云南金沙江干热河谷土壤微生物群落结构特征及影响因素

金沙江干热河谷区是长江上游重要的生态屏障和典型生态脆弱区,对金沙江干热河谷土壤微生物群落结构变异特征及其驱动因素的了解仍不清楚。沿着金沙江选择5个地点的典型干热河谷植被,采用磷脂脂肪酸法研究了土壤微生物生物量和群落结构的空间变异,并探讨了气候、植被因子和土壤性质等对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:不同研究点土壤总微生物生物量介于4.30—13.20 nmol/g,以细菌为主,其中革兰氏阳性菌(G+)占26.22%—33.65%,革兰氏阴性菌(G-)占18.35%—23.67%;真菌占9.02%—15.13%。不同研究点土壤微生物生物量、真菌/细菌和G+/G-差异显著,并且非度量多维尺度分析形成不同聚类,表明土壤微生物群落结构在研究点间发生了变化。方差分解结果揭示了土壤微生物群落结构的变异主要受土壤因子的驱动,其次是植被和气候因素。草本生物量、土壤硝态氮、全碳、pH和含水量对土壤微生物群落结构具有显著影响。气候因素中年均降雨量对微生物生物量呈负影响效应。揭示了不同研究点通过土壤性质驱动了土壤微生物群落结构的变异,并发现了草本生物量在其中的重要作用,对干热河谷区植被恢复具有重要的意义。

人工灌-草群落建植初期草本对灌木幼苗的竞争及密度制约效应

在人工灌-草群落建植初期,灌木幼苗生长经常受到草本植物的抑制。为了明确草本植物及其种植密度对灌木幼苗生长特征的影响,为人工灌-草群落构建提供理论依据。本研究以柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、荆条(Vitex negundo Var.Heterophylla)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)为研究对象,设置4个草本种植密度,分别比较3种灌木幼苗生长特征在4个草本种植密度处理之间的差异。结果表明:3种灌木幼苗都受到了草本的抑制和草本种植密度的影响,株高与灌木单一种植相比降低幅度达71%~87%;生物量降低达96%以上。此外,3种灌木幼苗在灌-草群落中竞争能力较弱,且在高密度草本植物种植处理中,出现灌木幼苗死亡现象。在构建人工灌-草群落时,以柠条为灌木物种的灌-草群落,草本植物种植密度建议小于200株·m^(-2);荆条和紫穗槐草本植物种植密度建议小于500株·m^(-2)。

生物质中药渣在大型火电设备中的掺烧现状研究

生物质耦合发电可以消纳利用农林废弃残余物,减少火电企业的煤耗量,是一种重要的可再生能源发电技术。文章阐述了生物质中药渣掺烧的现状,介绍了中药渣的燃烧特性,探讨了中药渣干化处理方法及中药渣耦合掺烧处理方法,并分析了生物质中药渣在不同掺烧方法下给火电企业带来的经济效益,以期为相关人员提供参考。

六盘山4种典型林分林下草本细根生物量与土壤特性的关系

探究六盘山典型林分林下草本细根生物量分布及其与土壤特性的关系,为植物-土壤环境关系的理论研究和区域植被的可持续性管理提供科学依据。以六盘山国家级自然保护区4种典型林分(Ⅰ.辽东栎;Ⅱ.白桦;Ⅲ.华山松;Ⅳ.华北落叶松)为研究对象,采用根钻法测定林下浅层土(0~50 cm)中草本细根生物量、土壤含水量、土壤容重和土壤养分含量,并分析细根生物量与土壤特性的关系。结果表明,4种林分林下草本细根生物量主要集中在0~20 cm土层中,其中以林分Ⅲ林下草本植物细根生物量最多;土壤容重(0~20 cm)为林分Ⅰ最大,林分Ⅲ最低,表明土壤容重越小越利于细根生物量的积累;Pearson相关分析(未控制林分类型)和偏相关分析(控制林分类型)均表明,不同土层细根生物量主要与土壤容重、土壤含水量和土壤TP含量之间呈显著负相关(P<0.05),与土壤C∶N、N∶P之间呈现显著正相关(P<0.05)。六盘山林下草本细根生物量因林分类型而异,但主要分布在土壤表层(0~20 cm),限制林下草本细根生物量积累的因素为土壤容重、土壤含水量、土壤TP含量、土壤C∶N、N∶P。适宜的土壤容重(0.87~1.10)、土壤含水量(14.50%~19.58%)和合适的土壤C∶N(约12∶1)、N∶P(约8∶1)及较低的土壤TP含量有利于林下草本细根生物量的积累,其中林分Ⅲ的林-草管理模式能够显著提高林下草本细根生物量,并且利于改善林下土壤理化特性,促进森林水养循环。

