土壤中PAHs的光催化降解动力学及机制研究

本文以土壤为介质，以三环的菲（Phe）、四环的芘（Pyr）和五环的苯并[a]芘（BaP）为目标污染物，研究了紫外灯照射下土壤中多环芳烃（PAHs）的降解，并以半导体纳米TiO2和Fe2O3为催化剂研究了土壤中PAHs的催化降解，对光降解及光催化降解的动力学进行了研究，在室内条件下考察了土壤条件和环境因子对光降解及光催化降解PAHs的影响；研究了太阳光照条件下土壤pH值对光降解和催化降解的影响和腐殖酸对光降解的影响；初步探讨了纳米TiO2催化光降解土壤中PAHs的机制。 研究结果表明：土壤中PAHs的紫外光降解符合一级动力学模型，土壤中PAHs光降解与土壤厚度呈显著负相关，土壤粒径对紫外光解PAHs有显著影响，温度从20 ℃升高到30 ℃，光解速率逐渐增加，在PAHs污染土壤的光降解中腐殖酸起敏化作用，随着紫外辐射强度的增加，光降解速率加快。 纳米TiO2和Fe2O3均能促进土壤中PAHs的紫外光降解，PAHs光催化降解符合一级动力学模型，在酸性和碱性土壤条件下，光催化降解PAHs的速率均高于中性，在不同光质条件下，TiO2 、Fe2O3催化光降解PAHs的速率发生变化，随着紫外辐射强度的增加，光催化降解速率常数增加，半衰期减少；腐殖酸促进TiO2 、Fe2O3催化土壤中PAHs的光降解，腐殖酸在这个过程中起着敏化作用。 在太阳光照射下酸性和碱性土壤中PAHs的降解快于中性，PAHs污染土壤中在加入腐殖酸后光降解速率加快，在酸性条件下催化降解最快，在碱性和中性条件下相差不大。 土壤中PAHs存在着PAH的光致电离、电子向O2的转移的两种降解途径；在有催化剂TiO2条件下，由于催化剂在光照后形成的电子-空穴能够氧化还原污染物，PAH的光致电离、电子向O2的转移的引起的降解，共同促进了土壤中PAHs的光催化降解。

中国急流牙甲族的系统学研究

急流牙甲族Sperchopsini属于鞘翅目Coleoptera牙甲科Hydrophilidae的水牙甲亚科Hydrophilinae，共包括五属，即水龟虫属 Hydrocassis、革牙甲属 Ametor、Sperchopsis、Anticura、Cylomissus，世界共计有25种，我国分布有2属18个种。 本文回顾了水甲虫、牙甲科以及急流牙甲族的研究简史；综述了水甲虫在分类学、保护生物学、形态学、遗传学、分子生物学等方面研究进展，总结了水甲虫与生态因子的关系以及水甲虫作为生态系统健康指示物的可行性。还简要介绍了昆虫分子系统学，以及细胞色素氧化酶亚基I（COI）和rDNA内部转录间隔区（ITS）在昆虫学研究中的应用。 通过对收集到的700余号急流牙甲族的标本观察和分类研究，发现了一新种（内蒙水龟甲Hydrocassis mongolica sp.nov.）。并且对已知全部种类重新作了描述，特别是长茎革牙甲 Ametor elongatus雄性外生殖器部分，首次对7个种类（长茎革牙甲 Ametor elongatus、粗革牙甲 Ametor scabrosus、帝水龟甲 Hydrocassis imperialis、伪舟水龟甲Hydrocassis pesudoscapha、条纹水龟甲Hydrocassis scapulata、舟水龟甲 Hydrocassi scapha、四川水龟甲Hydrocassis sichuana）的雌性个体进行了描述。编制了急流牙甲族的分属、分种检索表。 采用支序分类学的方法对中国急流牙甲族种类的系统发育关系进行探讨。结果显示革牙甲属内的A. latus、A. rudesculptus、A. rugosus 及A. scabrosus 构成单系（不包括A. elongates），支持皱革牙甲A. rugosus和A. latus属于革牙甲属。水龟虫属内H. anhuiensis、H. baoshanensis、H. lacustris、H. pseudoscapha、H. scaphoides、H. scapulata、H. sichuana、H. taiwana、H. uncinata、H. schillhammeri构成一个单系。水龟虫属包括两大类群，一类群包括H. anhuiensis、H. lacustris、H. scapulata、H. sichuana 、H. taiwana，另一类群包括H. baoshanensis、H. scaphoides、 H. schillhammeri 、H. uncinata。两类群的不同之处在于后一类群的阳基侧突上有一齿状凸起。 测序了H. scapulata、H. sichuana和H. mongolica雌雄各一个个体的COI和ITS2序列。全部的COI基因序列为828bp，编码275个氨基酸。H. scapulata的ITS2序列有446bp，H. sichuana的有456bp，H. mongolica的有455bp。用MEGA 3.1计算比对距离（pairwise distances）和构建邻近系统树。结果显示对于COI，种内的比对距离分别是0(H. scapulata)、0.008(H. mongolica)、0.004(H. sichuana)，种间的比对距离在0.024-0.045之间。对于ITS2，种内的比对距离分别为0.005(H. scapulata)、0(H. mongolica)、0.007(H. sichuana)，种间的比对距离在0.028-0.047之间。H. sichuana和新种间的比对距离在0.024-0.037(COI)和0.044(ITS2)。比对距离揭示出种内低于0.008，种间在0.024-1.078之间。因而，它们之间应该是种间关系而不是种内的关系。COI数据集和ITS2数据集所构建的系统树存在一定的差异，前者显示四川水龟甲和条纹水龟甲是姐妹种，后者显示新种和条纹水龟甲是姐妹种。总之，在内蒙古自治区发现的为一新的物种。

