中国东北地区主要树种分布与气候的相关关系研究

在广泛收集和系统整理东北地区主要树种分布资料和气象资料的基础上，利用目前国际上认为较好的三种研究植被－气候关系的指标和方法，包括Kira方法、Holdridge生命地带分类系统和Thornthwaite方法，研究了东北地区主要树种分布与水热条件的关系，找出了它们的地理分布特征和气候指标特征，建立起该地区主要树种分布与气候的关系。 利用Kira的温暖指数（WI）、寒冷指数（CI）及徐文铎的湿度指数（HI）计算了东北地区主要树种的水热指标值，划分了主要树种的Kira水热指标分布类群。 计算了东北地区主要树种的Holdridge生物温度BT、可能蒸散APE及可能蒸散率PER,划分了东北地区主要树种的Holdridge水热指标分布类群。 计算了东北地区主要树种的Thornthwaite潜在可能蒸散PE及湿润指数IM，并划分了主要树种的Thornthwaite水热指标分布类群。 这三种方法所反映的东北地区主要树种分布与气候的相互关系基本是一致的，不同植被地带的优势种和常见种分布在不同的气候指标范围内，即气候条件决定了主要树种的分布，而主要树种的分布也反映出东北地区气候的特征。 对以上几种方法进行相关分析表明，各气候指标之间是高度相关的，Kira温暖指数和寒冷指数以及Holdridge生命地带分类系统与植被的对应性好，且计算简便，适用于东北地区植被与气候的相关性研究。利用这三种方法综合对东北地区主要树种进行了分类，将树种划分为八个水热分布类群，反映出这些树种沿热量和水分梯度的分布格局。

海洋细菌B3B河豚毒素高产菌株的选育及其发酵技术研究

中文摘要 河豚毒素（tetrodotoxin，TTX）是一种剧毒的海洋神经毒素，具有戒毒、局麻、镇痛等多种功效，其国际市场的售价高达每克20万美元。本文对微生物源TTX进行了研究，期望为今后TTX的大规模生产提供理论依据和试验指导。 对我国渤海红鳍东方豚体内产毒细菌的微生态分布作了研究，共分离到了34株产毒细菌。对其中毒性较强的B3B菌株进行了进一步研究。生理生化试验及16SrDNA序列测定结果表明，该菌属于梭形芽孢杆菌（Bacillus fusiforms）。通过小鼠试验、薄层层析试验及质谱分析，初步认定发酵产物中含有河豚毒素。 为提高TTX的产量，我们采用紫外线、亚硝基胍对出发菌株B3B进行了诱变，获得了TTX稳定高产的突变菌株N14。应用均匀设计，对培养基组分进行了优化，获得较理想的发酵培养基，组成为蔗糖：0.2%、酵母膏：0.3%、酪蛋白胨：0.5%、KH2PO4：0.6%。优化后摇瓶发酵试验TTX的产量为5.42MU/20mL, 较优化前提高了128.7%。 在摇瓶发酵工艺的基础上，进行了N14 突变株10L罐发酵试验, 结果表明当发酵48h时，TTX产量最高，为21.2MU/20mL，较摇瓶发酵提高了290％。

