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2025年第1期

• 退耕还林工程对中国粮食生产动态影响研究

  刘璨,刘浩,朱文清,王雁斌,张寒

  【目的】中国粮食安全问题受到高度关注,迫切需要科学评估退耕还林工程对中国粮食生产的影响,为决策者提供退耕还林工程后续政策思路,进一步巩固好退耕还林成果。【方法】基于1995—2020年31省(自治区、直辖市)的宏观样本和6省(区)15县(市)72个乡镇、171个村的5 223个农户微观样本,采用系统GMM模型估计了退耕还林工程对各省区市粮食生产和样本农户粮食播种面积的动态影响,采用固定效应模型估计了退耕还林工程对样本农户粮食生产行为的影响。【结果】退耕还林工程对样本省区市粮食产量和样本农户粮食播种面积产生了负向影响,且影响呈现出显著的粮食品种、时间和区域等异质性;若考虑到退耕还林工程对农户粮食生产行为的动态调整,以及新增森林生态系统服务和生产的森林食品,实施退耕还林工程对粮食生产的影响不显著。【结论】退耕还林工程未对中国粮食安全产生显著负面影响,需要与时俱进、分区分类地完善退耕还林政策。

• 基因组精准编辑技术及其在林木育种中的应用

  姜波,安新民

  基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解,其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列,从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石,从早期的探索到CRISPR系统的开创性应用,每一步都展示了科学探索的深远影响。CRISPR系统的应用带来了基因组编辑的巨大飞跃,它催化了更精准的编辑工具出现,如碱基编辑器和先导编辑器等,它们显著增强了精准编辑基因组的能力。这一历史性转变已经在农业改良、疾病治疗等领域展现出巨大的潜力。基因编辑技术的应用前景广阔,CRISPR/Cas系统能敲除多个基因,具有高靶向效率、易于设计和操作,且成本较低等优点,因此在作物、林木遗传改良中被广泛应用;但它也有不少不足之处,而每一款新编辑工具的出现都使这一技术得以不断完善。随着技术的不断进步,基因编辑技术有望在未来解决更多复杂的生物学问题,为人类健康和农林业发展带来更多的创新和突破力。

• 不同抗性松树家系中松材线虫致病力和繁殖力比较

  王俊伟,胡龙娇,吴小芹

  【目的】探究在自然条件下松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)与不同抗病力松树家系互作后,是否对松材线虫的致病力和繁殖力产生影响,并分析致病力差异明显的松材线虫虫株与松树互作后其细胞色素 P450(Cytochrome P450)家族相关基因表达是否发生变化。【方法】对前期引自日本的抗松材线虫病赤松(Pinus densiflora)和黑松(P. thunbergii)基因库松树进行田间发病状况调查,发现不同松树家系的抗病能力存在显著差异。对松树基因库中各家系枯死木取样,经松材线虫自动化分子检测后,将确定为松材线虫致死的5个赤松家系和5个黑松家系样木进行线虫分离,采用单异活体培养共获得10个松材线虫虫株,检测这些虫株的致病力和繁殖力,并收集其中4个致病力差异明显的松材线虫虫株,采用RT-qPCR技术检测其与黑松互作后的2个细胞色素P450相关基因相对表达量差异。【结果】同一地块同一树种中抗病能力越强的家系,获得的松材线虫虫株在单异活体培养下繁殖量越低,相反抗病能力越弱的家系,获得的松材线虫繁殖量越高;将各虫株接种2年生黑松发现,5个黑松家系病死木中获得的线虫虫株致病力测定结果与松树家系的抗性强弱呈正相关,其中抗病能力最强的家系34病死木中获得的松材线虫虫株JYK-34的致病力最强。而赤松家系的抗性强弱与松材线虫的致病力并不呈正相关,其中来自抗病能力较强的家系18病死木分离的松材线虫虫株JYK-18的致病力却较弱;与对照线虫相比,致病力差异明显的4个虫株与2年生黑松苗互作30 d后,它们的2个细胞色素P450相关基因BxCYP33C4和BxCYP33C9的相对表达量增长倍数与虫株的致病力强弱呈正相关,各虫株依次为JYK-34>JYK-17>JYK-18>JYK-31。【结论】松材线虫繁殖力的分化在赤松和黑松两个树种不同抗病家系中规律相同;抗性松树基因库中同一地块不同抗病力松树分离的松材线虫的致病力并非单一类型,存在致病力差异的虫株;松材线虫细胞色素P450相关基因BxCYP33C4和BxCYP33C9不仅参与松材线虫与松树的互作过程,还是松材线虫重要的致病相关基因。

• 松墨天牛GST基因克隆及高温胁迫下的表达特性分析

  李子纯,郝德君,李慧,李长燕,许丹雯仪,杨华磊,赵培渊

  【目的】克隆松墨天牛(Monochamus alternatus)谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferases, GST)相关基因,明确GST基因在松墨天牛响应高温胁迫中的效用,为探究亚热带地区松墨天牛的耐热分子机制提供理论依据。【方法】克隆3条松墨天牛GST基因,结合DNAMAN 9.0、I-TASSER等软件分析松墨天牛GST基因的结构特征;利用qRT-PCR技术测定分析松墨天牛成虫和4龄幼虫在不同高温、不同处理时长后GST基因的相对表达量;通过纸盘扩散法验证3条松墨天牛GST基因在保护机体免受氧化应激中的作用。【结果】克隆3条松墨天牛GST基因的cDNA序列,分别命名为MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1。MaltGSTe1与MaltGSTe2均属于GST的Epsilon家族,MaltGSTt1属于GST的Theta家族。3条GST基因三维蛋白结构具有指示性结构特征,属于胞质型GST。松墨天牛4龄幼虫在高温胁迫下MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1的相对表达量均出现显著变化,MaltGSTe2相对表达水平上调幅度最大;MaltGSTt1在松墨天牛雄虫体内相对表达量出现明显下调;异源表达3条GST基因蛋白的大肠杆菌表现出较强的抗氧化能力,其中,MaltGSTe2具有更强的抗氧化能力。【结论】克隆获得3条松墨天牛GST基因,发现高温胁迫可诱导GST基因表达量上调;纸盘扩散分析结果表明异源表达GST基因蛋白具有抗氧化能力,推测GST基因具有通过保护机体免受氧化应激来参与松墨天牛幼虫的高温胁迫响应机制。

