中国东北濒危植物地理分布及优先保护研究

本文采用以世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种等级和标准为依据的中国物种红色名录确定出东北地区濒危植物。统计整理出濒危植物地理分布资料，通过对受威胁系数及遗传价值系数等系数的计算得到各个濒危种的优先保护值和保护等级，并以丰富度、优先保护值为指标运用不同方法得到的濒危植物保护的热点地区。主要结论如下： 东北地区共有濒危植物25科42属60种，其中中国特有种8种。濒危植物科属种三个层次植物区系是温带性质的。 应用多指标的优先保护值进行综合分析，将60种濒危植物划分了3个保护等级。一级保护的有长白松等11科14属18种；二级保护的有朝鲜梾木等12科16属19种；三级保护的有鱼鳞云杉等13科17属23种。 针对保护濒危植物丰富度高的县市和达到对所有种保护的目标，并综合考虑濒危植物受威胁程度、遗传价值、利用价值、保护现状和名录收录的因素，本文确定6个地区包含的19个县市作为本文濒危植物优先保护区域。优先保护区域如下：长白山的安图县、抚松县、长白朝鲜族自治县、临江市、和龙县和靖宇县，辽东山地的宽甸满族自治县、桓仁满族自治县、本溪满族自治县、清原满族自治县、新宾满族自治县、凤城市、庄河市和大连市，小兴安岭的伊春市，张广才岭的尚志市，老爷岭北部的鸡西市，大兴安岭的呼玛县和根河市。 本文首次以县市为单位对各县市自然保护区进行综合评价并划分综合评价级别。确定的优先保护区域中有4个县市对濒危植物的保护尚属空白，它们是临江市、和龙县、本溪满族自治县和鸡西市,建议采取措施对这些县市的濒危植物种加强保护。应通过对自然保护区晋级方式加强保护的有安图县的长白松保护区和根河市的西伯利亚五针松保护区。应加强辽东山地的除国家级自然保护区外的其它类型自然保护区中濒危植物的保护。

生态社区评价及规划案例研究

社区作为城市、村镇发展的主体和基本单元如何实现和谐、健康、美感，必然成为实现可持续发展的必然选择和重中之重。生态社区由于既能满足人们对环境优美的精神需求，又能充分体现节能、环保等生态要素，随即受到生态、环保学界、城市建设、规划及管理者的极大关注。本文系统地阐述了生态社区理论、实践的背景和发展历程，以此为指导构建了南芬区生态社区评价指标体系。包括4个子系统，共有13个目标层，可分为38个指标，分别从客观（实际建设情况）和主观（居民满意度）两个角度对南芬区的14个社区进行综合评价；并运用生态设计理论对业已在建的翠海华庭进行案例分析。结果表明：（1）实际建设情况：南芬各社区可持续状况一般，从空间上新城社区比旧城社区可持续性略好，从时间上看各历史阶段社区总体可持续性为1978-1992年间建成的社区＞1993年以来社区＞1978年前社区；（2）新城社区的居民满意度要高于旧城社区；（3）居民满意度均低于社区实际建设情况，这说明社区实际建设情况的提高，并不一定带来居民满意度的提高。（4）翠海华庭分析：设计人员严格按照生态设计的原则形成生态廊道、重视结合自然，注重文脉延续，但是水环境建设方面不够理想。最后，针对存在的问题，对生态社区评价和建设提出相关建议。

辽东山区次生林生态系统主要树种幼苗对光环境的响应

辽东山区森林是辽宁省重要的水源涵养基地与用材林资源，在维系区域内生态环境和林产品的可持续供应方面占据十分重要的战略位置。该区的天然林已基本绝迹，因此该区的森林生态恢复具有重要意义。 已有研究表明，影响辽东山区森林更新演替最主要的环境因素是光环境。核桃楸（Juglans mandshurica）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）、黄菠萝（Phellodendron amurense）和红松(Pinus koraiensis)是阔叶红松林的优势树种；这些树种幼苗对光环境的适应性差异，在群落演替和森林生态恢复中发挥重要作用。 本论文采用人为控制遮光试验测定了核桃楸、水曲柳和黄菠萝幼苗对光环境的响应，同时，采用自然光环境试验和人为控制遮光试验相结合的手段测定了红松幼苗对光环境的适应性。人为控制遮光试验设置的光环境类似于自然中的典型林窗、林缘和林下的光环境；在人为控制遮光试验中，研究材料于2007年4月末栽植于4个不同光环境（全光、全光的60%、30%和15%，分别记为FI、II、LI和WI处理）下，在2007年7~9月测定了树种幼苗的光合生理、叶片特征、生长和冠层形态特征等方面的变化，结果表明： 1）不同光环境处理区内的光合有效辐射（PAR）具有显著差异，形成一定的光强梯度，而气温，相对湿度和土壤含水量差异并不显著。全光处理区内的日平均PAR为842.4μmol∙m-2∙s-1，最大PAR为1884.1μmol∙m-2∙s-1，显著高于其它处理区。 2）生长在高光强下4个树种幼苗的叶片有较高的光合能力（Amax），随生长光强的下降，Amax显著下降；光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）也表现出随着生长光强的下降而降低的趋势。核桃楸和水曲柳净光合速率Pn的日变化最大值约为16μmol∙m-2∙s-1，黄菠萝的约为13μmol∙m-2∙s-1，这与温带阔叶树种叶片的最大净光合速率Pn在10~15μmol∙m-2∙s-1范围内的结论相符；3个苗龄红松针叶的Pn日变化均呈单峰型，没有光合“午休”现象，峰值出现在11:00~13:00期间。 3）4个树种幼苗的比叶重（LMA）和单位叶面积鲜重（LFA）均随着光环境的降低而下降；三个阔叶树种幼苗的叶长L、叶宽W、叶周长C和单叶面积A均具有随着光强的降低而呈增大的趋势，表明叶片通过调节叶片的形态来适应多变的光环境。 4）不同光环境对阔叶树种幼苗的植株冠形和生长有显著影响，而红松幼苗植株冠形和生长的变化无明显的规律性。 综上，本研究得出以下结论：○1.通过可塑性分析和模糊隶属函数分析，核桃楸和黄菠萝较水曲柳能适应更宽的光强幅度；同时，核桃楸和黄菠萝较水曲柳的需光性更强，核桃楸和黄菠萝的需光性差异不大。○2.与3年、5年生红松相比，7年生红松对光强的适应幅度最小；同时，7年生红松的需光性强于3年和5年生红松。○3.本研究结果支持前人的观点：红松在幼年阶段能耐一定程度的遮光，在全光的20%~60%光条件下生长较好，随着年龄的增大，红松的需光性增加。

