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。

水稻化感物质对土壤微生物的作用

本文主要目的是探讨水稻化感品种对土壤微生物的影响，为进一步阐明水稻化感品种与稻田微生物的生物化学关系奠定基础。在分离出两种水稻化感物质黄酮甙基础上，首先研究水稻化感物质对环境因子的响应情况。同时，探讨土壤中黄酮甙的降解动态和水稻组织及其释放到培养基质中的黄酮甙浓度情况，并用土壤薄层层析和生测实验研究黄酮甙在土壤中的迁移性。随后系统研究水稻化感品种幼苗、萌发液、根分泌物以及水稻化感物质黄酮甙对土壤微生物的作用。结果表明： 1、虽然化感物质释放程度和环境因子有关，但主要取决于水稻自身的化感特性。黄酮甙进入土壤10 h后消失，生成稳定的黄酮甙元，这种甙元是水稻真正的化感物质，因此，黄酮甙是水稻化感品种存储化感物质的形式，而不是真正起作用的物质。 2、水稻化感品种根际土壤中的微生物数量受到显著的抑制作用，根际土壤微生物的群落结构和对照土壤相似，和水稻非化感品种根际土壤微生物的群落结构不同。 3、向土壤中施加萌发液和根系分泌物初期，土壤细菌、氨化细菌、放线菌数量表现为水稻非化感品种大于水稻化感品种。水稻化感品种土壤中的微生物生物量碳受到抑制，而真菌生物量受到促进。萌发液土壤中对照和水稻化感品种群落结构变化相似，根分泌物土壤中对照和水稻非化感品种群落结构变化相似。 4、施加低浓度黄酮甙土壤中的细菌、氨化细菌以及真菌数量均高于高浓度黄酮甙土壤中的数量，但是土壤中的放线菌和真菌生物量却表现为：随着土壤中黄酮甙浓度升高，受到的抑制作用增强。在添加浓度范围内，黄酮甙对土壤微生物群落结构产生不同影响。

生态资产评估及案例分析——以长白山林区露水河林业局为例

生态资产评估是近年来备受关注的一项工作。长期以来，由于受资源无价、环境无价观念的影响，生态资产评估的各个环节目前来看都不是很成熟。虽然这方面的社会需要非常紧迫，但可操作的评价方法及指标体系却无法满足社会的需求，许多认识也很不清晰和一致，因此，开展此项工作就显得非常迫切和重要。 本文拟在已有工作的基础上，就生态资产的理论和实践两方面面临的问题进行探究。理论上，综合分析、归纳、凝炼和完善前人的研究工作，对生态资产评估所研究的内容和具体的测算方法进行了阐释。借鉴自然资本理论和森林资源核算理论等已有成果和方法，提出较为完善的生态资产评估理论和可操作的评估方法。选择长白山林区露水河林业局为典型案例，基于森林资源清查数据，在实地调查和对相关大量文献综合分析的基础上，从生态系统质量、生态系统压力和生态资产价值量三方面进行了具体测算。获得以下主要结论： （1）生态资产评估可以从生态系统质量、生态系统压力和生态资产价值量三方面着手，由于生态系统的复杂性，目前看来，评估的精确性不应是首要目的，而评价方法及结论的科学与合理性、能否产生较强的说服力和警示作用才是关键。 （2）构建了操作相对简单，容易理解的生态系统质量评估指标体系。选用综合指标法，初步得出长白山林区露水河林业局的生态系统质量指数为0.6，说明该地区生态系统质量有待提高。 （3）运用生态足迹指数来反映区域生态系统所受压力的程度，计算得生态足迹指数为0.638，表明该区具有弱可持续发展能力，也反映了长白山林区露水河林业局森林生态系统所受外力需要减轻。 （4）运用传统的测算方法，结合社会发展阶段系数，选择并测算了林木，林副产品，碳储，涵养水源，生态旅游等5个方面的资产价值。长白山林区露水河林业局生态资产的总量为180.2亿元，人均拥有生态资产约为35.7万元。其中有形生态资产为23.5亿元，无形生态资产为156.71亿元，无形生态资产是有形生态资产的6.67倍，由此足见加强生态保护的重要性。

