Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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黄土丘陵区坡面土壤侵蚀过程中有机碳矿化特征
No full text土壤侵蚀是人类面临的重要生态环境问题，侵蚀诱发的土壤碳源、汇效应尚存争议。明确侵蚀环境下土壤有机碳矿化的动态、底物来源及影响因素，对于科学认识和评估土壤侵蚀的环境效应有重要意义。本研究以黄土丘陵区典型水蚀坡面（裸地）为对象，通过监测不同有机碳水平下侵蚀坡面各部位CO2通量，研究了不同有机碳水平下侵蚀坡面土壤有机碳矿化时空特征；利用13C同位素示踪技术，辨析坡面侵蚀搬运沉积过程中土壤有机碳动态变化及矿化底物来源；基于侵蚀坡面不同部位表层0 – 5 cm土壤水分、温度、容重、有机碳、全氮及微生物碳含量等因素变化特征，构建了土壤有机碳矿化的多因素耦合模型，明确了黄土丘陵区侵蚀坡面下的有机碳矿化内在机理，确定了侵蚀坡面土壤有机碳排放的源汇效应转换的临界条件。主要结论如下：
（1）侵蚀改变了坡面土壤水分、温度、有机碳的空间分布格局，改变程度与土壤有机碳含量有关。随着侵蚀发生，坡面上部土壤有机碳被搬运至坡面下部及沉积区，中等有机碳水平下（5.57 ± 1.03 g·kg-1），搬运沉积过程中土壤有机碳的再分布较为均匀，高有机碳水平（14.70 ± 1.14 g·kg-1）和低有机碳水平下（1.99 ± 0.11 g·kg-1）的土壤有机碳则主要富集于坡面下部。侵蚀坡面土壤水分呈现出沉积区 > 对照区 > 侵蚀区的规律，温度则在侵蚀区相对较高、对照区相对较低，水分、温度在不同坡位间的差异随有机碳水平升高而减小。
（2）侵蚀坡面土壤有机碳矿化受多因素综合作用，不同季节和坡位的土壤有机碳矿化限制因子及矿化特征有所差异。土壤有机碳矿化的影响因素可归纳为矿化底物、水热环境以及土壤通气性等三个主要因子。土壤有机碳矿化速率在夏季最大，主要受土壤水分影响，其次是春季，主要由土壤有机碳本身含量决定，秋季和冬季则主要受土壤温度限制，矿化速率较小。在坡面空间上有机碳矿化速率呈现出沉积区 > 对照区 > 侵蚀区的规律，土壤温度是引起同一坡位有机碳矿化速率差异的主要因子。
（3）侵蚀搬运过程中较大比例的土壤有机碳发生矿化，不同坡位间矿化底物来源有所差异，并与有机碳水平密切相关。侵蚀导致坡面有机碳矿化增加量随有机碳水平升高而增加，侵蚀过程中有高达90%的有机碳在搬运时发生矿化，矿化底物包括原位和随搬运新输入的有机碳。高、低有机碳水平下因侵蚀过程导致随搬运新输入的有机碳矿化强度分别增加304.83% – 496.16%和39.55% – 194.20%，在中等有机碳水平下，除沉积区下部外其余部位矿化强度均减弱，幅度在17.57% – 27.25%之间。高、低有机碳水平下坡面土壤有机碳矿化底物中，搬运过程新输入的有机碳矿化量随坡面由上而下增加，不同有机碳水平间差异较小，原位有机碳的矿化量随有机碳水平升高而减少。
（4） 侵蚀坡面不同部位间的源汇效应存在差异，并在一定条件下发生转换，土壤温度、水分和有机碳可以解释坡面有机碳矿化74%以上的变异。侵蚀区更多是一个碳汇，但当土壤温度超过34.5 ℃、土壤体积含水量超过19%时，侵蚀区由汇效应转变为源效应。沉积区土壤体积含水量超过8%，则表现为源效应。</p
黄土高原退耕还草地植物群落动态对生态系统碳储量 的影响
No full text退化农地通过植被恢复能够提高生态系统的固碳能力，但是植被恢复中植物群落特征如何影响生态系统碳储量仍存在不
