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％。

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。

稻田土壤磷迁移的模拟研究

本文对施不同剂量磷稻田土壤有效磷变化进程、淹水培养表面水全磷浓度的动态变化、强淋洗(每天100mm)对土壤中磷垂直迁移、损失的影响及不同土水比和施磷量下土壤中磷向水体释放规律的模拟研究结果表明，土壤Olsen-P浓度在施磷后下降迅速，60天后趋于稳定。随施磷量增加，淹水稻田土壤速效磷递增，土壤速效磷与施磷量呈显著的线性相关关系(y=21.49+0.086x，r=0.999 )。施磷后表面水中全磷迅速上升后又缓慢下降， 120天后，表面水中全磷浓度与施磷量呈的指数曲线关系(y=0.372e0.0022x，r＝0.986)，利用分段回归（split line）模型预测出导致表面水中磷激增的土壤Olsen-P浓度“突变点”是82.7mg kg-1，达到或超过该值，磷则容易进入表面水并导致流失。对水稻土施磷后立即进行高强度淋洗，结果各种形态的磷淋溶到60cm以下的浓度不超过0.1mg kg-1，折合每公倾损失全磷仅为2.5~2.8 kg，对地下水影响很小。当施磷量高于800kg hm-2时，磷从上层向下移动现象明显。与split-line模型预测出上层土壤可能发生磷的移动和淋溶的土壤Olsen-P阈值为74.1mg kg-1的施磷量接近。土壤浸提液磷浓度受土壤施磷量和土水比共同影响；施磷量对土壤释放磷量影响起主要作用，随施磷量增加，溶液中磷浓度增加。总之，增大施磷量使土壤速效磷超过阈值，会使土壤可溶性磷、田面水全磷迅速增加，加速磷的垂直迁移。

沈阳市城市扩展分析与模拟研究

城市扩展及其导致的土地利用/土地覆被变化作为全球环境变化的重要驱动因素，日益引起社会各界的普遍关注。新中国成立以来，沈阳市经历了快速的城市化过程，特别是进入21世纪以来，伴随着人口增长和经济发展，中心城区持续向外扩张，导致基本农田大量流失，区域景观和生态环境质量日益下降，给沈阳市的城市增长管理和可持续发展带来严峻挑战。 利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和空间Logistic回归模型对1988-2004年间沈阳市的城市扩展与土地利用变化特征及其驱动力进行深入分析，并在此基础上利用基于细胞自动机(CA)的城市扩展模型－SLEUTH对历史时期(1988-2004年)的城市扩展格局进行模拟与重建，对未来(2005-2030年)不同发展条件下的城市扩展进行模拟与环境影响评估，以期为城市增长管理与区域可持续发展提供决策支持。本论文取得如下研究成果： (1) 1988-2004年间，沈阳市辖区城市面积持续增加，城市扩展强度逐渐增强；2000-2004年城市扩展规模和强度都达到最大；沈阳市城市化进程正在显著加速。城市扩展具有明显的空间分异特征：整个研究时段内，市区西南方向是城市扩展的主方向，中心城区周边(8~10km)及各级经济开发区是扩展的热点区域。 (2) 1988-2004年间，沈阳市辖区土地利用变化最主要的特征是耕地向城乡建设用地的大面积转换。持续的城市扩展导致区域景观日益破碎化和复杂化。城市和其它建设用地的景观影响日益增强，耕地的优势地位减弱，且破碎化程度增加，斑块形状日趋复杂。城市化空间梯度上的土地利用格局变化分析表明，随着城市化水平的提高，景观组成和空间配置发生了明显变化。处在城市化前沿区域的城郊地区，景观格局表现出景观多样性增加、破碎化程度加深和形状日趋复杂等特点。 (3) 1988-2004年间，沈阳市辖区城市扩展主要受到社会经济发展的推动作用和政策因素的激励与导向作用。空间Logistic回归分析显示，开发区建设与行政建制变化、道路与城镇分布、浑河和城市规划是城市空间扩展的主要影响因素。 (4) ROC曲线统计、Kappa统计与多分辨率误差估算以及景观指数从城市扩展总体预测能力、增长数量、空间位置和空间格局上给予SLEUTH模型一个全面、客观的评估。总体上来说，SLEUTH模型具有可信精度，较好地表达了沈阳市1988-2004年间城市扩展的总体趋势，对城市扩展面积的拟合精度很高。但是，与其它城市扩展模型相似，在像元尺度上对城市扩展空间位置的预测和对城市空间格局的表达还有待于提高；随着分辨率的降低，模型对城市发展中空间邻域关系的表达效果趋于提高。SLEUTH模型对城市扩展的总体模拟精度要高于空间Logistic回归模型，但是对城市扩展位置的模拟准确性低于后者。 (5) 通过分析发现，影响SLEUTH模拟准确性的主要因素包括模型结构、地方城市发展特征、模型应用的时空尺度和模型输入数据的获取与误差传递等。通过修改模型组分设置、开展模型敏感性与不确定性分析以及实行城市扩展一体化模拟可以提高SLEUTH模型的模拟效力，而具体实现方法需要深入研究。基于模型评估结果和效力提高的对策，对城市扩展演变的时空格局进行了较为准确的重建，为其相关研究提供了可靠的历史数据资料。 (6) 遵循沈阳市目前和未来的区域开发政策、最新修编的城市总体规划，以及社会对区域生态环境保护的要求，设计了五个城市发展预案，即目前趋势发展预案(CT)、区域开发政策与城市规划预案(PP)、生态可持续发展预案(ES)、紧凑式发展格局预案(CD)和特定增量发展预案(GA)。对不同预案条件下未来(2004-2030年)城市扩展面积和空间格局、城市扩展热点区域、城市景观格局变化及其景观生态效应，以及对其它类型土地资源的消耗四个方面进行了分析和比较，为沈阳市城市规划、生态建设以及可持续增长管理提供了许多有价值的决策信息。

