Decomposition dynamic of higher plant pigments by HPLC analysis

IntroductionHigh performanceliquidchromatographic (HPLC )systemsweredevelopedforhigherplantpigmentsinthelate1970’sandearly 1980’s .Subsequently ,morecomplexHPLCsystemsweredevelopedforchlorophyllsandcarotenoidsfrommicroalgaeandnaturalphytoplanktonpopulations(Gieskes,1991;Hodgson ,1997;Bris,1998) .Bothreversedphaseandnormalphasesystemswereused .TheHPLCtechniquewasusedmorerecentlyforplantpigmentanalysis,andithasledtoasignificantincreaseinseparationandinthenumberofpigmentsthatcanbeidentifi…     

土壤水分含量和凋落物特性对陌上菅细根和叶片凋落物分解的影响

凋落物分解是湿地生态系统中碳和养分循环的关键过程.对比叶片凋落物和细根的分解速率,有助于阐明水分变化条件下不同凋落物类型对湿地碳循环的相对贡献,提高人们对不同有机碳源分解驱动机制的理解.以安徽省升金湖湿地典型湿生植物——陌上菅（Carex thunbergii）为研究对象,采用分解袋法进行凋落物分解试验,分析叶片凋落物和细根在不同土壤水分含量（30%、50%和70%）下的分解动态.结果表明:①经过5个月的分解,在30%、50%和70%的土壤水分含量下,陌上菅的细根质量残留率分别为46.7%、58.1%和60.1%,叶片凋落物的质量残留率分别为37.9%、31.6%、33.9%.②在30%、50%和70%的土壤水分含量下,陌上菅的细根分解速率常数分别为1.78、1.27、1.12,叶片凋落物的分解速率常数分别为2.56、2.94、2.54,且它们之间存在显著性差异（P < 0.05）.③细根的分解速率与土壤水分含量之间呈负相关（P < 0.001）,而叶片凋落物的分解速率与土壤水分含量呈正相关（P=0.01）.④根据重复测量方差分析结果可知,凋落物分解受凋落物类型、分解时间及二者交互作用的影响,且凋落物类型是主导因素.分别对细根和叶片凋落物的质量损失进行重复测量方差分析,发现在细根的分解过程中,土壤水分含量是主要影响因素,而在叶片凋落物分解过程中,分解时间是主导因素.研究显示,相同土壤水分含量下,叶片凋落物的分解速率比细根快;湿地水位变化条件下,土壤水分含量对细根和叶片凋落物分解具有不同的影响,土壤水分含量的增加促进了叶片凋落物的分解,但对细根的分解产生了抑制作用.      

模拟酸雨对亚热带三个树种凋落叶分解速率及分解酶活性的影响

利用凋落物袋法研究了模拟酸雨对中国亚热带地区3个典型树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、银杏(Ginkgo biloba)凋落叶分解速率及酶活性的影响.酸雨分别设置为重度酸雨(pH=2.5)、中度酸雨(pH=4.0)、对照处理(pH =5.6)3个梯度.试验结果表明:酸雨胁迫会抑制凋落叶的分解,且随着酸雨强度的增强,抑制作用更明显.杉木、香樟、银杏3个树种对照处理下周转期分别比中度酸雨短33％、43％、14％,比重度酸雨短44％、52％、17％.3种分解酶对酸雨胁迫的表现不同,脲酶和纤维素酶表现为一定的抑制作用,基本呈现为对照处理(pH=5.6)＞中度酸雨(pH=4.0)＞重度酸雨(pH=2.5),与凋落物的分解速率排列情况一致,蔗糖酶在酸雨胁迫下反而有激活的趋势,表现为重度酸雨(pH=2.5)＞中度酸雨(pH =4.0)＞对照处理(pH=5.6).不同树种对酸雨胁迫的影响有一定的差异性,针叶树种杉木受影响最大,阔叶树种香樟和银杏受影响较小,银杏的抗酸性较强,且针叶树种的分解速率比阔叶树种慢.脲酶和纤维素酶对凋落叶的分解贡献较大,而蔗糖酶的影响相对较小.酶活性与季节有较大的关系,夏季活性相对偏高,冬季活性相对偏低.     

