Please wait a minute...
欢迎访问林业科学,今天是

当期目录

2022年 第58卷 第3期 刊出日期:2022-03-25
上一期   
目次
本期目次和封面
请点击下方pdf查看或下载
林业科学. 2022, 58(3):  0-0. 
摘要 ( 81 )   PDF (3116KB) ( 54 )  
相关文章 | 多维度评价
 
采伐干扰对吉林蛟河针阔混交林生产力稳定性的影响
刘晨,张春雨,赵秀海
林业科学. 2022, 58(3):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220301
摘要 ( 145 )   HTML ( 13 )   PDF (1157KB) ( 84 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究采伐干扰对吉林蛟河天然次生针阔混交林林分生产力稳定性的影响,以期为针阔混交林的可持续经营提供理论依据。方法: 2011年7月在吉林蛟河建立4块1 hm2的针阔混交林采伐样地,2011年12月进行抚育采伐,采伐强度为2.7%~77.6%,平均值为39.2%,并于2013、2015和2018年复测保留木,利用样地中100个连续样方的木本植物数据,通过线性回归模型分析采伐强度、林分密度、土壤养分、林木大小分化(胸径Shannon-Wiener指数)和物种多样性(物种Simpson指数)与生产力稳定性的相关性;运用方差分解分析比较不同变量对生产力稳定性的贡献;进而利用结构方程模型探讨采伐对林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性的影响及林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性之间的关系。结果: 采伐强度与生产力稳定性无显著关系,物种多样性和林木大小分化与生产力稳定性均呈显著正相关(P < 0.05),林分密度对生产力稳定性有显著负影响(P < 0.05)。在方差分解中,物种多样性单独解释生产力稳定性的19.5%;林分密度和林木大小分化对生产力稳定性的贡献率分别为7.0%和7.6%。采伐强度对林分密度、土壤养分(土壤碳、氮、磷、钙含量的第一主成分)、林木大小分化有极显著的负向影响(P < 0.001),路径系数分别为-0.629、-0.316和-0.255,而对物种多样性和生产力稳定性没有显著影响;林分密度、物种多样性和林木大小分化对生产力稳定性都有显著影响(P < 0.05),路径系数分别为-2.063、1.652和1.463。林分密度、林木大小分化对生产力稳定性有显著的负向总效应(P < 0.05),路径系数分别为-2.365和-0.556,物种多样性对生产力稳定性有显著正向总效应(P < 0.05),路径系数为1.652;土壤养分对生产力稳定性无显著的负向总效应的效应;采伐强度对生产力稳定性没有直接显著影响,通过物种多样性和土壤养分对生产力稳定性的间接影响也不显著,而是主要通过林分密度和林木大小分化来影响生产力稳定性的变化,采伐强度对生产力稳定性有显著(P < 0.05)的负向总效应,路径系数为-0.290。结论: 采伐强度对生产力稳定性没有直接影响,与生产力稳定性直接相关的影响因素是林分密度、林木大小分化和物种多样性,而采伐是通过调整林分密度和林木大小分化来间接影响生产力稳定性,从而影响森林生产力的变化。因此,在森林经营管理中,合理进行采伐干扰对促进森林生产力稳定性具有重要意义。

