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5期

• 马尾松抗病种质资源筛选与基于液相芯片的SNP初步分析

  朱静一,刘青华,周志春,汪阳东,骆定会

  【目的】马尾松(Pinus massoniana)是中国南方山地的乡土树种,具有重要的经济和生态价值。随着松材线虫病的入侵,开展抗松材线虫病马尾松的选育,为马尾松的抗病育种提供优良家系材料日益重要。【方法】以5个松材线虫病较严重的省(区)马尾松林的51个抗性优树的725株1年生半同胞子代为材料,通过人工接种5 000条松材线虫进行家系抗性评价。将接种抗病表型数据结合马尾松101.6 K液相探针靶向测序数据进行全基因组关联分析(GWAS)。【结果】共筛选到4个高抗家系和10个中抗家系,作为马尾松优良抗病种质资源。混合线性模型(MLM)共得到5个显著SNP位点,总计表型解释率7.69%~11.24%;一般线性模型(GLM)共得到4个显著SNP位点,总计表型解释率5.96%;BLINK模型共得到11个显著SNP位点,总计表型解释率12.86%~26.43%。这些显著SNP位点共关联9个功能基因,包含P450蛋白家族,果胶甲酯酶抑制蛋白(PMEIs)等功能基因。这些基因可能通过影响细胞壁结构、细胞膜上特异蛋白识别等方式帮助树体调控松材线虫入侵后的免疫反应。【结论】选育的14个抗性家系可作为马尾松抗病育种优良家系材料,关联分析筛选得到9个抗病侯选基因,为解析马尾松抗病机理和实现抗病马尾松早期选择奠定基础。

• 生物炭对农田土壤硝化作用的异质性效应研究

  吕润锦,周思静,代雯雅,刘琦

  【目的】硝化作用是农田土壤氮循环的关键过程,与温室气体N2O排放密切相关。生物炭作为新型土壤改良剂,已被证实可显著影响土壤硝化过程,但其对硝化速率以及硝化过程中N2O排放的异质性规律尚不明确,制约了其在农业实践中的科学应用。本研究旨在揭示生物炭对全球农田土壤硝化作用的空间变异规律,为优化生物炭的农业环境效益提供理论依据。【方法】基于94篇已发表文献的研究数据,采用 Meta分析方法系统评估生物炭对土壤硝化作用的影响,并运用机器学习算法解析其全球空间分异特征。【结果】生物炭施用使土壤硝化速率平均提高56%、氨氧化细菌(AOB)丰度增加41%,但对氨氧化古菌(AOA)丰度无显著影响,表明AOB是生物炭调控硝化作用的关键微生物群落。生物炭虽然整体上降低了硝化过程N2O排放系数,但并未降低硝化过程N2O的排放总量。生物炭在低缓冲能力土壤(如酸性、低有机碳或砂性土壤)中表现出对硝化速率、硝化过程N2O排放以及AOB丰度更强的促进作用,主要归因于其碱性效应(提高土壤pH)及结构效应(提升土壤通气性)。空间分析显示,生物炭在热带地区对硝化速率及硝化过程N2O排放的促进作用高于亚热带及温带地区。土壤类型特异性分析表明,生物炭在氧化土、老成土和淋溶土中对硝化速率及硝化过程N2O排放的增加作用较明显,而在始成土、新成土、干旱土和均腐土中对硝化速率的增加作用相对较小,对硝化过程N2O排放没有显著增加的风险。【结论】生物炭在低缓冲性的土壤中可能具有促进硝化作用并增加N2O排放的风险,在实际应用中需根据土壤类型和气候带特征制定差异化施用策略,以实现土壤改良与温室气体减排的双重目标。

• 基于InVEST-PLUS-GeoDectetor模型的环杭州湾碳储量时空演变与多情景预测

  孙严超,蔡俊,王子豪,田凤雅,李天龙

  【目的】探究环杭州湾土地利用变化和碳储量时空分异特征,为未来区域碳平衡、内部土地利用结构优化和社会经济可持续发展提供思路。【方法】以环杭州湾为例,基于InVEST和PLUS模型,评估1980—2020年土地利用对碳储量变化和生态系统碳储量服务脆弱性的影响,并利用地理探测模型(GeoDectetor)分析碳储量分异变化的驱动因素,预测2030年多情景下土地利用格局和碳储量变化。【结果】①环杭州湾主要地类为耕地和林地,其土地利用强度近40年间提高了10.35,处于中等发展水平,呈逐年上升的趋势。同时,研究区碳储量总体呈现先增后减的趋势,1980—2000年整体表现为碳汇,而在2000—2020年表现为碳源。②单因子探测得出碳储量分异变化主要受坡度等自然因素影响,双因子交互探测得出碳储量的变化是诸多因素共同作用的结果。自然因素与人为因素共同制约植被覆盖度的增长,最终影响区域碳储量分布情况。③2030年除生态保护情景下碳储量有所增加,自然发展和经济增长情景下碳储量均不同程度减少,表明未来在生态保护情景下,生态用地的有效保护对碳储量的增加较自然发展情景和经济增长情景更有利。【结论】未来生态保护情景下的环杭州湾土地利用能综合统筹各地类功能,减缓碳储量损失,对区域国土空间优化具有重要意义。

• 浙西南低山丘陵区林分类型对土壤碳氮磷化学计量特征的影响

  周方,叶兰华,童冉,彭辉,朱念福,楼晨阳,苗永朝,吴统贵,沈庆华

  【目的】南方低山丘陵区是我国亚热带森林重要分布区,探究该区典型林分类型土壤碳、氮、磷化学计量特征及其影响因素,为南方低山丘陵区土壤肥力评估和施肥计划制定等提供理论依据。【方法】以浙西南低山丘陵区杉木(Cunninghamia lanceolata)林、马尾松(Pinus massoniana)林、杉木×马尾松混交林和杉木×毛竹(Phyllostachys edulis)混交林等林分的土壤为研究对象,分析土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)质量分数及化学计量比对林分类型、土层深度、土壤有效养分的响应规律,以及化学计量特征间相关性、全量养分质量分数间的异速增长关系等。【结果】①0~40 cm土层的土壤TN、TP质量分数在4种林分类型间差异显著,平均值分别为1.20和0.19 g/kg,均为杉木×毛竹混交林土壤中最高;土壤碳氮比(表示为C/N)和碳磷比(C/P)的平均值分别为17.20和106.53,杉木×毛竹混交林土壤C/N和C/P均显著低于杉木林和杉木×马尾松混交林。②随着土层加深,整体及各林分类型土壤SOC与TN、TP质量分数均表现出减少的趋势,而土壤C/N和氮磷比(N/P)则分别表现出增加和减少的趋势。③相关性分析表明,土壤SOC与TN、TP质量分数及相关化学计量比之间均呈显著正相关,土壤TN和TP质量分数之间呈显著正相关;标准化主轴分析表明,土壤TP质量分数增长速率略低于TN,而显著低于SOC;冗余分析表明,土壤pH对C/P起到负向调控作用,土壤水解氮对TN、TP质量分数及化学计量比起到显著调控作用。【结论】浙西南低山丘陵区林分类型对土壤碳和养分质量分数及化学计量比影响显著,杉木×毛竹混交林可能通过减轻土壤酸化等途径对土壤养分状况起到一定的改善效果。

