[目的]土壤细菌对土壤生态系统功能和健康维持起着重要作用.在了解核桃林土壤细菌群落随林龄的变化规律的基础上,结合土壤因子进一步探究土壤微生物群落与土壤理化性质及土壤酶活性之间的关系.阐明土壤微生物群落变化的驱动因素,为该地区核桃林的高效可持续经营管理提供科学依据.[方法]以不同种植年限(平均年龄8年、50年和100年以上)西藏核桃林为研究对象,基于高通量测序技术,研究不同树龄下土壤微生物组成及多样性的变化,并结合土壤理化因子进一步探究种植年限对土壤微生物群落的影响.[结果](1)核桃种植年限没有显著影响细菌丰富度,但是古核桃林(100年以上)显著降低了细菌香农指数、优势度指数和均匀度指数.(2)变形菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、黏球菌门、放线菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是土壤细菌优势菌门.不同树龄下部分微生物类群的相对丰度差异显著,随着种植年限的增长,土壤放线菌门的相对丰度增加,绿弯菌门的相对丰度降低,此外拟杆菌门的相对丰度呈现先增加后降低的趋势.(3)非度量多维尺度分析结果显示,不同种植年限核桃林土壤细菌群落组成之间存在显著差异.同时,冗余分析表明,土壤硝态氮含量对细菌群落组成影响显著.(4)相关性分析也显示土壤酶和土壤理化性质与微生物多样性以及优势菌门之间存在显著相关关系.[结论]核桃定植年限通过改变土壤理化性质和酶活性,改变了土壤微生物群落的多样性和群落结构,其中古核桃林细菌群落多样性显著降低,加剧了土壤微生态失衡.研究结果为明确不同龄林核桃林土壤微生物群落特征研究提供重要补充.在实际生产中除更新核桃树外,可合理使用无机和有机肥或者微生物菌肥,从而维护核桃林土壤生态系统的稳定.
[目的]阐明长白山阔叶红松林乔木树种和灌木树种凋落叶分解之间的差异,探讨光合参数与植物凋落叶分解速率之间的关系,为揭示叶片经济学谱的普适性提供依据.[方法]以19个乔木树种和11个灌木树种作为研究对象,采用网袋法做分解试验,2019年10月26日布设分解袋,2020年4月26日、6月26日、8月26日、10月26日回收分解袋;通过Olson负指数衰减模型拟合分解系数,使用Li-6400便携式光合测定仪测定原位活体叶片的光响应曲线,拟合光合参数,分析相关性,并进行回归分析.[结果](1)乔木树种中,红松分解系数最小(0.24),黄檗最大(1.05);灌木树种中,毛榛分解系数最小(0.52),瘤枝卫矛最大(1.63);灌木树种分解系数总体高于乔木树种(P=0.003).(2)光合参数表现为光饱和点处的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片羧化速率(CE)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、暗呼吸速率(Rd)这9个光合参数的均值乔木树种高于灌木树种(P<0.05),胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)在乔灌木树种之间不存在显著差异(P>0.05).(3)乔灌木树种分解系数(k)与Pn、LSP、Pmax、Gs、CE、LCP呈显著负相关关系,与Rd无明显相关性;Pn和Pmax存在多重共线性,逐步回归结果表明Pn对k的解释和指示作用最强.[结论]光照强度通过影响叶片形态以及养分含量进而影响凋落叶的分解速率,使得乔木树种虽然有更高的光合参数,但分解系数比灌木树种更低,即分解速率更慢,存在光照强度—叶片形态、养分含量—凋落叶分解速率的连通关系;Pn、Gs、CE、LSP、Pmax、LCP基本符合叶经济学谱理论,Pn可以解释和预测叶凋落物的分解速率.
