南京林业大学学报(自然科学版)杂志

南京林业大学学报(自然科学版)杂志2021年第1期

• 林木与病原菌分子互作机制研究进展

  田呈明,王笑连,余璐,韩珠

  近年来林木与病原菌互作的分子机制研究成果丰硕,尤其是HIGS与CRISPR/Cas9等技术的发展,促进了林木病原菌关键致病基因的功能、病原菌基因组与转录组学、病原菌效应蛋白、林木抗病基因功能、林木抗病与生长平衡、林木抗病分子育种等多个层面研究的快速发展。从植物-病原菌分子互作的基本问题出发,综述了国内外林木-病原菌分子互作机制研究的进展与热点,包括病原菌侵入过程的信号网络及功能、病原菌活性氧解毒机制及效应蛋白的多种作用机制、林木与病原菌的组学研究进展、林木关键防御机制、林木与内生真菌及外生真菌互作机制等。基于目前的研究进展,对未来林木-病原菌分子互作的发展趋势进行了展望,“Zigzag”理论、“诱饵”假说这些新理论,高效的测序技术及分子操作等新技术, 效应蛋白及免疫受体互作等新方向的出现也预示着林木-病原菌互作研究开始迈入新的阶段。

• 青钱柳嫁接愈合过程中砧穗生理特性及其与亲和性的关系

  李娜,朱培林,丰采,温敏学,方升佐,尚旭岚

  【目的】采用不同砧木嫁接青钱柳,分析不同嫁接组合接穗和砧木生理指标的差异,探讨砧穗生理特性与嫁接成活的关系,为青钱柳砧穗嫁接亲和性的早期预测和砧木选择奠定基础。【方法】分别以枫杨(F)、薄壳山核桃(B)和青钱柳(Q)作为砧木嫁接青钱柳接穗(3种嫁接组合),采用切接的方法进行嫁接,测定嫁接后0、40、70 d各嫁接组合砧木和接穗的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉及单宁含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,并统计嫁接70 d后的成活率。【结果】青钱柳本砧嫁接成活率为53.49%,显著高于以枫杨和薄壳山核桃为砧木的嫁接组合。嫁接后随着时间的延长,本砧嫁接砧穗中的可溶性糖和淀粉含量均呈现先降低后升高的变化规律;3个嫁接组合单宁含量均表现为先升高后降低趋势,但本砧嫁接组合在两个时段均最低,QB组合均最高;3个嫁接组合砧穗POD活性均表现为先升后降;本砧嫁接砧穗PPO活性先降后升,而QF和QB组合砧穗PPO活性均持续升高。相关分析表明,40 d时测定的砧穗可溶性糖、淀粉、单宁含量及PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),而POD活性与嫁接成活率呈显著正相关(P < 0.05);70 d时测定的砧穗可溶性糖、单宁含量和PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),但接穗的POD活性与嫁接成活率呈极显著正相关(P < 0.01)。接穗与砧木的PPO和POD活性差值绝对值分别在40和70 d时与嫁接成活率均呈显著负相关(P < 0.05)。【结论】青钱柳本砧嫁接亲和性较强,而以枫杨和薄壳山核桃为砧木亲和性较弱,可溶性糖、淀粉、单宁含量、POD和PPO活性,以及POD和PPO活性差值绝对值可以作为青钱柳嫁接亲和性的早期评价指标。

• 青钱柳药用优良单株评价与选择

  田力,徐骋炜,尚旭岚,洑香香

  【目的】以青钱柳表型性状作为优良单株第1轮选择依据,结合叶生物活性物质含量进行第2轮选择,再基于年度间稳定性评价进行决选,为青钱柳生物活性物质原料生产提供优良种植材料。【方法】2017年3月,根据植株叶片(叶色、叶形、叶面积)、分枝角、冠型(扁平和饱满)等表型性状,结合优良种源进行第1轮优良单株选择;并于当年9月底采收入选单株叶片测定总黄酮、总三萜和多糖含量,评价入选单株的改良潜力并进行第2轮选择。2018年9月对第2轮选择出的优株进行生物活性物质含量年度稳定性评价并进行优良单株决选。【结果】第1轮选择出的36份材料叶片的3种生物活性物质含量均存在显著差异,总黄酮、总三萜和水溶性多糖的改良潜力分别为34.3%、43.43%和36.41%;据此,单指标结合多指标第2轮选择出10株优良单株。比较第2轮选择优株连续两年叶内的活性物质含量,决选出含量稳定的3株优株LC1、LC4和CP3。分析表明,嫩叶红色的表型性状与叶内总黄酮、总三萜含量呈极显著相关;总三萜含量与植株具较大分枝角和饱满冠型分别呈极显著和显著相关关系;但水溶性多糖含量与观测的表型性状无显著相关。【结论】基于青钱柳红色嫩叶、大分枝角和饱满冠型与植株叶内总黄酮、总三萜含量呈显著相关性,可将3种表型特征作为药用优株的选择依据。终选优株LC1、LC4和CP3 叶内生物活性物质不仅含量高,而且年度间表达稳定。为了保证高产稳产,需对选择优株进行多点试验并研究其遗传与环境互作效应,以确定其适宜生境和相应的栽培策略。

• 亚热带3个地点青钱柳群落特征比较

  周永晟,徐子恒,袁发银,尚旭岚,孙操稳,方升佐

  【目的】以亚热带3个区域青钱柳天然群落为研究对象,通过调查其物种组成、结构特征、种群结构以及更新状况,探究影响青钱柳种群更新的主要原因,为青钱柳野生资源的保护和可持续利用提供科学依据和技术支撑。【方法】采用典型样方调查的方法,对3个青钱柳群落[四川沐川(群落M)、广西金钟山(群落J)和湖北鹤峰(群落H)]进行样方调查,分析其物种组成、物种多样性特征和区系特征,并评价群落间的相似性。以径级代替年龄的方式分析种群结构和更新情况。【结果】四川沐川群落(群落M)、广西金钟山群落(群落J)和湖北鹤峰群落(群落H)分别有维管植物32科50属70种、50科79属96种和59科100属126种;3个群落区系特征差异不显著,均以亚热带和温带成分为主;物种多样性和物种丰富度变化趋势较为一致,表现为乔木层>灌木层>草本层。3个群落的物种多样性和丰富度总体表现为群落H>群落J>群落M;群落结构为中等不相似,相似度表现为群落M与群落J的较高,群落M与群落H的次之,群落J与群落H的较小。【结论】整体来看,不同地理分布的青钱柳群落物种组成差异明显,相似性水平低,但其结构特征具有一定的相似性;乔木层树种优势显著,导致林分郁闭,林下光照减少,影响种群更新;灌木层植物种类较多,分布较为均匀;草本层占据较少空间,以蕨类植物为主;青钱柳种群天然更新在径级结构上出现不同程度的残缺现象,导致更新不连续。从天然更新的角度看,适当开辟林窗,有利于促进林下青钱柳幼苗幼树的生长及均匀分布,完成种群更新,使群落向着长久稳定的方向发展。