• 麋鹿野放对盐城滨海湿地土壤生态化学计量特征的影响

  陈利,栾兆擎,李敏,李静泰,刘垚,张陈岩,何晓柔,吴晓威,吴翠玲

  【目的】探究麋鹿(Elaphurus davidianus)活动干扰对盐城滨海湿地土壤生态化学计量特征的影响,了解土壤退化现状,为保护区可持续发展与管理提供科学依据。【方法】以盐城大丰麋鹿国家级自然保护区第3核心区为研究对象,结合实地调查结果将第3核心区划分为弱度干扰(Ⅰ)、轻度干扰(Ⅱ)、中度干扰(Ⅲ)、次重度干扰(Ⅳ)、重度干扰(Ⅴ)5个麋鹿干扰等级,通过室内试验对土壤容重(BD)、含水率(WC)、pH、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量进行测定,分析麋鹿不同干扰强度对土壤基本性质及生态化学计量特征的影响。【结果】①随着麋鹿干扰强度的增加,土壤BD先减后增、土壤pH增加,土壤WC、TP、TN含量先增后减,SOC含量呈波动变化趋势。②随着麋鹿干扰强度的增加,土壤碳氮比(C/N)升高,土壤氮磷比(N/P)降低,土壤碳磷比(C/P)呈波动变化。③土壤C/P与SOC,N/P与TN相关性极高,土壤C/N随着麋鹿干扰强度的增强与SOC的相关性逐渐降低。SOC含量是土壤C/N、C/P的主要限制因素,土壤TN含量是土壤N/P的主要限制因素。【结论】麋鹿干扰不仅会改变土壤基本性质和生态化学计量特征,还会改变制约土壤化学计量比各因素的强度。麋鹿中度、轻度干扰更利于土壤矿化和养分循环。因此,将麋鹿野放的数量控制在合理范围内更有助于维持盐城滨海湿地土壤养分平衡与循环。

• 典型黑土区水土保持树种生态化学计量特征及其异速关系

  李婷婷,邹青勤,蒋治岩,王秀伟

  【目的】通过研究典型黑土区水土保持树种生态化学计量特征,明确其养分利用特征及其生理适应策略。【方法】从物质分配角度,以典型黑土区常用的水土保持树种小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、榆叶梅(Prunus triloba)、白桦(Betula platyphylla)、糖槭(Acer saccharinum)、红皮云杉(Picea koraiensis)和樟子松(Pinus sylvestris var. mongholica)为研究对象,包括常绿乔木、落叶灌木和落叶乔木3种生活型,测定其叶、皮、枝、干、细根和粗根的碳、氮、磷质量分数[分别以c(C)、c(N)、c(P)表示],分析碳氮磷化学计量比及其异速生长关系。【结果】总体来看,碳的稳定性大于氮和磷,且落叶树种地下部分碳稳定性大于地上部分;氮的稳定性在3种生活型中均表现为地上大于地下;磷则在灌木的叶片中有最大的变异系数。c(C)表现为地上总量大于地下总量,氮、磷具有一致的分配策略,均表现为细根中含量大于粗根中含量。相关性分析表明,乔木树种的c(C)与c(N)呈正相关,与c(P)的相关性不显著;灌木树种的c(C)与c(N)呈极显著负相关,与c(P)呈显著负相关。C-N和C-P在不同器官间具有显著异速生长关系,C的积累速度大部分表现为小于N和P的积累速度;而N-P在器官间的异速生长关系差异明显,常绿乔木除皮和细根外表现为等速生长,落叶灌木的叶呈等速生长,落叶乔木的6种器官间均呈等速生长关系,且N的积累速度均小于P,落叶灌木的干和粗根以及落叶乔木的N积累速度接近于P的积累速度。【结论】植物各器官对养分元素的吸收利用具有一定的协同性,且联系紧密,可以通过研究元素之间的耦合效应来研究植物的适应策略,但限制性元素N和P的生理代谢过程在不同生活型幼苗间存在差异,因其物种本身特性差异的影响,会形成不同的营养元素分配模式及化学计量比特征。本研究结果可为水土保持植物的科学培育和典型黑土区的水土保持林营造提供理论依据。

• 干旱对杨树人工林土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的影响

  肖若瑜,阮宏华,刘晖晖,方玉,查全智,谢友超,徐亚明,曹国华,沈彩芹

  【目的】全球干旱事件日益频繁,显著影响森林生态系统的结构和功能。研究旨在评估干旱对杨树人工林地不同深度土层颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的影响,为预测未来森林土壤有机碳(SOC)及其稳定性对干旱的响应提供依据。【方法】以江苏东台林场10年生杨树人工林为研究对象,于2018年8月在此设置了隔离穿透雨的3种干旱处理:即空白对照处理(CK)、隔离30%穿透雨的中度干旱(D30%)、隔离50%穿透雨的重度干旱(D50%)。各处理设置3个重复样地,共9块样地。经过连续4年的野外控制实验,于2022年7月、11月,2023年2月、4月,采集各干旱处理样地内的土壤样品,测定生长季(2022年7月)和非生长季(2023年2月)的土壤POC和MAOC含量,以及上述4个时段的总土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳等土壤理化性质。基于方差分析、相关性分析以及冗余分析,量化干旱胁迫下土壤POC和MAOC含量的变化特征,并分析驱动其含量变化的关键因子。【结果】干旱对土壤POC含量没有显著影响,对土壤MAOC含量的影响受季节、干旱程度和土层深度的制约。具体表现为:在生长季,中度干旱(D30%)显着增加了[0,10)cm表层土的MAOC含量,两种干旱处理(D30%和D50%)均显著降低了[10,20)cm中层土和[20,40)cm下层土的MAOC含量;在非生长季,两种干旱处理(D30%和D50%)均显著降低了表层土的MAOC含量,对中下层土的影响则不显著。从垂直分布上看,总体上土壤POC和MAOC含量随土层加深而显著降低。相关性分析结果表明,POC和MAOC含量与大多数土壤理化性质呈极显著正相关关系(P<0.01),与容重(BD)和碳氮比(C/N)呈极显著负相关关系(P<0.01)。冗余分析结果表明,干旱处理下,土壤微生物生物量碳(MBC)是驱动土壤POC和MAOC含量动态变化的关键因子。【结论】干旱对杨树人工林土壤POC含量无显著影响,但显著改变了土壤MAOC含量,其影响效应受季节、干旱程度和土层深度等因素的制约。本研究表明, 在预测未来森林土壤碳库稳定性对干旱的响应时应充分考虑季节、干旱程度和土层深度等因素。