煤矸石场植被自然恢复初期草本植物生物量研究

以山西潞安矿业集团司马煤业有限公司煤矸石场为对象,采用空间序列代替时间序列的方法对植被自然恢复初期3年的草本植物生物量进行了分析。结果表明,1)各群落生物量之间存在显著差异(P<0.05),草本植物群落总生物量和总地下生物量变化呈现出先增后减的趋势,总地上生物量呈递减趋势。群落地下与地上生物量之比呈明显的上升趋势;2)群落总盖度、平均高度与群落生物量之间无显著相关性。群落物种组成相似性越小,生物量差异越显著。多年生植物地下生物量与总生物量呈显著正相关(P<0.05),而一年生植物的地上、地下和总生物量彼此间相关性不显著;3)依据综合优势比的大小,确定一年恢复期的优势种为野艾蒿,二年恢复期的为北京隐子草、羊草,三年恢复期的为羊草,而自然草地的优势种为阿尔泰狗娃花、羊草。优势种羊草的总生物量逐年增加,地上生物量与地下生物量呈彼此消长的关系。羊草在提高群落生产力以及加快复垦区植被恢复进程中起着重要作用。蒿类植物无论优势种野艾蒿还是伴生种黄花蒿,较大的平均盖度和平均高度会抑制其生物量的积累。

红壤丘陵区不同地类活性有机碳分布特征及与草本生物量关系

以南方红壤丘陵区荒地、松林、草地坡地小区为研究对象,在研究了土地利用方式对土壤活性有机碳和草本生物量分布特征影响规律的基础上,深入探讨了不同土地利用方式下土壤活性有机碳与草本生物量的定量关系.结果表明不同土地利用方式对土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及草本生物量的分布特征均有重要影响,其中草地坡面小区的活性有机碳各组分和草本生物量均高于荒地和松林小区;定量关系研究表明,影响荒地、松林和草地草本生物量的活性有机碳组分分别为DOC,ROC,DOC和MBC,其中荒地坡面DOC主要通过土壤有机碳(SOC)对草本生物量产生影响.

九寨沟马脑壳金矿山优势草本植物生物量的垂直分布格局

于2008年通过对矿山开采区、排渣区(包括排土区)同生境原生草地植被调查的基础上,选择糙野青茅(Deyeuxila scabrescens (Griseb.) Munro)、羊茅(Festuca ovina L.)、四川嵩草(Kobresia setchwanensis Hand.-Mazz.)、白顶早熟禾(Poa acroleuca Steud.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)等5种优势乡土草本植物,研究其生物量垂直空间分布格局,为矿山生态恢复效果、多样性评价及物种筛选等提供基础数据。结果表明:在调查区内,D.scabrescens和F.ovina分布的范围广、盖度高(分别为18.86%和15.29%)、其生物量(分别为2003.74 kg.hm-2,1507.42 kg.hm-2)也高。5种草本生物量大小排序为D.scabrescens>F.ovina>K.setchwanensis>P.ac-roleuca>E.nutans,其地上生物量与地下生物量均呈极显著正相关(P<0.01)。总体上看,草本总生物量随海拔的升高呈现出先增大后减小的趋势,5种优势草本生物量与海拔显著相关(P<0.01),但各优势种生物量大小随海拔变化关系不尽一致;草本生物量随坡度变化较大,坡脊生物量较坡谷低;草本盖度随季节有一定的变化。因此,矿山生态恢复过程中恢复物种的搭配应考虑物种生长季节的变化,增加物种多样性以及系统稳定性;同时应注意有效利用矿山资源。

