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不同菌根类型树种土壤氮、磷有效性特征及影响因素研究进展

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生态学杂志 2024年第7期43卷 2208-2221页

作者：苏颖佳杨凯张乾徐爽于立忠张金鑫中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 中国科学院大学北京100049

不同菌根类型树种在氮、磷循环中起着重要作用,主要通过微生物、凋落物分解、根系分泌等作用影响土壤氮、磷循环和有效性。为深入了解菌根树种——丛枝菌根树种和外生菌根树种之间氮、磷循环的差异,本文对近30年研究进行综述,明确不同... 详细信息

不同菌根类型树种在氮、磷循环中起着重要作用,主要通过微生物、凋落物分解、根系分泌等作用影响土壤氮、磷循环和有效性。为深入了解菌根树种——丛枝菌根树种和外生菌根树种之间氮、磷循环的差异,本文对近30年研究进行综述,明确不同菌根树种土壤氮、磷有效性特征,分析菌根类型树种对土壤氮、磷有效性影响的非生物因素和生物因素。结果表明,树种菌根类型对土壤氮、磷有效性影响明显不同,丛枝菌根树种土壤氮有效性高于外生菌根树种,而酸性土壤中外生菌根树种土壤磷有效性高于丛枝菌根树种。丛枝菌根树种凋落物质量高(低碳氮比、低木质素),与能快速矿化有机物的微生物(腐生真菌)相适应,引起快速的养分循环速率,因此使土壤无机氮有效性提高;而外生菌根树种酶促能力强、根系分泌能力强,促进土壤无机磷有效性的提高。在今后的研究中,需结合树种的功能性状和系统发育史,分析树种菌根类型对土壤氮、磷有效性的影响。

关键词：丛枝菌根树种外生菌根树种氮有效性磷有效性微生物凋落物

沙地云杉液流周向和径向变异及其对蒸腾耗水估算的影响

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应用生态学报 2024年第9期35卷 2483-2491页

作者：刘鑫宋立宁张金鑫朱新玮赵玉民郑青山中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室沈阳110016 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站/中国科学院清原森林生态系统观测研究站沈阳110016 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省公益林生态与管理重点实验室沈阳110016 内蒙古白音敖包国家级自然保护区管理局内蒙古赤峰025300

本文利用热扩散技术研究了浑善达克沙地东缘天然沙地云杉树干不同方位(东、南、西、北)和不同深度(0~2、2~4、4~6 cm)的液流动态及其对蒸腾耗水估算的影响,为精准量化沙地云杉天然林蒸腾耗水量和理解树木水分关系提供科学依据。结果表明... 详细信息

本文利用热扩散技术研究了浑善达克沙地东缘天然沙地云杉树干不同方位(东、南、西、北)和不同深度(0~2、2~4、4~6 cm)的液流动态及其对蒸腾耗水估算的影响,为精准量化沙地云杉天然林蒸腾耗水量和理解树木水分关系提供科学依据。结果表明:沙地云杉不同方位树干液流日变化呈单峰曲线,呈现出南面>东面>西面>北面;不同边材深度树干液流呈单峰曲线,且随边材深度的增加而降低。与4个方位液流密度平均值计算的耗水量(23.57 kg·d^(-1))相比,采用东南、东西、西南、东北、南北、西北两个方位平均值计算的耗水量分别高估10.2%、5.5%、14.5%和低估12.3%、8.2%、9.8%;采用东、南、西和北单一方位计算的耗水量分别高估6.1%、14.4%、15.4%和低估30.7%。采用0~2、2~4和4~6 cm单一边材深度液流密度测算的耗水量较采用3个边材深度平均值测算的耗水量(48.51 kg·d^(-1))分别高估18.8%、低估1.7%和低估62.9%。沙地云杉树干液流具有明显的周向和径向变化特征,而且显著影响整树耗水量的估算;在树干东北两个方位同时安装0~2 cm探针能够有效降低整树耗水量估算误差(4.2%),准确量化沙地云杉单株耗水量,进而提高单株向林分尺度扩展的蒸腾耗水量的估算精度。

