Free radial oscillation of a sphere in relativistic elasticity theory

The spherically symmetric free radial oscillation in the first post-Newtonian approximation for a homogeneous and isotropic elastic sphere with a constant density is studied. Based on the Xu, Wu, and Soffel formalism, the relation of the oscillation frequency of the sphere with the radius, mass density, and elastic constants of the sphere is derived by using the successive approximation method.

新型土壤改良剂对夏玉米生理生长特性的影响

通过大田玉米试验,验证新型土壤改良剂对夏玉米生育期土壤水分、紧实度及玉米生理生长特性的影响。结果表明,施用改良剂PJG和PFL夏玉米全生育期平均株高、叶面积分别高于对照20.7%、19.75%和51.88%、72.37%;2种改良剂对干物质积累的影响存在差异,影响效果依次为茎干重>叶干重>根干重。夏玉米光合速率和叶绿素含量受土壤改良剂影响较大,PJG和PFL分别高于对照29.96%、24.48%和73.36%、68.53%。在0~10 cm土层内,施用PJG和PFL后土壤紧实度分别低于对照44.44%和42.91%。施用改良剂PJG后,0~20 cm土层土壤含水量维持在田间持水量的77.9%左右,未施用改良剂土壤,夏玉米生育期表层土壤含水量起伏变化较大。土壤改良剂PJG在夏玉米的施用效果略好于PFL。

PHOTOLUMINESCENCE INVESTIGATIONS OF CD1-XMNXTE UNDER HYDROSTATIC-PRESSURE

The photoluminescence of Cd1-xMnxTe with x=0.25, 0.40, and 0.60 is investigated at 77 K and different pressures. The pressure coefficients of the photoluminescence bands Cd0.75Mn0.25Te and Cd0.6Mn0.4Te are found to be positive and the magnitudes are about 8 X 10(-3) eV/kbar, which is in good agreement with the pressure coefficients of the interband transition. The pressure coefficient of the photoluminescence bands for Cd0.4Mn0.6Te is found to be -6 X 10(-3) eV/kbar, which is quite different from the pressure coefficient of the interband transition. The possible transition mechanism is discussed in terms of group theory and crystal field theory.

光纤位移传感器在77和4.2 K下的输出特性研究

介绍了一种可用于低温装置内的补偿式光纤位移传感器(CFODS),讨论了该传感器在低温下的输出特性并在液氮温度(77 K)和液氦温度(4.2 K)下进行了实验研究.结果表明,该传感器在液氮温度下的灵敏度0.311 mm~(-1),高于液氦温度下的灵敏度0.278 mm~(-1).

