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2026年第1期

• 单细胞测序技术在植物体细胞胚胎发生中的研究进展及应用

  翁禹豪,陈新颖,文野,郝兆东,施季森,陈金慧

  体细胞胚胎发生是植物细胞全能性的体现,在种质资源保存、林木育种及基因编辑等领域具有重要应用价值。由于缺乏通用技术体系,林木体胚发生效率种间差异显著,亟须突破外植体脱分化效率低与体胚成熟率不高的瓶颈。深入解析体胚发生的分子机制是优化体系、推动体胚技术产业化的关键。单细胞测序技术可以在单细胞水平解析转录组异质性与表观遗传调控动态信息,揭示林木体胚发生过程中分子调控机制和细胞命运转换轨迹,为林木遗传育种提供新视角。然而,木本植物细胞特有的细胞壁结构与组织的复杂性严重制约了该技术的应用。本研究系统综述单细胞测序技术的发展历程、木本植物组织样本制备策略及生物信息分析流程,通过列举龙眼(Dimocarpus longan)、椰子(Cocos nucifera)等典型案例,分析其在林木体胚发生研究中的瓶颈与策略,探讨该技术在细胞命运轨迹解析、激素响应机制及多组学系统研究中的应用潜力,并展望未来技术优化与跨物种数据库建设的路径,为林木体胚发生机制研究提供理论支撑。

• 红松胚性愈伤组织瞬时转化体系的建立

  贺欣,徐秀月,亢溢敏,杨玲

  【目的】 优化根癌农杆菌介导的红松(Pinus koraiensis)胚性愈伤组织瞬时转化体系。【方法】以增殖培育10 d的红松胚性愈伤组织为受体材料,利用携带RUBY的pCambia1300载体进行瞬时转化,根据RUBY的表达量筛选最佳侵染液浓度、侵染时间、共培养时间和恢复培养时间。将promoterPkDof5.6-EGFP、promoterPkSHR-RUBY、35S-PkDof5.6-EGFP、35S-PkSHR-EGFP、35S-PkSHR-RUBY载体分别转染红松胚性愈伤组织,验证瞬时转化体系的条件。【结果】瞬时转化后,RUBY表达显著。当侵染菌液浓度(以A600表征)达到0.4、侵染10 min、共培养1 d,无恢复培养期时,RUBY片段的拷贝数最高。基因和启动子验证瞬时转化的定量及半定量结果表示,该条件可以实现红松胚性愈伤组织的高效转化。【结论】本研究成功建立了一种简单、快速、高效、低成本的根癌农杆菌介导的红松胚性愈伤组织瞬时转化体系,并优化了该体系的主要因素,得到最佳的转化条件为:侵染菌液浓度(A600)为0.4,侵染10 min,共培养1 d,无恢复培养期。该体系对红松体胚发生机理的大规模基因功能分析具有重要意义,并可为红松良种选育及规模化扩繁提供参考。

• 湿地松×加勒比松杂交种未成熟合子胚诱导体细胞胚胎发生

  李峰卿,陈金慧,施季森

  【目的】 对湿地松×加勒比松(Pinus elliottii × P. caribaea)杂交种体细胞胚胎发生的影响因子进行研究,探究不同发育阶段各因子在体细胞胚发生过程中的作用,为建立高效的体细胞胚发生体系,并规模化生产应用提供技术支撑。【方法】以4个杂交组合的湿地松×加勒比松杂交种未成熟合子胚为材料,分析影响胚性愈伤组织诱导的主要因素:基因型、合子胚发育阶段、基本培养基、激素种类和浓度等,筛选生长状态良好的胚性愈伤组织,进行体细胞胚成熟、萌发及植株再生研究,最终获得再生植株。【结果】基因型、合子胚发育阶段、基本培养基和激素组合及浓度等因子均对胚性愈伤组织诱导有显著影响。6月9—23日即裂生多胚至子叶前期阶段为外植体的最佳采集时期,最佳的胚性愈伤组织诱导培养基为DCR+2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L BA+0.5 mg/L KT,平均诱导率为19.51%;最佳胚性愈伤组织继代与增殖培养基为改良P6+0.8 m/L 2,4-D+0.5 mg/L BA+0.5 mg/L KT;体细胞胚成熟最佳培养基为改良P6+10.0 mg/L ABA+10.0 mg/L GA+0.2 mg/L 2,4-D+4 000 mg/L 肌醇+2.0 g/L活性炭,成熟培养周期为6~7 周,每mL 密实细胞体积(packed cell volume,PCV)胚性愈伤组织可诱导产生298个成熟体细胞胚;干化处理抑制了体细胞胚的萌发,最佳萌发培养基为1/2 DCR+0.2 mg/L NAA+0.5 mg/L BA+2.0 g/L 活性炭;再将正常萌发的体细胞胚在1/2 DCR +0.1 mg/L NAA+0.5 mg/L BA+2.5 g/L 活性炭培养基上转接培养至长出真叶,苗高3~4 cm时,即可移栽至河沙、珍珠岩、泥炭土体积比为1∶1∶1的基质中,1月后可生长成7~8 cm健壮植株。【结论】通过改进和优化,提出一种更高效的固-液-固交替培养方法,建立完整、高效的湿地松×加勒比松杂交种体细胞胚发生体系,为杂交种的大规模繁殖提供了基础平台,在造林、遗传保护和基于生物反应器的繁殖系统中具有较高应用价值。

• 柳杉体细胞胚性愈伤组织的诱导与增殖研究

  金梦双,罗艺,徐进

  【目的】 系统探索并优化柳杉(Cryptomeria fortunei)体细胞胚胎发生过程中胚性愈伤组织的诱导与增殖条件,建立柳杉的体细胞胚胎发生技术平台。【方法】以柳杉未成熟种子为外植体,分析采集时间,基本培养基类型、碳源种类及含量、植物生长调节剂(plant growth regulator, PGR)种类、配比及浓度等因素对其胚性愈伤组织诱导与增殖的影响。【结果】①通过对基本培养基(MS、1/2 MS、DCR、1/2 DCR、WPM和MLV)的筛选,发现DCR培养基的胚性愈伤组织诱导率最高,达56.00%,为最佳培养基;②不同植物生长调节剂对胚性愈伤组织的诱导差异显著,其中附加2.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA+0.25 mg/L KT的DCR培养基诱导率最高,达58.00%;③不同碳源对胚性愈伤诱导效率也有显著影响,其中30 g/L蔗糖的诱导率最佳(40.67%);④在愈伤组织继代培养时,活性炭与蔗糖添加量,PGR浓度及配比对胚性愈伤的增殖均有显著影响。DCR培养基添加0.50 mg/L 6-BA+1.0 mg/L 2,4-D+2.0 g/L活性炭和30 g/L蔗糖,可获得最佳增殖效果,增殖系数可达615.44,且未出现褐化。【结论】合子胚的成熟度、基本培养基类型、碳源种类及添加量、植物生长调节剂(PGR)浓度及配比,以及活性炭添加量对柳杉胚性愈伤组织诱导和增殖均有显著影响。本研究通过优化柳杉胚性愈伤组织的诱导与增殖的培养条件,建立稳定的柳杉体细胞发生胚性愈伤组织培养体系,为我国柳杉的优良种质资源快速繁殖及遗传转化提供技术支撑。