关键词：沙地云杉液流密度周向差异径向差异蒸腾量估算

灰褐栓齿菌Phellodon cinereofuscus子实体化学成分及其对α-葡萄糖苷酶的抑制活性

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菌物学报 2024年

作者：钟方琴王雨曦王慧丽魏玉莲袁海生辽宁大学生命科学院中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院沈阳应用生态研究所

糖尿病是最常见的慢性疾病之一，能够产生多种并发症。α-葡萄糖苷酶是治疗糖尿病的关键靶点，发掘新型α-葡萄糖苷酶抑制剂对糖尿病的治疗具有重要意义。本研究首次对野生食用菌灰褐栓齿菌Phellodon cinereofuscus子实体的化学成分及其... 详细信息

糖尿病是最常见的慢性疾病之一，能够产生多种并发症。α-葡萄糖苷酶是治疗糖尿病的关键靶点，发掘新型α-葡萄糖苷酶抑制剂对糖尿病的治疗具有重要意义。本研究首次对野生食用菌灰褐栓齿菌Phellodon cinereofuscus子实体的化学成分及其α-葡萄糖苷酶抑制活性进行了研究。灰褐栓齿菌子实体的70%乙醇提取物通过硅胶柱色谱、HP20柱色谱、ODS柱色谱和高效液相色谱等现代色谱分离技术进行分离纯化，从中分离得到16个化合物，利用核磁共振波谱学方法对它们的结构进行了鉴定，分别为(22E，24R)-3β-hydroxy-24-methylcholesta-5，22-dien-7-one (1)、(22E，24R)-ergosta-4， 6，8(14)，22-tetraen-3，15-dion (2)、5α，8α-epidioxyergosta-6，9，22-trien-3β-ol (3)、(22E，24S)-cerevisterol (4)、20R，24R，9α-hydroxy-Δ~(4，6，8(14)，22)-tetraene-3，15-dione-ergosterol (5)、glaucoposterol B (6)、(22E，24R)-5α，6α-epoxyergosta-8(14)，22-diene-3β，7α，15α-triol (7)、3β-Hydroxyl-(22E，24R)-ergosta-5，8，22-trien-7，15-dione (8)、5α，6α-epoxy-(22E，24R)-ergosta-8(14)，22-diene-3β，7α-diol (9)、(22E，24R)-5α，6α-epoxy-ergosta-8，22-dien-3β，7α-diol (10)、demethylincisterol A3 (11)、betulinic acid (12)、lup-20(29)-en-3α，28-diol (13)、(Z)-6-nonadecenoic acid (14)、tetradecanoic acid (15)、hexacosane (16)。16个化合物均为属内首次分离获得，对化合物1-16进行α-葡萄糖苷酶抑制活性测定，化合物3、6、11、13和14具有较好的抑制活性，其IC50值分别(19.51±5.68) μmol/L、(6.29±1.16) μmol/L、(12.15±2.21) μmol/L、(6.81±0.26) μmol/L、(10.26±1.84) μmol/L，该研究结果为灰褐栓齿菌的药用功能提供了理论支持。

关键词：灰褐栓齿菌化学成分结构鉴定 α-葡萄糖苷酶抑制活性

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森林生态系统中木腐真菌功能性状研究进展

生态学杂志 2024年第9期43卷 2587-2595页

作者：薛健斌陈丽婷魏玉莲森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有... 详细信息

木腐真菌作为木材分解的主要类群,物种极为丰富,影响和调节着全球森林生态系统中的养分循环、土壤形成和碳收支等关键生态过程。功能性状能够反映生物对生境的响应和适应,能有效联系物种个体特征与环境变化,提高对物种功能性状的认识有助于揭示物种共存的机制。本文回顾了木腐真菌功能性状研究的发展历程,总结了近年来基于木腐真菌功能性状研究的科学问题,包括木腐真菌在传播、扩散和定殖的性状特征,菌丝生长与获取营养物质的功能性状,真菌群落多样性的形成机制及其功能类群,木腐真菌降解倒木过程中的多种酶及相关酶基因特征,并介绍了目前木腐真菌研究通用的功能性状指标与测定方法。尽管上述研究对于了解木腐真菌的功能性状已有了长足进步,但由于真菌种类繁多、性状多样,目前对真菌功能性状的研究并不系统深入。提高对木腐真菌物种功能性状作用的认识,包括木腐真菌物种共存、群落构建及生物多样性维持等,可以加深对真菌群落功能机制性的了解。