东北森林净第一性生产力对气候变化的响应

研究森林净第一性生产力（NPP）对全球气候变化的响应，是了解全球气候变化与森林生态系统相互作用关系的关键。本文在分析长白山、丰林、呼中三个研究区气候变化特征的基础上，运用生态系统过程模型PnET-II模型,模拟东北主要森林的NPP过去43年来的动态，并结合动态GCM结果（CGCM2）预测未来一百年东北主要森林NPP的变化趋势。通过与实测数据和文献资料的对比，结合模型敏感性和不确定性分析，验证和探讨了模拟结果的准确性。主要结论如下： （1）近43年的气候变化趋势表明，三个研究区的气温都有上升趋势。丰林和长白山地区20世纪90年代后期增温明显，但降水减少，表现出暖干化趋势。呼中地区90年代后的降水减少趋势并不明显,表明东北的暖干化趋势存在地区差异。未来近100年气候变化趋势预测表明，三个研究区的日最低温和日最高温都有明显的增加趋势，日最低温的增幅大于日最高温。未来100年气温变化可分成两个阶段，21世纪前半叶温度增幅较小，而后半个世纪增速明显加快。与温度的增加趋势相反，21世纪光合有效辐射有明显的下降趋势。三地的降水在21世纪都有增加,但具体年际变化趋势有差异。这些与森林生长密切相关的气候因子的变化，将会给该地区的森林生态系统带来深刻的影响。 （2）模型估算三个地区主要森林NPP值,过去43年来有下降趋势，但不显著，而且存在年代际间波动。未来一百年，随着气候变暖，三地所有森林的NPP值都有不同程度的降低，2050年前NPP变动幅度较小，2050年后有较明显的减少趋势。 （3）模拟CO2浓度增加和气候变化对NPP的双重影响，丰林和长白山的红松林和硬阔林的NPP有不同幅度的增加，而云冷杉林和落叶松的NPP都减少。气候变化对云冷杉和落叶松林的生产力影响较大。 （4）植被参数的敏感性分析表明，与光合作用有关的植被参数对NPP的预测结果影响较大；对气候参数的敏感性分析表明，森林NPP对温度的反应敏感。 （5）通过与实测值的比较，结果表明PnET-II模型能较准确地估算东北森林净第一性生产力；与其它已有文献的比较其结果表现不一，其中一个重要原因可能是PnET-II模拟时未考虑氮碳循环过程导致。

