CO2升高对土壤微生物群落影响的模拟研究

大气CO2浓度升高可以通过植物间接影响土壤生态系统。土壤生态系统的结构和功能改变将影响有机质矿化和营养物质循环，进而可能对CO2浓度升高产生正反馈或负反馈。微生物是土壤生态系统的主体，在对CO2浓度升高的反馈中起着至关重要的作用。本研究以开顶箱系统为平台，采用微生物分子生态学技术和现代酶学技术，通过对长期接受500 ppm CO2的红松幼树、长白赤松幼树和蒙古栎幼树非根际土壤连续两个生长季的测定，系统研究了高浓度CO2对温带森林土壤微生物群落的生物量和微生物活性的影响，检测了土壤微生物群落的结构和功能以及土壤化学性质变化，主要结论如下： （1）高浓度CO2处理提高了土壤有机碳含量。与对照组相比较，红松幼树土壤有机碳含量提高9.4%；长白赤松幼树土壤提高0.6%；蒙古栎幼树土壤提高1.3%。 （2）高浓度CO2处理使土壤磷酸酶（phosphatase）、几丁质酶（1,4-β-acetylglucosaminidase, 1,4-β-NAG）和多酚氧化酶（phenol oxidase）活性发生了显著变化，高浓度CO2使红松土壤 1,4-β-NAG活性提高7-25%，长白松土壤1,4-β-NAG平均活性降低14%，蒙古栎土壤1,4-β-NAG平均活性提高31%。 同时研究还发现，过氧化物酶（peroxidase）和多酚氧化酶(phenol oxidase)活性与微生物量碳和微生物量氮呈显著的正相关。相关分析还显示，土壤湿度与1,4-α-葡萄糖苷酶（1,4-α-glucosidase）活性、 微生物生物量碳和微生物生物量氮呈显著的正相关。 高浓度CO2在不同程度上改变了土壤转化酶活性和脱氢酶活性。高浓度CO2显著提高了红松和长白赤松土壤硝化酶活性；而显著降低反硝化酶活性。 （3）研究发现三种树土壤的真菌和细菌群落存在着季节性演替，并且高浓度CO2熏蒸处理使真菌群落结构发生了显著的变化，表现为一些种群优势度下降，另一些升高。虽然，细菌群落没有如真菌群落变化的明显，但研究中也发现高浓度CO2的确使个别细菌种群的优势度发生了显著改变。 亲缘关系与Calocybe carnea，Magmatodrilus obscurus密切的真菌是红松土壤优势种群，与Humicola fuscoatra关系相近的是长白松土壤的优势种群，并且此三种真菌的季节性变化不显著。研究发现高浓度CO2使红松土壤中亲缘关系与Pachyella clypeata，Cochlonema euryblastum，Lepiota cristata，Eimeriidae sp.， Trichoderma sp.相近的种群的丰富度显著提高，使蒙古栎土壤中亲缘关系与Serendipita vermifera，Calocybe carnea种群丰富度显著下降，使蒙古栎土壤中与Candida sp.，Magmatodrilus obscurus和Pachyella clypeata亲缘关系密切种群的丰富度显著提高。 （4）三种幼树叶的原位分解培养429天结果显示，红松和长白松凋落物的β-葡萄糖苷酶（1,4-β-glucosidase）和木糖苷酶（1,4-β-xylosidase）活性随着分解而逐渐增加，而这两种酶在蒙古栎凋落物分解过程中保持相对恒定；高浓度CO2显著影响叶凋落物分解磷酸酶（phosphatase），纤维二糖酶（cellobiohydrolase）, 几丁质酶(1,4-β-NAG)，多酚氧化酶（phenol oxidase）和过氧化物酶（peroxidase）的活性。研究发现，凋落物的生物化学性质变化能引起分解的微生物群落发生变化，进而引起分泌的胞外酶活性变化，科学印证了大气CO2浓度升高“通过影响凋落物质量进而影响分解叶凋落物的微生物群落的结构和功能”的猜测。 不同凋落物之间酶活性差异显著，真菌和细菌群落结构也显著不同。序列与Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系密切的真菌和亲缘关系与Verrucomicrobia bacterium密切的细菌是长白松凋落分解的最优势种群，序列与Lophium mytilinum亲缘关系密切的真菌是红松凋落分解的最优势种群。 另外，研究还发现，高浓度CO2使参与分解红松凋落物Beta proteobacterium OS-15A亲缘关系相近的细菌种群和与Azospirillum amazonense亲缘关系相近的种群丰富度显著降低；使与Luteibactor rhizovicina亲缘关系相近的种群和与Luteibactor rhizovicina亲缘关系相近的种群显著提高。高浓度CO2使定殖于长白松凋落物上Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系相近的种群和与Bionectria pityrodes亲缘关系相近的种群显著提高，而使与Neofabraea malicorticis亲缘关系相近的种群和与Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系相近的种群显著下降。

