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2023年第5期

• 树木叶片衰老中的氮素再吸收机制研究进展

  杨甲定,刘雨节,冯建元,张远兰

  施加氮肥是保证人工农林生产的重要手段,但也带来生产成本增加和土壤、水体、大气污染等问题。提高植物的氮素利用效率是解决这一问题的关键途径。氮素利用效率是一个涉及遗传因素和环境因素互作的复杂性状,是植物根系对土壤氮素的吸收、植株对所吸收氮素的同化与利用、衰老组织/器官中氮素的再吸收等多方面效率的综合表现。氮素再吸收的步骤包括衰老源器官中蛋白质的降解、氨基酸转变以及韧皮部装载等环节,韧皮部装载被认为是衰老叶片氮素再吸收的限速环节。氮素再吸收通常与由发育年龄引发的整体植株或特定组织/器官的自然衰老或因环境胁迫诱导的提前衰老相偶联。再吸收衰老叶片中的氮素是多年生树木保守体内氮素、增强越冬抗胁迫能力的重要策略,其效率不仅与树种、树木年龄、树种功能类型(落叶或常绿、阔叶或针叶)等有关,也受生长环境、土壤氮素水平、水分供应等环境因子的影响。提高树木衰老叶片的氮素再吸收效率可降低树木下一季生长对外源氮肥的需求。由于有关树木叶片衰老和氮素再吸收机理的研究有限,未来应着重对调控树木叶片衰老的关键因子(如NAC、WRKY家族成员)、负责氨基酸向衰老叶片韧皮部装载的特定转运蛋白成员和介导脱落酸及乙烯等植物激素促进叶片衰老功能的信号元件进行鉴定,以此为通过遗传改良培育具有较高氮素利用效率的树木新品种提供可能的技术支持。

• 基于增强Frost局部滤波及单木距离图重构标记的CHM树冠分割

  张华聪,谭新建,喻龙华,厉月桥,陈永富,刘仁,张怀清

  【目的】 利用增强Frost局部滤波和单木距离图重构标记技术对冠层高度模型(CHM)进行分割,以提高无人机激光雷达在单木树冠分割的精度和效率。【方法】 选取江西分宜山下实验林场阔叶混交林、针叶混交林和针阔混交林3个不同类型的林分为研究对象,以无人机激光雷达数据为数据源,构建CHM。针对高分辨率CHM树冠区域孔隙较多的问题,利用增强Frost局部滤波处理优化CHM,优化结果与不同滤波方法进行了比较分析;然后应用距离图重构标记分割技术对增强Frost局部滤波优化后的0.1、0.2、0.5及1.0 m分辨率的CHM进行分割与分析;最后确定最佳分辨率的CHM,并其将分割结果与同等分辨率下分水岭算法以及点云分割均值偏移算法结果进行比较。【结果】 采用增强Frost局部滤波处理的CHM优化效果显著,在有效抑制树冠噪音的同时,也能较好地保留图像细节信息。0.2 m分辨率的CHM分割效果最佳。距离图重构标记分割方法分割针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林3种不同林分类型的分割精度(OA)分别为0.96、0.84、0.75;根据树冠分割结果计算单木冠幅,冠幅估测的决定系数R2分别为0.83、0.82、0.71。【结论】 基于增强Frost局部滤波及距离图重构标记技术可实现对激光点云CHM的单木分割和树冠估算,能够满足森林调查和监测的基本需求。

• 一种优化森林仿真的碰撞检测及响应算法研究

  王林龙,张怀清,杨廷栋,张京,雷可欣,陈传松,张华聪,刘洋,崔泽宇,左袁青

  【目的】 针对森林碰撞检测研究中存在碰撞检测对象冗余、碰撞响应模式单一性等问题,研究突破碰撞检测算法时间复杂度高、响应模式缺乏与环境因子交互的技术瓶颈,实现虚拟森林场景快速碰撞检测与真实响应。【方法】 以亚热带林业实验中心山下林场的典型林分杉木(Cunninghamia lanceolata)人工纯林为研究对象,选择碰撞检测总消耗的时间t1、包围盒交叉测试时间t2、包围盒构建时间t3、包围盒更新时间t4作为评价指标,比较单一包围盒树(axis-aligned bounding box, AABB)、混合包围盒树体(mixed bounding volume tree, MBVT)算法及引入最近4株树搜索法的MBVT优化算法的碰撞检测效率,分析不同规模大小(20、50、100、200、400、600、800、1 000)及林分株行距(1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m、4 m×4 m)双因子对碰撞检测效率的影响机制,最后模拟验证考虑光照因子碰撞响应策略的可行性。【结果】 ①相对MBVT算法,基于最近4株树搜索法的混合包围盒层次树MBVT优化算法耗时缩短了13.75 ms,约为原MBVT算法耗时的29%,能有效减少层次包围盒(bounding volume hierarchies, BVHs)交叉测试时间消耗t2与BVHs构建消耗时间t3,而更新时间t4无明显差异。相对单一包围盒层次树AABB,MBVT算法与基于最近4株树搜索法的MBVT优化算法,分别缩短了124.93、138.68 ms,约为单一包围盒层次树法AABB总耗时的73%、81%。②种群规模大小与BVHs碰撞检测总消耗时间t1、BVHs交叉测试时间t2及构建时间t3均表现为正相关性;株行距大小与碰撞检测总耗时间t1与相交测试时间t2呈负相关性,与BVHs构建时间t3无明显关联性;随种群规模增大,株行距减小,总碰撞时间消耗t1、BVHs交叉测试时间t2呈增加趋势,而BVHs构建时间t3几乎没有变化。③相比传统的碰撞响应模式,提出的顾及光照因子碰撞响应模式,考虑了植物的趋光性生长特征,模拟的杉木林虚拟场景更为真实。测试虚拟场景的帧率为8.6 帧/s,准确度为100%,能很好地实现相邻树木之间碰撞检测及其响应。【结论】 引入最近4株树搜索法的MBVT优化碰撞算法,优化混合包围盒层次树法MBVT的碰撞检测对象数量,减少了BVHs交叉测试和构建消耗时间,从而有效提高杉木林虚拟场景的碰撞检测效率;顾及树木生长趋光性的相邻树木碰撞响应算法,通过兰伯特光照模型Lambert Model计算碰撞点周围的光照强度,结合碰撞响应函数完成树木碰撞后可能发生的趋光生长情景模拟,有效解决了森林碰撞响应缺乏与环境因子交互的问题,提高了杉木林虚拟场景的真实感。

• 一种新的地面激光点云中树木叶面积计算方法

  李双娴,陆鑫,多杰才仁,张怀清,薛联凤,云挺

  【目的】 地面激光扫描仪(terrestrial laser scanning, TLS)通过获取植物的稠密激光点云,以精细刻画森林的结构参数,如树木骨架和叶面积等。真实叶面积是林学和植物学中表型研究的一个重要参数,而目前在植物科学领域,还没有很好的表型特征测量手段。因此,本研究提出了一种新颖的地面激光点云的叶面积估算方法来评估树木的表型特征指标。【方法】 首先,设计了一种基于小平面区域定位与生长的植物点云的单叶分割算法,实现精准的单叶点云分割提取;其次,以每片叶片法向量与扫描仪入射激光线的夹角、扫描仪与叶片的距离和单叶的点云数量3个参量为输入特征,并结合训练样本与L1+L2正则化多元回归方法获取拟合系数,以反演树冠内所有叶片的面积。最后,将校园内实验树(紫薇、樱花、银杏和香樟)作为研究对象,并将计算结果与实测值进行比对。【结果】 本研究方法相较最小二乘拟合算法,取得了更优的叶面积反演结果。对于两棵小树而言,本研究方法与实测值比对取得了较好的结果:紫薇(R2=0.95,RMSE为0.42 cm2)、樱花(R2=0.92,RMSE为1.87 cm2);对于两棵具有更大树冠和枝叶的大树,本研究方法也取得了较好的结果,分别为银杏(R2=0.83,RMSE为1.24 cm2)、香樟(R2=0.86,RMSE为1.10 cm2)。【结论】 本研究方法面向林木激光点云数据,运用计算机视觉与机器学习技术准确计算树冠内叶片面积,为林木的叶面积计量提供新颖的思路。