黑土微生物活力与组成对养分添加的响应

东北黑土是我国重要的商品粮生产基地，在保证我国的粮食安全中起着重要作用。鉴于东北黑土所具有的重要战略地位及其面临的严峻形势，如何通过化肥合理配施培肥黑土已经成为一个亟待解决的关键问题。 本文以东北黑土为供试土壤，设置CK、C、N、P、NP、CN、CP、CNP，8个养分组合，进行室内恒温模拟培养。通过对黑土呼吸强度的监测，研究黑土微生物活力对不同养分响应的规律；同时采用磷脂脂肪酸（Phospholipid Fatty Acids, PLFAs）和中性脂肪酸（Neutral Lipid Fatty Acids, NLFAs）为标识物，研究黑土微生物群落结构以及生理生态特性在不同养分条件下的动态变化，揭示黑土微生物活力与群落组成对不同养分响应的规律。 研究结果表明：黑土微生物活力首先受到可利用C源的限制，单加葡萄糖能够使土壤呼吸释放的CO2-C累积量达到对照的10倍以上，使黑土微生物活力显著提高；而在碳限制的状况被缓解后，氮便成为黑土微生物生长的主要限制因素，可利用碳底物充足的条件下，N的加入能够显著提高土壤呼吸强度，使释放出的CO2-C累积量达到对照处理的13倍以上，CN交互作用非常显著；在碳氮养分都充足的条件下，P的施入能更好地刺激微生物生长，提高黑土微生物活力，CNP处理，黑土微生物活力在培养的第3 d即达到峰值。CN和CNP组合能够迅速刺激真菌、细菌生长，使PLFA和NLFA含量、真菌/细菌比值均增加；并且CNP组合优于CN组合。单独加入C和CP组合，不能在短时间内使真菌、细菌的PLFA和NLFA含量显著增加，真菌/细菌比值也处于较低的水平。G+/G-比值在CN条件下，达到最大之后逐渐趋于平稳；而在单加C、CP和CNP条件下，G+/G-比值均在培养时间内达到两次峰值，显示出不同的养分条件下，微生物群落结构发生着内在的动态变化。

一种植物纤维地膜的应用效果及降解性能研究

覆盖可降解地膜是解决“白色污染”的有效途径。本试验对一种新型植物纤维地膜的田间应用效果及降解性能进行了研究。田间设置植物纤维地膜覆盖试验，研究植物纤维地膜对土壤生态环境和玉米生长的影响；通过地膜田间降解情况和室内土埋、老化试验研究植物纤维地膜的降解性。主要结论如下： 植物纤维地膜具有增温保墒效应，玉米生育前期植物纤维地膜的增温保墒效果同塑料地膜接近，苗期5cm土层日均增温1.7℃，140cm土层贮水增加量较露地高33.0mm，玉米根系层(0-40cm)土壤含水量提高6.1%，增温保墒效应显著，中后期随着纸膜的降解其效应逐渐下降。 地膜覆盖能促进作物生长发育，增加产量。植物纤维纸膜覆盖加快了玉米各器官生长发育进程，其株高和叶面积指数在测定期间始终高于露地处理，玉米提前10天成熟；覆膜提高了玉米的净光合速率和蒸腾速率，有利于增产，植物纤维地膜覆盖玉米产量达13038.7kg•hm-2，增产效应显著，同时水分利用效率提高13.8%。 植物纤维地膜具有很好的降解性。覆盖110天后，目测观测地表部分无残膜存留；土埋9周后，强度和重量损失分别达100%和51.1%，电镜扫描结果也显示地膜表面形态和结构也发生了明显变化；植物纤维地膜经加热老化后虽然其物理性能变化甚微，但总体上呈降低趋势，表明该膜具有可降解性。