污染土壤中镉、铅的活化及植物有效性研究

以草甸棕壤作为供试土壤，通过盆栽实验、模拟实验及吸附-解吸实验对影响镉、铅活化和植物有效性的主要因素，如施肥、老化、淹水、有机酸、无机阴离子与土壤污染负荷等因素进行系统的研究，得出以下结论： 肥料的种类、施用水平不同对小麦生长及镉、铅的植物有效性的影响亦不相同。增施氮肥提高了镉、铅的植物有效性；磷肥和钾肥可缓解镉、铅对小麦的毒害作用，并能显著抑制小麦对铅的吸收。低磷时降低了小麦对镉的吸收，而高磷时提高镉的植物有效性。钾肥可降低镉的植物有效性。 随老化时间的增长，镉存在着由交换态SE，铁锰氧化物结合态OX向碳酸盐结合态WSA，有机结合态OM，残渣态RES转化的趋势；而SE，OX，OM态铅有向WSA，RES转化的趋势。淹水处理引起土壤Eh值下降、pH值上升；降低镉、铅的迁移性，在持续淹水过程中，土壤中SE镉（铅）占总量的百分比明显下降，而其他四种形态的比例上升。 土壤中镉、铅的解吸率与有机酸和无机阴离子的类型、浓度密切相关。柠檬酸、草酸、组氨酸对Cd、Pb的浸提能力为：柠檬酸﹥草酸﹥组氨酸。C1- 、SO42- 、F- 对解吸土壤中镉、铅的影响力顺序分别是：C1- > SO42- > F-；SO42- > C1- > F-。 不同污染负荷的土壤Cd2+ 和Pb2+吸附动力学行为以及解吸动力学过程的最优拟合模型均为双常数方程，其次为Elovich方程，最差模型是一级动力学方程。