确定性。以农田为对照，选取自然恢复8、15、25、35 a 草地为对象，探讨退耕还草地植物群落特征对生态系统碳储量的影响。结
果表明: 群落盖度随着恢复年限的增加而显著增加，恢复35 a 时达到最大值( 64．0%) ，优势种从达乌里胡枝子、赖草、茵陈蒿演
变为长芒草、铁杆蒿; 禾草类、多年生草本和灌木逐渐成为优势种。Shannon-Weiner 指数、Patrick 指数均呈先上升后下降的趋
势，均在第15 年达到最大值。地上植被碳储量和地下植被碳储量在恢复期间呈直线增加的趋势，且均在35 a 达最大值，分别为
0．83 Mg C/hm2、1．49 Mg C/hm2，而凋落物碳储量在第25 年达到最大值，为0．40 Mg C/hm2。土壤碳储量与有机碳含量总体呈先
下降后上升的趋势，在第8 年达到最低值，在第35 年恢复到农田水平之上，占生态系统碳储量的93．3%—99．6%; 表层0—10 cm
土壤碳储量占0—30 cm 碳储量的38．9%—50．3%，呈表聚现象。生态系统碳储量与土壤碳储量趋势一致，即恢复到第8 年最
低，为24．32 Mg C/hm2，恢复到第35 年最高，为43．70 Mg C/hm2。群落盖度、地上生物量、凋落物生物量、禾草、豆科以及多年生
植物的重要值与生态系统碳储量呈显著正相关( P＜0．05) ，杂草和一年生植物重要值与生态系统碳储量呈显著负相关( P＜
0．05) 。研究表明植被群落组成的动态变化通过增加植被碳储量和土壤碳储量实现生态系统碳储量的增加，而多年生植物、杂
草与禾草的重要值和地下生物量与凋落物生物量是影响生态系统碳储量的重要植被因子。</p
黄土高原天然草地植物功能性状与群落构建对封育的响应
No full text草地是陆地上最大的生态系统，也是我国最大的陆地生态系统，约占国土
面积的41.7%，在生物多样性保护、气候调节、水源涵养、防风固沙等方面发
挥着重要作用。退化草地的恢复及其调控规律的研究一直是生态学研究的热点。
近年来与植物功能性状相关的新概念和新方法不断涌现，越来越多的证据表明，
基于功能性状的研究有助于阐明生态系统的功能以及生物多样性的维持机制，
同时，对草地植物功能性状的研究也为退化草地恢复的研究提供了新的角度。
群落构建机制一直是生态学研究的重大命题，同时也是退化植被恢复的基础。
深入研究环境过滤、扩散限制、物种间相互作用（竞争、正相互作用等）等随
机过程和中性过程对局域群落的调控作用，有助于揭示群落内部不同物种的稳
定共存机制。围栏封育是退化草地恢复的有效措施，对封育草地植物功能性状
和群落构建机制的研究将有助于进一步认识退化草地的恢复机理，并为封育后
期草地的管理提供理论依据。
本研究以位于黄土高原半干旱区的云雾山国家自然保护区不同封育年限（0
年、9 年、26 年、34 年）草地为研究对象，借助植物物种多样性和功能多样性
相关理论，在野外调查、实地采样和室内分析的基础上，系统研究了群落结构、
植物功能性状、物种多样性、功能多样性、土壤因子、生产力在不同封育阶段
的响应特征，分析了植物功能性状、多样性、土壤因子、生产力之间的关系，
并基于植物功能性状探讨了植物群落构建机理，旨在加深对植被—环境关系的
理解，同时为合理利用草地资源提供理论依据。本研究主要结果如下：
（1）封育进程中植物群落和土壤性质变化特征
封育显著提高了植被盖度、地上生物量和凋落物量。与放牧地相比，植被
盖度、地上生物量和凋落物量在封育34 年样地分别增加了26%，123%和1026%。