石油污染土壤微生物多样性分析及芘降解菌的鉴定

石油污染是目前最严重的环境问题之一，我国有近千万亩的耕地受到程度不同的石油污染。沈抚灌区位于辽宁省沈阳市和抚顺市之间，全长70多千米，是我国最大的石油污染灌区之一，有四五十年的污灌历史，已对当地的生态环境造成了严重的影响。随着人们对污水灌溉危害的认识，从20世纪80年代起，逐步停止了污水灌溉，开始了清水灌溉和改为旱田耕作，但污染问题仍然存在。目前，由于对该地区污染土壤微生物类群、原位降解菌及它们对环境条件变化的响应等信息缺乏了解，限制了对该地区污染土壤的生物修复。 分子生物学研究手段及稳定同位素分析技术，为污染土壤微生物生态学研究提供了全新的研究手段，为突破当前石油污染土壤生物修复研究止步不前的局面指引了方向。本论文采用变性梯度凝胶电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE）和磷脂脂肪酸分析（Phospholipid Fatty-acid Analysis, PLFA）分析技术，对沈抚灌区水改旱田石油污染土壤的微生物多样性与环境指标的相关规律进行了分析；以PLFA为生物标示物，结合气相色谱-稳定同位素比率质谱（Gas Chromatography Combustion Isotope Ratio Mass Spectrometry, GC-c-IRMS）分析技术，对石油污染土壤和相对清洁土壤中多环芳烃菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定；并以不同的吸附性载体为介质，富集、筛选了芘的降解菌。 研究结果表明，石油污染土壤中的微生物群落结构主要与其相对地理位置有关，当污染物的浓度达到一定程度，土壤中的微生物群落结构会发生明显的改变。以13C标记的稳定同位素菲和芘为代谢底物，对污染土壤中菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定。 13C-PLFA- GC-c-IRMS分析结果显示，参与菲降解的微生物有G-、G+细菌和放线菌，其中以G-细菌为主；污染土壤和相对清洁土壤两种土壤都未检出有真菌参与；参与芘降解的微生物有放线菌、G-细菌和真菌，其中以G-细菌为主，同时，也检测到有真菌的参与；污染土壤中的降解菌群较清洁土壤丰富。研究还发现，芘在土壤中的降解可能存在不经过菲为中间产物的代谢途径。采用不同的吸附性载体所富集的优势细菌显著不同。从不同的吸附性载体上最终得到8株芘的降解菌，其中鉴定出的三株菌中Sp-A56，Sp-A21为多食鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium multivorum）；Sp-B05氨基杆菌属的一个亚种（Aminobacter sp.），未见有关该菌株芘降解能力的报道，可能是一株新的芘降解菌。

磷霉素生物转化菌株的诱变选育

磷霉素（FOM）具有化学结构独特、适应症多、不易形成耐药性、可治疗危重感染等特点，其市场前景越来越被看好。但是，现在所采用的对称性化学合成工艺却存在着原材料浪费、环境污染和成本难以下降等问题。研究和开发磷霉素手性生物合成工艺可能是解决上述问题的一条可行途径。 在本论文之前的研究工作中，项目组筛选到了手性环氧化顺式丙烯磷酸（cPA）合成FOM的高效生物转化细菌－梭形芽孢杆菌（Bacillus fusiformis）FB7912，该菌株在cPA浓度为10mg/mL时的磷霉素产量为1.15mg/mL。本论文以FB7912为出发菌株，采用多种诱变方法对其进行诱变育种，并通过初筛和复筛获得了一株磷霉素产量显著增加的高效突变株，并对此突变株进行了相关特性研究。同时，本文还对几种不同诱变剂的诱变效应进行了评估。论文获得的主要研究结果如下： (1)采用了多种诱变方法－物理、化学及复合诱变对FB7912菌株进行诱变处理，如：紫外线、氯化锂、NTG、吖啶橙、（-）FOM耐受、NTG复合吖啶橙、NTG复合（-）FOM的诱变方法。结果表明，不同诱变因子对该菌株有着不同的致死效应和诱变效果。经过诱变，利用单菌落琼脂块法初筛共获得146株正突变株。其中，吖啶橙诱变处理筛选到了20株，NTG诱变处理筛选到了92株，（-）FOM耐受处理筛选到了25株，NTG复合吖啶橙诱变处理筛选到了6株，NTG复合（-）FOM诱变处理筛选到了3株，而紫外线和氯化锂诱变处理均未筛选到高效突变株。 (2)通过分析和比较不同诱变方法对FB7912的诱变效应，我们发现复合诱变的诱变效应要好于单一因素的诱变效应，化学诱变要好于物理诱变。以抗产物为最终目的的定向诱变的负突变率相对较低。从单因素化学诱变效应来看，NTG的诱变效应较强。以NTG复合吖啶橙的诱变结果为最佳，最后所得的正突变菌株即是从此诱变方法筛选得到。 (3)经过复筛，所选育到的菌株ZY39的最高磷霉素产量达到1.81mg/mL，比出发菌株提高了57.39%，而闫浩林等人报道的对另一株磷霉素转化菌株进行诱变仅使其产物产率提高33%。迄今已报道的最高产量的磷霉素转化菌株是一株Cellvibrio gilvus，当底物浓度为5 mg/mL时，其产物浓度达2.1 mg/mL。ZY39菌株的产物产量只比已报道的最高产量略低，但高于所有其它已报道菌株。 (4)对诱变所得菌株进行了磷霉素生物转化特性考察，发现与原始出发菌株相同，其顺丙烯磷酸的环氧化过程也具有严格的VO3-依赖性，Co2+和甘油对环氧化均有促进作用。

