细菌对芘的降解特性及其降解性质粒研究

本研究通过富集培养，从沈抚灌区石油污染土壤中分离到两株以芘为惟一碳源和能源生长的细菌，分别命名为ZHL-4和B61。经过形态观察、生理生化实验与16S rDNA序列分析鉴定，ZHL-4和B61分别为苍白杆菌属（Ochrobactrum）和假单胞菌属（Pseudomonas）。 ZHL-4和B61均对芘具有较强的降解能力，在不添加任何其它碳源的情况下，分别在7d内将10mg•L-1芘降解了71.8%和67.4%，各加入500mg•L-1的葡萄糖和酵母膏作为共代谢底物后，7d内对芘的降解率分别提高到86.8%和89.9%。 经电泳检测，菌株ZHL-4和B61均存在内生质粒。质粒消除实验表明，消除质粒后的菌株ZHL-4和B61不能利用芘进行生长；将质粒转化入大肠杆菌中后，转化子获得了在芘固体培养基上生长的能力，初步证明两株细菌的内生质粒是与芘代谢有关的降解性质粒，其降解芘的基因位于质粒上，这与其它高分子量PAHs降解菌的降解基因位于染色体上不同。 通过设计引物、PCR扩增，菌株ZHL-4和B61并不具有已报道的芘降解基因nidA，这表明ZHL-4和B61具有可能不同于nidA基因的新的芘降解基因，有待于进一步研究。

科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落固沙作用的研究

建立人工植被是科尔沁沙地退化生态系统恢复与重建的基础，也是土地沙漠化防治的有效措施。本文以科尔沁沙地典型固沙灌木植物种——小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)为研究对象，采用空间序列代替时间序列的方法，比较系统地研究了小叶锦鸡儿生长发育特征、更新途径，以及小叶锦鸡儿群落的固沙作用，并从水量平衡角度探讨了小叶锦鸡儿固沙植被的土壤水分状况和蒸散量变化。 研究结果表明：(1) 在生长季，小叶锦鸡儿的生物量在7月份达到最大值，且其生长发育速度与降水量相关；人工平茬和自然萌孽是小叶锦鸡儿主要且有效的更新途径。(2) 小叶锦鸡儿群落对近地表风速具有显著的阻滞作用，群落内总输沙量及各层输沙量均明显低于流动沙丘，小气候得到明显改善。(3) 6年生、11年生和22年生小叶锦鸡儿群落对土壤理化性质均有明显的改善作用。土壤中微沙(0.05～0.1 mm)和粘粒(<0.05 mm)含量增加，表层(0～10 cm)土壤容重减小，孔隙度和饱和含水率增大，土壤持水能力提高；土壤有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和有效钾含量均有不同程度增加，尤以表层增加幅度最大，并且灌丛对养分有明显的富集效应。(4) 与天然小叶锦鸡儿群落的土壤含水量相比，人工小叶锦鸡儿群落内土壤含水量较低，且呈现出随植被生长发育年限增加而不断减少的趋势；在生长季，人工植被区绝大部分的降雨量都通过蒸散作用丧失，各试验样地蒸散量呈现单峰型曲线模式。