东北森林净第一性生产力对气候变化的响应

研究森林净第一性生产力（NPP）对全球气候变化的响应，是了解全球气候变化与森林生态系统相互作用关系的关键。本文在分析长白山、丰林、呼中三个研究区气候变化特征的基础上，运用生态系统过程模型PnET-II模型,模拟东北主要森林的NPP过去43年来的动态，并结合动态GCM结果（CGCM2）预测未来一百年东北主要森林NPP的变化趋势。通过与实测数据和文献资料的对比，结合模型敏感性和不确定性分析，验证和探讨了模拟结果的准确性。主要结论如下： （1）近43年的气候变化趋势表明，三个研究区的气温都有上升趋势。丰林和长白山地区20世纪90年代后期增温明显，但降水减少，表现出暖干化趋势。呼中地区90年代后的降水减少趋势并不明显,表明东北的暖干化趋势存在地区差异。未来近100年气候变化趋势预测表明，三个研究区的日最低温和日最高温都有明显的增加趋势，日最低温的增幅大于日最高温。未来100年气温变化可分成两个阶段，21世纪前半叶温度增幅较小，而后半个世纪增速明显加快。与温度的增加趋势相反，21世纪光合有效辐射有明显的下降趋势。三地的降水在21世纪都有增加,但具体年际变化趋势有差异。这些与森林生长密切相关的气候因子的变化，将会给该地区的森林生态系统带来深刻的影响。 （2）模型估算三个地区主要森林NPP值,过去43年来有下降趋势，但不显著，而且存在年代际间波动。未来一百年，随着气候变暖，三地所有森林的NPP值都有不同程度的降低，2050年前NPP变动幅度较小，2050年后有较明显的减少趋势。 （3）模拟CO2浓度增加和气候变化对NPP的双重影响，丰林和长白山的红松林和硬阔林的NPP有不同幅度的增加，而云冷杉林和落叶松的NPP都减少。气候变化对云冷杉和落叶松林的生产力影响较大。 （4）植被参数的敏感性分析表明，与光合作用有关的植被参数对NPP的预测结果影响较大；对气候参数的敏感性分析表明，森林NPP对温度的反应敏感。 （5）通过与实测值的比较，结果表明PnET-II模型能较准确地估算东北森林净第一性生产力；与其它已有文献的比较其结果表现不一，其中一个重要原因可能是PnET-II模拟时未考虑氮碳循环过程导致。

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。

沙蚕(Nereis diversicolor )耐铜、镉和石油烃污染的分子生态毒理学研究

沙蚕作为海陆交错带的关键性物种，常被作为环境污染的指示生物。沙蚕生态毒理学已成为生态毒理学研究中又一大有发展前途的研究方向，而有关其耐受高污染胁迫机理的研究则会促进其在生物修复等应用技术领域的发展。针对目前国内外对耐受性机理研究较少的这一现状，并根据我国近岸海域污染的客观事实，本研究确立了以重金属Cu/Cd和有机物石油烃为主要污染物的沙蚕耐污染毒理效应研究，从分子生态毒理学角度对其耐受机制进行探讨。 本研究所采用的三种单一污染物对沙蚕均具有潜在的生理毒性，根据半致死剂量的高低确定毒性强弱顺序依次为：石油烃>Cu>Cd。乙酰胆碱酯酶对石油烃毒性效应的灵敏性明显强于重金属，可溶性蛋白对三种污染物毒害响应的敏感性则较差。两种不同类型的重金属均可以诱导MT的合成，污染物与解毒系统之间存在时间－效应和剂量－效应关系，但当达到一定浓度时MT基本达到饱和，并维持某一稳定水平。沙蚕对重金属和石油烃均表现出显著的生物富集现象。 重金属Cu/Cd和石油烃的联合作用对沙蚕的毒性效应与污染物浓度组合有关，在高浓度石油烃组合中，两种污染物表现出拮抗作用，重金属对于石油烃所引起的神经毒性有钝化作用，而以可溶性蛋白含量作为单一指示则表现出一定的局限性。石油烃不能显著诱导沙蚕MT的合成，但与重金属Cu/Cd联合作用时能够显著影响MT含量。沙蚕对不同污染物的生物富集受两者浓度组合关系的影响。 根据以上结果推测沙蚕耐受重金属的机制可能与MT的解毒功能有关，因此通过分子生物学手段获得了沙蚕金属硫蛋白基因的部分cDNA序列，该序列长度为287bp，编码65个氨基酸，富含Cys达24.2%。但有关其全序列基因的研究还有待进一步深入。