In_(0.28)Ga_(0.72)As/GaAs量子点超晶格的生长

于2010-11-23批量导入

大兴安岭林火迹地景观恢复的生态效应与影响因子研究

林火，作为森林生态系统不可或缺的生态干扰因子，通过改变森林景观的组成与结构，影响森林生态系统的物质循环与能量流动，进而影响森林景观生态功能的发挥。火后森林景观结构变化及其生态功能的恢复，不仅是森林经营管理所关注的关键内容，也是景观生态学与火生态学研究的重要课题。本文以1987年大兴安岭“5，6”特大森林火灾的过火区为研究区，利用TM数据、森林资源清查图件资料，结合大量的野外调查，以GIS为核心技术，利用空间代时间、空间分析和多种数学统计方法，对研究区1987年火烧前与2000年的景观格局与主要生态功能的恢复状况进行了多尺度的研究，并探讨了影响森林景观恢复的主要因子，旨在为火干扰后的森林恢复提供科学依据。主要结论如下： ① 从较大尺度上看，整个火烧迹地景观已基本恢复，植被生长状况良好。与未火烧区相比，针叶林所占比重降低，混交林比重升高，阔叶林的比重变化不大，沼泽面积明显增加。以上结果显示，森林景观正处于由初期向中期演替的过渡阶段。沼泽面积的增加应引起重视，应采取相应对策以防止森林的逆行演替。NDVI 值的等级分布显示，针叶林在火烧区的生长状况不如未火烧区，而阔叶林的生长状况则好于未火烧区，这主要是由于喜阳的阔叶林更能适应了火后环境所致。 ② 中等尺度上，森林景观总体格局的破碎化程度明显增加；针叶树种仍是森林景观的基质树种。森林景观质量得到了初步恢复，但由于恢复时间尚短，林龄结构以幼龄林为主，无统计蓄积量的林地比重大幅增加，而郁闭度等级也下降了一位。多变量回归分析显示，火烧强度、更新类型、海拔以及地形因子（坡度、坡位、坡向）对森林郁闭度的恢复均产生了显著影响。海拔与火烧强度影响较大，坡位与坡向影响微弱。其中，海拔梯度与郁闭度恢复状况呈正相关，即海拔越高，恢复越好，这可能与火干扰强度随着海拔的升高而降低有关；而火烧强度与郁闭度恢复则呈显著负相关。 ③ 研究区的森林水文调节能力已得到了基本恢复，平均水平略有提高。从调节能力的等级构成来看，由于恢复时间较短，具有较高调节能力的林地比例仍然较低。湿地面积由火烧前的11544 hm2增加到2000年的20498 hm2，增幅达77.56%；湿地的破碎化程度降低，湿地格局由分散趋向于集中连片分布。将森林水文调节能力分布图与湿地分布变化图叠加发现，95 %以上的新增湿地来源于火前水文调节能力较低的地区，火烧后立地条件的恶化，随着水分截流能力的进一步下降，加之缺乏有效的植被蒸腾作用，使这部分地区演变为湿地。 ④ 通过将火前条件相似的火烧区与未火烧区的冻土活动层厚度进行T检验后发现，两者的均值存在着显著性差异，火烧区平均厚度为102.6 cm，而未火烧区仅为61.9 cm。冻土活动层的变化又对生态环境产生了显著影响。如，冻土融化可能导致低洼地区积水形成新生沼泽，从而改变森林植被的演替方向。 ⑤ 野生动物（以紫貂为例）的适宜生境的规模与质量远未恢复到火前水平，其生存条件不容乐观。火烧区适宜生境的面积比重从火前的37%下降为2000年的29%，而未火烧区仅下降6%。火烧区适宜生境和最适宜生境面积变化幅度不大，而未火烧区则明显降低，降幅达68%和82%，1987年火后采伐集中于未火烧区是出现这种状况的主要原因。相反，火烧区的勉强适宜和中等适宜生境面积明显减少，而未火烧区则有较大幅度增加。火烧区与未火烧区适宜生境破碎化程度均明显加剧。可见，林火干扰与人类活动均对动物生境产生了负面影响。

白河林业局森林火险预报与林火蔓延模拟

本文收集白河林业局的林火历史纪录、二类清查数据、遥感影像以及数字高程模型等数据，利用空间信息技术与多种统计方法对森林火险预报和林火蔓延模拟进行了研究。该研究对于林火的预防及扑救可以提供理论指导和技术支持，对于实现林业的可持续发展具有重要意义。主要结论如下。 （1）白河林业局自1974到2001年28年中共发生火灾153次，高发年代为70年代末80年代初；主要火源为烧荒，约占全部火灾次数的37.25%；高发区为两江林场，占总次数的37%；高发月份为3-5月和9-11月。（2）利用二类清查数据、1987年及2000年的遥感影像、数字高程模型等数据，采用地理信息系统和遥感技术及主成分分析法得出白河林业局的可燃物、地形、人为活动以及综合所有因素的森林火险区划，得到了相应的高火险等级小班的分布。并利用相关分析方法进行检验，结果证明这种方法与实际林火发生数据相关系数达到92.46%，说明具有很高的可信度。（3）利用非参数的最近邻法和有参数的最近邻法分别对森林火险气象预报进行了分析，非参数的最近邻法的森林火险气象总体预报准确率为78.57%，无林火发生的预报准确率为80%，而林火发生的预报准确率为77.78%。应用有参数的最近邻法进行森林火险气象预报时，利用相关分析确定的权重进行预报的总体准确率为78.57%，无林火发生的预报准确率为60%，林火发生的预报准确率为88.89%。利用逻辑斯蒂回归确定权重的最近邻法进行预报得到的结果最好，尽管这种方法预报的未发生林火的预报准确率仅为60%，但总体预报正确率达到了85.71%，特别是林火发生预报的准确率达到了100%。（4）通过对林火在不同情况下蔓延模拟发现，无风、地形条件相同时的林火蔓延呈现圆形；无风、地形条件不同时的林火蔓延呈现出不规则的多边形；有风、地形条件不同时的林火蔓延呈现出不规则的多边形，但有一个主蔓延方向。