• 基于森林类型转变的土壤团聚体特征及其对磷素循环的影响研究

  周垂帆,郑亚威,钱洲,梁晶晶,周家贵,戴文财,俞元春

  【目的】探究不同森林类型中土壤团聚体磷形态特征、铁氧化物及解磷菌的分配情况,揭示磷素形态与森林类型转变关系,为理解红壤侵蚀区植被恢复下土壤磷循环的影响机制和土壤质量评估提供参考。【方法】在福建长汀南方典型红壤侵蚀区的裸地(BL)、针叶林(CF)、针阔混交林(MF)以及阔叶林(BF)的固定样地采集土壤样品,采用干筛法分析各粒径土壤团聚体组成,测定各粒级团聚体中磷素含量(质量分数)、铁氧化物含量(质量分数),并结合高通量测序测定解磷菌(PSB)群落结构和组成特征。【结果】①各土壤团聚体按粒径分为<0.25 mm(微团聚体),[0.25,2.00] mm(小团聚体),>2.00 mm(大团聚体),占比从低到高依次为微团聚体、大团聚体、小团聚体;以小团聚体占主导,其占比在 40%~53%。②森林类型转变过程中各粒径土壤团聚体无机磷含量以闭蓄态磷(O-P)为主,占无机磷总磷的50%以上,钙磷(Ca-P)则随着裸地到阔叶林类型的转变过程中呈现先增加后减少的趋势,且随着土壤团聚体粒径的减小,土壤团聚体中的铝磷(Al-P)和铁磷(Fe-P)含量(质量分数)增加。③在同一粒径土壤团聚体中,游离态氧化铁(Fed)含量(质量分数)随着裸地到阔叶林森林类型的转变总体上呈现减少趋势,而络合态氧化铁(Fep)含量(质量分数)总体上呈现增加趋势,无定形态氧化铁(Feo)含量(质量分数)在大团聚体中呈现增加趋势,在小团聚体和微团聚体中呈现先增加后减少再增加趋势。④随着土壤团聚体粒径减小,土壤解磷菌丰富度(Chao1和observed_species指数)总体上呈现增加的趋势,PSB多样性(Shannon、Simpon)随森林类型的转变总体呈现减少的趋势。【结论】随着植被类型从裸地转变为阔叶林,无定形态氧化铁和络合态铁增加,这有助于形成和维持较大的土壤团聚体。然而,解磷菌更偏好于微团聚体和小团聚体环境,这使得在成熟的森林生态系统中,较小团聚体在提供有效磷方面发挥着更为关键的作用。

• 施钾肥对闽楠幼树枝叶挥发性次生代谢物组分及含量的影响

  罗家琦,文仕知,刘沛书,彭晓锋,周瑾瑾,何功秀

  【目的】研究不同钾(K)添加量对闽楠幼树枝、叶挥发性次生代谢物(volatile secondary metabolites,VOCs)总含量、组分及其相对含量的影响,为闽楠人工林的多功能经营提供参考。【方法】对金洞林场10 年生闽楠人工林设置5种钾肥(K2O>52%)施用浓度梯度(CK. 0 g/株;K1.60 g/株;K2. 120 g/株;K3.180 g/株;K4.240 g/株),于施肥后次年1(夏季)和7月(冬季)分别采样,用水蒸气蒸馏法提取枝叶VOCs,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定组分与相对含量。【结果】施钾量对闽楠VOCs的含量有显著影响,枝、叶VOCs含量均呈先升后降的趋势,1月枝叶VOCs在K2处理下总质量分数最高(叶0.48‰、枝0.55‰),7月枝叶VOCs在K1处理下最高(叶0.47‰、枝0.34‰)。叶主要特征挥发性成分为白菖烯、香树烯、(-)-Alpha-蒎烯等,枝的主要特征成分为β-石竹烯、(-)-Alpha-蒎烯、(-)-Alpha-荜澄茄油烯等。闽楠的VOCs以烯烃类、萘类和醇类为主,叶两季烯烃类、萘类的相对含量在K2处理下显著提升,醇类在施肥后相对含量显著下降。叶养分元素正向影响枝VOCs含量且路径系数极显著,枝养分元素正向影响叶VOCs各种类的相对含量。【结论】施钾肥显著影响闽楠枝叶VOCs的总含量、种类、组分的相对含量和养分元素含量,添加量在60~180 g/株时,闽楠枝叶VOCs总含量达到最高。综合而言,1月K3为最佳处理,7月最佳处理为K2。模型证明养分元素对叶VOCs中萘类和枝VOCs中含氧化物的影响权重较高。

• 土壤pH对入侵植物节节麦生长及竞争能力的影响

  王宁,袁美丽,黄子轩,刘畅,张晓源,田耀武

  【目的】节节麦(Aegilops tauschii)是我国冬小麦种植区危害最重的恶性杂草之一,研究土壤pH对其生长及竞争能力的影响,为构建其扩散蔓延的预警机制提供参考。【方法】采用盆栽试验,利用de Wit替代系列方法,对比研究不同土壤pH(7.5、7.0、6.5、6.0、5.5)及种植模式(单、混种)下竞争性植物节节麦与小麦(Triticum aestivum )的幼苗形态特征、生理生化指标及竞争能力的差异。【结果】①双因素方差分析结果表明,不同土壤pH对幼苗的株高、叶面积及总生物量影响显著;②随着土壤pH的下降,幼苗的株高、叶面积及总生物量随之下降,表明生长受到了抑制。而当pH下降至5.5时,节节麦株高、叶面积及总生物量的降幅均显著低于小麦,表明节节麦的适应能力强于小麦;③随着pH下降,超氧化物歧化酶(SOD)活性及脯氨酸含量呈上升趋势,但随着pH持续降低(pH从6.0降至5.5),相对电导率及硫代巴比妥酸(TBARS)含量均显著增加,可能与低pH加剧了细胞膜损伤有关。④竞争力指标[相对产量(YR)、相对产量总和(YRT)、竞争平衡指数(ICB)]表明,节节麦在不同pH条件下的竞争能力均高于小麦,其ICB随pH的下降呈先升后降的趋势。【结论】节节麦能够通过调整形态结构、生物量分配模式及生理特征以适应土壤pH下降,且在试验pH范围内(5.5~7.5),其抗逆性及竞争能力均大于小麦。

• 5个冬青品种枝条抗弯力学特性及其与理化性质的关系

  殷雅文,侯召斌,刘佳琪,吴文平,邹义萍,郝明灼

  【目的】筛选宜造型冬青品种,并分析化学组分与物理性质对枝条抗弯力学特性的影响机制,为其他造型冬青品种的筛选提供理论依据。【方法】以5个冬青品种‘长青柳’(Ilex cassine ‘Angustifolia’ )、‘内莉’(I. × ‘Nellie R. Stevens’)、‘黄金枸骨’(I. × attenuata ‘Sunny Foster’)、‘红玛瑙’(I. decidua ‘Hongmanao’)、‘冬红’(I. verticillata ‘Winter Red’)为研究对象,测定2.5~7.5mm共5个径级的枝条抗弯力及抗弯弹性模量(MOE),纤维素、半纤维素和木质素的含量,以及微纤丝角(MFA)及结晶度(Crl)等指标。【结果】①5个冬青品种的抗弯力、抗弯弹性模量(MOE)随径级增加而增大,枝条化学组分及结晶度的变化与力学性质的变化类似,微纤丝角随径级增加而减小。②5个冬青品种抗弯力和MOE存在显著差异(P<0.05),‘红玛瑙’的抗弯力及MOE最高,‘冬红’最低。③纤维素含量、综纤维素含量、结晶度与枝条的MOE呈显著正相关,微纤丝角与MOE呈显著负相关(P<0.05)。【结论】‘冬红’(MOE为154.88~645.87 MPa)及‘内莉’(MOE为212.09~772.00 MPa)的MOE显著低于其他品种,表明其枝条柔韧性更优,为适宜造型的冬青品种;而枝条纤维素、综纤维素含量、微纤丝角、结晶度等指标是影响枝条抗弯特性的主要因素。