氮沉降对长白山森林表层土壤碳氮周转过程的影响

在大气CO2升高和氮(N)沉降增加等全球变化背景下，N元素对生态系统碳(C)、N元素周转过程的影响开始引起越来越多的关注。作为陆地生态系统C库重要组成部分的森林土壤，也逐渐成为研究的重点之一。 本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物，利用人工施N，在实验室控制条件下，模拟N沉降对森林土壤表层C、N元素周转过程影响。旨在从微观上揭示N沉降对凋落物和土壤表层腐殖质分解过程中C、N元素周转过程和土壤C库的影响，主要结论如下: (1) 外源N输入加快了凋落物早期的分解。阔叶树种（岳桦 Betula ermanii、蒙古栎 Quercus mongolica、椴树 Tilia amurensis）的凋落物的分解速度明显快于针叶树种（红松 Pinus koraiensis、鱼鳞云杉 Picea jezoensis）。凋落物的木质素含量是控制其分解速度的主导因子。 (2) N添加对凋落物可溶性有机C（DOC）淋失没有显著影响。DOC淋失主要受凋落物基本性质的控制。阔叶树种的凋落物DOC淋失量明显高于针叶树种。 (3) 不同植被下的土壤性质和C、N周转过程有较大的差异，岳桦林下土壤的微生物生物量和N矿化速率都显著高于暗针叶林，而土壤的C矿化量却低于暗针叶林。岳桦林土壤的DOC和DON淋失量也高于暗针叶林。 (4) N添加显著降低了森林表层土壤的呼吸速率。外加氮对土壤DOC淋失的影响存在一个平衡点，过高的N输入可能加快土壤中DOC的分解速度，降低DOC的淋失量。 研究结果表明，尽管长白山森林生态系统还没有达到“N饱和”，但不断升高的N沉降水平将对长白山典型森林生态系统土壤的C、N元素的周转过程产生较大的影响。但要全面评估N沉降对长白山地区森林土壤C库的影响，还需在野外进行长期定位研究。

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。

稗草对水稻及稻田土壤微生物的干扰作用

稗草对水稻的干扰一直是水稻生产中的难题，这种干扰不仅包括竞争和化感作用，而且还有土壤理化因子、土壤微生物和一些土壤酶的参与，所以本研究从水稻、稗草和土壤因子三者相互作用的角度探讨稗草对水稻的干扰作用，主要结论如下： 1、田间条件下，水稻和稗草共生土壤的各种养分在水稻根系附近的分布更丰富，稗草对养分的消耗能力强于水稻；共生处理，化感水稻品种PI312777根区养分含量明显升高，而普通水稻品种辽粳9根区土壤养分含量降低。 2、和稗草共生，PI312777和辽粳9根区土壤中微生物生物量C含量均显著下降，稗草受水稻的影响微生物生物量C含量也被抑制。化感水稻PI312777根系周围细菌和自生固氮菌数量显著增加，真菌、氨化细菌的数量明显下降，而放线菌无明显变化；普通水稻根系周围细菌、真菌、放线菌及氨化细菌数量均显著减少，自生固氮菌数量明显增加。 3、从脱氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶活性的变化比较两个水稻品种对抗稗草干扰的能力，化感品种PI312777的表现明显优于普通水稻辽粳9，稗草的存在显著诱导促进了PI312777根区土壤脲酶、转化酶和多酚氧化酶的活性。 4、稗草群体的生命活动对土壤主要微生物类群包括细菌、放线菌、自生固氮菌及氨化细菌的生长和繁殖均有促进作用，而对真菌数量表现为显著抑制。适当的稗草群体对土壤养分的活化作用明显，包括土壤中总N、总P和总K，提高了铵态氮、有效P及速效K的含量，而稗草密度过大则会过量消耗土壤养分。稗草群体的生命活动促进了土壤中脱氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶的活性。 5、稗草萌发液及稗草的伴生对三叶期化感水稻化感物质有诱导作用，而且稗草萌发液对水稻的萌发和生长均有抑制作用，尤其对普通水稻品种辽粳9，表明稗草萌发液对水稻有抑制作用。 6、稗草萌发液促进土壤细菌和放线菌的数量，随培养时间的延长，高浓度稗草萌发液的促进作用更明显；真菌和自生固氮菌被高浓度稗草萌发液抑制，而自生固氮菌在培养时间7天以后，适当的浓度可以促进其繁殖。

铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用

近年来，土壤重金属污染的植物修复得到世界各国的重视，将花卉植物应用于污染土壤修复方面的研究应该说是刚刚兴起，但具有巨大的修复潜力。我国的铅污染形势十分严峻，大量的铅污染土壤亟待修复。铅在土壤中生物有效态的含量很低，因此必须采用一些有效的强化手段（如施用螯合剂）来提高植物的修复效率。 本研究以草本花卉为研究对象，通过室外盆栽筛选实验，分析了30 种花卉植物对Pb 的耐性特征和积累特性，并与螯合诱导技术相结合，强化花卉植物的修复效果，同时尽量减少可能造成的环境风险和健康危害。 根据超积累植物应具备的4 个基本特征，对参试的30 种花卉植物进行盆栽初步筛选分析。实验结果表明，对Pb 污染耐性较强且积累能力较强的花卉有9种；对Pb 污染耐性较强但积累能力较弱的花卉共12 种，这些植物在植物稳定修复方面可能有一定价值；其它9 种花卉对Pb 污染耐性较弱且积累能力较弱，是Pb 的非超积累植物。 盆栽浓度梯度筛选实验表明，满天星和火炬鸡冠是具有铅超积累植物特征的花卉。满天星转移系数大于1，地上部铅含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准，但对高浓度铅污染耐性较差且富集系数小于1；火炬鸡冠耐性较强且地上部铅含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准，但转移系数和富集系数均小于1。 水培实验表明：EDTA、NTA 强化效果较好；矮牵牛幼苗土培强化实验确定：先加EDTA，一周后加入NTA，且二者的比例为2：1 时修复效率最高；在7 种铅积累能力较强的花卉植物成熟后，收获前按上述方法分两次施加混合螯合剂，实验结果证实此修复方法具有有效性、经济性、安全性和公众可接受性。

长白山阔叶红松林内木质物残体的生态学研究

木质物残体（WD）在维持森林生态系统生物多样性、稳定性，参与森林生态系统养分循环、碳循环，促进群落更新演替及生态系统平衡等方面发挥重要作用。 本文以长白山阔叶红松林为对象，研究森林类型及采伐干扰如何影响林内WD相关特征，量化主要树种粗死木质物残体（CWD）分解规律，结果表明：（1）不同森林类型内WD的树种种类均由几个不同优势树种控制，其存在形式、径级分布和腐烂级分布均显著不同；（2）WD数量和贮量在森林采伐后表现出明显的先降低再升高再降低的变化趋势，其中CWD变化明显；（3）随着森林演替的进程，轻度腐烂的WD（1级、2级）表现为采伐初期增加，随后逐渐减少，而深度腐烂的WD（4级、5级）表现为采伐后初期减少随后增加，中度腐烂的WD（3级）在整个演替的过程中变化不明显；（4）随着腐烂级别加深，各个树种WD的密度、C、N、P、K、Ca、Mg含量均发生规律性的变化，C/N比值不断下降；（5）CWD分解释放CO2通量在不同树种间存在差异，并与CWD含水量之间存在显著的负相关。整个生长季节CWD分解释放CO2通量呈现比较一致的先升高后降低的单峰曲线格局，其峰值均出现在7－8月，因树种不同而有一定差别，与温度的变化趋势一致而与含水量的变化相反。在上述研究基础上，本文探讨了长白山阔叶红松林内WD管理对策及未来发展方向，为森林经营工作提供科学的理论依据。

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。

长白山北坡水甲虫群落多样性及其与环境关系

长白山区生物多样性丰富，河流生态系统具有代表性，但近年由于人为干扰加剧，水域面积减少，森林植被遭到破坏。本文以长白山北坡河流生态系统为研究对象，调查了水甲虫群落、河岸带植被和水质等环境因子状况，运用多种数学分析方法和统计模型，分析了长白山北坡水甲虫群落多样性和环境因子的格局变化，重点研究了环境因子对水甲虫的影响，探讨了水甲虫对河流生态系统健康的指示作用，以此为该区的生态环境保护、林业的持续发展提供一些基础信息。 通过本论文的相关研究，得出以下主要结论： （1）在长白山北坡共鉴定水甲虫8科，37属，71种，其中龙虱科占属总数的55﹪，水龟虫科占属总数的23﹪。 （2）对环境因子进行主成分分析，结果表明水酸碱度、海拔高度、底泥有机质和全磷含量、电导率是主导环境因子。用典范对应分析及多元回归分析对水甲虫与环境因子的数量关系进行研究，结果显示水甲虫丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与底泥全磷含量、海拔、水电导率皆为正相关，与水pH值显著负相关。 （3）应用逐步回归、典范对应分析方法研究了植物群落对水甲虫群落的影响，发现长白山森林植物群落对水甲虫群落的组成、结构和多样性具有显著的生态效应，主要表现在植物群落及其各个层次的组成和多样性分别与水甲虫群落的组成、多样性和虫口数量变化具有显著的关联性。 （4）以水甲虫群落作为指示物评价河流生态系统健康和借助层次分析法综合评价河流生态系统健康的实践表明，两种方法都能很好地反映不同干扰造成的生态系统健康程度的变化。