辽东山区森林生态系统服务评价－以本溪县为例

生态系统服务评价可清晰地揭示生态环境问题产生的经济根源。由于生态系统服务的复杂性、多样性、重叠性，需选择合适的研究尺度及方法才可使评价结果进入管理、决策过程。 本文以本溪县森林生态系统服务评价为例，确定适合县域尺度的评价方法，借助GIS技术，揭示森林生态系统提供林木生产、水源涵养、土壤保持、气体调节等四种服务的物质量、价值量及其空间分布规律。不同生态系统服务空间分布规律的研究对于维护和提高区域森林生态系统提供生态系统服务能力具有重要意义。主要研究结果如下： （1）研究区森林面积2.72×105ha，以天然次生林为主，中、幼龄林比重较大，森林郁闭度大。按优势树种可划分为蒙古栎、落叶松、色木、胡桃楸、红松、油松、千金榆、枫桦和杂木林等九种类型。 （2）研究区森林生态系统活立木生长量为2.56 m³•ha-1•a-1，森林水源涵养量为873m³•ha-2，土壤保持量为6.77 t•ha-1•a-1，固定CO2为5.15t•ha-1•a-1；活立木生产价值为200元•ha-1•a-1，水源涵养价值为611元•ha-1，土壤保持经济价值为663元•ha-1•a-1，固定CO2为6411元•ha-1•a-1；研究区总活立木生产价值为5.43×107元•a-1，水源涵养价值为1.66×108元，土壤保持价值为1.80×108元•a-1, CO2年固定价值1.74×109元•a-1。 （3）生态系统服务价值较高的区域在研究区中部偏南、偏北集中分布，在南部、东南部零星分布。

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。

金黄色葡萄球菌肠毒素C2的结构特征与生物学功能研究

通过PCR技术对Staphylococcal enterotoxin C2(SEC2)的氨基端和羧基端部位进行删除突变。研究结果显示删除羧基端77个氨基酸对SEC2超抗原和致热活性没有显著影响，但更进一步的删除导致SEC2活性显著降低。而少量氨基端残基删除则可导致SEC2超抗原活性显著降低，说明SEC2超抗原活性主要集中于其氨基端部位。以上研究结果也表明SEC2分子的完整性并不是其超抗原活性所必需的。 对二硫环及Zn结合位点配位组氨酸残基在SEC2分子中的生物学功能进行研究。以定点突变技术构建SEC2二硫环突变蛋白，从而干扰二硫键的形成。研究结果表明干扰二硫环形成对SEC2的超抗原、催吐和致热等活性均有显著影响，说明二硫环在维持SEC2生物学活性方面具有重要作用。此外，针对Zn结合位点配位组氨酸残基的研究结果显示突变118位和122位组氨酸后对SEC2的超抗原活性没有有显著影响，而47位组氨酸的突变导致SEC2分子的超抗原活性显著降低。动物实验结果显示分别突变118位和122位组氨酸残基后均导致SEC2分子催吐及热源活性显著降低，而47位组氨酸突变仍具有较高的催吐和致热活性。说明Zn结合位点配位组氨酸残基在SEC2的催吐、致热和超抗原活性中扮演了重要的作用，并进一步揭示肠毒素诱导的超抗原和致热活性之间没有明显的相关性。 以Leu及Glu分别替代20和22位氨基酸残基后SEC2超抗原活性有显著提高，并将具有减毒作用的组氨酸位点突变引入上述活性增强的SEC2突变，从而构建减毒突变蛋白。结果显示引入118和122位组氨酸双突变后突变蛋白保留了与SEC2相当的超抗原和抗肿瘤活性，但与SEC2相比致热活性有显著下降，为减毒SEC2超抗原药物的开发提供了可能性。 为探索金黄色葡萄球菌的体内基因突变方法，本研究对金黄色葡萄球菌基因组中的α-溶血毒素基因进行敲除。首先构建同源重组质粒pMHL-α，经金黄色葡萄球菌RN4220修饰后再通过原生质体转入金黄色葡萄球菌SM-01。含重组质粒pMHL-α的金黄色葡萄球菌SM-01在42℃诱导条件下培养多代，最终筛选出α-溶血毒素基因缺失菌株。经序列分析和血平板溶血实验结果证实最终获得产SEB金黄色葡萄球菌α-HL缺失菌株。为构建产减毒肠毒素的金黄色葡萄球菌基因工程菌株提供了一定的理论基础和方法。

