长白山森林土壤甲烷氧化及其机理研究

目前国内甲烷生物氧化研究主要集中在农田生态系统中，对森林土壤氧化甲烷的研究相对较少。而森林土壤作为陆地生态系统中一个重要的组成部分，对大气甲烷的源汇平衡起着至关重要的作用，本文通过采用静态箱法对长白山5种不同海拔高度土壤甲烷通量的实地观测和实验室模拟培养相结合，为更加准确的评估森林土壤对大气甲烷源汇平衡的贡献提供科学依据。研究发现长白山不同海拔高度土壤均为甲烷的汇，而且不同土壤甲烷氧化能力不同。甲烷氧化菌在森林土壤氧化甲烷中起主要作用；森林土壤氧化甲烷具有明显的深度特征，次表层（5-15cm）土壤甲烷氧化能力最大，而钱离子对甲烷氧化产生的抑制作用可能是森林表层土壤氧化甲烷能力较弱的主要原因；土壤氧化高浓度甲烷要经过川个迟滞期，而氧化低浓度甲烷没有迟滞期的出现；温度影响甲烷的氧化，森林土壤氧化甲烷的最佳温度范围为30℃左右，低温对甲烷氧化的影响较大；土壤水分含量对甲烷氧化的影响作用很大，在一定含水量范围内甲烷氧化速率与土壤含水量负相关。森林土壤有机表层没有甲烷氧化能力。钱离子对甲烷氧化具有抑制作用，而且抑制作用随甲烷浓度的升高而增加，所以不能仅仅用底物竞争模型来解释钱离子对甲烷氧化的抑制机理。

长白山北坡土壤动物群落时空格局与动态研究

土壤动物区系是分解者食物网的重要组成部分，作为生态系统中重要组成成分的土壤动物在分解作用、养分循环和土壤肥力保持中起重要的调节作用。论文以长白山北坡森林生态系统土壤动物为研究对象，综合运用野外调查、室内分析和多元统计方法，对各植被带中土壤动物组成和动态、土壤线虫群落结构、土壤动物群落随海拔梯度变化、次生林演替过程中土壤动物群落变化等问题进行定量分析研究，旨在揭示土壤动物生态分布规律，为森林生态系统的研究和森林可持续发展提供基础材料。本研究结果表明：（1），获得的主要土壤动物分别隶属于7门、10纲、21个目；不同时期（1979、1995及2001-2002）针阔混交林、针叶林和岳桦林中土壤动物数量总的变化呈下降趋势。数量为优势类群和常见类群随季节变化而变化的基本规律是：大、中小型土壤动物个体数量从春季到夏季呈增加趋势，从夏季到秋季逐渐减少；不同地区、同一地带不同年份调查结果差异较大。（2）．获得的土壤线虫隶属于60个属，土壤含水率明显影响线虫密度及营养结构；土壤微域环境中的孔隙度是影响土壤线虫分布的一个重要因素；森林生态系统中土壤线虫的种、属数较为丰富。（3）各海拔群落间物种共有度，大多以相邻的群落共有度最高；群落间物种共有度大体趋势是随群落间海拔差的增大而减小。土壤动物沿海拔梯度分布可分为三部分：550-1350m、1450-2150m和2250-2650m。（4）．长白山次生林中土壤动物主要功能类群有腐食性土壤动物（70-80％）、植食性土壤动物（5-10％）和捕食性土壤动物（10-20％）。土壤动物在长白山次生林中演替过程可分为增长期、过渡期和稳定期3个阶段。