• 马尾松胚性愈伤组织对松材线虫的抗性评价

  陈友梅,夏馨蕊,叶建仁,朱丽华

  【目的】建立马尾松(Pinus massoniana)愈伤组织抗松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)病评价体系,筛选抗性马尾松细胞系。【方法】以马尾松不同胚性愈伤组织为试验材料,以黑松(P. thunbergii)和湿地松(P. elliottii)胚性愈伤组织作对照,接种无菌松材线虫,从接种线虫后愈伤组织外观形态、细胞结构和细胞活力变化以及线虫繁殖量4个方面探讨马尾松胚性愈伤组织对松材线虫的抗性。【结果】马尾松不同细胞系胚性愈伤组织之间抗病性差异显著。细胞系GX19-1-2和GX20-3-3显示出最高的抗性,接种无菌松材线虫10 d后外观轻微黄化,TTC染色结果为红色,显示其细胞保持较好活力;再分离线虫数量分别为(4 200±306)条和(5 933±1 392)条,显著低于湿地松2个细胞系(1907-9和1927-1),抗病性高于湿地松的1907-9和1927-1;GX20-3-8次之,线虫数量为(11 133±2 728)条;细胞系GX20-1-1接种无菌松材线虫后严重褐化、水渍化,TTC染色结果显示其细胞已完全失去活力,再分离线虫数量为(24 800±2 411)条,易感程度介于黑松细胞系1337和36-2之间。【结论】构建了基于愈伤组织的松树抗松材线虫评估体系,并筛选出2个具有较高抗性水平的马尾松细胞系GX19-1-2和GX20-3-3。这不仅为大规模筛选抗松材线虫病新种质奠定了基础,还为深入探究寄主松树-病原松材线虫之间相互作用的机制提供了新的研究平台。

• 小叶杨×欧洲黑杨杂交F1代生长及叶片解剖结构杂种优势分析与抗旱性评价

  张伟溪,丁密,苏晓华,李爱平,王小江,余金金,李政宏,黄秦军,丁昌俊

  【目的】以内蒙古通辽天然小叶杨(Populus simonii)与荷兰北部欧洲黑杨(P. nigra)杂交F1代的30个无性系为试验材料,对其自然半干旱条件下的F1代生长性状及叶片解剖结构性状进行综合评价研究,为选育抗旱适应性强的杨树品种及亲本资源利用提供依据。【方法】对F1代30个无性系的不同林龄(4、5、6 a)生长性状及9个叶片解剖结构性状(6年生)进行差异比较、遗传变异分析和杂种优势研究,采用相关性分析评判各指标的关联程度,采用主成分分析筛选典型叶片解剖结构性状,最后采用隶属函数法对30个杨树无性系6年生典型叶片解剖结构与生长性状进行抗旱性综合评价。【结果】不同无性系间9个叶片解剖结构及生长性状均存在极显著差异;树高和胸径生长性状变异系数变化范围分别为17.28%~19.24%和28.22%~29.87%,不同树龄树高和胸径均明显高于双亲,高亲优势率为29.27%~36.83%,部分杂交无性系的树高和胸径生长性状已经形成明显的超亲优势;各叶片解剖结构性状变异系数范围为5.78%~18.82%,重复力变化范围为0.91~0.97;F1代的下表皮厚度、栅海比和叶片组织紧密度、栅栏组织厚度的正向超中亲优势明显,且角质层厚度、下表皮厚度、叶片组织紧密度出现明显正向超高亲优势,超高亲优势率为1.34%~1.77%。相关性分析结果表明,各指标之间具有较高的相关性,最终筛选出角质层厚度、叶片组织疏松度、叶片组织紧密度、栅海比和海绵组织厚度5个指标为小叶杨×欧洲黑杨杂交子代抗旱性评价的叶片解剖结构指标。通过隶属函数分析,最终筛选出02-06、02-01、02-05、02-24、02-03、02-13等6个最具有生长潜力和抗旱能力的无性系。【结论】小叶杨×欧洲黑杨杂交F1代的生长和叶片解剖结构性状变异丰富,具有较大的选择潜力和杂种优势,初步筛选出6个最具有生长和抗旱潜力的无性系,为干旱地区选育高产高抗杨树新品种及育种亲本选配提供重要依据。

• 基于SSR标记的皱皮木瓜遗传多样性分析及品种分子身份证构建

  李慧,侯立娜,王天琪,毕宁宁,李圣波,刘忠华

  【目的】皱皮木瓜(Chaenomeles speciosa)具有较高的观赏价值食用价值与药用价值,我国是皱皮木瓜的起源分布中心,研究皱皮木瓜种质资源遗传多样性,并构建品种分子身份证,以解决近年来因缺乏品种间统一的分类标准,同名异种、同种异名和品种间来源及演化不清等问题。【方法】以收集的168 份皱皮木瓜种质资源为材料,利用SSR标记结合毛细管电泳法对木瓜遗传多样性和群体内遗传分化程度进行分析,根据观测等位基因数(Na)、Shannon’s信息指数(I)和多态性信息含量(PIC)的筛选能区分全部种质的引物组合,并基于字符串编码构建DNA分子身份证。【结果】26 对引物在168 个皱皮木瓜品种中共扩增出304 个等位基因,平均每个位点扩增出11.577 个;期望杂合度(He)、I和PIC的平均值分别为0.748、1.731和0.607。根据聚类分析的结果可将该群体分为2 大类,进一步分为6 个类群;种群结构分析将供试材料分为2 个亚类。从26 对引物中筛选出11 对核心引物构建了168 份皱皮木瓜种质资源的条形码和二维码身份证。【结论】所选扩增位点的变异程度高、鉴别力度大,在进行遗传多样性分析、核心引物筛选,以及指纹图谱构建中可优先选用。该研究为皱皮木瓜的良种鉴定、遗传资源管理及种质资源数据库的构建等提供了参考。

• 广东含笑和诗琳通含笑叶绿体基因组结构及系统发育分析

  邓演文,田淑意,刘世晗,梁建,陶家璐,邓小梅

  【目的】研究广东含笑(Michelia guangdongensis)和诗琳通含笑(M. sirindhorniae)的叶绿体全基因组序列,并对55种木兰科植物进行系统发育分析,为木兰科植物分类及广东含笑、诗琳通含笑遗传资源保护研究提供参考。【方法】使用高通量测序技术对广东含笑和诗琳通含笑进行叶绿体全基因组测序,获得测序结果后使用SOAPnuke 1.3.0和SPAdes 3.10.1进行组装,使用GeSeq进行基因注释, 最终获得广东含笑、诗琳通含笑叶绿体基因组序列完整的注释。注释的序列提交至GenBank,广东含笑和诗琳通含笑获得的登录号分别是MT800938、MT7876670根据注释结果,使用Chloroplot绘制叶绿体基因组结构图,用Geneious 7.1.4软件计算GC含量,使用MEGA 7.0.26检测出相对同义密码子使用频率,运用mVISTA在线软件比较叶绿体基因组序列变异,借助DnaSP 6.12.03研究基因选择压力,并基于55个木兰科叶绿体基因组中的蛋白质编码基因(protein coding gene, PCG),使用RAxML 构建了系统发育树。【结果】广东含笑、诗琳通含笑的叶绿体基因组全长分别是160 142和160 109 bp,大单拷贝区(large single-copy region, LSC)长度分别为88 170和88 137 bp,小单拷贝区(small single-copy region, SSC) 长度分别为18 822和18 810 bp,反向重复区(inverted repeat, IR)长度分别为26 575和26 581 bp。广东含笑、诗琳通含笑叶绿体基因组的总GC含量均为39.24%,成功注释基因均有112个,均包括78个蛋白质编码基因,30个tRNA基因,4个rRNA基因。【结论】对比发现广东含笑和诗琳通含笑的叶绿体基因组大小、PCT类型、结构与近源种高度相似。广东含笑、诗琳通含笑和另外53种木兰科植物种叶绿体PCG共同构建系统发育树显示,广东含笑和诗琳通含笑同在含笑属分支,首次从叶绿体基因组层面上证明诗琳通含笑属于含笑属。