杉木人工林凋落物对土壤碳平衡的影响

土壤碳循环过程是目前全球碳源碳汇研究的核心，目前对土壤碳循环过程和机制的研究还十分缺乏。杉木人工林约占我国人工林面积的1/4，由于近几十年经营管理措施不当，土壤有机碳的下降已经成为不争的事实，极大地影响了杉木人工林生产力的可持续发展。本研究通过对杉木人工林土壤有机碳来源、分解和释放动态的区分量化，结合13C标记示踪试验，开展了杉木凋落物分解对土壤有机碳平衡影响的研究，为土壤碳平衡和转化机理及杉木人工林的可持续经营提供了可靠的理论依据。通过系统的研究，得出以下结论： ⑴估算了典型杉木人工林土壤碳的周转状况，研究发现典型杉木人工林土壤碳更新较慢。土壤碳年输入量、形成量、转化量、输出量和贮存量分别为2.79 t hm-2、1.58 t hm-2、2.04 t hm-2、4.57 t hm-2、113.21 t hm-2。其中在土壤碳年排放量中矿质土层呼吸、根呼吸、凋落物层呼吸碳分别占土壤碳总排放量的50.6%、26.0%、23.1%。 ⑵计算了凋落物分解对土壤碳平衡的贡献。不同器官凋落物在土壤中的矿化释放碳量和进入土壤碳库量均随着凋落物易分解性的增大而增大，并且各器官凋落物分解以CO2-C释放最多，以微生物量碳存在的量次之，以可溶性碳存在的量最少。年均温16.5 ℃条件下培养100天，分别来自于叶、枝、细根、粗根有机碳的13.81%、9.26%、5.74%、4.62%被矿化释放，占总CO2-C释放量的比例分别为43.7%、37.2%、31.9%、29.0%。同时不同器官凋落物依次有3.05%、3.26%、2.24%、1.84%存在于土壤微生物碳库，占总微生物量碳的比例分别为12.9%、14.3%、10.5%、8.8%；不同器官凋落物依次有0.62%、0.62%、0.31%、0.24%存在于可溶性有机碳库，占总可溶性有机碳的比例分别为3.99%、4.10%、2.13%、1.73%。 ⑶不同器官凋落物进入土壤对土壤碳排放的激发效应不同，叶、枝、细根、粗根加入土壤产生了正激发效应，激发率依次为6.6%、7.0%、2.2%、2.8%。并且土壤风干－湿润过程影响了凋落物在土壤中的分解和转化过程。土壤风干－湿润使起始矿化底物库增大，培养初期凋落物分解速率上升，同时土壤原有机碳矿化速率降低，微生物对凋落物碳的利用以及凋落物对可溶性有机碳的贡献下降。 ⑷凋落物碳在不同轻组密度组分中的分布不同，但各器官凋落物间无明显差异，均为中等密度自由轻组最多，其次为最小密度自由轻组，最少为闭蓄轻组。室外培养224天，结果表明叶、枝、细根、粗根凋落物在各密度组分中的分配情况为：<1.0 g cm-3自由轻组中16.5~19.1%，1.0~1.8 g cm-3自由轻组中56.8~65.2%，闭蓄轻组中残留5.7~6.9%，其余的9.9～21.0%被矿化损失。研究还表明，凋落物粉碎添加方式能改变其在土壤组分中的分布比例，倾向于向较重的密度组分中分布而被保护起来利于有机碳的积累。