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。

森林蒸散模型与模拟研究-以长白山阔叶红松林为例

森林蒸散不但是森林水量平衡的重要分量，也是森林热量平衡的重要分量。准确模拟森林蒸散量是森林水文学、森林气象学学科发展的需求，同时也为森林流域水资源、森林生态系统管理及其开发利用提供科学依据。本文以长白山阔叶红松为对象，利用长白山阔叶红松林气象观测塔安装的常规气象梯度观钡（系统、开路涡动相关系统的观测数据，依据空气动力学基本理论与能量平衡方程建立了森林蒸散机理模型（模型a与模型b），并确定了参数：零平面位移高度d以及温度和风速廓线稳定度订正函数φm和φh。同时，对比分析了模型模拟森林蒸散量的精度，结果表明：本文模型a模拟蒸散量的精度为84.06％：模型b的模拟精度为79.47％；空气动力学方法中的Pruitt法、Businger法、Dyer法的模拟精度分别是59.85％、53.81％、52.07％；波文比法模拟精度仅为41.15％。最后，利用MAOS-I型小气候自动观测系统的观测数据以及土壤含水量监测结果，分别应用模型。和水量平衡法对长白山阔叶红松林生长季节（2001年7-9月）的蒸散量进行了模拟与计算。结果表明，模型。得到的森林蒸散总量为268.91mm，水量平衡法获得的结果为288.18mm。两者相差：19.29mm，相对误差为6.7％。

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。

长白山暗叶林苔藓植物生态功能的研究

本文以长白山暗针叶林中苔藓植物为研究对象，通过野外调查和实验分析，对苔醉植物在暗针叶林生态系统中的生态功能进行了系统地研究。研究内容包括长白山暗针叶林苔藓植物的生物量、对降雨的截留能力、在养分循环中的作用以及苔醉植物浸提液对乔木种子萌发的影响四个方面。研究结论将加强人们对苔藓植物的认识，促进对苔藓植物资源的保护，为进一步研究森林生态系统的生态服务功能和长白山自然保护区的生态价值提供科学依据。主要结论：1）长白山暗针叶林苔藓植物的生物量除海拔1100m夕卜都在2×103kg·hm~(-2)以上。苔醉植物分布并不均匀，随海拔变化生物量差异很大。塔藓和拟垂枝藓的生物量随海拔的变化趋势与暗针叶林优势种臭冷杉和鱼鳞云杉的重要值变化规律相似。2）苔藓一枯落物的成层结构能够大大提高持水能力。苔一枯落物层在一次降雨过程中截留量为4.46mm。通常在降雨发生时苔鲜一枯落物层便开始大量吸水，苔藓-枯落物层含水量逐渐达到饱和，降雨继续增加，持水量出现下降的现象。这种现象随降雨的发生而往复出现。3）随倒木腐烂程度的加深，上面着生的苔醉植物不断发生着演替变化，演替序列被给出。采用C/N随腐烂程度的变化规律对倒木腐烂程度分级进行检验和修正，排序结果更加准确4）苔藓植物体内磷含量较高，是重要的磷库，对维持整个系统的磷平衡有非常重要的作用。不同苔藓盖度的土壤中养分含量有差异，尤其磷差异显著。5）苔藓植物浸提液处理条件下，对红松和鱼鳞云杉的种子发芽有促进作用。

长白山阔叶红松林林地土壤CO2排放规律与机理

土壤CO2释放通量总量与潜力作为陆地土壤碳循环过程研究的重要组分，一直是国际统碳循环研究的前沿领域。鉴于温带森林对全球气候变化的敏感性，以阔叶红松林为代表的土壤CO2 放通量过程与机制的研究，能够为正确评估我国温带森林土壤碳库动态和潜力提供科学依据。本文利用静态箱／气相色谱技术，连续测定了长白山阔叶红松林及其附近的次生林土壤CO2释放通量并进行比较研究，结果表明：（1）长白山阔叶红松林土壤CO2释放通量具有明显的季节动态，与温度的变化趋势大致相同，在生长季节中表现出8月份＞7月份＞9月份＞5月份＞4月份。（2）土壤温度是控制CO2释放的关键驱动因子；土壤含水量变化对CO2 释放亦有一定的影响。（3）不同土壤类型的土壤COZ释放通量强度不同，其中阔叶红松林年C排放量为7253.72 kg/hm2，白桦林排放量为6581.28 kg／hm2，山杨白桦混交林和山杨林排放量分别是6301.64 kg／hm2和4941.77 kg/hm2。（4）凋落物对林地CO2释放有显著的影响，贡献率约占-12％-38％；根系的贡献约为7.26％-57.6％。

