不同类型植物凋落物参与下炼锌废渣对斑马鱼抗氧化酶和神经毒性的影响

为评价矿山生态修复过程中植物凋落物参与下炼锌废渣体系浸出液对水生生物抗氧化酶和神经毒性的影响,通过模拟添加不同类型代表性修复植物（三叶草、刺槐、构树和法国梧桐）凋落物处理黔西北土法炼锌废渣,检测在不同处理废渣浸出液中暴露28 d斑马鱼（Danio rerio）组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）和乙酰胆碱酯酶（AChE）的变化,以及红细胞DNA的损伤情况.结果表明,无凋落物组在28 d时SOD和CAT活性受到显著抑制,而添加凋落物组抗氧化酶活性在实验期间无明显规律,基本维持在正常水平;在实验期间,无凋落物组MDA含量显著升高,并在28 d时含量最高,凋落物组MDA含量并无明显升高,仅刺槐组在暴露后期（28 d）时显著高于空白组.随暴露时间延长,各处理组对斑马鱼脑AChE活性表现为先诱导后抑制的作用,并在28 d时受抑制程度明显加强.无凋落物组在28 d时DNA发生明显偏移,而添加凋落物处理后,Olive尾矩（OTM）明显缩短.综上,添加凋落物可明显降低废渣浸出液对斑马鱼抗氧化系统损伤和遗传毒性,其中阔叶高蛋白乔木构树凋落物可以显著降低炼锌废渣生态风险,可作为废渣污染控制的有机改良剂.因此,在开展金属冶炼废渣堆场生态修复过程中选取合适的植物种类及其凋落物对加速冶炼废渣生态修复进程及有效降低废渣污染物的生态风险具有重要意义.     

酸沉降影响稻米品质的新发现

酸沉降影响了稻米质量和口感.酸雨时空分布从宏观上概括了稻米品质的地理分布.酸雨决定了酶活性相关金属离子的丰缺,继而影响淀粉合成关键酶的活性,最终影响淀粉合成质量.温度变化是表象,降雨pH值变化是条件,酶活性相关金属离子丰缺是根本,实质是酶活性相关金属离子或激活或抑制了支链淀粉合成关键酶的活性.提出了改善粮食作物质量的化控创新技术路线.     

闽江口秋茄红树林凋落物产量及分解动态

于2017年以闽江口粗芦岛秋茄(Kandelia obovata)红树林为研究对象,分别采用凋落物收集框和分解袋法,研究秋茄凋落物产量及其碳(C)、氮(N)、磷(P)含量月动态及凋落叶分解过程中C、N、P含量与水解酶活性.结果表明:①秋茄凋落物年产量为618.79 g·m~(-2)·a~(-1),其中,叶占61.2%,果、枝和花分别占23.7%、10.5%和4.6%.②凋落叶总氮(TN)含量8月显著高于其他月份(p0.05),而TP含量在1—3月显著高于其他月份;C/N在8月显著低于其他月份(p0.05),而C/P及N/P在9月显著升高(p0.05).③在凋落叶分解过程中,C、N、P含量及其化学计量比随时间存在明显差异(p0.01),并且地上组TC、TN、C/N和C/P明显不同于地下组(p0.05).④在分解过程中,4种水解酶随时间存在明显差异(p0.01).⑤凋落叶酸性磷酸酶活性与土壤温度、电导率和凋落叶TP含量存在显著相关关系(p0.01).这些结果说明,秋茄凋落物产量及元素含量随季节变化存在明显差异;沉积作用对凋落叶分解过程中元素含量有显著影响,水解酶活性主要受凋落叶元素含量和土壤环境因子的控制.     

小陇山林区主要森林群落凋落物及死木质残体储量

采用固定面积样方取样法研究了小陇山林区锐齿栎和油松天然林死木质残体及凋落物的总储量.结果表明:小陇山林区锐齿栎天然林粗死木质残体(Coarse woody debris,简称CWD)和细小木质残体(Fine woody debris,简称FWD)储量分别为29 350.92 kg hm-2和2 298.41 kg hm-2,分别为油松天然林的3.8和1.3倍.油松林CWD组成中枯立木占到85.65%,倒木只占14.35%,而锐齿栎天然林枯立木和倒木所占的比例基本为1.从CWD的径级结构上来说,锐齿栎林内以大径级CWD为主(≥20 cm),占样地CWD总储量的60.81%,天然油松林以小径级(20 cm≥小径级≥10 cm)CWD为主,大、小径级分别占CWD储量的55.33%和44.67%.油松林内凋落物储量为30 472.31 kg hm-2,是天然锐齿栎凋落物储量8 902.29 kg hm-2的3倍以上.凋落物和死木质残体储量的不同是锐齿栎天然林和油松天然林种群结构、林分更新和群落内部竞争状况及凋落物分解状况差异所导致的结果.     

