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3期

• 森林作业法的历史发展与面向我国森林经营规划的三级作业法体系

  陆元昌,雷相东,王宏,刘宪钊,孟京辉,谢阳生,国红,姜俊,高文强

  从森林作业法的发展历史和概念定义开始,19世纪初期在德国执行的作业法技术体系中,第1级产品目标分为两个大类,第2级按森林形态分为5个小类,第3级按作业方式划分出14个具体的作业法。简要说明了森林作业法技术体系在全球不同区域的演化和应用发展情况;在中国多功能森林经营科学定义的基础上,论述了我国三级结构的多功能森林作业法的方法学要点,理解应用“自然与人工协同合力”的核心科学机理和“多层次、多功能、近自然、全周期”的技术关键,阐述了规范经营方式和主导功能的一级森林作业法、规范森林类型或树种组成的二级作业法和规范林分全周期经营计划的三级作业法的体系架构及关键技术要领,展示了技术体系在国家、省级森林经营样板基地的示范应用情况和初步效益结果。综合分析认为,混交林、保留性择伐作业和保障部分优势林木生命过程的经营计划等三方面技术是实现森林生态系统经营的关键技术,是践行“绿水青山就是金山银山”重要思想的现代林业经营模式,持续执行将有利于推动生态文明社会的发展。

• 蚯蚓与凋落物对杨树人工林土壤酶活性的影响

  王国兵,徐瑾,徐晓,阮宏华,曹国华

  【目的】揭示接种蚯蚓和施用凋落物对杨树人工林土壤主要酶活性的影响,正确评价蚯蚓和凋落物在杨树人工林生态系统土壤养分循环中的作用,以促进其生产力长期维持及生态服务功能提升,为优化杨树人工林经营管理提供依据。【方法】以江苏省东台林场20年生杨树人工林为试验对象,采用随机区组试验设计,共设置杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)共5种不同试验处理及不做处理为对照(CK),测定分析不同处理下土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶及纤维素酶活性的变化,及土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、容重、pH、总有机碳含量、全氮含量等重要土壤环境因子的变化。【结果】①与CK相比,T3、T4、T5处理显著提升了土壤蔗糖酶、脲酶活性,土壤蔗糖酶活性平均增幅分别为30.85%、34.58%、50.90%,土壤脲酶活性平均增幅分别为27.57%、33.67%、66.64%。②与CK相比,5种处理均显著提升了土壤纤维素酶活性,平均增幅分别为38.39%、51.79%、79.91%、129.33%、149.52%。③与CK相比,T1、T2处理显著降低了土壤过氧化氢酶活性,平均降幅分别为13.23%、17.56%,T3、T4、T5处理与CK相比没有显著性差异。④季节动态分析表明,土壤蔗糖酶活性9月最高,为0.77 mg/(g·d);3月最低,为0.40 mg/(g·d)。土壤脲酶活性夏秋季较高,为10.57 mg/(g·d);冬春季较低,为5.61 mg/(g·d)。土壤过氧化氢酶活性6月最高,为4.20 mg/(g·h);其他季节较低,为2.22 mg/(g·h)。土壤纤维素酶活性夏秋季较高,为6.93 mg/(g·d);冬春季较低,为2.36 mg/(g·d)。与CK相比,接种蚯蚓及添加凋落物处理没有改变4种土壤酶活性的季节性变化规律。⑤重复测量方差分析表明,季节变化和试验处理均显著影响了土壤蔗糖酶、脲酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性,其中季节变化和试验处理对土壤过氧化氢酶活性的影响具有显著性交互作用,而对土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响没有显著性交互作用。⑥相关分析表明,土壤蔗糖酶、脲酶及纤维素酶活性与土壤容重、pH呈显著负相关,与土壤全氮、总有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、微生物生物量碳氮比呈显著正相关;土壤过氧化氢酶活性则与上述各环境因子相关性不显著。【结论】接种蚯蚓能够显著提高杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性,凋落物混施比表施更有利于促进接种蚯蚓对杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响;凋落物混施和接种蚯蚓处理均显著提升了土壤酶评价指数,凋落物混施+接种蚯蚓处理进一步提升了土壤酶指数。因此,在农林业生产中可考虑将凋落物混施与接种蚯蚓经营措施结合应用。

• 不同林型兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳特征

  王冰,张鹏杰,张秋良

  【目的】团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制。采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功能提升提供参考。【方法】在内蒙古大兴安岭兴安落叶松原始林内,依据不同林型(草类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)设置28块30 m×30 m的样地,以距地面0~10 cm、≥10~20 cm、≥20~40 cm和≥40~60 cm分层取土样,测定土壤理化指标、不同粒径土壤团聚体及有机碳含量;基于单因素方差分析、相关分析和逐步回归分析方法,分析各林型间土壤团聚体各特征值的差异,以及各土壤理化指标对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳含量的影响,筛选对各林型土壤团聚体有显著影响的主导因子。【结果】①兴安落叶松林土壤团聚体含量以粒径≥0.250~2.000 mm团聚体占比最高,且表层(0~10 cm)含量显著大于其他各层;各林型土壤大团聚体(粒径≥0.250~2.000 mm)含量大小表现为杜鹃-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林,林型对20 cm以下土层各粒径的团聚体含量影响显著。②兴安落叶松林表层(0~10 cm)土壤的团聚体稳定性较高,其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著大于其他各层,但各林型间无显著差异;稳定性指标在各林型间的显著差异主要发生在≥40~60 cm土层,杜鹃-兴安落叶松林土壤团聚体的稳定性较好。③各林型土壤团聚体有机碳含量由多到少依次为粒径≥0.250~2.000 mm团聚体、粒径<0.053 mm团聚体、粒径≥0.053~0.250 mm团聚体,各粒径均表现出杜香-兴安落叶松林的土壤团聚体有机碳含量最高;不同林型各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度增加而递减,递减速率随粒径大小依次减小,且具有明显的表聚特征。④土壤总有机碳是各林型粒径<0.053 mm和≥0.250~2.000 mm团聚体的共同主导因子,而粒径≥0.053~0.250 mm团聚体的主导因子因林型不同而存在明显差异。【结论】兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳含量均以大团聚体为主,林型对土壤团聚体的粒径分配和稳定性具有一定影响,其中,≥0.250~2.000 mm团聚体含量以杜鹃-兴安落叶松林的最高,<0.250 mm团聚体含量和各粒径土壤团聚体有机碳含量均以杜香-兴安落叶松林的最高。土壤理化性质对土壤团聚体的形成和稳定具有一定影响,不同林型的土壤团聚体主导因子存在差异;有机质是粒径≥0.250~2.000 mm土壤团聚体的主要胶结物质,而金属氧化物有利于<0.250 mm土壤团聚体的形成,土壤水分和养分含量高的酸性土壤有利于兴安落叶松林土壤大团聚体的形成和土壤结构的稳定。