基于QuickBird卫星影像的沈阳城市绿地景观格局研究

城市绿地是城市景观的重要组成部分，起着调节城市生态环境、美化城市景观、提供休闲游憩场所的重要作用，在城市发展中扮演着关键角色。沈阳市近年来将城市绿地建设作为城市建设的重要方面，取得了显著成效。因此，本文利用2006年Quick Bird高分辨率卫星影像对沈阳市三环内的城市绿地景观格局进行了研究，具体结论如下： (1) 沈阳三环内绿地斑块18261个，绿地面积 173.71km2，斑块数目主要以中型斑块为主(62.25%)；在面积上以大型斑块为主(85.59%)；绿地总体呈现斑块分布不均衡。 (2) 居住绿地、单位附属绿地与道路绿地破碎化程度高，分布分散，斑块形状复杂。城市绿地廊道连通性较高，道路绿地平均分维数最大。 (3) 公园绿地亚类中，综合型公园与带状公园面积较大，破碎化程度低；社区公园与街头绿地面积较小，破碎化程度高，分布分散。 (4) 绿地景观整体上，绿地斑块密度较大，破碎化程度高，景观多样性指数为1.6，斑块类型丰富，均匀度指数为0.73，蔓延度指数为0.83，存在着少数类型控制整个景观的现象。 (5) 绿地系统梯度分析表明:类型水平上,不同的绿地类型沿景观格局梯度表现出明显的空间特征；景观水平上,不同景观指数沿样带梯度也表现出差异性,表明城市化导致景观的破碎化程度增大,景观异质性增高。城乡边缘区绿地类型最为丰富，多样性指数较高，其格局有利于绿地生态环境维护功能的发挥。

采伐对长白山阔叶红松林乔木群落的影响

采伐方式和强度对长白山阔叶红松林中乔木群落的结构和动态有着重要的影响，进而影响到森林的更新、森林生态系统演替以及森林生态系统中各成员之间关系。本文选取受不同采伐方式以及强度干扰的阔叶红松林群落为研究对象，通过野外调查、种群空间格局统计分析讨论了不同采伐方式和强度干扰后阔叶红松林乔木群落的变化。为合理利用天然阔叶红松林，保护阔叶红松林生物多样性提供理论支持。 主要研究结果：（1）随着采伐强度的增加，原始阔叶红松林中的优势乔木树种的重要值减少而先锋物种如白桦等的重要值增加。（2）在采伐30年后，次生阔叶红松林乔木群落的生物多样性指数与原始林中没有显著差异。（3）采伐使乔木的种群空间分布格局发生变化，当种群密度较小时（<100株/ha），种群的空间格局倾向于随机分布，当种群密度较大时在小于30m尺度内呈现出聚集分布而在大于30m尺度上表现为随机分布。（4）阔叶红松林中乔木竞争强度在中低强度择伐后变化最小，而在皆伐后变化最大。（5）无论采伐方式与强度如何，红松的胸径与其竞争指数都严格服从幂函数关系。随着采伐强度的增加，来自红松种内的竞争压力逐渐减小，红松幼树数量占种群数量的比例逐渐升高。（6）采伐对阔叶红松林群落中乔木的更新和群落的演替有着明显的影响。采伐强度越大，红松、紫椴、水曲柳等乔木树种的更新数量就越多，与之相反，白桦幼树的数量随采伐强度的增加而减少。

