外生菌根真菌对五氯芬的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了7种外生菌根真菌--美昧牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色腊蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum 8cabrum)、红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、大毒滑锈伞(Heboloma crustulinifoume)和长柄粘滑菇(Hebeloma longicaudum)在不同五氯酚浓度下的生长速度和耐受性,筛选出具有降解五氯酚潜力的3种外生菌根真菌--铆钉菇、双色腊蘑、褐疣柄牛肝菌;考察了这3种外生菌根真菌在五氯酚胁迫下的生长模式,并采用点试方法对真菌氧化还原酶的产生情况进行了检测.结果表明:低浓度(≤10mg·L-1)条件下,五氯酚并没有改变菌种的生长模式,其中铆钉菇表现出了对五氯酚较强的耐受性,而在较高浓度下(15mg·L-1),所有菌种生长均受到抑制.酶点试结果表明,铆钉菇是3种外生菌根真菌中氧化还原酶活性最强且种类较多的菌种,它表现出较高的漆酶、酪氨酸氧化酶和过氧化物酶活性,是一种具有高效降解芳环结构污染物潜力的菌根真菌.     

两种外生菌根真菌对重金属Zn、Cd和Pb耐性的研究

纯培养条件下研究菌根真菌对重金属耐性的前提是选择合适的培养方式且保持重金属的有效性，比较了液体静置、液体摇床和琼脂固体培养3种方式下Cd对点柄粘盖牛肝菌(Suillus granulatus)生长的影响，筛选后确定液体静置培养是一种比较合适的方法，运用液体静置培养方法，研究了重金属Zn、Cd和Pb对点柄粘盖牛肝菌和卷缘桩菇(Paxillus involutus)生长的影响，并利用EC50值评价真菌对Zn、Cd和Pb的耐性。结果表明卷缘桩菇的CdEC50值低于点柄粘盖牛肝菌，但Zn和Pb的EC50值均高于点柄粘盖牛肝菌，表明卷缘桩菇比点柄粘盖牛肝菌更耐Zn和Ph，对Cd却比较敏感。     

4种外生菌根真菌对滴滴涕的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌--美味牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色蜡蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum scabrum)在不同质量浓度DDT处理下的生长效应、耐受性和生理响应. 结果表明:DDT没有影响外生菌根真菌的生长模式,只是改变了其生长速度和生物量积累. 在5.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌、铆钉菇和双色蜡蘑的生长没有受到显著影响. 在25.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌的生长没有受到显著影响,显示出了较好的耐受性. 在高ρ(DDT)处理下,铆钉菇的多酚氧化酶、漆酶和过氧化物酶活性显著增强,液体培养基Ph下降幅度较大. 美味牛肝菌和铆钉菇通过不同的方式来响应DDT的胁迫,它们均具有较好地降解DDT的潜力.      

松果采摘对小兴安岭主要林型红松土壤种子库和幼苗库的影响

为了探讨人为采摘松果对小兴安岭主要林型红松(Pinus koraiensis)土壤种子库和幼苗库的影响,选择阔叶红松林以及与阔叶红松林相邻的红松人工林、落叶松(Larix gmelini)人工林、白桦(Betula platyphylla)林和云冷杉林,各设置10 m×240 m的样带,调查了红松土壤种子库和幼苗库。主要结果如下:①主要林型间红松土壤种子库数量具有明显的差异,阔叶红松林最多,落叶松人工林次之,白桦林最少;②鼠类取食过或被破坏等动物侵害的种子占81.9%～90.4%,完好种子只有在阔叶红松林和落叶松人工林中发现,分别为4.3%和4.9%;③红松种子主要分布在0～10 cm层中(71.4%～91.3%);④红松幼苗库的密度云冷杉林最高(1 613株.hm-2),红松人工林最低(167株.hm-2),其中阔叶红松林(296株.hm-2)和白桦林(854株.hm-2)的幼苗密度分别为采摘前的1/68～1/9和1/9～1/4.5;⑤从龄级分布上看,松果采摘前阔叶红松林低龄级幼苗的数量较多,随着龄级的增大明显减少,呈倒J型分布;白桦林各龄级幼苗密度相差不大。人为采摘松果后,阔叶红松林各龄级间密度相差不大;白桦林呈倒J型分布。     