基于GIS的长白山森林资源动态与经营分析-以白河林业局为例

本文结合野外调查和森林经营资料，以GIS为核心技术，综合空间分析与多种统计方法，研究了采伐干扰下白河林业局森林资源的动态变化，并使用FoREsTA严森林资源经营管理决策支持系统进行模拟，对多种采伐方案进行了系统的研究。该研究对指导整个长白山区的采伐经营，保护森林资源，实现森林生态系统科学经营与景观管理具有重要的理论意义。主要结论如下：①采伐活动在一定时间内改变植物种群的生态位，伐后10年7个树种的生态位宽度升高并逐渐高出原始林的生态位宽度。其生态位重叠从采伐后至伐后5年降低，以后逐渐升高，20年时与原始林基本相同；伐后灌木种群的生态位宽度与生态位重叠都增大，伐后巧年逐渐降低，伐后20年与原始林基本相同。②采伐强度影响植物群落的多样性，10％采伐强度采伐干扰的乔木的多样性伐后先降低再逐渐增加，20％和30％采伐强度采伐干扰的乔木的多样性随时间变化没有明显的规律；10％与20％采伐强度的灌木的多样性伐后先升高再降低，30％采伐强度的灌木多样性伐后先减少再增加；在所有采伐干扰中，草本层的多样性自伐后5年起逐渐升高，伐后20年，多样性基本趋于稳定。与原始林的多样性相比，10％的采伐强度可以增加乔木、灌木和草本的多样性，20％采伐强度增加了灌木的多样性。③经过13年经营，白河林业局森林林龄、单位蓄积和郁闭度较高等级的森林面积减少，较低等级的森林面积增加。林分质量下降。④经过13年，林业用地景观更加破碎，复杂程度降低，人类的干扰程度增强；基于景观划分的经营类型出现较大差异。⑤利用FoREsTA严决策支持系统进行采伐决策时，应该根据资源分布选择不同的采伐方案。从景观经营的角度，森林景观空间结构方案以及森林景观空间结构方案与实际木材采伐方案相组合后的方案更具有参考价值。