沙地樟子松幼苗对水肥添加的生理生态响应

水分和N(氮)素是树木赖以生长和生存的必需要素，它们的有效性直接影响着树木的生长和发育，进而影响生态系统的生产力。本文研究了水分和N素添加对沙地樟子松幼苗的生理生态影响，以期确定沙地樟子松苗木生长发育的限制性因子，加深对樟子松在沙地环境中适应能力的进一步认识，为樟子松的引种栽培、苗圃水肥管理提供一定的科学依据。 本研究以樟子松幼苗为研究材料，在水泥池子（大小为1.0 m × 1.0 m）中进行。设置两组实验：（1）水、N肥（NH4NO3）添加实验，由CK（既不加水也不加N肥）、W（每10 d加水1次，水量为10.0 L•m-2）、N（10.0 g•m-2）、W+N (包含W和N 2个处理)4个处理组成，每处理3个重复，以3年生苗木为材料；（2）5个不同N肥（NH4NO3）水平（CK-0.0、N1-5.0、N2-10.0、N3-20.0和N4-25.0 g•m-2）实验，各水平3个重复，以2年生苗木为对象。通过季节性取样，测定了形态指标（株高、地径、生物量等）、生理指标（叶片相对含水量、叶片叶绿素含量、叶片脯氨酸含量等）和养分指标（植株与土壤的全N、全P浓度等）。结果如下： （1）樟子松幼苗生长与N素添加水平关系密切，3年生苗木株高、地径、单株总生物量在W、N、W+N处理下明显增加，且在W+N处理下达到最大值；在CK~N3范围内，2年生苗木的株高随N肥水平的增加明显加大，株高、地径、单株总生物量等的最大值出现在N3水平，N3水平最有利于促进樟子松幼苗的生长。 （2）相对生长速率（RGR）是衡量苗木总生物量累积状况的重要指标。RGR对水、N肥处理和N肥水平的响应不明显，随着时间的推移而下降。 （3）叶片相对含水量（RWC）在W处理、不同N肥水平处理下的变化均不明显，W+N处理使得叶片RWC明显增加；叶绿素含量在水和N肥处理下、不同N肥水平处理均未发生明显的变化，最大值分别出现在W+N处理和N3水平下。脯氨酸的含量与植物所处环境中的水分、N养分条件有一定联系，在W处理下其含量有下降趋势；在N4水平下达到最大值，起到明显的积累作用。 （4）W、N和W+N处理促使3年生苗单株全N含量明显增加，在W+N处理下达到最大值；W+N处理对单株全P含量具有明显的影响；水、N肥添加处理对3年生苗木根、茎、叶的全N浓度和全P浓度作用不明显。在N2、N3水平下，单株全N含量明显增加；N3水平促使2年生樟子松幼苗根、茎、叶中的全N含量明显升高；添加N肥对幼苗全N浓度没有产生明显的影响；在N3水平下的单株全P含量明显增加，全P浓度对N肥施加反应不明显。 （5）W+N处理明显加快了3年生苗木的净N利用效率（NNUR）和净P（磷）利用效率（NPUR），W处理和N处理对NNUR和NPUR影响不大，这说明水与N肥联合后对NNUR和NPUR产生作用，其大小关系一致，即：CK < W < N < W+N。在不同N肥水平下，2年生樟子松幼苗的NNUR和NPUR差异均不显著。NNUR和NPUR随着时间的推移而降低。 （6）根据的N∶P比值和叶片养分含量临界值以及苗木的株高、单株总生物量在不同N肥水平和水、N肥添加处理下的变化情况，可以初步判定本研究中樟子松苗木受到N养分的限制，另外，水分和N养分之间具有联合作用。因此，在苗圃育苗和造林初期，要合理地进行水肥管理。