阔叶红松林下6种早夏草本不同生长期生物量分配及模型构建

早夏草本植物作为阔叶红松林林下的一类优势物种,对整个生长季林下草本物种多样性和生物量具有重要影响,对其不同生长阶段生物量分配特征及生物量模型的研究有助于了解该类植物生存策略和碳汇储量。以吉林省蛟河地区阔叶红松林林下的白花碎米荠(Cardamine leucantha)、北重楼(Paris verticillata)、鹿药(Smilacina japonica)、美汉草(Meehania fargesii)、山茄子(Anisodus acutangulus)和紫花变豆菜(Sanicula rubriflora)6种早夏草本植物为研究对象,从4月初到8月底对其物候期进行观察记录,定期取样,从而对6种植物不同生长时期各组分生物量分配特征,地上与地下生物量相对生长关系进行分析研究,并以株高级为自变量建立5种形式(一元线性模型、一元二次模型、指数模型、幂函数模型、对数模型)的单种和混种生物量模型,选取最优模型进行验证。结果表明,6种早夏草本植物花期一般开始于4月底结束于6月中旬,果期开始于5月底结束于8月中旬,不同植物的花、果期持续时间差异较大。生长期内,随着植物生长,株高、生物量和根冠比(R/S)变化明显,但变化趋势不一致。不同物种各组分生物量分配存在差异,用于繁殖的生物量分配比例较小,通常不超过5%。所有物种AGB和BGB间均具有明显的相对生长关系(P<0.0001),且均表现为异速生长(相关生长指数a≠1)。根据R^2和SEE选取最优生物量模型,其中幂函数模型形式最常用,其次是一元二次和指数模型。所有最优模型的R^2均较高且SEE较低,拟合效果较好,其中AGB和TB的最优模型要优于BGB,单种模型优于混种模型;通过验证,除混合模型BGB的RMA(30.679%)稍大于30%外,所有模型的RS、EE和RMA均小于30%,P值均大于80%,说明所建立的最优模型能够用来对该地区阔叶红松林林下早夏草本植物生物量进行估算。

废弃中药渣催化热解制取生物油的研究

利用热重分析仪(TGA)对植物类中药渣的热解特性进行了研究,用Coats-Redfern积分法计算了其热解动力学参数,得出中药渣热解反应符合一级反应动力学方程,其活化能较低,为36.0kJ/mol。考察了热解温度对气体、液体、固体产物的影响,在723K时,液体产物生物油产率最高,为39%。以介孔分子筛SBA-15以及分别负载Al、Sn、Ni、Cu和Mg的SBA-15作为催化剂,研究催化热解对气体、液体、固体产率及生物油组分的影响。研究表明,Al-SBA-15的催化效果较好,液体产率最高,为36%;采用元素分析仪和热值测定仪,得到用Al-SBA-15作为催化剂时生物油的氧质量分数最低,低位热值最高。用GC/MS对生物油组分的分析结果表明,添加Al-SBA-15后,热解产物中脂肪族和芳香族化合物增加,而含氧化合物减少。

森林生态系统内灌草植被生物量估测方法的研究

以相同立地条件下北京林业大学妙峰山实验林场的油松林、栓皮栎林和针阔混交林林下灌草为对象,分别采用模型法和样方全收获法对灌木层和草本层生物量进行研究,其中灌木层调查灌木种高度、基径、冠幅范围和干湿比,通过回归分析构建物种以地径平方与株高乘积(D2 H、DH)、植冠面积(A)和植冠体积(V)为自变量的各器官及全株生物量模型,选出R2较大、SEE较小的模型作为最优模型,并用最优模型对不同类型林下灌木层各物种生物量进行了研究;草本层通过样方全收获法将选取的样方草本全部收获烘干称重计算干湿比,从而推算林分草本生物量。结果表明,灌木层单一物种各器官生物量采用的最优模型由多到少依次为三次方程、幂函数方程、二次方程和一次方程;各器官最优模型采用自变量多为V、D2 H、DH和A。不同森林的灌草生物量组成存在较大差异,其中灌木层生物量为:油松林>栓皮栎林>针阔混交林;草本层生物量为:针阔混交林>栓皮栎林>油松林;林下灌草层总生物量为:针阔混交林>栓皮栎林>油松林;灌木层单一物种器官茎和根的生物量大于枝和叶的生物量,不同林型草本层的地上生物量大于地下生物量,灌木层生物量大于草本层。