CO2浓度升高对三个树种资源分配模式的影响

　　由大气CO2浓度升高导致的气候变化是全球变化的重要研究内容之一。大气 CO2浓度升高会对植物的生理活动产生深刻的影响。本论文以开顶箱（Open top chamber）法控制 CO2浓度，在长期野外实地模拟基础上，研究三个树种资源分配模式的变化，揭示了长白山地区三个主要树种—红松（Pinus koraiensis）、长白松（Pinus sylvestriformis）和蒙古栎（Quercus mongolica）叶含碳结构物质和次生代谢物（CBSSCs）含量的变化动态及植物各器官内碳-防卫物质分配模式对CO2浓度升高的响应，这对预测未来CO2浓度升高条件下树木的适应性提供了科学依据。研究结果如下： 1）红松和长白松针叶总非结构性碳水化合物含量在生长季呈现先升高后降低的变化趋势，生长季末期稍有升高，休眠季含量较稳定。脂肪和结构性物质如半纤维素、纤维素和木质素含量在生长季和休眠季中含量比较稳定。 2）CBSSCs在植物叶中的含量存在显著的种间差异性，CBSSCs含量在生长季变化较大，休眠季变化很小。 3）从三个树种叶CBSSCs浓度的年平均值来看，植物对高浓度CO2没有持续和明显的反应，叶内不会出现较高浓度的酚类物质和其它CBSSCs物质。 4）高浓度CO2对植株氮总量没有影响，但由于生长导致的稀释效应使得红松叶、茎全氮浓度显著降低。 5）长期高浓度CO2处理使得红松生长和光合能力都有提高，碳向酚类物质和结构物质的分配提高。由高浓度CO2诱导的植物的这种碳向防卫物质的分配格局符合生长分化平衡模型（GDBe）的预测结果。

稻田化感物质对土壤微生物和酶的作用及其迁移行为

本论文以化感水稻品种PI312777和非化感水稻品种辽粳9为试验材料，研究田间全生育时期内两种水稻根际土壤微生物及酶活性的变化；室内添加两种水稻苗期根系分泌物、水稻及稗草化感物质，探讨其对土壤微生物及酶活性的影响。测定指标有：土壤微生物生物量碳、微生物数量(细菌、放线菌、真菌、氨化细菌和好气性自生固氮菌)、土壤酶(脲酶、转化酶、脱氢酶和多酚氧化酶)活性和磷酸脂肪酸谱图分析。同时利用土壤薄层层析结合生物测定的方法研究化感物质在不同类型土壤中的迁移性能，结果表明： 1.种植水稻明显提高了土壤微生物生物量碳、微生物数量和酶活性。在生长的初始阶段(苗期到分蘖期)，化感水稻PI312777根际土壤微生物各项指标及酶活性均高于非化感水稻辽粳9。 2.两种水稻苗期根系分泌物均刺激土壤微生物并间接提高土壤酶活性，改变土壤微生物群落组成，处理间的效应因培养时间和水分条件而不同。 3.稗草化感物质——对羟基扁桃酸对水稻生长及土壤微生物的影响因浓度而呈现不同的效应。水稻化感物质对土壤微生物有不同的影响。苯甲酸和阿魏酸刺激土壤微生物及酶活性；黄酮对土壤微生物生物量碳和真菌数量有抑制作用。水分条件的变化导致微生物群落结构的改变，淹水条件下环丙基脂肪酸(cy17:0和cy19:0)及真菌脂肪酸含量减少。 4.不同化感物质在同一土壤中的迁移性能不同，而同一化感物质在不同土壤中的移动性也有差异；比移值Rf与土壤有机质含量、粘粒含量、阳离子交换量呈负相关，与土壤pH呈正相关。