• 基于声学指数的神农架国家公园声音多样性动态变化

  罗丽,侯亚男,杨敬元,于新文,高灵旺,欧阳萱,杨铭伦,高家军,郭安琪,刘昱坤

  【目的】 评估声学指数在神农架国家公园内对动物声音多样性动态变化的响应,探究神农架国家公园声音多样性的变化特征,为当地生态保护提供量化依据。【方法】 在神农架国家公园较大区域内部署了9个声音采集点,连续采集了2021年5—7月的样点声音数据,采用生态声学的方法,从声音数据中提取了声学复杂度指数(ACI)、生物声学指数(BI)、归一化声景差异指数(NDSI)3个声学指数,并探究这3个声学多样性指数夏季的动态变化特征。【结果】 ACI指数在夏季变化的总体趋势并不显著,BI指数呈双峰变化趋势,NDSI指数呈3峰或4峰变化趋势;经Mann-Kendall突变性检验的结果表明,气候和人为干扰是引起指数值突变的主要原因;日变化结果显示ACI指数不能很好地反映日变化趋势,但BI指数和NDSI指数具有明显的日变化趋势,且变化趋势符合物种黎明/黄昏合唱的习性;声学指数随海拔梯度的空间变化结果表明,ACI、BI指数在中海拔区域具有最大值,且ACI指数与海拔相关性较强,NDSI指数没有显著的变化趋势。【结论】 BI、NDSI指数能较好地反映动物声音多样性随时间动态变化趋势,气候变化和人为活动会造成声音多样性的突变。ACI指数能较好说明动物声音多样性随空间的变化,研究区域内声音多样性在中海拔区域最大。

• 基于机器学习算法的森林火灾风险评估研究

  李史欣,张福全,林海峰

  【目的】 利用森林火灾风险图可提高有效巡护,优化有限防火资源,基于地形、人类活动、植被和气象因素数据,采用基于机器学习算法构建了林火发生预测模型,对林火防护提供一定的参考。【方法】 以安徽省滁州韭山为研究对象,提取林区的坡度、海拔、坡向、到居住点的距离、到道路的距离、地形湿度指数、归一化植被指数和温度驱动因素,评估火灾发生驱动因子,将潜在驱动因子分成地形、人类活动、植被与气象因素等4类;使用哨兵火灾产品,提取林区内的历史火点,然后采用机器学习算法建立林火发生的预测模型;最后利用混淆矩阵评估指标和接受者操作特征曲线(ROC)进行精度评价。【结果】 植被、温度和到道路的距离是研究区域火灾发生的主要驱动因素。两种模型的ROC曲线表明,逻辑回归预测模型准确度为71.07%,曲线下面积(AUC)值为0.717 2;随机森林模型具有较好的准确性,准确度达到84.91%,曲线下面积值为0.850 1。【结论】 随机森林模型表现出比逻辑回归模型更好的预测能力。森林火灾风险图表明,随机森林模型预测下,研究区11.91% (29.36 km2)位于高、极高风险级别。森林火灾风险图可有效协助林火防护管理者采取适当的林火预防措施,保护森林资源。

• 亚热带典型森林类型可燃物载量分配特征

  李建华,夏虹露,唐卫平,黄晗

  【目的】 探究亚热带地区典型森林类型可燃物载量分配规律,明晰不同森林类型组分单位面积可燃物载量与乔木层蓄积量的关系,为森林可持续经营提供科学依据。【方法】 依据湖州市森林防火普查及补充调查数据,9种亚热带典型森林类型为研究对象,通过样方调查及烘干法,实际测定和计算不同森林类型各组分的单位面积可燃物载量,采用单因素方差分析法分析不同森林类型及各组分的单位面积可燃物载量差异,并对典型森林类型组分的单位面积可燃物载量与乔木层单位面积蓄积量进行线性或非线性回归拟合,分析其相关性。【结果】 绝大多数森林类型的乔木层单位面积可燃物载量显著高于枯倒木层的(P<0.05),枯倒木层的又显著高于灌木层等其他组分(P<0.05),而毛竹(Phyllostachys edulis)纯林枯倒木层单位面积可燃物载量显著高于其他组分(P<0.05);栎类(Quercus spp.)纯林、木荷(Schima superba)纯林及针阔混交林的乔木层单位面积可燃物载量相对其他森林类型较高,针阔混交林、木荷纯林和其他软阔叶林的枯落物层的单位面积可燃物载量较其他森林类型高;回归分析结果表明,绝大多数森林类型单位面积乔木层可燃物载量与蓄积量之间存在着显著的线性正向相关关系,其中栎类纯林相关性最高(R2=0.89),但灌木层、草本层单位面积可燃物载量随着蓄积量的增加呈下降趋势。【结论】 亚热带地区森林的经营管理应充分考虑不同森林类型可燃物载量的分配特征差异及组分间的相互联系。乔木层树种组成对森林地表可燃物的分配具有重要影响,单位面积蓄积量与单位面积可燃物载量关系密切,是森林组分可燃物载量分析和预测的重要参考指标。

• 中蒙边境草原无风条件下可燃物燃烧火行为模拟

  王利明,王若彤,李勇,张恒

  【目的】 中蒙边境地区二连浩特市、东乌旗和新巴尔虎右旗草原易发生火灾,对当地生态环境和周边城市安全造成极大威胁。研究中蒙边境草原无风条件下可燃物燃烧火行为参数,可为中蒙边境草原可燃物管理和草原火灾预防提供理论依据。【方法】 通过外业调查、样品采集,运用燃烧床以及热电偶等室内模拟并测定无风条件下可燃物的火行为,对可燃物火行为指标进行模拟分析。【结果】 无风条件下,二连浩特市、东乌旗和新巴尔虎右旗室内模拟燃烧的火强度分别为780.44、805.80和1 195.60 kW/m,蔓延速度分别为0.61、0.45和0.67 m/min,火焰平均高度分别为30.30、35.53、33.90 cm,火焰平均温度分别为481.97、529.33、389.93 ℃,热辐射分别为0.45、1.20、1.44 kW/m2。【结论】 二连浩特市、东乌旗、新巴尔虎右旗草原可燃物阻滞时间分别为28、15、22 s;二连浩特市在发生火灾时温度波动维持的时间较长,火灾隐患大;东乌旗草原可燃物阴燃热辐射接近火焰热辐射,持火力强,具有较大的复燃可能性。