固氮植物菌根的普遍性及其联合共生的研究

豆科和非豆科固氮植物不仅能够固定大气中氮素，增加土壤中的氮素营养，而且由于具有较强的抗逆性，是恢复和重建退化农林生态系统的优良先锋树种。但在逆境条件下对固氮植物的固氮能力最经常的限制因子就是磷素供应，而菌根的形成保证了固氮作用对磷素的需求。目前国内外针对固N植物菌根这样联合共生的研究多停留在现象的描述上，对其机理缺乏深入研究。本文针对典型的固氮树种进行联合共生体人工纯培养研究，试图探讨联合共生体之间相互关系及作用机理，为更好地利用固氮植物资源及菌根技术提供理论依据。通过对共生资源的收集、培养及刺槐联合共生体的纯培养研究，得出如下结论：(1)固N植物同时受菌根侵染不仅具有普遍性，更有其生态学意义。在半干旱地区刺槐林下的VA菌主要有摩西球囊霉(Glomus mosseae)、聚丛球囊霉(G. aggregatum)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)三种，外生菌根真菌有尖顶地星(Geastrum triplex)、笼头菌(Clathrus sp.)两种，初步证实了刺槐除具根瘤外以同时受VA菌和外生菌根真菌的侵染；在沙棘林下优势种较明显只有一种，即聚丛球囊霉(G. aggregatum)。(2)对外生菌根菌进行了营养条件的选择实验，供试菌种对碳源的利用较为广泛，葡萄糖、果糖为其最适碳源，平均生长量比对照高出4.4倍；供试菌种对有机氮的利用利用机氮，平均生长量比无机氮源高出1.6倍。(3)在人工纯增减条件下，接种的VA菌、外生菌根菌和根瘤菌均成功侵染了刺槐无菌苗，并形成了内生、外生菌根和根瘤，更充分地证实了刺槐与VA菌、外生菌和固N菌之间的联合共生关系。(4)联合共生对刺槐生长、菌根侵染、根瘤菌的结瘤固N能力均有不同程度的促进作用。VA菌根菌中的苏格兰球囊霉(G. caledonium)和外生菌根菌中的毛边华狙伞(H. mesophaseum)是刺槐比较适合的菌根菌；VA菌和外生菌双接种对宿主植物生长有明显的促进作用，混合接种苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum) + 劣味乳菇(L. insulsus)及混合接种摩西球囊霉(G. mosseae) + 苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum)的组合效果最好；接种固N菌对菌根菌的影响不明显，而接种菌根菌对刺槐固N能力有明显的促进作用，尤以两种VA菌混接和两种外生菌混接对刺槐根际结瘤量和固N活性的促进作用最为明显；同时接种VA菌、外生菌和固N菌无论是对刺槐生长、结瘤固N还是菌根侵染都有显著的促进作用。其中最佳接种组合是苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum) + 劣味乳菇(L. insulsus) + 根瘤菌，宿主植物株高、地径、生物量、侧根数分别比对照增加46%、102%、213%、82%，结瘤量、固N活性分别比单接种固N菌增加500%、451%，菌根侵染率高达100%。(5)接种Frankia菌同时配合适度的P肥施用对沙棘的结瘤固N有明显的促进作用。由于沙棘的固N和供N作用，杨树-沙棘混交林中土壤有效态N、P的含量比杨树纯林分别增加36.7%、17.1%。综上所述，本文在刺槐联合共生体人工纯培养实验中得出具有重要意交的结论：从形态解剖上观测到了VA菌、外生菌根菌的侵染特征；定量研究了不同接种方式对刺槐生长、菌根菌的发育状况及结瘤固N能力的影响，选择出了最佳的接种组合。对宿主植物、菌根菌、固N菌之间相互作用及机理进行了初步的探讨。为固N植物联合共生体接种技术提供了理论依据。

干旱胁迫下沙地樟子松根部信号及其生理响应

土壤干旱是沙地樟子松生长发育的主要限制因子。论文采用PEG处理和盆栽干旱处理模拟沙地樟子松幼苗对干旱胁迫的生理生态响应。通过对水势、根部及叶片ABA含量、气孔导度、蒸腾速率、净光合速率同步测定，并分析水势、ABA含量变化与生理响应关系，同时对脯氨酸、叶绿素含量、束缚水、自由水进行测定。得出以下几点结论：（1）无论是PEG处理还是盆栽干旱处理，水势在处理后期与所孔导度、蒸腾速率、净光合速率都具有一定相关性，因此，植株水分状况仍是植株调控自身生理变化的一个途径，樟子松可利用高的渗透势适应干旱胁迫。但水势变化落后于ABA变化说明除水势外，还存在其它信号参与生理调控。（2）干旱胁迫下，根部和叶片ABA均可迅速积累，但叶片ABA较根部滞后。根部ABA可通过腾流运输到叶片从而降低叶片所孔导度、蒸腾速率以达到减少水分损失的目的，干旱处理条件下生理变化是由根部ABA含量变化向气孔传达了根部缺水的信号，并由ABA诱导气孔导度减小。（3）1%土壤含水量可能是沙地樟子松幼苗干旱胁迫的临界值。低于此临界值，幼苗生长受到限制。（4）电导率在干旱胁迫初期略下降但不明显，然后上升。（5）在干旱胁迫条件下脯氨酸增加，叶绿素减少，自由水减少，束缚水增加。（6）干旱协迫信息感知与传递是多种胁迫信号共同作用的结果。