虎杖对植物病原真菌的杀菌活性及有效成分研究

植物源杀菌剂的开发应用以及从植物中寻找杀菌活性物质作为先导化合物，是目前杀菌研究领域的热点之一。本文以蓼科植物虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.) 为材料，研究了虎杖提取物的杀菌活性和作用机理，确定了虎杖中的有效杀菌活性成分，并以此为先导化合物进行了衍生物合成与结构活性关系的研究。 不同溶剂提取物制备与杀菌活性测定结果表明，乙醇适合作为虎杖植物杀菌剂的提取溶剂，提取率高，对多种植物病原真菌具有广谱的杀菌和抑菌活性，除对黄瓜白粉病（Sphaerotheca fuliginea）表现出很好的防治效果外，对苹果腐烂病菌（Valsa mali）、玉米小斑病菌（Helminthosporium maydis）、葡萄炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）、小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）、油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum）、水稻纹枯病菌（Rhizoconia solani）等也具有很好的抑制作用。虎杖回流提取物对黄瓜白粉病的杀菌作用以保护作用为主，兼具一定的治疗作用，并且具有一定的内吸活性，持效期约为4-7 d。温室试验结果表明，虎杖乙醇回流提取物10%可溶性液剂对黄瓜白粉病的EC90值为172.83 mg/L，田间小区试验表明该制剂在800-1600 mg/L的浓度下，对黄瓜白粉病的防效达到76.3-93.4%，具有较好的应用前景。 对苹果腐烂病菌的抑菌作用机理表明，虎杖乙醇提取物对该病原菌有明显的抑制作用，能够抑制蛋白质、葡萄糖等菌体细胞内物质的合成，从而使病菌代谢速度减慢，抑制其生长。虎杖提取物还能够使几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶这两种细胞壁相关水解酶的活性升高，降解细胞壁而破坏菌体结构，使菌体自溶。 过测定虎杖乙醇回流提取物对黄瓜体内等一些防御酶和病程相关蛋白活性的影响，表明在40 mg/L和400 mg/L浓度下，虎杖乙醇提取物能够使黄瓜叶片内的过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶等不同程度的升高，从而在一定程度上提高植物对病原真菌的抗病能力。 通过生物活性跟踪测定以及pH梯度提取法确定了虎杖中的主要杀菌活性成分为蒽醌类化合物大黄素（emodin）和大黄素甲醚（physcion），结构通过了HPLC-MS和1H NMR确认，并且通过HPLC确定了虎杖乙醇回流提取物中二者的含量分别为3.28%和1.11%。 以虎杖中的有效成份之一的大黄素为原料，通过羟基的甲基化反应合成了包括已知物大黄素甲醚在内的11个大黄素衍生物，其中5个化合物为首次报道，并进行了初步结构活性关系研究。结果表明通过对大黄素3-OH位置以短直链烷基取代，其衍生物对黄瓜白粉病的活性大大提高，其中以甲基取代的衍生物大黄素甲醚的活性为母体大黄素的16.7倍，而以取代苄基修饰的衍生物的活性没有明显提高。一些目标化合物的活性明显优于三唑酮。研究中还意外发现大黄素的甲基化衍生物三甲氧基大黄素在4000 mg/L时能够明显抑制甜菜夜蛾幼虫的取食与生长发育，而大黄素和大黄素甲醚则无此作用。

大气氮沉降增加对土壤微生物群落结构和土壤酶活性的影响

大气无机氮沉降因人类活动的加剧增加了多倍，虽然增加的N给森林生态系统带来了一定的肥力效应，但从长远来看，过量的氮沉降会对生物化学循环、土壤理化性质和森林生产力产生负作用。目前大多数研究都集中在氮沉降对土壤化学和C、N循环的影响，而对调节土壤生态系统过程中起关键作用的土壤酶和土壤微生物却知之甚少。 本文选择长白山地区天然阔叶红松林和天然次生杨桦林为研究对象，控制人工施氮量：对照（0 kg N•ha-1•yr-1）、低氮（25 kg N•ha-1•yr-1）和高氮（50 kg N•ha-1•yr-1），通过对表层土壤中土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)和几种土壤酶活性的定量测定及分析，探索不同施氮条件下土壤微生物群落及土壤酶活性的变化情况。结果表明： （1）大气氮沉降增加显著影响土壤酶（纤维素酶、蔗糖酶和多酚氧化酶）活性，并且因林分类型、施氮强度与时间表现各异。氮沉降增加显著降低了阔叶红松林土壤多酚氧化酶活性(P<0.05)；高氮处理对杨桦林土壤纤维素酶活性表现出抑制现象；杨桦林中蔗糖酶活性随施氮量的增加而降低，红松林中酶活随施氮量的增加而升高。 （2）土壤微生物量对氮沉降的响应因植被的不同而异，杨桦林中土壤微生物量C降低，而阔叶红松林中微生物量C则升高。微生物C:N在两种林型中表现相同，均略有升高。 （3）不同林型和不同树木生长期内微生物群落对氮沉降的响应差异较大。生长季初期（5月），高氮沉降导致细菌/真菌比降低，各类微生物的PLFA量减少，两种林分类型表现相同；生长季中期（7月），高氮沉降使细菌/真菌比升高，但微生物群落的变化在两种林型中有所不同，杨桦林中高氮沉降使细菌、真菌和放线菌的PLFA量都减少，而阔叶红松林中各类微生物的PLFA量都有所增加。 （4）氮沉降增加条件下，阔叶红松林中，纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性和真菌数量呈显著负相关，但在杨桦林中三种酶活性和微生物无相关关系。