基于NDVI的2009—2018年黄河流域林草植被覆盖变化
郝家田,胡云云,杜一尘,侯晓巍,向安民
林业科学. 2022, 58(3):  10-19.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220302
摘要 ( 279 )   HTML ( 8 )   PDF (2236KB) ( 85 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究黄河流域2009—2018年间林草植被覆盖的时空分布及变化特征,预测林草植被覆盖的未来发展趋势,为流域林草植被科学保护和精准修复、促进生态系统正向演替提供参考依据。方法: 以2009-2018年SPOT/VEGETATION的NDVI时间序列数据集为数据源,采用年均值法、Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall检验方法,研究黄河流域林草植被覆盖的时空分布及变化特征,利用Hurst指数方法分析林草植被覆盖的可持续性特征和未来发展趋势。结果: 黄河流域林草地面积中,高植被覆盖度(NDVI≥0.7)面积占42.34%,呈聚集状分布于流域上游的祁连山、三江源东部、若尔盖草原,中游的秦岭北麓、黄土高原胡焕庸线以南地区,以及下游的济南市区周边区域;中植被覆盖度(0.3 < NDVI < 0.7)面积占44.92%,主要分布于流域上游的三江源西部和中游的宁夏、内蒙、陕西3省(区)交界处;低植被覆盖度(NDVI≤0.3)面积占12.74%,主要分布于流域上游的毛乌素沙地、陇中黄土高原、阴山南麓。2009—2018年间黄河流域林草地年均NDVI总体呈增加趋势,增速为0.007 4 a-1;10年间流域林草植被覆盖变化趋势以改善为主,改善区域面积占81.62%,其中显著改善面积占33.36%,集中分布在林草高植被覆盖度区域;林草植被覆盖退化区域面积占13.86%,集中分布在林草低植被覆盖度区域。未来林草植被覆盖良性发展区域面积占林草地总面积的61.89%,恶性发展区域面积占33.60%,发展方向稳定不变和不确定区域面积占4.51%。结论: 黄河流域林草植被覆盖度整体呈现东南部和西北高山地区高、北部低的特征。2009—2018年间林草植被覆盖改善区域面积远大于退化区域面积,改善区域主要集中在上游的祁连山林区、若尔盖草原,中游的六盘山林区、子午岭林区、黄龙山林区、吕梁林区及秦岭北麓,退化区域主要分布在林草低植被覆盖度的毛乌素沙地、陇中黄土高原等,退化区域应作为重点治理修复区。黄河流域林草植被覆盖未来发展趋势整体较好,预测良性发展区域远大于恶性发展区域,恶性发展区域中三江源地区和毛乌素沙地的林草植被覆盖虽有轻微改善,但持续性较差,未来林草植被覆盖可能呈退化趋势,在流域生态保护治理中应重点关注。

文山国家级自然保护区不同海拔地带性植被的土壤微生物生物量碳氮分布特征
李聪,吕晶花,陆梅,杨志东,刘攀,任玉连,杜凡
林业科学. 2022, 58(3):  20-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220303
摘要 ( 66 )   HTML ( 1 )   PDF (1103KB) ( 49 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探究文山国家级自然保护区土壤微生物生物量碳氮沿海拔地带性植被的分布特征及其关键调控因子,为理解亚热带森林土壤碳氮循环过程及其调控机制提供基础数据参考。方法: 以保护区低海拔亚热带季风常绿阔叶林、中海拔半湿润常绿阔叶林和高海拔中山湿性常绿阔叶林3种典型地带性植被类型为研究对象,采用氯仿熏蒸法研究土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔和土层的变化,并运用偏Mantel检验、Fourth-Corner方法解析植被多样性、土壤性质与微生物生物量碳氮之间的关系。结果: 1) 土壤微生物生物量碳氮含量的海拔变化差异显著(P < 0.05)。3个地带性植被群落的土壤微生物生物量碳氮含量随海拔升高呈增加趋势,即亚热带季风常绿阔叶林(15.75和2.84 mg·kg-1) < 半湿润常绿阔叶林(28.05和4.95 mg·kg-1) < 中山湿性常绿阔叶林(41.61和7.80 mg·kg-1)。2)各地带性植被带土壤微生物生物量碳氮含量均随土层加深而呈显著的减小趋势(P < 0.05),0~10 cm土层微生物生物量碳氮含量分别是40~50 cm的4.26和3.22倍,且亚热带季风常绿阔叶林微生物生物量碳氮含量变幅(7.21和3.42倍)最大。3) 偏Mantel相关性检验结果表明,微生物生物量碳氮含量与土壤全氮含量、有机质含量和pH值的关联性最强(P < 0.01,r≥0.75),而与土壤含水量、密度、全钾含量的关联性次之(P < 0.05,r>0.5);Fourth-Corner分析结果表明,亚热带季风常绿阔叶林的土壤微生物生物量碳氮含量仅与植被多样性(Shannon指数,Margalef指数,Pielou指数)极显著负相关(P < 0.01);而在半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林中,微生物生物量碳氮含量与土壤pH值呈极显著负相关(P < 0.01),与枯落物厚度、有机质含量和全氮含量极显著正相关(P < 0.01)。结论: 保护区土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔变化主要受土壤全氮含量、有机质含量和pH值调控;低海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量主要受植物群落多样性所调控,而高海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量的主控因子为枯落物厚度、pH值、有机质含量和全氮含量。

