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江西九龙山铁尾矿区3种树木对土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响

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林业科学 2024年第3期60卷 78-86页

作者：王文正宋立国王钱刘相荣孙启武厚凌宇中国林业科学研究院林业研究所、国家林业和草原局森林培育重点实验室、林木遗传育种国家重点实验室北京100091

【目的】探究种植湿地松、杉木、桤木对江西九龙山铁尾矿区土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响,为该矿区及相似立地区域植被恢复提供可靠的科学数据和理论依据。【方法】采用微波消解法处理湿地松、杉木、桤木的根际、非根际土... 详细信息

【目的】探究种植湿地松、杉木、桤木对江西九龙山铁尾矿区土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响,为该矿区及相似立地区域植被恢复提供可靠的科学数据和理论依据。【方法】采用微波消解法处理湿地松、杉木、桤木的根际、非根际土壤样品和根、茎、叶样品,通过ICP、AAS测定样品重金属质量分数,依据测定结果计算3种树木的生物富集和转移系数,分析其对不同重金属的富集和转移能力。应用宏基因组学测序分析3种树木根际、非根际土壤样品,探究各树种对应土壤中的微生物群落组成。【结果】1)3种树木对Hg、Cu、Pb、Zn的生物转移系数(BTF)均大于1,对Cr的BTF小于1,表明其对Hg、Cu、Pb、Zn的转移能力强,对Cr的转移能力弱。杉木的BTF(As)大于1,表明杉木对As的转移能力强。2)杉木对Hg、Pb的生物富集系数(BCF)均大于1,表明杉木对Hg、Pb的富集能力强。相较于其他重金属,湿地松对Hg、Pb的生物富集系数最高,桤木对Zn的生物富集系数最高,表明湿地松对Hg、Pb的富集能力强,桤木对Zn的富集能力强。3)在门水平上,对照组(J1)中酸杆菌门相对丰度最高(45.55%),其次为变形菌门(12.11%)。在湿地松根际土壤(J2)和非根际土壤(J3)、杉木根际土壤(J4)、桤木根际土壤(J5)和非根际土壤(J6)中变形菌门相对丰度最高(22.72%~44.56%),其次为酸杆菌门(13.49%~16.56%)。在属水平上,对照组优势属为短根瘤菌属和纤线杆菌属,J2、J3、J4、J5、J6中相对丰度占比最高的优势属为短根瘤菌属和鞘氨醇单胞菌属。【结论】1)根据3种树木对重金属的转移和富集能力评估结果,杉木、湿地松可作为Hg、Pb修复的先锋树种,桤木可作为Zn的修复树种与其间作。2)基于门、属2分类等级水平的分析,3种树木根际、非根际土壤中优势微生物群落均为变形菌门,3种树木种植均促进土壤中变形菌门微生物相对丰度增加,变形菌门可提高植物对重金属的吸收并对植物生长有促进作用,二者相辅相成,可有效提高植物吸收重金属的效率。

关键词：宏基因组学铁尾矿重金属污染植物修复效果微生物群落组成

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冰藏条件下不同贮存形式养殖大菱鲆品质对比

食品科学 2024年第12期45卷 243-252页

作者：庄小妹郑尧马园郭全友中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 上海海洋大学食品学院上海201306

为探究不同贮存形式对养殖大菱鲆(Scophthalmus maximus)品质的影响,测定其3种贮存形式(整鱼、去内脏和鱼片)在冰藏期间菌落总数、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、K值... 详细信息