• 大青杨PuZFP103基因的序列特征及逆境胁迫的表达分析

  张馨,马苗苗,吕婉秋,LEEJoobin,杨静莉

  【目的】通过研究大青杨(Populus ussuriensis)PuZFP103基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示PuZFP103在大青杨生长发育中的功能提供依据。【方法】利用各种生物信息学方法对PuZFP103基因进行分析,采用实时荧光定量 PCR(real time quantitative polymerase chain reaction, RT-qpCR)技术分析PuZFP103基因在不同组织、激素处理与胁迫应答中的表达模式,并用基因枪轰击法进行亚细胞定位分析。【结果】生物信息学分析发现,PuZFP103 CDS序列全长504 bp,编码168个氨基酸。分析得出PuZFP103蛋白含有ZnF-C2H2结构域,其二级结构中α螺旋、无规则卷曲和β-折叠分别占24%、84%和1%。进化树构建图显示,其与同属毛果杨、胡杨、毛白杨及番木瓜聚类到一起,亲缘关系最近。RT-qPCR分析结果显示,NaCl、脱落酸(abscisic acid, ABA)和PEG 6000胁迫处理后PuZFP103基因在大青杨叶和根中的表达量在大多数时间内相对于未处理都有所提高。另外,PuZFP103基因定位于细胞核中。【结论】PuZFP103基因在NaCl、ABA和PEG 6000胁迫处理后呈正调控的应答模式,可能参与了大青杨对渗透胁迫的代谢途径或信号传导,属于逆境胁迫下的调控因子。本研究初步证明大青杨PuZFP103基因与胁迫响应相关,但是关于其信号传导与调控机制需进一步研究。

• 美洲黑杨与小叶杨杂交F1代扦插无性系苗生长性状动态分析

  陈玉华,姚丹,吴海楠,陶申童,吴吉妍,杨文国,童春发

  【目的】探讨美洲黑杨(Populus deltoides)×小叶杨(P. simonii)F1代无性系苗期生长变异,发现F1代无性系生长性状变异规律,为后期在统计分析方面开展杨树数量性状基因定位研究提供重要的参考依据。【方法】以南京林业大学下蜀林场美洲黑杨×小叶杨F1代无性系为研究材料,采用完全随机区组设计,对苗高和地径生长性状在扦插后2年的不同时期进行测量,利用R语言和SPSS统计软件进行遗传变异分析和评价。【结果】苗高和地径在区组间、无性系间、区组与无性系交互作用间均达极显著差异水平。苗高的变异系数2017年由31.96%变为22.04%,2018年稳定在20%左右,地径的变异系数在2017、2018年两个年末分别为26.66%和26.20%。苗高和地径在两年中多个时间点的重复力具有一定波动性,苗高的重复力2017年由0.69逐渐降低到0.41,2018年又回升到近0.60;地径的重复力在2017年末较低,2018年末变为较高的水平(0.59)。根据无性系效应估计值,每年的无性系大致可分为8类,每类的均值效应具有独特的变化趋势,2017年有CL2、CL6、CL7和CL8共4类的均值效应随时间递增,而CL1、CL3、CL4、CL5类则减少;2018年除CL8类的均值效应增加外,其他7类基本是平稳的,但是类间的效应差异较大。【结论】所调查的随机区组无性系试验林的苗高和地径生长变异较大,遗传水平上差异性在不同生长期有其独特性,所建立的杨树无性系随机区组试验林为杨树数量性状基因(QTL)定位研究提供很好的遗传作图材料。

• 湖南低山丘陵区薄壳山核桃的开花物候期观测及品种配置

  蒋瑶,魏海林,高昌虎,王大故,冯楠可,李睿,刘榕榕,吕芳德

  【目的】观察湖南地区14个薄壳山核桃品种的花发育特征和开花物候期,确定适宜的品种配置。【方法】以湖南省怀化市树龄为7 a的薄壳山核桃14个品种为材料,观察群体及单花(雌、雄花)开花时间、花发育形态以及散粉期和可授期,记录并分析花发育时期气候条件。【结果】14个品种的薄壳山核桃中有4个品种为雌先型,5个品种为雄先型,5个品种为同熟型。雌花一般在4月下旬进入现蕾期,5月中旬进入可授期,雄花在4月下旬和5月上旬进入萌芽伸长期,5月中上旬进入散粉盛期,由此得出该地区‘密西西比’、‘亚林100’、‘威奇塔’、‘斯图尔特’和‘卡多’4个品种具有一定的自花授粉能力,适宜的授粉组合为‘湘林1号’ב福克特’,‘密西西比’ב卡多’,‘金奥瓦’ב特贾斯’、‘金奥瓦’ב斯图尔特’或‘金奥瓦’ב马汉’,‘佩鲁奎’ב特贾斯’、‘佩鲁奎’ב马汉’或‘佩鲁奎’ב斯图尔特’,‘波尼’ב特贾斯’或‘波尼’ב马汉’,‘普兹内’ב特贾斯’或‘普兹内’ב马汉’。【结论】不同品种薄壳山核桃的开花物候期是建立果园的重要依据之一,本试验结果可为湖南及中南低山丘陵区薄壳山核桃的品种配置提供参考。

• 基于SSR标记的白栎天然居群遗传多样性分析

  臧明月,李璇,方炎明

  【目的】利用SSR分子标记,对白栎天然居群进行遗传多样性分析,为其种质资源的合理开发与保护提供指导。【方法】采用筛选出的SSR引物对3个群体进行遗传多样性与遗传结构研究,并计算遗传参数;基于个体间的遗传距离进行主成分分析,运用GenAlEx 6.5进行遗传距离与地理距离的相关性Mantel检验,软件Arlequin 用于分子方差分析,聚类分析采用MEGA 7中的UPGMA法;同时,使用Structure软件中的贝叶斯聚类算法探究群体遗传结构。【结果】6对SSR引物共检测到75个等位基因,平均有效等位基因数、观察杂合度和期望杂合度分别为7.16、0.70和 0.80,Shannon信息指数为2.05。AMOVA表明,群体内部的分子变异率高达97.41%,而群体之间的遗传变异仅为2.59%。黄山(YM)与天目山(TM)群体间的基因流为12.908,显著高于其他群体之间的交流水平,而二者间有着最近的遗传距离为0.272。贝叶斯法与UPGMA法聚类结果一致,表明来自YM与TM的个体亲缘关系更近。【结论】白栎具有较高的遗传多样性水平,且不同居群间的水平相当。YM和TM居群的基因交流最为密切,遗传分化不明显。白栎绝大部分遗传变异来源于群体内部,对于该物种的保护应减少不合理的人为开发行为,以原地保护为主,同时开展种质资源的收集与遗传改良工作。