• 福建福鼎柳杉种子园半同胞子代遗传变异分析与早期选择

  林强,徐进,李上前,林云斌,章允清,欧阳磊

  【目的】通过柳杉种子园半同胞子代测定,阐明家系生长性状的遗传变异、性状相关规律,评价参试家系在试验地点的生长表现和育种价值,选择速生优良家系和单株进行推广应用。【方法】2014年在福建省福鼎后坪国有林场营建柳杉种子园半同胞子代试验林,于试验林1~7年生时,对51个家系每木调查树高、胸径和冠幅等生长量指标并建立数据库,分析家系生长性状的遗传变异和相关规律,估算家系及单株遗传力,对参试家系和单株进行评价和选择。【结果】试验林7年生时,树高、胸径、冠幅和材积的平均值分别为4.51 m、6.68 cm、2.09 m和0.011 10 m3,冠幅变异系数为16.75%,而5年生材积变异系数达101.60%,参试家系的适应性较好且生长性状存在丰富的变异。1~7年生试验林的树高、胸径和材积等生长性状在重复和家系间的差异均达极显著水平,生长环境和家系本身的基因型对柳杉早期生长均有显著影响。试验林1~7年生的家系遗传力为0.465~0.649,单株遗传力为0.223~0.507;在家系层次上,生长表现受中等程度之上的遗传控制;在个体层次上,生长表现受较弱程度的遗传控制。生长性状间的相关系数为0.35~0.97,生长性状的表型相关均达极显著水平。经综合评价和估算遗传增益,选出速生家系8个,树高、胸径和材积等遗传增益的平均值分别为5.53%、7.89%和22.95%;选出速生个体35个,其树高、胸径和材积的平均遗传增益分别为23.11%、27.84%和96.77%。【结论】参试柳杉家系生长表现较好,生长性状遗传变异丰富,选择的速生优良家系和个体将为试验地区柳杉人工造林提供良种材料,为构建柳杉第2代育种群体和提升柳杉遗传改良水平提供育种材料。

• 抗松针褐斑病湿地松胚性愈伤组织诱导及体胚产量影响因素的研究

  柯欣,费琪,夏馨蕊,叶建仁,朱丽华

  【目的】建立和优化抗性湿地松(Pinus elliottii)体胚发生体系,为湿地松优良抗性材料的大规模快速繁育奠定基础。【方法】以抗性湿地松4个家系的未成熟合子胚为材料,探究不同家系对胚性愈伤组织诱导的影响;选取增殖效果好、具有胚性胚柄细胞团(ESM)的胚性愈伤组织开展体胚成熟试验,从基因型、植物磺肽素(phytosulfokine,PSK)浓度及继代次数方面对体胚成熟条件进行研究。【结果】抗性湿地松4个家系之间胚性愈伤组织诱导率差异显著(P<0.05),其中,30号家系诱导率最高,为(29.8±5.6)%;32号家系诱导率最低,仅为(7.3±3.4)%,最终共获得37个可稳定增殖的胚性细胞系。35个供试细胞系中25.7%的细胞系可产生体胚,其中2007-3和2007-5成熟体胚产量显著高于其他细胞系,成熟子叶型胚数量平均分别为(91.3±7.0)和(89.8±8.4)个/mL,其余74.3%的细胞系未产生体胚。添加PSK对抗性湿地松体胚产量具有显著影响,其质量浓度为1 mg/L时,可显著提高体胚产量。随着继代次数的增加,成熟体胚数量呈下降趋势。其中细胞系2007-3成熟体胚数量在继代8次后逐渐下降,但第20代仍保持胚性;2007-5的成熟体胚数量随继代次数增多而下降,直至20代完全丧失胚性。【结论】家系对胚性愈伤组织的诱导影响显著。基因型和PSK含量可显著影响抗性湿地松体胚产量,同时胚性愈伤组织的胚性随继代次数的增加而降低。本研究优化了抗性湿地松体胚发生技术体系,可为湿地松优良基因型体胚繁育提供技术支撑。

• 氮添加下干旱对油茶根系氮吸收与分配的影响

  姜孝曾,祝燕,周恒伟,黄兴召,傅龙龙,万芳芳

  【目的】探讨油茶(Camellia oleifera)不同根序根系的生长与养分利用对干旱和施氮的响应,分析水和氮素对油茶不同径级根系生长、氮素吸收、分配和利用的影响,为更好地认识气候变暖下植物根系构型与养分策略的关系提供理论支撑。【方法】以2年生‘长林53’(‘Changlin 53’)油茶幼树为试材,利用盆栽试验和15N同位素示踪技术,采用双因素完全随机设计,设置2个干旱水平,即正常灌溉(土壤含水率75%±5%)和干旱(土壤含水率30%±5%);2个施氮水平,即不施氮和施15N标记的硝酸铵(2.88 g/株)。干旱处理75 d后取样测定油茶幼树不同径级根系的生物量、全氮含量(质量分数,下同)、来自肥料氮的百分率(Ndff)、氮素利用率。【结果】干旱胁迫后油茶1~3级,5级和6级根的生物量与其氮含量呈负相关关系,与4级根的则呈正相关关系。干旱显著影响了各径级根系15N含量和Ndff(P<0.05),抑制了各径级根系15N的富集,干旱胁迫下1~3级的Ndff最高。干旱对根系的氮素分配率起促进作用,尤其是5级根氮素增加了93.10%,但在不同程度上抑制了油茶低阶根系的氮素利用率。【结论】施氮促进干旱下根系生物量和氮素分配给粗根,但不利于细根生物量和氮素的积累;干旱显著影响了各级根系对肥料氮的吸收、利用和分配,促进肥料中的氮素向根系尤其5级以上根系分配,但不同程度地抑制了1~4级根系对15N的吸收和利用。

• 赤皮青冈容器苗生长和根系发育对缓释肥添加的动态响应

  杨孟晴,黄盛怡,王斌,周志春,徐小牛,徐卫可,吴仁超

  【目的】研究不同施肥水平下赤皮青冈1年生容器苗生长和根系发育的动态变化,探讨根系形态对不同施肥水平的适应策略,为提高其容器苗培育水平提供技术支撑。【方法】基于容器苗缓释肥添加试验,设置5个基质缓释肥添加水平(1.50、2.25、3.00、3.75和4.50 kg/m3),研究不同施肥水平对赤皮青冈芽苗移栽后速生期(苗龄9~11月)苗木生长和根系发育的影响。【结果】苗龄9月赤皮青冈容器苗苗高对施肥量的变化不敏感,10和11月龄容器苗苗高对施肥量变化的响应显著增加,并以缓释肥添加量3.00 kg/m3时最高;地径对施肥量的变化总体不敏感。随着容器苗苗龄增加,缓释肥添加对幼苗生长和根系发育的影响不断增强,1.50 kg/m3缓释肥添加量对9月龄容器苗生长和根系发育有较好促进作用,2.25~3.00 kg/m3缓释肥添加量对10和11月龄容器苗有较好促进作用。9~11月龄赤皮青冈容器苗根长均以≤0.2 mm径级最高,随着径级的增加,不同径级根长呈显著下降趋势。不同施肥水平下容器苗根系径级分布的差异随苗龄增加逐渐增大,根系生长和发育指标间的相关性也发生显著变化,分形维数与其他指标的相关性显著增强,其他指标两两间的相关性总体降低。【结论】赤皮青冈不同苗龄容器苗对缓释肥添加的响应存在显著差异,相对偏低的养分环境有利于芽苗移栽后幼苗的生长和根系发育,待幼苗苗龄10~11月时适当追肥,可实现节约用肥和培育优质容器苗的目的。