友好林业局森林采伐对森林景观格局演变的长期影响

人为活动是森林景观变化的主要驱动力之一，采伐又是人类对森林最主要的干扰活动，采伐影响下森林景观的长期变化动态，是森林经理学的重要研究内容。本文以小兴安岭友好林业局为研究区，充分利用林相图，地形图以及采伐等资料，采用GIS作为数据处理的手段，用空间直观景观模型（LANDIS）模拟了500年的时间尺度上森林景观在各种采伐活动影响下的演替动态。本研究选取五个代表树种：红松、云杉、椴树、落叶松、白桦，主要从分布面积、年龄结构和聚集度三个方面进行了分析，揭示了森林景观变化与采伐之间的定量化关系，为森林管理措施的制定提供理论依据。主要结论如下 ①友好林业局过去的森林采伐造成了严重的生态后果：原始林已经所剩无几，而是变成了以过伐林和次生林为主；友好林业局红松的面积仅占6.3%，云、冷杉分别占9%左右，占优势地位的是落叶松和白桦，分别为27%和29%。红松、云冷杉以及落叶松80%以上的都是中幼龄林。②自然演替状态（无采伐）下，红松、云杉和椴树的分布面积逐年升高，500年内红松增加了24%，聚集程度不断升高；而白桦等阳性先锋树种分布面积则大大降低，500年内白桦减少了近15%，聚集程度逐渐降低。③传统经营下的采伐研究表明，采伐是友好林业局森林景观变化的主要驱动力。本研究中由于树种的生活特性和模型本身的特点，红松、云杉分布面积在三种模拟方案下的差异不明显，落叶松和白桦在各种方案下的差异比较明显。采伐明显改变了各树种年龄结构,采伐后树种林龄级下降。采伐还会造成树种聚集度明显差异，而且树种分布格局和采伐分布格局密切相关，红松、云杉、椴树聚集度指数与采伐分布指数显著正相关，落叶松、白桦聚集度指数与采伐分布指数显著负相关。④本研究中由于树种的生活特性和模型本身的特点，与传统经营相比，分类经营下生态公益林内落叶松和白桦的面积变化比较明显，红松、云杉、椴树的面积变化不明显；然而各树种的年龄结构均发生了显著变化，分类经营下成、过熟林的面积明显增加。⑤不同径级择伐一定程度上引起了采伐面积、采伐强度以及采伐空间分布格局的差异。不同树种由于其生活特性的差异对不同径级择伐反应各异，不同径级择伐下树种分布面积和年龄结构差异较明显，但是各树种聚集度指数在不同径级择伐下的差异较小。

延边林业可持续发展能力研究

林业是经济和社会可持续发展的重要基础，是生态建设的主体，因此，林业和林区的可持续发展在社会经济的发展中具有特别重要的地位。本文以吉林省重点林区延边朝鲜族自治州为研究对象，在分析林区森林资源动态变化的基础上，分别采用生态足迹，森林生态系统服务功能和林业可持续发展能力三个指标（体系）对林区1985~2002年及其所辖的10个林业局1990~2000年的林业可持续发展进行动态评价。结果表明：（1）1985~2002年有林地、人工林面积与蓄积增加；疏林地、未成林造林地与无林地(1995年除外)面积减少；（2）1985~2002年林地生产足迹、出口足迹与生态足迹下降，林地生态承载力与生态盈余增加，万元林业产业总产值生态足迹递减；（3）1990~2002年森林生态系统服务功能增加，其中直接经济价值的增长率大于间接经济价值，但涵养水源与净化空气是其主要功能；（4）林业可持续发展能力分值增加，其中1985~1994年属弱可持续发展，1995~2002年属中等偏弱可持续发展，2010年将步入强可持续发展；10个林业局可持续发展能力1990~2000年间平均值排序为：白河＞和龙＞八家子＞敦化＞天桥岭＞珲春＞汪清＞大石头＞黄泥河＞大兴沟。总之，延边林业可持续发展取得很大成效并已步入良性阶段，但仍存在不少问题，有待进一步加强管理。

缓释尿素对棕壤农田线虫群落的影响

通过田间随机区组试验，就缓释尿素对棕壤农田线虫群落产生的影响进行了研究。本试验设置4个处理，（1）普通尿素（U）；（2）U＋脲酶抑制剂LNS（SRU1）；（3）SRU1＋硝化抑制剂双氰胺（DCD）（SRU2）；（4）SRU1＋硝化抑制剂3, 5-二甲基吡唑（DMP）（SRU3）。结果表明，在整个春小麦（Triticum aestivum L.）生育期内，SRU1、SRU2和SRU3处理的土壤脲酶活性低于U处理，且SRU2、SRU3 处理的土壤NH4+-N含量在较长时间内维持在较高水平；4个处理共鉴定土壤线虫39个属，其中Cephalobus和Aphelenchus为优势属，所有处理均以食细菌线虫为优势营养类群；小麦抽穗期、成熟期，SRU3处理土壤线虫总数、食细菌线虫数量以及小麦成熟期SRU3处理的土壤捕食/杂食线虫数量显著高于U、SRU1和SRU2处理（p < 0.05）；香农多样性指数（H′）、优势度指数（λ）表明小麦成熟期SRU3处理的物种多样性较高，且线虫群落组成较为均衡；脲酶抑制剂和硝化抑制剂组合型缓释尿素能够对土壤线虫群落结构产生有益的影响。