• 油用牡丹‘凤丹’种子层积过程中营养物质的代谢变化研究

  孙海燕,李强,朱铭玮,李永荣,李淑娴

  【目的】探索低温层积不同阶段油用牡丹‘凤丹’种子种皮结构、胚形态以及营养物质、酶活性的动态变化,为其休眠解除以及促进萌发提供理论参考。【方法】以低温层积5个阶段的‘凤丹’种子为材料,用扫描电镜(SEM)和体视显微镜观察种皮结构、种胚形态的变化,测定各层积阶段种子大小、吸水率的变化,同时测定种子中粗脂肪、可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量的变化以及过氧化物酶(POD)、酸性磷酸酶(APA)活性的变化,分析营养物质含量、酶活性与‘凤丹’种子休眠解除的关系。【结果】‘凤丹’种皮不存在吸水障碍,浸种96 h时,吸水率为54.2%,达到吸水平衡。层积30 d时,种子纵径由8.97 mm显著增加至10.44 mm,增加了16.4%;横径由6.42 mm显著增加至8.87 mm,增加了15.0%;之后种子大小增加缓慢。SEM观察结果表明:种皮主要由角质层、栅栏层和薄壁细胞层3层结构组成,成熟种子、种皮栅栏组织中长柱状细胞排列整齐紧密,但栅栏层、薄壁细胞层中很多细胞间有较小的空隙;层积30 d后,角质层内侧出现了明显的孔洞,栅栏层细胞排列较之前疏松,透性加大。成熟种子的胚较小,层积30 d后子叶略有膨大,下胚轴略有增粗;胚根突破种皮后子叶进一步增大,胚根、下胚轴明显伸长和增粗,但上胚轴仍需层积2个多月才能得以延伸。‘凤丹’种子含油率高,层积处理前种子中粗脂肪含量占种子鲜质量的32.3%,是胚乳中的主要贮藏物质。种子休眠解除过程中,其可溶性糖含量呈下降—上升—下降的变化趋势,而淀粉、可溶性蛋白和粗脂肪含量则一直呈下降趋势;层积过程中,POD和APA活性逐渐增强。【结论】‘凤丹’种皮不存在吸水障碍,透水性不是限制种子萌发的重要原因;成熟的种子胚极小,需在10 ℃条件下层积一段时间,使胚进一步分化发育完全,完成生理后熟作用;胚根突破种皮后仍存在上胚轴休眠现象,需在5 ℃下低温层积较长时间以解除其休眠;层积过程中随着酶活性的不断增强,贮藏物质逐渐被分解,为种子的各种代谢活动提供能量,且粗脂肪的分解与转化是此过程中的主要供能物质。‘凤丹’种子层积过程中其生理生化指标的变化与种胚形态变化呈现高度的一致性。

• 毛竹及其变种叶片化学计量与养分重吸收效率

  郭雯,漆良华,雷刚,胡璇,张建,舒琪,商泽安

  【目的】评价毛竹(Phyllostachys edulis)及其变种叶片养分重吸收效率,旨在揭示主要养分元素的生态适应机制,以期为毛竹及其变种的可持续经营提供科学依据。【方法】以毛竹及其变种[黄槽毛竹(P. edulis cv. Luteosulcata)、花毛竹(P. edulis cv. Tao Kiang)、厚壁毛竹(P. edulis cv. Pachyloen)、金丝毛竹(P. edulis cv. Gracilis)]为研究对象,分析不同竹龄(1、3、5 a)叶片化学计量特征与养分重吸收效率。【结果】毛竹及其变种C、N 含量差异较小,P含量波动性较大。不同竹种相同竹龄立竹间成熟叶和凋落叶C、N、P含量差异性较大,1年生竹种叶片养分含量较高,随着竹龄增加,竹种适应能力逐渐下降。毛竹及其变种相同年龄立竹间、同一变种不同年龄立竹间叶片化学计量比存在一定差异性。1、3、5年生花毛竹叶片N、P重吸收效率较高,年龄对除厚壁毛竹外的其他毛竹及其变种叶片N重吸收效率影响呈现先升后降趋势,而不同年龄毛竹及其变种叶片P重吸收效率波动性较大。【结论】研究区毛竹及其变种生长受P元素的限制,毛竹及其变种随竹龄的增加适应能力有所变化,花毛竹适应性较强,厚壁毛竹则对土壤的依赖性较大。

• ‘红叶’杜仲叶色转变过程中叶片生理指标变化

  路买林,陈梦娇,张嘉嘉,赵建霞,朱景乐,杜红岩

  【目的】研究‘红叶’杜仲不同时期叶片生理指标变化规律,为揭示其特殊叶色转变机理提供理论依据。【方法】以‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲为材料,选择5个时期进行叶片色素含量测定。分别测定叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和花色苷含量。使用CR2500型色差计(日本MINOLTA公司)测定L(明度值)、a*(变红度值)及b*(变黄度值),利用a*和b*计算出色泽饱和度(Chroma,C*)和色调角(hur angle,h),并进一步计算叶片颜色指数(color index)。对叶色转变过程及花色苷合成代谢途径中的关键酶苯丙氨酸裂解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)进行提取和酶活性测定,研究各时期差异显著性并通过相关分析研究各指标间的关联程度。【结果】① ‘小叶’杜仲虽与‘红叶’杜仲变化规律相似,但两品种各指标的初始值及变化幅度均存在显著差异。‘小叶’杜仲颜色指数始终属于黄绿级,而‘红叶’杜仲第1、2阶段属于黄绿级,第3、4阶段属于粉红级,第5阶段达到深红级。② 两个品种各种色素含量均为逐步上升,但在Ca(叶绿素a含量)、Cb(叶绿素b含量)、CT(总叶绿素含量)、CCar(类胡萝卜素含量)、Cf(类黄酮含量)和CA(花色苷含量)这几种物质含量变化中,叶片颜色变红过程中最关键的是花色苷含量。分别比较两品种第5时期(38 d)相对于第1时期(6 d)各色素含量的增幅,得到‘红叶’杜仲的CA增幅是‘小叶’杜仲的553.96%。③ 无论‘小叶’杜仲还是‘红叶’杜仲,不同时期的PAL酶活性无显著差异,且各时期两品种的酶活性值大小相近。而‘红叶’杜仲CHI酶活性随着叶色的转变直线上升,第5时期(38 d)为第1时期(6 d)的306.14%,不同阶段间差异达到极显著水平;‘小叶’杜仲CHI酶活性随着叶色转变也有逐步升高的趋势,但是增幅较小,不同时期的酶活性无显著差异。④ L、a *及b*与类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量呈极显著相关,而与叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b含量比无显著相关关系。CHI酶活性和杜仲叶片L、a*、b*、类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量间均存在显著或者极显著的相关关系,而PAL与叶片色差值间则无显著相关性。【结论】在‘红叶’杜仲叶片颜色转变过程中,花色苷含量变化幅度远大于叶绿素含量变化幅度,是其呈色的直接原因;‘红叶’杜仲CHI酶活性高在‘红叶’杜仲典型叶色转变过程中具有关键作用。

• 两个乌桕新品种苗木光合特性比较

  许中秋,隋德宗,谢寅峰,王俊毅

  【目的】探讨两个乌桕新品种‘海滨绯红’、‘海滨紫晶’夏季光合特性并进行比较,为乌桕新品种的栽培与推广应用提供理论依据。【方法】盆栽条件下测定2年生嫁接苗叶片光合色素含量、光合日变化、光响应曲线以及CO2响应曲线,并进行灰色关联分析。【结果】① ‘海滨紫晶’的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chla/b)均高于‘海滨绯红’,其中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量存在显著性差异;② 两个品种8月光合日变化曲线皆为典型的单峰型,无“午休”现象,‘海滨紫晶’净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的日均值和峰值均显著高于‘海滨绯红’,而胞间CO2浓度(Ci)则相反;灰色关联分析表明,影响两个品种Pn的主要环境因子是大气温度(Ta)和光合有效辐射(PAR)。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’的Pn与Ta的关联度更大,而与大气CO2浓度(Ca)关联度较小;③ ‘海滨紫晶’的最大净光合速率(Pn,max)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)均高于‘海滨绯红’,表观量子效率(AQY)低于‘绯红’,其中Pn,max、LSP和Rd存在显著性差异;④ ‘海滨紫晶’的最大光合能力(An,max)、CO2饱和点(CSP)、羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)大于‘海滨绯红’,CO2补偿点(CCP)小于‘海滨绯红’,其中An,max、CSP存在显著性差异。【结论】两个乌桕新品种在光合特性上均表现出较强的夏季生长适应性。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’光合性能较优,对高温及强光的适应性更强。其较强的光合能力与其在高温强光下所受的非气孔限制相对较小有关,较高的羧化效率和1,5-二磷酸核酮糖(RUBP)再生能力可能是‘海滨紫晶’改善非气孔限制的主要原因,光呼吸可能是其在高温强光下避免光抑制和光破坏的一种机制。