新疆野生果树生物多样性及其保护研究

新疆野生果树种类独特，起源古老，栽培果树种质资源丰富，在我国生物多样性中占有特殊的地位。在国家自然科学基金项目(C39770085)和中国科学院生物分类区系学科发展特别支持费项目的资助下，通过大量国内外有关文献的查阅，本研究以全新疆范围内的野生果树资源为研究对象，以中国生物多样性关键地区一伊犁、塔城地区为重点区域(重点考察面积约30000km~2)，进行了行程12,000km的野外考察、标本和样品采集，并进行了实验测试分析。首次在物种、生态系统和遗传水平三个层次上，比较系统地对新疆野生果树资源进行了生物多样性研究，得出了以下主要结果。1．在前人工作基础上，较系统全面地研究报道了新疆境内的野生果树种类，计有105种，含变种和亚种(不包括半野生果树、野生果树近缘种)。其中，蔷薇科野生果树为主要类群，有13属50种，占新疆野生果树总属的46.4％，总种数的47.6％：蔷薇科、忍冬科、虎耳草科以及小檗科四个大科含17属80种，占新疆野生果树总科数33.3％，总属数的60.7％，总种数的77.6％，显示出该四科的野生果树在新疆野生果树区系组成中的重要地位。2．新疆野生果树不但物种丰富，而且种类独特，其分布与新疆的地理、气候等生态环境因子密切相关，呈现出北疆多于南疆，西部多于东部，山地多于平原的分布格局。其中，北疆的野生果树种类多达92种，占新疆野生果树总种数的87.6％，而南疆仅有28种，占26.6％。受降水条件的影响，新疆山地与平原野生果树物种多样性的差异十分明显，塔里木和准噶尔两大盆地中仅有野生果树18种，而天山山区的就多达81种。这进一步证明，高海拔的山地是干旱区中的“湿岛”，有利于多数中生性的野生果树的分布和生长。几大山系中，以天山山区的野生果树种类最为丰富。3．伊犁和塔城两地区是我国落叶阔叶野果林分布面积最大，富有代表性的地区，但是果树林呈不连续分布。落叶阔叶野果林主要分布在新疆的伊犁、塔城以及阿克苏三个地区的十四个县市范围内。在野外调查和资料分析的基础上，采用MAPGIS软件首次分别绘制1：1,500,000比例尺的新疆伊犁地区和塔城地区野果林分布图，以及1：10,000,000比例尺的中国新疆及中亚部分国家野果林分布图。4．新疆野生果树林类型相对单调和贫乏，这主要与该区的地理与生态气候因子有关。据初步研究结果，新疆野生果树林可划分为：寒性落叶针叶林、典型落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛、荒漠落叶阔叶灌丛和荒漠落叶阔叶小灌丛、半灌丛五种植被亚型。对主要的野生果树林的种群结构分析表明，不同强度的人为干扰明显地影响着种群的年龄结构，使种群更新困难。5．以不同性状为指标的新疆野苹果地理和生境居群特征测定和聚类分析表明，叶片性状受到生态环境的影响；而花粉、果实以及过氧化物酶分析显示出新疆野苹果丰富的种下变异，这种变异与居群所在的环境条件并没有明显的对应性，具有丰富的遗传基础。6. 昆虫及菌类是野果林生态系统的重要组成部分。对伊犁地区新源县交托海野果林区的昆虫进行了调查和标本采集，初步鉴定出昆虫11目，62科，178种。调查还表明，新疆野生果树已有病害31种，为害严重的病虫害8种。7. 由于新疆野生果树生态系统受到人类经济活动的强烈影响，野果林分布范围缩减、面积下降，物种减少，有的濒临灭绝状态，必须引起重视。通过本项研究，提出了新疆野生果树资源保护和可持续利用的建议及对策：(1)加强新疆野生果树种质资源的收集和保存；(2)应及早建立新疆新源野苹果林自然保护区和霍城大西沟野生樱桃李白然保护区；(3)保育和开发利用并重，实现资源的永续利用；做到因地制宜、重点突破、综合开发；(4)自然资源的获取应严格纳入到政府的管理范围之中。