镉暴露下鱼体磷脂的代谢组学研究及安全评价

食品安全一直是世界各国密切关注的社会问题，直接关系人民群众的身体健康和社会稳定。代谢组学已广泛应用于毒理学机制研究、药物安全性评价等领域。将代谢组学技术应用于食品安全评价领域是一项有益的探索研究。目前我国许多水域镉含量超标，导致鱼类等水产品对镉的蓄积，对人体膳食健康造成威胁。 本文以鲫鱼为受试动物，开展室内水箱养殖实验，设定50g•L-1、500g•L-1两个镉浓度水平，共养殖25天，其中暴露期20天和净化期5天。通过镉含量测定和鱼肉磷脂代谢组学分析得到以下结论： 1）以暴露浓度、暴露时间、鱼体组织部位为因素，发现了鲫鱼对水环境中镉的积累和分布规律； 2）针对鱼肉开展磷脂代谢组学分析，①定性分析，通过质谱图解析基本确认了鱼肉中主要的磷脂分子的脂肪酸组成。②定量分析，采用HPLC定量分析暴露0天（K组）、10天（B组）、20天（D组）共计30个鱼肉样本中的磷脂酰胆碱（PC）含量， 发现K组与B组、B组与D组之间有显著性差异（P＜0.05），K组与D组无显著性差异。表明暴露10天后PC含量普遍低于正常水平（暴露0天），暴露20天后PC含量基本恢复到正常水平。③模式识别分析，PLS-DA主成分分析可有效识别K、B、D三组样本。 3）分别从限量标准、膳食安全风险评估两个角度评价了鱼肉膳食安全风险。通过PC定量分析和主成分分析，发现鱼肉中PC总量可以作为指示鲫鱼受到镉暴露的生物标示物；通过磷脂代谢图谱与鱼肉镉含量PLS拟合模型分析有效表征和量化了鱼肉磷脂对镉暴露的代谢响应，探索性提出借助拟合模型，通过磷脂代谢图谱分析预测鱼肉样本的镉含量。 4）在食品安全风险评价方面，建议采用限量标准、膳食摄入量、代谢组学识别和模型预测分析等相结合的手段，对传统风险评估体系在继承的基础上加以科学性的扩充和完善。

几种有机化合物对土壤磷酸酶的激活调控研究

东北土壤有机P库潜力巨大，通过调控磷酸酶活性来提高P的植物有效性是一条可行之路。本文以东北典型黑土和棕壤为供试土壤，从几种公认比较有效的有机化合物中筛选出具有实际可操作性浓度的磷酸酶（磷酸单酯酶，磷酸二酯酶和磷酸三酯酶）激活剂，并确定其最适浓度，研究其对土壤磷酸酶活性调节效果及其动力学特性，结果表明： 1、不同低浓度的还原型谷胱甘肽（GSH）、三磷酸腺苷（ATP）、辅酶I、L-半胱氨酸、生化腐殖酸、碘解磷定（PAM）中，160mg•kg-1 GSH在15天内对黑土三种磷酸酶有较好的激活效果，作为筛选出的激活剂。通过浓度调节试验，进一步确定480mg•kg-1还原型谷胱甘肽对黑土磷酸酶活性在30天内有很好的激活效果。 2、480mg•kg-1的GSH能够提高黑土磷酸单酯酶、二酯酶活性，对三酯酶没有激活效果，而对棕壤只激活三酯酶；同样的处理下，黑土单酯酶和三酯酶，棕壤的二酯酶和三酯酶Vmax值显著大于对照，激活剂处理的棕壤单酯酶及黑土的二酯酶Km值显著小于对照。 3、GSH作用下的黑土和棕壤有效P含量都与对照无显著差异；黑土和棕壤的微生物量P仅在短时间内略高于对照，但不显著；黑土可利用性P含量没有提高，甚至有时显著低于对照；而棕壤则在第5、7天显著高于对照，其它天与对照无显著差异。