马尾松人工林针叶养分动态与养分迁移机制

养分再吸收是植物保存养分的重要机制之一,对植物的生长、竞争和适应性等产生重要影响。国外对养分再吸收的研究集中于比较不同生活型或不同立地条件对养分再吸收的影响，且多为静态研究，而通过动态研究能较全面的认识植物养分再吸收特征。马尾松是我国南方主要造林树种之一，国内对马尾松林养分循环的研究主要集中于养分分布和养分外循环，而对养分内循环的认识还十分有限。本文以马尾松为研究对象，分析了马尾松的养分动态和养分回特征，并在试验研究和文献资料检索的基础上对养分再吸收的机制进行了讨论，结果表明： 1)10年生马尾松不同器官N、P、K含量表现为：叶＞果＞根＞枝；枝的P、K养分再吸收效率和叶无显著差异，但N的再吸收效率叶＞枝，由于枝的养分含量占全树养分含量较大比重，因此营林过程中利用自然整枝将有利于提高林分养分利用效率；成熟叶N、P养分含量随针叶衰老逐渐下降，落叶前后比叶质量平均下降20.5%，物质回收突出，反映了马尾松养分利用效率高；养分再吸收效率生长期比较稳定，落叶期达到最大值；根系和土壤养分在8月均有一低谷，这可能与该时期马尾松生长旺盛，养分需求较多有关；养分再吸收效率与土壤、根系、叶片养分之间缺乏相关性，马尾松新叶生长获得养分的两条途径(养分回收和根系吸收)没有表现出此消彼涨的现象，这可能与根系养分含量变化较小，还不足以通过统计分析表现出来有关。 2)由于针叶凋落前存在物质回收，3个林龄(10、23、45龄)马尾松针叶凋落后的平均质量、长度和单位长度质量分别下降了15.9%、4.6%和13.9%；不同林龄马尾松单叶N、P、K平均50%以上被回收，养分再吸收效率和转移度均随林龄先增后减，与生长规律密切相关，这是因为23龄马尾松生长旺盛，养分需求比较多，导致养分再吸收效率和转移度比其它林组高；各林龄阶段P转移度都较高，可能与该地区土壤P缺乏有关。以单位质量养分含量和单位长度养分含量所计算的养分再吸收效率偏低，但不显著，因此，对于类似于马尾松的针叶树种，在研究养分再吸收效率时，可以应用易于操作的基于质量浓度的养分再吸收效率。 3)通过绿叶N/P所反映的N、P养分的相对限制性影响了植物对N、P的利用特征，并以马尾松和樟子松为例证实了这种关系的存在；常绿植物和落叶植物随N的限制性增强，N的再吸收效率、转移度、利用效率随之升高，反之亦然；常绿植物随P的限制越强，P的再吸收效率反而降低，反之亦然，这可能与常绿植物P含量低有关；常绿植物P的再吸收水平和利用效率与P的限制性没有关系；落叶植物随P限制性增强，P的再吸收水平和利用效率随之升高，反之亦然，但P的限制性与P的再吸收效率没有关系；N/P与N和P利用特征的关系对于指导适地适树有实际意义，在土壤N含量比较低的立地，选择N/P高的植物，将有利于提高N的养分利用效率，反之，在P含量比较低的立地，选择N/P高的植物将有利于提高P的利用效率。