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。

尿素氮行为的生态环境效应及其土壤生物化学调控

运用示踪尿素，以壤质草甸棕壤和春小麦分别作供试土壤和作物进行盆栽试验。结果表明，在试验结果时，植株和土壤对尿素氮的回收率及其损失分别占所施氮量17.65～23.69%，43.72～56.32%和19.99～36.77%。氢醌（HQ）和双氰胺（DCD）组合可使土壤、植株尿素氮回收率最高、损失量最低；而单施HQ或DCD均对比无明显影响。在小麦整个生育期内，该组合可增加小麦植株对肥料氮吸收；同时促进茎秆中氮向籽实转移。配施抑制剂时，土壤有机氮占肥料氮回收率相当大的比例，小麦成熟期时可达34.31～51.80%，而单施尿素处理只有9.83%；DCD及其与HQ组合可有效地保持尿素水解后土吉氨态氮含量，并显著降低土中氧化态氮的富集。因此，配施抑制剂，尤其是HQ+DCD，有利于尿素施放后土壤持续有效地保持肥粒氮量。大氮素损失方面，N_2O只占较小的比例；主要部分为NH_3挥发损失。DCD，尤其与HQ组合，可延迟尿纱施入后土壤-小麦系统中N_2O排放高峰的出现，并降低小麦整个生育期内该系统中N_2O排放总量和NH_3挥发量，尤其是后者。配施抑制剂，尤其是DCD及其与HQ组合，可明显促进稻株地上部分生长，制约水稻拔节期前根际内土中尿素水解后无机氮行为；显著提高尿素施入后稻田系统中水-土和根-土界面CH_4氧化潜势，尤其大水稻分蘖-拔节期。表施有机物料可显著削弱上述抑制剂的促进作用。未施有机物料时，配施抑制剂，尤其是DCD及其与HQ组合可显著降低稻株地上部分NO_3~--N含量。其含量与土壤-水稻系统中N_2O排放量呈显著指数正相关；同时无明显稻株释放N_2O，而单施尿素处理却较高，占尿素氮量0.47 ± 0.08%。表施麦秸粉时，HQ+DCD可显著降低土壤和土壤-水稻系统中N_2O排放量；单施尿素处理水稻植株释放N_2O约占尿素氮量1.28 ± 0.18%，而配施DCD-HQ却显著降低，只为0.66 ± 0.08%。回归分析表明，土-水界面土壤中NO_3~--N的反硝化作用是稻田系统中N_2O排放的主要来源，尤其在表施有机物料时。我们研究显示：稻田系统中N_2O和CH_4排放量呈显著对数负相关关系；表施有机物料时，两者虽互为消长关系，但很难定量化。