自交联材料在肥料养分控释上的应用研究

目前在包膜控释肥料方面的研究热点是采用树脂型包膜材料制备包膜肥料，并且取得了一定的成绩，控释效果比较良好，但由于树脂材料需用大量有机溶剂，给生产成本和工艺都带来了新的问题。本试验针对此问题，选用水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）作为包膜材料，应用旋转包膜工艺和流化床包膜工艺制备包膜肥料，采用水培法、淋溶法、土培法、电镜观察等方法对其进行释放性能评价，最终确定水性聚氨酯和水性丙烯酸在肥料中应用的效果。结果表明： 以旋转包膜工艺、用水性聚氨酯（PU）为膜材料制备的9种包膜肥料，并做了封闭处理，通过扫描电镜观察都形成了致密连续的控释膜，经评价都具有一定的控释效果，其中CRF-6（水性聚氨酯用量6%，封闭剂用量3%）、CRF-9（水性聚氨酯用量9%，封闭剂用量3%）两种包膜肥料控释性能较优，水培条件下其氮素初期溶出率分别为29.11%和19.48%，钾素初期溶出率分别为33.15%和24.93%。各种评价方法结果表明：同一材料不同包膜量控释效果比较：6%用量优于9%用量，优于3%用量。封闭剂用量在2%时效果相对较好。 以流化床包膜工艺、用水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）为膜材料制备的15种包膜肥料，经检测FCRF-9（PA:PU=1:2，9%）、FCRF-11（PA:PU=1:1，6%）和FCRF-12（PA:PU=1:1，9%）这3种肥料控释效果最为突出，在水培条件下其氮素初期溶出率分别为12.58%、15.62%和16.02%。材料组合以水性聚氨酯（PU）和水性丙烯酸（PA）以1：2复合包膜最理想。对于同一包膜材料不同用量控释效果顺序：9%用量优于6%用量，优于3%用量。与普通肥料肥料相比，包膜肥料吸湿率大幅下降。 旋转包膜工艺与流化床包膜工艺比较表明：在低用量时，水性包膜材料在流化床包膜工艺与旋转包膜工艺制备肥料控释性能没有差异；在高用量时，流化床包膜工艺比旋转包膜工艺更适合应用于水性高分子材料肥料包膜。

辽东山区次生林生态系统主要林型土壤磷素特征

磷是植物生长发育所必需的营养元素之一，由于磷在土壤中的难溶性和难移动性，使得磷在陆地生态系统的循环越来越受到重视，尤其是在明确土壤磷素存在形态和分布特征的基础上，探讨土壤磷素与土地利用方式以及植被生长发育状况之间的关系，对于指导土地利用和恢复植被建设具有重要意义。本研究以辽东山区天然次生林主要林型胡桃楸林、杂木林（由蒙古栎、花曲柳和山杨等树种组成）和蒙古栎林为主要研究对象，系统研究了辽东山区天然次生林土壤磷素的分布特征，并比较研究了落叶松人工林取代天然次生林后土壤磷素的变化特征。主要结论如下： 1. 辽东山区天然次生林土壤磷素特征：（1）次生林0-30 cm土壤全磷含量的变化范围为326.5 mg kg-1-984.9 mg kg-1，土壤总有机磷含量、总无机磷含量、Olsen-P含量和土壤微生物量磷含量占全磷含量的比例变化范围分别为47%-76%、24%-53%、1.23%-1.40%和2.67%-3.45%，土壤全磷与土壤有机碳、全氮之间呈显著正相关，说明次生林土壤有机质含量是影响土壤磷素含量的主要因素之一；土壤Olsen-P和微生物量磷季节变化明显，均表现为夏季最高，且土壤Olsen-P和微生物量磷的季节变化规律不受植被类型的影响；另外，土壤Olsen-P、土壤微生物量磷的季节变化均与土壤含水量相关。（2）三个林型土壤酸性磷酸酶与土壤有机碳、全氮、全磷、Olsen-P和微生物量磷之间存在密切的相关性，酸性磷酸酶可以作为评价次生林土壤磷素状况的一个指标。（3）不同林型土壤各形态无机磷分布不同，胡桃楸林以Fe-P（铁结合的磷酸盐）和Ca-P（钙结合的磷酸盐）为主，杂木林和蒙古栎林以O-P（闭蓄态磷）为主；不同林型土壤各形态无机磷随季节的变化规律不同，与Olsen-P的关系也不同，胡桃楸林土壤Olsen-P与Al-P（铝结合的磷酸盐）之间具有显著的相关性，杂木林土壤Olsen-P与Fe-P和Ca-P之间相关性显著，蒙古栎林土壤Olsen-P与Ca-P之间显著相关，说明辽东山区不同林型土壤磷素的有效来源不同。（4）辽东山区有机磷各形态的分布特征为：中等活性有机磷 > 中等稳定性有机磷 > 高稳定性有机磷 > 活性有机磷；土壤活性有机磷的季节变化与Olsen-P变化一致，中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷的含量随季节变化无此规律；胡桃楸林、蒙古栎林土壤Olsen-P与活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷之间显著相关，杂木林土壤Olsen-P与活性有机磷、中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷之间相关性显著，说明在本研究区土壤有机磷对磷素有效性的贡献较大。（5）三个林型内主要树种叶片磷含量均较高，且叶片N/P < 10，土壤磷素不是辽东山区次生林植被生长的限制性养分因子。 2. 落叶松人工林取代天然次生林后土壤磷素特征的变化：（1）和天然次生林相比，落叶松人工林土壤全磷、总有机磷、Olsen-P、土壤微生物量磷和磷酸酶活性均显著降低（P<0.05），土壤总无机磷含量无明显变化，这说明次生林转变为落叶松人工林后土壤磷素状况下降。（2）随着次生林转变为落叶松人工林和落叶松人工林连栽后，土壤无机磷各形态含量变化显著，土壤Fe-P和Ca-P含量逐渐降低，O-P含量升高，土壤Olsen-P与无机磷形态中的Fe-P和Ca-P之间显著正相关，表明了Fe-P和Ca-P是Olsen-P的主要无机磷来源。（3）落叶松人工林取代次生林后，土壤活性有机磷、中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷含量均降低，土壤Olsen-P与活性有机磷显著正相关，活性有机磷是补充Olsen-P的直接有机磷源；土壤微生物量磷与各有机磷组分及 Olsen-P含量之间均呈显著正相关，这说明微生物量磷在有机磷转化中起着重要作用。