辽东次生林土壤呼吸及主要组分分离与量化

土壤呼吸是森林生态系统碳循环的重要组成部分，对土壤呼吸的主要组分根系呼吸和土壤微生物呼吸进行分离并量化，对于了解土壤碳释放规律、估算生态系统土壤碳的年际通量以及预测气候变化条件下根系或土壤微生物对土壤碳释放格局的影响具有重要意义。本文采用挖壕法测定辽东山区蒙古栎林、杂木林和胡桃楸林的土壤表面CO2通量，并同步分析土壤水热因子及土壤有机质、N含量、根系生物量、土壤酶活性、土壤微生物生物量等。研究结果表明：（1）辽东山区次生林0-10cm土壤有机质含量为9.29-18.15%，全氮含量为0.43-0.90%，pH值为5.67-6.19；次生林生长季细根生物量平均为152.61- 447.79 g/m2，粗根生物量平均为255.42-507.42 g/m2，根系总量平均为540.93-955.22 g/m2；土壤酶活性季节变化明显，且具垂直分布特征，蒙古栎林的土壤转化酶、淀粉酶和脱氢酶活性最高，胡桃楸林最低，胡桃楸林过氧化氢酶活性相对最大；土壤微生物量碳、氮的季节变化呈明显的单峰曲线并与土壤温度相关，土壤微生物量碳氮之间具显著相关性（P<0.05）。（2）次生林土壤总呼吸、根呼吸和土壤微生物呼吸具明显的日、季变化规律，生长季根呼吸贡献相对较低，胡桃楸林根呼吸贡献率为34.0-34.8%，蒙古栎林为17.9-28.4%，杂木林为14.7-35.3%；土壤微生物呼吸贡献率为66.0-85.3%，高于根呼吸贡献率，说明辽东山区次生林土壤微生物呼吸决定土壤总呼吸的变化趋势。（3）土壤呼吸与地下5cm土壤温度呈指数函数关系，土壤总呼吸的Q10值为1.29-2.30，微生物呼吸的Q10值为1.28-2.09，根呼吸的Q10值为1.29-3.72；土壤总呼吸、微生物呼吸、根呼吸与土壤含水量均无明显相关关系；蒙古栎林根呼吸与细根生物量显著相关，杂木林根呼吸与粗根生物量及根系总生物量显著相关，胡桃楸林根呼吸与根系生物量总量显著相关（P<0.05）；微生物呼吸与淀粉酶、转化酶、脱氢酶、过氧化氢酶均无显著相关性（除胡桃楸林与过氧化氢酶显著相关）；微生物呼吸与土壤微生物量碳、氮均呈显著线性相关关系（P<0.05）。（4）蒙古栎林土壤总呼吸、根呼吸、土壤微生物呼吸年际碳释放量分别为572.78、147.78和425.59 g C m-2a-1，杂木林分别为403.12、108.92、297.51 g C m-2a-1，胡桃楸林分别为519.47、173.75、345.72 g C m-2a-1；生长季和非生长季通过根呼吸释放的碳量均小于分解土壤有机质的微生物呼吸释放的碳量，非生长季次生林土壤碳释放量为39.21-152.04 g C m-2a-1，占全年呼吸总量的10-29%，说明冬季土壤碳释放量不能忽略。

含油污泥清洗剂的合成及其性能评价

含油污泥已作为危险废物列入《国家危险废物名录》（HW08），其处理问题已成为环保领域研究的热点。热洗技术是含油污泥处理的主流技术，而清洗药剂作为该技术的核心，直接影响含油污泥的处理指标与效率。目前，适合热洗处理的化学药剂很少，迫切需要开发专用药剂技术。针对含油污泥清洗效率的难题，本文合成了一种新型高效的含油污泥清洗剂。 本文以甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（St）为混合单体，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，通过溶液聚合的方法探索合成了一种高分子聚合物（命名为MBS）。分析讨论了MBS关键单体的选择、合成设计及方法，检测了MBS有关物理化学性能，考察了单体、引发剂用量及清洗条件对MBS脱油性能的影响，探讨了MBS对含油污泥中原油不同组分的去除效率，并用红外光谱证实了MBS结构的官能团。 MBS在单体质量比为MAA：BA：St=21：62：17，引发剂AIBN为单体总量的1.2%时，含油污泥脱油率可达84%以上。MBS对于含油污泥中芳烃去除率最高，为93.0%；其次是烷烃，去除率为87.4%；沥青质、胶质最低，去除率为71.8%，具有良好的处理效果。 本文还针对目前国内尚无评价含油污泥清洗剂的标准方法，对清洗剂性能评价进行了初探，采用统一标准的模拟含油污泥进行清洗剂性能评价，并提出了制备方法，同时验证了在此基础上所建立的性能评价方法。结果证明，模拟含油污泥能够真实体现清洗剂的脱油性能，所建立的评价方法可以作为一种通用规范的含油污泥清洗剂性能评价的基本方法。