沈阳城市森林生态系统健康与管理研究

本文系统研究了沈阳城市森林的布局与结构、城市森林功能、城市森林病虫害发生与树木健康状况和城市自然资源与社会经济状况等指标对沈阳城市森林生态系统健康与管理的影响。同时一，采用2种生态系统健康评价方法对沈阳城市森林生态系统健康状况进行了评价，并提出了沈阳城市森林生态系统健康管理的对策。研究结果如下：1、截至2004年末，沈阳城市森林植被覆盖率已经达到35％，城市森林林地分布基本合理，但需要进一步加强道路林地、居住区林地和城郊大面积生态林建设。2、沈阳城市森林以乔木为主，乔灌株数比为1.7：1，乔灌的覆盖度比约为7:1。3、沈阳城市森林不同类型林地中植物组成不同。公园林地中有74个属，137个种（变种）；庭院林地中有53个属，104个种（变种）；居住区林地中有45个属，81个种（变种）；道路林地中有43个属，94个种（变种）；运河风景林地中有75个属，142个种（变种）；棋盘山风景林地中有48个属，118个种（变种）。4、公园林地、庭院林地、居住区林地、道路林地和运河风景林地的Shannon一Wiener多样性指数分别为2.78、3.05、3.15、3.18和3.18，均匀度指数分别为0.56、0.66、0.72、0.70和0.64。除了棋盘山风景林地外，沈阳城市森林中栽植总量超过乔木总量5％的乔木树种有7个属，分别为李、柳树、杨树、桧柏、榆树、槐树和银杏，7种树木总量达到了全部乔木总量的82.09％；栽植总量超过灌木总量5％的灌木树种也有7个属，分别为水腊、丁香、李属，小聚、玫瑰、忍冬和连翘，7个属灌木总量达到了全部灌木总量的87.92％。5、公园林地、庭院林地、道路林地和防护林地中OBH＜20cm、20cm＜DBH＜60cm和DBH＞60cm树木的比例分别为：57.9％、40.0％、2.1％，49.2％、47.8％、3.0％，65.3％、33.1％、1.6％和64.6％、34.9％、0.5％，表明沈阳城市森林树木的规格总体上偏小。6、经样方调查和CITYgreen模型计算，沈阳城市森林的生态效益约2.0亿USD／yr.。公园林地、庭院林地和风景林地的景观指标相对较高；道路林地和居住区林地的景观效果一般；防护林地的景观效果较差。7、目前已经发现的沈阳城市森林病害约600余种，虫害约700余种，其中杨树主要病虫害39种，柳树的主要病虫害有33种，榆树和槐树的主要病虫害均为，1种。杨柳树腐烂病、光肩星天牛、天幕毛虫、桃红颈天牛和美国白蛾等是近10年来沈阳城市森林中普遍发生和造成严重危害的主要病虫害。沈阳城市森林主要树木的平均健康指数为2.68，处于一般健康状态。8、沈阳城市森林的土壤和水资源状况均不利于树木的健康生长，沈阳的社会经济发展也有待于进一步提高。9、经过生物指示物法（光肩星天牛为生物指示物）、专家权重法、公众问卷调查和对比研究，沈阳城市森林生态系统总体上处于亚健康状态。10、通过对沈阳城市森林资源、管理状况的调查研究和健康状况的评价，本文提出了沈阳城市森林生态系统健康管理的对策，包括合理规划沈阳城市森林林地布局，增加道路林地、居住区林地和城郊林地的面积和植被覆盖率；调整树木种类组成，避免单一或少数树种的大量栽植，提高生物多样性水平；保护大树和古树；增加城市森林管理资金的投入；应用先进技术，采取科学的病虫害防治和植物养护方法，促进树木的健康生长等。This project systematically studied the urban forest ecosystem health and management in Shenyang. The study explored factors, such as urban forest structure, distribution, pests, aesthetic value, ecological benefit, natural resources and socieo-economic status, that affecting the urban forest ecosystem health and management. Two methods were used to evaluate the ecosystem health. This project also proposed Shenyang's urban forest ecosystem health management strategies. The research results can be summarized as follows: 1. As of the end of 2004, urban forest coverage in Shenyang is about 35%, and is in relatively even patch distribution pattern. However, the street trees and roadside forest patches, residential block forest patches should be enhanced. 2. Trees are the major component of the Shenyang s urban forest, followed by shrubs. The quantity ratio of tree to shrub is about 1.7:1, and the coverage ratio of trees to shrub is about 7:1. 3. Species composition varies by location. There are 74 genera, 137 species (including varieties) in the public parks; 53 genera, 104 species (and var.) in the green spaces of the institution (including school), factory, and company; 45 genera, 81 species (var.) in residential blocks; 43 genera, 94 species (var.) in streets and roadside forest patches; 75 genera, 142 species (var.) in the Canal landscape forest patches; 48 genera, 118 species (var.) in the Qipan Mountain recreation forest. 4. The Shannon-Woener indices varies in parks, in institution, factory, and company yards, in streets and roadside forest patches, in residential blocks.there are 2.78, 3.05, 3.18, 3.15, 3.18, respectively; and the evenness indices are 0.56, 0.66, 0.70, 0.72, 0.64, respectively. Besides the Qipan Mountain forest patches, trees of 7 genera, Prunus spp., Salix spp., Populus spp., Sabina spp., Ulmus spp., Robinia spp. and Ginkgo biloba are of more than 5% the total urban trees, respectively. In fact, trees from these 7 genera are about 82% of all trees in Shenyang's urban forests. In terms of shrubs, species of 7 genera, Ligustrum spp., Syringa spp., Prunus spp., Berberis spp., Rosa spp., Lonicera spp., and Forsythia spp. are more than 5% the total urban shrubs, respectively. 88% of all the shrubs in Shenyang s urban forest are from these 7 genera. 5. The diameter class of DBH<20cm, 20cm60cm of trees in parks, in institution, factory, and company yards, in in streets and roadside forests, and in protective forests are 57.9%, 40.0%, 2.1%; 49.2%, 47.8%, 3.0%; 65.3%, 33.1%, 1.6%; and 64.6%, 34.9%, 0.5%, respectively. The result indicated that the DBH is relatively small in Shenyang s urban forests. 6. Using random plots sampling and CITYgreen model calculation, the ecological benefit of Shenyang's urban is about 0.2 billion US dollars per year. The aesthetic value of parks, institution and company yards, and scenary forest patches is relative high; however, the aesthetic value of protective forest patches is low. 7. There are more than 600 types of diseases and more than 700 kinds of insects in Shenyang's urban forest. Among them, Populus spp., Salix spp., Ulmus spp. and Robinia spp., are attached mainly by 39, 33, 11, and 11, difference types of pests respectively. The rot disease of the Populus spp. and Salix spp., and the insects such as, Anoplophora glabripennis, Malacosoma neustria, Aromia bungii, and Hyphantria cunea are major pests in Shenyang s urban forest for the past 10 years. The trees health condition is relatively poor by having the average health index of 2.68 for major species. 8. The urban soil and water resource are not favorable to tree's growth in Shenyang, and so is the socieo-economic status. 9. Through using bio-indicator, professional and public evaluation, and comparision with other urban forests, it can be concluded that the status of Shenyang s urban forest is not very healthy in general. 10. To improve the urban forest ecosystem health in Shenyang, a better urban forest design need to be implemented to enhance the area and vegetation coverage of the street and roadside forests, the residential block forests, and the surburb forest Species biodiversity need to be enhanced by adjust the species composition of urban forest trees to reduce the single or several tree species populations and to plant more varieties. A better fundings for urban forest health management need to be budgeted. Advanced technologies in tree care and scientific measures to control pests need to be adopted to prove better care for plants and to keep trees grow healthfully.