封育改变了群落物种组成和结构，不同的封育年限间存在显著的物种组成差异，
不同封育年限间（0-9，9-26，26-34）不重叠物种数分别为18 种、26 种、28 种。
封育早期群落以杂类草植物(生物量占比61%)为主，中期禾草类（38%）、杂类
草（29%）、莎草类（33%）植物共生，后期禾草类植物（62%）占主导地位。
封育对物种丰富度影响不大，但显著改变物种均匀度，物种均匀度指数在封育
26 年最高（0.87），封育34 最低（0.80）。封育后土壤理化性质的改善显著提高</p
丹参 SmKFB5介导 SmPAL泛素化降解调控丹酚酸类成分生泛素化降解调控丹酚酸类成分生
No full text丹参（ Salvia miltiorrhiza Bunge）是我国常用的药植物，其干燥根 和）是我国常用的药植物，其干燥根 和茎称为中药丹参，在临床上广泛应用于心脑血管疾病的治疗。酚酸类物质是它 茎称为中药丹参，在临床上广泛应用于心脑血管疾病的治疗。酚酸类物质是它 茎称为中药丹参，在临床上广泛应用于心脑血管疾病的治疗。酚酸类物质是它 的药效成分之一，其合、调控直备受关注。丹酚酸源于苯丙氨途径 的药效成分之一，其合、调控直备受关注。丹酚酸源于苯丙氨途径 的药效成分之一，其合、调控直备受关注。丹酚酸源于苯丙氨途径 的药效成分之一，其合、调控直备受关注。丹酚酸源于苯丙氨途径 和酪氨酸途径，这两条上的 关键酶基因大部分已经被克隆。目前对丹酚和酪氨酸途径，这两条上的 关键酶基因大部分已经被克隆。目前对丹酚和酪氨酸途径，这两条上的 关键酶基因大部分已经被克隆。目前对丹酚调控研究也较为深入。多个参与丹酚 调控研究也较为深入。多个参与丹酚 酸类物质合成的转录因子被鉴定，然而 酸类物质合成的转录因子被鉴定，然而 从蛋白质翻译后修饰层面调控酚酸类物合成的研究，鲜有报道。泛素化作 从蛋白质翻译后修饰层面调控酚酸类物合成的研究，鲜有报道。泛素化作 从蛋白质翻译后修饰层面调控酚酸类物合成的研究，鲜有报道。泛素化作 从蛋白质翻译后修饰层面调控酚酸类物合成的研究，鲜有报道。泛素化作 为一种重要 的蛋白质翻译后修饰方式，近年来发现其在次生代谢调控中起到为一种重要 的蛋白质翻译后修饰方式，近年来发现其在次生代谢调控中起到作用。 KFB（Kelch repeat F-box）蛋白，作为 ）蛋白，作为 ）蛋白，作为 SCF型泛素连接酶的一个重要亚基， 能够识别并介导靶蛋白通过泛素 -26S蛋白酶体系统降解。一些研究发现 KFB蛋 白能够调控次生代谢物质的 合成，而丹参KFB蛋白目前尚未被研究。因此， 本研究以 KFB蛋白为切入点，探究其在酚酸类物质代谢调控中的作用。
从丹参基因组中鉴定出 31个 SmKFB基因，经过系统发育树分析现 基因，经过系统发育树分析现 基因，经过系统发育树分析现 5个 SmKFB（SmKFB1、2、3、5和 28）蛋白与已经报道参其它植物次生代谢调控 ）蛋白与已经报道参其它植物次生代谢调控 ）蛋白与已经报道参其它植物次生代谢调控 的 KFB蛋白，具有较近的亲缘关系。用茉莉酸甲酯（ Methyl jasmonate，MeJA） 对丹参的毛状根进行处理，发现 对丹参的毛状根进行处理，发现 6个 SmKFB（SmKFB1、2、5、6、11、15）表达 ）表达 量被 MeJA强烈抑制，而另外两个 强烈抑制，而另外两个 SmKFB（SmKFB22、31）则在 ）则在 MeJA诱导下， 表达量上调。组织特异性分析发现 4个 SmKFB（SmKFB4、11、16和 17） 主要在丹参的地上组织表达， 而 SmKFB5，25则主要在根中表达。结合系统发育 则主要在根中表达。结合系统发育 树分析和基因表达，推测 树分析和基因表达，推测 SmKFB1、2、5可能参与酚酸类物质的合成调控。