• 3种有机酸对铝毒下马尾松幼苗抗氧化系统调控效应评价

  缪聪林,刘亚敏,姚虹宇,刘玉民,纪雨薇,李峻安

  【目的】比较草酸、柠檬酸、苹果酸对铝敏感型GD20(广东20号)马尾松家系幼苗铝(Al)毒害的缓解能力,为有机酸缓解Al耐受的潜在机制提供理论依据。【方法】采用水培法,测定草酸、柠檬酸、苹果酸对Al毒环境下铝敏感型 GD20马尾松家系生长、抗氧化系统和非酶物质相关生理指标的影响,按照生长、根叶抗氧化系统[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)]、针叶活性氧(H2O2、$\mathrm{O}_{2}^{-}$)、根叶非酶物质(可溶性糖、脯氨酸、蛋白质)对测定指标进行分类。依据模糊数学多因素综合决策原理,运用加权平均法和最大原则,对GD20在铝毒状态下外施有机酸测定的生理指标进行综合评判。【结果】3种有机酸能有效降低根系Al3+含量,缓解Al毒害对马尾松生长的抑制。外施有机酸可以激发马尾松幼苗抗氧化防御系统缓解Al毒所致的膜脂过氧化和细胞损伤,还可通过调节马尾松体内非酶物质的含量来维持稳定的代谢环境。在对抗氧化系统的调节中,草酸(0.20 mmol/L)对根系SOD、POD和CAT酶活性的促进作用强于苹果酸(0.01 mmol/L)和柠檬酸(0.02 mmol/L);另外草酸也能有效降低因Al毒导致的根系MDA积累。熵权法的综合评价结果也表明草酸能有效调节Al胁迫下马尾松幼苗的抗氧化酶活性,得分系数为0.20,总得分0.26,高于柠檬酸和苹果酸。【结论】柠檬酸、草酸、苹果酸可能共同参与了缓解马尾松幼苗Al毒害,但3种有机酸在解毒效果上存在差异,草酸解Al毒能力优于柠檬酸和苹果酸。

• 早实核桃坚果表型和内在品质的关联分析及模型构建

  李洋,张赟齐,温玥,张绥林,陈永浩,齐建勋,张俊佩,侯智霞

  【目的】果实表型性状和内在品质间存在关联性。明确早实胡桃(核桃,Juglans regia)内、外在品质关系并构建关联模型,为通过表型性状初步判别果实内在品质提供依据。【方法】以北京市农林科学院核桃选种圃的早实核桃优株为研究对象,在成熟期对坚果的9个表型性状和4个内在品质指标分别进行了测定,分析各性状的变异系数,并进行方差和相关性分析,最终通过拟合验证得到适宜的关联模型。【结果】①坚果13个指标的变异均达到极显著水平(P<0.01),变异系数为5.43%~28.63%,除球形度、几何平均直径、出仁率、含油率和蛋白质外,其余指标的变异系数均达到10%;②坚果品质指标间存在相关性。含油率与出仁率的关系最密切,与可溶性糖含量也呈极显著正相关,与淀粉、蛋白质含量关系均不显著;蛋白质、可溶性糖含量与坚果表型性状的关系类似,表现为与坚果大小、干质量及体积出仁率密切相关,与前两者呈极显著负相关,与后者呈极显著正相关,蛋白质、可溶性糖含量均与淀粉含量呈极显著负相关;淀粉含量和坚果大小、干质量呈极显著正相关,而与体积出仁率呈极显著负相关;③基于坚果表型性状和内在品质的相关性构建了回归模型,含油率与出仁率呈线性模型关系,可溶性糖含量与体积出仁率呈抛物线关系,淀粉含量与坚果体积呈线性模型关系,蛋白质含量与几何平均直径呈线性模型关系。通过拟合验证,模型预测值与实际值差值位于95%一致性界限(95%LOA)内的点均占总体的95%以上,模型表现出较好的拟合性。【结论】基于坚果表型与内在品质的密切关系构建了较为可靠的回归模型,通过坚果表型可初步判别内在品质优劣,用于适宜品种(系)的初步筛选。

• CO2和水分胁迫下北京山区侧柏个体尺度水碳耦合过程研究

  张龙齐,张永娥,贾国栋,吕相融,张潇,雷自然,刘锐

  【目的】研究不同CO2和水分胁迫情况下,北京山区侧柏的水碳耦合过程,为侧柏的个体尺度研究提供理论依据。【方法】选取北京山区的主要造林树种侧柏(Platycladus orientalis)为研究对象,通过为期6个月的室内盆栽模拟试验,测定不同CO2浓度和土壤水分交互处理下侧柏个体尺度蒸腾耗水和固碳、呼吸速率,以水分利用效率为水碳耦合指标,分析侧柏个体尺度水、碳耦合变化特征。【结果】①侧柏个体昼夜蒸腾速率受土壤含水率影响显著,在70%~80%田间持水率时达到最大值,随后略微递减。②土壤含水率和CO2浓度都对侧柏个体尺度碳过程和水碳耦合过程产生显著的影响。除重度干旱外,二者都随CO2浓度的增加而不断升高。③在二氧化碳浓度为600和800 μmol/mol,个体瞬时和短期水分利用效率都在50%~60%田间持水率条件下达到最大值。④个体昼夜累计固碳量与耗水量呈显著线性相关(P < 0.05),二者比值也在二氧化碳浓度为800 μmol/mol、田间持水率50%~60%时达到最大值(阈值24.35 mmol/mol)。【结论】二氧化碳浓度升高有利于缓解个体尺度的干旱胁迫,土壤含水率显著影响侧柏的水碳耦合过程。