• 凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

  王瑞,王国兵,徐瑾,徐晓

  【目的】研究凋落物与蚯蚓对杨树人工林土壤团聚体的分布及不同粒径团聚体中C和N含量的影响,为改善杨树人工林土壤质量提供参考。【方法】以东台滨海杨树人工林为研究对象,采用随机区组法设置野外固定试验样地,共设置6个不同处理,即对照(CK)、杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)。每种处理设置4个重复样地。按照粒径的不同对土壤中的团聚体进行分级,测定每种粒径团聚体中的有机碳和全氮含量,同时以平均质量直径(MWD)作为指标来考察土壤团聚体稳定性。【结果】不同粒径水稳性土壤团聚体中的有机碳含量一般随着粒径的增大而提高。杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)比杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)更能提高团聚体中的有机碳含量。在接种蚯蚓后,杨树凋落叶无论是表施还是混施均使得各粒径团聚体的有机碳含量有所提高。对比同一处理不同粒径团聚体全氮含量,粒径为≥0.250~2.000 mm团聚体的全氮含量普遍要高于其他粒径团聚体的,而粒径<0.053 mm团聚体的全氮含量相对最低。【结论】接种蚯蚓可以提高杨树人工林土壤团聚体中的全氮含量,同时杨树凋落叶混施比表施能更有效提高土壤团聚体中的全氮含量;接种蚯蚓加速了杨树人工林土壤有机质的腐殖化过程,使得土壤有机质的分解速率加快。相比杨树凋落叶表施处理,杨树凋落叶混施处理会加快土壤有机质的腐殖化过程。

• 不同栽培基料对竹荪农艺性状和主要营养成分的影响

  童龙,李红艳,刘小明,李彬,陈丽洁,陈桂兰,曾小英,耿养会

  【目的】从农艺性状、营养价值、氨基酸含量等方面分析对比不同栽培基料下竹荪的品质,以生产高品质竹荪产品,提高食用菌菌糟利用率,降低竹荪生产成本。【方法】通过设置100%竹屑(CK)、70%(体积分数,下同)竹屑+30%桑枝屑(T1)、70%竹屑+30%菌糟(T2)共3个处理,研究不同基料对竹荪农艺性状、营养成分和氨基酸含量的影响。【结果】①T2处理的竹荪长度、菌柄质量和干质量较CK和T1均显著增加,T1和T2处理的竹荪产量和生物学效率均显著高于CK,产量分别增加了26.44%和41.11%,生物学效率分别提高了46.02%和62.66%。②T2处理的竹荪粗蛋白、灰分、粗多糖和多酚含量均显著高于CK,但与T1无显著差异,T1处理的竹荪中Ca和Fe含量有所提高,T2处理的竹荪Cu、Zn和Se含量有所提高。③T2处理的竹荪氨基酸总量和必需氨基酸含量较CK分别增加了58.82%和64.97%,较T1分别增加了33.07%和38.20%,T2处理的竹荪甜味氨基酸占比高于T1,苦味和芳香氨基酸占比低于T1。【结论】在栽培基料中添加菌糟和桑枝屑均能提高竹荪的营养价值和生物学效率,但添加菌糟的效果更佳,可使竹荪粗蛋白、灰分、粗多糖和多酚含量分别提高28.08%、33.53%、111.8%和25.36%,有效改善了竹荪的品质。

• 互花米草与盐地碱蓬群落交错带土壤因子的梯度变化特征

  夏雯雯,李想,王钰祺,徐驰,刘茂松

  【目的】研究互花米草(Spartina alterniflora)入侵对土壤因子的改造作用,以及土壤因子改变对互花米草生态入侵过程的影响。【方法】以江苏沿海滩涂湿地互花米草群落与和盐地碱蓬(Suaeda salsa)群落的交错带为研究对象,从互花米草群落到盐地碱蓬群落分6个生境梯度带,对各梯度带植物生长状况及表层(0~10 cm)、中层(≥10~30 cm)、下层(≥30~60 cm)3个层次土壤主要理化指标的梯度变化特征进行了研究。【结果】①各梯度带不同土壤层次间,除粒径、总磷,其他指标表层土壤性质与中下层差异显著。②植物群落特征和土壤因子分布在表层呈现出明显的梯度分布格局,与盐地碱蓬群落相比,互花米草群落表层土壤有较高的含水量、总有机碳、总氮含量及较低的盐度、容重和pH。③随着互花米草群落由内部向边缘带过渡,生物量、株高、盖度呈下降趋势,表层土壤含水量、总有机碳、总氮含量总体呈下降趋势,容重和pH 呈上升趋势,盐度、粒径、总磷含量没有明显的趋势变化。【结论】互花米草入侵对群落交错区土壤的改造效果在土壤表层明显,表现为显著增加土壤含水量、总有机碳和总氮量,降低pH、盐度和容重,而总有机碳、总氮含量随入侵时间的延长具累积效应,含水量、总有机碳、总氮等因子含量的增加可能会促进互花米草的相对竞争优势。

• 不同固废及其处理产物对黄骅港盐碱土的改良效果

  姚晶晶,冯象千,肖贺,郑豫,张成梁

  【目的】探究不同固废及其处理产物对盐碱土的改良效果,促进固废消纳的同时为渤海湾盐碱地治理提供理论依据。【方法】以河北省沧州渤海新区黄骅港盐碱土为研究对象,通过土壤改良和盆栽试验,分析对照组(CK)、炉渣+煤矸石(S10、S50和S100)、生物炭(C10、C50、C100)和木醋液(V300、V100和V50)对土壤盐碱性状、养分状况和盐地碱蓬(Suaeda salsa)农艺性状的影响。【结果】各处理均可降低原始土样pH、可溶性盐总量和碱化度,同时提高土壤养分含量并促进盐地碱蓬生长,但是不同处理之间存在差异(P<0.05)。木醋液对土壤盐碱状况的改良效果最优,其中V300处理的土壤pH、可溶性盐总量、交换性钠离子和碱化度均最小,但土壤养分状况和盐地碱蓬生长状况不理想。炉渣+煤矸石虽然对土壤盐碱状况的改良效果最弱,但该处理下土壤有机质含量与盐地碱蓬生长状况优于其他处理;其中S50处理下土壤有机质含量及植物发芽率、发芽指数和生物量分别为13.05 g/kg、80.40%、47.75%和99.56 g,显著高于其他处理(P<0.05)。生物炭对土壤盐碱和养分状况的改良效果及对盐地碱蓬生长的促进效果居中。【结论】炉渣+煤矸石、生物炭和木醋液均具有一定降盐碱、提高土壤养分含量、促进盐地碱蓬种子萌发和植株生长的作用,且S50处理对土壤养分和盐地碱蓬生长的改善效果最优,可作为渤海湾黄骅港盐碱地改良措施。