全球变化背景下科尔沁沙地生态系统C、N循环过程

工业革命以来，由于人口的快速增加和人类活动的强烈干扰（主要包括煤炭、石油等石化燃料的燃烧、化肥生产和使用）导致土地利用/覆被变化、大气CO2浓度升高、N沉降等一系列全球环境变化问题。有关陆地生态系统生物地球化学循环，尤其是陆地生态系统C、N循环及其耦合过程方面的研究成为全球变化科学研究领域的重要内容。 干旱/半干旱地区占地球陆地总面积的1/3。与湿润地区相比较，干旱/半干旱地区生态系统稳定性比较差，往往属于生态脆弱区。因此，全球变化对干旱/半干旱地区生态系统影响更加敏感。科尔沁沙地位于我国北方干旱/半干旱地区，是我国典型的农牧交错区和生态脆弱区。科尔沁沙地是世界上人口密度最高的干旱/半干旱地区之一，人类活动对其影响剧烈。然而，有关科尔沁沙地生态系统C、N元素生物地球化学循环过程对土地利用/覆被变化、N沉降等全球变化响应及其反馈机制的研究非常缺乏。因此，本文以科尔沁沙地退化沙质草地、农田、不同年龄樟子松和杨树人工林等生态系统为对象，开展了造林、模拟N沉降和凋落物管理对生态系统C、N元素循环过程影响的研究。 在科尔沁沙地东南缘，以退化沙质草地、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林（15、24和30年生）、杨树（Poplus xiaozhuanica）人工林（7、11和15年生）为对象，研究草地转变为林地对生态系统C、N储量影响；以退化草地、榆树疏林草地和32年生樟子松人工林为对象，比较草地造林对土壤C、N循环过程及其土壤微生物性状的影响；以农田和5、10、15年生杨树人工林为对象，研究退耕还林对生态系统C、N储量和循环过程影响；以35年生樟子松人工林为对象，模拟研究N沉降和凋落物管理对生态系统C、N循环过程影响。通过上述研究，得到以下主要结果： （1）草地生态系统总C储量为34.38 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总C储量分别为43.56、60.45和66.59 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总C储量分别为34.54、48.26和78.77 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总C库储量下降13%，而10年和15年杨树人工林分别增加了176%和5倍；随着人工林年龄的增加，地上植被生物量C库储量占生态系统总C库储量的比例逐渐增加，并主要分配在树干。草地生态系统总N库储量为2.54 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总N库储量分别为1.96、2.10和2.19 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总N库储量分别为2.27、1.84和2.60 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总N库储量下降32%，而10年和15年杨树人工林分别增加了47%和76%；农田和草地造林后生态系统N储量依然主要分配在土壤中。 （2）草地和农田造林后土壤C、N库储量的变化受多因子的影响，例如林龄、树种种类以及立地条件等。农田和草地造林初期，土壤C、N库储量表现出下降趋势，随着林龄的增加，土壤C、N储量逐渐恢复。草地营造樟子松人工林30年后，0–60 cm深度土壤C、N储量依然显著低于草地；与草地相比，15年生杨树人工林土壤C、N储量差异不显著。在立地条件较好的情况下，10年杨树人工林土壤C、N储量已显著高于农田；然而，在立地条件相对较差的情况下，15年杨树人工林土壤C、N储量仍然与农田相比差异不显著。 （3）土地利用变化能够强烈地改变土壤C、N循环过程。与草地或疏林草地相比，32年生樟子松人工林土壤C、N、P含量显著降低；土壤C、N矿化过程发生显著变化，并且受季节变化的影响；在不同季节，土壤微生物量碳含量、代谢熵（qCO2）、微生物熵（MBC/TOC）以及土壤酶活性等在不同土地利用条件下表现出规律不一致。同样，农田退耕杨树人工林能够显著影响土壤C、N矿化过程，土壤无机氮（铵态氮+硝态氮）含量，土壤微生物量碳含量以及土壤微生物活性。草地造林在一定程度上导致土壤质量下降。而农田造林有利于土壤质量改善，尤其在在立地条件较好情况下。 （4）N添加增加对沙地樟子松人工林地上和地下C、N元素含量影响不大；N添加1年后，仅林下植被C、N含量显著增加，高氮处理（N15）凋落物N含量显著增加。N添加抑制了沙地樟子松人工林凋落物的早期分解和N、P元素释放。5、6、8和9月份土壤无机N含量均随着N输入增加表现出一定程度的增加，然而，7月份N添加导致土壤无机N含量降低。N添加对土壤潜在N矿化速率影响不显著。7和8月份N添加影响土壤C矿化速率，而其它月份影响不显著。低氮处理（N5）有利于增加土壤微生物量碳含量，而高氮处理（N15）在一定程度上降低土壤微生物量碳含量。 （5）凋落物输入变化（凋落物添加和凋落物移出）在一定程度上改变了35年生沙地樟子松人工林生态系统C、N循环过程。凋落物移出（C0）增加了林下植被C含量，降低了树木叶片N含量。凋落物移出抑制了凋落物分解和P元素的释放，而增加了C元素的早期释放速率，对N元素释放过程影响不显著。凋落物输入变化对不同月份土壤无机N含量和土壤N矿化过程影响均不显著。仅在6月份凋落物移出显著抑制了土壤C矿化速率，其它月份差异均不显著。凋落物管理对土壤微生物量碳含量影响不显著。 以上研究结果表明，土地利用变化、N沉降和凋落物输入改变等能够影响半干旱地区沙地生态系统C、N储量和循环过程。尤其是土地利用变化强烈改变沙地生态系统C、N储量、分配格局和循环过程，并且受到多因子的影响。科尔沁沙地樟子松人工林生态系统C、N元素生物地球化学循环存在密切的耦合关系。今后有必要进一步结合3S技术、同位素技术、模型模拟以及分子生物学技术等，从微观-宏观不同尺度上，研究半干旱地区沙地生态系统C、N循环过程对全球变化的响应及其反馈机制。

长白山阔叶红松林与大气间CO2及H2O交换的过程与模拟

在全球变化背景下，森林生态系统CO2和H2O交换过程已经成为国际研究的前沿问题。本研究以长白山阔叶红松林为研究对象，利用基于生理生态学过程的多层模型，考虑了混交林中不同树种的生物量、冠层高度和厚度，对冠层及生态系统尺度的碳水通量进行了详细模拟及分析，同时用涡动相关实测数据对模拟结果进行检验，并模拟和预测了阔叶红松林生态系统碳水收支对气候变化的响应，以期为我国研究区域甚至更大尺度碳水平衡的时间和空间格局特征提供模型储备。本文的主要结论如下： 1）长白山阔叶红松林主要优势树种红松、紫椴、水曲柳、色木槭和蒙古栎的生理生态学参数（初始量子效率α、光饱和时的最大净光合作用速率Pmax、最大Rubisco催化反应速率Vcmax、CO2饱和时的最大净光合作用速率Jmax）有着明显且不同的季节变化。6、8月的α值较大，Pmax、Vcmax和Jmax的最大值也出现在6—8月，而5、9月的各项参数值均较小。 2）对阔叶红松林冠层结构的观测，发现各树种在冠层中所处位置有明显差异。假设各树种水平分布均匀，以各树种的冠高、冠厚和叶片生物量为依据，将冠层垂直分为20层，模拟出各层各树种的CO2和H2O通量。这与传统的假设各树种垂直均匀分布相比，更加符合阔叶红松林的实际群落结构。 3）长白山阔叶红松林的能量平衡比EBR为0.800，居于国际同类观测的中上水平，涡相关观测数据较为可靠。CO2和H2O通量有明显日变化，夜间值较小且变化平缓，白天值呈单峰形的日变化。对2003—2007年生长季的模拟结果分析表明，CO2和H2O通量模拟值与涡相关实测值的回归线斜率分别为0.935和0.875，截距为-0.0136 mg•m-2•s-1和13.7 W•m-2，相关系数为0.655和0.622（n=30107）；CO2通量模拟和实测的平均值分别为-0.138和-0.134 mg•m-2•s-1，模型高估了2.99%；H2O通量模拟和实测的平均值分别为88.5和85.4 W•m-2，模型高估了3.63%，模拟效果较好。从季节变化来看，生长季初、末期（5月和9月）CO2和H2O通量较小，生长旺盛期（6—8月）通量值较高。CO2和H2O通量受环境因子的综合影响，其中，辐射和气温是主要限制因子。 4）对模型的主要参数和环境因子的敏感性分析表明，CO2通量对a1 (气孔导度的参数)、Vcmax、Ca (大气CO2浓度)变化的响应较强，而H2O通量对a1、LAI (叶面积指数)、Ta (气温)变化的响应较强。CO2通量对Ca的变化最为敏感，而H2O通量对其它环境因子的响应程度均高于CO2通量。与将冠层分为20层的方法相比，5层方法（Gaussion五点积分法）得到的碳吸收量和蒸发散量分别低估了25.3%和11.1%。这两种分层方法产生的差异，主要来自于不同层的辐射吸收和权重分配。