不同施肥制度下潮棕壤钾素肥力演变

1990～2004年在下辽河平原进行的长期定位试验，对不同施肥制度下作物（玉米、大豆）产量及潮棕壤钾素收支和肥力变化进行了研究；同时用两种不同的方法研究了作物（玉米和大豆）的土壤缺钾临界值。 研究结果表明，不同处理对土壤K素收支状况产生不同的影响：N肥或NP肥并用加剧了土壤K的收支赤字；保持系统中养分的循环再利用，可以缓解但不能从根本上消除土壤K素的收支赤字，只有在K素循环回田的基础上配施K化肥能保持系统内部K素平衡。 未施K肥的各处理土壤速效钾和缓效K浓度均有明显的下降，其中NP和N处理土壤缓效K浓度下降幅度最大；施NPK肥的处理，土壤速效钾和缓效K浓度有所提高；K肥配合循环猪圈肥的施用，能明显提高土壤速效钾和缓效钾浓度。 根据历年试验结果进行统计，用十字交叉法得出玉米的土壤速效K临界值为78mg∙kg-1，大豆的土壤速效K临界值为74mg∙kg-1。将土壤速效K与作物相对产量进行相关分析，根据回归方程计算，玉米和大豆土壤速效K的临界值分别为82.59mg∙kg-1、81.56mg∙kg-1。 K肥对玉米和大豆的增产有一定的效果；施加循环猪圈肥的处理也能在一定程度上提高作物产量，且循环猪圈肥有稳产的作用；化学钾肥配合循环猪圈肥能显著提高玉米和大豆的籽实产量（p<0.01）。

黄菠罗外植体复幼技术及其生理基础

本文以组织培养技术为手段，在成功实现黄菠罗微体繁殖与植株再生的基础上，通过对5个发育阶段初始材料的继代培养和继代过程中异戊烯基型细胞分裂素(iP型CKs)、玉米素型细胞分裂素(Z型CKs)、赤霉素(GAs)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和多胺的连续检测分析，初步确定了黄菠罗幼-成龄阶段转化与五种内源激素、多胺含量之间的关系，探讨了黄菠罗成龄材料复幼复壮的可能性，确定了黄菠罗幼-成龄阶段转化的生物学指标，其研究结果可为黄菠罗无性系快繁和优良繁殖材料选择提供一定的理论依据，同时也为黄菠罗进一步开发利用打下基础。 主要结论： 1. 黄菠罗组织培养获得成功，优化培养基为 MS+2.5mg/l6-BA+0.25mg/LNAA，且约30年生 树木腋芽或一年生嫩枝可作为黄菠罗快速繁 育较适龄的外植体。 2. 成龄阶段黄菠罗可以获得部分复幼或复壮。 3. 在黄菠罗幼-成龄发育阶段转化的过程中， IAA、Z型CKs/总CKs、IAA/ABA、 Spd-S、Spm-S、DAP-SH、Spm-SH、Put- PH、Spd-PH、总Spd和总Spm逐渐 升高，而Z型CKs、iP型CKs、总CKs、iP型 CKs/总CKs、iP型CKs/GAs、iP型CKs/IAA、 GAs/IAA、iP型CKs/ABA、Z型CKs/IAA、Z型 CKs/GAs、Z型CKs/ABA、DAP-S、Put-S、总 PAs-S、Put-SH、Spd-SH、DAP-PH、Spm- PH、总Put、总PAs、DAP-S/ Spd-S、DAP- S/Spm-S、Put-S/Spd-S、Put-S/Spm-S、 DAP-SH/ Spm-SH、DAP-S/(Spd-S+Spm-S)、 Put-S/(Spd-S+Spm-S)、Put-SH/Spm-SH、 (DAP-S+Put-S)/(Spd-S+Spm-S)和(DAP- SH+Put-SH)/(Spd-SH+Spm-SH)逐渐降低；在 整个继代过程中，Z型CKs、iP型CKs、总 CKs、Gas、IAA、IAA/ABA、iP型CKs/总 CKs、iP型CKs/GAs、Put-S、 Spd-S、总PAs-S、Put-SH、Spm-SH、DAP- PH、Spd-PH、总Put、Put-S/Spd-S、 Put-S/Spm-S、Put-SH/Spd-SH、Put- SH/Spm-SH、Put-S/(Spd-S+Spm-S)、Put- SH/(Spd-SH+Spm-SH)、(DAP-S+Put-S)/ (Spd-S+Spm-S)、(DAP-SH+Put-SH) /(Spd-SH+Spm-SH)和总PAs-S/总PAs-SH逐 渐升高，而ABA、Z型CKs/总CKs、iP型 CKs/IAA、GAs/IAA、Z型CKs/IAA、Z型 CKs/GAs、Z型CKs/iP型CKs、GAs/总CKs、 Spm-S、DAP-SH、Spd-SH、总PAs-SH、Put- PH、Spm-PH、总PAs-PH、总Spd、总Spm和总 PAs逐渐降低。 4. 培养物中5种内源激素代谢表明，Z型CKs/iP 型CKs、iP型CKs/总CKs的比值和GAs含量可 以作为黄菠罗幼-成龄阶段转化的指标，而 iP型CKs/GAs、iP型CKs、总CKs、GAs、iP型 CKs/IAA和IAA/总CKs则是成龄阶段黄菠罗复 幼的主要原因，且对复幼的影响依次降低。 5. 培养物内源多胺代谢表明，游离态和酸可溶 性Put/Spd和Put/( Spd+Spm)、Put-S/Spm- S、和总PAs-S/总PAs-SH可以作为幼-成龄阶 段转化的指标,而总PAs-S则是对成龄黄菠罗 复幼或幼龄黄菠罗保持较高分裂分化能力的 主导因素，依次是总PAs-S、Spd–S、总PAs- S/总PAs-SH、总PAs-SH、Put-S、Put-SH、 (DAP-S+Put-S)/(Spd-S+Spm-S)、Put-S/( Spd-S+Spm-S)、Put-SH/Spm-SH、Put- S/Spd-S。