森林生态系统服务功能评估及效益补偿分析-以长白山白河林业局为例

森林生态服务功能的评价及在人类采伐活动及对其影响的研究，是生态服务功能研究的重点内容，也是当前研究的重点方向。本文以白河林业局为研究区域，选择三个林场为典型代表，利用已有的模型，充分利用森林二类调查数据并结合FORESTAR决策支持系统，综合运用GIS技术和统计方法，研究了森林生态服务功能的时空变化，并通过采伐模拟决策，预测不同采伐方案对其服务功能的影响，旨在揭示采伐与森林生态服务功能间的关系；同时将经济补偿作为解决森林生态效益外部性问题的手段，建立了经济补偿的概念模型，较深入的探讨了补偿标准问题，得出以下主要结论：①森林的涵养水源、固土保肥、吸收二氧化碳、净化空气和抑制风沙的效益中，水源涵养功能单位价值量在各项效益价值量中贡献最大，在森林生态服务功能中占有极其重要的地位。②黄松蒲林场1987年和2000年森林服务功能变化主要是由于郁闭度和林龄的改变，森林资源空间分布的变化导致了生态服务功能的经济价值在20年间减少了近40％。③运用FORESTAR森林决策支持系统模拟不同采伐方案，采伐小班的各项单位效益值都有明显的下降；三个林场经过模拟采伐后总的经济价值分别减少了353.83元／hm~2、448.62元／hm~2和457.13元／hm~2。④将补偿标准用补偿系数和森林服务的价值量来表示，充分反映了在一定社会生产条件下人民生活水平下对森林这种公共产品的支付意愿和森林本身的性质，计算出的补偿系数为0.412，三个林场的补偿费年均分别为1067元/hm~2，1161元/hm~2和1314元/hm~2，同时对其与机会成本比较是单位面积机会成本的近3倍。⑤在补偿政策的实施中，建议建立和健全多层次的经济补偿制度，通过国家财政拨款、跨区域补偿以及当地税收调节等多种途径取得补偿资金，形成跨区域补偿以及在税收中加入生态税这一个项目，可以保证补偿资金来源。