为探究不同贮存形式对养殖大菱鲆(Scophthalmus maximus)品质的影响,测定其3种贮存形式(整鱼、去内脏和鱼片)在冰藏期间菌落总数、总挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、K值、水分分布、微观结构及蛋白降解程度的变化,采用电子舌采集其滋味轮廓,通过气相色谱-离子迁移谱对不同处理大菱鲆挥发性物质进行分析检测。结果表明:鱼片组在贮藏过程中菌落总数、TVB-N及TBA值较高,其中菌落总数在冰藏12 d时达7.05(lg(CFU/g)),超过贮藏终点。除此之外,鱼片组盐溶性蛋白质量分数在第19天时降至最低,为1.57%,同时肌纤维断裂和间隙增大的程度也更严重。与整鱼组相比,去内脏组第19天时菌落总数和TVB-N值均较高,分别为6.58(lg(CFU/g))和16.72 mg/100 g。贮藏末期整鱼组和去内脏组自由水含量占比分别为0.21%和0.28%,显著低于鱼片组(P<0.05),说明其肌肉组织结构也维持较好。最后根据气相色谱-离子迁移谱采集的指纹图谱,结合正交偏最小二乘判别分析及聚类热图分析可将不同冰藏时间下3种贮存形式大菱鲆区分开。综上所述,冰藏条件下鱼片组品质劣化速度最快,去内脏组次之,整鱼组最慢,研究结果可为替代大菱鲆传统“活品”流通方式提供参考。

关键词：大菱鲆冰藏整鱼去内脏鱼鱼片品质

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栎树幼苗化学计量特征对尾矿库环境的响应

生态学杂志 2024年第4期43卷 1025-1035页

作者：何文祥施翔汪阳东罗明杨卢孟柱浙江农林大学林业与生物技术学院省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州311400 安吉县龙山林场浙江湖州313306

探讨废弃尾矿环境下不同种栎树及栎树各器官C、N、P含量及其化学计量特征的变化,对阐明其在逆境环境中生物量积累及健康状态具有重要意义。通过盆栽试验,分析比较柳叶栎(Quercus phellos)、北方红栎(Quercus rubra)、黑栎(Quercus velut... 详细信息

探讨废弃尾矿环境下不同种栎树及栎树各器官C、N、P含量及其化学计量特征的变化,对阐明其在逆境环境中生物量积累及健康状态具有重要意义。通过盆栽试验,分析比较柳叶栎(Quercus phellos)、北方红栎(Quercus rubra)、黑栎(Quercus velutina)、樱皮栎(Quercus pagoda)、牛栎(Quercus michauxii)、大果栎(Quercus macrocarpa)、弗吉尼亚栎(Quercus virginiana)和白栎(Quercus fabri)等8种栎树在红壤(对照)和废弃尾矿土壤中生长3年的生物量和各器官碳(C)、氮(N)和磷(P)含量,分析其化学计量特征。结果表明:8种栎树均能在重污染的尾矿土壤中生长,但其生物量均较红壤中生长的植株有不同程度下降,其中黑栎、牛栎和大果栎生长表现较好;尾矿环境下栎树不同器官C含量与对照相比无显著差异,而N、P含量则显著下降;红栎组栎树根系N、P含量显著高于白栎组,但叶片和茎中N、P含量在栎树组间无显著差异;整体而言,N、P含量在不同器官间表现为叶片>根系>茎;与对照相比,尾矿环境下各树种叶片、茎和根系C∶N和C∶P值增加,N、P利用效率提高,且白栎组N、P利用效率高于红栎组;红壤和尾矿环境下各栎树N∶P范围分别为6.66~11.74和9.96~13.22;相关性分析表明,栎树生物量与N、P含量及其化学计量比密切相关,且各器官N、P含量呈极显著正相关;栎树生物量,C、N、P含量及其化学计量比在不同环境下的响应差异显著,使得其适应废弃尾矿环境的能力存在差异;其根系受尾矿影响较小,因此可较好地获取养分资源,并优先将N、P分配到叶片中,同时通过提高养分利用效率的方式来调节自身养分分配以适应尾矿环境,栎树生长受N、P共同限制,适量增施养分有助于提高栎树在铅锌尾矿土壤中耐性表现,其中大果栎可作为尾矿库治理优先选择树种。

关键词：废弃尾矿栎树碳氮磷化学计量学特征

三峡库区典型人工林土壤团聚体氮矿化对水热变化的响应

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林业科学研究 2024年第2期37卷 27-38页

作者：陈天程瑞梅肖文发曾立雄沈雅飞王丽君孙鹏飞张萌李璟中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