• 利用间歇浸没式生物反应器进行橡胶树体胚诱导和增殖研究

  李仕代,戴雪梅,顾晓川,明雄佳,KONGLisheng,黄天带

  【目的】 建立基于间歇浸没式生物反应器(RITA®)的橡胶树高效体胚发生和增殖体系,为橡胶树体胚苗规模化繁殖奠定基础。【方法】以橡胶树‘热研7-33-97’(Hevea brasiliensis cv. Reyan 7-33-97)花药愈伤组织及次生体胚发生过程中球形胚、心形胚和鱼雷形胚为试验材料,比较RITA®与固体培养的体胚诱导率、正常胚形成率、体胚萌发率及再生率差异,并检测和分析2种培养方式在体胚发育过程中可溶性糖、蛋白质和淀粉含量的变化。【结果】RITA®结合M5培养基,体胚诱导率和诱导系数均显著提高,分别为90%和2.55,正常胚形成率则以RITA®-M4组合最优(40.95%),其余组合无显著差异。在体胚进一步发育过程中,心形胚和鱼雷形胚通过RITA®培养获得的体胚总数和正常胚数均显著高于固体培养,其中鱼雷形胚获得的结果优于心形胚,分别约为153和128,球形胚则更适应固体培养环境;在体胚萌发阶段,RITA®培养显著提高了体胚萌发率,且明显缩短了萌发时间。分析可溶性糖、蛋白质和淀粉含量的变化可知,RITA®培养在多个关键发育阶段具有更高的代谢活性和能量储备效率,为加速体胚成熟和促进体胚萌发提供生理基础。【结论】RITA®培养显著促进橡胶树体胚中后期的发育和成熟,提升体胚质量,缩短再生周期,宜采用“早期固体-中后期RITA®”分阶段培养模式进行橡胶树次生体胚增殖和体胚苗规模化生产。

• 芒草对盐碱地土壤理化特性和微生物群落组成的影响

  张哲,宗俊勤,李玲,陆海龙,薛建辉

  【目的】 探讨种植不同种类芒草对盐碱地土壤理化特性及微生物群落组成结构的影响,为选择适宜的芒草种类用于盐碱地生态修复提供依据。【方法】在芒(Miscanthus sinensis)、荻(Miscanthus sacchariflorus)、五节芒(Miscanthus floridulus)、南荻(Miscanthus lutarioriparius)、奇岗(Miscanthus×longiberbis)等5种芒草的种植地分别采集根际土、非根际土以及裸地(CK)土壤样品,测定土壤理化特性,并利用高通量测序技术分析土壤微生物群落组成。【结果】与裸地土壤相比,种植芒草显著改善了土壤环境:5种芒草种植地的土壤含水量增加,其中芒种植地的含水量显著增加,增加了40.4%;土壤pH和全盐含量降低,其中奇岗种植地的pH与CK相比降低了2.6%,荻种植地的全盐含量显著降低了83.9%;有机碳、全氮和速效磷含量增加;微生物群落α多样性差异不明显,但群落组成结构发生显著变化,优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota);酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexota)的相对丰度显著增加,而芽单胞菌门(Gemmatimonadota)和蓝细菌门(Cyanobacteria)的相对丰度显著降低。【结论】种植芒草能有效改良盐碱地土壤理化性质、提升土壤肥力并优化微生物群落结构。综合改良效果以荻为最佳。本研究结果可为盐碱地生态修复中芒草种类的选择提供理论依据和实践指导。

• 太湖湖滨带植物群落的物种组成与多样性分析

  李素梅,汪庆,薛建辉,高露璐,宋春凤,李亚,王鹏,王淑安

  【目的】 植被是湖滨带生态系统的重要组成部分,全面分析湖滨带植物群落组成和多样性特征,为评估湖滨带的健康状况及其生态服务功能提供参考依据。【方法】采用样线结合样方环绕太湖湖滨带进行系统性的野外实地调查,分析植物群落的物种组成和多样性。【结果】①太湖湖滨带共记录植物76科179属226种,主要为湿生和水生的草本植物,其中外来入侵植物种类多、分布广;②依生境条件形成了具有地域特征的不同植物群落,所有群落均至少包含1种外来入侵植物;③重要值居首的外来入侵植物重要值与群落多样性指数呈负相关趋势。【结论】太湖湖滨带生态系统中外来植物入侵现象严重,不利于区域生物多样性稳定的维持,需要强化监控管理。

• 江苏条子泥人工修复高潮位栖息地鸻鹬类动态及影响因素

  方泽,肖梓蔚,盛凡,薛建辉,杨洪燕,郭佳,付婷,孙莉莉,贾亦飞,周延

  【目的】 黄海生态区滨海湿地围垦导致适宜高潮位栖息地匮乏,已成为制约鸻鹬类水鸟保护的关键瓶颈。探究鸻鹬类对高潮位栖息地的利用方式及其栖息地选择的环境影响因素,有助于指导黄海生态区高潮位栖息地修复与优化管理,进而提升滨海湿地生物多样性保护成效。【方法】于2021—2023年,在江苏条子泥湿地两处人工修复高潮位栖息地开展鸻鹬类水鸟群落调查。采用对齐秩变换方差分析(ARTNOVA)比较不同栖息地间差异,并运用广义加性模型(GAM)分析鸻鹬类群落数据(物种丰富度及数量)与环境变量(地点、年份、日期、潮汐高度及景观指标)的关系,通过筛选最优模型揭示影响其栖息地选择的关键因素。【结果】① 3年间共记录鸻鹬类45种,占东亚—澳大利西亚迁飞通道鸻鹬类物种总数的68%,其中国家一级保护动物2种,二级保护动物7种;26种鸻鹬类的数量超过其迁飞通道种群数量的1%。② 条子泥湿地2023年鸻鹬类数量显著增加,其迁徙高峰期为春季5月与秋季8月,且秋季的物种丰富度高于春季。③ 鸻鹬类物种丰富度受日期与水域景观形状指数显著影响;物种数量则显著受潮汐高度、日期、泥滩斑块平均形状指数及水域分离指数的影响。【结论】对高潮位栖息地的修复与管理应重点关注鸻鹬类的迁徙物候特征。形状简单的泥滩斑块与破碎化程度较高的水域能吸引更多数量的鸻鹬类聚集,而形状简单的水域斑块则有助于提升鸻鹬类物种丰富度。同一高潮位栖息地内,应根据当地的具体条件,因地制宜地制定修复与管理策略,以保障栖息地的有效利用。在黄海生态区及整个迁飞区范围内,开展针对性的高潮位栖息地修复与管理,可显著提升鸻鹬类保护成效。