塔克拉玛干沙漠南缘四种荒漠植物的生态生理学特性研究

植被破坏是造成塔克拉玛干沙漠南缘地区沙漠化严重发生的原因之一。研究植物的水分生理特性将为其恢复重建提供科学依据。本文在对塔克拉玛干沙漠南缘的四种荒漠植物（胡杨Popul us euphratica Oliv. 怪柳 Tamarixramosissima Ledeb.沙拐枣Calligonum caput medusae Schrenk.和骆驼刺Alhagi sparsifolia Shap.）的生态生理学特性（清晨水势、水势日变化、P一V曲线、茎流量、蒸腾速率、光合速率及水分利用效率）进行系统野外试验研究的基础上，经分析归纳，得出如下结论：（1)四种植物的清晨水势排序为：骆驼刺＞沙拐枣＞胡杨＞怪柳。四种植物的水势日变化同其清晨水势有基本一致的趋势（2)四种植物平均光合速率的排序为：怪柳＞胡杨＞沙拐枣＞骆驼刺；平均水分利用效率的排序为：沙拐枣＞胡杨＞怪柳＞骆驼刺；(3)四种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为：怪柳＞胡杨＞骆驼刺＞沙拐枣。其应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时，保持高的体内含水量；(4)胡杨和怪柳的水分状况与水分的传输距离呈负相关关系。在对地下水传输距离的适应方面怪柳比胡杨表现出更强的适应性。（5)灌溉对怪柳幼苗的生长有利，而过量灌溉对于沙拐枣幼苗的生长不利。(6)在植被生长期内，四种植物没有受到严重的水分胁迫。植物的根系达到地下水位处并利用地下水。维持地下水位的基本稳定，是保证植被恢复重建的重要前提。本研究以欧盟合作项目和中国科学院策勒沙漠研究站为依托，结合当地实际，符合国家需求，在研究的系统性和区域水平性上属于首次。

长白山阔叶红松林生态系统健康评估理论与实践

生态系统健康（学）是当前生态系统学和环境管理的研究热点，生态系统健康评估是生态系统健康（学）的主要研究内容之一。好的可操作的评估理念和技术手段是推动生态系统健康（学）研究的重要因素和内在要求。不合理的林业生产是全球森林生态系统健康程度降低的最主要因素之一。人为强度砍伐干扰直接导致林区森林面积减少、生物多样性严重破坏、资源短缺危机、森林生态系统健康程度急剧下降、提供的生命支持系统功能显著减弱。本文以长白山林区典型森林生态系统一阔叶红松林为例，提出并运用了相关森林生态系统健康评估理论和技术，进行了定量的评估研究。以期为区域森林生态系统健康管理和生态系统健康学的发展提供借鉴。研究表明：（1）通过建立恰当的概念，选择合适的原始阔叶红松林作为生态系统健康基准是可行的，并且是进行健康评估的基础；（2）干扰造成群落垂直结构、水平结构、生物多样性、生物量等具体指标的变化，导致阔叶红松林生态系统健康现状降低；（3）群落尺度上，指示物种和指示类群等生态指示法是评估生态系统健康的有效方法；（4）健康的森林生态系统是一个模式生态系统集，利用健康距离和指标体系可以在群落尺度或区域等更大尺度上对森林生态系统结构、功能、活力等多个特征进行单独或综合性健康评估；（5）综合构成指数也是一个森林生态系统健康评估的有效的方法，它在揭示森林生态系统群落结构动态和演替发展趋势上具有优越性；（6）砍伐干扰对原始森林生态系统健康具有严重破坏性。