• 6-BA对太子参生长后期的生理调节作用

  马菊林,邱玲玲,谢寅峰,闾倩,马迎莉,梁文超

  【目的】探究外源生长调节剂6-BA对太子参生长后期生长及生理的影响,为太子参高效栽培提供理论依据。【方法】采用不同质量浓度(0、20、40、60 mg/L)的6-BA于5月中旬进行叶面喷施处理,测定其对太子参块根生长、抗氧化酶系统及光合特性的影响。【结果】①与对照相比,各6-BA处理组太子参块根长、块根直径、鲜根产量、单株生物量、地上部分干质量、地下部分干质量均显著增加;以60 mg/L处理效果最佳,其中,鲜根产量和单株生物量分别比CK提高35.41%和41.60%,均与CK差异显著(P<0.05)。②适当质量浓度的6-BA处理显著提高了试验期间太子参叶片SOD、POD活性以及叶绿素和类胡萝卜素含量,有效缓解MDA含量上升和光合色素下降的趋势。③各6-BA处理组均不同程度提高了太子参的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),降低了胞间二氧化碳浓度(Ci),有效缓解了主要由非气孔限制导致的光合“午休”现象;以60 mg/L处理效果最佳,Pn日均值、峰值和谷值分别比对照增加51.76%、41.24%和64.47%。④与对照相比,各6-BA处理组均不同程度提高了试验期间太子参叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv'/Fm'、ΦPSⅡ和qP,降低了NPQ值。⑤适宜质量浓度(60 mg/L)的6-BA处理显著提升了φPo、ψo、φEo、EABS/CSm、ETRo/CSm、EETo/CSm和cPIabs,降低了φDo和EDIo/CSm,说明6-BA处理增强了PSⅡ光能吸收与分配利用效率及叶片比活性,缓解了过剩激发能导致的光抑制。【结论】适宜质量浓度的6-BA处理可以有效增强太子参生长后期叶片抗氧化活性和光合性能,促进生长,提高块根产量。光合性能的改善与叶片抗氧化活性及PSⅡ光化学活性的增强有关。

• 靓竹叶色表型叶片形态、结构与光合特性相关性研究

  徐薪璐,孔淑鑫,吕卓,江帅君,赵婉琪,林树燕

  【目的】以原种椎谷笹(Sasaella glabra)叶片为对照,探究其变种靓竹(S. glabra‘Albostriata’)不同叶色表型叶片形态、结构与光合特性的关系。【方法】以原种及靓竹不同叶色表型叶片为研究对象,测量叶长、叶宽、叶面积、叶片干质量、叶色参数和叶片光合色素含量,同时测得其光合日变化、光响应曲线、叶绿素荧光参数,按照叶色分区观察靓竹及原种叶片的荧光显微结构和超微结构,进一步分析叶色参数与光合色素、光合色素与净光合速率、叶绿素与叶绿素荧光参数的相关性。【结果】不同叶色表型叶片生物量差异显著,原种叶片的叶长、叶宽、叶面积、叶片干质量均显著高于靓竹叶片,靓竹叶片的各生物学特性指标随绿色面积增加而增加;不同叶色表型叶片间各叶色参数差异显著,随着绿色面积增加,反映叶片红绿程度的a*的绝对值同步增加,反映明亮度的L*、反映叶片黄绿程度的b*和反映叶片鲜艳度的C*的变化均同步减少。不同类型叶片荧光显微结构在细胞排列上差异不明显,主要区别在于靓竹黄区叶肉细胞无明显分化,叶绿体在叶肉细胞中零散分布,而靓竹绿区及原种叶片的叶肉细胞分化为指状臂细胞和梅花状细胞,叶绿体占据叶肉细胞;靓竹叶片黄区叶肉细胞内部结构与绿区及原种叶片叶肉细胞区别明显,主要体现在细胞壁加厚、细胞空腔大、内部较多降解物质、叶肉细胞分化不显著、叶绿体发育异常、嗜锇颗粒堆积等现象;同为绿色的靓竹叶片绿区和原种绿叶,其叶肉细胞结构和分化程度相似,相较于原种,靓竹叶片绿区叶绿体的嗜锇颗粒较多。4种叶色表型叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素、类胡萝卜素含量均存在显著差异,叶色为纯绿色的原种椎谷笹各光合色素含量最高;3种不同叶色表型的靓竹叶片随着黄色条纹面积增大,光合色素含量呈下降趋势。各光合色素与a*的绝对值存在显著正相关关系,与L*、b*、C*存在显著负相关关系;不同叶色表型叶片的光合日变化及光响应曲线差异显著,4 种表型叶片的叶绿素含量与其净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈正相关,与胞间二氧化碳浓度变化趋势相反;叶绿素含量和初始荧光(F0)成正比,除F0以外的各叶绿素荧光参数差异不显著,PSⅡ光反应中心功能正常。【结论】靓竹不同叶色表型叶片的形态、结构和光合特性差异显著,叶色作为可以直接观察到的表象,可反映叶片形态、结构与功能息息相关,具体体现在叶绿体的数量和发育状况能够影响叶绿素的含量,叶绿素含量与光合能力呈正相关,光合产物含量可以从叶面积等形态指标与叶干物质含量上表现出来,其复杂的调控机制需要进一步研究。

• 不同截雨干旱时间对毛竹叶片氮含量时空分布的影响

  曹永慧,陈庆标,周本智,葛晓改,王小明

  【目的】叶片氮含量是植物重要功能性状之一,定量分析不同截雨干旱时间对毛竹(Phyllostachys edulis)叶片氮含量影响,为季节性干旱条件下毛竹氮肥管理提供决策依据。【方法】以钱江源森林生态系统定位研究站野外毛竹林为研究对象,通过“顶棚法”人工截雨干旱处理2年试验数据测定,定量分析不同截雨干旱时间下毛竹叶片氮含量的时空分布特征及其对干旱的响应。【结果】截雨干旱处理1和2年后,干旱毛竹叶片氮含量年平均值均高于自然生长条件下(对照)。截雨干旱处理2年后的毛竹叶片氮含量年平均值比干旱处理1年后的高,但差异不显著。与对照相比,截雨干旱1年使夏季、冬季毛竹叶片氮含量增加;随着干旱处理时间延长,叶片氮含量在夏季、秋季、冬季保持稳定。截雨干旱1年后,除冬季毛竹冠层上部叶片外,夏季和冬季冠层各叶片氮含量显著比对照高(P<0.05);截雨干旱2年后,仅冬季毛竹冠层上部叶片氮含量显著高于对照。截雨干旱1年后夏季毛竹冠层上部与下部叶片氮含量显著差异(P<0.05)。随着干旱时间延长,毛竹叶片氮含量与对照差异显著且受季节和竹龄双重影响,但干旱处理下春季不同年龄毛竹叶片氮含量与对照差异不显著、冬季1度竹(1~2年生)叶片氮含量显著高于对照的趋势比较稳定。截雨干旱1年和2年后,不同年龄毛竹间春季和夏季叶片氮含量均无显著差异,但秋季和冬季1度竹叶片氮含量与4度竹(7~8年生)间差异显著(P<0.05)。相比干旱1年,较长时间干旱下老龄竹叶片年平均氮含量保持较高值。【结论】 截雨干旱处理2年的数据表明,干旱毛竹叶片平均氮含量高于对照但不显著,截雨干旱处理年限对毛竹叶片氮含量的影响受生长季节和竹龄双重调节。随着截雨干旱时间延长,毛竹叶片氮含量高于对照处理的季节发生频率增加;干旱与对照处理毛竹叶片氮含量显著差异发生的冠层部位减少,局限于个别冠层的差异显著。今后气候变化下毛竹养分管理需要考虑季节和竹龄因素。