遮荫对撂荒地草本群落生物量分配和养分积累的影响

城市化进程导致农村出现大量的撂荒地,了解撂荒地不同利用方式下的植物群落动态可为撂荒地利用与管理提供重要的基础数据。撂荒地栽植与没有栽植林木是否影响林下草本群落的生物量分配与养分积累仍有待于研究。采用50%—95%遮荫网处理,模拟林下光环境对撂荒地草本群落生物量分配和养分积累特征的影响。结果表明:随着遮荫强度增加,群落总生物量著降低。遮荫处理显著降低了地上生物量及其分配比例,而对根部生物量的影响不显著,却显著提高了根部生物量的分配比例。光照强度与总生物量和地上生物量呈极显著正相关。遮荫处理显著降低了群落地上部分C含量,显著提高了P、K含量,对N含量影响不显著;遮荫处理也显著提高了根部C、N、P含量,但对K含量的影响不显著。随遮荫强度增加,地上部分C、N、P、K的分配比例显著降低,根部C、N、P、K的分配比例显著提高。相关分析表明,光照强度仅与地上部分N含量、根部C、N、P含量极显著相关。遮荫处理显著降低了地上部分C∶N、C∶P和地下部分的C∶N,但对地下部分N∶P、C∶P影响不显著。可见,遮荫将影响撂荒地草本植物群落地上部分生物量和养分积累,而根部对光照强度改变的响应不敏感。

模拟N沉降对太岳山油松人工林和天然林草本群落的影响

由于人类活动氮沉降呈逐年增加的趋势,进而增加了陆地生态系统氮的输入,从而影响陆地生态系统多样性、物种组成和功能。为揭示氮沉降增加对油松林草本群落的影响,于2009年7月在太岳山油松人工林和天然林,设计4个施氮水平:对照(CK,0 kg N hm-2a-1),低氮(LN,50 kg N hm-2a-1),中氮(MN,100 kg N hm-2a-1)和高氮(HN,150 kg N hm-2a-1),研究草本群落的生物多样性、生物量以及草本元素含量对模拟N沉降的响应。研究结果表明:模拟N沉降未能显著影响人工林草本群落的生物多样性(P>0.05),而中氮、高氮显著降低了天然林草本群落的生物多样性(P<0.05);从Jaccard指数和Sorensen指数分析得出人工林不同氮水平之间草本群落差异性较小,而天然林不同氮水平之间草本群落差异性较大。模拟N沉降没有显著改变人工林草本群落生物量(P>0.05),而高氮明显促进天然林草本群落生物量的增加(P<0.05)。与对照相比,模拟N沉降提高了人工林和天然林羊胡子苔草叶根中的全N含量(P<0.05),而降低了全Mg的含量(P<0.05),并且根部元素含量变化与土壤养分含量变化较为一致。施氮提高了N/K、N/Ca、N/Mg(P<0.05)的比值。说明油松林下草本群落对氮沉降的响应因林分土壤N饱和程度以及林地利用历史的不同而产生差异,其中天然林响应最为敏感。