涡动相关法估算森林生产力及与测树学方法的比较

大气中CO2、CH4和其它温室气体浓度升高导致的全球气候变化引起了人们对全球碳循环和碳收支的关注，植被与大气间CO2通量的长期测定能够加深对陆地生态系统在全球碳循环作用的科学理解。本文以我国北方典型的温带植被类型长白山阔叶红松林为研究对象，利用观测塔上的涡动相关系统对长白山阔仆卜红松林进行长期的CO2通量监测，并分析CO2通量的周年动态，估算森林净生态系统生产力；同时基于测树学方法，进行群落调查，根据已有的经验公式，估算森林净生态系统生产力，综合评价长白山阔汗卜红松林碳收支，为森林碳收支的研究提供基础。主要结论有：（1）FSAM模型的分析结果表明，观测塔上40m高度的涡动相关仪器测量的信息中，76％来自于西北至西南方相对均质的阔叶红松原始林，其中footprint最大的源区在塔西南方100m-400m范围内。因此，森林群落调查选择在此区内进行，使得涡动相关法和测树学方法估算的生产力具有可比性。（2）2003-2004年碳通量季节变化趋势基本一致，从年初到4月上旬该森林生态系统保持较弱的正的碳通量（释放CO2），5月开始表现为净的碳吸收，且吸收量迅速增加，到6月达到最大值，然后又逐渐减小；9月末到10月末随着生长季的结束，净生态系统COZ交换（NEE）开始由负转为正，11-12月NEE为正，生态系统以呼吸为主。净生态系统COZ交换的年累计量表明长白山阔叶红松林为明显的碳汇，2003年和2004年净生态系统生产力NEP分别为-217±75gcm-2a-1和-190±85gcm-2a-1，相当于-2.17±0.75tCha-1a-1和-1.90±0.85tCha-1a-1。（3）根据经验公式和材积法得到阔汗卜红松林的生物量在343．9-362．3tha－l之间，应用两种方法得到2003一2004年群落的净初级生产力在10.22-10.40tCha-1a-1之间，净生态系统生产力在2.50±1.12tCha-1a-1-2.68±1.20tCha-1a-1之间。（4）测树学方法与涡动相关法测得的净生态系统生产力略有差异，但在误差有效范围内基本一致。

Initiation and development of water film by seepage

When water seeps upwards through a saturated soil layer, the soil layer may become instability and water films occur and develop. Water film serves as a natural sliding surface because of its very small friction. Accordingly, debris flow may happen. To investigate this phenomenon, a pseudo-three-phase media is presented first. Then discontinuity method is used to analyze the expansion velocity of water film. Finally, perturbation method is used to analyze the case that a water flow is forced to seep upwards through the soil layer while the movement of the skeleton may be neglected relative to that of water. The theoretical evolutions of pore pressure gradient, effective stress, water velocity, the porosity and the eroded fine grains are obtained. It can be seen clearly that with the erosion and re-deposited of fine grains, permeability at some positions in the soil layer becomes smaller and smaller and, the pore pressure gradient becomes bigger and bigger, while the effective stress becomes smaller and smaller. When the effective stress equals zero, e.f. liquefaction, the water film occurs. It is shown also that once a water film occurs, it will be expanded in a speed of (U)(t)/(1 - E >).