• 基于MODIS的云南省2001—2020年林火发生时空特征分析

  张文文,王劲,王秋华,张曦妍,曹恒茂,龙腾腾

  【目的】 研究森林火灾发生的时空特征,掌握云南省林火发生的时空分异特征,定量分析林火发生规律,识别林火高发区和易发区,以进行森林火险分布科学区划。【方法】 基于云南省2001—2020年中分辨率成像光谱仪(MODIS)火灾位置/热异常产品数据(MCD14DL),利用火位置信息中所具有的关联性与异质性等,采用统计分析、中心点分析、标准差椭圆法、Ripley’s K 函数、核密度等方法,分析云南省林火发生的时空分布特征。【结果】 ①云南省2001—2020年间林火发生的年际波动较大,2010年出现火点高峰值;季节变化显著,林火主要集中在冬、春两季,春季火点最多且在3月出现高峰值。②林火发生具有显著的区域性特征,林火高发区主要分布在云南省西南部,其次是东南和西北部,东北部林火发生数最少。普洱市是林火发生的中位数中心,其西北部森林火点分布密度最高,核密度值约为0.43;其次是西双版纳州中西部区域,核密度值约为0.34;再者是大理州西北部和文山州东北部区域,这两处核密度值均约为0.26,这4个区域为云南省森林火点分布的热点区。③20年间,林火空间分布的方向性明显,云南省森林火点的总体重心位置正逐步由普洱一带向大理—楚雄—玉溪—红河州一带偏移。④云南省林火的整体空间分布类型为凝聚模式,但聚集程度不高且在逐渐分散。【结论】 2001—2020年云南省林火发生不是完全随机分布的,而是呈现一定的时空分布规律。该特征规律有助于强化区域火情管理,增强重点防火区域的防火建设与宣传,科学安排防火工作,降低林火发生率,实现森林可持续发展。

• 两个南方红豆杉天然居群的交配系统分析

  罗芊芊,李峰卿,肖德卿,邓章文,王建华,周志春

  【目的】研究南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)天然居群的交配系统,揭示浙江龙泉和江西分宜天然居群的交配机制以及亲代间的遗传多样性差异,为南方红豆杉的科学保育和遗传资源有效利用提供理论参考。【方法】以浙江龙泉和江西分宜天然居群亲代及其子代为研究对象,运用12对SSR引物对71个亲代及8个采种母株的104个子代进行分析。【结果】参试的浙江龙泉和江西分宜居群亲代的等位基因数(Na)皆为7,2个参试居群的有效等位基因数(Ne)分别为4.831和3.552,浙江龙泉居群较江西分宜居群高出1.279个有效等位基因。2个参试居群的观测杂合度(Ho)均小于期望杂合度(He),且固定指数(F)大于0。浙江龙泉居群的等位基因丰富度和私有等位基因丰富度(AR=4.195,PA=1.832)皆大于江西分宜居群(AR=3.576,PA=1.647)。2个参试居群的遗传多样性略有差异,但仍具有较高的遗传多样性。多位点交配系统分析(MLTR)结果表明,浙江龙泉和江西分宜居群中,南方红豆杉的异交率较高(tm=1.200)。单位点和多位点父本相关性的差值[rp(s)-rp(m)]为0.095,亲代居群内存在近交现象,但近交水平较低( C t m - t s=0.268)。有效花粉供体(Nep=1.5)数目较少,表明南方红豆杉自然交配时亲本(父本)来源非常有限。【结论】南方红豆杉属于高度异交树种,2个参试居群的异交率差异不明显且遗传多样性皆较高,居群内存在近交现象,但近交水平较低。

• 青檀扦插苗对不同氮素水平的形态、光合生理响应和转录组分析

  郭伟,韩秀,张利,王迎,杜辉,燕语,孙忠奎,张林,李国华,罗磊

  【目的】 研究不同氮素水平下青檀(Pteroceltis tatarinowii)形态和光合生理变化,筛选氮素响应基因,为后期深入开展氮素响应分子机理研究提供参考。【方法】 选取0、2、50 mmol/L NH4NO3的Hocking’s营养液分别作为缺氮(N0)、中氮(N2)、高氮(N50)处理条件对青檀扦插苗进行盆栽控制试验,28 d时进行形态和光合生理指标测定。对不同氮素水平处理后的青檀混合样本进行3代全长转录组测序,测序结果为2代转录组测序提供参考,通过生物信息学分析筛选不同氮素水平响应的差异表达基因并进行KEGG通路富集分析,利用荧光定量PCR技术对富集基因进行根和叶片中的表达分析。【结果】 氮素处理第28天时青檀的株高、地径、叶片数量、叶面积、比叶面积、叶片生物量、茎生物量,以及根系、叶片与茎氮含量随着氮素处理浓度提高而提高,总根长、总根表面积、总根体积、比根长、根冠比、根系生物量随着氮素浓度提高而降低。高氮素处理明显提高了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量,增强了净光合速率和气孔导度。不同氮素水平的转录组测序的差异表达基因中76个基因随着氮素水平提高稳定上调表达,32个基因随着氮素水平提高稳定下调表达。对这108个基因进行KEGG通路富集分析发现排在前两位的分别是光合作用和氮代谢通路,光合作用通路富集的基因是OEE2、OEE3、PSBR、PSB27、PSAF和PSAK,氮代谢通路富集的基因是2个NR和1个NiR基因。表达分析结果显示这9个基因在根和叶片中具有相似的表达模式,缺氮处理中表达量最低,高氮处理中表达量最高;光合作用通路的6个基因在每一种氮素浓度处理时在叶中的表达量均高于在根中的。【结论】 随着氮素浓度的提高,光合作用通路基因表达上调,促进了光合作用,硝酸还原酶基因和亚硝酸还原酶基因表达上调,提高了硝酸根的同化效率,最终造成青檀地上部生长得到加强,根系生长受到抑制。在没有参考基因组的情况下,为探讨青檀氮素响应分子机理、发掘关键候选基因提供了有力依据。

• 不同砧木对楸树嫁接苗生长及光合特性的影响

  贾瑞瑞,祝艳艳,杨秀莲,付钰,岳远征,王良桂

  【目的】 分析不同梓树(Catalpa ovata)和滇楸(C. fargesii)嫁接苗第1年各生长指标和光合特性的差异,探究不同砧木对楸树(C. bungei)嫁接苗生长的影响,为初步筛选适宜楸树嫁接的砧木以及楸树良种繁育提供参考。【方法】 以梓树和滇楸为砧木,以‘南林1号’(‘Nanlin 1’)‘洛楸’(‘Luoqiu’)和‘苏楸1号’(‘Su 1’)为接穗,进行芽接,共6个嫁接组合,测定嫁接后128、141、155、174和189 d的叶绿素含量、净光合速率与叶绿素荧光参数,并统计嫁接6个月后的成活率,测定接穗当年的高生长和径生长量及生长1年后嫁接口上下径粗度比。【结果】 6种砧穗组合中‘南林1号’/滇楸的成活率最高,达76.91%,‘苏楸1号’/滇楸成活率最低,仅有32.05%;‘南林1号’/梓树的接穗高生长和径生长量最大,分别为165.51、2.89 cm,‘苏楸1号’/滇楸的接穗高生长和径生长量最小,分别为83.43、1.63 cm。各嫁接组合嫁接口上下径粗度比均小于1,嫁接生长第1年,均未出现“大小脚”现象,但‘苏楸1号’/滇楸亲和性最差。在整个生长测定期,除以‘苏楸1号’为接穗的嫁接组合外,滇砧嫁接组合的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)及PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)总体上均不同程度地大于梓砧嫁接组合。不同嫁接组合和生长时期均对叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和Pn产生显著影响。嫁接后155 d,各组合差异显著,Pn与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈显著正相关(P<0.05),‘南林1号’/滇楸、‘洛楸’/滇楸叶绿素含量较高,其能量转换效率高、光合能力强;Pn与Fm(最大荧光)、Fv/Fo呈显著正相关,‘苏楸1号’/滇楸和‘苏楸1号’/梓树组合Pn和Fv/Fo较低,Fo较高,说明其耐强光能力较弱。【结论】 初步判断认为‘南林1号’和‘洛楸’以滇楸作砧木时,发展潜力更大,而‘苏楸1号’以梓树作砧木时,综合表现更好。该研究仅分析各砧穗组合嫁接第1年的生长差异,后期生长状况以及是否出现“大小脚”现象还需进一步探究。