森林昆虫对长白山森林生态系统健康的影响

本文系统研究了长白山昆虫种类、多样性及对森林生态系统健康的影响，研究结果如下：1、长白山已知名的昆虫有26目、209科、1162属、1960种，其中森林害虫有11目、105科、885种，重要的森林害虫638种，隶属6目、63科。2、不同海拔森林内，昆虫种的多度、优势类群属种数不同；在阔叶红松林中最高，在亚高山岳桦林中最低。3、森林昆虫群落中植食性昆虫类群的多样性指数最大，为2.921，其次为寄生性类群1.243，捕食类群最小为1.123。天敌昆虫群落中以捕食性类群的种数占比重最大。4、植物群落物种丰富度指数与植食性昆虫丰富度指数呈负相关，而与捕食性天敌昆虫丰富度指数呈正相关；寄生性天敌的丰富度指数却与植物群落丰富度指数呈负相关。植物群落的多样性指数与捕食性、寄生性天敌的多样性指数呈正相关，而与植食性昆虫的多样性指数呈负相关，这表明昆虫的多样性影响植物群落的多样性。5、皆伐迹地的害虫多样性比择伐迹地的高，在类群上也明显不同，表明择伐形式对森林生态系统的健康维持更为有利。6、长白山共有森林鸟200余种，对自然控制森林害虫，维持生态系统健康起到了积极作用。7、森林昆虫可以作为指示物种评价森林生态系统健康，特别是稀有种和重要害虫的发生数量。

超积累植物筛选及污染土壤植物修复过程研究

超积累植物是植物提取修复的核心，同时也是污染环境修复领域研究的热点与前沿。针对目前已发现的超积累植物数量与对重金属提取种类较少的现状，并根据修复实践的需求，本研究确立了以超积累植物的筛选为主要研究内容并就一些强化措施进行了初步探索，同时根据已报道的植物修复研究的阶段性成果，对污染土壤植物修复的基本概念、原理、方式、强化机制等相关的修复过程进行了系统总结，结果如下：（1）超积累植物应同时具有四个基本特征，即临界含量特征、转移特征、耐性特征和富集系数特征。（2）龙葵和球果掉菜是Cd超积累植物，在Cd投加浓度为259／kg条件下，其茎和叶中Cd含量分别为103.80mg／kg和124.57mg／kg及107.7Omg/kg和150.10mg／kg。植物体内积累的Cd主要分布在茎和叶中。这2种植物不具有同时超积累Pb、Cu或Zn的能力。（3）施加鸡粪后植物对Cd的提取率提高了35.7％～97.0％；采用开花期收获超积累植物的复种方式，植物提取率可以提高到1.43倍和1.75倍。（4）以杂草为筛选对象，将成为筛选超积累植物的一个突破口。（5）盆栽筛选试验具有可操作性强、易于实施等优点，是筛选超积累植物值得尝试的一种方法。（6）现发现的超积累植物几乎均来源于污染区，本研究表明，未污染区也可能存在超积累植物。（7）栽培措施对植物修复效果有较大影响，与现代农业高新技术相结合是植物修复技术成功应用于修复实践的一条捷径。

辽西山地乡土树种开发利用的研究

辽西山地由于人为破坏严重，自然环境恶劣，建国以来，国家和地方先后投入了大量的人力与物力，开展以人工植被建设为主要目的工程治理。由于诸多方面原因，辽西生态建设多注重理论的探讨和工程的实施，技术开发没引起足够重视。本文以山地乡土树种开发利用的理论和技术为主要内容，对辽西山地生态建设的理论和方法进行研究，目的是为辽西山地生态恢复与环境治理提供相应的理论基础和技术指导，以期在辽西生态与环境建设中以较少的投资获得较大的生态效益。本研究有如下工作和结果：（1）分析并明确了辽西山地生态建设主要矛盾，指出辽西山地生态建设应遵循恢复生态学理论；（2）通过对干燥度测算，明确了辽西地区属于半干旱区与半湿润区的交错地带，从而对辽西山地给出了现实的生态区划定位；（3）利用修正的Thornthwaite公式计算了这一地区的最大潜在蒸发量，分析了水分的盈亏状况；（4）研究分析了乡土树种生长与气候因子的关系；（5）在分析现有森林资源的基础上，确认人工植被建设中纯林比重过大、乡土树种比例过小、生态系统十分脆弱；（6）研究了乡土树种资源，结果表明辽西山地乡土树种丰富，可以开发的较多，进而提出了可利用的乡土树种耐旱的形态和生理特征；同时，进一步提出了主要乡土树种研究和开发课题；（7）从生态工程的原理出发，提出并设计了辽西地区利用乡土树种可进行的生态建设工程项目。