铜镉胁迫对2种菌根真菌生长和细胞壁离子交换量的影响

在离体培养条件下,研究了铜镉胁迫对2种外生菌根真菌美味牛肝菌(Boletus edulis)和铆钉菇(Gomphidius viscidus)生长状况,培养环境pH值和细胞壁离子交换量的影响.结果表明,以对照相比,铜镉处理抑制了菌根真菌的生物量积累.通过半致死浓度评价2种菌根真菌耐受性发现,铆钉菇的Cu耐受性强于美味牛肝菌,而Cd耐受性弱于美味牛肝菌.菌根真菌培养后,基质pH降低与真菌生物量有关.铜镉处理下菌根真菌单位生物量下降的pH单位大于对照,说明菌根真菌在重金属胁迫下能通过调节自身pH环境缓解压力.铆钉菇的离子交换量在780～1 800μmol·g^-1之间,并随重金属处理浓度的增加而增加;美味牛肝菌的离子交换量在500～750μmol·g^-1之间,并随重金属处理浓度的增加而减少.     

DDT在红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)培养体系中的转移降解特性

在纯培养条件下,研究外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)对DDT的吸附能力,通过测定液体、菌表和胞内DDT及DDD的含量来探讨DDT在培养体系中的迁移转化模式,并通过改变培养条件来确定和修正DDT的去除机理.结果表明,红绒盖牛肝菌对DDT有很强的吸附作用,30 min内有97%的DDT吸附到菌丝上,吸附过程符合二级动力学方程.DDT在红绒盖牛肝菌培养体系中的迁移转化分为3个阶段:从液体到菌表和胞内的迁移存储阶段(0～6 d),降解去除阶段(6～10 d)和稳定迁移阶段(10～25 d).通过影响因素的分析发现,呼吸链抑制剂叠氮化钠完全抑制了降解去除阶段DDT的去除,而低糖条件可使培养体系中DDT的去除提前.      

复合钙基吸收剂吸附烟气中汞的试验研究

将飞灰和CaO以4∶1(质量比)混合,在室温25℃下消化10min,在68℃下干燥40min,制得基础吸收剂,再添加5%的KMnO₄(或NaClO₂)和15%的水分,制成可吸附燃煤烟气汞的复合钙基吸收剂. 研究了KMnO₄/NaClO₂添加量,吸收剂中水分含量,温度,进口φ(O₂)、ρ(Hg0)、ρ(SO₂)和ρ(NO)等因素对复合钙基吸收剂吸附烟气汞的影响. 结果表明:随着KMnO₄、NaClO₂添加量从0增至5%,复合钙基吸收剂对烟气汞10min吸附量从131.75ng/g分别增至443.00和876.08ng/g;在KMnO₄(或NaClO₂)添加量为5%,水分含量为15%,温度为80℃,进口φ(O₂)为6%的条件下,模拟烟气进口ρ(Hg0)从18.0μg/m3增至86.4μg/m3时,复合钙基吸收剂对烟气汞的最大吸附量升至1203.33ng/g(或2391.63ng/g);当进口ρ(SO₂)从1429mg/m3增至2286mg/m3时,KMnO₄(或NaClO₂)添加剂相对应的烟气汞最大吸附量降至421.50ng/g(或860.00ng/g);当进口ρ(NO)从536mg/m3增至938mg/m3时,KMnO₄(或NaClO₂)添加剂相对应的烟气汞最大吸附量降至336.75ng/g(或776.38ng/g).      

外生菌根真菌对Al3+胁迫和低钾土壤的响应

酸铝危害和土壤贫瘠是热带和亚热带森林衰亡的主要原因之一,外生菌根真菌抗铝毒和活化土壤养分有益于防止森林退化和提高森林生产力.试验在Al3+胁迫条件下,以彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt 715)、褐环乳牛肝菌(Suillus luteus(L.:Fr.)Gray,Sl 13)和亚褐环乳牛肝菌(Suillus subluteus(Peck)Snell ex Slipp&Snell,Ss 00)等3株外生菌根真菌为材料,土壤为钾源,采用培养试验研究了它们的生长、有机酸和H+分泌,以及对土壤钾的利用.结果表明,在Al3+胁迫和缺钾下,3株外生菌根真菌的生长,氮、磷、钾吸收,以及有机酸和H+分泌均受Al3+浓度的调节.在Al3+浓度较低时,它们随浓度的增加而提高,到达峰值后又随Al3+浓度升高而降低.抗Al3+性较强的菌株出现峰值时的Al3+浓度高,反之亦然.Pt 715的生物量和氮吸收量达到峰值时的Al3+浓度分别是Ss 00和Sl 13菌株的4倍和2倍,磷钾吸收和有机酸及H+分泌量也显著高于Ss 00和Sl 13.此外,3株菌株均能利用土壤矿物结构钾,Pt 715、Ss 00和Sl 13对矿物结构钾的分解率分别高达2.10%、1.43%和1.17%,其利用能力与有机酸分泌的种类、数量和H+分泌量有关.     