辽宁沿海经济带景观格局动态预测及其生态安全研究

21世纪中国将进入工业化与城市化快速发展阶段，随着经济全球化与竞争国际化，产业集群开始成为经济发展的主流，以临港产业为代表的沿海经济带开发建设已成为发达国家的重要经验和国内沿海省市的主导区域战略，辽宁沿海经济带的开发建设将进一步加大沿海地区与周边地区及内地的资源信息交换，人口的大量流入、城市化进程的加快等都可能对沿海区域的生态环境质量和可持续发展与生态安全产生重要影响。 论文通过3S技术手段，应用转移矩阵、土地利用度量公式、景观空间格局分析和Kappa 指数系列方法对1988～2007 年辽宁沿海经济带的景观变化进行了综合分析，同时应用CLUE-S 模型在有无“辽宁沿海经济带开发建设规划”两个预案下对该区域2008～2020 年的景观变化进行了预测。应用生态足迹理论与方法对研究区1990～2006年的生态足迹与生态承载力进行了分析，以反映研究区可持续发展情况；应用时间序列（ARMA）与支持向量机（SVM）预测了研究区2007～2020年生态足迹与生态承载力变化。并对研究区进行了基于生态足迹的区域生态安全动态分析及预测研究，最后提出了研究区生态安全对策，得到如下主要结论： （1）辽宁沿海经济带在1988～2007年间景观格局变化并不十分显著，景观由少数几种景观类型所控制，各景观类型有不断趋于平均化的趋势，但速度较慢，景观的破碎化程度越来越严重。土地利用度逐步增大，反映在景观变化上，是以建设用地的持续扩张与耕地以及林地、水域面积缩小为特点，其中建设用地在景观类型转换中发挥着越来越重要的作用。主要的景观变化发生在耕地、林地、水域与建设用地之间。 （2）在有无“规划”两种预案下，景观变化的趋势基本一致，但变化幅度有明显差别。两种预案下耕地都趋于减少，但“规划预案”降幅更大一些。建设用地逐渐增加，但“规划预案”扩张更快，面积更多。建筑用地变化情况的不同导致其它景观类型变化的不同。两种预案下景观的破碎化程度均有减小的趋势，斑块形状趋于规则，景观的连通性也在逐年增大，其中在“规划预案”中表现得更为显著。 （3）辽宁沿海经济带从1990～2006年间的人均生态足迹与生态承载力均呈逐渐增大趋势，且生态足迹需求明显大于生态承载力，生态赤字在逐渐增大，研究区内的生态负荷已超过了其生态容量，现有的区域发展模式是不可持续的。其中生态足迹需求增大主要来自能源足迹需求增大，而生态承载力的增加主要是因为水域类面积的增加。17年间研究区的人均万元GDP生态足迹均有不同程度的下降趋势，表明该区域的资源利用效率在逐渐提高。 （4）过去17年来，辽宁沿海经济带的生态压力指数变化趋势为先升后降，区域生态安全经历了生态较安全、稍不安全、较不安全和稍不安全等阶段，表明该区域生态安全正在逐步改善。生态占用指数与生态经济协调指数均呈逐步增大的趋势，表明研究区的社会经济发展程度和人民消费水平正在走向较富裕阶段，该区域社会经济发展与生态环境的协调性也在逐渐改善。 （5）两种预案下，辽宁沿海经济带未来14年的人均生态足迹与人均生态承载力均有逐渐增大的趋势，且人均生态足迹均超过了其人均生态承载力，存在不同程度的生态赤字，发展模式仍将是不可持续的，其中“规划预案”下的发展模式更加不可持续。 （6）两种预案下，研究区未来14年的生态安全均处于稍不安全状态，其中“规划预案”的生态压力更小一些。两种预案下研究区的生态占用指数和生态经济协调指数均有逐年增大的趋势，区域经济均将从较富裕阶段走向很富裕阶段，经济增长与生态环境的协调程度也由较好阶段步入很好阶段。其中“规划预案”下的区域经济增长更快，与生态环境的协调性将更好一些。 （7）三种方案可以降低研究区“规划预案”下的生态压力指数，实现区域的生态安全。其中同时提高研究区的生态承载力，降低生态足迹的方案更为合理可行，既保障了区域安全，又实现了区域的可持续发展目标。 （8）要保障研究区未来14年的生态安全，建议规划增加水域面积，推进区域热电联产，发展清洁能源并推动区域间资源互补共享。