• 余姚市生态公益林主要群落物种多样性及生物量空间格局影响因素研究

  刘如梦,张晓勉,顾嘉诚,许俊,岳春雷,李贺鹏,黄旭波

  【目的】探索余姚市生态公益林6种主要群落物种多样性及生物量空间格局,分析环境因子对公益林生物量和物种多样性的影响。【方法】以2020年浙江省余姚市生态公益林175个样地调查数据为基础,采集各样地乔木、灌木层的物种、树高、胸径、地径、盖度等数据,结合林分因子及相应气候和土壤因子数据,分析余姚市生态公益林6种主要群落类型物种多样性、生物量空间格局及与环境因子间的关系。【结果】①余姚市生态公益林生物量现存总量为6.048×106 t,平均单位面积生物量为163.61 t/hm2。②公益林主要群落生物量表现出明显的空间规律,整体呈北高南低的空间分布特征,与海拔、纬度、平均树高和平均胸径均显著正相关(P<0.05),与降水量显著正相关(P<0.05),与土壤容重显著负相关(P<0.05),与土壤氮和土壤磷含量显著正相关(P<0.05)。③不同群落Shannon-Wiener指数总体差异显著(P<0.05),从大到小表现为阔叶林>针阔混交林>竹林>杉木林>松林>灌木林,Shannon-Wiener指数与郁闭度、平均胸径呈显著相关(P<0.05),与土壤氮、有机质含量和土壤含水率显著正相关(P<0.05)。【结论】余姚市生态公益林主要群落生物量空间异质性呈显著的地理分层特征,在空间分布上受多维度环境因素综合作用,主要受地形因子(海拔、纬度)、林分特征(平均胸径、树高)与土壤条件(土壤氮、磷含量、容重)的耦合驱动。群落物种多样性对环境梯度呈现差异响应:阔叶林通过郁闭度与土壤肥力(有机质、含水率)的协同作用维持最大Shannon-Wiener指数;降水驱动公益林生物化学过程,与群落生物量积累存在显著相关性。

• 不同平茬机械切口对平茬后北沙柳光合和生长状态的影响

  张世纪,韩易良,何金军,裴志永,李志华,杨建军,王海超,朱心宇,韩青池,刘文娟

  【目的】研究不同平茬处理对北沙柳切口的损伤,分析不同茬口对北沙柳光合及生长发育的影响,为北沙柳平茬机械的设计和可持续利用提供参考。【方法】于2023年,在国家北沙柳种质资源库实施一项完全随机设计的田间实验,系统考察6种不同平茬处理方式[圆盘式40齿(Y40)、圆盘式60齿(Y60)、圆盘式80齿(Y80)、圆盘式100齿(Y100)、往复式(W)、剪切式(J)]对植株茬口特征的影响,并探究茬口与北沙柳生理生态的关联性。【结果】不同平茬处理对北沙柳茬口特性影响显著不同,Y60、Y80、Y100处理与W、J处理间烧焦率差异显著(P<0.05),Y40与W处理间劈裂率差异显著(P<0.05),Y100与J处理间毛刺分布差异显著(P<0.05),其余处理对劈裂率及毛刺调控效果无显著差异。萌蘖期测定显示,不同平茬处理对北沙柳基径和枝条萌发数无显著影响,Y80处理组株高显著优于其他处理(P<0.05),Y60处理株高较低且与Y80、Y40、W处理差异显著(P<0.05)。光合日动态分析表明,不同平茬措施显著调控北沙柳光合特性:Y100与Y60处理的净光合速率(Pn)呈“双峰”曲线,其余处理的Pn为“单峰”且J组持续下降;水分利用效率(WUE)普遍呈现“双峰”特征,日均值以J、Y100处理最高;气孔导度(Gs)与Pn、蒸腾速率(Tr)同步单峰递减,而胞间CO2浓度(Ci)呈“W”形波动;相关性分析发现Y100处理组切口烧焦率与平均株高极显著正相关(P<0.01),Y40处理北沙柳的烧焦率与萌发枝条数和最短枝长呈显著负相关(P<0.05),与平均枝高呈极显著负相关。综合主成分分析与指标权重评估,Y80平茬策略在促进北沙柳存活与萌芽方面表现突出,是较为合理的平茬措施。【结论】使用Y80型锯片作为标准平茬工具,可提升北沙柳林的生态与经济效益。

• 流苏树叶片代谢物地理变异及其综合评价

  牛牧歌,刘来硕,王锦楠,陈荣,武玉柱,郭历阳,李际红

  【目的】探究流苏树(Chionanthus retusus)叶片代谢物的地理变异,筛选代谢物含量优良的种源,为流苏树茶用品种选育和流苏树种质资源的保护、开发提供理论基础。【方法】以8个省份15个种源的150份流苏树单株叶片为材料,对其茶多酚、可溶性糖、谷氨酸、抗坏血酸、类黄酮和花青素含量指标进行研究,通过方差分析、变异分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析及综合评价,筛选代谢物含量优良的流苏树种源。【结果】种源间和种源内流苏树叶片的6种代谢物指标的差异均达到极显著水平(P<0.001),流苏树种质资源性状变异丰富;代谢物相关性结果显示,流苏树叶片中谷氨酸与可溶性糖含量呈极显著正相关,茶多酚和抗坏血酸、谷氨酸的含量呈显著正相关。种源地气候因子与代谢物相关性结果显示,等温性与谷氨酸含量间、年降水量与花青素含量间存在显著的正相关关系;聚类分析将15个流苏树种源划分为3个类群,并未按照地理位置分布进行聚类分析。通过综合评价筛选出4个优良种源,即河南南召、湖北宜昌、山东临沂和河北承德种源。【结论】15个种源流苏树叶片6类代谢物在种源内与种源外均存在显著差异,筛选出的河南南召、湖北宜昌、山东临沂和河北承德4个优良种源遗传变异丰富,代谢物含量优良。

• 杂种鹅掌楸花粉母细胞减数分裂进程及染色体异常行为研究

  王宁,彭冶,陈金慧

  【目的】杂种鹅掌楸(Liriodendron × sinoamericanum)有超越其亲本的优良特性,目前有关其有性生殖与种子败育机理的报道甚少,对于其花粉母细胞减数分裂进程及染色体行为的研究也鲜见报道。笔者详细观测杂种鹅掌楸花粉母细胞减数分裂的染色体行为规律,为鹅掌楸属非整倍体育种、杂交育种以及种质资源的保护提供重要的细胞学参考。【方法】以杂种鹅掌楸为材料,采用压片法观察花粉母细胞减数分裂进程及染色体行为变异。【结果】①杂种鹅掌楸花粉母细胞可以进行正常的减数分裂,其中80%的花粉母细胞可以完成减数分裂过程,产生形态正常的花粉;②花粉母细胞的减数分裂有明显的不同步性,在同一花托上下不同部位花药中的花粉母细胞分别处于不同的发育阶段,同一花粉母细胞中也存在减数分裂不同步情况;③约有20%的花粉母细胞在减数分裂过程中出现明显的染色体异常行为,如染色体滞后、染色体提前分离或微核;④在减数分裂过程中存在纺锤体行为的多样性,主要有平行纺锤体、垂直纺锤体和60° 或120° 纺锤体等多种纺锤体。【结论】尽管杂种鹅掌楸花粉母细胞减数分裂过程中存在染色体异常行为,但多数花粉母细胞能完成正常的减数分裂,产生形态正常的花粉,这暗示杂种鹅掌楸是一种可以用于杂交育种与非整倍体育种的优良材料。