• 盐城珍禽保护区核心区丹顶鹤生境适宜性评价与影响因素分析

  陈思文,陈浩,李征浩,薛建辉

  【目的】 对江苏盐城珍禽国家级自然保护区核心区丹顶鹤(Grus japonensis)越冬生境适宜性进行定量评价,并分析影响其生境选择的关键因素,为丹顶鹤栖息地的生态修复与可持续管理提供科学依据。【方法】基于最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(GIS)技术,选取5项环境因子进行丹顶鹤越冬生境适宜性评价,并分析各因子的累积贡献率。【结果】丹顶鹤的生境适宜性主要受生境类型和水源距离的影响,其中距水源距离、距盐地碱蓬距离、距互花米草距离、距芦苇距离和距光滩距离是影响丹顶鹤分布的主要环境因子,累积贡献率达92.5%。研究区内的最适生区和高适生区主要分布在西北部和西南部,面积分别为1 043.82 hm2和1 674.09 hm2,占研究区陆地总面积的7.58%和12.13%。互花米草(Spartina alterniflora)入侵对丹顶鹤的栖息地选择和食物资源获取构成潜在威胁。人为干扰因素对核心区丹顶鹤生境适宜性的影响相对较小。【结论】加强江苏盐城珍禽国家级自然保护区核心区水源保护、原生植被恢复和互花米草管控可提升丹顶鹤生境适宜性。

• 白洋淀湿地近30年景观格局演变研究

  郭永久,张梓桐,张嵩睿,杨冬冬

  【目的】 白洋淀湿地是海河流域断流河道恢复与再利用模式研究的重点对象,明晰其景观格局演变规律,可为我国同类型湿地的生态环境修复与再利用提供理论支持。【方法】以白洋淀湿地为研究对象,利用地理空间数据平台获取的1993—2022年共8期遥感影像,基于交叉学科视角,运用景观生态学的形态学空间格局分析(MSPA)方法识别核心生态源地,并分析白洋淀湿地景观格局演变特征及驱动因素。【结果】①耕地和水体是白洋淀湿地内两类持续占主导地位的景观类型,两者总面积约占湿地总面积的90%。景观变化主要集中在1993—2003年,这10年间湿地整体空间完整性明显下降,破碎化程度加剧,林地和湿地水体面积共减少58.78 km2,主要转为耕地和建设用地。②景观格局演变呈现阶段性特征:1993—1998年,湿地处于相对稳定阶段,斑块分布较均匀,但西南部部分斑块向中心区收缩;2003—2009年,系统进入动荡期,破碎化程度和边缘效应增强;2013—2022年,景观进入发展期,核心区斑块数量增多,至2022年核心区面积显著扩大,生态源地质量总体改善。③MSPA结果表明,2013—2022年间核心生态源地面积稳步增加,预示未来景观发展呈向好趋势。④ 相关性分析显示,景观格局演变与社会经济因素(如地区生产总值、总人口、第三产业产值)显著相关,而与气温、相对湿度、降水量、日照时数等自然驱动因子无明显关系。【结论】①1993—2003年间,白洋淀耕地面积增加54.31 km2,林地和草地面积减少;2003—2021年间,耕地逐步转为草地、水体和建设用地;2003年后耕地面积持续减少,主要发生在湿地北部和西南部区域。②2003年前高强度的人类活动导致景观斑块破碎化加剧、空间密度降低;此后通过人工调控,景观结构趋于多样与均衡。从未来趋势看,核心生态源地面积预计将持续增加,适宜生态物种栖息的生境数量也将增长。③ MSPA结果进一步表明,核心斑块的数量与面积均呈扩大态势,核心区最大面积记录为1993年的56.60 km2;2003—2022年间,白洋淀湿地内部生态网络重焕活力,生境面积扩大,生态源地质量提升。④在驱动因素中,社会经济因素(尤其是安新县地区生产总值、总人口和第三产业产值)与景观格局演变显著相关,是景观变化的主要决定因素;自然驱动因素影响不显著。未来应加强白洋淀湿地核心区保护,重点增加核心区面积,控制耕地规模并防止耕地面积过度侵占生态源地,维护景观结构异质性和生物多样性,促进景观格局的可持续发展。

• 基于PLUS模型的皖江城市带土地利用变化模拟与多情景预测

  高畅,郭伟玲,徐刘洋,贾纪昂

  【目的】 皖江城市带是促进长三角经济一体化发展、推动中部地区崛起的关键战略区,探究该区域土地利用资源如何合理调配,对实现区域生态、经济协调发展有着重要意义。【方法】基于斑块生成土地利用模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型、IM(intensity map)模型和土地利用转移矩阵,综合考虑自然和社会经济因素,选取18种驱动因子分析皖江城市带2000—2020年土地利用变化时空格局以及驱动力,并设置自然发展、耕地保护、生态保护、快速发展4种情景模拟2030年皖江城市带土地利用变化,分析不同发展目标下国土空间分布格局。【结果】①皖江城市带土地利用类型以耕地、林地为主,约占总面积的90%。2000—2020年,土地利用变化基本稳定,建设用地面积快速增长,耕地、草地面积持续减少;建设用地单一动态度较高,为14.30%,2000—2005年综合动态度最高,为0.36%。②PLUS模型在皖江城市带适用性强,以2010—2015年为步长模拟2020年土地利用精度最高,总体精度为94.84%,Kappa系数为91.24%。③2000—2020年建设用地扩张最主要驱动因素为夜间灯光、距一级道路和距乡村距离,其他各类用地扩张以自然、社会经济因素为主。④不同情境土地利用变化差异较大,综合对比下,生态保护情景在保护生态用地的同时增加建设用地的扩张,实现了生态发展与经济建设的动态平衡,为促进皖江城市带可持续发展提供了新思路。【结论】皖江城市带20 年间土地利用变化稳定,生态保护情景更适合当地未来土地利用变化管理与决策应用。

• 南亚热带典型森林土壤可交换性阳离子的垂直分布格局

  刘荣臻,刘佩伶,鲁显楷

  【目的】 探讨南亚热带森林土壤可交换性阳离子垂直分布格局及其影响因素,为南亚热带森林生态系统的保护和可持续发展提供理论支持。【方法】选取位于广东肇庆鼎湖山国家级自然保护区的3种南亚热带代表性森林为研究对象,即季风常绿阔叶林(阔叶林/原始林)、马尾松和阔叶树混交林(混交林/次生林)、马尾松针叶林(针叶林/人工林),并测定这3种森林[0,10)、[10,20)、[20,30)和[30,40) cm土层可交换性阳离子(H+、Al3+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+)、阳离子交换量(cation exchange capacity, CEC)、铝饱和度(aluminum saturation, Al-S)、盐基饱和度(base saturation, BS)和土壤pH。【结果】3种森林土壤pH普遍低于4.2,盐基饱和度低于8%,而铝饱和度普遍高于60%。在垂直分布格局上,随土壤深度的增加,3种森林土壤可交换性阳离子含量、阳离子交换总量、盐基饱和度和可交换性酸(致酸离子含量)普遍呈现下降的趋势,但是土壤pH和铝饱和度呈现上升趋势。总体来看,阔叶林地土壤的阳离子交换量、盐基饱和度、铝饱和度和可交换性阳离子(除H+外)含量均显著高于混交林和针叶林,但土壤pH低于其他2个林型;混交林和针叶林地土壤可交换性阳离子分布特征类似。【结论】南亚热带森林属于酸敏感生态系统,土壤养分离子贫乏,处于铝化合物缓冲体系内。土壤可交换性阳离子主要集中在表层土壤,土地利用历史及其遗留效应是导致3类森林土壤酸化状态不同的重要原因。全球环境变化下,针对森林恢复和治理,建议更多关注钙和镁等盐基离子缺乏,而不是土壤铝毒问题。