• 喀斯特地貌不同生境青篱柴叶片功能性状特征研究

  王美权,关庆伟,黄宗胜,袁在翔,赵家豪

  【目的】探讨喀斯特不同石质生境中的青篱柴(Tirpitzia sinensis)叶片功能性状特征,为喀斯特地区植物生长适应性机理研究提供理论依据。【方法】以高倾角-短迹长-少转折-多连接-高密度-聚集型(Ⅰ)、中倾角-中迹长-多转折-中连接-中密度-均匀型(Ⅱ)、低倾角-长迹长-中转折-少连接-低密度-随机型(Ⅲ)3种石质生境中的典型优势灌木青篱柴为研究对象,采用单因素方差分析和相关性分析,研究其叶片功能性状对不同岩石裂隙网络结构和土壤理化性质的响应。【结果】不同石质生境的裂隙土壤养分和含水率在类型Ⅰ中最高、类型Ⅱ次之、类型Ⅲ最低,pH呈相反趋势,其中类型Ⅲ的土壤养分显著低于类型Ⅰ(P<0.05),土壤pH和含水率无显著差异。不同石质生境的叶片化学性状差异显著(P<0.05),而结构性状差异较小,叶片养分浓度和比叶面积在类型Ⅰ中最高、类型Ⅱ次之、类型Ⅲ最低,叶干物质含量呈相反趋势,叶片氮磷质量比和叶片厚度在类型Ⅱ中最高、类型Ⅲ次之、类型Ⅰ最低。岩石裂隙倾角和连接度是影响土壤理化性质的主要因子,土壤有机碳、全氮、速效氮、速效磷含量是影响叶片化学性状和叶面积的主要因子,而岩石裂隙网络结构中仅有连接度对其影响显著。总体上3种石质生境的叶片氮磷质量比大于16,表明青篱柴生长受磷限制,且生长速率低于同地带喀斯特其他灌木,均选择了较为保守的营养投资适应策略。【结论】岩石裂隙网络结构主要通过直接影响土壤理化性质进而间接影响叶片功能性状,其中叶片化学性状相比结构性状的可塑性更高;青篱柴在类型Ⅲ的石质生境中最易受到养分胁迫,进而在叶片功能性状上表现出了明显的耐贫瘠特征。

• 徐州市侧柏人工林群落不同演替阶段物种多样性变化

  隋夕然,李军,陈娟,华军,沈谦,杨洪胜,何前程,李由,王伟,彭冶,葛之葳,张增信

  【目的】探究徐州市典型石灰岩山地侧柏(Platycladus orientalis)人工林不同演替阶段植物群落组成及物种多样性,揭示物种替代和群落结构变化的规律。【方法】采用空间代替时间变化法及典型样地调查法,揭示徐州市4个不同演替阶段(灌草丛、针叶林、针阔混交林、阔叶林)的侧柏人工林群落特征及影响因素。【结果】①所调查的样地共有植物种类105种,隶属于58科96属,各演替阶段所出现的物种数分别为灌草丛14科18属20种、针叶林33科49属51种、针阔混交林43科59属64种、阔叶林27科44属45种;②不同演替阶段植物群落物种重要值方面,乔木层中侧柏的重要值均居于首位,灌木层中构树(Broussonetia papyrifera)的重要值均居于首位并呈现先下降再升高的趋势;草本层4个不同的演替阶段中,重要值分别位居首位的物种为马兜铃(Aristolochia debilis)、茅莓(Rubus parvifolius)、白英(Solanum lyratum)、常春藤(Hedera nepalensis);③不同演替阶段植物群落Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数变化趋势较为一致,均随着演替的正向发展均呈现先上升后下降的趋势,其中,多样性指数在针阔混交林阶段达到峰值;④物种多样性指数与环境因子的相关性分析结果显示,郁闭度、坡位和坡向与徐州石灰岩山地侧柏人工林演替过程中物种多样性的变化关系密切,其中郁闭度与群落Shannon-Wiener多样性指数相关性最为显著(P<0.05)。【结论】徐州石灰岩山地侧柏人工林物种多样性在针阔混交林阶段达到最高值,其中郁闭度、坡位和坡向对物种多样性发挥着关键影响作用,研究结果可为该地区近自然林分改造与经营提供理论依据。

• 林下植被演替过程中毛竹和主要优势树种叶片建成成本变化特征

  董亚文,陈双林,谢燕燕,郭子武,张景润,汪舍平,徐勇敢

  【目的】探究疏于管理(近自然)状态下毛竹(Phyllostachys edulis)林中毛竹和优势树种叶片建成成本适应性机制及其变化规律,为毛竹林的科学管理及竹产业可持续发展提供参考。【方法】以近自然状态林下植被演替0、9、21年毛竹林为对象,运用单因素、Duncan方差分析和冗余分析法(RDA),分析1度、2度立竹和不同胸径木荷(Schima superba)、东南石栎(Lithocarpus harlandii)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)等优势树种的叶片功能性状、碳、氮元素含量(质量分数)和热值等差异,并对立竹和优势树种叶片建成成本与功能性状的关系进行分析,探讨毛竹林中优势树种的能量利用和生长适应策略。【结果】随林下植被的演替,毛竹林中立竹和优势树种叶片功能性状发生变化,存在优势树种种间差异和立竹年龄差异,不同径级优势树种中木荷、东南石栎主要是比叶面积变化,而立竹主要是氮含量变化,优势树种木荷、东南石栎叶片比叶面积明显变小,林下植被演替9年毛竹林立竹的叶片氮含量显著小于演替21年毛竹林和毛竹纯林的含量;对不同径级的优势树种叶片单位面积建成成本产生明显影响,主要表现为大、中胸径木荷、东南石栎和大胸径苦槠叶片单位面积建成成本显著增大,而中、小胸径苦槠则相反。1度立竹叶片单位面积建成成本以演替9年毛竹林显著大于演替21年毛竹林和毛竹纯林的,立竹和优势树种的单位质量建成成本总体上无明显变化。冗余分析(RDA)表明,比叶面积是影响优势树种叶片建成成本的主要指标,比叶面积、去灰分热值是影响立竹叶片建成成本的主要指标。相关性分析表明,优势树种、立竹叶片比叶面积与单位面积建成成本均呈显著负相关,优势树种叶片去灰分热值与单位面积建成成本呈显著正相关。【结论】随林下植被演替的进行,优势树种和立竹在林分中逐渐发生“角色”转变。优势树种和立竹能够通过调节叶片功能性状、建成成本及其之间的关系来改变资源获取与投入策略,以适应林下植被演替引起的生境变化。