• 锦竹组培快繁技术体系的构建

  岳佳慧,王星,张涵姣,张旭,林树燕

  【目的】通过系统优化锦竹(Hibanobambus tranguillans ‘Shiroshima’)组培快繁各关键技术环节,建立高效的组培快繁体系,为其规模化生产提供理论依据和技术支撑。【方法】以观赏竹种锦竹秆芽为材料,进行组培快繁研究。于不同季节采集锦竹秆芽,进行外植体灭菌、丛生芽诱导、继代增殖、生根诱导、炼苗移栽等处理,筛选锦竹组培快繁的最适生长条件,优化其快繁体系。【结果】锦竹秆芽的最佳采集季节为夏初,最佳灭菌处理为:体积分数为70%乙醇溶液处理60 s→无菌水冲洗3~5次→体积分数为2%的次氯酸钠溶液处理15 min(添加3~4滴吐温80)→无菌水冲洗3~5次→滤纸吸干水分接种,灭菌率为81.72%。锦竹丛生芽诱导培养基为6-BA 4 mg/L+KT 0.5 mg/L+TDZ 0.5 mg/L,诱导率为100.00%;最佳增殖培养基为6-BA 5 mg/L+KT 0.2 mg/L,增殖系数为6.75。丛生芽增殖过程中易出现褐化现象,添加3种不同种类及浓度的抗褐化剂以及降低蔗糖浓度可抑制锦竹丛生芽褐化,其中蔗糖质量浓度在10 g/L时效果最佳,褐化率为0。3种抗褐化剂中抗褐化效果依次为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)>L-谷氨酰胺>活性炭,其中PVP添加量为0.2 g/L时,丛生芽褐化率最低,为13.13%。锦竹不定根诱导时间较长,属于难生根竹种,通过不同生长调节物质配比进行诱导试验,筛选出锦竹最佳生根诱导培养基为1/2MS+6-BA 1 mg/L+NAA 1 mg/L+IBA 1 mg/L,生根率可达88.68%。锦竹炼苗移栽过程中,最佳移栽基质为壤土、草炭土、蛭石,质量比为1∶1∶1。【结论】建立了锦竹组培快繁体系,明确夏初为最佳外植体采集时期,优化了灭菌、激素配比及抗褐化策略并促进难生根竹种的生根。该技术体系可为锦竹的规模化繁殖及种质资源保存提供可靠方法,同时为其他难繁殖竹种的组培研究提供参考。

• 油楠种源家系生长遗传变异及早期选择

  何栋,杨锦昌,谭全中,苏宇,李荣生,董明亮,刘志龙

  【目的】探究油楠(Sindora glabra)种源家系试验林生长性状的遗传变异规律,确定油楠种源家系早期选择的适宜年龄,为筛选优良种源家系提供科学依据。【方法】对4、5、6、8、10年生油楠6个种源63个家系的生长性状进行调查,分析不同种源家系生长性状在各林龄的遗传变化规律,利用主成分分析对早期选择效果进行评价。【结果】不同林龄油楠的树高、胸径、冠幅在种源、家系间的差异均达到极显著水平(P<0.01);各性状表型和遗传变异系数分别为24.63%~39.13%和7.83%~16.65%;家系遗传力和单株遗传力分别为0.42~0.79和0.25~0.71,随着林龄增加,各性状遗传力逐渐减小并趋向稳定;各性状表型和遗传相关性极显著(P<0.01),同一性状年份相隔时间越长,相关系数越小;以10年生油楠为标准,在4年生时进行早期选择具有一定可靠性;筛选出13个优良家系,5年内树高、胸径、冠幅现实增益为12.09%~27.24%,遗传增益为5.08%~20.08%。【结论】油楠种源家系具有丰富的遗传变异,生长性状受中等至偏强家系遗传控制且相关性极显著,初步认为在4年生时进行早期选择准确率可能较高,但仍需观测,35、62、45号家系可作为推广应用的首选。

• 多地点4年生木荷生长性状家系变异与早期选择

  杨梅洁,季景勇,张蕊,沈斌,姚甲宝,徐永宏,邱勇斌,高凯,周志春

  【目的】揭示木荷(Schima superba)多地点家系变异及环境互作规律,为木荷良种选育提供参考。【方法】以2019年在浙江龙泉、建德、开化和江西分宜营建的木荷优树家系林为材料,调查树高、胸径、冠幅、枝下高、最大分枝粗等的遗传变异规律及立地效应,估算所试材料的现实增益及遗传增益等。【结果】多点4年生木荷优树的树高、胸径、冠幅、最大分枝粗、最大分枝角等具有极显著的地点、家系和家系×地点的互作效应,家系生长受到遗传和环境因素共同影响。不同种植地点家系生长性状差异较大,江西分宜点的胸径和分枝性状的变异系数相对较高,其次为浙江建德和浙江开化,最低为浙江龙泉点。木荷的树高与胸径呈显著中至强的正相关(0.66< R<0.93,P<0.01),与冠幅和分枝粗呈显著中至强的正相关(0.60 < R<0.87, P<0.05),与分枝角相关性不显著。各地点的树高、胸径、冠幅等生长性状均受到中度以上的遗传力(0.50~0.78)控制。4个地点的胸径和树高性状均值与其育种值均呈现良好的线性关系(R > 0.90, P<0.001)。通过对木荷树高和胸径的BLUP-GGE分析,发现胸径的BLUP-GGE较为可靠,其中浙江建德点最具有区分力,浙江开化点最具有代表性。根据速生性和稳定性初步选出7个生长优良的家系,遗传增益(2.30%~12.12%,平均7.37%)和现实增益(3.48%~18.30%,平均11.12%)较高。【结论】木荷生长性状受家系以及种植点环境影响,以胸径进行遗传分析和品种筛选较为可靠,综合多地点木荷生长表现初步选出7个优良家系,分别来自福建建瓯和浙江龙泉产区。

• 78个北美海棠品种果实表型多样性分析

  许剑峰,张往祥,朱玲玲,江皓,孙甜甜,郁万文

  【目的】研究北美海棠品种资源果实表型的多样性和变异特点,为合理利用北美海棠品种资源、定向培育观赏海棠新品种提供理论参考。【方法】对78个北美海棠品种果实的7个数量性状和16个质量性状进行采集和整理,并进行多样性、相关性、主成分和聚类等分析。【结果】7个数量性状中单果质量变异系数最大,为105.34%;果形指数变异系数最小,为9.65%。16个质量性状共检测到64个变异类型,其中果实形状、成熟果色、果肉颜色变异范围较大。Shannon-Wiener信息指数(H)和Simpson多样性指数(D)变化范围分别是0.363~2.002和0.167~0.842。相关性分析结果表明,果实多数性状之间存在显著或极显著相关。主成分分析将23个果实性状转化为7个主成分,累计贡献率达71.756%,基本上可以反映北美海棠果实表型性状的绝大部分特征信息。基于果实表型性状聚类分析,在欧氏距离为21.5时,可将78个北美海棠品种分为3个类群。其中,第I类群可用于选育果大,果实整齐度好的品种;第Ⅱ类群可用于选育果色艳丽,观赏价值较高的观果品种;第Ⅲ类群可选育小果、果量多的品种。【结论】北美海棠品种资源果实表型存在丰富的多样性,果实大小、果色等性状是区分北美海棠品种的重要性状。研究结果可为海棠果实的观赏性状育种提供一定科学参考。