• 灌木柳耐盐SNP位点的快速鉴定与标记开发

  教忠意,田雪瑶,郑纪伟,王保松,何开跃,何旭东

  【目的】 对灌木柳(Salix spp.)耐盐相关位点进行快速鉴定并开发单核苷酸多态性(SNP)标记,为耐盐灌木柳早期鉴定与品种选育提供参考。【方法】 以耐盐和敏盐灌木柳无性系为亲本材料建立杂交组合,对子代进行盐胁迫并分别构建耐盐和敏盐混池,利用特定位点参数扩增测定(SLAF-seq)技术对亲本及混池进行简化基因组测序,开发多态性SLAF标签并利用SNP-index法进行关联分析。对候选SLAF标签序列进行功能注释,针对SNP位点设计引物并进行重测序验证。【结果】 4个样本(含2个亲本及2个混池)SLAF测序平均Q30值为94.36%,GC含量为39.39%,测序深度为48.57×。测序共获得175 468个SLAF标签,其中多态性标签25 675个,占比14.63%。关联分析共筛选出与耐盐性状显著关联的SLAF标签18个,包含25个SNP位点。功能注释显示有6、4、3和1个标签序列分别在Nt、NOG、KEGG和Swiss-Prot数据库中有比对结果。重测序结果表明,开发的10个SNP标记在耐盐个体和敏盐个体间发生了碱基位点的替换,与原SLAF测序结果一致。【结论】 本研究利用BSA分析方法结合SLAF测序技术可快速、有效地对目标性状进行初步定位与鉴别,可为柳树功能标记的开发及分子标记辅助育种提供理论依据和技术支持。

• 施肥对增温促花后‘长寿冠’海棠叶片生长及光合特性的影响

  梁文超,步行,罗思谦,谢寅峰,胡加玲,张往祥

  【目的】 探究氮磷钾复合施肥对增温促花后的优质盆栽观赏海棠品种‘长寿冠’(Chaenomeles speciosa ‘Changshouguan’)生长和光合特性的影响,为‘长寿冠’增温促花后的复壮栽培提供理论依据。【方法】 采用正交设计进行根部施肥试验,设置对照组(CK)和9个处理组(处理1—9)。研究其对生长、叶绿素相对含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】 ①处理1—9均对‘长寿冠’单株叶片数和叶面积有显著影响。以处理8(N3P2K1)效果最好,分别比对照增加了10.74%、11.13%,均差异显著(P<0.05)。②各处理组能显著提高叶片相对叶绿素量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),胞间CO2浓度(Ci)变化不明显,说明‘长寿冠’叶片净光合能力的提升是由气孔和非气孔两方面因素导致的。③处理1—9均提高了‘长寿冠’PSⅡ光化学淬灭系数(qP)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR),以处理8效果最好。各施肥处理组的非光化学淬灭系数(NPQ)均低于对照,表明施肥处理促进了叶片对光能的转化和利用效率,降低了光化学反应过程中的热耗散。④相关性分析表明,Pn与相对叶绿素含量、Gs、qP、叶面积、ETR、ΦPSⅡ呈显著正相关,与NPQ呈负相关。相对叶绿素含量与叶面积、单株叶片数呈显著正相关,表明施肥处理通过提升‘长寿冠’的光合性能促进叶片的生长,叶片光合性能的改善与光能吸收及其转化利用效率的提高有关;叶绿素相对含量可以作为考量促花后施肥复壮效果的有效生理指标。【结论】 适当配比的氮磷钾复合肥能有效促进增温促花后盆栽海棠‘长寿冠’叶片的生长,提升光合性能,最佳的氮磷钾肥配施方案为每株1.2 g氮肥、0.2 g磷肥、0.2 g钾肥。

• 毛竹林下多花黄精构件生物量分配特征的年际效应

  李建新,徐森,杨丽婷,陈双林,郭子武

  【目的】 多花黄精(Polygonatum cyrtonema)是竹药复合经营中主栽物种之一,研究种植年限对毛竹(Phyllostachys edulis)林下多花黄精生长及生物量分配特征的影响,为毛竹-多花黄精高效复合经营提供理论参考。【方法】 选取毛竹林下种植1、2和3 a的多花黄精,调查不同种植年限多花黄精种群生长特征和秆、叶、根、果、块茎生物量,分析多花黄精种群生长特征及构件生物量积累、分配、异速生长关系的差异。【结果】 随种植年限增加,毛竹林下多花黄精基径、高度、冠长、果粒数、种群密度总体上均显著升高,而叶片数呈先下降后升高趋势;各构件生物量、地上生物量/地下生物量和秆、叶、果生物量分配比例及秆-总生物量、叶-总生物量、果-总生物量异速生长指数均升高,块茎、根生物量分配比例和块茎-总生物量异速生长指数则降低,而根-总生物量异速生长指数呈先升高后下降趋势。【结论】 种植年限对多花黄精生长、种群特征、生物量积累与分配及其异速增长关系产生了明显影响,多花黄精可通过权衡资源分配适应不同种植年限种群密度差异引起的资源限制,毛竹林下种植2 a的多花黄精块茎生物量增速最快,种植3 a的块茎生物量增长速率明显下降,宜予以采收。

• 叶用文冠果总多酚提取工艺及抗氧化活性分析

  苏泾涵,王改萍,刘玉华,戚亚,彭大庆,李守科,曹福亮

  【目的】 探究文冠果(Xanthaceras sorbifolia)叶总多酚最佳提取工艺,比较不同来源文冠果叶总多酚的含量及其抗氧化活性,为叶用文冠果开发利用提供参考。【方法】 以15个来源地的文冠果叶为材料,利用超声波辅助法提取文冠果叶总多酚,采用福林酚比色法测定文冠果叶总多酚的含量;通过测定文冠果叶总多酚对DPPH自由基清除能力和抗氧化能力(FRAP法)来评价其综合抗氧化性能。【结果】 通过单因素试验,得到文冠果叶总多酚提取率的最适工艺分别为乙醇体积分数70%、料液比1∶30 g/mL、提取时间40 min、提取温度60 ℃。根据Box-Behnken响应面法对文冠果叶总多酚提取率进行优化设计,得到的最佳提取条件为乙醇体积分数60%、料液比1∶30 g/mL、提取时间43 min、提取温度70 ℃。15个来源地文冠果总多酚平均含量为36.34 mg/g,其中宁夏银川文冠果叶总多酚含量最高,为42.37 mg/g。不同来源地文冠果叶总多酚抗氧化能力不同,15个来源地文冠果叶总多酚的DPPH自由基清除率的范围为64.33%~92.65%,银川文冠果叶的DPPH自由基清除率最高,为92.65%;15个来源地文冠果叶总多酚的总抗氧化能力为0.71~1.53 mol/g,青海乐都的总抗氧化能力最强,为1.53 mol/g;乐都的综合抗氧化能力(APC)指数最高,为99.73%;新疆昌吉的APC指数最低,仅为62.86%;文冠果叶总多酚含量与其提取物抗氧化能力整体呈正相关关系。【结论】 文冠果叶总多酚最佳提取条件为乙醇体积分数60%、料液比1∶30 g/mL、提取时间43 min、提取温度70 ℃;银川和乐都文冠果叶片总多酚含量较高且抗氧化能力较强。