• 缓释肥施氮量对4种国外栎苗木质量及移栽成活率的影响

  魏宁,李国雷,蔡梦雪,史文辉,刘文,薛柳,李进宇

  【目的】探究缓释肥施氮(N)量对4种国外栎苗木生长、矿质养分和非结构性碳水化合物积累及移栽成活率的影响,以期得出4种国外栎1年生容器苗最佳施N量,为培育高品质苗木提供指导。【方法】以夏栎(Quercus robur)、猩红栎(Q. coccinea)、北美红栎(Q. rubra)和沼生栎(Q. palustris)1年生容器苗为试验对象,采用单因素完全随机试验设计,在苗圃期使用缓释肥设置5个水平施N量处理:25、100、150、200和400 mg/株。第1个生长季末测定苗高、地径、生物量、矿质养分及非结构性碳水化合物含量,翌年春季移栽至大田,移栽1 a后测定苗木成活率。【结果】夏栎在施N量200 mg/株时,苗木规格、矿质养分含量和非结构性碳水化合物含量均达到最大值,400 mg/株时生物量显著下降。猩红栎在施N量为150 mg/株时,苗高、地径、生物量和可溶性糖含量最大;200 mg/株时矿质养分积累和淀粉含量最大。北美红栎苗高、地径、生物量和非结构性碳水化合物含量在各处理间均无显著差异,N含量、磷(P)含量随施N量增加而增加。沼生栎地径随施N量增加显著增加,施N量大于100 mg/株后苗高和生物量不再增加,矿质养分含量仍然增加,各处理间非结构性碳水化合物含量差异不显著。移栽1 a后沼生栎的成活率最高(95.0%)、猩红栎的不足30.0%、夏栎和北美红栎的分别为55.0%和45.0%。【结论】夏栎1年生容器苗缓释肥最佳施N量为200 mg/株;猩红栎1年生容器苗缓释肥最佳施N量为150~200 mg/株;北美红栎和沼生栎1年生容器苗缓释肥最佳施N量大于400 mg/株。沼生栎移栽成活率最高,苗圃期适当施肥能增加夏栎、猩红栎和沼生栎容器苗规格和养分贮存,北美红栎养分含量得以提升,但苗圃期施肥对4种国外栎移栽成活率没有显著改善。

• 刚毛柽柳ThPCS1基因克隆与镉胁迫应答分析

  王培龙,杨妮,张傲然,唐努尔·塞力克,李爽,高彩球

  【目的】探究刚毛柽柳(Tamarix hispida)植物络合素合酶(phytochelatin synthase,PCS)基因ThPCS1的镉胁迫应答功能。【方法】通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)对刚毛柽柳ThPCS1基因进行克隆;通过BioEdit、MEGA 5.0等软件对ThPCS1蛋白进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析镉(Cd)胁迫条件下ThPCS1基因在柽柳根和叶中的表达水平;构建pROKII-ThPCS1过表达载体,通过瞬时侵染技术获得转ThPCS1基因柽柳,分析比较转基因和对照柽柳Cd胁迫应答相关生理指标和生理染色情况。【结果】从刚毛柽柳转录组数据中分离出ThPCS1基因的全长转录组序列,预测该基因的开放阅读框为1 581 bp,编码526个氨基酸,编码蛋白质的分子质量为130.75 ku,理论等电点pI为5.0。保守结构域的多重比对分析结果均显示ThPCS1蛋白在N端具有PCS结构域。RT-qPCR结果显示在镉胁迫条件下,ThPCS1基因在柽柳根中被诱导表达,且呈现出组织特异性的表达模式。对镉胁迫处理后的刚毛柽柳ThPCS1转基因植株和对照植株相关生理指标进行测定,结果显示,同对照植株相比,转基因植株的活性氧和镉离子含量降低,细胞膜损伤减小。【结论】刚毛柽柳ThPCS1基因在根中的表达明显受到镉胁迫诱导,可能参与了刚毛柽柳对镉胁迫的应答。本研究初步证明刚毛柽柳ThPCS1基因可能提高了转基因植物的耐镉能力,是一个耐镉分子育种的候选基因。

• 山新杨蔗糖合酶基因PCR介导的重组现象研究

  葛宝柱,徐强,陈赢男

  【目的】山新杨(Populus davidiana×P. bolleana)是林木基因工程育种基础和应用研究的良好材料;以山新杨蔗糖合酶基因(PdbSUS)为例研究聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)过程介导的重组现象,在此基础上区分每一个PdbSUS基因的两种单倍型,为后续研究提供准确的序列信息,并为判断木本植物基因真实的单倍型遗传信息提供参考。【方法】分别采集番茄(Lycopersicon esculentum)和山新杨新鲜嫩叶,以番茄基因组为内参,利用流式细胞仪测定山新杨基因组大小及其倍性水平。参考毛果杨(P. trichocarpa)蔗糖合酶序列设计引物,分别以山新杨基因组DNA和cDNA为模板进行同源克隆,将PCR扩增产物回收纯化,连接测序载体并转化大肠杆菌感受态细胞,挑取阳性克隆进行菌液PCR验证,将整合有外源片段的转化子进行一代测序。利用SnapGene及DNAMAN软件对测序结果进行分析比对。【结果】山新杨为二倍体植物,获得了7个PdbSUS基因的全长序列,并分别在基因组和转录水平鉴定出每个基因的两种单倍型序列。同时,检测到PCR介导的重组现象并通过限制性酶切多态性(RFLP)进行了验证。在测序的209个克隆中,发现有18个含有嵌合产物,占比8.6%,不同基因产生嵌合产物的概率为0~33.3%。检测到的嵌合产物均来自同一个位点的不同等位基因之间发生重组,未发现不同蔗糖合酶基因之间发生重组的现象。【结论】PCR介导的重组是PCR反应过程中能够衍生重组分子的一种高频事件,该现象可能是由于引物延伸不完全或聚合酶模板转换导致。在利用PCR技术克隆木本植物或其他基因组杂合度较高物种的基因时,需识别产物中重组分子才能够准确区分单倍型的遗传信息。

• 陈山红心杉1.5代种子园遗传多样性和子代父本分析

  陈兴彬,徐海宁,肖复明,孙世武,娄永峰,邹元熹,徐小强

  【目的】陈山红心杉是江西特有的杉木优良种源,其近髓心的木质部为高比例的油亮栗褐色,是工艺建筑和室内装潢极为宝贵的天然材料。对陈山红心杉1.5代种子园进行遗传多样性和子代父本分析,为红心杉种子园的管理提供科学依据。【方法】以江西省青原区白云山林场陈山红心杉1.5代种子园及其子代测定林为研究材料,利用12对SSR引物,对种子园32个亲本及14个无性系的459个子代进行遗传多样性和父本分析。【结果】各引物在亲本群体中检测到等位基因数(Na)为3~7,平均为4.41个;引物在子代群体中检测到的等位基因数(Na)为4~11,平均为6.50个,较亲本群体高2.09个。亲本群体的平均有效等位基因数(Ne)为2.330,子代群体的平均有效等位基因数为2.306。子代群体包含亲本群体所有的等位基因,并检测到25个子代特有的等位基因。子代群体的Shannon’s信息指数(I)=1.004高于亲本群体的0.992,说明子代群体的遗传多样性略高于亲本群体。子代群体和亲本群体的观测杂合度(Ho)分别为0.525和 0.571,表明子代群体中杂合单株的比例较亲本有所下降。种子园的多位点异交率(tm)是1.012,单位点异交率(ts)为0.991,说明种子园异交率较高。双亲近交系数(tm-ts)为0.021,表明种子园无性系间近交水平比较低。种子园的有效花粉供体数目(Nep)为7.81。种子园的多位点父本相关性[Rp(m)]和单位点父本相关性[Rp(s)]分别为0.128和-0.016,单位点和多位点父本相关性的差值Rp(s)-Rp(m)=-0.144<0,表明亲本间没有明显的近亲关系。家系间的多位点异交率(tm)变化幅度为0.938~1.200,有10个家系的多位点异交率(tm)大于0。家系间近交系数(tm-ts)变化幅度为-0.127~0.150,9个家系的近交系数大于零,说明这些家系存在近交现象。通过父本分析,在80%的置信水平下确定了325个子代的父本来源,占分析子代总数的70.8%。子代的亲本均不是同一无性系,说明种子园无自交现象。各家系子代确定父本的比率不一致,41号家系子代确定父本的比率最高,为93.9%,其余家系子代确定父本比率为54.3%~90.9%。8号家系确定父本的30个子代中,16个子代的父本为同一无性系,占家系子代总数的53.3%;12号家系确定父本的26个子代中,12个子代的父本为同一无性系,占家系子代总数的46.2%,说明无性系间授粉亲和性不同。种子园存在非随机交配现象,在32个潜在无性系中,有26个无性系提供了有效花粉,其中父本贡献率最高的是22号和29号无性系,各为33个子代提供了花粉,其贡献率均为10.2%,其他无性系的父本贡献率为0.3%~8.9%。父本贡献率最高的前11个无性系共计产生了70.2%的子代。【结论】陈山红心杉1.5代种子园遗传多样性丰富,子代保持了亲代的遗传多样性水平;种子园异交率较高,部分家系存在低水平的近交;子代父本分析表明,种子园无自交现象,无性系间授粉亲和性不同,父本贡献率不均等。