• 桂花全基因组SSR特征分析与引物开发

  朱跃,张敏,张成,麻璨璨,严继萍,段一凡,王贤荣

  【目的】桂花(Osmanthus fragrans)为我国十大传统名花之一,然而花期短,花型、花色差异小等原因导致其从传统形态学上进行品种鉴定较为困难。基于全基因组序列进行SSR引物的开发,有利于为桂花的品种鉴定、遗传多样性分析等研究提供技术支持。【方法】利用MISA软件对桂花全基因组上的SSR位点进行查找和分析,并使用Primer 3进行引物设计,从中挑选131对引物进行多态性验证。【结果】在桂花全基因组序列中共获得180 838个SSR位点,平均4.10 kb出现1个位点。其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸为主要的重复类型,分别占SSR总数的42.59%、39.03%和14.13%;二核苷酸重复类型中,以AT和AG基元为主;三核苷酸重复类型中,以AAT、ACC和AAG基元为主。将挑选合成的131对引物在银桂、金桂、丹桂、四季桂4个品种群的32个品种中进行毛细管电泳测序,其中16对位点呈现多态性;单个位点等位基因数为4~16,平均每个位点等位基因数为8.94。【结论】开发的16对桂花SSR引物多态性高,可用于桂花的品种鉴定、遗传多样性分析和指纹图谱构建等方面的研究。

• 观果海棠品种果实观赏特征分析

  徐天炜,张往祥,冯岚,陆晓吉,余鹏飞

  【目的】以30个观果海棠品种为研究对象,对果实色彩观赏特征进行分析,旨在为观果海棠育种与景观应用提供参考。【方法】基于对果实色彩时令特征的观测,确定参试各品种所在色系类群和适宜观赏期,分析观果海棠品种群的色彩和时令多样性与互补性。【结果】基于果实色彩参数聚类分析,当欧氏距离=3时,将海棠分为绿色系(10.0%)、黄色系(16.6%)、橙色系(6.7%)、红色系(60.0%)和紫色系(6.7%)5个色系;就亮度值(L*)而言,绿色系(67.7)>黄色系(64.9)>橙色系(46.5)>红色系(32.6)>紫色系(20.5);海棠果实的最佳观赏期主要集中于“三秋”时令(9—11月),观赏多度指数呈现正态分布规律,其中初秋为50.0%、中秋为60.0%、晚秋为63.3%;最佳观赏期平均为1.5个月,最短为1个月,最长达3个月;基于对果实的色彩鲜艳度、果面光泽及斑点有无,将30个观果海棠品种的色彩观赏性分为3个等级(A、B、C),其中A等级品种有‘寒烟翠’、‘红珠宝’、‘红鸥’、‘红珍珠’、‘虹图’、‘盛夏’、‘十月光辉’和‘雨霁’。【结论】观果海棠品种果实色彩丰富度提高,群体观赏季和单品种观赏期延长,多色系、多时令的观果品种可以为秋季旅游观赏提供重要支撑,对促进海棠旅游产业发展具有重要意义。

• 光周期对榕透翅毒蛾发育和种群增长潜能的影响

  王琪,陈辉,唐明,毛新杰,廖菘凯,卫宏健,林浩宇

  【目的】研究在不同光周期下榕透翅毒蛾(Perina nuda)试验种群的发育历期、繁殖发育等,为榕透翅毒蛾的种群密度调控提供科学依据。【方法】用榕透翅毒蛾最适宜寄主树种黄金榕(Ficus microcarpa)叶片进行试验室人工饲养,在温度(26±1) ℃、相对湿度为40%,分别设置5种光周期16 L(光)∶8 D(暗)、14 L∶10 D、12 L∶12 D、10 L∶14 D和8L∶16 D,定时观测榕透翅毒蛾试验种群的生长发育特性和繁殖能力等指标,利用TWOSEX-MSChart软件和TIMING-MSChart 软件,构建试验种群生命表并模拟榕透翅毒蛾种群在120 d内的变化趋势。【结果】光周期对榕透翅毒蛾生长发育影响显著,在 14 L∶10 D 光周期下,榕透翅毒蛾从卵发育到成虫死亡的历期最长(50.17 d),在10 L∶14 D光周期下的历期最短(44.09 d)。光周期对榕透翅毒蛾蛹质量具有显著影响,在8 L∶16 D光周期下,榕透翅毒蛾雌雄蛹质量最大,相同光周期下榕透翅毒蛾雌蛹的质量显著高于雄蛹的(P<0.01);光周期对榕透翅毒蛾雌雄成虫性比、存活率、单雌产卵量(粒)和净增殖率(R0)无显著影响,而对周限增长率(λ)影响显著(P<0.05);在10 L∶14 D、8 L∶16 D光周期下榕透翅毒蛾内禀增长率(rm)显著高于16 L∶8 D、14 L∶10 D和12 L∶12 D下的(P<0.05)。【结论】光周期对榕透翅毒蛾生长发育存在显著影响,在短光照下榕透翅毒蛾总发育历期最短,雌蛾产卵时间更加集中,这说明短光照更适宜榕透翅毒蛾种群的生存和发育。

• 步甲科昆虫对阔叶混交林与毗邻红松人工林不同生境的响应

  王佳生,佟佳琦,赵红蕊,刘婉婷,张嘉航

  【目的】了解退耕还林后阔叶混交林与毗邻红松(Pinus koraiensis)人工林中步甲科(Carabidae)昆虫群落结构及其多样性差异,确定指示监测物种,揭示研究区边缘效应,明确红松人工林在维护生物多样性中的作用。【方法】于2017与2018年5—9月在吉林市丰满区研究区根据距离梯度划分为红松人工林、交错区以及阔叶混交林,并采用巴氏罐诱捕法,在3种生境内均布设27个诱杯,对步甲进行为期2 a的连续诱集,根据形态学进行分类鉴定。此外,步甲群落结构及α多样性指数差异采用单因素方差分析进行判断,不同α多样性指数间相关性采用Pearson相关系数进行判断,物种数、常见物种数及优势物种数随个体数变化趋势采用Hill多样性内插外推分析判断,β多样性采用非度量多维尺度分析、置换多元方差分析及相似性百分比进行判断,指示物种采用IndVal指示值进行判断。【结果】捕获昆虫中步甲共计9亚科41种3 755头,红松人工林中8亚科34种1 037头,交错区中9亚科38种1 643头,阔叶混交林中9亚科32种1 075头,3种生境共有步甲29种。步甲亚科(Carabinae)个体数在阔叶混交林中显著高于其他2种生境(P<0.05),地甲亚科(Harpalinae)个体数在红松人工林中显著高于阔叶混交林(P<0.05),奇颚步甲亚科(Licininae)个体数在交错区中显著高于阔叶混交林(P<0.05),细胫步甲亚科(Platyninae)个体数在交错区中显著高于其他2种生境(P<0.05);地甲亚科和偏须步甲亚科(Panagaeinae)物种数在阔叶混交林中显著低于其他2种生境(P<0.05),通缘步甲亚科(Pterostichinae)物种数在交错区中显著高于其他2种生境(P<0.05)。Hill多样性内插外推分析表明虽交错区物种数最多,但红松人工林常见物种数与优势物种数均最多。α多样性指数中,个体数在交错区中显著高于其他2种生境(P<0.05),物种数、Chao1指数与ACE指数在交错区中显著高于阔叶混交林(P<0.05),丰富度指数在阔叶混交林中显著低于其他2种生境(P<0.05),众多指数与物种数存在显著相关性(P<0.05)。非度量多维尺度分析与置换多元方差分析显示不同生境间群落结构差异显著(P<0.05),相似性百分比显示奇颚步甲亚科和步甲亚科对群落结构差异贡献较大。指示值显示红松人工林中无指示监测物种,交错区中监测物种有4种,阔叶混交林中指示物种有2种。研究区边缘效应整体呈较弱的正效应。【结论】不同生境步甲群落结构和多样性存在差异说明不同亚科步甲对生境选择各有差异,这与生活习性存在密切关系,但结果表明步甲整体更倾向于在交错区中进行活动,这与步甲在研究区呈正边缘效应相互印证,红松人工林中常见种和优势种最高说明红松人工林在维护生物多样性方面具有一定作用,另外,由于交错区与阔叶混交林中具有多个指示或监测物种,建议进行监测同时选择多个物种。