• 两种采伐方式对马尾松人工林林分空间结构的影响

  王宇,易艳灵,刘海,文晓晨,李天一,尹海锋,李贤伟,范川

  【目的】 探讨不同采伐方式和采伐强度对马尾松(Pinus massoniana)人工林空间结构的影响,为马尾松人工林林分结构优化和质量提升提供科学依据。【方法】 以四川大茅坪国有林场马尾松人工林为研究对象,设置两种采伐方式:目标树经营(目标树数量0、100、167、233、300株/hm2)和基于目标树采伐蓄积强度设置相对应的传统抚育间伐(折算为0%、8.6%、16.1%、24.0%、29.2%),将目标树经营和传统抚育间伐中采伐强度为0株/hm2合并记为CK。采用基于Voronoi图的林分结构参数(混交度、角尺度、大小比数、开敞度和竞争指数)和空间结构评价指数对林分空间结构进行评价。【结果】 两种采伐方式对林分混交度的影响有差别,具体为:目标树经营下,林分混交度呈上升趋势,而传统抚育间伐无显著变化。两种采伐实施后,林分角尺度表现为显著增加的趋势,但林分仍处于均匀分布格局,目标树经营相较于传统抚育经营,林分随机分布比例提升相对较高,林分大小比数无显著变化。两种采伐方式均能提高林分开敞度,且随采伐强度增加呈现出上升趋势,在同一采伐强度下,开敞度值表现出目标树经营大于传统抚育间伐。林分竞争指数呈现显著下降的趋势,且在同一采伐强度下,竞争压力表现为目标树经营小于传统抚育间伐;两种采伐方式均显著提高了林分空间结构评价指数,增长率分别为28.8%~65.6%(目标树经营)和14.2%~44.5%(传统抚育间伐)。【结论】 基于研究区内马尾松人工林现状,目标树经营较传统抚育经营下林分空间结构更趋于合理,马尾松近熟林合理的目标树保留木数量为233株/hm2左右。

• 大兴安岭中部地区不同林分类型结构复杂性评价

  董灵波,唐亚如,田栋元,刘兆刚,蔺雪莹

  【目的】 通过对不同林分类型结构复杂性的评价来确定影响林分结构的主要因素,为后续森林结构经营的精准调整提供理论依据。【方法】 以大兴安岭地区翠岗林场的不同林分类型(白桦林、兴安落叶松-白桦混交林和兴安落叶松林)为研究对象,基于不同林分类型的30块固定样地调查数据,从林分结构、林木大小多样性、林分活力和土壤状况4个方面选取13个指标,采用雷达图法对不同林分类型结构复杂性状况进行评价。【结果】 3个林分类型林分直径分布均为倒“J”形;林分整体呈随机或轻微均匀分布;林木大小分化呈劣势和中庸分化状态;林分密集程度从中等状态向密集状态转变;林分混交度、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener 指数和Pielou均匀度指数均在兴安落叶松-白桦混交林有最大值,而林分蓄积和健康木占比在兴安落叶松林有最大值;林下天然更新数量、土壤有机质含量、土壤腐殖质层厚度在不同林型间则无显著差异(P>0.05)。林分结构复杂性评价指数大小依次是兴安落叶松-白桦混交林(0.45)>兴安落叶松林(0.37)>白桦林(0.31),其中混交度、Simpson多样性指数、健康木占比是影响林分结构复杂性的主要因素。【结论】 大兴安岭中部地区森林林分结构复杂性整体处于劣势,在后续森林经营中,可适当增加物种多样性,改善林内环境,以促进森林恢复和演替的正向进行。

• 生态安全格局视角下的土地利用冲突识别研究

  栾春凤,郭欣然

  【目的】 以郑州都市圈核心区为研究对象,在构建区域生态安全格局的基础上,借助土地利用转化矩阵对土地转化类型、程度进行分析,识别土地利用空间冲突分类,为核心区的土地利用规划管理提供依据,对生态空间的保护提供参考。【方法】 利用形态学空间格局分析(MSPA)方法识别目标源地,采用最小累积阻力模型(MCR)及重力模型提取潜在廊道并筛选出重要廊道,构建综合生态安全格局,将生态安全格局分为低、中、高3级,进而定量地判断和剖析土地利用空间冲突的类型和程度,识别出土地利用冲突的空间特征,分析其影响因素。【结果】 ①郑州都市圈核心区土地利用冲突分布特征显著,耕地生态冲突分布较为集中,以不冲突为主;建设用地生态冲突分布较为分散,不冲突区主要分布在各个市域范围的主城区中部,一般严重冲突、极严重冲突主要位于研究区的北部;在耕地建设生态综合冲突中,各冲突等级面积大小为不冲突>一般严重冲突>极严重冲突,其中耕地生态冲突占主导。②郑州都市圈核心区2000—2020年区域景观格局破碎化程度较高,分布不均衡,构成研究区生态空间的主要景观类型;耕地景观、草地景观的占比呈现部分的下降。【结论】 郑州都市圈核心区的土地利用用途转变程度、规模变化强度较大,耕地冲突、建设用地冲突和综合土地利用冲突较为明显。因此,该研究对于加强国土空间各类用地的管控及生态空间提质具有积极意义。

• 基于NDVI与DEM的山地植被垂直带定量划分——以太白山南坡为例

  赵婷,白红英,邓晨晖,他志杰

  【目的】 利用遥感与地理信息技术,剖析不同植被类型植被指数与海拔的关系,实现山地植被垂直带的准确划分,获取山区植被分布空间格局。【方法】 以秦岭主峰太白山南坡为研究区,依据夏秋两季植被垂直带归一化植被指数(NDVI)的差值构建DEM-NDVI散点图,并利用半峰宽计算法将垂直带边界量化。【结果】 夏秋NDVI差值与DEM构建的散点图能够很好地体现出山地植被垂直带分布格局。太白山保护区南坡可划分6个植被垂直带,保护区下界至海拔1 919 m为栎林,1 919~2 331 m为松栎混交林,2 115~2 585 m为桦林,2 516~3 150 m为冷杉林,3 109~3 551 m为红杉林,3 551 m至山顶为高山灌丛草甸。DEM-NDVI散点图与遥感影像解译植被分类结果相比,二者的植被分布格局基本一致,但DEM-NDVI散点图能够体现植被的群体平均分布状况且能更准确地表达植被垂直带随海拔的变化特征。【结论】 利用夏秋NDVI差值与海拔所构建的散点图可快捷准确地划分山地植被垂直带。