• 青藏高原东缘海东市表土重金属污染特征及源解析

  陈霞,刘亮,王彦瑜,赖涓涓,李梦迪

  【目的】 以青藏高原东缘海东市表土(0~2 cm)为研究对象,探究青藏高原东缘城市土壤重金属污染特征及污染来源。【方法】采集海东市土壤样品,测定常见土壤重金属元素(Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Fe和Zn)质量分数并采用单因子污染指数法和地累积污染指数法对海东市土壤重金属污染程度进行评价。利用相关性分析和聚类分析解析重金属来源。【结果】通过海东市表土中重金属元素的单因子污染指数和地累积指数评价结果表明,海东市土壤中除Cr外,其余7 种重金属元素存在不同程度的富集。相关性分析和聚类分析表明,海东市表土Cr、Ni、Mn、Fe和Cu主要来自成土作用和风化过程。Cd、Pb、Zn来自交通污染。【结论】海东市土壤重金属污染主要来源于自然源和交通源。青藏高原东缘土壤重金属污染主要来源为自然源、交通源和矿业活动。不同城市经济结构不同,城市土壤污染元素以及污染程度不同。

• 青藏高原东缘城市表土磁化率特征及其环境意义——以海东市为例

  王彦瑜,刘亮,赖涓涓,马璠,佟帆

  【目的】 廉价、高效、样品无损伤的磁化率技术在城市土壤重金属污染监测与评价研究中有诸多成功应用案例。青藏高原东缘地区具有独特的高原生态系统和脆弱的环境条件,为保障该区居民的健康,研究青藏高原东缘地区城市土壤中重金属的分布、来源及其潜在的健康风险现状。【方法】以青藏高原东缘典型城市海东市表层土壤为研究对象,通过典型城市表土采样试验与文献解析相结合的研究方法,系统评价研究区表土磁性物质的空间分布与污染特征;分析海东市城区不同功能区表土磁化率分布特征及在0~6 cm深度上表土剖面的变化规律,并综合分析青藏高原东缘及周边地区土壤磁化率分布特征。【结果】①海东市表土的质量磁化率具有强变异水平(变异系数0.65),质量磁化率在垂直剖面上呈随深度增加而减小的趋势;表土中超顺磁颗粒含量较少,主要由成土作用形成。②基于磁化率浓集因子和污染负荷指数的污染评价结果表明,海东市表土处于轻度污染或无污染状态,重金属Cr、Cu、Mn、Fe、Ni主要来自成土过程,Cd、Pb、Zn主要来源于人为活动。③低频质量磁化率(χlf)的半定量化模型结果为χlf<59.7×10-8 m3/kg时土壤为清洁状态;χlf为[59.7×10-8, 498.0×10-8) m3/kg时土壤受轻度污染;χlf为[498.0×10-8, 998.0×10-8) m3/kg时土壤受中度污染;χlf≥998.0×10-8 m3/kg时土壤受重度污染。④青藏高原东部地区表土的磁化率远小于其周边重工业城市。【结论】海东市表土磁化率与重金属元素之间的相关系数存在差异,但均有显著的相关性、磁化率可以作为快速监测和评价青藏高原东缘地区土壤重金属污染的有效指标。

• 海拔变化条件下针阔混交林根际土壤活性有机碳特征及影响因素

  罗梅,张金池,孟苗婧,姜姜,林杰,程子翰,刘胜龙,方向华

  【目的】 探究浙江百山祖国家级自然保护区内不同海拔的杉木-针阔混交林根际土壤有机碳含量垂直分布差异,明确海拔变化条件下土壤有机碳活性组分的影响因素。【方法】以保护区内不同海拔(600、800、1 000、1 200 m)的杉木-针阔混交林为研究对象,在每个海拔林分设置3个样地,测定每个样地内0~20 cm土层土壤理化性质[土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、土壤pH]、土壤酶活性及土壤有机碳组分含量等指标,分析根际土壤有机碳沿海拔的变化特征及影响因素,并计算土壤碳库管理指数(CMI)。【结果】杉木-针阔混交林根际土壤TOC、TN、TP含量随着海拔的上升逐渐增大,颗粒有机碳(POC)与总有机碳变化一致;易氧化有机碳(ROC)、矿质结合态有机碳(MOC)含量随海拔先上升后下降;根际土壤β-葡萄糖苷酶活性随海拔升高呈增加趋势;与海拔600 m处相比,其他3个海拔土壤CMI显著增加。根际土壤TOC、POC、ROC与TN含量呈显著正相关,与β-葡萄糖苷酶及多酚氧化酶活性呈显著正相关。根际和海拔的交互效应对土壤有机碳组分及酶活性无显著影响。冗余分析表明,TN是影响根际土壤活性有机碳组分及CMI的主要因子。【结论】海拔形成的小气候及土壤理化性质的改变是造成根际土壤活性有机碳组成海拔差异的重要因素,土壤氮含量是影响根际土壤活性有机碳的主导因子,高海拔区域内土壤碳库质量较高,应加强对高海拔地区植被的保护。

• 不同间伐恢复年限对秦岭松栎混交林土壤甲烷通量的影响

  王祥福,盛启林,李愿会,冯思宇,刘渤然,马雪红,李丽,王荣女,王维枫

  【目的】 探究抚育间伐对秦岭松栎混交林土壤甲烷(CH4)通量的影响,为森林土壤CH4通量管理提供科学依据。【方法】以秦岭松栎混交林为研究对象,对未间伐样地(CK)、间伐5 a、间伐13 a的样地采用静态箱-气相色谱法监测土壤CH4通量,并通过单因素方差分析、重复测量的方差分析以及线性回归确定了间伐措施和环境因素如何影响土壤CH4通量的变化。【结果】与CK相比,间伐5 a样地的土壤温度(ST)升高2.73 ℃(P<0.05)。间伐13 a样地的土壤pH增大0.32,铵态氮含量显著降低(P <0.05),其他土壤理化性质在间伐前后无显著变化。间伐后不同恢复时间的林地土壤湿度(土壤含水率,SWC)、ST和土壤总磷(TP)含量发生显著变化(P <0.05):随着恢复时间延长,SWC增加10.21%,ST降低3.08 ℃,TP质量分数增加0.21 g/kg。秦岭山地森林土壤均呈现为甲烷汇,并于夏季7月出现吸收峰。间伐后林地CH4吸收呈现先增加(间伐5 a vs CK,P<0.05)后降低到未间伐水平(间伐13 a vs CK,P>0.05)的趋势。ST每增加1 ℃,土壤CH4吸收速率增加0.09~0.22 mg/(m2·d);土壤湿度每增加1%,土壤CH4吸收速率降低0.03~0.10 mg/(m2·d),且短恢复时间(5 a)的间伐有较高的湿度和温度敏感性。【结论】间伐后土壤温度升高、湿度降低,从而增强了土壤对CH4氧化的能力。随着林冠恢复,CH4吸收效应逐渐减弱,表明将间伐间隔期控制在13 a以下可维持较高的土壤甲烷汇功能。