基于遥感的城市绿地格局及变化分析——以沈阳市为例

本文利用中高分辨率遥感影像研究2006年沈阳市三环内城市绿地的空间格局及2001-2006年间的变化，以期对5年的高强度绿化建设进行评价。利用QuickBird高分辨率遥感影像，结合基于知识分类方法提取的植被覆盖信息和目视解译方法提取的土地利用信息，分析了2006年附属绿地的空间分布格局和公园绿地可达性。利用2001、2006年两景Landsat TM影像，基于线性混合分解方法提取的植被盖度信息，分析了5年间的绿化建设强度及其空间分布。 本文得到以下结论： 1) 工业用地和公共设施用地的绿化率均较高，分别是28.9%和32.3%。研究区域多层老式居住用地和道路的绿化率只有近20%。新居住用地中高层片块居住用地的平均斑块面积较小，主要是由小块的街区角落开发而成，绿化率只有10.3%；其余的新居住用地的绿化率均高于多层老式居住用地。居住用地高度类型相同的情况下，花园式居住用地比片块式居住用地拥有更高的绿化率。 2) 附属绿地绿化率随距市中心距离的递增梯度反映了城市内外绿化状况的两极分化现象，在几种主要的城市用地类型之间存在差异：公共设施（4.16%∙km-1）>多层老式居住用地（3.85%∙km-1）>新居住用地（3.05%∙km-1）>道路（2.36%∙km-1）。新居住用地弱于多层老式居住用地，表明随着旧城改造的持续进行，居住用地的内外两极分化现象可以得到缓解。公共设施用地的内外两极分化现象较严重，城市化进程中慎重对待高绿化率的公共设施用地如高校等迫于地价压力的外迁行为。 3) 公园绿地可达性分析的结果表明，只有29.25%的居住用地分布在距最近公园绿地5分钟的步行范围内，43.31%的居住用地在5-15分钟的步行范围内，建议持续增加公园绿地建设，尤其是在工商业密集区。研究区域尚未出现居住用地绿化环境的马太效应（高公园绿地可达性+高附属绿地绿化率）。 4) 2001-2006年，道路、居住用地、公共设施用地、公共绿地及广场的植被盖度均有不同程度的增加（5%-9%），证实了5年间绿化建设力度之大；工业用地的植被盖度几乎没有变化，原因估计是工业用地空间属于非公共空间，不属于公共绿化建设区域。5年间植被增量空间分布均匀，没有针对低绿化覆盖率地区加强绿化建设力度，部分缓解了绿化率的城市内外两极分化现象。