• 唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

  黎梦娟,朱礼明,霍俊男,张景波,施季森,成铁龙

  【目的】唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能。以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制。【方法】根据唐古特白刺的转录组数据,设计特异性引物,克隆两个CBL基因,并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位鉴定。使用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫条件下唐古特白刺CBL基在叶片中的表达模式。【结果】克隆鉴定了唐古特白刺的NtCBL1、NtCBL2基因,NtCBL1基因cDNA编码区长度为642 bp,可编码213个氨基酸,蛋白质分子质量为52.77 ku,分子式为C1 971H3 302N642O836S106;NtCBL2基因cDNA编码区长度为681 bp,可编码226个氨基酸,蛋白质分子质量为26.10 ku,分子式为C1 179H1 832N298O356S7。亚细胞定位预测和鉴定结果显示NtCBL1、NtCBL2蛋白均定位于细胞膜上。在胁迫、干旱迫、冷胁迫处理下,NtCBL1、NtCBL2基因均表现出不同程度的变化,而NtCBL1基因的变化更为明显,推测其在盐、干旱胁迫中发挥重要作用。【结论】从唐古特白刺中克隆出NtCBL1、NtCBL2基因,发现NtCBL1基因在盐胁迫下表达量明显上升,而NtCBL2基因变化不大。结果表明NtCBL1基因可能参与唐古特白刺的盐、干旱胁迫响应,而NtCBL2基因在冷胁迫下起一定作用。

• 红皮云杉体胚发生体系优化和超低温保存技术研究

  高芳,陈士刚,秦彩云,才巨锋,王聪慧,董环宇,陶晶

  【目的】通过对红皮云杉(Picea koraiensis)体细胞胚胎发生条件的筛选和超低温保存技术研究, 建立其完整的体胚发生体系及超低温保存条件,为红皮云杉优良种质资源的大量繁殖及保存提供基础。【方法】以红皮云杉合子胚为外植体,以两种基本培养基、6种植物生长调节剂组合为培养条件,筛选胚性愈伤组织诱导的适宜条件。并将获得的胚性愈伤组织进行超低温保存和体胚发育与成熟萌发试验,以3种脱落酸(ABA)和Gelrite浓度以及4种基本培养基为培养条件,筛选出体胚成熟和萌发的适宜培养条件。【结果】①两种基本培养基相比较,改良RJW(诱导率为30.00%)优于1/2 LV(诱导率为22.50%)基本培养基。当萘乙酸(NAA)质量浓度为3.0 mg/L、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)质量浓度为0.5 mg/L时胚性愈伤组织诱导率最高为50.00%;② 胚性愈伤组织增殖培养3个月后进行超低温保存试验,经恢复培养10 d 左右可以清晰地观察到成活的胚性愈伤组织,3个细胞系的胚性愈伤组织均可成活;③ 体胚发育阶段,改良RJW培养基添加Gelrite 6.0 g/L和ABA 20 mg/L时,3个细胞系体胚数量均较高,但是畸形胚比例也偏高,特别是HY-1细胞系畸形胚比例高达77.14%;当Gelrite质量浓度增加到8.0 g/L时,3个细胞系畸形胚比例均降低, 其中HY-2细胞系体胚数量为396.00个/g,畸形胚比例为10.33%;④ 红皮云杉体胚成熟培养两个月进行体胚萌发,在1/2 LM上体胚萌发能力最弱,其次是LM基本培养基,改良RJW体胚萌发能力最佳。不同细胞系体胚萌发能力也不同,体胚萌发能力最高为65.00%。【结论】① 胚性愈伤组织诱导的适宜培养基为改良RJW基本培养基,适宜的激素组合为NAA 3.0 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L;② 本试验进行超低温保存的细胞系均可成活;③ 体胚发育与成熟适宜的ABA质量浓度为20 mg/L,适宜Gelrite质量浓度为8.0 g/L;④ 体胚萌发的适宜基本培养基为改良RJW基本培养基。本研究建立了红皮云杉体胚发生体系并成功进行胚性愈伤组织的超低温保存条件,该技术体系可用于红皮云杉优良种质的快速繁殖。

• 铁线莲‘朱卡’组织培养技术及再生体系的建立

  高燕,莫建彬,付艳茹,奉树成

  【目的】以铁线莲‘朱卡’(Clematis ‘Julka’)的带芽茎段为起始材料,通过组织培养方法建立再生体系。【方法】利用腋芽诱导—不定芽增殖—生根和愈伤组织诱导—增殖—分化—生根两种途径,建立该品种的组织培养再生体系,形成铁线莲‘朱卡’完整植株。【结果】铁线莲‘朱卡’组织培养最适宜灭菌条件为质量分数10%次氯酸钠溶液灭菌12min;带芽茎段诱导腋芽最适培养基为MS+NAA 0.1 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,不定芽增殖最适培养基为MS+IBA 0.20 mg/L+6-BA 1.0 mg/L+GA3 0.2 mg/L;带芽茎段诱导愈伤组织最适培养基为MS+NAA 0.05 mg/L+6-BA 2.0 mg/L,愈伤组织增殖最适培养基为MS+NAA 0.20 mg/L +6-BA 2.0 mg/L,愈伤组织分化最适培养基为MS+NAA 0.03 mg/L+6-BA 3.0 mg/L;最佳生根培养基为1/2 MS+IBA 0.3 mg/L。【结论】首次用两种器官发生方法建立了稳定高效的铁线莲‘朱卡’再生体系。直接形成不定芽时增殖倍数可达5.52。诱导愈伤组织途径的器官发生中,愈伤组织分化率可达76.7%,分化不定芽平均数超过3。两种途径诱导生根率都在90%以上。