为验证 SmKFB1、2和 5在酚酸类物质合成中的作用， 采酵母双杂交实验在酚酸类物质合成中的作用， 采酵母双杂交实验鉴定与 SmKFB1、2和 5互作的酚酸合成酶，发现 互作的酚酸合成酶，发现 SmKFB1与丹参迷迭香酸合酶 与丹参迷迭香酸合酶 （Rosmarinic acid synthase, RAS）之间存在微弱的互作关系； SmKFB2和丹参苯 丙氨酸解酶（ 丙氨酸解酶（ Phenylalanine ammonia-lyase, PAL）1、SmPAL3、SmRAS之间也 存在微弱的互作关系；而 SmKFB5则与 SmPAL1、2、3之间存在强烈的互作关 系。采用双分子荧光互补（ Bimolecular fluorescence complementation，BiFC）实 验进一步证它们之间的互作关系。当在烟草叶片中共表达 YFPC-SmKFB5和 YFPN-SmPAL融合蛋白时，在激光共聚焦显微镜下观察不到黄色荧。将 融合蛋白时，在激光共聚焦显微镜下观察不到黄色荧。将 融合蛋白时，在激光共聚焦显微镜下观察不到黄色荧。</p
间伐对中国林下植被多样性的影响
No full text我国人工林面积在近些年来不断扩大 ，然而 ，然而 我国 现存人 工林仍 面临 诸多的问 题，如何提高 ，如何提高 森林生态系统 可持续性 与稳定性 成为 当今的热点问题 。抚育间伐 是 一种重要的 森林经营的措施， 能影响森林生态系统 的内部 生物多样性 。物种多样 。物种多样 性较高的 植被 可以 阻止 生态 因子 的单 向累积， 增加生态系统稳定性。 近些年 来我 国开展了大量有关抚育间伐对 林下植被多样 性影响 的研究，但方法以抚育间 的研究，但方法以抚育间 伐若干年后的常规野外调查方法为主， 其研究 结果 难以 更加 全面地 反映 抚育 间伐 对我国林下 植被多样性 的影响 。因此，本研究收集近些年来 因此，本研究收集近些年来 因此，本研究收集近些年来 发表的 146 篇有关 此 主题的 文章 ，采用 整合分析方法 研究 间伐对我国林下 植被多样性 的影响 。本研究 。本研究 主要 目的为： 1）间伐对我国林下 ）间伐对我国林下 ）间伐对我国林下 植被多样性 的总体影响 2）影响 ）影响 因素 的重要 程度 排序。 3）初始 林下 植被多样性 植被多样性 、间 伐后恢复时、间 伐后恢复时、间 伐后恢复时、生态大区 生态大区 、林分 类型 、间伐 强度 、林分 生长 阶段 ，取样 样方面积对研究 样方面积对研究 样方面积对研究 结果 的影响 ；4）探讨 ）探讨 因素之间可能 因素之间可能 存在的混淆效应。 本研究 对我国森林间伐下 植被多样性 的影响进行了综合评 述， 研究 结果 可为 森林经营 管理 提供 一定 的科学依据 ，并提出 未来的研究应该关 注间伐后林下 注间伐后林下 物种 组成或功能多样性的变化。本研究取得 组成或功能多样性的变化。本研究取得 组成或功能多样性的变化。本研究取得 组成或功能多样性的变化。本研究取得 组成或功能多样性的变化。本研究取得 组成或功能多样性的变化。本研究取得 的结果 的结果 主要 结果如下：