• 山田胶锈菌效应蛋白GyHGSRE1的功能初探

  高馨梅,邵晨曦,梁英梅,劳文浩

  【目的】明确山田胶锈菌(Gymnosporangium yamadae)吸器中效应蛋白GyHGSRE1的基础生物学功能,为进一步揭示山田胶锈菌效应蛋白作用的分子机制,制定持久的锈病防控策略奠定基础。【方法】基于前期获得的山田胶锈菌吸器转录组数据筛选具有高表达丰度的效应蛋白;通过MEME(http://meme-suite.org/)、AI(https://drug.ai.tencent.com)等在线网站预测GyHGSRE1的蛋白质结构;利用荧光定量PCR检测GyHGSRE1基因在山田胶锈菌侵染过程中的表达水平,以酵母菌分泌系统验证GyHGSRE1信号肽的分泌功能,并通过农杆菌介导的瞬时表达技术分析GyHGSRE1在本氏烟(Nicotiana benthamiana)和苹果(Malus domestica)叶片中的功能。【结果】在山田胶锈菌吸器转录组数据中获得了FPKM(fragments per Kb per million mapped reads)值为117.92、富含甘氨酸和丝氨酸的小分子分泌蛋白GyHGSRE1。其N端具有1个富含丝氨酸motif的信号肽。qRT-PCR显示GyHGSRE1基因在山田胶锈菌的吸器形成阶段以及性、锈孢子形成及发育阶段均上调表达,并定位于本氏烟叶片细胞的细胞质和细胞核,能够诱导细胞坏死并激发基础免疫防御反应,但含有信号肽的全长效应蛋白GyHGSRE1能够诱导苹果叶片细胞坏死,去除信号肽后诱导细胞坏死的能力减弱。【结论】富含甘氨酸和丝氨酸的非典型效应蛋白GyHGSRE1定位于植物细胞的细胞质和细胞核,能够诱导本氏烟及苹果叶片细胞坏死,因此可能具有广谱性的激发子活性。GyHGSRE1在山田胶锈菌侵染苹果叶片的定殖和孢子发育阶段显著表达从而发挥功能,其信号肽可能决定着对寄主特异性识别的相关功能。

• 基于MSPA和MCR模型的贺兰山生态安全网络评价与优化

  叶洁楠,黄亦周,贾舒皓,李坤,张辰帅,吴露涵,李雨珊,王浩

  【目的】自然保护区正面临着生态环境保护与经济开发协调统一的问题。通过构建生态网络以保持生态源地间的完整性、连通性、稳定性和生物多样性,进而促进物种恢复和栖息地修复,为自然保护区景观格局的保护与优化提供科学依据。【方法】以贺兰山为研究区域,通过形态学空间格局分析(MSPA)法解析并选取高生态价值的林地作为核心区;运用景观连通性评价方法对核心区生态源地的连通性进行排序并最终确定连通性最高的重要生态源地;提取与研究区相关的6个阻力因子,通过最小累积阻力(MCR)模型和重力模型模拟生态廊道;结合水文分析识别生态节点,构建研究区生态安全网络。【结果】贺兰山共有重要生态源地15个,总面积为44 766 hm2,集中在中部和南部地区;在区域内确立了一般生态廊道31条、重要生态廊道16条,能够有效地连接所有生态源地并确保物种交流;确定了91个生态节点,其中43个暂歇点、35个战略点及13个断裂点。研究区内大部分生态安全网络呈现较高的连通性与完整性。【结论】贺兰山的生态安全格局可分为核心保护区、生态缓冲区和可持续利用区,对不同区域采取差异化管理策略,可为自然保护区的生态功能优化和空间协调规划提供参考,推动其生物多样性保护和生态系统的可持续发展。

• 国土空间视角下长三角城市群自然保护地连通性评估与生态修复重点区域识别

  刘琪琪,刘媛媛,唐晓岚

  【目的】在城市化进程迅速推进的背景下,构建自然保护地(NPAs)生态安全格局(ESP)对于提升自然保护地的连通性以及推动国土空间生态修复实践具有重要的参考价值。【方法】以长江三角洲(简称长三角)城市群为研究区域,基于生态系统服务价值,结合形态学空间格局分析法(MSPA)与现有自然保护地数据识别生态源地。运用层次分析法(AHP)构建综合阻力面,并利用最小累积阻力模型(MCR)提取生态廊道,从而构建“生态源地-综合阻力面-生态廊道”模式的生态安全格局。系统评估研究区自然保护地的连通性特征,进而识别并划定国土空间生态修复的重点区域。【结果】在长三角城市群自然保护地共识别出145个生态源地,提取323条生态廊道和34条潜在生态廊道;同时,识别出1个低水平生态安全区、179个生态夹点和35个生态障碍点。【结论】研究揭示了长三角城市群自然保护地连通性面临的主要困境,提出了国土空间背景下提升自然保护地连通性与优化生态修复重点区域的策略。具体建议:推动跨区域生态廊道建设,聚焦生态修复重点区域,实施差异化分区修复措施。研究结果可为长三角城市群自然保护地连通性的提升与区域生态修复工作提供科学、可行的参考。

• 基于深度学习的小目标林火检测实验设计与实现

  林海峰,马宇晨,蒋玲,薛琦琳

  【目的】基于深度学习及计算机视觉,提出一种小目标森林火灾检测模型SFIRE-DeNet。【方法】该模型采用轻量级主干网络,在特征融合层引入全局注意力机制,有助于减少信息损失并提升深度神经网络的性能。添加小目标检测层用于检测较浅的特征图,从而实现对小目标林火的高精度检测。此外,在不同数据集和多个场景下对模型的检测效果进行测试。【结果】构建的模型在平均精度均值(mAP)指标上达到84.79%,较YOLOv5s模型的mAP更高,每秒传输帧数(FPS)保持在60以上,这验证了该模型在航拍角度下检测小目标林火的合理性与有效性。【结论】提出的SFIRE-DeNet模型可减少参数量和计算量,提高模型对小目标林火的特征提取能力,提升深度神经网络的性能。模型在检测精度和速度方面表现出色。