敦煌及马鬃山地区植物生活型及其海拔梯度特征
罗凤敏,辛智鸣,高君亮,李永华,董雪,段瑞兵,李新乐
林业科学. 2022, 58(3):  31-39.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220304
摘要 ( 35 )   HTML ( 1 )   PDF (1108KB) ( 25 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究敦煌及马鬃山地区植被区系祖成、植物生活型及其对海拔梯度的响应,阐明植物群落生活型特征及其对气候生境的反映,为区域植物多样性保护及垂直格局研究提供理论依据和科学基础。方法: 在植物群落调查基础上,采用Raunkiaer生活型分类系统,统计敦煌及马鬃山地区维管束植物的生活型,编制生活型谱,并分析不同海拔梯度的植物生活型组成。结果: 1) 研究区共记录217种植物,隶属34科122属,占中国干旱区总科数的41.46%,占全国总科数的10.09%。其中,裸子植物1科1属3种,双子叶植物28科96属175种,单子叶植物5科25属38种。2)研究区植物生活型主要以地上芽植物为主,占33.18%,在地上芽植物型的4个亚类群中,以半灌木地上芽植物最多;生活型大小序列为:地上芽植物型>地面芽植物型>一年生植物型>地下芽植物型>高位芽植物型。3)地上芽生活型物种在各海拔梯度都占重要地位,占研究区全部生活型物种的59.15%,随海拔升高呈先增后降的趋势,在海拔1 700 m处达到最大值;地面芽植物生活型也表现为随海拔升高而先增后降的趋势;高位芽植物生活型和地下芽植物生活型所占比例很小;一年生植物在整个海拔范围内占10.00%以下,随海拔升高波动不大。结论: 敦煌及马鬃山地区地带性植被以灌木或半灌木建群的植被占优势,主要分布于1 000~3 000 m海拔内。群落生活型以地上芽植物和地面芽植物为主,并呈随海拔升高而先增后降的单峰分布格局。

北京山区侧柏用水来源随水分条件变化的多时间尺度
刘子赫,贾国栋,刘自强,邓文平
林业科学. 2022, 58(3):  40-47.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220305
摘要 ( 31 )   HTML ( 4 )   PDF (2737KB) ( 18 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。方法: 以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm,平水年)、2016年(年降水量649.8 mm,偏丰年)和2017年(年降水量309.3 mm,枯水年),利用稳定氢氧同位素技术,结合MixSIAR来源混合模型,分析在不同年降水条件下侧柏用水来源特征;同步监测样地气象要素以及土壤含水率等信息,计算土壤相对可利用水分(REW),分析侧柏用水的水分来源与水分条件的相关性。结果: 1) 深层(4~100 cm)土壤REW显著大于浅层(0~40 cm)土壤(P < 0.05),降雨使得各层REW显著提高;雨季REW显著大于旱季。浅层(0~40 cm)土壤的REW在2016年(0.341)和2017年(0.360)中显著低于2015年(0.423)(P < 0.05),而深层土壤REW在3年间差异均不显著,按年份顺序分别为0.613、0.618和0.587。2) 侧柏的用水来源贡献率总体表现为深层土壤大于浅层土壤,但雨后的浅层土壤贡献率会升高。浅层土壤的侧柏用水贡献率在雨后和无雨分别为45.7%和44.5%;深层土壤的侧柏用水贡献率雨季(56.2%)高于旱季(54.8%),枯水年(57.8%)显著大于平水年(54.1%)和偏丰年(54.6%)。结论: 侧柏主要依赖于深层土壤水以维持其水分需求,次降雨和季节性变化均不会显著改变侧柏用水的土层来源格局,但年降水量显著减少时,侧柏显著依赖于深层土壤水。