• ‘黄樽’薄叶金花茶组培苗生根与移栽技术研究

  吴丽君,游云飞,陈达,陈文荣,李文芳

  【目的】优化组培苗生根和移栽技术,提高‘黄樽’薄叶金花茶组培生根率和移栽成活率。【方法】以苗龄60 d的继代芽苗为材料,在优选基本培养基(1/2 B5、3/4 B5、B5)与植物生长调节剂(ABT、IBA)组合的基础上,研究2种培养基质[(V细河沙:V蛭石=1∶1)(河沙蛭石基质)、琼脂]与2种附加物(白糖、活性炭)形成的5种组合对生根率的影响;以河沙蛭石基质+1/2 B5+ABT 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L为生根培养基,培养35 d,分别补充白糖15.0 g/L、K2HPO415.0 mg/L、白糖15.0 g/L+K2HPO415.0 mg/L及对照组(CK)等4种处理,培养65 d后,将生根苗移栽到V细河沙∶V蛭石=3∶1的基质上,研究4种处理对芽苗生根率、移栽成活率、芽苗茎粗和黄化率的影响。【结果】在优选的培养基1/2 B5+ABT 0.5~1.0 mg/L+IBA 0.5~1.0 mg/L+白糖15 g/L+琼脂6.0 g/L,芽苗生根率仅41.1%~42.2%;培养基质与附加物的5种组合对生根率的影响达极显著水平,河沙蛭石基质+白糖0 g/L和河沙蛭石基质+白糖15 g/L的生根率分别为84.4%和68.9%,高于传统的琼脂白糖组合;生根培养后期,4种处理对生根率的影响不显著,但对移栽成活率影响极显著,补充白糖15 g/L+K2HPO4 15.0 mg/L,克服了芽苗黄化,提高芽苗质量,进一步提高了芽苗生根率和移栽成活率,生根率和移栽成活率分别为91.1%和93.3%。【结论】 ‘黄樽’薄叶金花茶采用传统的白糖琼脂培养方式,其组培生根及组培苗移栽效果不理想。生根培养前期用河沙蛭石基质+1/2 B5+ABT 0.5~1.0 mg/L+IBA 0.5~1.0 mg/L的无糖培养,培养后期补充白糖15 g/L+K2HPO4 15.0 mg/L,是提高‘黄樽’薄叶金花茶生根率和移栽成活率的有效方法,也为其他组培生根困难的植物,尤其是金花茶组植物离体培养,提供了可借鉴的培养方法。

• 两种植物生长调节剂对木槿插穗生根的影响

  张琳,程亚男,张欣,杨伟婷,孔庆涛,谢东锋

  【目的】了解木槿扦插生根机制,探索植物生长调节剂萘乙酸(NAA)和吲哚丁酸(IBA)对木槿嫩枝扦插的影响,筛选提高木槿扦插成活的配方,为木槿扦插繁殖提供参考。【方法】以木槿1年生嫩枝为试验材料,采用3种质量浓度(100、300、600 mg/L)的NAA和IBA溶液处理插穗,以清水为对照(CK)进行完全随机区组扦插试验,对插穗解剖结构、生根性状和叶片生理指标进行观测,测定了插穗的生根率(RR)、根鲜质量(RFW)、根系TTC还原强度(RA)、TTC还原总量(TTCRA)、平均根长(ARL)、根平均直径(RAD)、根表面积(SA)、根体积(RV)、根尖数(RT)、根长密度(RLD)、比根长(SRL)、叶绿素含量(Chl)和净光合速率(Pn)等。【结果】①显微观察发现,木槿不定根原基最先由位于插穗形成层和髓射线结合点处钝圆锥形的薄壁细胞群分裂分化而成,不定根发生后通过皮孔向外伸出;②与CK相比,300 mg/L的IBA处理下,木槿插穗的生根性状和生理指标中RR、RFW、RA、TTCRA、ARL、RAD、SA、RV、RT和RLD分别增加了554%、527%、58%、892%、198%、50%、282%、457%、126%、198%,而SRL、Chl和Pn分别降低了52%、51%和82%;③相关性分析发现,木槿插穗叶片Chl、Pn与大部分根系指标呈负相关;④通过隶属函数法对各处理生根能力评价可知,IBA处理下插穗生根能力比NAA处理的高,300 mg/L的 IBA处理下生根能力最强。【结论】木槿插穗以皮部生根为主;木槿插穗生根过程中地上部分生长与地下部分生根存在竞争关系,两种植物生长调节剂能够促进木槿插穗地下部分生根,抑制地上部分生理性状;植物生长调节剂具有浓度阈值效应,300 mg/L IBA处理是促进木槿扦插生根最适宜的配方。

• 桢楠种子脱水过程中的生理响应

  李佳琦,薛晓明,高捍东

  【目的】通过对桢楠种子脱水过程中的生理响应进行研究,探讨恰当的脱水处理方式,为桢楠种子的长期保存提供必要的理论和技术支持。【方法】采用硅胶脱水的方法对桢楠种子进行脱水处理,当失水率在0、3%、6%、9%、12%、15%和18%时进行各项生理指标的测定,研究其脱水耐性。【结果】桢楠种子初始含水率为37.74%,初始生活力为89.41%,半致死含水率为29.09%,表现出较高的顽拗性。桢楠种子在硅胶脱水过程中,生活力逐渐下降;电导率和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量不断上升;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均先上升,之后急剧下降;同时,桢楠种子的SOD活性和CAT活性均分别与电导率和MDA含量之间存在显著负相关关系(相关系数分别为-0.833、-0.743、-0.819和-0.871)。随着脱水的进行,桢楠种子保护酶系统受到抑制,膜脂过氧化作用加强,引起其膜透性加剧,有害过氧化物积累,进一步引起种子生活力降低乃至完全丧失。【结论】桢楠种子表现出较高的顽拗性,在储藏过程中应特别注重其对水分的需求,种子储藏的最佳含水率为34.74%,在生产实际中含水率可控制在34.74%±3%。

• 加拿大紫荆种子硬实性解除及其吸水特性研究

  张琪,钱滕,王欢,朱铭玮,李淑娴

  【目的】加拿大紫荆种子具有硬实性,研究解除其硬实性的方法及吸水特性,揭示其种皮结构和吸水的关系可为种子休眠及种子生物学研究提供理论依据。【方法】以不同温度梯度(70~90 ℃)的热水处理加拿大紫荆种子,探究解除其硬实性的最适条件,采用凡士林密封法与苯胺蓝染色法分析种子的吸水特性,同时借助扫描电镜对种皮结构进行观察。【结果】加拿大紫荆种子的吸胀率随温度升高而提高,80 ℃和90 ℃处理均能有效解除种子硬实性,但90 ℃处理的种子生活力显著下降。种子的种脐处有明显的裂缝,热水处理后,裂缝中的胶状物质消失,裂缝更加明显。经观察种皮纵切面发现,大多数部位的种皮由3层结构组成,由外向内分别是角质层、栅栏层和厚壁细胞层。种脐区域除了上述3层结构,还具有明线、反栅栏层和维管束。热水处理后,种孔处的栅栏层和厚壁细胞层分离,形成一个小凸起。凡士林密封实验发现:浸种12 h后,种脐端的吸水量最大,显著高于密封另外2个部位的处理;浸种96 h后,种子中间部位开始缓慢吸水;浸种120 h时,子叶末端仍未吸水。苯胺蓝染色发现:种孔部位的凸起最先着色(2 h),之后种脐的裂缝(3 h)以及维管束通道也被染成蓝色(9 h);随着染色时间的延长,厚壁细胞层与栅栏层的分离区域扩大,角质层和栅栏层着色面积也相应扩大,但厚壁细胞等组织仍未被染色。染色36 h时,整个种皮以及胚乳被染成蓝色。【结论】采用80 ℃热水处理5 min是解除加拿大紫荆种子硬实性的最适条件,可使种子维持较高的生活力;种脐区域是早期吸水的主要部位;种孔是加拿大紫荆种子的最初吸水位点,随后水分沿厚壁细胞层与栅栏层的分离处以及维管束向子叶末端迁移。厚壁细胞等组织对种子的早期吸水有一定的影响。