• 长期氮添加对兴安落叶松和水曲柳人工林根系磷获取策略的影响

  尹天龙,刘志,任浩,马耀远,谷加存

  【目的】 揭示长期氮(N)添加对我国东北地区人工林根系磷(P)获取策略的影响,为深入理解根系经济空间理论框架提供参考。【方法】以黑龙江省帽儿山地区兴安落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林为对象,研究长期N添加对2树种土壤表层(0~10 cm)和亚表层(11~20 cm)根系磷酸酶活性(RPA)的影响,并分析RPA与根系形态、菌根侵染程度和根际土壤属性之间的联系。【结果】长期N添加下兴安落叶松和水曲柳根际土壤有效磷和磷酸酶活性有增加趋势。两树种RPA由1级根至3级根逐渐下降,但在土层间差异不显著。同一根序下,水曲柳RPA显著高于兴安落叶松。长期N添加导致兴安落叶松和水曲柳吸收根(前3级根)总RPA下降,尤其是在水曲柳1级根中差异显著。吸收根形态在长期N添加后也发生不同程度的变化,呈现出直径更细、组织密度更低的趋势。主成分分析显示两树种根系功能性状具有多维经济谱特征,两树种RPA与菌根侵染率、根际土壤有效P和磷酸酶活性呈负相关,而与比根长、比根表面积呈正相关,表明RPA在真菌协作维度(fungal collaboration gradient)的“自己动手”(do-it-yourself)策略上发挥作用。【结论】长期N添加后兴安落叶松和水曲柳人工林的P获取策略发生改变,根系变得细长,RPA和菌根侵染率降低,且这种影响在水曲柳人工林中更加明显。

• 氮素形态对薄壳山核桃生长生理特性的影响

  乔振兵,谌梦云,朱嘉驹,卢龙涛,朱凯凯,谭鹏鹏,彭方仁

  【目的】 铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)是植物吸收的两种主要无机氮形态,在植物的生长发育中起到重要作用。筛选薄壳山核桃(Carya illinoinensis)生长的最适氮素形态配比,可以为提高薄壳山核桃氮素利用效率提供理论依据。【方法】以14年生薄壳山核桃品种‘波尼’(‘Pawnee’)为试验材料,设置6个处理: NO3--N和NH4+-N质量比分别为100∶0(T1)、72∶25(T2)、50∶50(T3)、25∶75(T4)、0∶100(T5)和不施氮肥作为对照(CK)。通过对氮素形态处理下的薄壳山核桃生长生理特性进行方差分析、相关性分析以及主成分分析,初步确定了最佳的氮素形态配比。【结果】T2处理显著提高薄壳山核桃叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量、种仁游离氨基酸含量和粗脂肪含量;在T3处理下薄壳山核桃树高和胸径生长量显著提高,根和种仁铵态氮含量显著降低,而叶片中铵态氮含量显著提高;T4处理显著提高薄壳山核桃根和叶片的可溶性糖含量、根和种仁的可溶性蛋白含量以及游离氨基酸含量;T5处理显著提高了种仁中的可溶性糖含量。相关性分析结果表明,薄壳山核桃绝大多数指标间存在正相关关系。主成分分析及综合评价结果发现,T4处理最有利于促进薄壳山核桃的生长发育。【结论】通过对氮素形态配比处理下的薄壳山核桃进行生长生理特性分析、相关性分析及主成分分析,发现T4处理对薄壳山核桃的生长发育促进效果最佳,这为提高薄壳山核桃氮素利用效率提供了理论基础。

• 温度对翠竹种子萌发及幼苗生长发育的影响

  孔淑鑫,邵丽娟,吕卓,赵婉琪,林树燕

  【目的】 探讨温度对翠竹(Pleioblastus pygmaeus)种子萌发及幼苗展叶阶段生长的影响,为实生苗造林研究提供参考。【方法】以翠竹种子为试验材料,采用盆栽法培养,通过梯度温度试验(16~30 ℃),对不同温度下种子萌发及幼苗生长特性进行研究。【结果】①随着温度升高,翠竹种子的发芽率与发芽势均呈先升后降的趋势,24~28 ℃为最适萌发温度范围,24 ℃时萌发效果最佳。温度升高显著缩短了种子的初始萌发时间和平均萌发时间。②翠竹发育速率随温度升高而加快,且与温度呈线性关系,根据线性回归方程计算得出低温阈值及有效积温。③温度对翠竹幼苗的叶片高度、根系形态指标、生物量的积累等均有显著影响,其中叶片高度随温度升高而呈下降趋势;实生苗生长的最佳温度为22~26 ℃。【结论】本研究确定了翠竹种子适宜萌发温度范围为24~28 ℃,建立了发育速率与温度的线性方程。研究结果为翠竹种质资源保存、人工育苗及栽培管理提供了理论依据,对指导翠竹引种栽培实践和评估生态适应性具有重要意义。

• 不同密度和水分管理下毛白杨人工林细根分布特征

  周欧,古丽米热·依力哈木,祝维,王亚飞,贾黎明,席本野

  【目的】 探讨不同密度和水分管理下毛白杨(Populus tomentosa)林分细根分布特征,为优化华北平原杨树人工林的培育技术提供参考。【方法】于2021年,采用根钻法分别测定不同密度(以株行距表示,高密度3 m×3 m,中密度3 m×6 m,低密度6 m×6 m)和不同水分管理(FI,滴灌充分灌溉;NI,雨养)下的5种(FI高、FI低、NI高、NI低和NI中)毛白杨林分6 m剖面内的细根(直径<2 mm)生长及形态指标和土壤含水率,分析不同密度和水分管理下毛白杨细根分布特征。【结果】①高密度林分不同距树干距离细根分布较为均匀,而中密度和低密度林分细根随距树干距离的增加而减少。各处理毛白杨林木细根生长随土层深度增加而减少,且细根生物量密度(RBD)峰值出现在(0,20] cm土层内,范围为108.15~450.74 g/m3。②造林密度降低使林木细根趋于浅层化分布;而FI使得林木细根分布深度降低,其中,RBD累计比例达到50%所对应的土层深度最浅的处理为FI低,仅26.49 cm。③NI条件下,NI高[0,600] cm剖面平均RBD最低(58.16 g/m3),但增加了(100,400] cm土层细根生长分布;NI中增加了林木细根分布深度,加速了林分深层土壤水分的利用和消耗。相较于NI处理,FI处理减少了林木在30 cm以下土层中的细根生长分布。④NI条件下,密度对各土层细根形态特征均无显著影响。高密度林分中,FI高处理在(30,600] cm土层通过高比根长(24.45~90.97 m/g)、低组织密度(0.24~0.39 g/cm3)和小细根平均直径(0.20~0.32 mm)的高效细根形态结构来促进林木生长。【结论】毛白杨细根生长在[0,600] cm垂直分布,在5种处理中呈现出随土层加深整体减少的趋势。降低造林密度会使林木细根聚集在浅层,且减少深土层细根生物量的占比。NI条件下,高密度林分通过增加(100,400] cm的RBD来提高细根表面积(RSA)和细根根长密度(RLD),进而缓解由于林分密度过高引起的地下资源及空间的竞争;受株树密度和林木单株生长的影响,中密度林分增加了林木细根分布深度,加速了林分深层土壤水分的利用和消耗。FI处理下,高密度林分通过改善[0,600] cm剖面内林分细根的可塑性特征而不是细根生长来提升林木水分利用效率,以促进林木生长。