大庆油田两种典型含油固体废物处理技术研究

石油开采炼制中产生的含油固体废物已经被列入《国家危险废物名录》，其来源和物理化学性质复杂，油、水、泥比例差异显著。目前尚无高效资源回收技术。本文以大庆油田两种典型含油固体废物（罐底含油污泥与老化油）为研究对象，针对其性质提出了以热馏、三相分离为核心的处理工艺，并分析处理后衍生品性质，在此基础上进行系统的含油固体废物资源化技术研究。 试验结果表明：大庆油田罐底含油污泥含油量高于25％，适合于热馏处理，油总收率在20％－35％之间，其中所含的油回收率40％－60％；剩余残渣热值比原油泥提高近30％，可以焚烧回收热值；馏出产品中含汽油馏分8.35％、柴油馏分53.95％、润滑油馏分37.7％；柴油符合优等0＃柴油的质量标准；热馏技术主要同反应温度与反应器内残压相关，高温低残压易于油回收。 通过三相分离法处理老化油，加热、破乳、离心后，无机盐、金属离子、无机相硫化物等随水相分离出；氧化胶质、破碎菌胶团、机械杂质及有机药剂随固相分离出；处理后样品含水率减少99.7％，氮含量（聚合物）减少10.24％，机械杂质减少60％，胶质、沥青质减少35.38％，硫含量减少1.67％，盐含量减少60％，铁含量减少34.78％。处理后老化油耐受电场强度为3000 V/cm。