东北多年冻土对气候变化的响应

近地表面多年冻土对寒区生态系统的植被覆盖、水文条件、土地利用和工程建设具有重要影响，随着气候变化研究的广泛开展，区域冻土环境的变化也成为学者关心的重要议题。中国东北的多年冻土处于欧亚大陆多年冻土带的南缘，多年冻土不如以北地区发育，是十分脆弱的多年冻土。然而，多年冻土在东北寒区生态系统中却起着重要的作用。若东北多年冻土发生退缩，则有可能加速落叶松北移和湿地退缩的过程，也会对C的释放产生重要影响。因而探明现实气候条件下东北区域多年冻土的影响因子和发育状况以及未来气候条件下多年冻土的退缩趋势，将有助于促进东北寒区生态系统的冻土和其它学科研究，同时也可为寒区开发建设提供有意义的参考。 本研究从分析东北多年冻土的主要影响因子——气候、地形和土壤条件等入手，准确地掌握了多年冻土的发育状况，并以此为根据进行了景观尺度上多年冻土分布信息的提取和融深信息的研究。同时，在区域尺度上对多年冻土的现实分布和未来气候条件下多年冻土的可能分布状况进行了探讨。最终得到以下重要结论： （1）冻结数对东北多年冻土分布具有重要的指示作用 冻结数模型具有明确的物理意义，可以指示多年冻土的发生状况。研究中，利用地形、纬度等因子，结合气温和降水数据模拟了现实气候条件下东北地区的冻结数值；并依据冻结数模型的区划标准对东北多年冻土进行分区。结果表明，冻结数在指示多年冻土分布时具有重要作用。 （2）土壤含水量、地形坡度和群落因子对多年冻土具有重要影响 以大兴安岭呼中国家级自然保护区为例，调查了该区多年冻土活动层厚度，并利用多重对比分析和相关分析的统计方法，对多年冻土活动层的影响因子进行了分析。结果表明，多年冻土活动层厚度与多个环境因子之间存在着复杂的关系。其中，土壤表层含水量与活动层厚度具有极显著的负相关关系（P<0.001），其相关系数在0.90以上，说明含水量越高，活动层厚度越浅。地形坡度和活动层厚度的相关性也达到显著水平（相关系数为0.321，P=0.006），表明坡度越陡，活动层厚度越大。几乎每个样带的海拔与活动层厚度都有显著的相关性，但在整体研究区域内海拔与活动层厚度不存在相关性。这说明活动层厚度的变异仅在本研究的样带尺度上具有规律性，而在稍大尺度上这种规律性就消失了。对于不同的群落活动层厚度的多重对比分析表明，群落的差异对活动层厚度也有明显的影响，其中狭叶杜香-泥炭藓群落（Larix gmelini-Ledum palustre var. anqustum-sphagnum magellanicum）更有利于多年冻土的保存。 （3）景观尺度上的多年冻土分布状况 在景观尺度上，以呼中国家级自然保护区为研究区，应用神经网络方法，同时以土地覆盖、等效纬度、坡向和土壤湿度多种影响因子为数据源，对多年冻土分布信息进行提取。结果表明，考虑土地覆盖、等效纬度和土壤湿度的数据源组合可以获得高精度最高的多年冻土分布信息，分类精度可以达到89.0%，多年冻土面积占研究区面积百分比达到46.71%，为780.1 km2。 （4）景观尺度上多年冻土的融深状况 研究考虑了包括植被和等效纬度两个影响活动层厚度的重要因子，并将Stefan公式进行变形，简化为包含热量条件的等效纬度因子和植被条件的C因子的函数关系。最后应用该函数关系模拟了呼中自然保护区活动层厚度空间分布，模拟结果的精度为87.25%。在模拟结果中，面积和所占比例最大的活动层厚度为70-80 cm间的活动层厚度，所占面积达到341.4 km2 ，占整个研究区面积的20.43%。而面积最小的活动层厚度为30-40 cm间的活动层厚度，面积为0.02 km2 。通过群落与活动层厚度的空间分布对比发现，呼中自然保护区占最大比例的活动层（70-80 cm）所对应的植物群落主要为落叶松-丛桦-笃斯-藓类群落（Larix gmelini-Betula ovalifolia-Vaccini uliginosum-moss）。说明呼中自然保护区冻土湿地植被主要以该群落类型为主，演替处于中间阶段。 （5）区域尺度上多年冻土的分布状况 利用证据权重法，以可能影响多年冻土分布的气候、地形和土壤等因子作为数据源，对研究区在现实气候条件下的多年冻土分布进行预测，获得了多年冻土在现实气候条件下的分布概率等信息。结果表明，当分布概率大于0.17时，划分出的多年冻土的精度最高，为78.71 %。此时，多年冻土面积为2.03×104 km2 ，约占研究区总面积的1.76%。 （6）东北多年冻土分布对气候变化的响应 利用空间代时间的方法和Kappa指数，对证据权重法在预测未来气候变化条件下多年冻土分布的准确性进行了验证，结果表明，证据权重法预测气候变化条件下多年冻土的分布状况是可行的。 在CGCM3模拟的三种气候模式下，多年冻土在2050年和2100年都将发生明显的退缩。2050年，SRES A1、SRES A2和SRES B1三种气候情景下多年冻土的面积分别为786.38 km2，705.94 km2和1 028.81 km2。与现实气候下多年冻土的面积2.03×104 km2相比，多年冻土分别退缩了96.13%，96.53%和94.94%。而2100年的模拟结果表明，三种气候情景模式下，多年冻土已经全部退化。 （7）气候变化条件下东北多年冻土的分区变化 研究将冻结数等值图与2000年中国东北冻土分区图进行叠加，计算了不同多年冻土亚区的边界对应的冻结数值，建立了利用冻结数进行中国东北多年冻土分区的标准。根据冻结数指标确定的新的中国东北冻土分区与原中国东北冻土分区进行Kappa指数认证。结果表明，冻结数分区标准更适用于中国东北多年冻土的区划。 利用新的冻结数分区标准对CGCM3模拟的三种气候情景模式下的气候变化数据进行区划表明，三种气候模式下东北多年冻土区在21世纪都会有非常明显的退缩。2050年时冻土区缩减了37.7%-42.6%，2100年时缩减了62.5%-74.0%。同时，研究结果显示，东北多年冻土区域的退缩不仅发生在多年冻土区的南界，同时多年冻土的中心退缩也较为明显，即大片连续多年冻土亚区和大片连续—岛状多年冻土亚区的退缩最为剧烈。2050年时，三种气候情景下，大片连续多年冻土亚区将退缩88.8%以上；2100年时，SRES A2模式下，大片连续多年冻土亚区将完全消失。