• 吉兰泰荒漠绿洲过渡带不同生境下白刺灌丛沙堆形态特征与影响机制

  魏亚娟,郭靖,党晓宏,解云虎,汪季,李小乐,吴慧敏

  【目的】 白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙堆是吉兰泰荒漠绿洲过渡带第一道生态防线,其形成与演化对绿洲防风固沙具有重要意义。定量分析不同沙地类型上白刺灌丛和沙堆形态参数的差异性,有助于探明沙地类型对白刺灌丛沙堆演化的影响。【方法】 以不同流动沙地、半固定沙地和固定沙地等3种沙地类型白刺灌丛沙堆为研究对象,运用典型样方法对白刺灌丛沙堆形态与生长状况进行系统测定。【结果】 ①白刺灌丛沙堆的形态以椭圆形为主,半固定沙地、固定沙地白刺灌丛沙堆长轴(L)、短轴(W)、沙堆高(H)、水平尺度(D)、底面积(A)和体积(V)显著高于流动沙地(P<0.05)。②3种沙地类型白刺灌丛沙堆L与W呈一元线性关系,而白刺灌丛沙堆D与H、A与H、V与H和A与V均呈二次函数关系。③半固定沙地和固定沙地白刺灌丛沙堆植被盖度(C)、灌丛高度(h)和枝系密度(M)显著高于流动沙地(P<0.05),植被盖度比流动沙地分别增加62.35%和51.08%(P<0.05),灌丛高度分别增加35.84%和38.51%(P<0.05),枝系密度分别增加61.58%和72.77%(P<0.05)。【结论】 随着吉兰泰荒漠绿洲过渡带沙地的固定,白刺灌丛沙堆固沙能力增强,且灌丛生长状况越好,更新能力越强。

• 青海省天保工程土壤保持效益评价研究

  梁梓澳,王祥福,王维枫,闫珂,李愿会,董文婷,王荣女

  【目的】 评估青海省天然林保护工程(天保工程)实施20年来土壤保持量及空间分布特征,了解该地区生态环境保护状态,为推动地方生态建设和经济发展提供理论参考。【方法】 基于通用土壤流失方程(USLE)模型,结合土地利用数据、地形数据、多年气候数据和土壤数据对青海省土壤保持量进行计算并在GIS平台上进行空间分析,探明在天保工程实施下土地利用类型、行政区、地形等因子影响下的土壤保持情况,并评估天保工程土壤保持效益。【结果】 ①2000—2020年,青海省主要土地利用类型以草地和裸地为主。由于天保工程的实施,土地利用变化主要表现在乔灌林地面积的扩张和裸地面积的减少,东部大面积灌木林地和草地转为乔木林地,草地和灌木林地是乔木林地面积增长的主要来源;②天保工程实施的20年间,土壤保持量增加了4.950×106 t,但在空间上分布不均,呈现东部和南部较高、西北部较低的态势;③不同土地利用类型的土壤保持能力各异,乔木林地单位面积土壤保持量最高,灌木林地土壤保持总量在20年间增加最多;④在不同行政区中,海东市、西宁市和黄南州土壤保持量20年间增加最多;④在海拔和坡度方面,20年间海拔梯度[1 667,2 600) m和较陡坡[15°,25°)的土壤保持效果较好,单位面积土壤保持量最大。【结论】 天保工程的实施显著增强了青海省土壤保持功能;灌木林地和乔木林地是青海省土壤保持量增长的主要类型;海拔梯度[1 667,2 600) m和较陡坡[15°~25°)的生态系统土壤保持效果较好,应继续加强保护。

• 黑龙江省国家级森林公园空间分布特征研究

  吴妍,李若楠,赵志强

  【目的】 分析黑龙江省国家级森林公园的空间分布特征,为其空间布局优化和资源合理利用提供一定的科学依据和理论参考。【方法】 以黑龙江省为研究区域,借助ArcGIS 10.7,并通过最邻近距离指数、Voronoi多边形变异系数、基尼系数、核密度估计、规模度指数等方法对黑龙江省国家级森林公园的空间分布类型、均衡性、密度和规模进行分析。【结果】 黑龙江省国家级森林公园的空间分布类型为典型的凝聚型,且在13个地级市(地区)内的分布差距悬殊,集中化程度较高,发展极其不平衡;空间分布密度总体表现为“局部集聚,其他分散”的不均匀的空间分布特征,形成了以伊春市中部、哈尔滨市西部、哈尔滨市东南部以及牡丹江市西北部为集聚点的3个主要集聚区,呈现出“三核集聚”的现象;除具备国家级森林公园发展和建设优势的哈尔滨市、伊春市、牡丹江市外,七台河市和鹤岗市的国家级森林公园规模度指数也相对较高,具备一定的国家级森林公园发展潜力。【结论】 未来黑龙江省国家级森林公园的发展重在优化空间结构,合理配置资源,需要全面统筹,促进集群效应产生;以哈尔滨、伊春两市为“核”,带动周边国家级森林公园发展潜力相对弱的地级市,形成黑龙江省“多心”围绕“一核”,“一核”联带“多心”的国家级森林公园发展格局;通过建设“森林旅游网红打卡点”,打造特色城市森林旅游招牌,实现优势地区和劣势地区二者互促互利,进而拉动全域协同发展。

• 城市绿色空间地表温度的时空演变特征——以北京市六环内区域为例

  樊柏青,刘东云,王思远,穆罕默德·阿米尔·西迪基

  【目的】 随着城市化进程的不断推进,城市热岛效应逐渐加剧,地表温度作为表征城市热环境的常用因子,研究其与城市绿色空间之间的关系对于缓解城市热岛效应有着重要的参考价值。【方法】 利用1999、2005、2011、2017年每间隔6 a的北京市4期Landsat5 TM和Landsat8 OLI遥感影像数据,对北京市六环内区域进行遥感解译,并单独提取绿色空间的地表温度,分析其时空演变特征。【结果】 北京市六环内区域不同的城市绿色空间降温效益有所差异,但其归一化地表温度多分布于低温至中温之间,耕地、林地、水域、草地的归一化地表温度依次升高;1999—2017年,北京城区绿色空间总共转出(减少)227.09 km2;在绿色空间不变、交换、增加、损失4类用地转换类型中,仅绿色空间增加区域的地表温度有所下降,其余地表温度均表现出不同程度的升高。【结论】 在北京市“留白增绿”等政策的引导下,可通过增加绿地面积并合理优化其布局与结构、保护永久基本农田区域、转换草地为其他绿色空间类型等方式缓解城市热岛效应,创造更加适宜的人居环境。

• 徽州山水对传统村落分布与肌理的影响分析

  王有娣,许克福

  【目的】 从区域到村落分析徽州传统村落,研究自然山水对徽州传统村落分布与肌理结构的影响,为徽州传统村落保护提出新的思路。【方法】 以徽州区域内入选国家级以及省级的共计525个传统村落为研究对象,采用最邻近指数、地理集中指数、空间基尼系数等量化指标来反映村落空间分布特征,从定性和定量相结合的角度研究山水特征与村落分布、肌理结构之间的关系。【结果】 徽州传统村落在空间上呈现不均衡聚集分布,选址多位于丘陵和盆地中,海拔在100~300 m的村落占78%;分布在水网300 m缓冲区内的村落约占65%,分布在水网500 m缓冲区内的村落占90%;传统村落布局、内部街巷结构等肌理呈现顺应山形水势变化的典型特征。【结论】 山水作为徽州独特的自然资源,决定了村落空间分布位置,影响村落的选址、布局、内部结构,并内化成徽州特有的聚集、团结、拼搏等村落文化。