科尔沁沙地东南部地区主要植物叶片性状研究

以科尔沁沙地44种主要植物为研究对象，分别测定了叶片厚度、面积、体积、比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量（单位重量的和单位面积的）、叶磷含量（单位重量的和单位面积的）、叶钾含量（单位重量的和单位面积的）、单位重量叶氮再吸收效率、单位重量叶磷再吸收效率和单位重量叶钾在吸收效率16种叶性因子，分别从叶片光合作用，水分生理及养分再吸收方面探讨不同植物对生境的适应能力，为当地生态环境恢复中植物选择与配置提供理论依据。结果表明： 不同生长型植物在叶片形态性状和叶片养分再吸收效率上没有显著差异，这说明不同生长型植物在光合作用、养分保存能力上对环境的适应机制存在较大重叠。不同生长型植物在叶片功能性状上差异显著，乔木主要是通过减弱光合作用，减缓生长速度，延长养分从衰老叶片的转移时间来适应贫瘠生境；草本植物主要是通过增强光合作用，加速叶片养分和干物质周转，提高对衰老叶片养分的再吸收速度来适应生境；灌木的生存策略介于乔木和草本之间。 豆科植物对土壤氮贫瘠的适应能力和对水分的利用效率显著高于非豆科植物；而非豆科植物对氮的保持能力和对干旱胁迫的适应能力显著强于豆科植物；禾本科草本植物的叶氮含量显著高于非禾本科草本植物；非禾本科草本植物对钾再吸收效率显著大于禾本科草本植物，说明非禾本科草本植物表现出对钾营养高度的保存能力，对钾胁迫的适应力强于禾本科草本植物。以上结果表明不同功能型植物具有不同的适应对策。 对4种典型生境中主要植物的叶片性状比较发现，除农田外，其它3种生境中植物叶片性状均未出现显著的差异。而农田植物仅在叶片形态性状上显著高于其它生境，造成这种现象的原因：一方面可能是相对其它叶片性状来说，植物叶片形态易受生境要素的影响，另一方面可能是由于该生境中物种种类较少。但从整体来看，土壤特征以及植被差异对叶片性状的影响不大。 植物对叶氮、磷和钾的再吸收效率之间呈显著的正相关，这与某些学者的研究结论是相矛盾的，以后可在更广泛的范围内进行验证。另外，植物对氮和磷的再吸收效率显著大于对钾的再吸收效率。这一方面说明了植物对氮、磷和钾的再吸收效率机制不同，另一方面可能是由于研究区土壤氮和磷营养缺乏，植物为了满足自身养分需求而采取的一种生存对策。根据植物对氮、磷和钾再吸收效率平均值大小顺序，可推测3种养分对植物生长的限制作用顺序是氮＞磷＞钾，氮可能是影响科尔沁沙地植物生长最强的营养元素。

落叶松毛虫防治咨询专家系统

落叶松毛虫是东北林区主要害虫之一，它对松林可以造成毁灭性的破坏，因此，采取及时且必要的综合防治措施，可以带来显著的经济和生态效益。本文依据害虫综合管理的指导思想，采用计算机人工智能程序模型，构建了落叶松毛虫防治咨询专家系统。 落叶松毛虫防治咨询专家系统主要由推理机、知识库、数据库、知识获取机制和用户界面等部分组成。其中知识库和推理机是系统的核心部分。在知识库设计中充分考虑了落叶松毛虫防治的复杂性，结合具体的限定条件，如危害特征、自然环境、地形地貌、害虫的生长阶段等，将知识存储在数据库中形成专家数据库；利用数据库查询语言SQL语句设计了系统的推理机，采用正向推理的方式，增强了知识库的可扩展性和可维护性；知识获取机制面向林业专家，实现知识的获取以及知识库的修改、扩充等任务；数据库用来存放落叶松毛虫的基本信息，用户可以通过数据库来获得落叶松毛虫相应的咨询信息。 落叶松毛虫防治咨询专家系统的目标为：（1）对落叶松毛虫的基本信息、行为特征、生理和生态学特征以及防治方法和施药方法等进行存储和查询。（2）正向推理方式保证专家系统在运行时能方便地选择问题，实现智能推理过程。（3）易用的知识维护。 该系统主要有以下几方面的功能和特点：（1）该系统本着害虫综合管理的指导思想，以落叶松毛虫的种群动态为理论基础，充分考虑不同林地环境条件下的自然控制因素，根据环境、气候和害虫本身的条件推出更加合理的结论，尽量采用生物防治，必要时采用化学防治；（2）系统可向用户提供多种可行的防治方案，经营者可以根据当时当地的实际情况作出决定；（3）系统使用方便；（4）系统具有显示、打印、通过Internet浏览获取信息、显示推理解释等功能。 另外，本文对落叶松毛虫专家系统又进行了有效的评估，评估对象分为三个组别：领域专家、森保人员以及学生。三组人员分别针对系统实用性、友好性、系统提问的简洁程度以及可学习性给出等级分数。通过评估结果，最终认定该系统是可以信赖的。 本系统以落叶松毛虫防治领域专家的经验和知识为基础，有效地将计算机技术和森保专家的知识结合在一起，集落叶松毛虫信息存储浏览、查询、专家系统于一体，对于缓解森林保护专家和人员的不足，提高落叶松毛虫虫害的防治能力，加快科技成果的转化具有重要的意义。