• 基于CEV期权定价模型的林业碳汇项目价值评估分析

  张胜良,敖海燕,彭红军,穆亚丽

  【目的】构建一种基于波动率动态变化的林业碳汇项目价值评估新方法,探究波动率非恒定条件下林业碳汇项目的价值构成及关键影响因素,为提升林业碳汇项目价值评估的准确性提供新的理论支撑和实践指引。【方法】以江西省萍乡市莲花县高天岩生态林场造林碳汇项目为实证案例,通过将碳汇收益纳入项目价值体系,构建方差常弹性(CEV)期权定价模型,并针对无风险利率、杉木价格、碳价及经营成本等关键参数,进行系统的敏感性测试以及情景模拟分析。【结果】①与传统B-S模型相比,CEV模型所计算出的期权价值更为保守;②期权价值随着弹性系数的增加呈加速增长态势;③碳汇价格波动率、木材价格和碳汇价格对期权价值具有正向驱动作用,而无风险利率和经营成本则具有负向影响,其中木材价格和无风险利率的边际效应最为显著;④在最小弹性系数条件下,各不确定因素对期权价值的影响程度显著放大。【结论】CEV模型有效地解决了传统方法因恒定波动率假设导致的“尖峰厚尾”“波动率微笑”等市场异象,更符合中国林业碳汇市场的实际波动特征。

• 百山祖国家公园生态系统服务权衡与协同效应及其驱动因素分析

  王超锐,钟佳辉,王增,刘伟,张勇,胡兆贵,王丹,刘胜龙,林杰

  【目的】探究百山祖国家公园自然保护区生态系统服务的权衡与协同以及驱动因素,为制定科学的生态保护和管理策略提供支持。【方法】通过InVEST模型和CASA模型量化百山祖国家公园2000—2020年植被净初级生产力(NPP)、土壤保持量(SC)、生境质量(HQ)和产水量(WY)生态系统服务,使用Spearman和地理加权回归分析生态系统服务间权衡与协同的关系,通过随机森林模型探讨影响生态系统服务权衡与协同的主导因素和边际效应。【结果】2000—2020年百山祖国家公园自然保护区NPP呈上升的趋势,HQ呈微弱的下降趋势,SC和WY呈先减少后增加的趋势;在空间上,NPP、SC和WY呈现出相同的地理格局,中部和西北部高程较高,HQ高值主要集中在研究区中部和北部;温度的升高对HQ和NPP的关系有显著影响,而降水量、高程和坡度对SC和WY的关系有显著影响。【结论】4种生态系统服务在整体上表现为协同现象,但在空间上呈现明显的空间异质性;气候变化度是影响生态系统服务权衡与协同的主要因素,其次是植被覆盖度和地形因子。这表明在制定生态保护和管理策略时,需要考虑这些关键因素的相互作用及其潜在的非线性效应。

• 生态系统服务与景观生态风险相关效应研究进展

  曲琛,徐嘉,石淞,李文,刘保住

  生态系统服务和景观生态风险正由独立的科学命题逐渐走向关联研究热点,梳理两者相关效应整合维度的研究成果,可为保障生态安全并提升人类福祉的理论与实践提供重要启示。笔者基于近年来将生态系统服务与景观生态风险相关联的主要研究成果,阐述生态系统服务价值、功能与景观生态风险的关系内涵及相关效应表征;总结了生态系统服务与景观生态风险在数量、空间和时间3个方面相关效应的评估方法;概述其相关效应在生态安全格局构建、可持续发展路径设计、土地整治成效及潜在效益评估等领域中的综合应用。最后提出准确识别关键性时空尺度、探究驱动因素与关联机制、推进权衡协同组合化分析和拓展技术方法与实践场景是未来需加强的研究方向。

• 基于价格、偏好与灾害不确定性的森林最优轮伐期方法学演进

  王晓雯,耿爱欣,余智涵,杨红强

  【目的】当前,市场价格、决策者偏好和自然灾害是影响森林可持续经营的三大不确定性因素,追踪并拓展基于价格、偏好和灾害不确定性的森林最优轮伐期方法学是需着力解决的重要科学问题,可为森林可持续经营并应对气候变化中基于自然的解决方案提供重要途径。【方法】本研究回顾了经典Faustmann模型及其演变,分析了其在森林可持续经营应用中的局限性,并梳理了相应的最优轮伐期方法学演进。【结果】①实物期权分析可以提升林地价值评估的灵活性,而动态规划法则是该情形下最优轮伐期决策的主要解析工具。在解析过程中,需结合市场特性及历史数据合理选择价格模型,以提高最优轮伐期决策的准确性。②政策制定者偏好和森林经营者个人风险偏好都会对确定最优轮伐期产生影响。政策不确定性使得森林经营者倾向于提前采伐,而经营者的风险偏好则影响其面对价格波动的策略。对于经营者偏好,Pressler指示率提供了结合风险预期进行事前决策的有效方法。③自然灾害的发生阻断木材材积生长并提前释放了森林碳汇量,森林经营者通过缩短轮伐期来避免损失。当尝试对灾害造成的碳排放进行惩罚时,可以激励森林经营者采取措施内化灾害不确定性,降低灾害来临频率和损害程度。【结论】基于应对多重不确定性的森林轮伐期方法学框架,整合实物期权、动态规划与风险偏好量化工具,突破传统模型的静态局限。未来应构建价格-政策-灾害的动态耦合模型,开发基于人工智能的多目标优化系统,并通过碳惩罚机制设计实现生态经济目标协同,为气候智慧型森林经营提供决策支持。

• 樱花新品种‘翡翠’

  周华近,王贤荣,伊贤贵,王云赋,郭简宁,李帆,吴桐,陈祥珍,高书成

  【目的】高盆樱桃(Prunus cerasoides)花色红艳且冬季开花,以高盆樱桃为亲本选育冬樱新优品种,丰富西南地区特色樱花品种资源,促进我国樱花产业发展。【方法】从高盆樱桃实生苗中发现变异单株,以变异单株为母株,高盆樱桃为砧木,高接换种。【结果】经过连续多年观测,发现高盆樱桃新品种花瓣和花丝均为白色变异单株,花期稳定,花径2.4~2.6 cm,花瓣白色,花丝白色,萼筒绿色,幼叶黄绿色,变异性状一致且稳定,命名为‘翡翠’(P. cerasoides ‘Feicui’)。【结论】高盆樱桃‘翡翠’(P. cerasoides ‘Feicui’)是从高盆樱桃实生选种获得的国产樱花新品种,枝条伸展、长势旺盛,抗性强,具有良好的开发及应用前景。

• 彩叶桂新品种‘南林紫玉’

  王良桂,李薇,岳远征,杨秀莲

  【目的】桂花(Osmanthus fragrans)作为中国传统的珍贵花木,兼具绿化、美化、香化等功能。开展优良品种选育工作,对于种质资源收集和桂花产业的发展,有着极为重要的作用。【方法】从桂花的实生苗中挑选出变异株,并对其无性系后代进行 DUS(特异性、一致性和稳定性)测试。【结果】选育出的彩叶桂新品种‘南林紫玉’(O. fragrans ‘Nanlin Ziyu’),其幼叶起初为暗紫色,随后逐渐转变为橙红色,叶柄呈暗紫色,新枝为浅紫色,成型后的叶子则为橙红色。【结论】该品种与已知的彩叶品种在性状上有所不同,其适应性较强,色叶的观赏期较长,具有极高的观赏价值。