• 室内饲养松墨天牛幼虫不同肠段细菌的群落结构及功能分析

  陈宏健,郝德君,田敏,周杨,夏小洪,赵欣怡,乔恒,谈家金

  【目的】了解室内饲养松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫前、中、后肠段细菌的群落结构,比较不同肠段之间菌群多样性和优势菌群的差异,为揭示肠道细菌在松墨天牛获取营养、克服寄主植物化学防御的机理提供参考。【方法】分别提取室内饲养的松墨天牛4龄幼虫前、中、后肠各3组样本(每组5个前肠、5个中肠、5个后肠)的肠道DNA。利用Illumina HiSeq技术对松墨天牛幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4区序列进行文库构建和高通量测序。原始序列使用Trimmomatic软件和FLASH软件分别进行质控和拼接。利用USEARCH软件对序列进行操作分类单元(OTUs)聚类,统计OTUs数量并绘制Venn图。在门和属分类水平上统计各样本的群落组成及物种丰度情况。通过Alpha多样性和Beta多样性分析反映不同样本的菌群多样性和相似性。采用PICRUSt软件预测松墨天牛幼虫肠道细菌映射到KEGG数据库上的功能,探究不同肠段细菌群落发挥的潜在功能。【结果】共获得643 404条高质量序列,在97% 相似度下将其聚类为1 614个操作分类单元(OTUs),共注释到35门、63纲、137目、250科、554属和844种。前肠OTUs最少,后肠OTUs最多,每个肠段的OTUs组成上既有相似性,也存在差异性。变形菌门(Proteobacteria)为3个肠段中最优势门;葡糖杆菌属(Gluconobacter)为前肠中最优势属,沙雷氏菌属(Serratia)为中肠的最优势属,葡糖杆菌属和沙雷氏菌属同为后肠的最优势属。Alpha多样性显示中、后肠群落多样性更丰富;Beta多样性分析表明,3个肠段的细菌群落组成存在差异,但中肠与后肠的群落组成较相近。功能预测表明,整个肠道菌群中代谢功能丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,这些功能集中在中、后肠。【结论】本实验中菌群功能是基于PICRUSt软件预测的结果,松墨天牛幼虫室内种群的前、中、后肠的细菌群落结构及不同肠段细菌的潜在功能存在差异,是由于不同肠段内的理化性质差异及其在消化中发挥的不同功能所致。肠道细菌与松墨天牛幼虫形成一个共生功能体,菌群在协助幼虫代谢物质、获取营养以及克服寄主植物化学防御方面发挥着重要作用。

• 蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治松材线虫病研究

  尹艳楠,谈家金,李梦伟,许嘉麟,郝德君

  【目的】松材线虫病是一种由松材线虫对赤松、马尾松、黑松等易感树种寄生取食继而引起树种死亡的病害,其发病速度快、易传播,传统的物理、化学防治成本高,且化学防治对环境易造成不可逆的污染,目前还没有较好的防治方法。为寻找安全有效的生物防治方法,笔者探究蜡样芽孢杆菌在温室下对马尾松盆栽苗松材线虫病的防治效果。【方法】采用人工皮接法将2 000、4 000和6 000条松材线虫AMA3虫株分别接种到2年生马尾松幼苗上,测定发生松材线虫病症状的临界值;蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株是从南京湿地松上分离出的具有杀线虫作用的松树内生细菌,在接种松材线虫AMA3虫株的前7天、当天和接种后第7天用灌根法灌入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液,并设置对照试验:将发酵液、菌悬液和发酵滤液稀释10倍后,各取20 mL灌注到2年生马尾松根部,其中发酵液和菌悬液的菌体浓度为4×108 cfu/mL,以无菌水和培养基处理为对照,比较蜡样芽孢杆菌不同发酵产物对松材线虫病的防治效果;以灌根法分别施入20 mL菌体浓度为4×108、4×107、2×107 cfu/mL的蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液;将蜡样芽孢杆菌以菌粉水悬液灌根法和菌粉涂抹法两种方式处理2年生马尾松幼苗。从施菌浓度、施菌方法和施菌时间等3个方面对经过低温喷雾干燥制备的蜡样芽孢杆菌菌粉进行防治松材线虫病试验,观察各处理下马尾松的发病情况。【结果】2年生马尾松接种松材线虫AMA3虫株后发病的临界值为4 000条。采用灌根法施入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株的发酵液和无菌发酵滤液后不能对松材线虫病起到预防作用,施蜡样芽孢杆菌菌悬液对松材线虫病有一定的预防效果(33%)。蜡样芽孢杆菌对马尾松松材线虫病的预防效果要大于治疗效果,健康马尾松在接种线虫之前以灌根法施入蜡样芽孢杆菌的预防效果会更好。将蜡样芽孢杆菌菌粉直接涂抹松枝,与菌粉水悬液灌根的方法相比,两者对松材线虫病的防治效果相当。同一菌体浓度下蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液和发酵菌悬液对松材线虫病的预防效果相当;施用蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液对松材线虫病的防治效果随菌体浓度的增加有所提高,当菌体浓度达到一定值以后,增加浓度也不会提高防治效果。【结论】在蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治2年生马尾松幼苗松材线虫病前,先筛选2年生马尾松接种松材线虫的临界值,能有效避免因接种松材线虫浓度过大而使真实防治效果降低的缺点。蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌悬液和经低温喷雾干燥制得的菌粉对松材线虫病均有一定的预防效果,在马尾松未感染松材线虫的健康状态施用蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株效果更好,通过菌粉涂抹法处理松枝可以对松材线虫病产生预防效果。

• 珍稀濒危植物堇叶紫金牛种群结构及动态分析

  马丹丹,库伟鹏,夏国华,毛洁莹,薛建辉

  【目的】堇叶紫金牛(Ardisia violacea)为中国特有的珍稀濒危植物,目前报道仅在台湾、浙江、安徽有零星分布。研究其种群结构和动态,旨在为维持堇叶紫金牛种群及其生存群落的发展提供一定的科学依据,也为探索堇叶紫金牛种群及群落的保护、更新和生态恢复奠定理论基础。【方法】以2018年新发现的堇叶紫金牛最北分布点杭州市临安区清凉峰镇顺溪坞的种群为研究对象,通过编制静态生命表和生殖力表,绘制种群年龄结构图、存活曲线和死亡率、消亡率曲线图,进行种群结构和动态分析。【结果】①种群内低龄级[DB(基径)≤1.4 mm]植株数最为丰富,中龄级(1.4<DB≤1.8 mm)和高龄级(DB>1.8 mm)植株数较少,表现为增长型种群。②存活曲线趋向于Deevey-Ⅱ型,种群各龄级有相近的死亡率。③未来外部干扰下的数量动态指数Vpi'=0.008 8>0,种群增长速度较为缓慢,且对外界干扰比较敏感。【结论】样地内堇叶紫金牛种群整体呈低增长型发展趋势,生理寿命约4.0 a,种群规模相对稳定。