• 安徽省土地利用/覆被时空变化及其驱动因素分析

  李长爱,刘玲,邱冰,聂存明,宁丽丽,李亚亮,王慧,刘星宇,杨素慧

  【目的】 研究安徽省土地利用/覆被变化(LUCC)及其驱动因素,为安徽省国土资源利用与管理提供理论参考。【方法】 基于安徽省1995—2020年6期30 m分辨率的Landsat系列遥感影像土地利用/覆被分类数据,利用土地利用/覆被类型结构与空间分布、转移矩阵、动态变化及土地利用程度综合指数和其聚类,分析安徽省土地利用/覆被类型时空变化特征;选取13个影响LUCC的驱动因子,采用主成分分析法(PCA)进行定量分析。【结果】 1995—2020年安徽省土地利用/覆被类型面积耕地排首位,其次是林地、建设用地;25年间耕地、林地、草地分别减少了3 826.6、164.7和78.5 km2,建设用地、水域、未利用地分别增加了3 895.9、160.9、16.2 km2,耕地与建设用地相互转移面积最大。2005—2015年耕地、林地、草地减少与建设用地增加的趋势最明显,2015—2020年建设用地转移为耕地的面积大增。从土地利用程度综合指数变化率可知,25年间经济发展较快的合肥市土地利用综合指数变化率(2.18%)、芜湖市(1.60%)及矿业城市铜陵市(3.83%)、淮北市(1.60%)等高于以山区、丘陵地形为主的黄山市(0.42%)、六安市(0.66%)等。2020年各市土地利用程度综合指数聚类结果分为3类:亳州市、阜阳市等土地开发利用程度最高,为第1类;滁州市、马鞍山市等中等,为第2类;池州市、黄山市等最低,为第3类。单一与综合LUCC动态度显示的趋势为2005年前较小,2005—2015年较大,2015年后又变小。除城镇化速度、经济发展、人民生活水平提高外,2015年以后的政策因素也是安徽省LUCC的主要驱动力。【结论】 随着安徽省经济、社会的发展,LUCC急剧增大,2005—2015年间有2 926.1 km2耕地被建设用地侵占。2015年后,得益于相关土地利用与生态政策的推行,LUCC综合动态度减小至0.05%,但仍存在耕地减少、建设用地增加的情况。因此,今后应根据安徽省LUCC特征及经济、社会、自然资源具体情况,深入实施基本农田保护及耕地占补平衡等合理利用开发土地资源的政策,促进安徽省可持续发展。

• 林龄和季节交互对杨树人工林土壤节肢动物群落结构的影响

  刘兴婕,吴琪祺,李媛媛,阮宏华,丁学农,曹国华,沈彩芹

  【目的】 土壤节肢动物群落受植物群落的反馈调控。杨树人工林有助于改良盐碱地土壤质量,但是林龄如何影响土壤节肢动物群落的种类组成、结构和多样性尚不清楚,为此,笔者探究杨树人工林林龄和季节交互作用对土壤节肢动物群落的影响,为人工林生物多样性保护和生产力维持提供依据。【方法】 采用野外控制试验,选择立地条件相对一致的3个不同林龄(5、10和21年生)杨树人工林,每个样地设置3个重复,分别于春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)和冬季(2月)采集样品,分析不同林龄杨树人工林土壤节肢动物群落结构及多样性的季节动态变化格局。【结果】 杨树人工林土壤中节肢动物优势类群为前气门亚目(Prostigmata)、甲螨亚目(Oribatida)、膜翅目(Hymenoptera)、弹尾纲(Collembola)和鞘翅目(Coleoptera),占全部捕获量的89.4%。林龄和季节变化影响土壤节肢动物数量和多样性,个体总数和物种丰富度指数的最高值出现在10年生的杨树人工林的快速生长阶段,而最低值则出现在5年生林龄的幼林阶段;均匀度指数在10年生人工林中最低。1年中,杨树人工林中土壤节肢动物个体总数和物种丰富度在5月和8月高于2月和11月。林龄、季节及两者的交互作用显著影响土壤节肢动物个体数量、多样性和群落结构组成。在5月,土壤节肢动物个体总数以10年生杨树人工林中最高,5年生人工林中最低;在10月,土壤节肢动物个体总数随林龄的增加而增加。在5月和8月,10年和21年生人工林中的土壤节肢动物物种丰富度高于5年生人工林中的;土壤节肢动物类群的群落结构组成在10年生人工林中不同于5年和21年生的,在5月和8月不同于2月和11月。【结论】 10年生杨树人工林土壤节肢动物数量和物种丰富度高于5年生人工林的,林龄对土壤节肢动物群落结构的影响取决于季节的变化。林分发育阶段和季节变化对杨树人工林土壤节肢动物群落结构的动态变化有着重要的影响,在杨树快速生长发育阶段和暖湿季节具有较高的土壤节肢动物数量和物种多样性。

• 浙江松阳县鸟类群落结构和多样性分析

  于赐刚,郭晓平,马月,张振华,刘燕,董姗姗,孙硕

  【目的】 鸟类是地球生物多样性的重要组成部分,是反映生态环境质量的指示物种。探讨浙江松阳县鸟类群落结构和生物多样性状况,了解珍稀濒危和重点保护鸟类的种类、数量、分布、生境等现状,为当地的生物多样性保护、区域生物多样性监测与评估提供依据。【方法】 将松阳县全域范围划分为17个10 km×10 km的工作网格,采用样线法对各网格进行调查,共设置24条样线,生境类型包括林地、农田和湿地3类,调查时间从2020年12月—2021年11月。通过计算物种丰富度指数、香农多样性指数、辛普森指数和均匀度指数对松阳鸟类进行多样性分析,采用双因素嵌套方差分析方法对不同季节、不同生境中鸟类生物多样性进行比较。【结果】 ①全年共观测到野生鸟类249种,分属18目62科。各个季节观测到的鸟类物种数量多少依次为春季>冬季>秋季>夏季,其中春季观测到的鸟类最多,达到195种;夏季最少,为89种;每个季节均观测到的鸟类有52种。各种生境观测到的鸟类数量多少依次为湿地>林地>农田,其中湿地中观测到的鸟类最多,达到140种;农田中观测到的鸟类最少,为109种;各生境均观测到的鸟类有28种。②全部鸟类中,国家重点保护动物25种,其中国家一级重点保护鸟类4种,国家二级重点保护鸟类21种;世界自然保护联盟(IUCN)物种红色名录中极危物种1种,濒危物种2种,易危物种3种,近危物种8种。③季节和生境对各个生物多样性指数(物种丰富度指数、香农多样性指数、辛普森指数和均匀度指数)的影响均为极显著(P<0.01),季节和生境的交互作用对鸟类物种丰富度影响极显著(P<0.01),对香农多样性指数、辛普森指数和均匀度指数的影响不显著。【结论】 松阳丰富的鸟类多样性与当地的自然环境密切相关,春季是鸟类最多的季节;松阳的林地、湿地、农田都是鸟类的重要栖息地,各种生境中观测到的鸟类均超过百种,其中湿地范围内观测到鸟类丰富度高于林地和农田。