• 丛枝菌根真菌对盐胁迫下桢楠光合生理的影响

  崔令军,刘瑜霞,林健,石开明

  【目的】研究盐胁迫条件下,桢楠接种丛枝菌根真菌(AMF)后叶片光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化情况,以期为桢楠在盐碱地造林提供参考。【方法】采用分光光度法测定叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量,采用Li-6400便携式光合仪测定气体交换参数和叶绿素荧光参数。【结果】不同浓度NaCl胁迫下,AMF接种与未接种处理桢楠光合色素含量均呈现显著差异,AMF显著提高了桢楠叶片的光合色素含量。盐胁迫下AMF接种处理后桢楠叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)显著高于未接种处理;AMF接种桢楠叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)变化不显著,而未接种处理则显著降低;未接种处理的非光化学淬灭系数(NPQ)在盐浓度为300 mmol/L时显著升高,而AMF接种处理的NPQ没有显著变化。双因素方差分析表明,接种AMF对Chl a、Chl b、Car含量和ΦPSⅡ有显著影响。【结论】AMF通过改善光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数,提高了桢楠对光能的利用能力,从而减轻了盐分对桢楠造成的伤害,表明AMF能够增强桢楠的耐盐性,进而促进桢楠在盐碱性土壤中生长。

• 25个彩叶桂无性系(品种)的数量分类研究

  冯园园,李清莹,黄均华,胡绍庆

  【目的】通过观测彩叶桂品种的枝叶性状并进行数量分类研究,为彩叶桂品种分类和优良品种选育提供参考依据。【方法】于春季对25个彩叶桂品种进行形态学特征观察,以观测的35个枝叶性状指标数据进行R型聚类分析和主成分分析,去掉相关性较大且累积贡献率较小的性状指标,然后对25个彩叶桂品种进行Q型聚类分析。【结果】R型聚类结果显示:除彩叶桂叶面是否皱缩和侧脉是否隆起,叶片横切面与主脉凹凸度,叶柄颜色与新枝是否双色,成熟叶叶色、成熟叶有无花斑、幼叶色彩类型、叶片色彩类型、幼叶颜色和叶色有较明显的相关性外,各性状相对独立。主成分分析结果显示:共提取11个主成分,累计贡献率为87.618%,前9个主成分累计贡献率为81.157%,主要反映了彩叶桂各阶段色彩表现、叶大小、叶缘锯齿及叶面形态等。Q型聚类结果显示:25个彩叶桂品种按成熟叶叶色分为2大类,又由叶宽分为3类,最后根据叶宽、幼叶色彩类型、叶片横切面、叶形、叶片质地和叶脉色彩等分为10个组。【结论】R型聚类分析、主成分分析和Q型聚类分析表明,叶色、幼叶颜色、成熟叶叶色、叶型、叶面是否皱缩、叶片横切面、叶宽和叶形等性状可作为彩叶桂品种形态学分类的性状指标。综合而言,成熟叶叶色、叶片横切面和叶宽是此次数量分类得出的主要的标准和依据,但是否为该树种最主要的分类标准和依据还需进一步探讨和验证。

• 海南濒危植物蕉木种群结构与动态特征

  江杏香,陈玉凯,吴石松,陈庆

  【目的】分析海南濒危植物蕉木的年龄结构和数量动态特征,探讨两种干扰程度下蕉木种群生存现状和动态变化趋势,揭示蕉木种群与环境之间的关系,探索蕉木种群濒临灭绝的原因,为维护和恢复蕉木种群提供依据。【方法】利用典型群落样方法对海南蕉木分布的9个典型样地进行群落学调查,详细记录各样地的海拔、坡度、坡向、林分郁闭度、植被群落等生境指标。同时,调查每个样地内和其他非典型群落分布点蕉木个体的树高、胸径等指标;在对蕉木典型群落组成和结构调查的基础上,将所有蕉木种群个体所在群落分为受人为干扰较强和较弱两种生境进行比较和分析;将蕉木胸径大小划分为7个径级,并以胸径代替龄级来反映种群结构;将龄级与胸径大小级对应,绘制蕉木种群的径级结构图;使用种群动态量化方法编制种群的静态生命表,分析其存活曲线、死亡率曲线等重要参数;运用时间序列模型模拟并推测蕉木种群的数量动态和发展趋势。【结果】①典型蕉木群落中乔木层和灌木层的物种多样性均较高;②两种干扰生境中的蕉木种群年龄结构有所差异,但幼龄和中龄植株总数量均占有一定优势,种群具有一定的恢复潜力;③两种干扰生境的蕉木幼苗数量均较少,Ⅱ龄级呈现衰退趋势,种群自我更新能力较差,对外界的干扰具有较高的敏感性;④种群生存呈Deevey-Ⅱ型存活曲线,曲线呈对角型,各龄级阶段具基本相同的死亡率;⑤人为干扰程度强的生境中蕉木种群存活能力比人为干扰程度弱的生境中低。【结论】人为活动导致的适宜生境地减少和种子自然萌发率低是蕉木种群濒危的主要原因。因此,应加强对蕉木种群及栖息地的保护,保护蕉木现有的成年个体;而对于蕉木植株分布较密集区域,在果实成熟季节应定期采收蕉木种子并加以一定的人工抚育促进种子萌发和幼苗的更新;可通过适当修剪老龄的蕉木个体促进其萌芽,提高开花结实率;对于干扰程度较强生境的蕉木种群应加强植物的保护宣教工作,降低人为干扰;而在干扰程度较弱生境,也应加强对中小径级蕉木个体的人工抚育,促进蕉木种群的自然更新和恢复。

• 光肩星天牛对糖槭挥发物的EAG及嗅觉行为反应

  马晓乾,葛君,王琪,赵红盈,孙妍,高宇,申国涛,于文喜

  【目的】分析影响光肩星天牛定位寄主的糖槭挥发物成分,解析挥发物在光肩星天牛搜寻和定位寄主过程中的作用,为光肩星天牛的综合防控提供依据。【方法】利用热脱附气质联用法(thermal desorption gas chromatography-mass spectrometry,TCT-GC-MS)分析鉴定糖槭挥发物组分,通过触角电位仪和“Y”型嗅觉仪测定光肩星天牛对槭树挥发物的触角电位(EAG)及嗅觉行为反应。采用多重比较、独立样本t检验和卡方检验分析等方法,明确影响光肩星天牛搜寻和定位寄主的主要挥发物。【结果】经鉴定,糖槭具有34种挥发性化合物,其主要成分为酯类、烯类、酸类和醇类,分别占61.67%、12.99%、5.58%和5.02%。光肩星天牛对所测定的12种糖槭挥发物均有一定的EAG及嗅觉行为反应,在不同挥发物间、同种挥发物不同浓度间、同种挥发物同一浓度雌、雄光肩星天牛成虫间EAG及嗅觉行为反应存在一定的差异。光肩星天牛雌、雄成虫对乙酸己酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、乙酸叶醇酯、丙酸叶醇酯、顺-3-己烯醇、2-己基-1-癸醇、罗勒烯和角鲨烯具有明显的EAG反应;乙酸己酯、乙酸叶醇酯、丙酸叶醇酯、顺-3-己烯醇和2-己基-1-癸醇对光肩星天牛雌、雄成虫均具有较强的引诱作用,罗勒烯和角鲨烯具有较强的驱避作用;己二酸二异丁酯和月桂酸对光肩星天牛雌成虫具有引诱作用,对雄成虫无明显的趋性引诱作用。【结论】糖槭挥发物中乙酸己酯、乙酸叶醇酯、丙酸叶醇酯、顺-3-己烯醇和2-己基-1-癸醇对光肩星天牛雌、雄成虫均具有较强的引诱作用,罗勒烯和角鲨烯具有较强的驱避作用。己二酸二异丁酯和月桂酸对光肩星天牛雌成虫具有引诱作用,对雄成虫无明显的趋性作用。