连山湾河口典型重金属的吸附解吸规律及机制

锦州湾海域自上世纪30年代开始接纳大量的含重金属的废水、废气及废渣的排放，是我国重金属污染最严重的海域之一。湾内五里河河口区域污染尤其严重，生态环境遭到严重破坏，至上世纪90年代开始该区域已成为无底栖生物区。因此对该区域进行重金属污染分析及其迁移规律的研究显得尤为重要。 本文通过对五里河河口区域水体及沉积物中四种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd）的总量分析，采用单因子污染指数法和Hakanson生态风险指数法进行评价，发现该区域沉积物四种重金属中Cd污染最重，在河口区域尤其是河口口外海滨潮滩具有严重的潜在生态风险。对河口口外海滨潮滩沉积物中四种重金属的形态分布研究发现Cd的形态分布为离子可交换态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化物结合态＞有机质及硫化物结合态＞残渣态，基本处于活化状态。随后以河口口外海滨潮滩沉积物为基质进行了一系列的模拟实验，研究沉积物中Cd的迁移规律及机制。 以盐度和温度作为环境影响因子进行的静态模拟实验，结果显示：Cd污染沉积物在不同盐度与温度的水体中均能在24h左右达到最大释放量，使水体中Cd的浓度突然升高，造成水体Cd超标。室温条件下，不同盐度水体条件下沉积物中Cd的释放随盐度增加而增大，其中盐度为21.7‰和14.8‰的水体中出现两次释放高峰现象。恒温条件下在盐度相同的水体中，18℃和4℃的中、低温较29℃的高温更有利于沉积物Cd的释放，而温度相同的条件下则是21.7‰盐度的水体更利于沉积物Cd的释放，其次是海水盐度的水体。当外界条件相同时，温度恒定条件下Cd的释放大于室温条件。 从离子角度分析发现水体中的主要阴、阳离子可促进沉积物Cd的释放，其影响程度为Cl-＞Ca2+ > Mg2+> HCO3-＞SO42-≈Na+。 河口沉积物的环境质量、潜在生态风险及重金属的迁移特性分析均显示连山湾五里河河口区域具有很大的环境风险，应引起重视，并采取有效措施对其进行治理。 关键词 河口沉积物，重金属污染，Cd释放，环境风险

华中地区多孔菌物种多样性和资源研究

多孔菌是指具有孔状子实层的木材腐朽菌，该类群隶属于担子菌门(Basidiomycota)，担子菌纲 (Basidiomycetes)，是一类数量较多、组成较为复杂的真菌。 多孔菌具有重要的生态功能和经济价值。该类群真菌能够降解木质素和纤维素，在森林生态系统中起着关键的降解还原作用。同时，多孔菌还是重要的生物资源。部分种类能够造成林木病害是林木病原菌；部分多孔菌具有药用、食用价值；有些种类的多孔菌还具有重要的工业应用价值。 华中地区是我国生物多样性最丰富的地区之一，该地区多孔菌资源丰富。然而华中地区的多孔菌研究非常薄弱，该地区的多孔菌资源的种类和分布仍不明确。本文对华中地区不同森林生态类型中的多孔菌进行了广泛调查和标本采集。通过形态学、分子生物学和遗传交配实验，对华中地区的多孔菌多样性与资源进行了系统的研究，并初步分析了华中地区多孔菌的区系特点。 通过本论文的研究，明确了华中地区多孔菌的种类与多孔菌资源的分布，丰富了我国木生真菌的种类，为控制林木病原菌、开发利用有益真菌资源提供了基础数据和科学依据。本论文的主要研究结论如下： 1.华中地区采集的近2000号标本，按照现代分类系统共鉴定出257种多孔 菌，包括5个新种：庄氏地花孔菌Albatrellus zhuangii Y.C. Dai & Juan Li，宽孢全缘孔菌Haploporus latisporus Juan Li & Y.C. Dai，河南纤孔菌Inonotus henanensis Juan Li & Y.C. Dai，覆瓦拟硬孔菌Rigidoporopsis tegularis Juan Li & Y.C. Dai，菌索干皮孔菌Skeletocutis fimbriata Juan Li & Y.C. Dai；4个中国新记录种：假斑点嗜蓝孢孔菌Fomitiporia pseudopunctata (A. David, Dequatre & Fiasson) Fiasson，仲氏针层孔菌Phellinus johnsonianus (Murrill) Ryvarden，合生坛担菌Sistotrema confluens Pers.，姬氏芮氏孔菌Wrightoporia gillesii A. David & Rajchenb.。 2.利用分子系统学方法，确定了两种通过形态学研究难鉴定的种类的分类学地位，并探讨了针层孔菌属和地花孔菌属的系统发育关系。 3.华中地区的异担子菌有岛生异担子菌和小孔异担子菌两种，不存在多年异担子菌这一严重的森林病原菌。该地区的岛生异担子菌为该复合种中的T生物种，为腐生菌，不对针叶树造成严重病害。 4.华中地区的257种多孔菌隶属于担子菌门、担子菌纲，共有8目、17科、75属。优势科依次为多孔菌科，锈革孔菌科和拟层孔菌科。这三科的种类构成了华中地区多孔菌区系的主体。针层孔菌属为华中地区多孔菌的优势属，其他依次为多孔菌属，波氏孔菌属，多年卧孔菌属，干皮孔菌属，栓孔菌属和薄孔菌属。 5.华中地区多孔菌的75个属共划分为6种地理成分：世界广布属，北温带分布属，热带–亚热带分布属，东亚–北美分布属，大洋洲–北美洲分布属和东亚分布属。除世界广布属外，北温带分布属和热带–亚热带分布属是华中地区多孔菌的主体。 6.华中地区的257种多孔菌划分为8种地理成分：世界广布成分，北温带分布成分，泛热带分布成分，亚–欧共有成分，东亚–北美共有成分，东亚–澳大利亚共有成分，东亚成分，中国特有种。除世界广布成分外，以北温带分布成分和泛热带成分为主。华中地区多孔菌区系基本上属温带性质，同时具有一定比例的泛热带成分，说明华中地区多孔菌区系具有明显的从温带到热带的过渡性质。 7.华中地区的多孔菌资源丰富，野生的食、药用多孔菌48种；工业用多孔菌有21种；林木病原菌有37种，其中新报道病原菌1种。 8.华中地区稀有多孔菌有22种，濒危多孔菌10种。