（1）抚育 间伐显著 增加 了我国 的林下 植被多样性 。研究表明 。研究表明 ，我国 林下 灌 木物种 多样性 在间伐后 显著增加 28% ，草本 物种 多样性显著增加 24% 。灌木 层以 及草本 层物种 多样性 对不同的影响 因素存在 响应敏感性 差异 ，但是灌木层和草本 层物种 多样性 在间伐 前后具有 一定的稳关系 。
（2）初始 林下 植被多样性 、间 伐后恢复时、间 伐后恢复时是影响 灌木层 和草本 层物种 多 样性 的 两个最重要因子，生态 因子，生态 大区次之 ，林分类型、 间伐强度生长阶段林分类型、 间伐强度生长阶段林分类型、 间伐强度生长阶段取样方面积 的重要值 之间 无显著 差异 。
（3初始 林下 植被多样性 植被多样性 植被多样性 较高的 林分 间伐 后，林下 ，林下 植被多样性 植被多样性 植被多样性 大量增加的 大量增加的 大量增加的 机会较低。初始 机会较低。初始 林下 植被多样性 较低的 林分 间伐后 ，林下 植被多样性 不仅 可能增 加，也 加，也 可能 降低 。林分 间伐 3-5年后灌木层 和草本物种 多样性增加值比间伐后 1-2年灌木层和草本的 物种 多样性增加值更高，且 多样性增加值更高，且 为林分 间伐后 增加值最高的 恢复时间段 。</p
Response of runoff and soil erosion to erosive rainstorm events and vegetation restoration on abandoned slope farmland in the Loess Plateau region, China
No full text
关中地区农村典型涝池水体污染物特征及其水质现状调查与分析
No full text［目的］探究影响涝池水体水环境质量的主要原因，以期能为涝池水体水环境保护和水质状况改善提供科学依据。［方法］从涝池的功能、容量、面积和结构等方面出发，选取陕西省杨凌农业高新技术产业示范区８个具有典型代表性的涝池，对涝池水体ｐＨ值、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮进行测定，同时对水质样本点各污染物指标进行参数检验，并应用单因子指数等方法对其综合评定。［结果］①点源污染型涝池在不同采样点位置水体污染物浓度差异显著（ｐ＜０．０５），各涝池总氮、总磷平均浓度范围分别为：４．７０～
７８．１３ｍｇ／Ｌ，０．０３～４．２７ｍｇ／Ｌ；氨氮平均浓度范围为０．３６～３９．１８ｍｇ／Ｌ；化学需氧量平均浓度范围为３３．０～１ ０６７．４０ｍｇ／Ｌ；溶解氧平均浓度范围为１．５～７．３ｍｇ／Ｌ；ｐＨ 值大小平均值范围为７．８５～８．６４；②大部分涝池水体污染严重，水质均为劣Ⅴ类，污染物主要以氮类污染物指标为主；③调查区涝池水质污染程度排序为：点源污染＋有措施＜面源污染＋无措施＜点源污染＋无措施。［结论］布设污水处理设施及池底防渗措施对于改善涝池水环境状态较为重要。此外辅以内源水体的相关修复及管护工作，效果将会更好。
关键词：涝池；污染物特征；水质评价；关中地区农村</p
黄土高原降雨梯度对刺槐不同器官内源激素 分布格局及生长的影响
No full text环境梯度如何影响树木不同器官内源激素分布格局，以及该内源激素格局变化如何影响树木不同器官的异
速生长，目前尚不是十分清楚。选择黄土高原地区不同降雨量梯度神木（ ４４０．
８ ｍｍ ／ ａ ）、绥德（ ４７５． ４ ｍｍ ／ ａ ）、安塞
（ ５０５．
３ｍｍ ／ ａ ）和淳化（ ６０６． １ｍｍ ／ ａ ）地区的刺槐林为材料，比较其叶、枝和不同径级根（最细根（ ０～１ｍｍ ）、细根（ １～２