• 覆盖林地重度退化雷竹林竹笋品质与土壤养分关联分析

  凡莉莉,李余新,陈双林,汪舍平,张景润,郭子武

  【目的】 覆盖林地退化导致雷竹(Phyllostachys violascens)林土壤性状发生劣变,对高品质竹笋形成产生了负面影响。探究影响退化雷竹林竹笋品质形成的关键土壤养分因子,旨在为退化竹林恢复及竹笋品质提升提供科学依据。【方法】以覆盖林地重度退化雷竹林和正常雷竹林为对象,比较竹笋外观色泽、营养品质和食味品质的差异,通过相关性分析和主成分分析探究其与土壤养分的制约性关系。【结果】雷竹林重度退化后,林地土壤pH比正常雷竹林的显著降低65.42%(P<0.05),但其全效养分和速效养分含量均显著增加(P<0.05);退化雷竹林竹笋鲜质量、基径和可食率比正常雷竹林均减小,但竹笋高径比和笋箨色泽因子提高,其中笋箨颜色对林地退化具有显著响应(P<0.05);退化雷竹林竹笋蛋白质、脂肪、淀粉和维生素C含量比正常雷竹林的显著减少(P<0.05),但木质素和纤维素含量显著提高(P<0.05);退化雷竹林竹笋总酸、草酸和单宁含量比正常雷竹林的显著增加(P<0.05),但可溶性糖含量和糖酸比显著降低(P<0.05),氨基酸组分含量及占比无显著差异;相关性分析和主成分分析表明,土壤pH是竹笋营养品质和糖酸呈味物质形成的重要影响因子,而氮、磷是影响竹笋色泽、粗糙度和酸涩呈味物质的关键土壤养分因子。【结论】重度退化雷竹林竹笋外观和营养品质以及适口性发生明显劣变,与土壤pH降低、氮磷养分升高密切相关。

• 油茶‘德油2号’和攸县油茶‘攸杂2’正反交子代生长性状的遗传分析

  袁迎春,袁德义,龚文芳,郭鑫淼,李楠昕,姜毅,胡观兴

  【目的】 探究油茶(Camellia oleifera)和攸县油茶(C. yunsienensis)正反交子代的生长性状遗传规律,为油茶杂交育种的子代早期筛选提供理论依据。【方法】以油茶‘德油2号’(C. oleifera ‘Deyou No. 2’)和攸县油茶‘攸杂2’(C. yunsienensis ‘Youza 2’)及其正反交子代为试材,对其叶片和树体的数量性状进行遗传变异情况和遗传倾向趋势分析。【结果】①正反交子代生长性状变异普遍存在,呈正态或偏正态分布,符合数量性状的遗传特点,正反交子代性状变异系数均值按大小排序为新梢长>叶面积>树高>地径>分枝角度>叶宽>新梢粗>叶厚>叶长>叶形指数>SPAD值;②叶长、叶形指数、叶厚和SPAD值存在明显的正反交效应,表现为偏母遗传,叶宽、新梢粗和分枝角度遗传偏向亲本‘德油2号’,叶面积、新梢长、地径和树高则偏向亲本‘攸杂2’;③反交子代的叶长和叶形指数、正交子代的叶厚、SPAD值以及正反交子代的叶面积为趋中偏大遗传,其余均为趋小遗传;④正反交子代的生长性状中,偏向于亲本‘德油2号’的植株比例最高,且反交子代在各项性状指标上普遍优于正交子代。【结论】参试油茶品种正反交子代的生长性状遗传变异丰富,亲本‘德油2号’对子代性状具有显著影响;各性状间的整体相关性较强,表明联合选择具有可行性;聚类分析中反交群体第3类群表现最为突出,为后续育种工作提供了参考。

• 基于易测林木因子的林下太阳直射辐射模拟

  杜昕,董雪,谷会岩,李玉博,陈祥伟

  【目的】 论证基于易测林木因子模拟林下辐射方法体系中,尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度两种林下直射辐射成分测度指数的模拟准确性,寻求基于简单、易测林木因子较为合理、准确估算林下任意点位直射辐射的模型结构特征。【方法】基于阔叶红松(Pinus koraiensis)林林分调查信息,建立林分体素模型模拟阔叶红松林下直射透射率。将模拟的阔叶红松林下直射透射率作为验证标准,分别以爬山算法对尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度中的各项参数进行寻优;以林下直射透射率与参数寻优后的尺度化加权直射荫蔽度、加权进界邻体直射荫蔽度间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数为指标,评价尺度化加权直射荫蔽度、加权进界邻体直射荫蔽度对林下直射辐射的模拟性能。【结果】尺度化加权直射荫蔽度在最小邻体林木选取尺度(rmin)与最大邻体林木选取尺度(rmax)分别取6.332、13.609 m时,与阔叶红松林下直射透射率间具有较高的线性回归拟合精度,此时其对应的校正系数为10.440,与林下直射透射率间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数分别为-0.581、-0.645及0.338。加权进界邻体直射荫蔽度在最大邻体林木选取临界值(Tmax)与最小邻体林木选取临界值(Tmin)分别为1.965与0.502时,与阔叶红松林下直射透射率间的线性回归拟合精度最高,此时其对应的校正系数为17.465,与林下太阳直射透射率间的Pearson、Spearman相关系数及线性回归决定系数分别为-0.738、-0.695与0.545。【结论】尺度化加权直射荫蔽度与加权进界邻体直射荫蔽度均能较好地反映林下太阳直射辐射,其中以加权进界邻体直射荫蔽度表现效果更优。在构建基于林木因子的林下直射辐射模拟模型时,应以合理地选取潜在影响林下直射辐射的邻体林木作为重点,同时应寻求能合理表达不同时刻林下直射辐射状态的简单方式。

• 立地条件对长白落叶松人工林单木径向生长-干旱关系的调节效应

  李瑞蓉,王姿澄,陈冠谋,朱万才,董灵波

  【目的】 量化立地条件对长白落叶松人工林单木径向生长-干旱关系的调节作用,为气候变化背景下长白落叶松人工林的科学经营提供支撑。【方法】以黑龙江省哈尔滨市宾县胜利林场36块长白落叶松人工林为对象,采用立地指数(SI)将各样地划分为3个等级,即好立地(SI≥20.0 m)7块、中等立地(17.0 m ≤SI<20.0 m)14块、差立地(SI<17.0 m)15块;采用树木年轮学方法以及抵抗力、恢复力和弹性力3个指标量化和评估不同立地条件对长白落叶松单木径向生长-干旱关系的调节作用。【结果】标准化降水蒸散发指数(SPEI)共识别到4次中等程度的干旱事件;限制长白落叶松径向生长的主要气候因子在不同立地等级间存在一定差异,其中总体组主要气候因子为非生长季降水量和SPEI,立地差组为非生长季月均最低温、降水量和SPEI,立地中等组为非生长季降水量和SPEI,而好立地组为非生长季月均最高温、降水量和SPEI;不同立地条件下的长白落叶松在抵抗力、恢复力和弹性力方面的差异不同,抵抗力表现为好立地>中等立地>差立地,而恢复力和弹性力则表现出相反趋势;随着干旱年份的延续,不同立地长白落叶松的抵抗力显著提高,恢复力呈先上升后下降变化趋势,整体趋势表现为显著降低,弹性力则整体呈现上升趋势,与抵抗力的结果一致,与恢复力的结果相反。【结论】非生长季降水以及SPEI是限制长白落叶松生长的主要因素,但立地条件对径向生长与中度干旱之间的调节效应不显著,而对其他干旱等级和干旱持续时间下的径向生长-干旱间的调节效应是否显著,仍有待于进一步研究。

