杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾量的贡献

2012年9月至2013年8月,利用包裹式树干液流仪、插针式树干液流仪和小气象站对南京市东善桥林场的杉木幼树树干液流速率、杉木树干液流速率及环境因子进行了连续观测,研究了杉木幼树树干液流影响因子及其对杉木林蒸腾的贡献。结果表明:(1)杉木幼树液流速率的日变化具有季节差异性,均表现为单峰曲线并且日间液流速率大于夜间;(2)春、夏、秋、冬季液流速率峰值分别为:79.97,105.22,70.30,33.19g/h;(3)太阳辐射是影响杉木幼树树干液流速率的主导因子,其次是饱和水汽压差,日液流量与太阳辐射、空气温度、饱和水汽压差、各层次土壤温度呈极显著的正相关关系;(4)分别建立了液流速率、日液流量与环境因子的模型,可以较好地解释液流速率与日液流量的变化;(5)杉木幼树全年液流量对杉木林蒸腾量的贡献率为6.12%,夏季的贡献率最大。

喷播基质中土壤菌施用对紫穗槐幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为了揭示喷播基质中土壤菌对植物的影响机制、筛选出优势土壤菌配置模式,以适应性极强的紫穗槐(Amorpha fruticosa)为试验材料,将筛选鉴定的3种土壤菌——细菌苏云金杆菌(nl11,专利号nl-11)、真菌卵形孢球托霉(nl15,专利号nl-15)和放线菌嗜热一氧化碳链霉菌(nl1,专利号nl-1),配制成无菌(CK)、单菌(nl11、nl15、nl1)、两种菌混合(nl11+nl15、nl11+nl1、nl15+nl1)和3种菌混合(nl11+nl15+nl1),共8种配置方式等比例混入基质中进行温室盆栽试验,分别观测其对紫穗槐幼苗的光合色素含量、光合特性以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与无菌苗相比,其他7种处理的紫穗槐幼苗w(Chlb)显著高于对照,除nl15+nl1和nl15+nl1+nl11外,其他处理的幼苗w(Chla)和w(Chl)均显著高于对照;除nl15+nl1处理外,其他处理的幼苗w(Car)显著高于对照.相比对照,nl11+nl15处理的幼苗净光合速率(P_n)显著提高123.5%,nl11处理的幼苗净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量(F_v/F_m)显著提高148.72%、156.21%和5.74%,nl15处理的幼苗PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著提高,nl11+nl15+nl1处理的幼苗净光合速率、光化学淬灭系数(q P)与电子传递速率(ETR)显著提高173.59%、12.58%和5.13%,nl1处理的紫穗槐幼苗初始荧光(Fo)与最大荧光(F_m)显著低于无菌幼苗10.05%和19.86%.通过土壤菌施用,显著促进了紫穗槐幼苗的光合色素的合成,提高气孔导度、水分利用效率、蒸腾速率和净光合速率,降低气孔限制值,增强了植株对有效光的利用,并且防止过剩光能对光合机构的进一步伤害,提高抗逆性和适应性,并以nl11、nl11+nl15和nl11+nl15+nl1这3种配置模式效果最为显著.

百山祖两种阔叶木本植物的光合蒸腾作用特性研究

利用Li-6400便携式光合测定仪分别对凤阳山—百山祖国家级自然保护区阔叶混交林中2种常见木本植物尖萼紫茎(Stewartia acutisepala)和小叶白辛树(Pterostyrax corymbosus)的光合蒸腾特性进行了研究,并应用相关性分析与逐步回归分析法就上述植物各生理生态因子对净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的影响进行了分析。结果表明:(1)尖萼紫茎的Pn主要影响因子是水分利用率(WUE)、太阳辐射(PYR),而小叶白辛树的主要影响因子则是胞间CO2摩尔分数(Ci),PYR,且在Pn日变化过程中,尖萼紫茎的值始终大于小叶白辛树,可以判断尖萼紫茎的光合作用比小叶白辛树要强;(2)影响尖萼紫茎Tr的主要因子是气孔导度(Gs)及光合有效辐射(PAR),影响小叶白辛树的主要因子则是Gs、空气相对湿度(RH),而据Tr日变化可发现尖萼紫茎的蒸腾作用强于小叶白辛树;(3)对2种植物WUE的分析可知,尖萼紫茎的碳水平衡性优于小叶白辛树。且总体而言,在该生境中,制约尖萼紫茎光合蒸腾作用的因子比小叶白辛树少。因此,尖萼紫茎对该生境适应性优于小叶白辛树,分布更为广泛。