[目的]量化我国海河山区水沙连通的可能性大小,从景观格局角度反映海河主要产水区径流和泥沙输移的状态和空间分布,为海河流域水沙再分配提供依据.[方法]利用通用土壤流失方程的植被因子、归一化植被指数两种方式得到权重因子计算连通性指数(分别记为IC1、IC2),进一步得到海河山区滦河流域的水文连通性,探讨流域土地利用等因子对水文连通性的影响,及其空间尺度效应.[结果](1)2019年滦县水文站控制流域IC1和IC2的平均值分别为-1.38和-2.28,水文连通性指数都与流域的年输沙模数和径流深度有良好的正相关关系;(2)不同的土地利用类型水文连通性具有差异,各土地利用类型水文连通性大小顺序依次为水体<湿地<灌木林地<草地<乔木林地<农田<建筑用地<裸地;(3)水文连通性具有显著的尺度效应.流域IC1平均值及其中位数、IC2平均值及其中位数均与流域面积呈对数函数关系.[结论]连通性指数对滦河流域内输沙产流能力表征良好.流域上游整体水文连通性最低,中部连通性高于上游,下游连通性最高.流域内部连通性表现出沟谷大,坡面小,靠近河道大,远离河道小的情况.湿地、灌木林地、草地这3种植被覆盖下的区域超过80％的水文连通性值小于0,具有良好的拦截水沙、保持水土的能力.随着流域面积的增加,流域水文连通性先快速降低,后逐渐趋于平缓,在流域面积超过10000 km2后,连通性趋于一定值.
[目的]解析试样尺寸和形状对木材压缩吸能特性的影响,指导木材压缩吸能特性的科学测试和评价.[方法]通过准静态大变形压缩试验,分别考察了毛白杨、杉木、泡桐和轻木4种木材,在不同截面尺寸(20 mm×20 mm、50 mm×50 mm)、不同截面形状(圆形Φ20 mm、方形20 mm×20 mm)下的压缩力学响应和吸能特性,并通过t检验分析其差异显著性.[结果](1)木材"三段式"压缩应力-应变曲线不受试样尺寸和形状影响.(2)木材顺纹压缩破坏强度尺寸效应显著,强度随试样尺寸增大而减小,泡桐和轻木的顺纹压缩强度由小尺寸试样的30.94和14.56 MPa,分别减小至大尺寸试样的26.06和13.37 MPa,尺寸效应系数分别为0.84和0.92;木材横纹压缩强度、顺纹和横纹的破坏特征与吸能特性无明显尺寸效应.(3)木材顺纹压缩强度形状效应显著,圆形试样强度低于方形试样,形状效应系数为0.88～0.93;木材压缩破坏特征和吸能特性的形状效应与树种特性相关,杉木、泡桐和轻木的破坏模式以及吸能特性均不受形状影响;毛白杨吸能性能形状效应显著,圆形试样吸能性能优于方形试样.(4)木材密度越大,其尺寸和形状效应越明显.[结论]低密度轻软木材的吸能特性无尺寸和形状效应,建议采用取材易、加工简便、耗材少、成本低的小尺寸方形试样进行压缩吸能测评.
[目的]谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)是昆虫体内一种重要的解毒酶,在植食性昆虫对植物次生物质的解毒适应中发挥重要作用.本研究筛选和鉴定了美国白蛾中肠响应槲皮素诱导的GST基因,分析了槲皮素对GST基因的诱导表达模式,为阐明美国白蛾GST基因在解毒代谢槲皮素中的功能奠定基础.[方法]基于槲皮素诱导的美国白蛾中肠转录组,筛选和鉴定响应槲皮素诱导的GST基因;通过构建系统发育树分析GST基因的家族类别;采用实时荧光定量PCR技术研究槲皮素对GST基因诱导的剂量效应和时间效应.[结果]鉴定了美国白蛾响应槲皮素诱导的6个GST基因;系统发育分析显示HcGST-E1、HcGST-E2、HcGST-E3属于GST Epsilon家族,HcGST-S1、HcGST-S2属于GST Sigma家族,HcGST-O1属于GST Omega家族.不同质量分数槲皮素对GST基因的诱导作用不同,本实验质量分数(0.5％、1.0％、2.0％、4.0％)的槲皮素均能诱导HcGST-E1表达水平显著上调,0.5％、1.0％和2.0％的槲皮素诱导HcGST-E3表达水平显著升高;0.5％的槲皮素诱导HcGST-O1的表达水平显著增加.本实验质量分数的槲皮素均诱导HcGST-S1显著下调表达;0.5％和1.0％的槲皮素诱导HcGST-S2的表达水平显著下调.3个上调GST基因均在24 h或36 h内显著上调表达响应槲皮素的诱导.[结论]槲皮素能显著诱导美国白蛾中肠6个GST基因的表达水平,但对不同基因诱导的表达模式不同.HcGST-E1、HcGST-E3和HcGST-O1显著上调表达响应不同质量分数槲皮素的诱导,推测这3个基因是参与美国白蛾解毒代谢槲皮素的关键基因.
