野外观测和浸水法实验,调查了晋西黄土丘陵区不同人工林枯落物的蓄积量,分析了枯落物的持水能力与过程,并对枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间的相互关系进行了研究。结果表明,枯落物蓄积量为6.81~56.64t/hm²,由大到小表现为:落叶松×白桦>落叶松>侧柏>油松×刺槐>油松>白桦>柠条>刺槐不同森林类型的枯落物最大持水量为10.08~100.78t/hm²,最大持水率变化范围为146.54%~203.74%,最大拦蓄量为9.41~88.65t/hm²,有效拦蓄量为7.90~73.53t/hm²枯落物浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而枯落物吸水速率与浸泡时间呈反函数关系,在浸泡最初的0.5h持水量迅速增加,随后增幅减小,在12h以后枯落物吸水基本达到了最大值,持水量趋于动态平衡。表明落叶松×白桦混交林林下枯落物是8种林地中持水性最优的,刺槐纯林枯落物持水特性最差。     

树木枯落叶在河流水体中的分解及氮、磷释放动态

以郑州市东风渠为试验点,选择法国梧桐枯落叶为对象,利用分解袋法,在为期39d的分解试验中,研究了落叶分解及氮、磷的动态变化。结果表明:分解过程中,样品质量变化呈现持续减少的趋势,试验期间质量损失约11.6%,理论完全分解时间约8.21a。在生物和非生物因素共同作用下,落叶中的氮、磷含量变化波动较大。试验初期(0-9d),氮含量快速降低;然后又表现为逐渐升高,在分解后期(29-39d)又呈现下降趋势。落叶中磷含量在分解初期呈下降趋势,随后又逐渐升高,到分解中期,磷含量又表现为先下降后升高的趋势,至分解末期,再次出现下降。落叶中氮素的累积指数NAI和磷素累积指数PAI整体上表现出以释放为主。随分解时间,大体上呈现释放-积累-再释放的规律。     

晋西黄土丘陵沟壑区刺槐人工林枯落物水文特性

通过对山西省方山县土桥沟流域不同密度、不同林龄刺槐人工林枯落物蓄积量及其持水性能的研究,得出了不同林分枯落物的蓄积量、持水量、吸水速率等特性参数.结果表明,各林分枯落物总蓄积量在1.89～9.30 t/hm2之间,其中9a刺槐林蓄积量＞15 a刺槐林＞20 a刺槐林.枯落物最大持水量及最大持水率均为20a＞15a＞9 a,密度为3333株/hm2时持水量最大,密度为1111株/hm2时持水量最小.枯落物未分解层和半分解层在前0.25 h吸水速率最大,在前2 h内降低幅度最大,以后逐渐减弱,浸水24 h时吸水速率趋近于零.从人工林水文生态功能的角度分析,晋西半干旱黄土丘陵沟壑区刺槐人工林的适宜密度为1667株/hm2.     

岷江源头区乔灌交错带地被物和土壤持水能力

通过野外调查和室内试验,定量评价了岷江源头区交错带云杉针叶林、云杉针叶林—山生柳灌丛交错区(乔灌)和窄叶鲜卑花灌丛3个林型的地被物(枯落物和苔藓)和土壤持水特征。结果表明:3个林型地被物储量差异显著,其大小顺序为乔灌(72.67t/hm~2)针叶林(43.87t/hm~2)灌丛(11.00t/hm~2);针叶林和乔灌的苔藓层的储量分别为27.00,44.71t/hm~2,占地被物总储量的61.5%以上。地被物层最大持水总量表现为乔灌(21.23mm)针叶林(11.33mm)灌丛(2.45mm);针叶林和乔灌枯落物层的最大持水量分别为7.45,12.12mm,均大于苔藓层的最大持水量;针叶林和乔灌枯落物层和苔藓层最大持水量分别是其储量的4.3~4.4,1.4~2.0倍。土壤容重随土层深度增加而增大,持水能力则随土层深度增加而降低;0—20cm最大持水量大小顺序为乔灌(153.70mm)灌丛(132.28mm)针叶林(128.25mm)。综合地被物持水和土壤持水,交错带生态系统的持水能力在不同林型间差异显著,其最大持水量表现为乔灌(174.93mm)针叶林(139.58mm)灌丛(134.73mm),其中,土壤层是生态系统持水能力的主导层,占综合持水量的87.9%以上。研究结果有利于全面认识岷江源头区生态水文效应。     