• 六盘山华北落叶松林分蒸腾特征及其影响因素

  于松平,刘泽彬,郭建斌,王彦辉,于澎涛,王蕾

  【目的】林分蒸腾作为土壤-植物-大气连续体的关键过程,是森林生态系统中重要的水分输出项,可占森林总蒸散的50%以上,探究林分蒸腾对环境因子的响应规律可为科学指导造林及林水综合管理提供理论依据和数据支持。【方法】以国家林业和草原局宁夏六盘山定位站为依托,在2016年生长季(5—9月),对六盘山半湿润区的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的树干液流进行观测,经尺度上推得到林分蒸腾量,并同步观测林外大气因子和林内土壤含水量,分析林分蒸腾对大气因子和根系层(0~60 cm土层)土壤含水量的响应。【结果】①研究期间,林分日蒸腾变化范围为0.005~1.866 mm/d,平均值为1.042 mm/d。不同月份的林分日蒸腾平均值从大到小依次为:6月(1.325 mm/d)、5月(1.099 mm/d)、7月(1.077 mm/d)、8月(1.009 mm/d)、9月(0.717 mm/d)。②通过各大气因子与林分日蒸腾的相关系数矩阵发现,影响林分日蒸腾的主要大气因子为太阳辐射强度(Rn)、饱和水汽压差(DVPD)及空气相对湿度(HRH),相关性从大到小依次为Rn(0.784)、DVPD(0.754)、HRH(-0.704)。③借助因子分析可将影响林分日蒸腾的大气因子降维成气候波动因子(44.9%)、蒸腾驱动因子(35.2%)和空气运动因子(15.7%)3个综合指标,其中构成蒸腾驱动因子的3个载荷因子(Rn、DVPD和HRH)均与林分日蒸腾显著相关,且蒸腾驱动因子与林分日蒸腾的拟合效果(R2=0.688)优于潜在蒸散(TPET)与林分日蒸腾的拟合效果(R2=0.649)。④通过多元回归拟合及偏相关系数的可比性得出,太阳辐射强度(Rn)和饱和水汽压差(DVPD)二者对林分日蒸腾的贡献率可达93%,其中Rn的贡献率为54.2%,DVPD的贡献率为38.8%。⑤基于脱耦联系数与林分蒸腾的日内变化曲线得到,Rn主导蒸腾的时间一般在太阳升起到净辐射最高的上午11:00,而DVPD主导蒸腾的时间一般是下午和夜间。⑥在土壤湿润条件下[根系层平均土壤相对可利用水分(WREW)>0.38],林分日蒸腾与≥40~60 cm土层WREW显著正相关(P<0.01),与其他土层WREW不相关或显著负相关。在土壤干旱条件下(根系层平均WREW≤0.38),林分日蒸腾与≥20~40和≥40~60 cm土层WREW显著正相关(P<0.01),与0~10和≥10~20 cm土层WREW显著负相关。【结论】影响华北落叶松林分日蒸腾的大气因子主要是Rn和DVPD,且在日内尺度上二者主导蒸腾的时段不同;本研究中提出的蒸腾驱动因子在反映大气因子对林分蒸腾综合影响上优于潜在蒸散(TPET);在土壤湿润条件下华北落叶松林蒸腾耗水主要利用深层(≥40~60 cm土层)土壤水分,而在土壤干旱条件下华北落叶松蒸腾耗水将利用≥20~60 cm土层的土壤水分。

• 洪泽湖湿地植被类型对土壤有机碳粒径分布及微生物群落结构特征的影响

  季淮,韩建刚,李萍萍,朱咏莉,郭俨辉,郝达平,崔皓

  【目的】研究不同植被覆盖下湿地土壤有机碳组成、微生物群落结构的特征,为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据。【方法】以江苏洪泽湖与淮河交汇区湿地自然植被类型(湖草滩、芦苇滩)和人工植被类型(杨树林、柳树林)的土壤为研究对象,应用物理分组的方法研究土壤不同粒径 (<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm、≥200~2 000 μm) 组分分布、有机碳含量与分布情况,采用高通量测序技术对土壤微生物群落结构特征进行表征,运用聚类分析、冗余分析研究不同植被类型土壤中微生物物种丰度相似性、微生物群落结构与不同粒径组分土壤有机碳及土壤理化性质之间的关系。【结果】①洪泽湖与淮河交汇区湿地人工植被类型林地中土壤粒径≥200~2 000 μm组分分布最少,土壤粒径≥2~63和≥63~200 μm组分分布显著高于其他粒径组分;人工植被类型土壤总有机碳含量显著高于自然植被类型,其中各植被类型各粒径组分(除粒径≥2~63 μm组分)土壤有机碳含量大小顺序均为柳树林>杨树林>湖草滩>芦苇滩;粒径< 2 μm组分的土壤有机碳分布比例显著高于其他粒径组分的,粒径≥200~2 000 μm组分的土壤有机碳分布比例低于其他粒径组分的。②各植被类型土壤微生物群落多样性(Shannon 指数)大小顺序均为芦苇滩>湖草滩>柳树林>杨树林,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是样地土壤细菌的主要优势种群(50.21%~66.12%);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是土壤真菌的主要优势种群(68.32%~95.11%)。土壤细菌群落聚类分析相似性系数最高的是湖草滩和芦苇滩,这个聚类和杨树林的土壤细菌群落相似性较远;真菌群落聚类分析中,湖草滩和芦苇滩的真菌群落自成一族群;杨树林和柳树林的真菌群落聚为另一族群。③微生物群落结构与土壤理化性质相关性分析显示,土壤有机碳含量和含水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,细菌中的酸杆菌门(Acidobacteria)和真菌中的担子菌门(Basidiomycota)受粒径<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm组分的土壤有机碳分布影响很大。【结论】洪泽湖湿地4种植被覆盖下不同粒径组分土壤的质量和有机碳含量数值呈现两头小中间大趋势,不同粒径组分中有机碳分布比例随粒径的增加而降低。种植人工植被(柳树林、杨树林)有利于增加土壤有机碳的含量,但人工植被类型未增加土壤微生物的多样性,粒径<200 μm组分的土壤有机碳分布可能影响特定的优势微生物类群。