长期施肥黑土有机磷组分的31PNMR研究

有机磷是植物和微生物的重要磷源，其各化合物含量组成在一定程度上可反映土壤供磷情况。31P 核磁共振谱仪（31P NMR）通过监测核磁共振频率可以将有机磷不同组分加以区分，是测定土壤有机磷组分的理想工具。本文以吉林省公主岭市不同施肥处理（不施肥处理Control；无机肥处理NPK；有机肥处理M1 、M2；有机无机配施处理M1+NPK、M2+NPK）的长期试验地典型黑土为研究对象，对其有机磷组分应用31P NMR技术进行了研究。结果发现： 1、上机样品的浓度对谱图的影响大，同一批样品需按照同一方法配制，且浓度不是越高越好。冻干前浸提液不中和，试验中未发现磷酸二酯，土壤的NaOH-EDTA浸提液在冷冻干燥前中和，可以减少磷酸二酯的水解；土壤全碳对实验谱图的分辨率有较大的影响。 2、Control处理和NPK处理磷酸单酯含量占浸提液全磷量的比例最高，分别为41%和38%，M2 + NPK处理比例最低为13% 。肌醇六磷酸盐含量占总有机磷量的比例在7% ～ 28%之间，Control处理最高，显著高于NPK处理、M1处理、M1 + NPK处理和M2 + NPK处理。土壤焦磷酸盐含量占浸提液全磷含量比例为0.01% ～ 0.31%，施有机肥处理土壤焦磷酸盐含量显著高于Control处理和NPK处理。 3、土壤浸提液冷冻干燥前中和，测定结果均发现胞壁酸（属磷酸二酯）的峰，中和后的测定磷酸二酯含量占浸提液全磷量的比例在0.53%和3.75%之间；且在Control处理发现-5.28ppm、-26.19ppm和-27.54ppm处发现三个未知峰；Control处理未知化合物占总有机磷的比例为0.35%。

沈阳城市森林适宜树种选择研究

本文以沈阳典型城市森林为实验区，利用LI-6400光合分析系统，在春夏秋三季的典型观测日，对生长在同一环境、具有相似生长状况的42个主要树种的光合、蒸腾速率日变化进行了观测；分析了各树种不同观测日的光合、蒸腾特征；计算并分析了各树种的单位叶面积日光合、蒸腾总量以及固碳释氧、释水吸热的环境效益；在此基础上，以层次分析法构建了以适生性为基础，以固碳释氧、降温增湿的环境效益为核心，兼顾观赏性的沈阳城市森林树种综合评价体系，并对42个主要树种进行了综合评价。同时还采用以心理-物理学为理论基础的美景度评估法，结合公众与专家意见，以96个样地为对象，对城市森林的景观美学进行了系统的研究，并以此为依据，结合适宜树种，挑选出沈阳城市森林适宜类型。 结果表明乔木树种的光合、蒸腾日变化曲线多呈双峰型；灌木树种的光合日变化曲线也多呈双峰型，但蒸腾日变化曲线为单峰型和双峰型的则各占一半。树木的最高光合速率多出现于春夏两季的9:00-13:00；最高蒸腾速率多出现于夏秋两季的10:00～14:30。 乔木树种间单位叶面积固碳释氧、降温增湿能力差异大于灌木。日光合总量、蒸腾总量平均值分别与光合、蒸腾速率最高值呈线性相关。单位叶面积固碳释氧能力最强的乔木为旱柳、银中杨，最弱的为油松；最强的灌木为接骨木、五叶地锦，最弱为朝鲜黄杨。单位叶面积降温增湿能力最强的乔木为国槐、旱柳，最弱的为油松；最强的灌木为接骨木、蔷薇，最弱的为茶条槭。 主要树种的综合评价结果表明，乔木中综合评价指数最高的为刺槐、榆树、小叶朴；综合评价指数最低的为华山松。灌木中最高的为黄刺玫、水蜡、接骨木；最低的为朝鲜黄杨。 城市森林景观美学评价研究表明，城市森林景观质量与空间感、乔灌木多样性呈正相关，与自然程度、质感、乔木密度呈负相关。