广西主要林区多孔菌生物多样性与资源的初步研究

广西壮族自治区是中国多孔菌资源比较丰富的区域之一，本研究对广西主要林区进行了初步调查，并根据形态学研究方法对广西地区的多孔菌进行了系统分类学研究。 结果显示，广西地区的多孔菌共有15科，60属，140种。研究过程中发现两个新种，分别是菌索容氏孔菌Junghuhnia rhizomorpha H.S. Yuan & Y.C. Dai和小孔大孢卧孔菌Megasporoporia microporela X.S. Zhou &Y.C. Dai；发现7个中国新记录种：萨拉氏灵芝Ganoderma sarasinii Steyaert，唐氏胶囊革菌Gloeocystidiellum donkii S.S. Rattan，线浅孔菌Grammothele lineata Berkeley & M.A. Curtis，粉状捷克革菌Jacksonomyces furfurellus (Bres.) Sheng H. Wu & Z.C. Chen，半伏容氏孔菌Junghuhnia separabilima (Pouzar) Ryvarden，非洲纵隔担孔菌Protomerulius africanus (Ryvarden) Ryvarden和日本芮氏孔菌Wrightoporia japonica Núñez & Ryvarden；78种为广西地区新记录种，占该地区已报道种类的55.7%。 依据分类学的研究结果，对广西地区的多孔菌的种类组成和地理成分进行了初步分析，结果显示，优势科为多孔菌科Polyporaceae（33.3%），其次为皱孔菌科Meripilaceae（10%），优势属为多孔菌属Polyporus（7.9%%）和针层孔菌属Phellinus（5.7%）；属的地理成分以世界广布属（68.3%）和热带–亚热带分布属（23.3%）为主，种的地理成分以泛热带分布成分（35%）和世界广布种（30%）为主。 经研究表明广西地区共有森林干基腐朽病原多孔菌21种，食用多孔菌菌有5种，药用多孔菌32种，工业用多孔菌17种，多孔菌资源较丰富。 对重要种类木蹄层孔菌Fomes fomentarius (L.:Fr.) Fr.进行了固体培养研究，结果显示木蹄层孔菌的营养菌丝生长最适培养温度为28℃，最适培养pH值为7，最适培养碳源为蔗糖，最适培养氮源为蛋白胨。