树冠及叶凋落物对模拟酸雨缓冲能力的初探

用模拟试验的方法,对树冠、叶凋落物和鲜树叶缓冲酸雨的能力进行研究。结果表明,阔叶树比针叶树缓冲能力大;树叶汁液pH高的比低的缓冲能力大;阔叶树面积的大小,与缓冲能力成正比;针叶则相反。在pH2.0、3.0的处理中,它们的缓冲能力排序为:叶凋落物>鲜树叶>树冠。在pH4.5时,则是叶凋落物>树冠>鲜树叶。     

雨雪冰冻灾害后粤北森林各林型凋落物动态

为了考察中国亚热带不同森林类型对雨雪冰冻灾害的响应模式,以粤北天井山3种代表性的林型—针叶林、阔叶林和混交林为对象,于不同森林类型中比较受损森林与未受损森林在凋落物年产量、成分及月际动态方面的差异,从而在凋落物水平上反映不同森林类型在雨雪冰冻灾害后的早期恢复力。研究结果表明,灾后针叶林、阔叶林和混交林的年凋落量分别为0.52、3.21、1.37 t.hm-2,比未受损的同种森林类型年凋落量显著减少,减少程度分别为87.89%、53.46%、76.78%。由此可以看出阔叶林的植被恢复情况最好,说明在凋落物水平上,其灾后恢复的早期阶段恢复力最强。在凋落物成分方面,灾后各森林类型叶凋落物所占比例显著增加,枝凋落物所占比例则显著减少。受损针叶林和阔叶林的凋落物月动态与未受损森林基本一致,但其波动幅度较小;在混交林中,受损和未受损森林其凋落量的季节动态模式则表现出不一致性且为不规则型。根据研究结果,建议在亚热带地区优先考虑种植阔叶林以促进受损森林在类似雨雪冰冻灾害的极端天气后的恢复。     

基于Meta分析的土壤呼吸对凋落物输入的响应

凋落物输入是影响土壤呼吸的一个重要因素,然而从国内外目前研究结果来看,土壤呼吸响应凋落物输入的影响因素尚不清楚。利用国内外已发表的30篇研究论文共1393对有效数据,通过Meta分析,从凋落物管理措施、气候、植被、地形、土壤理化性质等因素揭示凋落物输入对土壤呼吸的影响程度。研究发现:与清除凋落物处理相比较而言,(1)凋落物输入后显著增加了土壤呼吸,且土壤呼吸的增加程度呈现出倍增凋落物处理是自然凋落物处理的1.33倍;(2)不同气候条件下的土壤呼吸增加程度呈现出强降雨(>1000 mm)是微弱降雨(<1000 mm)的1.34倍,以及高温气候(>20℃)是低温气候(<20℃)的1.7倍;(3)土壤呼吸的增加程度在不同植被带下呈现出针叶林带(34.1%)>阔叶林带(28%)>混交林带(22%)>草地(17.3%)的趋势;(4)不同海拔梯度条件下土壤呼吸的增加程度呈现出高海拔(59.6%)>中海拔(34.2%)>低海拔(26.7%)的趋势;(5)不同土壤理化性质条件下的土壤呼吸增量呈现出低容重(77.5%)分别是中容重(26.9%)和高容重(18.0%)的2.9倍和4.3倍,同时中性土壤(79.6%)的呼吸增量远远大于酸性(28.2%)和碱性(24.1%)土壤的呼吸增量,以及高土壤碳氮比(81.2%)的土壤呼吸增量远远大于低土壤碳氮比(19.4%)和中土壤碳氮比(29.6%)的土壤呼吸增量。由此可见,凋落物输入后会导致土壤呼吸的显著增加,但是不同气候、不同植被、不同地形、不同土壤理化性质等条件下其土壤呼吸增加的幅度不同。     