香根草生态学特性及其应用研究

用百喜草(Paspalum notatum)和水花(Alternanthera philoxeroides)等草本植物作对比，通过叶片离体实验、温室盆栽实验、田间小区实验和大田推广实验，并结合室内分析，较系统地研究了香根草(Vetiveria zizanioides)的抗热、抗冻和抗盐特性和对污水的净化效果。此外，还探讨了矮化香根草和促进香根草分蘖的可能性；提出了香根草生态工程的思想，阐述了香根草生态工程推广应用的价值与效果；通过对国内野生香根草资源的调查和标本鉴定,指出了过去对这个种的错误描述，提出了保护野生香根草资源和香根草湿地的紧迫性与重要意义。主要研究结果如下： 1.离体叶片电解质渗漏的测定结果表明，3种植物对高温、冻害、干旱的抵抗力依次为香根草 > 百喜草 > 水花生，特别是在胁迫程度高、幅度大或胁迫时间长时，香根草所表现出的强抗逆性更加明显。香根草有比百喜草和水花生更强的适应能力。2.叶片电导率的实验结果显示，香根草、水花生和百喜草对盐胁迫的反应相差不明显，但盆栽实验则显示出较大差异，抗盐能力明显表现为香根草 > 水花生 > 百喜草。导致3种植物生物量下降10％的EC_(se)值分别为6.4、5.1和4.3 dS m~(-1)；导致生物量下降50％的EC_(se)分别为20.9、16.2和11.5 dS m~(-1)。在抗盐等级划分上，香根草和水花生属抗盐植物种类，百喜草属中度抗盐种类。总的来说，3种植物都表现出了相对较强的抗盐特性。以上结果还表明考察植物的抗盐性时必须用整株做为实验材料，离体叶片或组织培养所得到的结果不能作为植物抗盐能力的标准。3.植物体内Na~+和Cl~-含量随土壤盐度水平升高而升高，而茎叶中的Na~+和Cl~-又直接影响到植物的生物量、叶面积、株高等。这表明盐度对3种植物生长发育的影响相当明显，且植物体的Na~+和Cl~-很可能都是影响植物生长发育的直接因子。然而，叶片光合色素受Na~+或Cl~-的影响不甚明显，而且在Na~+和Cl~-的浓度不高时色素含量还随茎叶中Na~+和Cl~-的浓度升高而显现增加趋势，即使Na~+和Cl~-的浓度较高时，光合色素下降的幅度也远不及生物量的大。这可能由于光合作用是被“反馈抑制”，而不是直接被Na~+或Cl~-抑制。4.3种植物表现出完全不同抗盐机理。香根草表现出拒盐特性，而且将所吸收的盐分的大部分(尤其是Na~+)滞留在根系内：水花生表现为稀盐特性，即当植株体内含盐量增加时，其水分含量亦增加，并趋向肉质化；百喜草有较强的吸盐能力，并可能通过盐腺泌出体内高浓度的盐分且通过加速老叶死亡来排除过多的盐。5.广州市李坑垃圾卫生填埋场的渗滤污水含有高浓度的污染物，经过人工净化后仍未 达到排放标准，对植物产生毒害并带来严重的环境污染，须作进一步净化，并建议开展生物净化来辅助物理和化学净化。6.在被观测的4种植物中，风眼莲(Eichhornia crassipes)在高浓度和低浓度2种污水中均被毒害致死；百喜草在高浓度的渗滤液中不能存活，在低浓度中受严重伤害；水花生在高浓度污水中受较重伤害，但在低浓度形成庞大生物体，这可能是污水的“富营养化”所致；香根草在这2种污水中亦受伤害，但受害程度为4种植物中最轻。总的来说，它们的抗污能力和去污效果表现为香根草 > 水花生 > 百喜草 > 风眼莲。7.在污水中表现相对较好的2种植物中，水花生对低浓度污水的净化效果总体上好于香根草，尤其对总氮和硝态氮的净化效果明显好于香根草，但香根草对高浓度污水中的7种“污物”的净化效果均优于水花生，且对低浓度污水中的磷与COD的净化亦优于水花生。在被观测的7种水质指标中，植物对氨氮的净化效果最好，净化率在77％～91％之间。此外，香根草对磷也表现出了较强的净化能力，净化率高达70％以上。香根草和水花生可分别作为高、低2种浓度垃圾污水的净化植物来辅助净化污水。8.香根草虽不是水生植物，但能在水中生长。用香根草作为污水的净化植物时须用支撑物将其固定；香根草和水花生都生长迅速，生物体高大，因此用它们净化被污染的环境时，还应适时对其地上部分进行剪割以保证新生的植株体能不断地吸收水中“污物”，使它们都能成为“超级生物累积器”。但是，任何单一植物对污水或污物的净化能力都是有限的，要想对垃圾污水产生好的净化效果，最好的办法也许是将香根草、水花生等多种有良好净化效果的植物有机结合起来，同时种植在污水中。9.植物通过吸收来去除“污物”的能力是很有限的。香根草和水花生对污水中N、P、Cl~-的吸收量只占净化量的一部分，和原液中N、P、Cl~-的含量相比，吸收量所占的比例更低。植物净化系统中的去污方式除根系的吸收作用外，还有根系的吸附、元素的沉降、固结和挥发、水体中微小动物和微生物的作用等，即是通过根系微生态系统的综合作用来达到净化目的。10.植物生长延缓剂对香根草的株高生长、分蘖速度和抽穗开花等方面都产生影响，但不同的药剂种类和浓度所产生的影响相差甚远。低浓度的延缓剂不仅不抑制香根草的株高生长，而且还有显著地促进作用，高浓度虽有抑制作用，但这种抑制也只是短期的，一般不超过2个月。延缓剂对分蘖的形成具有较好的促进作用，而且这种促进作用持续3个月左右。3种延缓剂中，以低浓度的B9促进分蘖的效果最显著，比对照高出50％。不同的延缓剂对香根草抽穗扬花的影响表现不同，PP333具有一定的促进效果，而CCC和B9-尤其是B9-表现出明显的抑制作用。总的来说，B9对香根草矮化、促进分蘖和抑制开花方面产生的效果要好于CCC和PP333。11.植物生长延缓剂对香根草的作用效果与对一般作物的作用效果相差较远，这可能是香根草的抗性较强，延缓剂对它的影响不明显所致。总的来说，植物生长延缓剂对香根草株高生长的抑制效果不理想。有关这方面的研究还有待进一步开展。12.公路滑坡不仅带来严重的交通阻塞，而且危及到行车与行人的安全。常规治理公路滑坡的手段是采取砌石墙的工程措施，这不仅费用昂贵，而且缺乏生态效益，也难以达到根治效果。应用香根草生态工程(The Vetiver Eco-engineering)对滑坡路段进行综合治理,能产生良好护坡固土效果，而且所需成本仅为机械工程的12％～18％。香根草生态工程是指以香根草为主要或核心草种，同时与一些适合当地生长的植物—包括乔木、灌木、草本、藤本一进行有机搭配，并在需要时辅以一定的工程措施，用于水土流失治理和退化生态系统的恢复的植物生态工程措施。13.为了使香根草生态工程尽快生效，应采取一定的栽培管理措施。香根草应等高密植，注意施肥，前期不要被遮光；所搭配的植物应该是抗逆性强，乔、灌、草、藤结合起来，并注意在香根草带中间适当种植一些生长迅速、抗瘠能力强、覆盖效果好的草本植物，这不仅能使坡面更稳固，而且能变得更美观。总之，香根草生态工程在公路护坡方面所产生的经济效益、社会效益和生态效益都是相当明显的，在我国南方地区有着广阔的应用前景。14.一般认为，香根草原产印度，然而，中国亦有天然的香根草群落分布。早在70多年前就在海南发现野生的香根草种，1957年又在广东吴川发现一片面积达6000多hm~2的湿生性的天然香根草群落。40年来，这片珍贵的热带湿地遭到严重破坏，香根草的面积和密度都大幅度下降。对此，笔者建议尽快在当地划一块自然保护区，这不仅是为了保护珍贵的野生香根草资源，保护当地的生物多样性和生态环境，而且能为研究热带湿地和草原提供理想基地，并为研究香根草的起源、系统演化和分类提供理想素材。15.过去的文献一直把广东吴川这片湿地中的野生香根草种认为是V. nigritana,但本文的标本鉴定认为它并不是V. nigritana或其它种，而是V. zizanioides。不过，引种栽培观测和RAPD技术研究都表明，这一野生种和普通的栽培种属于同一个种的不同生态型或基因型，而导致形成这种差异的原因是由于野生种生长在长年渍水或干湿交替的环境所致。16.目前对香根草的起源和系统演化知之甚少，香根草属的系统分类还很不完善，有 关香根草对重金属、污染物的抗性机理等诸多方面都还不太清楚或很不清楚。因此，对 香根草这一神奇植物的研究还有待继续深入地开展下去。总之，香根草这一多年生的禾本科植物对盐、碱、酸、瘦、冷、热、早、涝都表现出了较强抗性，在水土流失防治、退化生境恢复、污染环境净化、贫瘠土壤改良、农田小气候改善等方面都表现出了较好效果。香根草无愧是一种神奇之草。然而，要真正将香根草生态工程在我国南方地区大规模推广开来，还需要做较多的工作，这包括更深一步的科学研究、更广泛的宣传、培训与示范、更充分的资源利用与经济创收等。