• 大兴安岭北端地形因子对针叶林土壤黑碳储量的影响

  王明哲,崔晓阳,李斯雯,张伟波,赵华晨

  【目的】气候变化对人类社会发展产生的影响受到了世界各国的广泛关注,提高森林生态系统的固碳潜力被认为是经济可行且有效减缓大气二氧化碳(CO2)浓度的重要途径之一,大兴安岭地区森林生态系统的黑碳储量在全球碳循环和碳汇方面具有重要的作用。研究大兴安岭不同地形因子条件下土壤黑碳的储藏分布特征,为区域森林土壤黑碳储量准确估算和森林土壤固碳功能的定量评估提供参考依据。【方法】在大兴安岭北端寒温带针叶林区,按照坡位、坡向差异,对称设置20块样地,采集1 m剖面内不同发生层土样。采用氢氟酸(HF)和盐酸(HCl)处理的重铬酸盐氧化方法对土壤黑碳进行分离,探讨了地形因子(坡位、坡向和坡度)对黑碳(BC)分布的影响,并借助逐步回归分析量化各因子对土壤黑碳密度变异的相对影响程度。【结果】①研究区土壤黑碳密度(面密度)范围为0.02~3.64 kg/m2,腐殖质层密度最大,占全剖面的50.3%,具有明显的表层集聚效应;黑碳占有机碳的比例范围为3.7%~42.5%,除凋落物层外随深度增加呈不断增加的趋势,说明黑碳含量依土层减小的程度比有机碳含量依土层减少的程度小,对比非黑碳成分黑碳向下迁移的程度更大,其稳定性更强;各土层黑碳含量变化范围为0.24~59.13 g/kg,空间变异性较大。②坡位显著影响土壤黑碳含量和密度的分布,不同土层之间下坡位的黑碳含量均显示高于上坡位,下坡腐殖质层黑碳密度是上坡的2.21倍,其1 m剖面黑碳密度是上坡的1.91倍;不同土层间黑碳占有机碳比例均显示下坡位高于上坡位,而差异未达到显著水平;逐步回归显示,坡位对土壤黑碳数量分异的影响较大,可独立解释腐殖质层黑碳密度空间变异的42.1%、1 m剖面黑碳密度空间变异的46.0%。③坡向通过光照和温度的不同影响黑碳储量分布,总体看来,BC含量(除凋落物层和母质层)和BC密度(除凋落物层)均显示阳坡略高于阴坡,但差异不显著,故坡向对黑碳影响较小;腐殖质层土壤BC密度与坡度无显著相关性,而按上下坡分组统计比较淀积层和全部1 m剖面,则上下坡点位分群趋势明显,下坡BC密度与坡度呈显著正相关,上坡BC密度与坡度无显著相关性,坡度对黑碳分布的影响不及坡位大。【结论】大兴安岭林区黑碳储量丰富,BC主要存在于土壤表层并缓慢向下迁移,其生物化学惰性可有效促进碳固定,提升森林土壤碳汇能力。坡位是影响研究区域森林土壤黑碳分布的主控因子,在同一发生层内,不同坡位的土壤剖面间由于土壤理化性质、植被类型、地表径流冲刷作用等因素的各异导致黑碳含量和密度存在较大差异。研究结果可部分解释区域黑碳分布规律,并为碳汇林立地的选取与经营提供参考。

• 原始红松林皆伐后穿透雨对凋落物淋溶过程的影响

  刘楠,冯富娟,张秀月

  【目的】揭示原始红松林皆伐恢复演替为60年生的次生阔叶林后,凋落物对淋溶过程土壤养分归还及酸沉降的缓冲作用的影响,为评价森林生态功能的变化提供参考。【方法】以小兴安岭地区典型的原始红松林和皆伐后恢复演替60 a的次生阔叶林为研究对象,在两个样地内选择非林隙且林木通直分布均匀处放置30个体积为1 L的冠层穿透雨收集器,在每个穿透雨收集器附近设置1个凋落物淋溶液收集器。于2017年4—11月期间每隔45 d野外原位收集林下穿透雨和凋落物的淋溶液,以穿透雨为对照,对两者凋落物淋溶液中养分元素、可溶性有机物 (DOM) 的含量及pH的变化规律进行比较。【结果】与原始红松林相比,次生阔叶林凋落物中养分元素溶出总量显著偏低 (P<0.05),但不同元素的溶出规律并不一致,两个林型凋落物养分元素的释放高峰多集中于6月和7月;两者相比,原始红松林凋落物中DOM的溶出总量、可溶性有机碳 (DOC) 和可溶性有机磷 (DOP) 都极显著偏高,而可溶性有机氮 (DON) 的溶出量则极显著偏低 (P<0.01)。两个林型穿透雨中养分元素与DOM的变化规律与淋溶液基本一致。整个实验期间,两种林型的林下穿透雨pH变动范围为5.34~7.21,而凋落物淋溶液pH变动范围为6.37~7.65,凋落物层能对穿透雨的pH进行有效调节。两者相比,原始红松林凋落物层对林内穿透雨的调节作用更大。【结论】原始红松林皆伐恢复演替为60年生的次生阔叶林后,凋落物层在淋溶过程对土壤养分及DOM归还的能力减弱;凋落物层可以对穿透雨的pH进行有效调节,两者相比,原始红松林凋落物层对林内穿透雨的酸缓冲作用更强。

• 长三角区域酸雨类型转变趋势研究

  李沁宇,刘鑫,张金池

  【目的】酸雨是人类面临的重要环境问题,而我国长三角区域已成为全球重要酸雨影响地区之一。目前,我国已对SO2排放进行了有效控制,但随着氮氧化物排放量显著增多,氮沉降问题逐渐加剧。为此,探究长三角区域的酸雨类型转变趋势,为现在及将来酸雨危害严重地区森林生态系统恢复和可持续经营发展提供理论依据。【方法】将长三角区域作为研究对象,以上海、南京、苏州和宁波4个城市为代表,通过分析4个城市降水及大气排放物特征,了解区域酸雨类型的特点。【结果】长三角区域多年平均降水pH和酸雨频率分别为4.87±0.28和(57.12±18.67)%,大气中SO2含量逐年显著下降,但是4个代表城市大气NO2含量变化趋势存在差异。其中,上海和南京地区NO2含量缓慢下降,而苏州和宁波地区NO2含量则仍然呈显著上升趋势。降水pH仍然受SO2含量变化的显著影响,降水中硫氮比( SO 4 2 - 与 NO 3 - 含量比)从20世纪90年代的7.5左右下降到当前的2.0左右,区域酸雨类型已经转变为硫酸-硝酸混合型。【结论】长三角区域仍然受到酸雨影响,且酸雨中硫氮比正逐渐降低,酸雨类型发生了转变,这将对长三角区域生态系统提出更加严峻的考验。

• 长江流域森林NPP模拟及其对气候变化的响应

  张凤英,张增信,田佳西,黄日超,孔蕊,朱斌,朱敏,王益明,陈喜

  【目的】利用LPJ模型(Lund-Potsdam-Jena model)估算长江流域森林净初级生产力(net primary productivity, NPP),研究长江流域森林NPP时空动态变化及其与气候因素的关系,为长江流域及其他地区的植被监测与生态建设提供依据。【方法】基于LPJ模型模拟的NPP数据及气象资料,对长江流域1982—2013年森林NPP的空间分布和时空动态变化趋势进行分析,采用线性回归分析法分别以时间为自变量和NPP为因变量进行趋势检验,利用相关性分析法分析长江流域森林NPP与气象因子之间的关系。【结果】①长江流域1982—2013年森林年均NPP值为530.41 g/(m2·a),最高值出现在2002年,森林NPP值为578.55 g/(m2·a);最低值出现在1989年,森林NPP值为491.24 g/(m2·a)。②长江流域森林NPP的空间分布由东南沿海向西北逐渐减小,长江中下游森林NPP高于长江上游,森林NPP空间分布格局与水热条件分布格局相一致,长江流域东南部水热条件良好,能够满足植被生长和发展的需要,植被生产力比较高;西北部由于水热条件比较差,不利于植被生长,生产力低下。③长江流域大部分地区森林NPP与气温和降水为正相关关系,森林NPP与气温呈显著正相关,气温与森林NPP之间的相关性强于降水与森林NPP之间的相关性。【结论】长江流域森林NPP呈自东南向西北减少的趋势,且随时间呈波动上升趋势;气候对森林NPP具有显著影响,气温是影响森林NPP的主导因素。