马尾松纯林及其与阔叶树混交林的凋落量与养分通量

在25a生马尾松林下分别套种1a生火力楠、闽粤栲、苦槠、格氏栲、青栲和拉氏栲等阔叶树种的幼苗,16a后形成郁闭的针阔混交异龄林.通过定位监测和化学分析,对上述6种混交林类型及林下未套种阔叶树的马尾松纯林的森林凋落量及养分通量进行了研究.统计结果显示,6个混交群落的年凋落量分别为7137.3kghm-2、6741.1kghm-2、8041.7kghm-2、7151.3kghm-2、7533.2kghm-2和6149.1kghm-2,而马尾松纯林的年凋落量仅3442.8kghm-2.在所有林分的凋落物组成中,枯叶占绝对优势,占凋落物总量的49.7%~71.5%,其余依次为枯枝(5.7%~26.1%)、其它组分(5.5%~17.1%)、树皮(7.7%~18.9%)和果实(0.7%~2.0%).各混交林分中来自马尾松的凋落物占50.4%~58.0%,而来自阔叶树的凋落物占42.0%~49.6%,且两者的组成存在明显差异.各林分总凋落量的季节动态呈双峰型,第1次峰值出现在2~4月份,第2次峰值出现在8、9月份.凋落物中主要养分元素的含量依林分类型、凋落物组分和凋落时间不同而异,N、P、K、Ca和Mg的含量范围依次为3.25~12.98gkg-1、0.23~0.97gkg-1、0.42~4.02gkg-1、7.34~32.57gkg-1和1.34~5.58gkg-1.不同的林分类型,凋落物中各养分元素的年通量大小均为:Ca>N>Mg>K>P.马尾松纯林中,通过凋落物的5种养分元素的年流通量为142.01kghm-2;而在林下分别套种上述6种阔叶树后,其养分年流通量依次增加到204.95kghm-2、223.93kghm-2、304.12kghm-2、288.46kghm-2、213.77kghm-2、238.05kghm-2.图3表4参13     

凋落物对落叶松林雪盖下土壤真菌多样性的影响

为探究冬季雪盖下影响土壤微生物活性“碳亏缺”假说的全球一致性,在大兴安岭寒温带落叶松林采用人工堆雪的方法设置50 cm厚的有效雪被,并在雪被下布设不同质量的落叶松针叶作为凋落物,依据凋落物的质量分别设置自然对照组、凋落物去除组、凋落物加倍组和凋落物多倍组,用Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤真菌ITS基因ITS1区进行测序,分析真菌群落组成结构和多样性,并结合土壤化学特征探究其相关性. 结果表明:雪盖下添加不同质量凋落物的土壤化学指标间存在显著性差异. 添加凋落物降低了土壤pH,增加了土壤有机碳(OC)、总氮(TN)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量. 其中凋落物多倍组中的OC、TN、AN、AP和AK含量均显著高于其他3组,但其pH却显著低于其他3组(P<0.05);凋落物去除组的微生物生物量碳(MBC)含量显著高于其他3组,但其TN、AN、AP和AK含量均显著低于其他3组(P<0.05). 土壤真菌测序共获得1089个可操作分类单元(OTUs),各组共有的OTUs数量为390个,特有OTUs的数量随凋落物量的增加呈递减趋势. 各组共检测到真菌11门42纲97目193科352属534种,其中伞菌纲(Agaricomycetes)的红菇属(Russula)为优势菌群. 各处理间Alpha多样性指数无显著性差异;Beta多样性和冗余分析结果表明,真菌被分为3组,其中优势菌群的相对丰度与OC、TN和AN含量均呈显著相关. 研究显示,凋落物的输入对寒温带落叶松林雪盖下土壤真菌的生物量和Alpha多样性没有显著改变,碳元素和氮元素可能是影响冬季土壤微生物活性的限制性因子.      

马尾松凋落针叶热解燃烧烟气排放机理

使用热重一红外光谱分析仪联用（热红联用）技术棚4定了马尾松凋落针叶热解燃烧的起始温度、烟气成分、排放量及其达到峰值时的温度等。结果表明,针叶在250℃时气体排放开始大量增加,当升温至600℃左右时,有氧条件下其气体排放基本结束,而无氧条件下则继续排放气体,甚至在950℃时仍然有CO2和CO排出;针叶释放的无机烟气以CO2和CO为主,在有氧和无氧条件下,气态有机物在种类和排放量上均有较大差异,无氧条件下气态有机物的排放量最高。实验还发现,无氧条件下,CO和气态有机物排放量出现了多峰值现象,表明针叶在无氧条件发生了2—3次热解排放高峰。