落叶松人工林养分循环与养分利用效率研究

通过对抚顺市温道林场20、53和69年生长白落叶松（Larix olgensis）人工林生物量和营养元素的积累与分配、养分利用效率和养分再吸收效率、养分生物循环的研究，探讨了长白落叶松生长发育不同阶段的养分生态学特征；对东北林业大学帽儿山实验林场17年生兴安落叶松（Larix gmelinii）人工林进行5年的施肥（NH4NO3，15 g•m-2•a-1），研究了施肥对人工林养分生物循环的影响。结果表明： （1）20、53和69年生单株落叶松生物量分别为33.14 kg•tree-1、311.42 kg•tree-1和408.46 kg•tree-1，随林龄的增长而增加。各器官生物量的分配格局为：树干>根>树枝>树皮>针叶。树干生物量的分配比例为50.16%~69.20%，随林龄的增长比例增大，而其他器官生物量的分配比例则逐渐减小。20、53和69年生单株落叶松净生产力分别为3.04 kg•tree-1•a-1、9.68 kg•tree-1•a-1和10.21 kg•tree-1•a-1，随林龄的增长而增大。针叶和树干的净生产力最大，分别占整株林木净生产力的40.07%~47.93%和27.32%~40.97%，并且随林龄的增长而增大。树枝、树皮和根的净生产力则表现出随林龄的增长呈抛物线状。 （2）20、53和69年生单株落叶松N、P、K、Ca、Mg等5种营养元素的总贮量分别为308.14 g•tree-1、2021.01 g•tree-1和2485.24 g•tree-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的贮量大小为：Ca>N>K>Mg>P。树干养分贮量的分配比例为19.74%~34.23%，随林龄的增长呈抛物线状。针叶、树枝和树皮的养分贮量占整株林木养分贮量的比例为35.16%~45.59%，建议在采伐木材时实施去皮、打枝等措施，留下针叶、树枝和树皮在林地中，让其自然分解以使营养元素重新归还利用，对于维持林地的养分平衡和长期生产力具有积极作用。 （3）20、53和69年生单株落叶松年吸收养分量分别为35.31 g•tree-1•a-1、97.83 g•tree-1•a-1和100.08 g•tree-1•a-1，随林龄的增长而增加。5种营养元素的年吸收量大小为：Ca>N>K>Mg>P。落叶松的养分利用效率随林龄的增长而增大，但生长到一定年龄阶段后，其养分利用效率逐渐趋于稳定。落叶松的最佳采伐年龄应为养分利用效率保持稳定时的年龄，此时采伐单位干材所带走的林地养分量较少。不同营养元素的利用效率不同，P的利用效率最高，Mg、K次之，N、Ca最低。不同器官的养分利用效率不同，树干的养分利用效率最高，其次是根、树枝、树皮，针叶最低。随着林龄的增长，树干和根的养分利用效率增大，而树枝和树皮的养分利用效率减小。 （4）落叶松叶片的N再吸收效率为50.76%~55.11%，随林龄的增长表现出增大的趋势；P和K再吸收效率分别为64.38%~68.85%和87.85%~90.62%，随林龄的增长表现出减小的趋势。从养分利用效率和养分再吸收效率综合判断，本研究区落叶松生长可能受土壤N、P、K供应的限制，3种营养元素的限制作用大小为：K>P>N。 （5）落叶松人工林养分的年吸收量、年存留量和年归还量分别为51.94~78.35 kg•hm-2•a-1、17.77~29.43 kg•hm-2•a-1和34.18~48.92 kg•hm-2•a-1，均随林龄的增长而减少，这与林分密度逐渐减小有关。5种营养元素的年吸收量和年存留量大小均为：Ca>N>K>Mg>P，年归还量大小为：Ca>N>Mg>K>P。落叶松人工林的养分循环速率为0.624~0.658，随林龄的增长而增大。5种营养元素的循环速率以Mg、N最快，Ca、P次之，K最慢。K的循环速率较低，可能与研究区土壤K含量较低而表现出的K再吸收效率较高有关。 （6）施肥导致落叶松叶片N再吸收效率显著降低，而凋落叶片的N浓度显著增加，从而使凋落叶片的C/N比由80.29降低到60.29。施肥林地凋落叶片C/N比的降低使其分解速率加快，有利于其养分归还土壤，从而加快了系统的养分循环速率，提高了系统的养分利用率。因此，在人工林经营中，施肥不仅能提高林地生产力，而且对于维持林地养分循环具有积极作用。

基于林相图的森林景观可视化

景观可视化是近30年来逐步发展起来的，特别是计算机软件、硬件技术的发展，使人们对复杂的自然系统进行模拟和可视化成为可能。并且，在环境决策中，公众的参与越来越普遍，积极的公众参与是可持续发展、生态系统管理和21世纪议程发起的基础和先决条件。因此，景观可视化已成为了公众交流和参与环境教育、气候变化、景观规划、林业管理、开发和建设项目的景观影响评价等方面的一种有效手段。 目前林业部门一直采用数字林相图对森林进行表述，但1）数字林相图的平面特性，虽然使用者可以通过等高线来理解森林所在的地形，但必须通过思维的分析转换过程；2） 数字林相图中树种用抽象的符号表示，阅读者要看懂图必须先将树种符号记住或一一对比，不直观；3）数字林相图中在同一小班内难以表现树种空间分布等信息。为了解决数字林相图的这些问题，本论文探索简便快捷的森林景观可视化的方法与应用。 采用三种数据源，即遥感影像数据、地形图数据、林相图数据，将地理信息系统的二次开发技术与VRML（虚拟现实模型语言）相结合，选用集成开发模式，基于.NET平台和ArcGIS Engine开发包，用vb.net语言进行开发，利用景观可视化技术构建并实现了森林景观的可视化。研究结果较直观地再现了该流域的主要景观类型，为流域的景观管理提供了一种全新的，更为直观的管理工具。该工具可以帮助人们进一步理解景观格局及其时间动态，可以对未来景观评价、生态规划提供各种预案，供社会和专家进行不同角度的评价。最后讨论了景观可视化研究中存在的主要问题，提出了一些解决办法，以及进一步的研究方向。