砒砂岩区主要造林树种枯落物及林下土壤持水特性

为了探究砒砂岩区不同造林树种水文特征,以该地区油松、侧柏、青杨、山杏、沙棘、柠条为研究对象,通过浸泡法和环刀法,对比分析了不同树种枯落物层和土壤层的持水特性。结果表明:砒砂岩区主要造林树种枯落物蓄积量变动范围为1.55~7.89t/hm~2,青杨林下枯落物最大持水率最高为281.26%,其他树种枯落物最大持水率依次为油松(217.14%)、侧柏(201.05%)、山杏(202.79%)、沙棘(170.96%)、柠条(158.08%)撂荒地(143.88%)。油松林下土壤层容重最小为1.46g/cm3,总孔隙度和毛管孔隙度最大分别为43.55%和36.99%,毛管持水量最大为14.50mm;山杏林下土壤非毛管孔隙度最大为13.12%,非毛管持水量最大为6.86mm。油松枯落物及其林下土壤层持水能力良好,更适宜作为砒砂岩地区植被建设树种。     

共附生海洋微生物抗菌活性物质的研究

随着抗生素的广泛使用,微生物的抗药性逐渐增强.与此同时,环境污染的加剧,社会和人文的变迁,使人类的免疫力不断下降,新的致病菌和条件致病菌不断出现,这些已经成为严重的社会问题.解决问题的最有效办法就是加大力度,筛选开发新的抗生素.海洋拥有独特的生境条件,已成为新抗生素的重要来源.海洋微生物中共附生微生物具有独特的特点,已逐渐成为研究的焦点.     

内导叶滚筒式收鱼机设计与实验

针对深海域网箱养殖人工收鱼效率低、且劳动强度大,吸鱼泵等传统收鱼装置鱼损率高、需要装备大功率发电系统、不适合中小型收鱼船作业等问题设计了内导叶滚筒式收鱼机。对该装置的主体结构进行仿真,确定了主体结构发生最大等效应力和应力集中的位置,根据仿真结果进一步优化结构,并试制了实验装置。通过实验得出最优控制方案,即在倾角10°、转速15.3r/min情况下,有效输送量与功耗比最优,且滚筒在不同倾角下最优转速为15r/min,实验鱼损率为0.1%,满足用户要求。该装置能在保证一定收鱼效率的同时降低鱼损率,适合中小型渔船收鱼作业。     

单级生物接触氧化法去除海水养殖废水中的无机氮

利用在填料上人工接种微生物组成的浸没式生物接触氧化单级处理系统对养殖废水进行净化,效果良好。在试验水体体积与处理系统体积之比约为100∶1的情况下,对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮起始质量浓度分别为4.0 mg/L、1.76 mg/L、800 mg/L,COD质量浓度为16.33 mg/L的养殖废水进行处理,发现处理系统中进行着强烈的硝化和反硝化作用:处理30 h,氨氮质量浓度下降并一直保持在0.1 mg/L;亚硝酸盐氮浓度48 h内,前6 h从1.76 mg/L短暂上升到2.24 mg/L,然后持续下降,最低到0.22 mg/L;对硝酸盐氮的反硝化作用能力也很强,经48 h处理,硝酸盐氮质量浓度从800 mg/L下降到180 mg/L。根据对处理过程中的水质测定,浸没式生物接触氧化单级处理试验系统具有较强的生物脱氮能力。