• 基于慢特征分析与生成对抗网络的林业光学遥感影像薄云去除方法

  朱嵩宇,李超,景维鹏

  【目的】 针对光学遥感影像薄云去除后易出现影像失真、可用性降低的问题,提出一种融合慢特征分析(SFA)与生成对抗网络(GANs)的薄云去除方法(SFGAN),以提升影像质量,为林业遥感数据分析提供可靠支持。【方法】首先,设计慢变特征模块,通过计算初始影像的云反射率及高维特征慢变化度,将慢变特征向量与随机初始向量融合作为生成网络输入,增强生成器对云层特征的辨识能力;其次,利用云反射率作为鉴别器约束因子,通过对抗博弈迭代优化生成高质量无云影像,提升网络对云层与地物的区分能力。【结果】在公开数据集RICE1和PRSC上的试验表明:SFGAN模型在RICE1数据集上表现较为出色,无云影像的峰值信噪比(PSNR值)为33.740 7,结构相似性(SSIM值)为0.958 2;在PRSC数据集上,PSNR值为24.341 3,SSIM值为0.879 2,即本方法的性能量化指标及视觉质量均优于其他方法。基于Landsat 8影像的泛化实验进一步验证,SFGAN在真实云与模拟云场景中均能有效恢复地物细节,且处理单幅影像仅需0.98 s。【结论】SFGAN通过融合慢特征分析与生成对抗网络,能显著降低薄云对林业光学遥感影像的干扰,从数据源头提升影像可用性与分析准确性。

• 基于深度学习算法的杉木人工林单木冠幅回归模型

  周钰祺,孙玉军,谢运鸿,梁瑞婷,颜雯

  【目的】 以福建省将乐国有林场为研究区,构建福建将乐地区杉木人工林深度学习冠幅模型,分析树木大小、林分结构、林分竞争对杉木冠幅预测的贡献。【方法】利用深度神经网络(deep neural network,DNN)构建6个NDD模型,并利用SHAP(shapley additive explanations)解释器解释各变量在模型中的特征重要性。构建一个广义冠幅模型,并与输入相同相关系数优选变量的DNN模型进行比较,验证DNN模型的可靠性。【结果】构建的DNN模型均无过拟合,十折交叉验证的均方根误差(RMSE)和平均误差(MAE)均稳定。由所有13个变量构成的DNN模型(DNN5)的决定系数(R2)达到0.60,表现最佳,但输入6个变量的DNN模型(DNN3和DNN4)的R2分别为0.58和0.57,更符合实际应用要求,DNN模型在处理多变量数据时具有良好的鲁棒性。经过相关系数优选变量构成的DNN6模型的R2(0.54)高于同等变量构成的广义冠幅模型的R2(0.46)。胸径的SHAP贡献值最大,此外林分结构中的林分断面积、林分密度指数以及林分竞争中麦金托什直径均匀度等级和基尼系数在特征排序中占据了重要的位置,引入这两类变量能较大幅度地提高冠幅模型的准确度。【结论】构建的DNN模型能够较好地预测研究区杉木冠幅,深度学习在杉木冠幅预测方面有很大的潜力。

• 南京紫金山夏季果蝇寄生蜂多样性及其种群动态

  龙诗颖,习新强,王华,刘田田,陈华燕

  【目的】 探明南京市紫金山国家森林公园夏季果蝇寄生蜂的多样性及其种群动态,提升对寄生蜂多样性维持机制的认识,也为果蝇属(Drosophila)害虫的生物防治提供参考。【方法】于2023年8—10月选取紫金山国家森林公园南坡、北坡和东坡的3处样地,每处样地内随机选择11个样点,开展果蝇寄生蜂多样性调查;利用香蕉诱使果蝇产卵进而诱捕果蝇寄生蜂,在体视显微镜下观察果蝇寄生蜂外部形态特征并进行物种分类鉴定。【结果】共捕集到果蝇寄生蜂732只,隶属于4科4属4种,分别为毛锤角细蜂(Trichopria drosophilae)、蝇蛹金小蜂(Pachycrepoideus vindemiae)、长腹开臂反颚茧蜂(Asobara leveri)和1个小环腹瘿蜂属物种(Leptopilina sp.),4种寄生蜂分别占果蝇寄生蜂物种总数的36.07%、34.56%、21.45%和7.92%,北坡样地采集到的果蝇寄生蜂个体数量最多,共计269只。4种果蝇寄生蜂的个体数量间存在显著差异,且寄生蜂种群受季节变化影响较大,毛锤角细蜂、蝇蛹金小蜂和小环腹瘿蜂的个体数量均随时间推移显著下降。各坡向样地果蝇寄生蜂的Simpson多样性指数、均匀度指数和丰富度指数均随时间的推移而下降,而各样地间果蝇寄生蜂的数量及多样性指数则不存在显著差异。【结论】紫金山地区夏季共诱捕到4种果蝇寄生蜂,其中优势类群为蝇蛹金小蜂和毛锤角细蜂两种蛹期寄生蜂,各坡向果蝇寄生蜂物种分布相对均匀。

• 6种杀虫剂对无患子两种主要害虫(台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾)的室内毒力测定及田间药效评价

  李素欣,温俊宝,贾黎明,李露,蔡婉婷,曹秋丽,翁学煌,罗水晶

  【目的】 选取6种针对鳞翅目害虫的高效药剂对无患子(Sapindus mukorossi)2种主要害虫——台湾洒灰蝶(Satyrium formosanum)和铃斑翅夜蛾(Serrodes compana)3龄幼虫进行防治研究,为台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾幼虫的田间防治提供参考依据。【方法】采用叶片浸渍法测定高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)、虫螨腈、虱螨脲、苏云金和苦参碱6种药剂对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾3龄幼虫的室内毒杀效果,分别计算6种药剂的LC50值(半致死浓度);在福建省三明市建宁县无患子国家林木种质资源库试验区,采用田间喷雾法对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾进行田间药效评价,分析施药后1、3、7 d的虫口减退率和校正防效,比较不同药剂的防治效果。【结果】室内毒力测定表明:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氟氰菊酯对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾幼虫均具有较高毒力,LC50分别为0.003~0.007和0.030~3.735 mg/L,苦参碱对台湾洒灰蝶毒力较高,LC50为0.348 mg/L,而虫螨腈对这两种害虫的毒力最低,LC50为37.651~118.146 mg/L。田间试验结果表明:施药后第3天,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氟氰菊酯对这两种害虫的药效较好,均达90%以上;施药后第7天,苏云金杆菌、虱螨脲对台湾洒灰蝶幼虫的防效较好,超过90%,而虫螨腈和苦参碱的药效较差,防效仅为50%;苏云金杆菌和虫螨腈对铃斑翅夜蛾幼虫的防效较好,均在80%以上。【结论】建议甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氟氰菊酯在生产中可作为针对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾的速效药剂使用,同时以苏云金杆菌、虱螨脲和虫螨腈作为复配或轮换药剂使用,避免产生抗药性。