预处理方法对香蒲厌氧发酵联产H2-CH4效能的影响

通过厌氧发酵动力学分析、还原糖及其他代谢产物变化情况,结合香蒲微观结构解析,系统研究酸(HCl)、碱(NaOH)、酶(纤维素酶R-10)3种预处理对水生植物厌氧发酵联产H₂-CH₄的影响. 结果表明:香蒲分别经酸、碱、酶3种预处理后,厌氧发酵联产累积H₂、CH₄产量及含量均显著提高,c(HCl)、c(NaOH)均为1.0mol/L, w(纤维素酶R-10)(以底物计)为10mg/g时,预处理最佳. 其中1.0mol/L NaOH预处理香蒲效果最佳,φ(H₂)(H₂含量)达30.09%,累积产H₂量(以香蒲干质量计)达11.39mL/g;φ(CH₄)(CH₄含量)最高达67.48%,累积产CH₄量(以香蒲干质量计)达41.87mL/g;还原糖利用率达50.87%,sCOD(溶解性化学需氧量)利用率达66.17%. 纤维素酶预处理后香蒲产CH₄能力显著提高,产CH₄阶段φ(CH₄)最高为71.39%,累积产CH₄量达46.32mL/g,还原糖利用率达72.10%. 扫描电镜微观结构分析表明,碱预处理对香蒲纤维素结构破坏程度最大,可有效增加香蒲与微生物接触面积,有利于厌氧发酵联产H₂-CH₄工艺的快速启动和稳定运行.      

堆肥复合功能菌剂的优化组合研究

为提高堆肥中难溶性磷的转化及堆料的降解效率,选取课题组前期筛选、驯化的4株耐高温解无机磷菌 (X₁,X₂,X₃和X₄)和2株纤维素降解菌 (X₅和X₆),采用均匀设计对不同配比的菌株进行液体发酵培养,通过对发酵培养后解磷能力的指标分析,优选复合菌配比. 经均匀设计软件及DPS数据处理系统优化的结果表明,最佳的菌剂配比:φ(X₁)=13.66%,φ(X₂)=11.36%,φ(X₃)=11.41%,φ(X₄)=13.61%,φ(X₅)=10.62%,φ(X₆)=39.34%. 回归后的配方所得解磷总量实测平均值(230.12 mg/L)与理论值(228.75 mg/L)基本一致. 将优化的组合菌剂接种到纤维素液体发酵培养基中,培养168 h后CMCase酶活性高达39.76 U.      

红松阔叶混交林林隙极端地面温度的地统计学分析

以小兴安岭原始红松阔叶混交林林隙为研究对象,采用网格法布点,通过对生长季内林隙各样点极端地面温度的连续观测,利用经典统计学和地统计学的方法分析并揭示了林隙极端地面温度的时空分布格局。研究结果表明:林隙极端地面温度不同空间样点之间存在异质性,而且异质性的强度、 尺度和空间结构组成随时间而改变,各月平均极端地面温度斑块形状复杂,最高地面温度大小顺序均为6月>7月>8月>9月,最低地面温度大小顺序为7月>8月>6月>9月,月平均地温的最大值和最小值分布位置不固定,同一月份地面最高温度的大小顺序是空旷地>林隙>郁闭林分,地面最低温度大小顺序是郁闭林分>林隙>空旷地。研究旨在为红松阔叶混交林的可持续经营提供基础数据和理论参考。     

高浓度CO2对红松根际及根外土壤微生物群落结构的影响

采用DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术,于2003年的7～9月中旬对高浓度CO2(700和500μmol·mol-1)处理下的红松幼苗根际和根外0～10 cm土壤微生物群落结构进行了研究.结果表明,大气CO2浓度升高对红松根际和非根际土壤细菌群落结构产生了较大的影响,主要表现为部分细菌物种的出现,或原有细菌数量的丰富以及原有物种的消失或其数量被削弱的现象,但主要建群种未变.     