邻苯二甲酸酯的摇瓶生物降解规律研究

用好氧活性污泥对 9种邻苯二甲酸酯进行了摇瓶生物降解研究 ,结果表明 ,邻苯二甲酸酯的摇瓶降解速率符合一级动力学 ,速率常数 (kb)与化合物的分子结构之间存在相关关系 ,其表达式为lnkb=0 0 2 6 2x2 - 0 6 6 7x +2 15 2 (r =0 976 ) ;降解半衰期与烷基链之间也存在相关性 ,表达式为t1 2 =0 0 391x2 +0 0 95 3x - 0 0 2 5 9(r=0 972 ) .邻苯二甲酸二甲酯 (DMP)浓度超过 6 0mg·L-1时 ,其自身降解速率下降 ,邻苯二甲酸盐浓度超过 5 0 0mg·L-1时 ,对邻苯二甲酸二乙酯 (DEP)的降解有抑制作用     

科尔沁沙地不同水分条件下植物叶凋落物CO2释放研究

采用可以有效控制环境因子的室内土壤培养试验,对固定沙地土壤不同水分作用下叶凋落物释放CO2的情况进行了初步研究。结果表明：土壤CO2的释放量及凋落物的分解均与土壤干湿情况相关。在添加凋落物与不添加凋落物的处理中,培养前4天的低含水条件下CO2释放速率与中高含水处理相比差异均呈极显著,而4天以后不同水分条件下的释放速率无显著差异。在沙地中,土壤过于湿润或干旱均能够阻碍凋落物的分解。     

中亚热带马尾松林凋落物分解过程中的微生物与酶活性动态

采用凋落物原位分解法,研究了中亚热带马尾松林中马尾松、槲栎凋落叶单独及混合(自然质量比8∶2)分解过程中的微生物数量与酶活性动态.结果表明:①3类凋落物的年分解常数K的大小为:混合凋落物(0.94)>槲栎凋落物(0.86)>马尾松凋落物(0.67);②3类凋落物真菌数量和微生物数量均在夏季(135 d时)达到最大值,而此时细菌和放线菌数量最低;③3类凋落物纤维素酶活性、酸性磷酸酶活性均与凋落物干重剩余率呈显著正相关(P<0.05),而马尾松与混合型凋落物中的多酚氧化酶活性同凋落物干重剩余率呈极显著负相关(P<0.01);④微生物数量和多酚氧化酶活性均总体表现为槲栎凋落物>混合凋落物>马尾松凋落物,酸性磷酸酶活性多表现为槲栎凋落物最低,与分解常数K排列有一定的差异,说明凋落物分解是微生物和多种酶共同作用的结果.整体研究表明,凋落物质量和季节气候的差异显著影响微生物群落及其调控的生态过程,与纯马尾松凋落叶相比,针阔混合使微生物数量和多酚氧化酶活性显著提高,这可能是导致分解加快的重要原因.     

梁塘河浮游动物的空间分布及其与环境因子的关系

为研究重污染河流浮游动物分布及其与环境因子的关系,于2013年6—8月系统调查了梁塘河的水生态环境,分析浮游甲壳动物的空间分布特征及其与环境因子的相关性. 结果表明:梁塘河各采样点的营养状态指数均大于70,水体为超富营养状态. 共鉴定出浮游甲壳动物23种,其中枝角类13属15种,桡足类8属8种,枝角类生物量占浮游甲壳动物总生物量的53.17%,桡足类生物量占46.83%,主要优势种为短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、微型裸腹溞(Moina micrura)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)和广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti). 根据主成分分析结果,梁塘河可分为3类河段,其中ρ(NH₄+-N)较高的河段内微型裸腹溞占绝对优势,其生物量达到0.46 mg/L;ρ(Chla)较高的河段内短尾秀体溞占绝对优势,其生物量达到0.30 mg/L. 浮游动物的Shannon-Wiener多样性指数与透明度、ρ(Chla)均呈显著负相关,回归方程分别为y=-3.3x+4.22和y=-0.015x+4.20. 研究显示,ρ(NH₄+-N)、ρ(Chla)和浮游动物的Shannon-Wiener多样性指数可以作为水质评价的重要指标.      