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。

黑土稻田CH_4与N_2O排放及减排措施研究

目前国内稻田生物源温室气体CH_4和N_2O排放的研究主要集中在潮土、红壤与水稻土上，黑土上尚未得到CH_4与N_2O排放的相关数据。本文采用封闭式箱法对黑土稻田CH_4和N_2O排放通量进行了观测，为准确估算不同土壤类型稻田生物源温室气体排放量提供了科学依据。研究发现水稻生长季CH_4排放量低于全国其它地区稻田。CH_4和N_2O排放之间存在互为消长关系(r=-0.409, p<0.05）。本试验对不同水分和肥料管理条件下稻田CH_4和N_2O通量进行测定，结果表明，间歇灌溉条件下与长期淹灌相比，CH_4排放平均通量明显减少而N_2O略有增加，其相对综合温室效应减少，水稻产量未受影响，间歇灌溉可用作减少温室气体排放的措施。土壤排放的CH_4和N_2O是微生物的代谢产物，通过对CH_4和N_2O产生相关的微生物菌群（产甲烷菌、甲烷氧化菌、硝化菌、反硝化菌）数量的测定，深入研究它们之间的关系，可以更好的从本质上认识CH_4和N_2O产生及其排放特性。研究结果为，产甲烷菌数与CH_4排放呈显著性正相关(R~2=0.77，P<0. 05),甲烷氧化菌起减少CH_4排放的作用，硝化菌数和反硝化菌数与NZO排放有密切联系。