关键词：木腐真菌功能性状功能多样性群落构建

杉木不同组织/器官非结构性碳水化合物含量及其对修枝的响应

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生态学报 2024年

作者：植可翔关欣黄苛王娇杨佳敏张伟东陈龙池杨庆朋中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室中国科学院大学资源与环境学院湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站亚热带森林生态系统结构与服务功能湖南省重点实验室

了解杉木非结构性碳水化合物（NSC）含量的分配格局及其对修枝的响应有助于加深对杉木生理特性的认识，为杉木人工林设立合理的修枝强度提供参考。以18年生杉木人工林为对象，设置了3个修枝强度处理，分别为对照、轻度修枝（保留冠长的... 详细信息

了解杉木非结构性碳水化合物（NSC）含量的分配格局及其对修枝的响应有助于加深对杉木生理特性的认识，为杉木人工林设立合理的修枝强度提供参考。以18年生杉木人工林为对象，设置了3个修枝强度处理，分别为对照、轻度修枝（保留冠长的75%）和重度修枝（保留冠长的50%）。用单因素方差分析比较了杉木不同组织/器官中NSC及其组分（可溶性糖、淀粉）含量的差异以及修枝对细根、粗根的NSC及其组分含量的影响，用重复测量方差分析研究了修枝与叶龄、枝条年龄以及树干高度对NSC及其组分含量的影响。结果表明，各组织/器官间NSC及其组分含量存在显著差异。具体来说，上冠叶、中冠叶和树皮的可溶性糖含量最高，分别为（90.00±3.62）、（90.28±3.83）mg/g和（89.72±3.16）mg/g，粗根中的淀粉含量最高，达到了（78.08±20.85）mg/g，而上冠叶片的总NSC含量最高，为（148.25±4.89）mg/g。此外，随着叶龄的增加，中冠叶片的可溶性糖含量显著上升，而随着枝条年龄的增加，上冠和下冠枝条平均可溶性糖含量分别下降了45.4%和53.1%,NSC含量则分别下降了32.9%和39.7%。树干中NSC及其组分含量存在显著的空间变异，各组织（树皮、边材和心材）间可溶性糖和淀粉含量的沿树干高度的变化趋势并不相同。而修枝对细根和粗根的NSC及其组分含量并没有显著影响。此外，轻度修枝中，下冠叶片的平均淀粉含量分别比重度修枝和对照高18.6%和19.1%，且总NSC含量也分别高15.3%和23.7%，而重度修枝并未影响杉木各组织/器官NSC及其组分的含量。本研究表明，杉木整体NSC含量存在显著的空间变异，且适度修枝能够提高下冠叶片以及整体冠层的NSC含量，提高杉木的碳源供应。

关键词：非结构性碳修枝分配格局杉木

气候变暖对森林生态系统碳汇功能的影响:机制、方法和主要进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2551-2565页

作者：方运霆刘冬伟段伊行黄凯王文超秦玉婧王盎王超刘娱齐图影森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省稳定同位素技术重点实验室沈阳100016 辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的... 详细信息

森林是重要的碳汇,每年吸收化石燃料燃烧释放二氧化碳量的33%。自1850年来全球气温已经增加了1.1℃,未来全球气温可能会增加到2.7~4.8℃。但全球变暖对森林碳汇功能影响方向、程度及其机制存在激烈的争议,严重影响对全球未来气候变化的预测和政府碳排放控制政策的制定。本文综述了全球变暖对森林生态系统碳汇功能影响的机制、研究方法和主要结论。在此基础上,分析现有研究的不确定性,并提出未来的研究方向。

关键词：气候变暖森林生态系统碳汇控制实验树木生长土壤呼吸物候

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东北半干旱区外来植物入侵现状评估

应用生态学报 2024年第1期35卷 73-79页

作者：张悦马巍格刘谷娥周全来郭佳曹伟中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院森林生态与管理重点实验室沈阳110016 沈阳农业大学生物科学技术学院沈阳110866