植物细胞色素P450对土壤PAHs污染早期诊断研究

以高等植物为试验材料，建立了细胞色素P450含量的测定方法。在此基础上通过对5种植物（小麦、玉米、白菜、萝卜、大豆）的筛选试验，最终选择小麦绿苗和玉米黄化苗作为供试材料，进行土壤菲、芘单一与复合污染条件下，细胞色素P450含量与多环芳烃污染的量-效关系生态毒理诊断研究。同时为比较不同指标对污染物生态毒性敏感性，进行了相同剂量条件下，SOD、POD、CAT活性,高等植物种子发芽与根伸长抑制率与菲、芘单一与复合污染诱导的剂量-效应关系试验研究。 细胞色素P450含量污染诱导研究结果表明，在较低的浓度下，土壤菲、芘单一暴露与小麦和玉米幼苗P450含量具有显著的污染诱导剂量-效应关系，菲、芘复合污染对小麦和玉米的P450产生协同毒性作用。两种植物P450含量对菲、芘污染指示较为敏感。 SOD、POD、CAT活性比较试验结果表明，SOD、POD、CAT活性对菲、芘污染具有响应，但响应敏感性不及植物色素P450，有些不能进行定量诊断，但可用于定性诊断。 发芽率和根伸长抑制率试验比较结果表明，在同样的供试浓度范围内，小麦发芽率和根伸长与对照相当，未出现明显诱导或抑制的响应。植物色素P450含量对菲、芘单一与复合污染的指示作用比植物种子发芽率和根伸长抑制率更为敏感。 植物细胞色素P450这一敏感指标可以作为生物标记物，与化学分析及抗氧化酶系指标结合起来进行土壤PAHs早期诊断。既有助于提高指标的准确性和敏感性，推动形成完善的土壤污染生态毒理诊断方法，还可从生理和分子水平使污染诱发障碍的机理等得到破译。

长白山暗针叶林苔藓植物对森林更新的影响

本文以长白山暗针叶林为研究对象，探讨了苔藓植物对森林更新的影响。研究内容包括：苔藓植物群落特征与林木更新的关系，苔藓植物体及其浸提液对种子萌发、幼苗生长的影响，苔藓植物浸提液的化学成分分析。主要结果：1）当苔藓层盖度大于40％或厚度大于4cm时，红松、臭冷杉、花楷槭幼苗数量较少；当苔藓层厚度小于4cm时，花楷槭和花楸幼苗数量较多；去除苔藓层后，小种子树种臭冷杉和鱼鳞云杉幼苗数量增多，而大种子树种红松则相反。2）不同种类、数量和活性的苔藓植物体对树木种子萌发和幼苗生长的影响是不同的。活苔藓植物体量多时，塔藓和拟垂枝藓对红皮云杉和落叶松种子发芽率没有显著影响，但不同程度地促进幼苗的生长。而活植物体量少时及杀青后的苔藓植物体，则在不同程度上抑制红皮云杉和落叶松种子萌发及幼苗生长。3）在实验室条件下，塔藓和拟垂枝藓活体浸提液对红皮云杉和落叶松种子发芽率没有显著影响，但在一定浓度下，塔藓浸提液抑制红松种子发芽，拟垂枝藓浸提液则促进其发芽；两种苔藓植物浸提液均抑制红皮云杉和红松幼苗生长，促进落叶松幼苗的生长。在室外条件下，杀青后塔藓的浸提液促进红松幼苗的生长，并且影响土壤的氮、磷含量。4）采用气质联用仪进行分析表明，塔藓浸提液中含有的已知发芽抑制物质要多于拟垂枝藓浸提液。