杉木连栽土壤中毒与真菌毒素的研究

本论文报道了杉木连栽土壤中毒与真菌毒素的研究结果。研究结果表明：杉木连栽土壤致害真菌随杉木连栽代数的增加而显著增加，在国内外首先提出了杉木连栽土壤尖抱镰刀菌及其分泌的毒素对杉木生长的危害，是造成杉木连栽障碍的重要原因，并据此提出了克服杉木连栽障碍的PGPR生物调控技术措施，见到了可喜的苗头。以绿豆、小麦、白菜为指示植物对杉木连栽土壤进行的毒性检测结果，随杉木连栽代数的增加，杉木土壤对指示植物一绿豆、小麦、白菜的抑制作用呈现加强的趋势，表明杉木连栽导致土壤毒性物质的积累。为了探明土壤毒性物质来源，我们调查了不同连栽代数杉木土壤微生物区系变化情况，发现随连栽代数的增加，细菌、放线菌数量明显减少；而真菌数量随连栽代数的增加而显著增加，不同连栽代数杉木土壤真菌经PCR-DGGE分析显示：杉木连栽对土壤真菌多样性、群落结构、丰富度影响较大。随连栽代数的增加，土壤真菌生物多样性降低，镰刀菌等一些重要致害真菌类群急剧富集。用生物检测的方法从连栽杉木土壤中分离得到5株对杉木具有抑制作用的菌株，对两株毒性最强的菌株采用经典和现代分类鉴定方法，鉴定结果表明：SFZ为尖抱镰刀菌萎蔫专化忆仁（Fusariumoxysporumf.sp.vasinfectum）；SF31为正青霉（Eupenicilliumbrefeldianum），这两株真菌中SF2对杉木的毒害作用尤为突出，其发酵液在64倍稀释浓度下仍能强烈抑制杉木种子的发芽和生长，表明尖抱镰刀菌萎蔫专化性及其分泌的毒素是造成杉木连栽障碍的重要原因。我们对致害真菌SFZ发酵液经预处理、萃取、硅胶柱层析、制备薄层层析等步骤进行分离纯化得到了毒素粗结品，并进行了质谱检测，与已知的镰刀菌毒素一丁烯酸内酉爵目比较，推测质核比244为丁烯酸内酷的一种。连栽杉木土壤中毒的生物调控初步研究结果表明：519、B25和MB-97三种抗真菌混合PGPR菌剂在杉木林间微区实验应用4个月，能显著促进连栽土壤杉木幼苗的生长，缓解杉木连栽土壤中毒症状。对PGPR定殖能力检测显示：6个月后能检测到大量519存在于杉木土壤中，说明在这种特定的环境下，S19能生存并取得优势地位，有很好的定殖能力，表明S19可能对调控杉木土壤中毒具有良好的应用前景。同时，这一实验结果也是连栽杉木土壤中毒性物质来源于土壤真菌的有力佐证。

区域性农田防护林网的动力效应研究

本文通过区域性农田防护林网的风洞模拟实验和野外观测实验，应用冲量定理、动量方程及湍流谱的理论研究了区域性农田防护林网地区的风速分布状况和湍流结构特征。研究内容主要有（1）区域性农田防护林网的“连续效应“；（2）区域性农田防护林网地区的边界层结构特征；（3）林带阻力系数的理论分析；（4）区域性农田防护林网地区动量通量关系的理论分析；（5）区域性农田防护林网地区的粗糙度特征；（6）区域性农田防护林网地区防风效应的评价模型；（7）区域性农田防护林网地区的湍流谱和互谱特征；（8）区域性农田防护林网地区的湍流统计特征及其防护机理；（9）区域性农田防护林网地区的通量廓线关系。本文提出了区域性农田防护林网防风效应的新概念，并建立了区域性防风效应的评价模型，为农田防护林网的规划设计及现有农田防护林网的经营管理提供了理论基础和量化指标，具有重要的理论和现实意义。同时，文章还首次利用湍流谱的研究方法较详细地研究了区域性农田防护林网地区的湍流结构特征及其防风效应机理，对于农田防护林网的科研、教学和农田防护林网的建设具有重要的意义。