氮沉降增加对森林土壤碳氮过程影响的试验研究

化石燃料的燃烧、农业施肥及森林破坏等人类活动引起了大气CO2浓度和氮沉降量的增加。研究发现氮沉降的增加使一些森林生态系统结构和功能发生改变，甚至衰退。全球氮沉降、CO2浓度升高的背景下，氮素对生态系统碳氮周转过程的影响开始越来越引起人们的关注，同时作为陆地生态系统碳库和氮库重要组成部分的森林土壤，也逐渐成为全球变化研究的重点。 本研究以长白山原始阔叶红松林和杨桦次生林为研究对象，自2006年起，采用人工施氮方式，实地模拟氮沉降增加对森林土壤碳氮元素周转过程的影响，其试验研究结果能够为系统评估区域森林生态系统对氮沉降增加的响应提供科学依据。主要试验研究结果如下： （1）氮沉降增加促进了杨桦次生林叶和根的初期分解，对后期分解的影响则不显著。 （2）氮沉降增加促进了阔叶红松林和杨桦次生林的土壤呼吸，主要源于根呼吸对氮沉降增加的响应。不同氮处理下土壤呼吸速率与5 cm地温均呈显著幂指数相关关系。 （3）氮沉降增加提高了土壤氮素转化速率，不仅显著增加了土壤氮矿化量、硝化量及N2O的释放，也显著增加了土壤铵态氮和硝态氮的含量，且随氮处理水平的增加促进效果更加显著。 （4）树干径流中铵态氮、硝态氮、DON、DOC的含量高于穿透雨和大气降水，氮沉降增加对土壤溶液和地表径流的影响不显著，因土壤溶液和地表径流对氮沉降的响应还受降水强度、降水水量及施氮时间等影响，变异性较大。 （5）氮沉降增加使阔叶红松林微生物生物量增加，而使杨桦次生林微生物生物量减少。氮沉降增加均提高了两种林型土壤微生物的C/N。 （6）不同氮处理均使阔叶红松林纤维素酶和蔗糖酶活性升高，多酚氧化酶活性降低；低氮处理使杨桦次生林多酚氧化酶、纤维素酶和蔗糖酶活性升高，但高氮处理随施氮时间的延长有降低3种酶活性的趋势。

普定县石漠化景观变化分析

以贵州为中心的西南喀斯特山区的石漠化与西北区的沙漠化，是我国实施西部大开发中面临的两大地域性环境问题。贵州地处西南喀斯特腹地，是我国石漠化分布面积最大、危害最严重的省份。加强石漠化研究、加快综合治理，既是西部大开发的战略需求、构建长江和珠江上游生态屏障的重要保证，更是实现西南喀斯特地区经济社会可持续发展的迫切需要。本研究选取普定县后寨河中下游地区，采用遥感影像数据，定量分析了1973-2004年31年间的景观格局变化，并对引起景观变化的误差来源进行了探讨。得出以下结论： (1)研究区水田、旱地始终占据优势地位，构成了以水田、旱地为基质，其它景观类型镶嵌其中的格局。采用景观格局指数方法分析景观格局变化，31年间景观变化不大，表现为有林地面积持续减少，旱地变化较复杂，草地、灌木林地、有林地三者之间双向转化明显。 (2)后寨河流域中下游地区山地众多，本研究将地形坡度分为三类五级：缓坡<10°；中坡包括10°~17.5°；17.5°~25°；25°~35°；陡坡>35°。计算不同坡度等级上景观类型的变化量和面积变化百分比，<10°地形上表现为建成地大面积扩张，达到35.5%，10°~17.5°，17.5°~25°，25°~35°三个坡度级上裸岩面积百分比增加甚至达到10倍以上。中坡、陡坡度上人为的还林还草、毁林毁草活动与自然的生态系统逆向演替并存。 (3)依据Costanza等人对全球不同生态系统类型服务功能价值测算结果的比例关系，分析景观变化的生态效应，后寨河流域中下游地区土地利用生态价值整体属于中等偏低。 (4)Kappa指数系列计算不同空间分辨率的影像解译精度，1973-1987年间景观变化相对较大，因不同空间分辨率影像造成的解译误差、遥感数据处理过程中引入的误差，对景观格局变化结果起到干扰作用。分别计算真实景观表面积与地图投影面积，不同空间分辨率影像的景观类型面积考虑坡度的情况下，与地图投影面积相比，增幅变化不大，表明各期影像空间分辨率对地形起伏造成的误差不明显。不同解译者结果比较显示，误差主要发生在地物边界的确认和类型辨识上。 (5)定性分析土地利用类型划分、遥感影像解译方法选择和景观指数选择引入的误差。尽管遥感数据来源不同、分析方法不同，产生的误差也不同，但最终结果都通过土地利用类型图反映出来。所以当前最现实的可能性是提高遥感数据的分类准确度。 本文基于遥感、地理信息系统，采用景观格局指数分析方法对普定县后寨河流域中下游地区1973-2004年景观变化进行研究；并通过定性定量结合方法，分析景观变化结果的误差来源，对景观格局空间分析的准确性这一热点问题做了一定的探讨。