雪被减少对亚高山森林凋落叶酸不溶性组分动态特征的影响

【目的】凋落叶酸不溶性组分(acid-insoluble residue, AIR)是森林土壤有机质形成的重要前体,其降解过程可能受到全球气候变暖导致的雪被减少的影响,但具体机制仍不清晰。【方法】以川西亚高山森林落叶树种红桦(Betula albosinensis)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,通过野外雪被控制(50%和100%雪被减少)和凋落物分解实验,探究雪被减少对凋落叶分解各关键时期AIR降解的影响。【结果】在2 a的分解过程中,红桦和四川红杉凋落叶AIR含量总体呈增加趋势,且分别增加了50.37%和39.63%。相较于自然雪被,雪被减少处理下凋落叶AIR的残留量更高,说明雪被减少促进了凋落叶分解过程中AIR的积累,但这种促进作用在分解1a后逐渐减弱。同时,与四川红杉凋落叶在整个分解过程中始终呈现AIR累积不同,初始N、P含量较高的红桦凋落叶在分解初期即表现出AIR净损失,表明AIR的降解存在物种差异。此外,相关性和回归分析结果表明,凋落叶AIR降解分别与pH、N和木质素含量呈正相关关系,与均温、P和纤维素含量以及微生物生物量碳呈负相关关系。【结论】雪被减少促进了亚高山森林凋落叶分解过程中AIR的累积,且受到环境因子、叶片养分和结构性碳含量以及微生物生物量的共同调控,研究结果为深入理解亚高山森林生态系统的物质循环过程提供了科学依据。

不同厚度雪被对高山森林6种凋落物分解过程中酸溶性和酸不溶性组分的影响

高山森林冬季不同厚度雪被格局可能通过影响凋落物的分解过程中酸溶性和酸不溶性组分特征,改变凋落物分解过程,但缺乏必要关注。采用凋落物分解袋法,研究了高山森林林窗中央至林下形成的天然雪被厚度梯度(厚型雪被、中型雪被、薄型雪被和无雪被)覆盖下,6种典型物种岷江冷杉(Abies faxoniana)、红桦(Betula albo-sinensis)、四川红杉(Larix mastersiana)、方枝柏(Sabina saltuaria)、康定柳(Salix paraplesia)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落物在不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期和雪被融化期)的酸溶性组分和酸不溶性组分变化特征。经历一个冬季的分解后,6种凋落物酸溶性组分绝对含量呈降低趋势,除红桦外5种凋落物酸不溶性组分绝对含量呈增加趋势。不同厚度雪被显著影响雪被覆盖期和融化期凋落物酸不溶性和酸溶性组分绝对变化量;其中方枝柏、红桦和康定柳凋落物酸不溶性组分增加量在厚型雪被下显著高于其它雪被覆盖;而相对于阔叶凋落物酸溶性组分变化量在薄型雪被和无雪被梯度达到最大值,针叶凋落物酸溶性组分在厚型雪被下具有最大的变化量。一个冬季分解结束后,表征6种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(Lignocellulose index)总体升高,雪被对LCI指数的影响主要表现在雪被覆盖期和融化期,且方枝柏、岷江冷杉和康定柳凋落物LCI在冬季分解后均在厚型雪被达到最高值。同时统计分析结果表明,物种极显著影响冬季不同阶段凋落物酸溶性和酸不溶性组分的变化。这些结果意味着气候变暖情景下,高山森林冬季雪被和冻融格局的改变将显著影响凋落物分解过程中酸溶性、酸不溶性组分以及LCI指数代表的抵抗性组分结构的变化,且影响趋势受到凋落物质量的调控。

煤沥青中不溶组分对中间相炭微球形成的影响

以煤沥青为原料,采用热聚合方法制备中间相炭微球,研究热聚合温度370-385℃、聚合时间2h反应条件下煤沥青中喹啉不溶物、外添加氧化石墨烯对中间相炭微球形成的影响,结果表明:沥青中不溶物组分对中间相炭微球形成具有一定促进作用,在380℃热聚合条件下,能够制备出粒度分布较均匀、粒径为0.5μm-2.0μm的炭微球,而无喹啉不溶物的精制沥青,没有得到球形结构的碳材料。

橡碗栲胶醇不溶物质组分的分析及其利用研究

橡碗栲胶醇溶性物质,用作金属防护涂料的螫合剂目前其用量仅占栲胶中单宁含量的63.48％,占栲胶中可溶性物质的49.39％,而剩下醇不溶性物质全部当作废渣处理。本项研究表明,将其醇不溶物转化后,可回收醇溶物占醇不溶物的59.11％。栲胶中醇溶物的利用率可提高到栲胶中可溶物的90％以上。醇不溶物转化后的基本组分,以经典手段定性为多元酚羧酸衍生物的混合物,与栲胶中原来的醇溶物质组分基本相同。

川西亚高山森林凋落物不同分解阶段基质质量特征

采用空间代替时间的方法,以川西高山亚高山云杉(Picea asperata)人工林、冷杉(Abies faxoniana)天然林、杜鹃(Rhododendron lapponicum)矮曲林和白桦(Betula platyphylla Suk.)天然林4种典型林分类型下的3个层次[新鲜凋落物层(L)、发酵层(F)、腐殖质层(H)]凋落物为研究对象,分别模拟凋落物分解的前期、中期和后期阶段,对凋落物的基质质量,包括水溶性组分(WSC)及有机溶性组分(OSC)、酸溶性组分(ASE)及酸不溶性组分(AIR)的含量进行分析,以揭示亚高山森林不同分解阶段凋落物的质量特征。结果表明:4种林分类型凋落物的WSC、OSC、ASE含量均随分解的进行不断减少,且分解前期的淋溶释放量高于分解中后期,而AIR含量及表征4种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(lignocellulose index)随分解的进行却呈现上升趋势。4种林分凋落物L层的WSC含量及白桦、冷杉、云杉凋落物L层OSC含量均显著高于相应F、H层,而F、H层间差异不显著;而杜鹃凋落物OSC含量则表现为L层>F层>H层,且各层间均差异显著。林分类型对凋落物分解过程中的WSC、OSC、AIR含量有极显著影响,但对ASE和LCI指数影响却不显著。4个林分比较而言,阔叶林凋落物的WSC、OSC含量高于针叶林,AIR含量低于针叶林,白桦WSC含量在L、F层均最高。研究认为,分解阶段和林分类型对川西亚高山森林凋落物基质质量具有重要影响,但对各组分的影响有所差异。研究结果对深入理解亚高山森林生态系统的物质循环具有重要意义。

上海大气超细颗粒物和工业纳米颗粒的表征及细胞毒性的比较研究

采集了上海市石洞口地区2010年春季不同粒径大气颗粒物样品,使用ICP-AES和FESEM技术分析了颗粒物的化学组成和微观特征,比较了不同粒径的大气颗粒物与3种工业纳米颗粒物的生物活性.结果表明,在染毒剂量为25、50、100和200μg.mL-1时,大气颗粒物水溶组分和不溶组分及工业纳米颗粒均可以抑制A549细胞生长活性并能诱导细胞产生活性氧(ROS),且大气细颗粒水溶组分生物活性最强,在上述染毒剂量下对细胞生长活性的抑制率分别达到13.31%、18.15%、20.43%和23.78%.在纳米尺度的颗粒物染毒组分中,纳米NiO的生物活性最强,在上述染毒剂量下对细胞生长活性的抑制率分别达到11.81%、15.12%、17.62%和19.44%.因此,大气细颗粒物水溶组分是最主要的毒性成分.