[目的]气温升高和降水增多已成为全球气候正在面临的挑战,为了探究全球气候变化对三峡库区森林土壤氮动态的影响,以期为预测该地区土壤养分循环变化和制定提升森林生产力的经营措施提供理论依据。[方法]以马尾松-栓皮栎混交人工林为研... 详细信息

[目的]气温升高和降水增多已成为全球气候正在面临的挑战,为了探究全球气候变化对三峡库区森林土壤氮动态的影响,以期为预测该地区土壤养分循环变化和制定提升森林生产力的经营措施提供理论依据。[方法]以马尾松-栓皮栎混交人工林为研究对象,将土壤筛分为大团聚体、中团聚体、小团聚体和微团聚体(粒径为:2000~8000、1000~2000、250~1000和<250μm),以室内培养方法观察团聚体净氮转化在土壤水分为40%、60%和80%田间最大持水量(命名为0.4 FCW、0.6 FCW和0.8 FCW),和温度为5、15、25和35℃下的差异。[结果]比表面积较大的小粒径团聚体中有机质、总氮含量和微生物生物量碳、氮更高,而其速效磷含量显著低于大团聚体。随粒径减小,团聚体净硝化和净氮矿化速率逐渐增加,其中净硝化贡献了超过85%的净氮矿化。团聚体净硝化和净氮矿化速率随土壤含水量和温度的增加先上升后下降,最大值出现在0.6 FCW和25℃。不同粒径团聚体的净氨化、净硝化和净氮矿化速率整体在0.60 FCW和15℃/25℃时对温度上升最敏感;通过建立二元二次方程,估算出净氨化最大速率出现在土壤水分和温度为0.70 FCW和23.0℃,净硝化和净氮矿化最大速率出现在土壤水分和温度为0.58 FCW~0.60 FCW和24.5~27.5℃。[结论]团聚体的物理结构保护了三峡库区人工林土壤有机氮免受微生物分解,而温度上升和降水增多促进了该地区马尾松-栓皮栎针阔混交人工林土壤净氮转化,这将有利于提高土壤的氮供应能力。但长期来看,这种变化催生土壤有机质和氮的流失,增加磷限制的风险,必要时应开展长期监测和施用磷肥措施。

关键词：团聚体氮矿化三峡库区温度水分

基于稳定同位素和矿质元素方法的檀香木材产地溯源

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林业工程学报 2024年第5期9卷 44-52页

作者：林传阳焦立超陈家宝殷亚方中国林业科学研究院木材工业研究所中国林业科学研究院木材标本馆国家林业和草原局木材标本资源库 CITES全球野生动植物鉴定实验室(木材与木制品)

为明确树木心边材稳定同位素和矿质元素对木材产地溯源准确性的影响，以檀香（Santalum album）在我国主要栽培地区海南东方、广东湛江及广东肇庆的檀香木材样品作为研究对象，采用稳定同位素比质谱仪（EA-IRMS）和电感耦合等离子质谱仪... 详细信息

为明确树木心边材稳定同位素和矿质元素对木材产地溯源准确性的影响，以檀香（Santalum album）在我国主要栽培地区海南东方、广东湛江及广东肇庆的檀香木材样品作为研究对象，采用稳定同位素比质谱仪（EA-IRMS）和电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）分别测定心材和边材位置的5种稳定同位素(δ13C、δ2H、δ18O、δ15N、δ34S)比值和38种矿质元素含量，并通过化学计量学法进行产地判别。结果表明：檀香边材和心材组织间的3种稳定同位素比值和25种矿质元素含量均存在极显著或显著差异性；采用同一径向位置的檀香样品集进行产地判别准确率优于木材（不区分心边材）样品集，说明在实际应用中应充分考虑取样部位以获得最优的产地判别效率。正交校正的偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）显示，采用矿质元素方法进行檀香木产地判别准确率为86.54%～100.00%,显著优于稳定同位素方法（51.32%～60.00%）;而基于稳定同位素比值和矿质元素含量结合的方法则没有明显提高产地判别准确率（88.46%～100.00%）。2种稳定同位素(δ2H和δ15N)及14种矿质元素（Sb、Mo、Cr、Pd、V、Cs、Rb、Sn、As、Ni、Co、Pb、Cd、Fe）是对我国3个主产区檀香木材产地判别的关键指标。本研究采用基于稳定同位素和矿质元素方法进行木材产地判定分析，为溯源木材产地、应对木材非法采伐、保护森林树种多样性提供了技术支撑。