油茶根系与内生细菌枯草芽孢杆菌互作早期的转录组分析
李梓杨,陈晓琳,李丽丽,许诗萍,何苑皞
林业科学. 2022, 58(3):  48-58.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220306
摘要 ( 36 )   HTML ( 1 )   PDF (6589KB) ( 25 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律,为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。方法: 构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfpr与油茶根系互作体系,以不同时间(0、6、12、24 h)的互作体系为研究材料,利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。结果: 1) 转录组测序共产生52 958 922条序列,约46.1 Gb,差异表达基因10 314条(FDR < 0.05且|log2FC|>1)。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势,接种6 h后差异表达基因数量为6 306个,其中显著上调3 434个,显著下调2 572个;接种12 h后显著上调903个,显著下调526个;接种24 h后显著上调1 195个,显著下调1 384个。2)GO富集分析表明:接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显,生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等;分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等;细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达基因主要被富集到碳水化合物代谢、氨基酸代谢、信号转导、环境适应性等通路。接种6 h后富集的代谢通路与12、24 h差异较大,其中差异明显的主要有植物激素合成信号通路、植物病原互作通路、苯丙素生物合成通路。4)基因表达量变化较大的有生长素诱导蛋白编码基因(SAUR)、木葡聚糖内糖基转移酶/水解蛋白酶编码基因(XTH)、茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白编码基因(TIFY)、钙调蛋白编码基因(CAM2)、转录因子MYB编码基因、抗病蛋白编码基因(RPMRPS)、呼吸爆发氧化酶编码基因(RBOHC)、过氧化物酶编码基因(POD)。结论: 利用活体互作体系对不同时间段内生细菌-油茶互作转录组进行分析表明,内生细菌可刺激植物根系生长,提高抗性,诱导免疫反应,但随后免疫反应逐渐减弱。

光皮桦BlBLH1基因的克隆、表达及互作蛋白筛选
庄和必,俞子承,林二培,黄华宏
林业科学. 2022, 58(3):  59-68.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220307
摘要 ( 26 )   HTML ( 1 )   PDF (8246KB) ( 23 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: BLH基因家族是广泛存在于植物中的转录因子,其与KNOX等转录因子的互作被认为在植物的次生壁发育中起重要调控作用。本研究拟克隆光皮桦BlBLH1基因,分析其表达模式,并筛选能与其互作的蛋白。方法: 利用Blast等软件在光皮桦基因组序列中鉴定获得BlBLH1序列,克隆验证后对其进行多序列比对、系统进化等生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR分析BlBLH1在光皮桦不同组织、器官和应拉木形成中的表达模式;通过酵母双杂交技术筛选BlBLH1互作的蛋白,并采用双分子荧光互补实验(BiFC)进一步验证其与部分蛋白在拟南芥细胞内的互作。结果: BlBLH1基因序列全长为2 128 bp,开放阅读框(ORF)为1 830 bp,编码609个氨基酸,具有SKY、BEL和HD 3个保守结构域。系统进化分析显示,BlBLH1与拟南芥BLH1有最近的同源关系。表达分析显示BlBLH1在雄花序中的表达量最高;在木质化茎段中的表达量次之;在应拉木诱导过程中,BlBLH1在应拉木中的表达量均显著高于对照。通过酵母双杂交筛选获得结构蛋白、酶、转录因子等47个与BlBLH1互作较强的蛋白;BiFC验证结果表明,BlBLH1与BlKNOX4、BlKNOX9在拟南芥原生质体内存在互作关系。而且,三者在茎段和应拉木的表达趋势基本一致。结论: 可从光皮桦中分离获得BlBLH1基因,生物信息学、表达和蛋白互作分析的结果表明BlBLH1参与光皮桦木材形成过程,且存在与KNOX蛋白的互作关系。

基于45S rDNA-FISH的异源三倍体'银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体行为追踪
王律几,张晓晓,王君
林业科学. 2022, 58(3):  69-78.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220308
摘要 ( 23 )   HTML ( 0 )   PDF (16578KB) ( 9 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为,明确其配对和分离规律,丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。方法: 以三倍体‘银中杨’花药为材料,对不同酶液组合和酶解时间进行筛选,在此基础上均进行减数分裂染色体制片,以45S rDNA序列为探针,利用FISH技术,对‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为进行追踪和分析。结果: 1) 筛选出适于‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体制片的酶解条件为3%纤维素酶+1%果胶酶混合液在37 ℃下酶解3 h,结合压片和冷冻脱盖片,可获得细胞分散度良好,细胞质薄,背景干净,染色体形态清晰的制片,适用于FISH分析。2)45S rDNA探针信号定位于‘银中杨’3条同源染色体上,它们在中期Ⅰ呈现Ⅲ、Ⅱ+Ⅰ、Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ 3种配对形式,其中三价体发生的频率最高,达69.28%,Ⅱ+Ⅰ和Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ的配对类型分别占28.10%和2.61%,表明信号所定位的染色体亲缘关系可能较近,但也存在联会松弛的现象。3)约80.37%~93.44%的细胞在后期Ⅰ至中期Ⅱ发育阶段呈现2/1分离模式,约63.00%~73.08%的细胞在后期Ⅱ至末期Ⅱ呈现2/2/1/1分离模式,表明探针信号所定位的染色体在大部分细胞中遵循较为正常的分离规律,但在部分细胞中也观察到探针信号所对应的1~2条染色体在后期Ⅰ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ发生分离滞后或形成微核,进而可能在后续发育过程丢失的现象。4)末期Ⅱ细胞存在一定比例的融合核,其中可观察到3~4个45S rDNA探针信号,可能形成具有2n甚至超数染色体的配子。结论: 利用FISH技术可对杨树减数分裂过程的特定染色体行为进行定位和精细分析,尽管三倍体‘银中杨’全染色体组的减数分裂过程染色体行为异常紊乱,但45S rDNA探针所定位的染色体行为相对稳定,丰富了杨树异源三倍体减数分裂染色体行为的认识。