不同用量脲酶/硝化抑制剂组合对尿素氮转化的影响

试验采用室内模拟培养的方法，在不同用量脲酶/硝化抑制剂组合条件下，对辽宁省2种主要土壤—棕壤和褐土尿素氮转化的动态变化进行了研究。 结果表明，脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和苯基磷酰二胺(PPD)在施用量为尿素N量的0.05%时便有很好的脲酶活性抑制效果，且抑制效果随着脲酶抑制剂用量的增加而增强。NBPT和PPD在棕壤中的有效抑制时间为14天，在褐土中有效抑制时间为7天。两供试脲酶抑制剂相比，棕壤中PPD抑制效果好于NBPT，而在褐土中NBPT抑制效果好于PPD。 抑制剂组合各处理延缓了尿素的水解。土壤NH4+-N含量在前期较低，高峰值的出现延迟了2-6天；在培养中后期各抑制剂组合处理土壤NH4+-N含量显著提高。 抑制剂组合各处理土壤NO3--N含量在整个培养期均显著的降低。且在整个培养期间均显著降低了土壤NH4+的表观硝化率。在培养中后期，各处理能够增加棕壤有效氮含量；褐土中在第21天有效氮含量显著降低，而在第35天则有所回升。 试验表明，DMPP和DCD用量分别在施氮量的0.2%和0.25%时便可以达到很好的硝化抑制效果，且在棕壤中DCD的抑制效果好于DMPP，而在褐土中DMPP的抑制效果显著好于DCD。

菱镁矿山土壤镁污染机理研究

本研究对辽宁省菱镁矿区土壤质量进行了初步调查，着重研究了镁元素在土壤中的物理化学行为以及菱镁矿区特殊的沉积型结皮形成机理，为菱镁矿区土壤修复提供了理论依据和技术支持。 通过对菱镁矿区土壤物理化学性质的调查发现，矿区活动排放的含镁粉尘以及矿渣堆放导致土壤质量退化。通过应用主成分分析和逐步判别方法发现土壤中总镁、水溶态钙和有效态磷含量反应了土壤质量大部分特征，可以作为快速监测和评价菱镁矿区土壤质量的主要指标。 通过模拟降雨淋洗土柱法与振荡平衡法相结合，比较实验前后镁形态的变化，研究了土壤中镁的迁移转化、吸附与解吸行为。结果表明镁元素容易在土壤耕作层大量蓄积。土壤中镁的释放与土壤表面镁粉尘溶解，使得溶解态镁向下迁移。受降雨冲刷作用影响，细小的粉尘颗粒逐渐堵塞土壤孔隙，导致土壤溶液与土壤胶团之间交换时间延长，交换面积增加。表层镁粉末的溶解还引起土壤溶液pH上升，促进了土壤对镁元素的固定。同时镁离子在土壤胶团表面发生自发、快速的非专性吸附反应，在自然条件下进一步增加了镁元素的固定。不同污染类型土壤中镁的解吸机理不同，氧化镁粉尘污染土壤中镁的解吸对pH较为敏感，而碳酸镁粉尘污染土壤中镁的解吸主要依靠钙镁离子交换作用。 利用X射线粉末衍射和扫描电镜方法对土壤结皮进行研究发现氧化镁、碳酸镁和氢氧化镁构成了土壤结皮的基本物质。随粉尘沉降量增加，在自然条件下结皮中逐渐出现3.1.8相硫氧镁水合物和碱式碳酸盐，使得土壤结皮形成致密的空间结构。它极大地降低土壤渗透速度，增加地表径流和侵蚀，土壤蓄水层水分得不到及时补充。通过土柱渗透实验考察不同土壤改良剂对土壤结皮的改良效果，结果显示抑制结皮形成效果最好的是聚丙烯酰胺，其次为磷酸二氢钙。