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。

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。

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。

Comparison of aggregation behaviors between branched and linear block polyethers: MesoDyn simulation study

The comparison of aggregation behaviors between the branched block polyether T1107 (polyether A) and linear polyether (EO)(60)(PO)(40)(EO)(60) (polyether B) in aqueous solution are investigated by the MesoDyn simulation. Polyether A forms micelles at lower concentration and has a smaller aggregation number than B. Both the polyethers show the time-dependent micellar growth behaviors. The spherical micelles appear and then change to rod-like micelles with time evolution in the 10 vol% solution of polyether A. The micellar cluster appears and changes to pseudo-spherical micelles with time evolution in the 20 vol% solution of polyether A. However, the spherical micelles appear and change to micellar cluster with time evolution in the 20 vol% polyether B solution. The shear can induce the micellar transition of both block polyethers. When the shear rate is 1x10(5) s(-1), the shear can induce the sphere-to-rod transition of both polyethers at the concentration of 10 and 20 vol%. When the shear rate is lower than 1x10(5) s(-1), the huge micelles and micellar clusters can be formed in the 10 and 20 vol% polyether A systems under the shear, while the huge micelles are formed and then disaggregated with the time evolution in the 20 vol% polyether B system.