明纹侧柏松毛虫成虫羽化及生殖行为
荆小院,闫玮华,刘红霞,许胜利,靳嵘,高茹,宗世祥,张金桐
林业科学. 2022, 58(3):  79-85.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220309
摘要 ( 19 )   HTML ( 0 )   PDF (10142KB) ( 15 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究明纹侧柏松毛虫(柏科林木的主要食叶性害虫)羽化、求偶和交配行为的规律,并通过林间诱蛾试验测试雌雄蛾之间的引诱活性,以期为明纹侧柏松毛虫性信息素的提取和鉴定提供依据。方法: 于2019、2020年通过室外笼内人工饲养观察和野外诱蛾的方法,观察明纹侧柏松毛虫成虫羽化和生殖生物学节律。结果: 成虫羽化集中在晚上(19:00—2:00),日羽化高峰集中在21:00。2019年与2020年的羽化期不同。2019年养虫笼内的蛹7月初开始羽化,7月底进入羽化高峰期(7月29日左右),8月中旬羽化逐渐减少;2020年养虫笼内的蛹羽化日期晚于2019年,7月中旬开始羽化,8月中旬进入羽化高峰期(8月11日左右),之后逐渐降低。在羽化高峰期之前,雄蛾羽化数量多于雌蛾,高峰期后,雌蛾羽化数量较雄蛾多。2019、2020年的成虫羽化率分别为83.8%、88.5%。雌雄蛾的性别比例为1∶1.04(2019)和1∶1.01(2020)。未交配雌雄蛾平均寿命分别为4.05、5.84天,交配后雌雄蛾平均寿命分别为3.69、5.33天。雌蛾在羽化当日即观察到有求偶行为,求偶行为均发生在晚上,其中1日龄和2日龄成虫在晚上的第6~8 h求偶率最高,分别为40%和45.5%,之后随着日龄增大,求偶行为提前且求偶率逐渐下降。交配与求偶节律一致,其中2日龄成虫在晚上的第6~8 h交配率最高(45%),随着日龄的增大,交配行为提前且交配率下降。交配与未交配雌蛾均可产卵,交配后的雌蛾产卵量为154.1粒,卵平均孵化率为94.8%;未交配雌蛾产卵量为160.7粒,卵孵化率为0。野外诱蛾试验表明,处女蛾均可引诱到雄蛾,其中2日龄处女蛾诱蛾量显著高于其他日龄的雌蛾,而空白诱捕器和雄蛾均未引诱到成虫。结论: 明纹侧柏松毛虫的成虫羽化和生殖行为存在明显的时辰节律。日龄是影响成虫求偶与交配行为的主要因素之一,随着日龄的增大,成虫的求偶和交配行为发生的时间提前,且求偶率与交配率降低。