凤阳山阔叶混交林主要树种光合蒸腾特性研究--基于灰色关联法

利用Li-6400便携式光合测定仪分别对雷公鹅耳枥(Viminea wall)、云锦杜鹃(Rhododendron fortunei)、木荷(Schima superba)、褐叶青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、温州冬青(Ilex wenchowensis)、水丝梨(Sycopsis)等树种的光合蒸腾特性进行了研究,并利用灰色关联法分析了上述植物各生理生态因子对净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的影响。结果表明:在Pn日变化中,仅温州冬青呈现双峰值,雷公鹅耳枥、云锦杜鹃和温州冬青利用弱光的能力较强,尤以云锦杜鹃最强;Tr日变化主要受气孔导度(Gs)和叶片水压亏缺(Dvp)两个因子影响,云锦杜鹃与木荷Tr日均值较小且Pn日均值较大,能更为有效地积累碳同化量;影响植物Pn的主要因子有Gs、水分利用效率(EWU)和光合有效辐射(RPA),而影响植物Tr的主要因子包括Gs与RPA;云锦杜鹃对生境的适应性与抗逆性相对较强,而水丝梨适应该地区环境的能力相对较弱。

微生物碳酸酐酶在岩溶系统碳循环中的作用与应用研究进展

岩溶动力系统是一个三相不平衡开放系统,该系统在由生物圈主导的四圈层间进行物质循环与能量流动,以CO2-H2O-Ca CO3循环为主进而对全球碳循环起到推动作用。碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)是一种以Zn为活动中心的金属酶,在微生物中广泛存在,通过催化CO2的水合反应对岩溶动力系统中的碳循环起到驱动作用。综述了微生物碳酸酐酶结构与功能的研究历程,系统阐述了该酶对岩溶动力系统碳循环的重要驱动作用,并结合化工业上对该酶开发应用的相关成果,为破坏山体恢复技术的应用与发展提供新思路。

森林植被变化对潜山流域径流量的影响

采用流域自身对比法,利用潜山流域水文站实测的44 a降雨量—径流量数据,定量分析了该流域降雨量—径流量变化关系.选择1987年、1999年和2007年3个典型年份,结合植被覆盖度分级图,定量分析研究了大别山地区潜山流域森林植被变化对该区域森林水源涵养关系的影响.研究发现,2007年低植被覆盖区比1987年减少56%,中植被覆盖区比1987年增加12%,高植被覆盖区比1987年增加24%,2007年平均降雨量较1987年减少52%,而平均径流量较1987年减少69%,表明森林覆盖率提高能减少径流,显著降低径流系数,增强流域抗洪能力,使得森林水源涵养能力得到提升.

应用于矿山修复的高效菌株鉴定与溶岩机制：基于增强回归树分析

岩石矿区废弃地水土流失问题极度严峻,微生物对修复该问题造成的退化生境具有重要意义,为探究微生物对岩石矿区生境修复的有效性与作用机制,采用两次定向筛选,获得1株高效产铁载体及吲哚乙酸(IAA)的硅酸盐矿物分解细菌,利用16S rRNA基因序列分析鉴定该细菌为Pseudomonas protegens.通过该细菌对硅酸盐岩的岩石分解实验,测定培养液pH值,K、Al、Si这3种元素的释放量,检测岩石溶蚀的粒径变化,并分析培养液中不同有机酸,氨基酸及多糖的浓度变化,研究Pseudomonas protegens NLX-4对硅酸盐的溶蚀效果,同时引入增强回归树(boosted regression tree analysis,BRT)分析,探究其促溶机制.分析表明,该细菌通过代谢积累一定浓度的酒石酸(>777 mg·L^(-1))以及多糖(>8.21 g·L^(-1)),对硅酸盐岩产生释钾、释铝、脱硅的作用,从而有效促进岩石的分解.菌株Pseudomonas protegens NLX-4可作为修复废弃矿地被破坏生境的良好菌种资源.

卵形孢球托霉Gongronella butleri NL-15对石灰岩的侵蚀机制

客土喷播技术的关键是高效岩石侵蚀微生物菌株的利用，岩石侵蚀机制研究可为筛选此类微生物菌株提供理论依据. 选择从岩石表面分离纯化出的一株优势、高效石灰岩侵蚀菌Gongronella butleri NL-15，采用岩石粉发酵培养，研究菌株发酵不同时期发酵液的pH、主要离子浓度、有机酸含量及岩石颗粒的表面形貌特征. 结果显示：菌株发酵液的pH值与钙（Ca）、镁（Mg）离子含量存在显著的负相关性，对照的pH值为6.87，而15 d发酵液的pH值降低到5.12；对照的Ca、Mg离子含量分别为38.96、10.85 mg/L，而15 d发酵液的Ca、Mg离子分别升高到367.56、76.16 mg/L. 总有机酸和乳酸的含量随着发酵时间增加而增多，2、5、9、15 d的发酵液中总有机酸含量分别为3.43、5.40、6.63、7.26 mg/mL，乳酸含量分别是1.79、2.85、5.16、5.04 mg/mL. 菌丝体包裹岩石颗粒，插入其空穴，崩解岩石颗粒. 上述结果表明，菌株产生有机酸特别是乳酸导致岩石疏松化以及菌丝体生长穿插入疏松化的岩石内部，是其侵蚀石灰岩释放出Ca、Mg等离子的主要因素. （图3 表2 参19）