汾河河漫滩三种草本植物群落的生物量研究

草本群落是汾河河漫滩的主要植被类型。在对汾河河漫滩植被全面调查的基础上选择了 3种广泛分布的典型群落 :北水苦荬群落、水莎草 +狼把草群落和苔草群落 ,用收获法对它们的生物量进行了研究。研究结果表明 ,这 3种群落的总生物量分别为 785.9g/ m2 、4 94 .6g/ m2 和 34 5.5g/ m2 ,与其它草地群落相比 ,大于荒漠草地和典型草原 ,小于草甸草原。各群落的建群种或共建种的生物量占群落总生物量和各群落地上部分和地下部分生物量的比例均大于 70 %。北水苦荬群落和水莎草 +狼把草群落的地上部分生物量 >地下部分生物量 ,苔草群落的地上部分生物量 <地下部分生物量。另外 ,通过对群落特征、干鲜重比率以及群落生物量的综合分析得出 ,水因子是影响湿地植被群落结构、组成和生物量的主导因子 ,这

杉木人工林间伐后林下植被生物量的研究

对杉木人工林间伐后林下植被生物量的变化进行测算分析,结果表明,间伐以后,由于林下空间环境因子的变化,植被生物量大量增加,为对照区的3.25倍其中灌木生物量增加273.5％,由对照区占林下植被总生物量的79.78％,提高到91.75％.且灌木种类增多,并尤以层外植物较多.其生物量占灌木生物量的50.25％;草本生物量增加32.49％;林下死地被物生物量达9100kg／hm2,比对照区增加92.80％。

不同中药水提物对蝉拟青霉液体深层发酵和产物活性的影响

通过分别向培养基中添加不同的中药水提物进行蝉拟青霉液体发酵培养,探究其对蝉拟青霉发酵过程中生物量、胞外和胞内多糖的产量及其产物活性的影响。结果表明,黄芪、薏苡仁、枸杞的水提物分别对蝉拟青霉生物量、胞外和胞内多糖的合成促进效果最为显著(p<0.05),分别较对照实验提高了135.82%、48.90%、137.18%;而金银花和山楂水提物不利于蝉拟青霉的发酵培养;对于产物活性,结果显示枸杞水提物能同时显著(p<0.05)提高蝉拟青霉胞外和胞内多糖对DPPH自由基的清除能力,分别为对照实验的1.17倍和1.38倍。综合比较上述结果,枸杞水提物是蝉拟青霉液体发酵的最适中药成分,其最佳添加量为10g/L。

摩天岭北坡东南部不同海拔梯度草本植物群落特征

海拔因子是影响植被生长的主导因子,对生态系统格局与过程有着深远的影响。本研究运用相关分析、逐步回归分析和Pearson相关系数检验对摩天岭北坡南段海拔600-1 500m草本植物多样性以及群落初级生产力进行分析。结果表明,1)物种多度与海拔梯度呈显著正相关关系(R2=0.278 4)(P<0.05),植物盖度与海拔梯度呈显著负相关关系(R2=0.43),草本层高度、密度与海拔梯度相关性不显著(P>0.05);2)植被地上生物量随海拔梯度的上升表现出先增后减的变化趋势,地下生物量随海拔变化差异较大,表现出先增后减再增的趋势;3)从功能群的角度分析,草本层植物功能群地上生物量和地下生物量随海拔梯度的变化趋势基本一致。摩天岭北坡东南部草本植物群落特征随海拔梯度变化显著,各功能群的地上、地下生物量差异显著。生物量与草本层植被盖度呈极显著正相关(P<0.01),生物量与植物高度和密度的相关性不显著,以及植物盖度、高度和密度之间相关程度不高。

低碳经济视角下中药行业药渣催化裂解资源化研究

发展低碳经济是实现企业节能减排,解决能源安全等问题的工作重点,其关键是研发和采用低碳、零碳能源技术。采用沸石分子筛、介孔分子筛、Al2O3作为催化剂,研究了中药渣催化裂解资源化技术;通过实验得出,燃油产率最高为34.26%,所得燃油热值为24.91MJ/kg。在此基础上,以天津某年产3000t废弃中药渣的制药企业为例,估算出该企业采用中药渣催化裂解资源化技术后,可节约煤炭使用1040.28t,减排二氧化碳4161.12t,减排废弃中药渣2277.9t。表明采用催化裂解资源化技术可以实现中药渣的生态化利用,将成为中国中药行业发展低碳经济的重要途径。