莲花湖库区红松水源涵养林土壤水分-物理性质的空间分布特征

运用地统计学对莲花湖库区红松水源涵养林表层土壤水分-物理性质进行了空间异质性分析。研究结果表明: 土壤含水量、土壤密度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度等因子均服从对数正态分布;毛管孔隙度最优拟合模型是球状模型,其它因子均为指数模型。土壤含水量、土壤密度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度块金值、变程、结构比、分数维和空间自相关系数最大值分别为0.311、0.297、0.192、0.293,6.87 m、10.29 m、8.31 m、8.88 m, 0.690、0.694、0.814、0.707,1.968、1.939、1.937、1.945,0.111、0.200、0.246、0.157。可见以上4个因子空间自相关性均较强,随着空间距离的增大,其相关性逐渐减弱。其中毛管孔隙度均一性程度较高;土壤含水量空间分布形态较复杂,破碎化程度高。     

Influences of excessive Cu on photosynthesis and growth in ectomycorrhizal Pinus sylvestris seedlings

Growth and photosynthesis responses were measured for Scots pine( Pinus sylvestris L. cv. ) inoculated with ectomycorrhizal fungi ( Suillus bovinus ) under 6.5 and 25 mg/L Cu treatments to evaluate ectomycorrhizal seedlings‘ tolerance to heavy metal stress. Results showed that excessive Cu can significantly impair the growth and photosynthesis of pine seedlings, but such impairment is much smaller to the ectomycorrhizal seedlings. Under 25mg/L Cu treatment, the dry weight of ectomycorrhizal seedlings is 25% lower than the control in contrary to 53% of the non-mycorrhizal seedlings, and the fresh weight of ectomycorrhizal roots was significantly higher than those of non-mycorrhizal roots, about 25% and 42% higher at 6.5 and 25 mg/L Cu treatments respectively. Furthermore,ectomycorrhizal fungi induced remarkable difference in the growth rate and pigment content of seedlings under excessive Cu stress. At 2.5 mg/L Cu, the contents of total chlorophyll, chlorophyll-a and chlorophyll-b were 30% higher in ectomycorrhizal plants than those in non-mycorrhizal plants. O2 evolution and electron transport of PSI and PSII were restrained by elevated Cu stress. However, no significant improvement was observed in reducing the physiological restraining in ectomycorrhizal seedlings over the non-mycorrhizal ones.     

黄土高原子午岭林区主要林分生态化学计量学特征

论文以黄土高原子午岭林区4种林分（侧柏、油松、辽东栎、刺槐）的绿叶、凋落物（凋落叶、枯枝、果实）为研究对象,分析其C、N、P含量及化学计量学特征,并计算养分再吸收率,为黄土高原植被恢复建设及人工林合理种植规划提供理论依据。结果显示：植物叶片凋落前N、P均发生营养转移,油松N养分再吸收率最高（44.73%）,刺槐P养分再吸收率最高（41.10%）;刺槐相比于其他3种林分,绿叶C含量（413.94 g·kg^-1）略低,且其4个组分N含量略高于其他林分的相应组分,绿叶、果实P含量相对较高;4种林分的枯枝C∶N、C∶P值最大,碳蓄积功能较强;叶片N∶P值均小于14,表明生长旺盛期林分主要受N限制。油松、刺槐养分再吸收能力强,是黄土高原森林区适宜植被恢复的造林树种。     

冀西北水源涵养区不同类型人工针叶林生态功能差异性评估

人工造林被认为是增加碳汇、保持水土和提高水质最有效的方法之一,造林林种的不同将产生不同的生态效应。通过调研土壤、气象及生态化学计量参数等对CENTURY模型进行本地化,模拟冀西北水源涵养区主要针叶造林树种 [落叶松（dahurian larch）、油松（pinus tabulaeformis）、侧柏（oriental arborvitae）和樟子松（Pinus sylvestris var. mongolical）] 的生态效应,并结合文献数据评价模型拟合精度。模型模拟结果显示：与幼龄林相比,落叶松、油松、侧柏和樟子松中龄林的土壤C、N、P总储量分别增加了3.37%、3.98%、2.84%和1.82%,土壤含水量增加了151.25%、73.62%、41.83%和94.98%。不同林种两个林龄平均蒸发量比较显示,落叶松（338.85 mm）<油松（399.86 mm）<侧柏（400.52 mm）<樟子松（401.82 mm）。落叶松可以作为水源涵养区造林的优选树种。樟子松和落叶松具有较强的N、P吸收能力,建议在农业污染的下游区域推广樟子松和落叶松的种植。     