• 四川马边大风顶自然保护区大熊猫主食竹空间分布特征

  尹华康,张晋东,黄金燕,蒲冠桦,毛泽恩,周材权,黄耀华,付励强

  【目的】明确四川马边大风顶自然保护区大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)主食竹的空间分布规律,为大熊猫栖息地的恢复和生态廊道建设提供科学参考。【方法】2022年5—10月,在马边大风顶自然保护区内布设103条样线,设置1 600个样方,调查大熊猫主食竹的分布面积、垂直分布范围、盖度、竹子密度、基径、高度等信息,以及每种大熊猫主食竹的人类干扰情况,采用克里金插值法分析竹子的盖度、竹子密度、基径、高度及放牧、采笋干扰的情况,并运用单因素方差分析比较不同竹子生长指标是否具有显著差异。【结果】保护区内分布有大熊猫主食竹11种,分别是八月竹(Chimonobambusa szechuanensis)、方竹(C. quadrangularis)、筇竹(C. tumidissinoda)、大叶筇竹(C. macrophylla)、实竹子(C. rigidula)、雷波玉山竹(Yushania leiboensis)、斑壳玉山竹(Yushania maculata)、马边玉山竹(Yushania mabianensis)、熊竹(Yushania ailuropodina)、大风顶玉山竹(Yushania dafengdingensis)、冷箭竹(Arundinaria faberi)。其中,分布面积以冷箭竹最大(140.44 km2),其次是八月竹(55.78 km2)和大风顶玉山竹(51.88 km2)。主食竹呈现明显的垂直分布特征,11种竹的海拔由低到高依次为,方竹(956~2 081 m)、雷波玉山竹(1 499~1 732 m)、八月竹(1 153~2 463 m)、筇竹(1 360~2 531 m)、实竹子(1 555~2 535 m)、斑壳玉山竹(1 601~2 573 m)、大叶筇竹(1 991~2 861 m)、马边玉山竹(2 306~2 480 m)、大风顶玉山竹(2 250~2 920 m)、熊竹(2 680~2 755 m)、冷箭竹(1 901~3 665 m)。马边玉山竹和大叶筇竹具有较高的竹林盖度,大叶筇竹和冷箭竹具有较高的竹子密度,方竹和实竹子的基径较大,实竹子、方竹和八月竹的高度较高。竹林中存在强烈的放牧和采笋等人为干扰活动。【结论】马边大风顶自然保护区大熊猫主食竹种类丰富,竹林面积大,垂直分布明显,能满足大熊猫的取食需求,但竹林长期存在强烈的放牧和采笋等人为干扰,有必要采取相应的管理措施。

• 东北典型黑土区农田土壤结构变化区域特征分析

  刘超南,王恩姮,陈祥伟,王亚婷,李锦诺

  【目的】探讨东北黑土区耕地结构性状的退化程度与区域差异,为不同区域黑土地保护与退化耕地修复提供参考。【方法】以东北典型黑土区3个区域(丘陵漫岗、漫川漫岗、低山丘陵)未开垦草地和开垦60 a耕地为研究对象,利用干湿筛法和环刀法测定了土壤团聚体特征、土壤孔隙与持水特征以及土壤三相(固液气)结构特征并进行对比分析。【结果】开垦前丘陵漫岗和漫川漫岗区土壤团聚体机械稳定性、土壤团聚体水稳性、土壤孔隙度和持水量显著高于低山丘陵区,而广义土壤结构指数(值越大越适宜作物生长)显著低于低山丘陵区。长期(60 a)耕作后,土壤团聚体机械稳定性退化不明显,而土壤团聚体水稳性退化程度表现为低山丘陵>丘陵漫岗>漫川漫岗;土壤孔隙度和持水能力在丘陵漫岗和漫川漫岗退化严重,而在低山丘陵地区反而增加。表层0~10 cm土层固液气三相比例在丘陵漫岗和漫川漫岗区更加趋近理想三相结构,但低山丘陵区无显著变化;在3个区域20~40 cm土层均因固相比例增加导致土壤三相结构显著退化。【结论】东北典型黑土区开垦前土壤结构存在区域差异,丘陵漫岗和漫川漫岗区的土壤团聚体结构、孔隙结构和持水能力较优,低山丘陵区的土壤三相结构较优。农田土壤结构整体呈退化趋势,但退化程度存在区域差异,丘陵漫岗和漫川漫岗区土壤孔隙结构和三相结构退化较为严重,低山丘陵区土壤团聚体结构退化较为严重。

• 紫竹花形态结构与花药败育研究

  周丽,闫瀛丹,刘佳欣,王素爽,杨德佳,王曙光

  【目的】探讨紫竹(Phyllostachys nigra) 结实率低的原因。【方法】以西南林业大学珍稀竹种园内的紫竹为材料,对紫竹花器官、大小孢子发生及雌雄配子体的发育进行显微观察。【结果】紫竹花序为有限花序,顶端小花先开放,基部小花随后开放,小穗簇生,小穗基部具有潜伏芽。紫竹花为开放型小花,由内外稃各1枚、3枚雄蕊、1枚雌蕊以及3枚浆片5部分组成,浆片膜状透明,边缘具有发达的纤毛。紫竹的花药长约8 mm,具有两两对称的4 药囊。造孢时期的花药壁由4层结构构成,由外到内分别是表皮、药室内壁、中层和绒毡层。花药成熟后可形成二核、三核花粉粒,花药壁只有2层。紫竹小花子房单室,侧膜胎座,倒生胚珠,羽毛状柱头3裂。【结论】紫竹小花雄蕊发育过程中出现多种发育异常情况,这应该是导致紫竹结实率过低的关键原因。

• 微生物注浆固化砂土均匀性的试验研究

  戴迪,彭劼,刘志明,卫仁杰,李亮亮

  【目的】推广微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在水土保持领域的应用,明确加固的过程中菌液分布和加固效果,提出间接测试砂样中细菌分布均匀程度的方法,为后续研究提供参考。【方法】利用巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)对标准砂进行了1 m长砂柱注菌试验和MICP注浆加固试验,结合平行试样对比研究菌液分布和加固效果的均匀性,分析注菌方式和注浆过程对菌液分布及加固效果均匀性的影响。【结果】直接注菌液法和菌液固定液交替注入法可使菌液在砂柱中获得较均匀的初始分布,这一分布趋势可由细菌解脲能力来间接评估。随后的注浆过程可改变砂柱中的细菌分布,固定液在4 mL/min的流速下对细菌分布的均匀性影响较小,但是胶结液对细菌分布的均匀性有明显的冲刷作用,使得砂柱每段的无侧限抗压强度和碳酸钙生产量有明显差异。【结论】含菌砂样搅拌水溶液解脲能力试验用于间接测试砂样中细菌分布是可靠的,加固过程中产生的不均匀现象主要由胶结液的注入引起,故直接注菌液法和交替注入法可以获得较均匀的加固效果。