• 低密度造林对杉木生长、形质和材种结构的影响

  熊光康,厉月桥,熊有强,段爱国,曹德春,孙建军,聂林芽,盛炜彤

  【目的】对江西大岗山地区低密度杉木人工林自然稀疏进程、林木生长进程、形质特征、材种结构和经济效益动态变化特征进行调查分析,为杉木低密度造林调控管理提供科学依据。【方法】以2 500株/hm2传统造林密度为对照,对设立在江西省分宜县初植密度为1 111、1 667株/hm2的2种低密度杉木试验林生长发育规律进行了25 a动态监测分析。【结果】林分平均树高、平均胸径、枝下高和蓄积量均随林龄增加而增加,随密度的减小而递增;19~25年生时不同造林密度林分的平均胸径差异达显著水平,8~19年生和22~25年生时分别为枝下高和蓄积量增加最快的时期,但二者受林分密度的影响均不明显;累积枯损率和林木自然分化程度随林龄的增加而增加,随密度的降低而减小,25年生时不同造林密度林分累积枯损率差异达显著水平;林木平均冠幅随年龄增加呈先上升后下降再缓慢上升的趋势,19年生时不同密度的冠幅间差异达显著水平;年均自然稀疏率和林冠重叠度随林龄的增加呈先上升再缓慢下降的趋势,年均自然稀疏率22年生时达最大值,林冠重叠度8年生时达最大值,此时不同密度的林冠重叠度间差异达显著性水平。25年生时,造林密度为1 111和1 667株/hm2林木的胸高形率、心材占比高于造林密度为2 500株/hm2的指标,断梢率、高径比和幼/成龄材比率低于造林密度为2 500 株/hm2的指标,其中高径比密度间差异达显著水平;19~25年生近成熟龄期,林分大径木比例和大径材出材量均随造林密度降低而增加,该时期1 111和1 667株/hm2低密度林分总蓄积量、总出材量和经济材出材量逐渐与造林密度为2 500株/hm2接近,25年生时造林密度为1 667株/hm2的总蓄积量、总出材量和经济材出材量均超越造林密度为2 500株/hm2的指标。经济效益分析表明,造林密度1 667株/hm2林分的纯收入和净现值最大,比2 500株/hm2林分的提高了1.09倍和1.10倍,而造林密度为1 111株/hm2的效益成本比和内部收益率最高,分别为7.35和30.20%。【结论】初植造林密度1 111和1 667株/hm2较适宜在江西大岗山地区杉木人工林造林中选择应用。

• 太平洋西北部地区天然林景观动态及破碎化驱动力分析

  李鑫,翁卫松,李明诗

  【目的】准确量化森林破碎化程度以及破碎化过程,对于理解森林的生境变化导致的生态服务功能变化具有重要作用。本研究旨在量化美国西北部天然林破碎化空间过程,探究其社会经济驱动因素,为构建合理的森林经营方案提供参考,并为提高中国东北地区天然林的管理水平提供借鉴。【方法】利用美国国家土地覆盖3期数据(NLCD2008、2013及2016),先对太平洋西北部地区天然林进行景观格局分析,然后采用森林破碎化过程模型描述和量化了4种破碎化过程,据此刻画了研究区内天然林景观动态变化及破碎化的时空模式。结合社会经济统计资料,分析导致这些变化的社会经济驱动因素及其管理含义。【结果】①2008—2016年,天然林面积总体呈现出缓慢的上升趋势,森林损失面积持续低于森林恢复面积,森林斑块面积逐渐增大,而斑块数量逐渐减少,森林连接性逐渐提高。②森林破碎化现象广泛存在,且随着时间推移逐步得到改善,收缩和破碎化过程在森林破碎化成分中占主导地位,4种破碎化过程呈现出“破碎化—收缩—穿孔—消失”的前后关联。③社会经济因素是森林破碎化的重要预测因子, 表现形式为:人口增加、居民点建设、农业开垦种植和区域经济发展对森林资源的依赖等。【结论】近10年内太平洋西北部森林破碎化程度逐渐降低,受人为干扰影响较大,森林景观在研究阶段内未发生明显变化,既满足了木材工业发展的需要,又符合生态保护的要求。

• 长三角小流域AnnAGNPS模型参数敏感性及适用性评价

  张水锋,张金池,庄家尧,王新猛,张思玉

  【目的】研究年度农业非点源污染模型(Annualized agricultural non-point source pollutant loading model,AnnAGNPS)在沛桥河小流域的参数敏感性与适用性,为长三角地区的流域综合管理工作提供数据支撑和科学依据。【方法】以长江中下游水阳江水系沛桥河小流域为研究区,采用差分灵敏度分析(differential sensitivity analysis,DSA)方法进行参数敏感性分析,通过相关系数(R2)、效率系数(E)以及相对误差(ER)来综合评价模型的适用性。【结果】对研究区径流、总氮与总磷输出模拟最敏感的参数是径流曲线数(CN),对泥沙输出模拟敏感性程度最高的参数是CN、土壤可蚀性因子(K)、水土保持因子(P)与作物管理因子(C),且均呈正相关影响特征。验证期(2015—2018年)汛期与非汛期径流、泥沙、总氮与总磷的相关系数(R2)、效率系数(E)均大于0.80,相对误差(ER)的绝对值均小于12%;模型对径流与泥沙汛期的模拟精度均高于非汛期,而对总氮与总磷负荷非汛期的模拟精度略高于汛期。【结论】校准后的AnnAGNPS模型应用于沛桥河小流域的模拟效果较好,可用于辅助长三角低山丘陵区农业小流域非点源污染与水土流失管理决策。

• 基于MaxEnt模型的苦槠潜在地理分布格局变迁预测

  缪菁,王勇,王璐,许晓岗

  【目的】苦槠(Castanopsis sclerophylla)为壳斗科栲属常绿阔叶树种,广布于中国长江以南五岭以北各省区,被视为我国南北方气候的“分界树”。研究苦槠潜在地理分布格局变迁及其对气候变化的响应对于保护其野生资源具有重要意义。【方法】运用MaxEnt模型,模拟和预测苦槠在末次盛冰期(last glacial maximum, LGM)、现代和2070年3个时期的潜在分布区,评估了气候因子变化对其潜在地理分布的影响。【结果】MaxEnt模型模拟现代分布区准确度极高,受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.971;苦槠现代高度适宜区主要是皖南山区、大别山区、天目山至北雁荡山地区;中度适宜区扩展到了苏南山区、江西及福建沿海地区;末次盛冰期退缩分布在我国华南北部地区,以及东海大陆架东部。2070年,苦槠的分布受气候影响预测适生区会急剧缩小,生境出现破碎化,高、中度适宜区残存于高海拔地区。Jackknife检验表明,最干季降雨量、最干季均温是影响苦槠地理分布的最主要气候因子。【结论】探讨不同气候因子对苦槠潜在地理分布的影响,利用其生物属性监测亚热带最北缘范围动态变化,可为苦槠的种源保护、生境恢复、繁育驯化等提供科学依据。

• 林分空间结构优化栅格间伐模型

  赖国桢,汪雁楠,黄宝祥,周光,莫晓勇,刘丽婷

  【目的】构建林分空间结构优化栅格间伐模型,以期获得高效、便捷的间伐方案。【方法】在随机间伐模型的基础上,提出将林地栅格化处理的栅格间伐法,并使用随机间伐法对栅格间伐法进行检验,最后以金盆山次生林为例验证模型的适用性。【结果】间伐模拟前,次生林空间结构整体表现不够理想,在角尺度、开敞度和竞争指数方面有待提高;恢复年限33、40、45 a次生林的最佳间伐强度分别为34.69%、21.14%、29.90%,评价指数分别提高了47.94%、53.94%和79.73%,其中33和40 a次生林适用于栅格间伐法,采伐方式分别为栅格边长7 m栅格内伐去3株胸径最小的林木和栅格边长6 m栅格内伐去3株胸径最小的林木。【结论】栅格间伐模型能有效地改善林分空间分布格局,但仅适用于林木分布较为均匀的次生林林分,对于分布不均匀的林分,模型只能确定样地内的间伐木及间伐强度。