羊草十杂类草草原地上生物量增长动态的研究

通过对黑龙江肇州羊草十杂类草草原地上生物量增长率，Ｌｏｇｉｓｔｉｃ增长信息参数及生产结构的定量分析结果表明，地上部生物量最大绝对增长率（ＡＧＲ）出现在６月２０日～７月５日，平均为３．３５３３ｇ／ｍ２·ｄ干物质；最大相对增长率（ＲＧＲ）出现在５月２０日～６月５日，平均为０．０６６２ｇ／ｇ·ｄ干物质；在生长季节后期，绝对和相对增长率均出现负值，这表明地上部生物量的增长效率以生长初期为最高。群落地上部生物量达到最大值时所需的理论生长天数为１１４天．地上部生产结构由下至上呈幂函数变化，其模型为：Ｂｎ＝ａＸｂ，其中９３％的产量集中在４０ｃｍ以下．

3种荒漠植物群落物种组成与丰富度的季节变化及地上生物量特征

对古尔班通古特沙漠36个蛇麻黄群落、28个白茎绢蒿群落及13个准噶尔沙蒿群落物种组成与丰富度的季节变化及现存生物量的研究表明,初夏时蛇麻黄和白茎绢蒿群落的科数和物种数均高于准噶尔沙蒿群落,而秋季时3个群落科、种数均明显较少。初夏时期,各群落均有5种植物生活型,其中短命植物种类最多;而秋季短命和类短命植物消失,仅剩3种生活型,以一年生草本的种类最多。3种群落的物种丰富度也表现为夏季高于秋季;夏季时,准噶尔沙蒿群落物种丰富度显著低于蛇麻黄和白茎绢蒿群落,而秋季时三者差异均不显著;各群落不同季节的物种丰富度间均显著正相关,体现了群落结构的稳定性。夏季草本层生物量(0.67～6.99g/m2)稍大于秋季(0.89～4.20g/m2)。秋季3类群落总地上生物量分别为73.19,85.38和54.21g/m2,其中建群种分别占86.03%,84.07%和89.65%,而草本生物量均小于5%。夏季和秋季草本植物丰富度与生物量间均表现为显著的"单峰型关系",表明中等生物量时丰富度最高。尽管研究群落内草本层生物量较低,但时间上交错出现的短营养期和长营养期草本植物对维持荒漠生态系统物种多样性及地表稳定均具有重要意义。总体上,与中国同纬度的其他荒漠相比,本研究区3类群落物种组成和丰富度具有明显的季节变化特征,但表现出较低的生物量。

阔叶红松林下早春植物生物量分配

为探索早春植物对于早春环境是否具有相似的生活史类型,对蛟河实验管理局阔叶红松林样地1年内8种常见早春植物进行了4次调查,采用全收获法获取早春植物生物量并每隔2 d观察1次物候,对样地内早春植物各器官生物量分配的季节动态及其种间差异进行了初步分析,构建了株高与生物量的线性回归模型。结果表明:8种早春植物的开花、结果历程总体相差较大,但花果期普遍较短(34~48 d)。8种早春植物在生长过程中各器官生物量差异均达到极显著水平(P<0.01),8种早春植物总生物量(0.1~4.0 g)和株高(7~23 cm)普遍较小,各早春植物在自身总生物量和株高变化上总体呈现出相同的变化趋势。8种早春植物在相同日期根冠比和生殖分配比差异均达到极显著水平(P<0.01),同一早春植物在不同日期根冠比和生殖分配比差异也均达到极显著水平(P<0.01),生殖分配总体维持在较低水平(<13%)。8种早春植物在生长过程中总生物量向地下生物量的分配比例明显提高。以株高为自变量,构建8种早春植物总生物量5种线性回归模型,模型验证结果显示菟葵的拟合效果最好,其他7种早春植物平均相对误差绝对值(RMA)较大,但总体与建模标准相符。由此推测,早春植物在生物量分配方面具有相似的生活史策略。