• 松梢螟和云杉梢斑螟发生与林分及立地因子的关系

  兰珍珍,王新谱

  【目的】 研究不同林分及立地因子与松梢螟(Dioryctria rubella)和云杉梢斑螟(Dioryctria schuezeella)幼虫发生的关系,为监测林区2种梢斑螟幼虫的发生提供技术指导。【方法】以宁夏罗山林区油松林松梢螟幼虫、青海云杉林云杉梢斑螟幼虫为研究对象,调查林分密度(x1)、郁闭度(x2)、树高(x3)、枝下高(x4)、冠幅(x5)、胸径(x6)、草本盖度(x7)、灌木丰富度(x8)、灌木多样性指数(x9)等9个林分因子和海拔(x10)、腐殖层厚度(x11)、坡度(x12)、坡向(x13)、坡位(x14)等5个立地因子及相关幼虫虫口密度。利用逐步回归分析筛选影响2种梢斑螟幼虫虫口密度的关键因子,建立关键因子与幼虫虫口密度的线性预测模型;采用偏相关分析、方差分析和多重比较分析关键因子与幼虫虫口密度间的关系。【结果】郁闭度、海拔和坡度是影响松梢螟幼虫发生的关键因子,坡向、胸径和灌木多样性指数是影响云杉梢斑螟幼虫发生的关键因子;建立的松梢螟(y1)和云杉梢斑螟(y2)幼虫虫口密度的线性预测模型分别为y1=208.565-0.075 x10-70.712 x2+0.865 x12和y2=-100.995+17.268 x13+1.499 x6+60.596 x9;海拔和郁闭度与松梢螟幼虫虫口密度呈极显著负相关(P<0.01),坡度与松梢螟幼虫虫口密度呈极显著正相关(P<0.01),坡向、胸径和灌木多样性指数均与云杉梢斑螟幼虫虫口密度呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】松梢螟幼虫在林分郁闭度小于0.62、海拔小于2 297 m和坡度大于39.1°的油松林易发生,云杉梢斑螟幼虫在半阴坡、胸径大于24.83 cm和灌木多样性指数大于0.33的青海云杉林易发生,这些林地应作为两类害虫发生监测与防治的重点区域。

• 多种政策组合下中国林业高质量发展的系统动力学仿真研究

  谢煜,张雨桐,张智光

  【目的】 林业高质量发展系统内部机理复杂,需通过不同政策组合的优化配置,加强林业高质量发展的政策体系建设,以满足林业高质量发展对于经济、生态和社会多重目标的协调要求。【方法】基于新发展理念,从科技创新、产业协调、民生福祉、绿色发展4个维度构建林业高质量发展系统仿真模型,对4种政策导向下不同政策组合情景的2021—2035年中国林业高质量发展水平进行仿真模拟。【结果】①2035年中国林业高质量发展将达到中高水平,且在一定的政策组合下可达到高水平;②单一政策模式下科技创新投入政策的治理效果最优;③政策组合模式的发展潜力优于单一政策模式;④随着政策数量的叠加,边际效果也有所降低。【结论】根据优先级排序,科技创新和绿色发展应作为当下政策实施的重点,产业结构调整和民生福祉改善则作为长期目标进行推进;推行多部门参与的组合政策,提升林业高质量发展水平;政策制定者需在宏观层面进行统筹,避免多个政策的重复或冲突。

• 助力“碳中和”:中国木质林产品碳储量测算与增长路径

  施正煌,侯方淼

  【目的】 在“双碳”背景下,探讨木质林产品的固碳能力及其增长路径,为气候谈判、“碳中和”目标实现提供参考。【方法】在回顾政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的《2006国家温室气体清单指南2019修订版》中木质林产品碳储量核算方法的基础上,选取了IPCC 2019年新修订的“生产法”为主要方法,对1961—2022年中国木质林产品的碳储量贡献进行核算,并从模型关键因子及测算规则入手提出碳储量增长路径。【结果】①至2022年,中国木质林产品累计碳储量达751.41 Mt,其中锯材、木板、纸类产品累计碳储量分别为269.04、404.96、77.41 Mt。②对比中国能源消费的年碳排放量,2021年的年碳储增量可以减少约1.4%的碳净排放量。在林业产业内部,碳储量贡献与碳排放相抵,已实现产业内“碳中和”。③在新“生产法”计算规则下,回收纸利用率的提高能够带来纸类产品碳储量的增长;加大工业圆木进口量以及木质半成品出口将会造成国内碳储量损失。【结论】中国木质林产品碳储量已有较大规模,且仍具有较大的增长潜力,能够有效助力“碳中和”目标的实现,在气候谈判中的助力作用也不可忽略。未来可以从促进回收纸张的高效利用、提升木材供给与储备能力、优先发展木质成品出口市场等方面促进木质林产品碳储量增长。

• 外来植物入侵的主要入侵假说及研究进展

  黄薇,张敏,毛岭峰

  随着全球经济的高速发展、陆地和海洋利用方式的变化加剧以及人口流动的增加,全球范围内外来入侵植物种的数量持续增加,其引发的生态、经济和人类健康问题也日益严峻。阐明外来植物成功入侵的驱动因素,对于防控外来植物入侵以及治理受入侵生态系统具有重要意义。近年来,一系列关于外来入侵物种入侵机理的假说被陆续提出,主要包括新武器假说、共生促进假说等。笔者基于现有植物入侵理论,梳理了达尔文归化谜团(Darwin’s Naturalization Conundrum)的理论内涵及其研究进展,并从外来植物的入侵特性、入侵植物与生物间的相互作用、本地生境的可入侵性,以及多因素协同作用对植物入侵的影响4个方面进行了综述。最后,在总结当前外来植物入侵研究的基础上,提出了未来应重点加强的方向,即:需更深入地开展多因素协同作用机制研究,推动多学科交叉与技术融合并拓展多尺度动态研究,以全面理解和完善外来植物入侵的复杂机制。

• 蜡梅新品种‘金晕波皱’

  武方方,丁鑫,程建明,李永华

  【目的】 选育出多样化的蜡梅新品种。【方法】通过实生优良单株选择,进行多次无性扩繁,连续多年观测并进行DUS测试。【结果】‘金晕波皱’是实生选育出的蜡梅优良新品种,花钟形,中被片黄色,边缘皱褶呈波浪状,内被片复色,具紫红色条纹。【结论】‘金晕波皱’蜡梅观赏价值高,特异性明显,易成花,可广泛用于切花、盆栽栽培及园林绿化。