云南松林资源动态研究

利用云南省森林资源监测数据对云南松林资源的动态变化进行了研究,结果表明：在1987-2007 年的20 a 间,云南松林资源总体呈增长趋势,尤其是蓄积量在1997-2002 年得益于天然林保护工程,出现了快速上升,5 a 净增20.57%,与此同时,过熟林资源一直处于较低水平,优质可用云南松林资源的数量持续减少,濒临枯竭。云南松林分单位面积蓄积量20 a 间提高了27.05%,而大径组和特大径组林木蓄积所占比例则呈下降趋势,近、成、过熟林的单株材积从每株0.77 m³降至0.22 m³,表明云南松林质量在总体上提高的同时,可用资源数量仍在快速减少,材种结构低质化倾向加剧。云南松林分林龄结构一直呈现出显著的低龄化特征,林龄结构现状迫切要求加强对云南松林的抚育管理,科学开展森林经营。20 a间,云南松林主导利用方向波动较大,难以实现长期经营目标。监测期间,以保护为主导的森林经营政策使云南松林资源得到了休养生息,但仍然存在着粗放经营、经营目标随意调整和对成过熟林资源过度利用等森林经营管理问题,这些因素相互交织,成为云南松林资源数量、林分质量和林龄结构变化的主要原因。     

围封对固沙樟子松林下植被群落数量特征及多样性的影响

为揭示围封对人工樟子松固沙林林下植被群落及生态系统的影响,选择章古台围封37年生和46年生固沙樟子松林为研究对象,以邻近未围封林地为对照,采用野外调查法研究不同条件下樟子松林下植被的群落特征与物种多样性。结果表明:研究区共发现林下植被58种,分属18科42属,围封条件下促进禾本科植物与多年生植物种有所增加,多年生及灌木植物的重要值增大。围封降低先锋物种的重要值,明显增加羊草的重要值。围封有利于增加固沙樟子松林下植被群落的平均盖度、高度和生物量,而且随着围封年限的增加呈现不同程度的增长趋势;林下植被群落的物种多样性指数、优势度指数、均匀度指数在半围封5年较未围封状态略高,而在全围封10年则均低于未围封状态。因此,围封有利于樟子松林下植被群落的恢复与生长,适度的围封有利于林下群落多样性,进而保障群落的演替及生态系统稳定性的维持。     

Soluble protein and acid phosphatase exuded by ectomycorrhizal fungi and seedlings in response to excessive Cu and Cd

Fungi and their symbionts can alleviate heavy metal stress by exuding soluble proteins and enzymes. This study examined the role of soluble protein and acid phosphatase (APase) exuded by Xerocomus chrysenteron, an ectomycorrhizal fungus, and the seedlings of its symbiont, Chinese pine (Pinus tabulaeformis), under conditions of excessive Cu and Cd. The growth type showed that this poorly studied ectomycorrhizal fungus was capable of tolerating high concentrations of Cu, and may be useful in phytoremediation. X. chrysenteron grew well at 80 mg/L Cu, and the EC50 for Cd was 17.82 mg/L. X. chrysenteron also showed enhanced exudation of soluble protein in both isolated and inoculated cultivations under the influence of Cu and Cd. Soluble protein exudation, however, di ered under Cu and Cd stress in isolates. In mediums containing Cu, soluble protein exudation increased with concentration, but in mediums containing Cd the content of soluble protein increased to a comparable level at all concentrations. This study demonstrated that soluble protein was related to heavy metal tolerance, although the di erent ions played di erent roles. While APase activity in exudates of fungi and seedlings decreased under Cu and Cd stress in comparison to the control, the APase activity in seedlings was maintained by inoculation. Thus, X. chrysenteron facilitated the ability of plant to maintain a normal nutrient uptake, and therefore to protect it from heavy metal toxicity.     

Influence of tree species composition,thinning intensity and climate change on carbon sequestration in Mediterranean mountain forests: a case study using the CO2Fix model

Prediction of future forest carbon (C) stocks as influenced by forest management and climate is a crucial issue in the search for strategies to mitigate and adapt to global change. It is hard to quantify the long-term effect of specific forest practices on C stocks due to the high number of processes affected by forest management. This work aims to quantify how forest management impacts C stocks in Mediterranean mountain forests based on 25 combinations of site index, tree species composition and thinning intensity in three different climate scenarios using the CO2Fix v.3.2 model Masera et al. (Ecol Modell 164:177–199, 2003). The study area is an ecotonal zone located in Central Spain, and the tree species are Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Pyrenean oak (Quercus pyrenaica Willd.). Our results show a strong effect of tree species composition and a negligible effect of thinning intensity. Mixed stands have the highest total stand C stocks: 100 % and 15 % more than pure oak and pine stands respectively, and are here suggested as a feasible and effective mitigation option. Climate change induced a net C loss compared to control scenarios, when reduction in tree growth is taken into account. Mixed stands showed the lowest reduction in forest C stocks due to climate change, indicating that mixed stands are also a valid adaptation strategy. Thus converting from pure to mixed forests would enhance C sequestration under both current and future climate conditions.