单宁酶的制备及酶法制取没食子酸及其丙酯研究

1.本文报告了利用固定化单宁酶，在水相中水解五倍子单宁制取没食子酸和将没食子酸与丙醇在有机相中酶法合成没食子酸丙酯的实验研究。没食子酸是一种重要的化工原料，用途广，用量大，现已成为市场面上的畅销商品。目前几乎所有的没食子酸是酸水解五倍子单宁生产的，但是酸法存在着严重污染环境等不足，酶法有助于解决这些问题；没食子酸丙酯是食吕工业广泛使用的抗氧剂，用化学法生产有副产物较多，腐蚀设备等到缺点，而以酶法合成，产物单一并且污染较轻，因此建立酶法制取没食子酸及其丙酯的新工艺有重要意义。2.从20株黑曲霉起始菌中，通过几步选择，包括生物转化筛选、紫外诱变、制备原生质体和紫外照射以及二级发酵程序，最后选择出No. 13～13～37，它的单宁酶活性（或生物转化能力）是出发菌株No. 13的2倍。实验证明它具有稳定的产酶性能，发酵液中没食子酸的浓度达23.9mg/mL, 其单宁酶活性高于文献报道同类工作的水平。在单宁酶高活性菌筛选过程中，设计一种初筛方法，使诱变工作效率大为提高；并首次采用了原生质体诱变技术。3. 通过（NH_4)_2SO_4分级沉淀、DEAE-S离子交换、Sephadex G-150凝胶过滤，从No. 13～13～37的发酵液和菌丝体中纯化出凝胶电泳均一的单宁酶，这对于提高单项宁酶的收获量有实用价值，在此之前的报道中，只从菌丝体或发酵液中提取粗单宁酶。研究了单宁酶的部分性质，为固定化酶及酶法制取没食子酸及其丙酯的工作奠定了基础。4. 进行了固定化单宁酶在水相中制备没食子酸和在有机相中酶法合成没食子酸丙酯的研究，其中制取没食子酸的工作为首次开展；在有机溶剂中合成没食子酸丙酯所用固定化单宁酶的新型载体为我们通过化学手段由聚乙烯醇和戊二醛合成，并首次用于酶的固定化。另外还研究了固定化单宁酶的制备条件、部分性质和生物转化参数，在优化方案基础上，做了没食子酸及其丙酯克量级酶法制备实验，结果表明这两种产品的产率分别达到61%和43%，具有一定的工业开发价值。总之，这项工作为酶法制取没食子酸及其丙酯提供了数据资料，具有生物催化和生物加工方面应用基础研究的重要性。

日本落叶松微体繁殖及植株再生的研究

本文以10、13、29年生的日本落叶松(Laxix kaempferi (Lamb.)Carr.) 朝85；38、朝6号无性系的冬芽为材料，经过腑芽诱导、不定茎伸长、生根诱导和培养等阶段，形成了再生植株。文中主要研究了基本培养基种类、激素组合及其浓度、遗传材料（无性系）、外植体年龄、活性炭对芽诱导、茎伸长以及继代、温度、染菌等对植株再生过程的影响。通过实验，选择出微体繁殖过程中茎诱导、茎伸长、生根诱导等各个阶段的优化培养基，它们分别是：茎诱导SH+0.5mg/l Zea+0.05mg/l IAA WPM+1mg/l zea+1mg/l IAA；茎伸长 改良MS+0.1mg/l IBA+0.5mg/l NAA+1% AC; 根诱导 改良MS+0.2mg/l IBA+0.1mg/l NAA+0.15% AC。培养条件诱导、伸长时光照1000－3000Lux，温度 25±1℃；生根时光照不变，温度 20±1℃。对影响外植体发育和器官发生各种因素的研究结果表明：继代可明显提高诱导率，继代、低温处理相结合促进生根；高浓度（1%）活性炭对茎伸长有明显的促进作用，低浓度（0.15）活性炭则促进根的形成；诱导率也随年龄、无性系的变化而不同；在根诱导阶段，细感染并不影响生根。同时，文中还对无菌幼苗的扦插进行了实验，以为成龄树木棰根提供可借鉴的资料。