关键词：檀香偏最小二乘判别稳定同位素矿质元素产地溯源

来源：博看期刊

盐胁迫下紫花苜蓿萌发期和幼苗期代谢组学分析

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中国草地学报 2024年第2期46卷 35-47页

作者：段小兰朱建峰李伟王奎玲张翠萍青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所盐碱地研究中心北京100091

紫花苜蓿是盐碱地生物改良的优良植物材料,萌发期和幼苗期是其在盐碱地建植的关键时期,但目前对紫花苜蓿盐胁迫下萌发期和幼苗期进行代谢组学分析的研究较少。为全面深入地了解紫花苜蓿的耐盐代谢调控机制,设置0(对照)、50、100、200、4... 详细信息

紫花苜蓿是盐碱地生物改良的优良植物材料,萌发期和幼苗期是其在盐碱地建植的关键时期,但目前对紫花苜蓿盐胁迫下萌发期和幼苗期进行代谢组学分析的研究较少。为全面深入地了解紫花苜蓿的耐盐代谢调控机制,设置0(对照)、50、100、200、400 mmol/L NaCl胁迫,测定紫花苜蓿的出苗率、存活率、株高及根长,并利用高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术分析对照和100 mmol/L NaCl胁迫下紫花苜蓿萌发期和幼苗期根系的代谢变化。结果表明:紫花苜蓿具有一定的耐盐性,在盐浓度≤100 mmol/L时,紫花苜蓿出苗率和存活率与对照相比无显著差异。与对照相比,100 mmol/L盐胁迫下紫花苜蓿萌发期筛选出205个差异代谢物,其中48个差异代谢物富集到55个KEGG代谢通路,差异代谢物主要富集在ABC转运蛋白、磷脂酰肌醇信号系统和氨基酸代谢等通路中,其通路中的差异代谢物肌醇和L-酪氨酸显著上调;紫花苜蓿幼苗期筛选出108个差异代谢物,其中24个差异代谢物富集到37个KEGG代谢通路,差异代谢物主要富集在植物激素信号转导和其他次生代谢产物的生物合成等通路中,其通路中的差异代谢物吲哚-3-乙酸、L-酪氨酸和哌啶酸显著上调。

关键词：盐胁迫萌发期幼苗期代谢组紫花苜蓿

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柚木幼林期生长与分枝性状的无性系变异与选择

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华南农业大学学报 2024年第4期45卷 569-577页

作者：潘栋康罗蓉霞杨保国周文龙陈海黄桂华梁坤南王先棒中国林业科学研究院热带林业研究所/国家林业和草原局热带林业重点实验室广东广州510520 广东省龙眼洞林场广东广州510520 中国林业科学研究院热带林业实验中心广西凭祥532600

[目的]研究柚木Tectona grandis无性系生长与分枝性状遗传变异及相关性,综合评价并筛选速生、优良枝型的柚木无性系。[方法]调查位于广西凭祥市的19个5年生柚木无性系的生长和分枝性状,进行重复力估算和相关性分析,并通过主成分分析计... 详细信息

[目的]研究柚木Tectona grandis无性系生长与分枝性状遗传变异及相关性,综合评价并筛选速生、优良枝型的柚木无性系。[方法]调查位于广西凭祥市的19个5年生柚木无性系的生长和分枝性状,进行重复力估算和相关性分析,并通过主成分分析计算每个无性系的综合得分。[结果]柚木无性系间树高、胸径和单株材积差异极显著(P001),变异系数28.2%~38.8%,重复力0.821~0.863;不同无性系间平均分枝角度、分枝基径和分枝长度呈极显著差异(P001),变异系数16.3%~57.9%,重复力0.497~0.817;生长和分枝性状之间存在极显著(P 性状,选出了3个优良的柚木无性系(7765、6601、7703),其综合得分大于对照,它们的树高、胸径、单株材积的平均值分别为5.68 m、6.20 cm和11.52 dm3,分别比相应均值提高了10.65%、15.39%和31.51%,选择后现实增益分别达到了9.07%、10.69%和30.20%。[结论]5年生柚木无性系间生长与枝条性状存在丰富的遗传变异,有较高的改良潜力。生长和分枝性状受中等至较强的遗传控制。通过对5年生柚木无性系综合评价,选出了3个速生且分枝特性优良的柚木无性系,可作为优质柚木无性系材料在桂西南地区推广种植。