• 不同矫正位置对落叶松分位数削度方程预测精度的影响

  辛士冬,何培,姜立春

  【目的】基于非线性分位数回归方法构建大兴安岭落叶松(Larix gmelinii)树干削度方程,并分析比较基本模型与不同分位数(τ=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9)模型,利用树干不同高度的上部直径进行矫正分位数组合模型预测精度,为落叶松天然林干形的精准预测提供理论依据。【方法】以大兴安岭壮志林场212株落叶松树干干形数据为研究对象,基于非线性分位数回归方法和Max and Burkhart分段削度方程,利用SAS软件中NLP过程拟合各分位数分段削度方程,把树干相对高20%、30%、40%、50%、60%、70%处的直径以及胸径到树尖的中间位置(50%*)的树干上部直径引入到分段削度方程中进行矫正,并以平均误差(MAB)和相对误差(MPB)为评价指标对削度方程进行对比分析。【结果】Max-Burkhart分段削度方程在9个不同的分位点都可以得到参数估计值,因此分位数回归削度模型可以评价在不同分位数的预测能力。未矫正的分位数(τ=0.5、0.6)模型的预测精度略优于基本模型。准确地选择矫正位置至关重要,与未矫正的基本模型相比,利用树干相对高20%和70%处的直径进行矫正不能提高各分位数组合模型的预测精度,利用树干相对高30%、40%、50%、60%处的直径以及胸径到树尖中间位置的树干上部直径进行矫正的大多数分位数组合(3、5、7、9个分位数组合)模型的预测精度都能得到提高,总体使用矫正位置分位数组合模型的预测精度顺序为40%>50%*>50%> 60%>30%>20%>70%。最佳的矫正位置为树干相对高40%处,并以3个分位数的组合(τ=0.3、0.5、0.7)模型预测精度最高,与未矫正的基本模型相比,MAB和MPB均下降13.5%。【结论】在削度方程中引入一个合理的矫正位置可以提高模型的预测精度,其中,最佳矫正位置为树干相对高40%处,最优模型为3个分位数组合(τ=0.3、0.5、0.7)模型。在实际应用中,如果不考虑矫正时,建议采用分位数τ=0.5削度方程的参数估计值。

• 硬头黄竹地上生物量分配特征及模型构建

  王路君,蔡春菊,唐晓鹿,范少辉

  【目的】探究硬头黄竹不同龄级、径级地上生物量分配特征,建立全竹龄和不同竹龄地上单株及各器官生物量模型,准确估算硬头黄竹的林分生物量。【方法】选取了硬头黄竹全径级(1.0~7.0 cm)分布的1、2、3年生硬头黄竹各50株,测定各器官和总生物量。采用11种常用生物量模型,分别对硬头黄竹全竹龄和不同竹龄地上单株和各器官生物量进行拟合,筛选最优生物量拟合方程,并应用模型估算不同龄级、径级林分总生物量。【结果】硬头黄竹地上竹秆、竹枝、竹叶生物量占比分别为84.82%、10.84%、4.34%;不同龄级单位面积林分总生物量差异显著,竹龄为1、2、3 a竹生物量占比分别为31.92%、47.15%、20.93%;4.6~5.5 cm径级各器官和总生物量显著高于其他径级,占林分生物量的62.60%。11种生物量模型均可以较好地模拟硬头黄竹地上单株及各器官生物量;优选出全竹龄硬头黄竹地上单株和各器官生物量模型6个,不同竹龄的硬头黄竹地上单株和各器官生物量模型19个(1 a的6个、2 a的7个、3 a的6个)。【结论】硬头黄竹不同龄级、径级各器官生物量占比均为竹秆>竹枝>竹叶,林分生物量主要集中在2龄级、4.6~5.5 cm径级的竹株。全竹龄和不同竹龄地上单株与各器官生物量拟合模型中幂函数的拟合效果最优,其次是多项式函数和指数函数;地上单株与竹秆生物量模型拟合效果受胸径、株高的影响较大,竹枝、竹叶生物量模型拟合效果与胸径关系更密切。全竹龄硬头黄竹地上单株和竹秆生物量模型拟合效果均优于不同竹龄的模型,不同竹龄硬头黄竹地上竹枝、竹叶生物量模型拟合效果均优于全竹龄模型的。

• 昆明西山林场5种可燃物的火行为研究

  闫想想,王秋华,缪秀丽,韩永涛,龙腾腾

  【目的】通过估测西山林场内主要可燃物特征,预测潜在的火行为大小,为西山林场的防火管理提供科学参考。【方法】通过外业调查,对柏木(Cupressus funebris)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、云南松(Pinus yunnanensis)、华山松(P. armandii)和麻栎(Quercus acutissima)5种可燃物采样,估算西山林场内主要可燃物载量大小,并在实验室内进行燃烧模拟试验,量化火行为特征,包括引燃时间、火焰维持时间、无焰燃烧维持时间、蔓延时间、火焰高度、火焰温度、无焰燃烧温度、火焰热辐射、无焰燃烧热辐射等。【结果】云南松林内的载量达到2.35 kg/m2、燃烧火焰最高温度628 ℃、燃烧火焰最大高度70 cm、最大热辐射为6.92 kW/m2、燃烧后无焰燃烧的最高温度266 ℃,均与每年进行计划烧除时云南松纯林内的载量1.15 kg/m2、火焰最高温度697.6 ℃、火焰最大高度44.5 cm、最大热辐射8.02 kW/m2,无焰燃烧的最高温度194.3 ℃有差异。不同林种可燃物的火强度大小依次为:云南松(786.07 kW/m) >麻栎(564.39 kW/m)>华山松(275.30 kW/m) >柏木(6.26 kW/m),其中云南松的火强度(786.07 kW/m,中强度火)与云南松纯林计划烧除时的火强度403.60 kW/m(低强度火)有差异。【结论】森林可燃物的载量对火强度影响较大,麻栎和华山松属于低强度火,柏木的火强度几乎可以忽略不计。森林抚育更新等人为干预措施,可对林内可燃物进行有效调控,减少和预防森林火灾的发生。

• 基于MODIS数据的2001—2018年黑龙江省林火时空分布

  崔阳,狄海廷,邢艳秋,常晓晴,单炜

  【目的】黑龙江省是中国重要的林业省份之一,也是受林火危害最严重的地区之一。通过遥感数据获取森林火点信息,充分了解近年来黑龙江省林火发生的时空分布格局,探索林火发生规律。【方法】根据黑龙江省2001—2018年MODIS(分辨率成像光谱仪)遥感图像的MCD64A1火烧迹地产品数据集,提取林火火点信息,结合历史火灾记录资料、归一化植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)、森林类型、数字高程模型DEM(digital elevation model)等数据,运用地理信息系统空间分析方法和统计分析方法,对黑龙江省的林火时空分布规律进行研究。【结果】2001—2018年,黑龙江省林火次数和过火面积呈现波动性变化,但整体上林火次数呈现下降趋势,其中2002年火灾发生次数最多,2003年过火面积最大,2008年过火面积最小;春、秋两季是林火的多发时期,冬季基本不发生火灾。林火在空间分布上具有异质性,在13个地级行政区中黑河市的森林火灾过火面积最大,其次为大兴安岭地区和绥化市,大庆市发生森林火灾的过火面积最小;过火面积随着林地海拔的升高逐渐呈现减少的趋势。结合森林类型分布情况发现,在针叶林中发生火灾的概率较高,其次为混交林和阔叶林。【结论】采用MCD64A1火烧迹地产品能够较为准确地提取出火灾信息,结合植被类型和高程信息对黑龙江省林火发生的时空规律进行分析,可为区域林火扑救和预警监测提供重要的科学依据。