• 基于卷积神经网络的林火小目标和烟雾检测模型

  薛震洋,林海峰,焦万果

  【目的】由于火焰和烟雾都是动态目标,使得航拍视角下的森林火焰小目标和烟雾检测变得富有挑战性。基于卷积神经网络的林火小目标和烟雾检测模型构建对于平衡森林火灾小目标和烟雾目标的参数量和检测精度具有重要意义。【方法】根据林火检测实时性要求,对基于高实时性的FasterNet进行改进,并构建了FRSCnet的主干网络层。利用分组洗牌卷积(group shuffle convolution,GSConv)构建了FRSCnet的颈部网络层。在头部网络中,引入了卷积块注意力模块(CBAM)注意力机制。最后,在颈部网络的第1层添加了感受野阻滞(receptive field block,RFB)特征提取模块。【结果】FasterNet采用独特的部分卷积(partial convolution,PConv)技术,有效减少了冗余计算和内存访问,从而保证了模型在处理航拍图像时的高速检测性能。GSConv能够平衡模型的参数量和特征融合性能,从而在保证检测精度的同时减少了模型的复杂度。通过CBAM注意力机制,在尽可能少地增加参数量的情况下,模型能够更好地关注森林火灾小目标和烟雾目标,提高检测性能。RFB特征提取模块,可增大模型的感受野,更好地提取航拍视角下的森林火灾小目标和烟雾目标。实验结果表明,提出的FRSCnet模型的平均精度(mAP@0.5)达到了89.2%,比YOLOv7-tiny和YOLOv5-s模型分别提高了2.9%和5.3%,但是参数量比YOLOv7-tiny和YOLOv5-s模型低。【结论】提出的FRSCnet林火小目标和烟雾目标检测模型,在参数量和检测精度之间取得了较好的平衡。

• 云南省国家级自然保护区功能评价与结构分析

  尹长禧,邱守明,冯艳滨

  【目的】识别云南省国家级自然保护区的多元功能状态和等级结构,明晰其功能成效和优化路径,为建立以国家公园为主体的自然保护地体系的空间布局和集群化管理提供思路。【方法】以完整分布于云南省的20处国家级自然保护区为对象,基于“压力-状态-响应”模型(pressure-state-response,PSR)构建功能评价体系,采用熵值法评价功能等级,运用位序-规模法则和耦合协调度模型解析功能等级结构、归纳功能结构类型。【结果】云南省国家级自然保护区当前功能整体发育不均,需处理好功能间的协同演化关系;Zipf指数分析表明,云南省国家级自然保护区功能等级符合位序-规模法则呈均衡发展形态,尚未有具备绝对优势的功能项,各单体保护区仍需推进自身优势功能项发展;云南省国家级自然保护区功能结构整体呈较高强度耦合、严重失调状态,个体间差异较大,可分为一般发展型、一般滞后型和严重滞后型。【结论】生态本底和经济社会条件的相互作用是造成研究区功能结构异化的重要原因,未来应完善省级尺度的自然保护地动态监测网络,按照“综合-特色”原则,以功能发育较好的国家级自然保护区为中心,合并优化相邻自然保护区升级建设国家公园,以推进云南省自然保护地功能的有序发展、协同建设。

• 罗霄山地区生态系统服务与居民福祉耦合协调关系变化及其影响因素

  孔凡斌,金晨涛,徐彩瑶

  【目的】厘清生态资源富集的原集中连片特困地区生态系统服务供给水平与居民福祉水平之间耦合协调关系变化及其关键影响因素,为类似特定地区制定依托生态资源实现共同富裕的发展规划和政策提供科学依据。【方法】以江西、湖南交界处罗霄山原集中连片特困地区为研究对象,构建居民福祉水平的评价指标体系,借助InVEST模型计算生态系统服务供给水平,采用耦合协调度模型和计量回归模型分析罗霄山地区2000—2020年生态系统服务供给水平与居民福祉水平耦合协调关系变化及其影响因素。【结果】①罗霄山地区的水源涵养、土壤保持与固碳服务供给水平均缓慢下降且呈不同空间分布态势。②居民福祉水平呈上升态势,增幅达181%。③水源涵养、土壤保持以及固碳服务供给水平与居民福祉水平耦合协调关系均呈下降趋势。④人均耕地面积、规模以上工业企业个数和社会福利院床位数对罗霄山地区的生态系统服务供给水平与居民福祉水平的耦合协调关系变化有正向影响。【结论】在生态资源富集的特定地区,应建立健全生态系统服务及产品价值产业转化机制,大力发展规模以上生态工业产业,并依托生态资源优势做大做强,积极吸收当地居民就业,带动居民收入持续增长,以此改善两个系统的协调关系。

• 基于主客感知视角的南京市传统村落景观基因评价

  李晓颖,王志东,汤羽成

  【目的】在主客感知视角下量化分析居民和游客双方对传统村落景观基因评价的共性及差异,提出传统村落景观优化设计的具体策略。【方法】以南京市漆桥村为研究对象,引入景观基因理论和主客感知理论,运用景观基因理论定性分析传统村落景观基因现状,构建景观基因图谱,并以此为依据设计问卷,对双方进行景观基因感知情况调研和分析。【结果】①居民对景观基因特征感知程度由高到低依次是环境特征、文化特征、建筑特征、布局特征。②游客对景观基因特征感知程度由高到低依次是布局特征、环境特征、建筑特征、文化特征。③在居民、游客双主体感知差异方面,本地居民更加重视文化传承和发展,外来游客更加注重村落布局结构和建筑景观表达。【结论】景观基因理论为传统村落的原真性保护提供了理论指导;研究揭示了传统村落与居民、游客景观感知之间的内在联系;传统村落发展需要综合考虑居民和游客的感知诉求,并辩证看待景观感知之间的联系性和差异性。

• 花椒新品种‘蜀椒1号’

  龚霞,吴银明,王海峰,曾攀,唐亚,温铿,焦文献

  【目的】丰富花椒品种资源,选育适宜低海拔地区栽培的花椒品种。【方法】‘蜀椒1号’是野生花椒优树经多代种子繁殖、栽培观测、苗期抗性试验、性状评价、DUS测试培育而成。【结果】花椒新品种‘蜀椒1号’为 聚伞状圆锥花序, 成熟鲜果红色、近圆形,平均每穗颗粒数44,果(粒)径5.19 mm,千粒质量92.89 g,出皮率49.76%,6年生椒树鲜椒产量8 317.5 kg/hm2。其挥发油含量达109.3 mL/kg,不挥发性乙醚抽提物含量(含率)9.90%;采收期为8月中旬至9月中旬。【结论】‘蜀椒1号’具有低海拔地区栽培、抗逆性强、挥发油含量高等特点,适宜在四川省海拔300~2 200 m的山地、河谷及丘陵地区种植。

• 樱花新品种‘胭脂雪’

  吴桐,王贤荣,伊贤贵,周华近,陈洁,李蒙,陈祥珍,高书成

  【目的】以尾叶樱桃(Prunus dielsiana)为亲本,选育树姿飘逸、花量大且抗性强的优良国产樱花新品种,促进我国樱花产业的独立与特色发展。【方法】以尾叶樱桃为母本,以钟花樱(P. campanulata)为父本,通过开放授粉进行杂交,采集母本植株的种子并播种获得实生苗,长期观测不同实生苗表型性状的变异,选择花色出现淡粉白色变异的单株为母株,以母株枝条为接穗,钟花樱实生苗为砧木,嫁接繁育30株观测其性状稳定性。【结果】经过3年的连续观察,从嫁接苗中选育出品种‘胭脂雪’(P. dielsianas ‘Yanzhixue’),其变异性状稳定,为具有花瓣复色(粉色和白色)、花径大、萼片反折且花梗密被柔毛等性状的国产樱花新品种。【结论】‘胭脂雪’遗传了父母本的优良性状,具有花期早、花色优美以及适应性强等特点,有着极高的观赏价值和广阔的市场前景。