关键词：柚木无性系分枝性状遗传变异综合评价幼林期

乌兰布和沙漠不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤养分和粒径的变化特征

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草地学报 2024年第3期32卷 818-826页

作者：牧仁朱亮王丹阳安景源刘雅婧李新乐中国林业科学研究院沙漠林业实验中心/内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古巴彦淖尔015200 巴彦淖尔市农牧业机械化服务中心内蒙古巴彦淖尔051000

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%~30%,盖度20%~40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%~60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖... 详细信息

为探究乌兰布和沙漠不同演替阶段下白刺灌丛沙堆土壤理化性质的变化特征。本研究按照白刺灌丛枯死率和盖度划分不同演替阶段,分别为发育阶段(枯死率10%~30%,盖度20%~40%)、稳定阶段(枯死率≤10%,盖度40%~60%)和衰退阶段(枯死率≥50%,盖度≤20%),每个演替阶段选取3个相对独立的白刺灌丛沙堆作为研究对象,研究土壤养分和土壤粒径的变化特征。结果表明:不同坡向白刺灌丛沙堆表层土壤养分含量随着沙堆演替呈下降趋势。背风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高164.58%,144.44%和215.93%,而迎风坡发育阶段有机质、速效氮和速效磷含量分别较衰退阶段高107.95%,200%和45.64%。演替阶段对迎风坡处白刺沙堆灌丛土壤养分含量和粒径组成产生显著影响(P性质存在差异。

关键词：荒漠荒漠植被白刺土壤理化性质

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丛枝菌根途径的土壤有机碳固存机制研究进展

生态学报 2024年第12期44卷 4945-4955页

作者：张佳佳曾立雄雷蕾肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

菌根真菌已被认为是土壤碳库的重要部分,陆地植物中至少78%与丛枝菌根真菌(AMF)形成共生关系,故研究AMF途径的土壤有机碳(SOC)固存机投对提高生态系统碳汇具有重要意义,但目前缺乏系统探讨AMF途径的SOC固碳机制。AMF具有显著的生态特性... 详细信息

菌根真菌已被认为是土壤碳库的重要部分,陆地植物中至少78%与丛枝菌根真菌(AMF)形成共生关系,故研究AMF途径的土壤有机碳(SOC)固存机投对提高生态系统碳汇具有重要意义,但目前缺乏系统探讨AMF途径的SOC固碳机制。AMF具有显著的生态特性,包括较根系更高的周转速度、广泛的菌丝扩展范围以及将代谢产物转化为土壤中的稳定碳源等,这些特征共同构成了AMF在固碳机制中的作用路径。AMF从植物根系获得碳源,经过菌丝生长、代谢产物(尤其球囊霉素相关蛋白)和残体形成,将其转化为AMF源碳。AMF的根外菌丝还能与其他微生物共存并协同作用,通过分解凋落物、促进微生物的合成代谢及其物质周转,不仅增加植物源碳输入和微生物源碳积累,还促进团聚体形成,有效保护土壤中的碳不被分解,从而实现AMF途径的土壤碳固存。AMF途径的土壤固碳能力在森林、草地和农田依次减弱,这与气候变化、土壤的生物与非生物因素、地下的共生菌根网络及人类活动紧密相关。还探讨了这些因素对AMF途径SOC固存的影响,并针对现有研究的不足提出了未来的研究展望。本综述以期更深入地理解AMF途径的SOC固存机制,为菌根途径提升生态系统碳汇能力的研究提供理论支持。

关键词：丛枝菌根真菌源碳共有菌根网络球囊霉素相关蛋白固碳机制影响因素