松辽平原农田土壤线虫多样性研究

本研究立足于松辽平原农田生态系统，研究土壤线虫物种多样性，营养类群多样性，生活史多样性和功能多样性的分布规律，为进一步揭示线虫主要功能类群与土壤C、N等土壤环境因子之间的相互关系提供基础性数据。 在松辽平原沿不同纬度梯度，选择北至黑龙江海伦，南至辽宁大石桥共7个地点的玉米地，按照0–20 cm、20–40 cm、40–60 cm、60–80 cm和80–100 cm五个层次分层采集土壤样品。研究发现，土壤线虫多样性的纬度分布格局在0–40 cm土层表现得比较明显。在不同农田生态系统中，线虫属的丰富度在0–100 cm的土壤剖面内，随着土层深度的加深而降低；在0–40 cm土层，线虫属的丰富度随纬度梯度的降低而表现出增加的趋势，最高值（18属）出现在大石桥的0–20 cm土层，最低值出现在海伦采样点的20–40 cm土层，仅观察到10个线虫属。通过对松辽平原农田土壤线虫的生活史策略组成进行研究发现，在不同采样地点，不同生活史的土壤线虫表现出不同的分布特征：在0–20 cm土层，cp-2类群线虫的相对多度随纬度的降低表现出降低的趋势，而cp-3-5的线虫则表现出增加的趋势。在不同土层研究发现， 线虫的营养多样性指数没有表现出明显的纬度分布格局，而在0–20 cm土层，食细菌线虫和捕食/杂食线虫的相对多度随纬度的降低表现出降低的趋势，而植物寄生线虫则随纬度的降低而呈增加的趋势。土壤线虫区系分析结果表明，海伦样点土壤食物网受到的扰动较小，而处于结构化状态；而哈尔滨，公主岭和沈阳采样点的土壤食物网处于退化状态，受到外界环境扰动较大。通过对松辽平原农田土壤线虫群落与理化因子的典型对应分析，可以看出相关的土壤理化性质如阳离子交换量、有机碳、全氮和粘粒含量等能够在一定程度上解释松辽平原农田土壤线虫群落的分布特征。

保水剂对土壤中氮运移和转化的影响

从在田间试验中表现良好增产作用的四种土壤保水剂中选出两种不同类型的保水剂，利用室内一维垂直土柱研究了保水剂的保水保肥机理及其对土壤氮运移和转化的影响。 溶液的离子强度、保水剂类型以及剂型是影响保水剂吸水率的关键因素。不同类型的保水剂在水溶液和土壤中的持水能力不同，聚丙烯酸盐类保水剂比聚丙烯酰胺/无机矿物复合型保水剂对土壤水运动的影响更为显著。保水剂的保水性能不仅与保水剂自身组成有关，同时也与剂型粒度关系密切。保水剂用量对土壤水运动有影响，其施用量存在最佳值。保水剂的施用能够明显改善土柱中的水分运移，影响土壤的导水性能，从而减缓水分的蒸发和渗漏，但对土壤深层的水分运动影响不明显。 保水剂可释放和吸附氮肥，其释放和吸附氮肥的能力，受粒级与生产过程中所添加复合成分的影响较大，且释放和吸收铵态氮量高于硝态氮量。保水剂与氮肥的互作效应主要受保水剂自身组成和结构及氮肥水溶液离子强度制约。保水剂可吸收土壤中的尿素，阻滞浅层土壤氮向下运移，有较好的保肥效果。聚丙烯酸盐类保水剂对土壤氮的渗漏有更好的抑制作用。保水剂对氮的转化有显著影响。离子态氮可明显降低保水剂的保水保肥性能，在田间施用中应综合考虑施肥灌溉等农业措施对保水剂保水保肥效果的影响。