西藏原始林芝云杉林凋落物养分归还规律

论文对西藏南伊沟原始林芝云杉林凋落物养分归还规律进行了观测和研究。结果表明:原始林芝云杉林年凋落物量为3.40 t·hm^-2,凋落物中除Ca元素之外,其它元素含量均低于活体物中含量。5种元素的年归还总量为82.14 kg·hm^-2,其中Ca在凋落物归还总量中占的比例最大,其次是N和K元素。凋落物层厚度达5.0 cm,现存量约为40.65 t·hm^-2,凋落物层的年平均分解率为0.08 t·hm^-2,5种元素的总储量为937.65 kg·hm^-2,其中已分解层储量占57.28%。     

黄河口盐沼湿地盐地碱蓬和互花米草凋落物的分解特征

凋落物分解在湿地生态系统中扮演重要的角色。为探索潮汐梯度下凋落物分解过程中质量和营养元素变化情况,采用分解袋的方法,选择盐地碱蓬（Suaeda salsa）和互花米草（Spartina alterniflora）凋落物作为研究对象,沿着潮汐梯度开展凋落物分解的野外实验。结果表明：凋落物分解速率与凋落物类型、土壤盐度、含水率以及潮汐干扰强弱有关;潮汐干扰强的区域互花米草分解快于盐地碱蓬,潮汐干扰弱的区域盐地碱蓬分解快于互花米草,两种凋落物分解速率在0.00134~0.00234 d^-1之间。分解末期,凋落物都呈现C和N的净释放,盐地碱蓬凋落物平均释放了36.9%的C和55.8%的N,互花米草凋落物平均释放了53.1%的C和47.1%的N。本研究强调关注潮汐梯度下的凋落物分解,其在调节生物地球化学循环以及碳累积上具有重要意义。     

黄河入海口潮间带大型底栖动物群落组成及次级生产力

为了解黄河入海口潮间带大型底栖生物现状,于2008年和2009年黄河枯水期的5月和丰水期的8月分别对黄河入海口5条潮间带断面大型底栖动物进行了采样调查。结果表明,采集到大型底栖动物65种,其中软体动物26种、甲壳动物22种、多毛类12种、腔肠动物2种、腕足动物、棘皮动物和鱼类各1种。软体动物和甲壳动物是构成潮间带底栖动物的主要类群。黄河入海口潮间带大型底栖动物平均栖息密度为(929.60±356.53)/m2,平均生物量(湿重)为(169.92±7.31)g/m2。在栖息密度组成中,软体动物占绝对优势,其次甲壳动物和多毛类,其他类群较低。Shannon-Weiner多样性指数为1.44±0.44,Margalef物种丰富度指数1.57±0.15,Pielou均匀度指数0.42±0.11。年平均去灰干重(13.96±0.61)g(AFDW)/m2,年次级生产力(11.26±0.62)g(AFDW)/(m2.a),P/B值平均(0.89±0.11)/a,表明黄河入海口潮间带个体较大、生活史较长的大型底栖动物种类所占比例较高。     

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.     

杭州湾潮滩湿地植物不同分解过程及其磷素动态

湿地植物枯死物分解影响湿地营养物质循环.为分析杭州湾潮滩植物枯死物分解过程和磷素动态,开展了3种优势植物芦苇(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)立枯阶段的观测和分解袋法模拟实验.结果表明,观测期间立枯干物质量逐渐降低,180 d后逐步凋落至地面;立枯磷含量则波动下降.植物分解具有明显的阶段性,初期(0~15 d)损失最快,然后降低.地下根系分解速率表现为:海三棱藨草>芦苇>互花米草,地上部分则相反.分解95%所需时间在1.2~8.3 a之间.植物磷含量先下降后上升,绝对含量则表现为净释放.分析表明,植物分解速率与C/N比没有显著的相关关系,而受C/P比的影响较大.环境因子中的大气温度对分解也有影响.立枯阶段和分解袋法模拟下植物所处的环境不同是影响两者分解过程差异的主要原因.     

基于全极化SAR影像的双台河口湿地分类及其变化分析

为了研究辽东湾双台河口湿地变化原因,对该地区全极化SAR影像进行湿地分类.引入Freeman分解建模全极化SAR影像,得到二面角散射、体散射、表面散射的散射功率,利用SVM分类法对散射机制假彩色影像进行分类,进而确定该地区的湿地分布情况.通过对比分析2007年与2016年的湿地分布情况,同时考虑区域特性和数据的可获取性,选取盘锦市年降水量、年均气温、年径流量、海平面高度、城市建成面积、原油年产量、水产品年产量和逐年GDP等8个驱动因子,研究双台河口湿地变化的驱动机制.结果表明:①全极化SAR影像分类结果总精度达到80.25%,较光学影像的分类精度提升7.43%,并且可将芦苇湿地进一步细分为芦苇池塘和芦苇草甸;②2016年双台河口各湿地面积占比依次为草本沼泽（28.54%）>浅海水域（22.44%）>灌丛沼泽（16.88%）>水产养殖厂（9.54%）>河流（8.91%）>稻田（7.58%）>淤泥质沙滩（6.11%）;③不同湿地的变化原因有所差异,驱动因子也不尽相同,如水产品年产量增加是水产养殖厂转化为淤泥质沙滩的直接驱动因子,而气温上升等自然因素和城市建成区面积增长等社会因素是草本沼泽退化和变化的主要驱动因子.研究显示,全极化SAR影像较光学影像更适合湿地分类,而双台河口湿地自然湿地减少和人工湿地增加是自然和社会因素共同作用的结果.      