中国辽宁海洋放线菌资源、生物学特性及一株新种的鉴定命名

本论文在国内外首次报导了中国辽宁海洋放线菌资源考察研究结果。结果表明中国辽宁海洋放线菌资源丰富；在分离出的海洋放线菌中以链霉菌属居绝对优势，占所分离菌株总数的90%以上，此外尚有少量的海洋小单孢菌和海洋诺卡氏菌；所获提的海洋链霉菌可分为7个类群，已鉴定出11个种和1个新种。选择生长较快的链霉菌属13株菌株，对其形态特征、培养特征、生理生化特征、抗菌谱、细胞化学组分、DNA中的G+C mol%等内容进行系统研究。结果，全部13株菌株均能忍耐6%NaCl和pH13的碱性，5株菌株能耐受10%NaCl；G+C mol%均在69.5%-72.5%之间；均为细胞壁I型；但在形态特征、培养特征、生理生长特性、抗菌谱等方面各菌株之间又有差异。根据链霉菌鉴定手册，将13株菌株中的12株逐一定名：（1）将菌株H72-9定名为威德摩尔链德菌（S. wedmorensis, H72-9），（2）将菌株H73定名为细黄链霉菌（S. microflavus, H73）（3）将菌株H74-2定名为天蓝色链霉菌生天蓝亚种（S. coelicolor，subsp. coelicoferus, H74-2），（4）将菌株Hai-75定名为娄彻氏链霉菌（S. rochei, Hai-75），（5）将菌株H75-2定名为鲜黄链霉菌（S. galbus, H75-2），（6）将菌株H76定名为束丛链霉菌（S. fasciculus, H76），（7）将菌株H77定名为灰红链霉菌（S. griseoruber, H77），（8）将菌株H78-1定名为栗褐链霉菌（S. badius, H78-1），（9）将菌株J5定名为吡啶霉素链霉菌（S. pyridomyceticus, J5），（10）将菌株J7定名为锈亦链霉菌（S. rubiginosus, J7），（11）将菌株J10和J11定名为栗色浑圆链霉菌（S. castaneoglobosus）。将13株中的另一株海洋放线菌Hai-74确定为放线菌新种，它除了在形态特征、培养特征、生理生化特性等与已知近似种有明显的不同外，最主要的是在其独特的“索状”孢子丝结构，为国内外首次发现，故将此新种命名为索孢天蓝链霉菌（Strepomyces multisticho-cateniformis n. sp. Xie and Ding）。在研究中国辽宁海洋放线菌的抗菌性能中，我们还首次发现并报道了海洋细黄链霉菌H73的抗菌物质，它能显著减轻大豆连作障碍（重茬大豆根际土壤紫青霉菌及其毒素对大豆的危害），因此在今后它很有可能被用来研制一种能够减轻大豆连作障碍的新型农用抗生系。为此，我们对海洋细黄链霉菌H73的基因组DNA文库进行了构建，这将为今后研究有关抗菌基因方面的工作奠定基础。

大豆根瘤菌种群多样性及结瘤特性研究

环境因子及土著根瘤菌是影响人工接种根瘤菌剂接种效果的两个主要因素。论文分为二部分。第一部分首先考察了外界因素对根瘤菌剂接种效果的影响。应用GUS（葡萄糖苷酶）基因标记技术将标记基因GUS导入受体菌S.fredii 8855，标记菌体形成的根瘤可被GUS染色缓冲液染成兰色，而土著菌形成的根瘤不能着色，由此即可十分简便地确定土著菌的影响程度。盆栽实验表明，S.fredii 8855的结瘤抗酸碱能力高于土著菌，能在土壤中较大范围内迁移。当它的根瘤占有率不小于43％时，接种能显著提高大豆产量。大豆产量与根瘤根瘤占有率呈正相关(r = 0.98)，而与总瘤数关系不大(r = 0.13)。土壤氮素显著抑制其结瘤，补加磷能缓解这种抑制作用。研究发现应用快生型大豆根瘤菌剂为保证接种效果，接种量至少应为土著根瘤菌数量的10~5倍，同时施用磷肥会提高接种效果。只有当接种根瘤菌的占瘤率在40％以上时接种才可能达到增产目的。第二部分较为系统地考察了新疆主要大豆产区耕作土中大豆根瘤菌种群数量、种群结构及种群共生、遗传多样性。新疆大豆地耕作土中含有数量较高的大豆根瘤菌，数量每克土大多在10~5-10~6之间，种群结构大多以快生型根瘤菌为主。对分离的28株根瘤共生及遗传多样性进行了分析，土著大豆根瘤菌菌株间结瘤能力有一定差异，快生型大豆根瘤菌总体结瘤能力高于慢生型，但差异不显著(p <= 0.05)，形成的根瘤大小也有较大差异。根瘤菌种群中菌株间为植物提供的生物固氮量存在明显差别，但仅有20％的菌株能明显促进植物生长，有1/3的菌株具有较高的固氮能力。慢生型大豆根瘤菌固氮能力明显高于快生型，但二者之间差异未达到显著水平(p < 0.05)。根瘤菌结瘤力与固氮活性之间的相关性分析发现许多根瘤菌形成的根瘤为无效根瘤。重复序列（重复基因外回文REP和肠细菌重复基因间共同序列ERIC）结合聚合酶链式反应(ERP和ERIC－PCR)用于大豆根瘤菌染色体指纹分析，分析结果表明新疆土著大豆根瘤菌具有复杂的遗传多样性，遗传相近程度具有一定的地域性，来自同一地区的根瘤菌株具有较高的遗传相似性。新疆土著大豆根瘤菌在相似水平0.5可分为两大类群，一个类群包括所有慢生型根瘤菌，另一类群为所有快生型根瘤菌。在相似水平0.6大豆根瘤菌可分为5个聚群，快生型根瘤菌分为二个主要聚群和一个次要类群，慢生型根瘤菌分为二个次要类群。主要聚群中一个聚群结瘤能力较高但固氮能力较低，另一聚群结瘤能力和固氮量均较低；次要聚群中快生型和一个慢生型聚群固氮能力较高但结瘤力低，另一慢生型聚群固氮能力和结瘤力均较高。以上研究表明，新疆绿洲农业生态系统中大豆根瘤菌具有一定种质特异性，尽管次要类群具有相对较高的因氮活性，但由于多数根瘤菌形成的根瘤为固氮活性很低的无效根瘤，占优势的主要聚群固氮活性较低，因此土著根瘤菌生物固氮量不能满足作物对氮素的需求，在新疆人工施用根瘤菌剂具有现实意义，但接种的根瘤菌剂可能受到对环境适应性强、结瘤能力高的土著根瘤菌优势类群强有力的竞争。