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,... 详细信息

外来入侵植物在东北半干旱区早有发现,但总体入侵现状却鲜有报道。本研究通过野外调查、标本采集、查阅标本平台和文献资料,建立了东北半干旱区外来入侵植物数据库。结果表明:东北半干旱区外来入侵植物共10科26属34种,其中菊科植物居多,有9个属(34.6%)11个种(32.4%);豆科、茄科、禾本科有11个属(42.3%)15个种(44.1%);入侵植物中草本植物有33种,占绝对优势(97.1%)。入侵等级为1级和2级的全国性入侵植物各有7种,均占总数的20.6%;入侵等级为4级的种数最多,有17种,占总数的50%。源于北美洲和欧洲的外来入侵植物最多,占64.7%,而源于南美洲、亚洲和非洲的外来入侵植物共占35.3%。44.1%的外来入侵植物是有意引入,而无意引入的占55.9%。东北半干旱区81.3%的县(市)有外来入侵植物分布,入侵形势十分严峻。

关键词：东北半干旱区外来入侵植物入侵等级原产地分布格局

调查数据匮乏区域的森林景观模型验证:以LANDIS PRO模型模拟青藏高原森林景观动态为例

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1549-1557页

作者：张鹏超梁宇吴苗苗刘波马天啸森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省陆地生态系统碳中和重点实验室沈阳110016

森林景观模型(forest landscape model,FLM)已成为模拟森林景观动态的重要工具,模型预测的有效性将决定FLM在森林管理应用中的广度和深度。有限的调查数据是制约模型验证的主要原因,选择合适的方法来弥补数据的空缺并解决数据匮乏地区... 详细信息

森林景观模型(forest landscape model,FLM)已成为模拟森林景观动态的重要工具,模型预测的有效性将决定FLM在森林管理应用中的广度和深度。有限的调查数据是制约模型验证的主要原因,选择合适的方法来弥补数据的空缺并解决数据匮乏地区的模型验证问题可促进FLM得到更广泛的应用。本研究基于多源数据和时空代替法在森林调查数据匮乏的区域建立模型验证框架,并以LANDIS PRO森林景观模型模拟青藏高原未来森林景观动态为例说明该框架的适用性。具体的验证框架为:首先,使用森林调查数据校验模型参数;其次,利用多源数据(森林调查数据、遥感产品和已有研究结果)对模型结果进行短期验证;最后基于时空代替法和已有研究验证模型的长期结果。验证结果表明:初始模拟结果能够准确表征真实的森林属性信息;基于多种指标的LANDIS PRO短期模拟结果在样地和景观尺度上与验证数据差异较小(RMSE森林组成、结构和演替轨迹与该区原生林生长轨迹一致。这表明本研究基于森林资源数据匮乏条件建立的森林景观模型验证框架能够较好地对森林景观的模拟结果进行验证。

关键词：模型验证框架时空代替法多源数据森林数据匮乏区

植物功能性状对森林土壤有机质积累影响的研究进展

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生态学杂志 2024年第9期43卷 2566-2573页

作者：张乾杨凯周长剑张金鑫苏颖佳高添卢德亮辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110016 森林生态与保育重点实验室(中国科学院) 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049

植物功能性状是植物为适应外界环境而表现出的个体特征和属性,影响植物的存活、生长与繁殖,并且对土壤功能也产生影响。本文通过汇总已有研究,进行了如下总结:1)分析了植物功能性状的分类及其与土壤肥力的关系;2)明确了植物功能性状对... 详细信息

植物功能性状是植物为适应外界环境而表现出的个体特征和属性,影响植物的存活、生长与繁殖,并且对土壤功能也产生影响。本文通过汇总已有研究,进行了如下总结:1)分析了植物功能性状的分类及其与土壤肥力的关系;2)明确了植物功能性状对土壤有机质积累的影响,以及影响方向和强度受土壤氮磷循环与碳饱和状态的作用。此外,从植物功能性状与土壤有机质组分和稳定性的关系方面探讨了植物功能性状对土壤有机质长期积累存留的影响;3)探讨了森林生态系统植物功能性状影响土壤有机质的凋落物和微生物作用机制。在此基础上,提出未来植物功能性状与土壤有机质研究重点,包括:通过先进的技术和方法,明确植物功能性状与土壤有机质积累的植物⁃微生物互作过程和机理,阐明全球变化背景下植物功能性状对土壤有机质积累影响的生态过程和机理。

关键词：植物功能性状土壤有机质森林生态系统叶凋落物根系土壤微生物群落