• 基于空间光谱信息协同的城市不透水层提取方法比较研究

  范佳辉,张亚丽,李明诗

  【目的】利用不同的端元提取方法及混合像元分解算法计算南京市2018年城市不透水层覆盖度,评估各方法的精度,为城市可持续发展提供可靠的基础数据支撑。【方法】采用Landsat 8 OLI遥感影像,基于像元纯度指数(pixel purity index,PPI)并考虑空间光谱信息协同提出空间像元纯度指数(spatial pixel purity index,SPPI),精炼提纯植被、裸土、高反照度不透水层及低反照度不透水层4种类型端元,利用线性混合光谱模型(linear mixed spectral model,LMM)、混合调制匹配滤波(mixture tuned matched filtering,MTMF)、双线性混合光谱模型(bilinear mixed spectral model,BMM)及BP神经网络(BP neural network,BPNN)算法提取南京城市不透水层,采用同年的Google Earth遥感影像目视解译结果对提取的不透水层丰度进行精度验证。【结果】SPPI能有效结合多光谱波段的光谱信息和全色波段的空间信息,提高端元提取精度并减少计算量;同时,基于SPPI的BP神经网络算法提取精度最高,为90.45%;而基于PPI的线性混合光谱模型精度最低,为80.62%。BP神经网络算法在复杂城市中的解混精度高于线性混合光谱模型、混合调制匹配滤波和双线性混合光谱模型。【结论】采用全色波段像元亮度空间异质性辅助提取端元的方法,用空间信息弥补多光谱波段光谱信息较少的缺点,对于改进或发展适用于中/高分辨率多光谱影像的端元提取方法具有一定的参考价值,将其与神经网络模型结合可以在城市不透水层提取中推广应用。

• 基于人体热舒适度的江南历史街区空间格局研究——以南京高淳老街为例

  熊瑶,严妍

  【目的】利用生理等效温度(PET)与微气候因子的相关性进行人体热舒适度的研究,基于不同空间格局下的人体热感受,提出空间优化策略。【方法】选取南京高淳老街,在分析场地布局和空间类型的基础上进行微气候研究,对不同空间内气象因素(空气温度、相对湿度、瞬时风速)与天空视域因子进行实测,结合问卷调查,分析各空间内不同时刻的实际人体热感受。进一步将实测数值导入RayMan中,计算生理等效温度(PET),结合南京地区生理等效温度表测算不同的人体感觉及生理应激水平,并对PET与微气候因子做相关性分析,探索微气候因子与人体热舒适度的相关性。【结果】根据研究区域场地布局归纳出庭院式空间、街坊式空间、行列式空间和独栋式空间4种建筑肌理,将空间性质分为开敞空间、半开敞空间与封闭空间3种。经测算,空气温度与PET的相关性最高,相对湿度与PET的相关性次之,瞬时风速的相关性最弱。行列式空间与独栋式空间(半开敞式)微气候表现较好,庭院式空间与街坊式空间(封闭式)表现最差。【结论】结合量化分析,提出5点优化策略,即确定有利于通风的街道方位与几何形态、确定适宜的建筑物与街道的高宽比、优化建筑表皮、增加绿化面积以及完善景观设施。另外, PET与历史街区微气候因子的相关性分析能够客观反映人体的热舒适感受,该方法可以为不同历史街区空间格局影响下人体热舒适度作出科学评判,并提出气候适应性改造策略。

• 中国退耕还林工程对农户收入和消费不平等的影响测度

  刘浩,刘璨,刘俊昌

  【目的】恢复生态系统和改善农户生计是实施退耕还林工程的两大核心目标,作为世界上财政投入最大、涉及农村人口最多的生态恢复工程之一,不同农户可否平等地分享实施退耕还林工程所带来的收益是迫切需要解决的问题。【方法】利用包括6省区、15县市的952个样本农户的1995—2016年的长期大样本平衡面板数据,基于持久收入假说和心理账户理论,采用递归方程模型测度与分解退耕还林工程对样本农户收入和消费不平等的影响。【结果】通过改变样本农户以土地为基础及非农持久收入和暂时收入研究表明,实施退耕还林工程拉大了样本农户的收入和消费不平等程度,对收入不平等的影响高于对消费不平等的影响,两者均呈先升后降的趋势;退耕还林工程对以土地为基础的和非农持久收入影响拉大了样本农户的收入不平等,对以土地为基础的暂时收入的影响有助于实现样本农户的收入平等,退耕还林工程对样本农户收入不平等的影响仅部分传导为对其消费不平等的影响,对以土地为基础的持久收入影响是拉大样本农户消费不平等的主要因素;退耕还林工程缩小了长江流域样本农户的收入不平等,对消费不平等的影响甚微,同时拉大了黄河流域样本农户的收入和消费不平等。【结论】实施退耕还林工程拉大了样本农户的收入与消费不平等,因此,在后续政策设计中,应充分重视这一重要影响,适当调整相关政策,促进农户收入和消费平等。

• DNA宏条形码技术在动植物法医鉴定中的应用进展

  李磊,蒋敬,陈云霞

  DNA宏条形码技术是随着2代高通量测序技术的发展而出现的一种物种鉴别技术。该技术结合了DNA条形码技术和高通量测序技术的优点,可以对混合样本中的多物种来源进行同步鉴定。本研究介绍DNA宏条形码技术的含义以及目前的应用需求,分析DNA宏条形码技术在食品、药品监管、打击野生动植物犯罪、刑事案件侦查等司法实践中的应用现状,总结和讨论DNA宏条形码技术应用于动植物法医鉴定领域所面临的问题与挑战,对该技术的发展及应用前景进行展望。目前DNA宏条形码技术已被应用于生命科学的多个领域,但在动植物法医鉴定中的应用仍在起步阶段,虽然现在还面临着许多挑战,但随着测序技术与生物技术的发展,DNA宏条形码技术一定会在动植物法医鉴定领域实现常规化应用,为野生动植物相关犯罪活动的打击、食品药品安全性与合法性的监管提供技术支持。

• 樱花新品种‘胭脂绯’

  曹桥荣,董京京,钟文峰,彭智奇,董鹏,陈洁,伊贤贵

  【目的】尾叶樱桃[Cerasus dielsiana (Schneid.) Yu et Li]为中国特有分布野生樱属植物资源,具有广阔的应用前景,对杂交选育出适合中国栽培的樱花新品种有重要意义。【方法】樱花新品种‘胭脂绯’选自于福建省武平县大禾镇帽布村的尾叶樱桃变异植株,2016—2018年春季嫁接无性繁殖苗木100株。【结果】‘胭脂绯’为选育出的樱花新品种,具有花瓣开展、花色艳丽、花径大、花量多而密集,树形开张的特点,通过观察对比,嫁接苗性状表现一致、稳定。【结论】‘胭脂绯’为观赏价值高的樱花品种之一,在园林和景观方面应用前景广阔。