• 我国桂花树上常见粉虱种类记述

  刘佳磊,白润娥,张锴,文才艺,闫凤鸣

  【目的】 对桂花(Osmanthus fragrans)树上常见的粉虱种类进行鉴定,描述常见种类的形态特征,为桂花树上粉虱的精准防控提供依据。【方法】 在不同的地域采集桂花树上的粉虱标本,挑取形态结构完整的粉虱4龄若虫(伪蛹,分类学上又称为“蛹壳”)为研究对象,利用超景深显微镜观察、拍摄,测定其在寄主植物上的颜色、形状、大小及聚集状态等;利用扫描电子显微镜记录缘齿、气门、尾沟、皿状孔、盖片、舌状突以及瘤突、孔、刚毛等局部超微特征,对粉虱伪蛹的形态特征进行详细描述,鉴定其属名、种名。【结果】 鉴定出桂花树上常见的粉虱3属5种,提供了每个种的生态图、玻片图、电镜图及线条图,并对其伪蛹的形态特征、寄主范围、地理分布等进行了详细描述。其中棒粉虱属(Aleuroclava)2种,包括珊瑚棒粉虱(A. aucubae)和番石榴棒粉虱(A. psidii)。珊瑚棒粉虱伪蛹黑色,略呈六角形,表面覆一层蜡质分泌物,头胸部具有“Y”状突起;番石榴棒粉虱伪蛹苍白色,亚卵形,个体小,头胸部有4对瘤状突起,第I腹节两侧有1对小瘤突;三叶粉虱属(Aleurolobus)1种为桂花三叶粉虱(A. osmanthi),伪蛹黑色,亚圆形,腹节明显,且每节前缘部分存在着1对小凹陷;裸粉虱属(Dialeurodes)2种,包括橘绿粉虱(D. citri)和桂花裸粉虱(D. ouchii)。橘绿粉虱伪蛹淡黄色,气门孔在边缘内,两侧缘有爪状突起,几乎合拢,皿状孔近圆形;桂花裸粉虱伪蛹浅黄色,蛹壳上分布有8块面积不同的黑斑,对称分布。结合本研究结果及相关文献报道,编制了桂花树上11种粉虱的双项式分类检索表。【结论】 描述桂花树上5种粉虱的详细的形态特征,并编制桂花树上常见11个粉虱种类检索表。同时发现,这5种粉虱的地理分布在一定程度上有扩展趋势,其中橘绿粉虱和桂花三叶粉虱是桂花树上危害严重的2个种,应警惕这些粉虱对桂花树的危害和潜在威胁。

• 非农就业对农户生活污水排放行为的影响研究

  鞠海琴,张红霄,陈甲,吉星

  【目的】 发挥农户的主体参与是实现农村污水治理目标的关键。在农村大量劳动力向非农产业转移的时代背景下,研究非农就业农户的污水排放行为对推进农村生活污水治理具有重要意义。【方法】 以江苏省2 330户农户为研究对象,构建“非农就业-资本禀赋-农户污水排放行为”的理论分析框架,运用条件混合过程估计法(CMP方法)以及中介效应模型实证分析非农就业对农户污水排放行为的作用机理。【结果】 考虑到可能的内生性问题发现非农就业能显著促进农户污水排放治理行为的采纳,其中对于随意排放污水行为的抑制作用较为明显。各维度的资本禀赋在非农就业对农户污水排放行为影响中具有显著的中介作用,证实了资本禀赋在引导规范非农就业农户污水排放行为中较为重要。【结论】 引导非农就业的家庭参与村庄的污水治理,并通过开展村庄集体活动,提供污水治理教育培训,加强村庄基础设施建设,拓宽农户的收入来源,从而引导规范农户的污水排放行为。

• 湖南省兰科植物新记录(Ⅲ)

  肖周宏,涂蓉慧,刘昂,龚佑科,丁聪,喻勋林

  【目的】 摸清湖南省兰科植物资源情况,为野外兰科植物保护工作提供基础资料。【方法】 采用野外调查和标本鉴定方法进行研究。【结果】 报道了湖南省6种兰科植物新记录,分别为江口盆距兰(Gastrochilus nanus Z. H. Tsi)、褐花羊耳蒜(Liparis brunnea Ormerod)、吉氏羊耳蒜(Liparis tsii H.Z. Tian & A.Q. Hu)、南岭齿唇兰[Odontochilus nanlingensis (L. P. Siu & K. Y. Lang)ormerod]、中越带唇兰(Tainia acuminata Aver.)、南川对叶兰[Neottia nanchuanica(S. C. Chen)Szlach]。凭证标本存放于中南林业科技大学标本馆(CSFI)和湖南师范大学标本馆(HNNU)。【结论】 更新湖南省兰科植物,共69属192种。

• 降香黄檀根瘤以及根瘤菌形态和超微结构特征

  邓家珍,叶绍明,林铭业,蓝雅惠,燕羽,樊容源,潘彩玲

  【目的】 探明降香黄檀(Dalbergia odorifera)根瘤的形态特征、组织学特点以及超微结构,明晰瘤内根瘤菌的超微特征,为豆科植物根瘤的分类研究提供新的基础资料。【方法】 以降香黄檀根瘤为材料,制作石蜡切片、超薄切片和扫描电镜样品,利用光学显微镜观察降香黄檀根瘤形态和显微结构,利用透射电镜和场发射扫描电镜观察根瘤细胞和根瘤菌在超微视野下的特征,并测定不同瘤龄的根瘤豆血红蛋白含量,分析根瘤结构与固氮功能的关系。【结果】 ①形态特征:降香黄檀根瘤从1 d发育至60 d,形状由圆形逐渐分化为椭圆形、杠铃形及不规则椭圆形等,颜色由黄白色向黄褐色转变,着生部位由侧根和基部逐渐向主根扩散;根瘤发育过程中,豆血红蛋白含量呈先升后降的趋势,在瘤龄3~5 d的根瘤中达到最高。②组织学特点:降香黄檀根瘤含有2~3个侵染区域;维管束分布于侵染区域周围,其内的环纹导管以端壁首尾相连。③超微结构:透射电镜观察下,降香黄檀根瘤侵染细胞与非侵染细胞存在明显不同。侵染细胞体积膨大,不含液泡,内含多个含有膜结构的泡囊,膜内包被着由根瘤菌分化成的类菌体,而线粒体和内质网等细胞器被挤至细胞壁边缘;非侵染细胞几乎被液泡充满,细胞壁厚薄不均,淀粉粒和一些质体围绕细胞核存在。形态各异的类菌体拥有细胞壁和细胞膜,内含多磷酸盐(PP)颗粒和聚-β-羟基丁酸盐(PHB)颗粒。降香黄檀根瘤侵染细胞内存在两种膜合成状态,一是膜小泡参与泡囊膜的合成,二是泡囊膜附近出现絮状膜物质,泡囊膜可解离。扫描电镜观察发现,大量长杆状根瘤菌类菌体交织缠绕,多个泡囊膜贴合在一起呈现连续状,形成紧密的膜系统。【结论】 降香黄檀根瘤属于“有限型”根瘤。瘤龄显著影响降香黄檀根瘤豆血红蛋白含量。降香黄檀根瘤维管组织发达,瘤内类菌体数量多且含有储能功能的PP和PHB颗粒,根瘤细胞的泡囊膜系统强大,这些结构给降香黄檀根瘤的固氮功能提供了支持。

• 三角梅新品种‘中闽2号’

  周群

  【目的】为丰富我国三角梅(Bougainvillea spp.)种质资源,促进园林应用品种多样化,选育三角梅新品种。【方法】 在2016年,采收三角梅‘中闽1号’(Bougainvillea‘Zhongmin 1’)自然授粉的种子进行播种,选育出具有特异性的实生苗,进行扦插培育。【结果】 通过对品种性状进行调查后,选育出花色呈淡紫色的新品种,并在表型性状和分子水平均能与其近似品种区分开。该新品种在福建种植时自然花期为9月至翌年4月,花序主要着生于枝顶端和中部,叶为阔卵形,叶基呈宽模型。经4年的连续观察,性状稳定,将其命名为‘中闽2号’(Bougainvillea‘Zhongmin 2’)。【结论】 ‘中闽2号’花色淡雅、花期长、花量大具有较高的园林应用价值。