The effects of temperature on decomposition and allelopathic phytotoxicity of boneseed litter

Decomposition of plant litter is a fundamental process in ecosystem function, carbon and nutrient cycling and, by extension, climate change. This study aimed to investigate the role of temperature on the decomposition of water soluble phenolics(WSP), carbon and soil nutrients in conjunction with the phytotoxicity dynamics of Chrysanthemoides monilifera subsp. monilifera(boneseed) litter. Treatments consisted of three factors including decomposition materials(litter alone, litter with soil and soil alone), decomposition periods and temperatures(5–15, 15–25and 25–35°C(night/day)). Leachates were collected on 0, 5, 10, 20, 40 and 60 th days to analyse physico-chemical parameters and phytotoxicity. Water soluble phenolics and dissolved organic carbon(DOC) increased with increasing temperature while nutrients like SO-24 and NO-13 decreased. Speed of germination, hypocotyl and radical length and weight of Lactuca sativa exposed to leachates were decreased with increasing decomposition temperature. All treatment components had significant effects on these parameters. There had a strong correlation between DOC and WSP, and WSP content of the leachates with radical length of test species. This study identified complex interactivity among temperature, WSP, DOC and soil nutrient dynamics of litter occupied soil and that these factors work together to influence phytotoxicity.     

花椒林地土壤动物多样性及其对凋落物分解的作用——以贵州花江峡谷为例

选择贵州花江喀斯特峡谷为研究区,于2009年5月和9月对不同等级石漠化地的土壤动物多样性和花椒凋落物的分解速率进行研究。共获土壤动物3423只,隶属于3门7纲19目,共21个类群,优势类群为弹尾目(Collembola)、甲螨亚目(Oribatida)、中气门亚目(Mesostigmata);常见类群为前气门亚目(Prostigmata)、鞘翅目(Coleoptera)、双翅目(Diptera)、膜翅目(Hymenoptera)、半翅目(Hemiptera)。研究结果表明:(1)减少人为活动、有效保存地面凋落物、提高生境生物多样性可以迅速改良土壤生态环境,有效恢复土壤动物群落;(2)凋落物分解受土壤动物数量的影响最大,尤其是弹尾目和蜱螨目的数量起决定作用;(3)石漠化治理工程对花江石漠化治理和喀斯特生态环境的重建具有重要意义。     

Metal release/accumulation during the decomposition of Potamogeton crispus in a shallow macrophytic lake

Changes in metal concentrations in the litter of Potamogeton crispus were monitored during a consecutive 40-day in situ decomposition experiment using the litterbag method.The accumulation index was calculated and used to indicate the changes in the metals in litter.The results showed that the concentrations of Al,Cd,Cr,Fe,Mn,and Pb in litter increased significantly during the decomposition,while Cu and Zn concentrations decreased dramatically.Significant positive correlations were found between the concentrations of Al,Cr,Fe,and Mn and between Cu and Zn.Moreover,Cu and Zn both negatively correlated with Al and Fe.The remaining dry mass was negatively correlated with Al and Fe concentrations but positively correlated with Cu and Zn concentrations.Generally the accumulation index values of metals other than Al were less than one,indicating that the litter of P.crispus acted as a source of metals to the surrounding water body.Al was the only metal that showed continuous net accumulation in litter.The net accumulation of Fe and Mn in litter during the last 10 days of the experiment may indicate the precipitation of Feand Mn-oxides.It was estimated that 160 g/m~2(dry weight)P.crispus was decomposed in40 days.This was equivalent to releasing the following amounts of metals:0.01 mg Cd,0.03 mg Cr,0.71 mg Cu,0.55 mg Mn,0.02 mg Pb and 13.8 mg Zn into surrounding water,and accumulating 149 mg Al and 11 mg Fe,in a 1 m~2 area.     