Characteristic rainfall for warning of debris flows

A characteristic rainfall is introduced to overcome the difficulties encountered in determining a critical rainfall value for triggering debris flow. The characteristic value is defined as the rainfall at which debris-flow occurrence probability shows a rapid increase, and can be used as a warning rainfall threshold for debris flows. Investigation of recorded debris flows and 24-hour rainfall data at Jiangjia basin, Yunnan Province, in southwestern China, demonstrates the existence of such a characteristic rainfall. It was found that the characteristic rainfall corresponds to the daily rainfall of 90% cumulative probability by analyzing the basin's daily rainfall histogram. The result provides a simple and useful method for estimating a debris-flow warning rainfall threshold from the daily rainfall distribution. It was applied to estimate the debris-flow warning rainfall threshold for the Subaohe basin, a watershed in the 2008 Wenchuan earthquake zone with many physical characteristics similar to those of the Jiangjia basin.

Aspergillus sp136抗细菌耐药活性成分研究

基于广谱抗细菌耐药性这一思路，本研究中心建立了一套抗细菌耐药性化合物的筛选方法。由此从3000多种西南地区特殊生境的微生物和植物样品提取物中筛选获得17个抗细菌耐药性活性样品。对其中一株来自峨嵋山土样的微生物（Aspergillus sp136）进行了深入研究。通过TLC自显影等方法从其发酵产物中追踪分离得到抗耐药有效成分，并鉴定为烟曲霉酸。 采用多种方法对烟曲霉酸的体外抗细菌耐药活性进行评价。在平板扩散法中，烟曲霉酸表现出对青霉素（β-内酰氨抗生素）的协同抗耐药能力，其活性大约3倍于克拉维酸。在MIC的测试实验中，烟曲霉酸表现出对青霉素（β-内酰氨抗生素）以及非β-内酰氨抗生素如红霉素、四环素、氯霉素、链霉素、卡那霉素、庆大霉素的抗耐药能力。在棋盘格杀菌以及时间致死曲线的研究中，烟曲霉酸也表现出对青霉素、红霉素、四环素的协同抗细菌耐药活性。 在广泛的活性筛选中发现烟曲霉酸对LDLR基因具有上调活性，表明烟曲霉酸可能具有降血脂的活性。 在研究中发现，同空白对照相比，烟曲霉酸使耐药菌（Bacillus cereus NCPF63509）细胞外β-内酰胺酶酶活大幅度下降，而细胞内β-内酰胺酶酶活仅略有上升，这表明烟曲霉酸对β-内酰胺酶分泌过程具有抑制作用。 综述了β-内酰胺酶的研究进展。 A two-step agar diffusion method was established to screen wide spectrum synergistic antibacterial agents. By using this method, 17 active samples against antibiotic resistance were discovered from more than 3000 plants and microbes, which were collected from southwest china. One isolate Aspergillus sp136 collected from E-mei mountain area was selected for further studies. From the metabolites of this strain, a synergistic antibacterial compound was isolated by bioautographic TLC assay-guided fractionation and identified as helvolic acid. The synergistic effect of helvolic acid was confirmed by several methods in vitro. The synergistic effect of helvolic acid with penicillin (β-lactam antibiotics) was about 3 times as that of clavulanic acid with penicillin in agar diffusion assay. In MIC studies, helvolic acid exhibited synergistic effects with β-lactam antibiotics such as penicillin and non β-lactam antibiotics such as erythromycin, tetracycline, kanamycin, streptomycin and gentamycin. In checkerboard and time-kill studies, helvolic acid also exhibited synergistic effects with penicillin, erythromycin and tetracycline. In general screen of bioactivities, helvolic acid upregulate LDLR gene, which was indirectly determined by the activity of fluorescent enzyme. Therefore, helvolic acid might have the ability to lower lipid in blood. Compared with blank control, the extracellular β-lactamase activity decrease significantly and the intracellular β-lactamase activity increase slightly in Bacillus cereus NCPF63509 in the presence of helvolic acid, indicating that the secretion of β-lactamase was inhibited by helvolic acid. The research of β-lactamase was reviewed.