• 森林健康评价及其多尺度转换方法

  董灵波,刘兆刚

  【目的】森林生态系统具有明显的层级结构,如何将样本点或样本区健康评价结果推广到区域尺度上是一个亟待解决的关键问题。为此,本研究尝试采用统计学方法实现森林健康评价结果在单木、林分和区域尺度间的转换,为森林健康经营提供理论依据和技术支撑。【方法】以大兴安岭地区盘古林场51块样地和森林资源二类调查数据为基础,采用熵值-AHP法构造单木尺度健康评价模型,并汇总得到林分尺度健康评价结果,即平均值(Hm)、标准差(Hsd)、变异系数(Hcv)、偏度(Hpd)和峰度(Hfd),进而采用度量误差模型建立林分尺度健康综合评价模型。最后,借助所建模型和森林资源二类调查数据以及DEM数据进行区域尺度森林健康得分空间分布制图,并分析其空间分布规律。【结果】所建林分尺度健康综合评价模型的预估精度相对较高,Hm、Hsd、Hcv、Hpd和Hfd预测模型的确定系数R2分别达到0.464 3、0.305 6、0.909 6、0.298 1和0.448 5,能够基本满足森林健康评价的需求;单木、林分和区域尺度评价结果均表明该地区森林整体处于亚健康水平,其中林分因子(树高、优势高、树种数量、株树密度、断面积和单位蓄积)与地形因子(海拔、坡度、坡位)共同影响林分健康得分及其分布情况;盘古林场森林健康得分平均值(Hm)为0.623 4,整体处于亚健康水平;各评价指标均具有明显的空间分布趋势,其中Hm、Hcv、Hpd和Hfd较大的区域主要集中在林场北部且靠近居民点和交通便利的地区,而在南部偏远地区则普遍较低,但Hsd的空间分布格局则完全相反,表明适当的森林经营有助于提升森林的健康水平。【结论】统计学方法能够实现森林健康评价结果从单木、林分到区域尺度的有效转换。

• 风险规避、社会网络对农地转出契约期限的影响

  周丽霞,蔡志坚,王杰,秦希

  【目的】探究风险规避、社会网络对农地转出契约期限的影响,以此了解农户地转出契约期限决策以及促成更多的农地长期流转。【方法】提出研究假设并利用中国家庭金融调查(CHFS)2015数据进行实证检验,实证研究中利用Logit模型进行基准回归, 并采用Probit模型、OLS模型和异质性检验等方法进行稳健性检验。【结果】风险规避变量对农地长期转出契约期限的影响系数为负且在0.1的水平上显著;社交投资总额的估计系数为正但不显著;风险规避与社交投资总额交互项的估计系数为正且在0.1的水平上显著。风险规避对农户长期性农地流转契约选择具有负面作用;社会网络在长期性农地流转契约选择中的直接作用不显著;社会网络起调节作用,可缓解风险规避对农户长期性农地流转契约选择的负面影响。【结论】提高风险规避型农户选择长期性农地转出契约的意愿,需要降低农户在长期性农地流转中所面临的各类风险,并且要注重构建与维持农户的有效社会网络。

• 经济林产业上市公司融资影响因素分析

  丁胜,李颂,梁钰坤,赵庆建,曹福亮,吕柳

  【目的】推动经济林产业上市公司发展的必要手段就是在资本市场中获取足够的资本要素,根据可持续增长理论的内在要求,融合产业特性,研究经济林产业上市公司融资影响因素,可以为制定出符合经济林产业上市公司发展的融资策略提供必要的决策依据。【方法】根据可持续理论构建融资策略评价指标,并提出相关假设,对21家经济林产业上市公司105个面板数据的回归处理采用随机效应模型,进行融资影响因素显著性分析。【结果】随机效应模型检验结果显示,总资产对数、总资产周转率、营业利润率和净资产收益率的t统计量分别为5.318 1、3.197 1、2.310 8和-2.684 8,说明我国经济林产业上市公司融资水平与企业规模、运营能力、自身竞争力等因素呈正相关,与企业盈利能力呈负相关;同时显示对企业资本抵押价值、偿债能力和内部积累能力影响不显著。【结论】经济林产业上市公司融资结构以外源性融资为主,内源性融资为辅;外源性融资结构不平衡,公司偏好股权融资,债务融资较少,整体资产负债率不高;经济林产业处于高速发展阶段,实际增长率高于可持续增长率,公司融资需求较大;盈利能力对内源性融资能力有很大的影响,公司规模与现金流量管理也是提升内源性融资能力的重要因素。

• 松科植物萜类合成酶及其基因家族研究进展

  朱沛煌,陈妤,季孔庶

  萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有重要的经济价值。松科植物通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径合成所有萜类物质合成所必需的5碳前体,并在异戊烯基转移酶家族、萜类合成酶家族作用下合成单萜、倍半萜和二萜等不同长度碳链的萜类分子骨架,并进一步在细胞色素P450酶家族的作用下发生甲基化、羟基化、过氧化、糖基化等酶促反应形成具有结构极为丰富的萜类化合物。和其他次生代谢过程类似,多种酶及其基因在萜烯化合物形成过程中起到了至关重要的作用,同时,萜类化合物结构多样性的形成也主要依赖于萜类合成酶及其基因。植物中已经发现了大量的萜类合成酶,由于大量植物基因组、转录组等组学数据的公布,不断有新的萜类合成酶被报道。笔者介绍了植物萜类化合物前体的合成途径及其关键酶基因、植物萜类合成酶的结构和类型,着重阐述松科植物萜类合成酶结构、功能以及相应基因家族鉴定和系统分类的研究进展,并针对松科植物萜类合成酶及其基因研究领域存在的研究树种偏少、松科植物萜烯类代谢可能存在的特异代谢路径重视程度不够、适用于针叶树种相关基因的功能研究平台搭建欠缺、多基因网络调控松科植物萜烯类合成机制研究未得到系统开展、产脂和抗逆相关的松科植物关键基因未得到挖掘与利用等相关问题提出了建议,以期为松科植物萜类生物合成机制解析及松科植物遗传改良提供参考。

• 桂花新品种‘冬荣’

  吴其超,马燕,李呈呈,许建军,么燕君,臧德奎

  【目的】作为我国十大传统名花之一,桂花是一类具有多方面利用价值的资源植物,桂花新品种选育对桂花产业化发展具有积极的意义。【方法】从桂花(Osmanthus fragrans)和柊树(Osmanthus heterophyllus)的杂交实生苗中选育,对发现的特异单株进行DUS测试及品种特征考察。【结果】 ‘冬荣’为选育出的新品种,该品种幼叶深紫红色,叶柄幼时深紫红色,叶片基部圆形,叶缘有密的细锯齿和黄色镶边。【结论】 ‘冬荣’符合植物新品种特异性、一致性和稳定性要求,耐寒性较强,观赏价值高。