舟山枸杞岛大型海藻凋落物分解特征及其影响因素

为探明大型海藻凋落物的分解特征以及调控因素,以枸杞岛海藻场两个优势藻种铜藻（Sargassum horneri）和鼠尾藻（Sargassum thunbergii）作为研究对象,利用分解网袋法,研究了铜藻和鼠尾藻的主干和侧枝凋落物的分解过程。结果表明:（1）海藻的侧枝分解速率大于主干,并且鼠尾藻各部位的分解速率大于铜藻;（2）海藻的N含量在分解过程中有不同程度的固持和释放,C含量在整个分解过程中呈下降趋势,P含量在分解前期有个快速衰减过程,随着分解的进行,衰减逐渐减慢;（3）海藻体内的化学组分含量和环境因素对海藻的分解速率有不同程度的影响,其中,水温对海藻分解率的影响最为显著,呈极显著正相关（P<0.01）。     

黄河口典型芦苇湿地土壤磷的吸附动力学特征

以黄河口不同淹水条件的芦苇湿地为研究对象（潮汐淹水湿地、淡水恢复湿地和季节性淹水湿地）,通过吸附模拟实验探讨了不同类型湿地表层土壤对磷的吸附动力学特征及其影响因素,评估了不同淹水条件下湿地土壤对磷的吸附能力。研究结果表明：具有不同水盐条件的芦苇湿地土壤对上覆水体中磷的吸附表现为淡水恢复湿地>潮汐淹水湿地>季节性淹水湿地,淡水恢复湿地土壤对磷的吸附量最大;三类湿地土壤对磷的吸附过程均表现为初期（0~3 h）最快、中期（3~24 h）逐渐减慢、后期（24 h以后）慢而平衡的状态,但淡水恢复湿地土壤对磷的吸附速率最快,季节性淹水湿地土壤对磷的吸附速率最慢且存在着时间上的延迟性;三类湿地土壤的水盐条件和理化性质差异（如pH、盐度、土壤质地、Al₀、Fe₀和Ca₀）是导致三类湿地土壤对磷的吸附量和吸附速率存在差异的主要因素;Simple Elovich模型和Power Function模型更适合模拟黄河口芦苇（Phragmites australis）湿地土壤对磷的吸附动力学特征。在黄河口退化芦苇湿地实施淡水恢复工程,能够在一定程度上促进湿地土壤对磷的吸附,进而降低湿地水体发生富营养化的风险。     

UV-B辐射对亚热带森林凋落叶氮、磷元素释放的影响

UV-B辐射对凋落物分解过程的影响已成为全球变化生态学研究中的前沿和热点问题之一.采用分解袋法对自然和UV-B辐射滤减两种环境下亚热带6种代表性树种(杉木、马尾松、木荷、香樟、青冈和甜槠)凋落叶氮、磷元素的释放动态进行了研究.结果表明,凋落叶氮元素的动态表现为直接富集、释放-富集和释放-富集-释放3种模式,磷元素的动态表现为直接释放、富集-释放-富集和无明显变化3种模式.与对照相比,UV-B辐射滤减显著延缓了甜槠凋落叶氮元素及青冈和甜槠凋落叶磷元素的释放(P<0.05),但促进了香樟凋落叶磷元素的释放(P<0.05),对其他树种凋落叶的氮或磷释放无显著影响.凋落叶的初始氮含量和C/N比值不能解释氮释放动态,C/P比值可以部分解释磷的释放.全球环境变化背景下UV-B辐射在湿润亚热带地区森林生态系统过程中的作用尚需进一步认识和理解.     

贵州喀斯特森林34个优势种叶片构建成本特征

探讨喀斯特森林优势种叶片构建成本特征可为优势种对喀斯特环境的适应与生存策略、喀斯特退化生态系统植被恢复与重建研究提供理论依据。本研究分析了贵州喀斯特森林34个优势种叶片构建成本(CC),讨论了其与叶片比叶面积、糖类、水溶性酚、脂类、蛋白质、木质素、矿物质和有机酸含量之间的关系。结果表明:1)喀斯特地区植物叶片CC为1.37±0.05g glucose/g DW,显著低于非喀斯特地区(p0.05);2)叶片中有机酸和矿物质含量与叶片CC负相关,可能与植物适应喀斯特地区高碱环境策略有关;3)纸质叶和落叶有机酸和蛋白质含量分别显著高于革质叶和常绿叶,前者CC低于后者,纸质叶和落叶物种更加有利于喀斯特地区植被恢复;4)植物对钙的适应程度越高,叶片CC越低,嗜钙、喜钙植物对喀斯特地区植被恢复具有潜在重要意义。