水肥添加对半干旱沙质草地植被生长和养分吸收的影响

在陆地生态系统中，干旱和养分缺乏是制约植被生长和养分吸收的主要逆境因素。从单个植物种到植被群落，水分及养分的有效性控制着生态系统的各个环节。本文以科尔沁半干旱沙质草地植被群落为研究对象，通过两年的田间水(80mm、40mm)、N肥（200 kg•ha-1）和P肥(P2O5)（100 kg•ha-1）添加试验，从植被的生产力、植被群落结构、植物的形态特征、植物的适应特性、植物N、P浓度等方面分析了沙质草地植物的养分限制状况，初步研究了沙质草地水分以及N、P养分供应状况与植物生长的关系。结果表明： N素是该地区植被生长的首要养分限制因子，从单个植物物种（主要指优势种白草和黄蒿）到植被群落均受到土壤中N素的限制作用。N添加下植被地上生物量以及白草和黄蒿地上单株生物量均显著增加，植被的群落结构发生变化，植物N浓度、植物N:P比也显著增加，但是植物P浓度由于植物快速生长的稀释作用而减小。 对群落生产力来说，N添加下植被生物量提高了155%，白草和黄蒿地上单株生物量分别提高了276%，291%。试验处理中200kg•ha-1的施N量并未达最佳施肥量的阈值；单独添加水和添加P在对整个生长季植被地上生物量以及白草和黄蒿地上单株生物量的影响不显著；但是早期的水分处理促进植物茎的生长，使植物茎叶比增大，并使得早期植物N、P浓度相对较小，因而改变了非禾草类植物N、P浓度的季节动态变化；同时添加水和P肥可以促进非禾草类植物对P素的吸收和利用，而同时添加P肥和N肥与单独添加N肥结果相似。 对植被群落结构来说，水肥添加对群落的组成以及不同优势种所占的比例均有不同程度的影响。所有处理中以黄蒿为主的非禾草类植物在群落中均占据着优势地位，而且水添加、N添加以及P添加减小了以白草为主的禾草类植物在群落中的竞争优势，禾草类植物在植被总生物量中所占的比例均有不同程度的下降，其中添加N处理下的影响尤为显著，与对照相比，N添加下禾草类植物所占的比例由40.75%下降到18.95%，下降了21.8%。 生长季内（6～10月），水肥添加下植被地上生物量、单株生物量以及植物N、P浓度、植株含水量、植株茎叶比均呈现显著的季节动态变化。在所有植物中，非禾草类植物生物量的季节动态决定了总植被生物量的季节动态，在N添加下呈递增趋势，而未添加N处理下则呈现增加后减小的变化趋势。植被地上生物量N、P浓度随着时间具有相同的季节动态变化，禾草类植物N、P浓度随时间均呈现下降趋势，而肥料添加下非禾草类植物N、P浓度也呈现显著的下降趋势，但是由于添加水的作用，在水+肥处理下植物N、P浓度则呈现先增大后减小的季节动态变化。植株N、P浓度以及植株相对含水量随着植株的生长均呈下降趋势，而植株茎叶比则呈上升趋势。 研究区草地各处理下植被以及单个物种植物N:P比都很小，介于2～13之间，N添加下植物N:P比显著增加，应用临界N:P比可诊断土壤中氮素是植物的主要限制因子。随着环境中N、P有效性的波动，不同器官以及不同时间，植物N:P比均表现出不同的动态变化趋势，但植物仍能够维持体内N、P浓度保持相对平衡，植物N、P浓度显著正相关。在植被水平上，除水+P添加外，其他各处理下禾草类植物以及非禾本可植物N、P浓度均呈显著正相关关系，回归线形方程中的斜率a的倒数实际可以上表征植物生长季内的平均N:P比。在物种水平上，各处理下白草植株N、P浓度呈线性相关关系，而黄蒿则没有这个特性，白草具有较强的体内N、P浓度平衡机制。

亚热带主要树种细根分解对土壤活性有机碳的影响

土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分，土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库。在一定时间内土壤有机碳含量通常代表了植物碳输入和微生物分解之间的相对量的大小。土壤活性有机碳是土壤有机碳的一部分，土壤活性有机碳是土壤有机碳中周转速率最快的。土壤活性有机碳可以用微生物碳和水溶性有机碳等指标进行表征，它们可以较早指示土壤质量的变化。植物通过根系分泌和周转向土壤输入碳，而有关树木细根分解对土壤活性有机碳影响的文献很少。细根是植物凋落物的一部分，在物质循环中起到重要作用。 本文采用实验室培养方法，以桤木(Alnus cremastogyne)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和火力楠(Michelia macclurei)细根为材料研究了不同树种细根、不同添加量细根以及不同培养温度对土壤活性有机碳的影响，以揭示人工林细根对土壤有机碳的影响。 第3章研究结果表明，培养结束后CO2-C累积释放量依次为：火力楠细根处理>桤木细根处理>杉木细根处理，添加细根的处理土壤微生物碳和水溶性有机碳含量均显著高于对照，而土壤全碳含量只在添加火力楠细根处理下显著高于对照，结果表明细根可以在短时间内提高土壤活性有机碳的含量。 第4章研究了不同细根量对土壤活性有机碳的影响，结果表明同一树种细根不同添加量对土壤全碳的影响程度不同，土壤全碳随着细根添加量的增加而显著增加。各树种均以添加2.0g细根处理的土壤微生物碳含量最高。各树种细根不同添加量的处理对土壤水溶性有机体碳的影响均不显著。培养结束时土壤硫酸钾浸提溶解性有机碳含量变化不大，只有杉木细根0.6g处理土壤硫酸钾浸提有机碳含量显著高于0.3g处理，其他处理间差异不显著。 第5章研究了不同温度对土壤活性有机碳的影响，结果表明温度显著影响细根的分解速率，温度对土壤微生物碳没有产生显著影响，而对土壤可溶性有机碳含量的影响达到了显著水平。