ｍｍ ）、粗根（ ２～５ｍｍ ））内源激素含量及其对器官生长的影响。结果表明：（ １ ）随着降雨量增加， ３ 种器官中玉米素核
苷（ ＺＲ ）、赤霉素（
ＧＡ ３ ）含量增加，脱落酸（ ＡＢＡ ）含量整体下降；不同径级根系中 ｗ （ ＺＲ＋ＧＡ ３ ＋ＩＡＡ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ），
ｗ （ ＧＡ ３ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ）， ｗ （ ＺＲ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ）， ｗ （ ＩＡＡ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ）比值增加，但不同器官增幅不一致。淳化地区刺槐叶，枝，
最细根，细根和粗根中 ＧＡ ３ 含量比神木地区分别高 ５５％ ， ２１％ ， ２７４％ ， ３７６％ 和 ２７９％ 。（ ２ ）降雨量相对较高的安塞和
淳化地区刺槐各器官年均累积量均显著高于降雨量相对较低的绥德和神木地区（
ｐ ＜０． ０５ ）。（ ３ ）根系促生长类激素
（ ＺＲ ， ＧＡ ３ 和ＩＡＡ ）含量主要受降雨量和土壤全氮（ ＴＮ ）影响。（ ４ ）根系生物量与 ＺＲ和 ｗ （ ＺＲ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ）呈显著正相
关， ｗ （ ＧＡ
３ ）／ ｗ （ ＡＢＡ
）和
ｗ （ ＺＲ ）／ ｗ （ ＡＢＡ ）比值与枝生物量显著负相关。沿着降雨梯度，降雨量和土壤 ＴＮ 通过增加
不同径级根系中 ＺＲ ， ＧＡ ３ 和 ＩＡＡ 含量从而促进刺槐根系的异速生长。</p
黄土高原退耕还草地 C、N、P 生态化学计量特征对植 物多样性的影响
No full text为探讨退耕还草地生态化学计量特征随恢复年限的变化以及其对植物多样性的影响，选取黄土高原不同恢复年限退耕还
草地为研究对象，分别为农田(对照)、恢复 8 a、15 a、25 a 和 35 a，测定了植物地上部分和土壤 C、N、P 含量，并分析了其 C ∶N ∶P
化学计量特征与植物多样性之间的关系。结果表明:(1)总体上，随着恢复年限的增加，植物地上部分 C、N、P 含量呈现增长趋
势，而其 C ∶N、C ∶P 以及 N ∶P 呈现降低趋势，其中 C 含量在恢复 35 a 时达到最大值(434．95 g/kg);N 含量在农田阶段最高(2．29
g/kg)，P 含量在恢复 25 a 时达到最高(1．23 g/kg)。(2)土壤 C、N、P 含量及 N ∶P 随恢复年限的增加总体上呈现增加趋势，C ∶N
呈现降低趋势，而 C ∶P 基本保持不变;土壤 C、N、P 含量的最大值均出现在恢复 35 a，其值分别为 10．94 g/kg、0．07 g/kg、0．06 g/
kg。(3)随着植物地上部分 C 含量和 C ∶N 的增加，Shannon-Weiner 指数降低;植物地上部分 C 含量和土壤 P 含量是影响
Simpson 指数的主要因子，其与植物地上部分 C 含量负相关，而与土壤 P 含量显著正相关;Pielou 均匀度指数与土壤 N 含量、N ∶
P、C ∶P 以及植物地上部分 C 含量等因子正相关;Margalef 指数与植物地上部分 N 含量、P 含量等因子正相关。研究表明草地恢
复中植物和土壤C ∶N ∶P化学计量特征对植物多样性具有重要的影响。</p