苹小吉丁自然种群肠道微生物多样性
贾斐然,周忠福,赵文霞,孙荟荃,姚艳霞
林业科学. 2022, 58(3):  86-96.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220310
摘要 ( 34 )   HTML ( 2 )   PDF (4431KB) ( 18 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 明确不同虫态、不同环境苹小吉丁自然种群肠道真菌和细菌种类组成及其可能对宿主生长发育和生理变化的影响。方法: 分别将新疆野果林(W)和栽培果园(C)获取的成虫(A)与幼虫(L)进行完整肠道解剖,利用Illumina MiSeq技术对ITS2基因(真菌)和16S rRNA V3-V4变异区(细菌)进行测定,统计肠道微生物的操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析物种丰度、组成及Alpha多样性,并运用PICRUSt2对其功能进行预测。结果: 获得苹小吉丁肠道真菌ITS2优质序列177 028条,细菌16S rRNA优质序列253 712条,聚类分析分别获得285和1 470个OTUs。最终注释到真菌5门22纲50目92科122属,细菌40门103纲231目364科594属。从属级水平来看,不同虫态、不同环境苹小吉丁肠道微生物各具特有的真菌和细菌类群,其中,其中CA特有真菌11属,特有细菌2属;CL特有真菌28属,特有细菌223属;WA特有真菌37属,特有细菌47属;WL特有真菌12属,特有细菌68属,而核心菌群中真菌7属,细菌21属。多样性分析结果表明野果林苹小吉丁肠道真菌群落丰富度和物种多样性成虫均大于幼虫,细菌群落丰富度成虫小于幼虫,但物种多样性成虫却大于幼虫,同时苹小吉丁幼虫肠道微生物群落丰富度和物种多样性在栽培果园远大于野果林。此外,通过MetaCyc Pathway注释74条真菌代谢通路,426条细菌代谢通路;通过KEGG注释868条真菌代谢通路,2 188条细菌代谢通路。结论: 不同虫态、不同环境苹小吉丁肠道真菌和细菌种类与丰度均存在差异,肠道真菌种类和丰度成虫大于幼虫,而细菌幼虫大于成虫,说明真菌对于成虫的生长发育起着关键性作用,而细菌对于幼虫的生长发育起着关键性作用。此外,不同的肠道微生物结构与组成,呈现出大致相同的功能,因此推测在苹小吉丁肠道中发挥功能的为一些固定类群,这可能是与其宿主长期协同进化的结果。

红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物质量及影响因素
刘鑫源,杨光,宁吉彬,耿道通,于宏洲,邸雪颖
林业科学. 2022, 58(3):  97-106.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220311
摘要 ( 26 )   HTML ( 0 )   PDF (2211KB) ( 22 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验, 定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征, 为森林火灾释放的颗粒物提供参考。方法: 选取东北东部山区红松人工林为对象, 构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验, 利用溶气胶监测仪(美国TSI Dust Trak 8533)进行实时监测, 通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。结果: 风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一, PM1受风速(37.207%)和温度(25.651%)影响最大, 受可燃物含水率影响最小(8.304%); PM2.5受风速(43.293%)和可燃物载量(22.855%)影响最大, 受燃烧效率(7.509%)影响最小; PM4受风速(43.552%)和可燃物载量(21.225%)影响最大, 受可燃物含水率(6.841%)影响最小; PM10受风速(40.832%)和可燃物载量(23.337%)影响最大, 受可燃物含水率(6.946%)影响最小。基于随机森林算法构建的PM1、PM2.5、PM4、PM10预测模型R2分别为0.804、0.810、0.806和0.812。结论: 颗粒物质量与风速、可燃物载量、可燃物含水率、燃烧效率(>80%)呈正相关, 与温度和相对湿度呈负相关。总体而言, 随机森林算法能够较好地解析各变量与颗粒物质量之间的复杂关系。红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物观测区间1.72~56.04 g, 预测变化区间为5.67~36.33 g, 可为污染源排放清单的建立、消防从业人员的职业暴露标准提供数据基础。

PL高分辨率遥感影像在森林火灾评估上的应用
胡林林,王立中,李华,丁永全,韦昌雷,李慧仁,赵凤君
林业科学. 2022, 58(3):  107-116.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220312
摘要 ( 25 )   HTML ( 0 )   PDF (11167KB) ( 27 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究仅依靠一种高分辨率遥感影像(PL)用于森林火灾影像信息提取、数据分析的可行性, 为火烧程度评估提供可靠的林火遥感数据源和提取方法。方法: 以2017年毕拉河"5·2"特大森林火灾的火烧迹地为研究区域, 使用火前、火后当年、火后更新1年共3期PL影像作为数据源, 利用ROI S提取过火区, 分析火干扰前后NDVI的变化特征。结合地面调查数据, 采用差值归一化植被指数(dNDVI)划分火烧等级, 阈值验证参照罗德昆火灾受害等级划分标准进行精度验证。对火烧迹地植被受害状况进行评估, 以获取火烧程度的空间分布格局。结果: 1) 火干扰导致NDVI值急剧降低, 火后更新1年NDVI略有升高, 表明植被恢复能力有限。PL遥感影像的3 m高空间分辨率使其RGB图像高度饱和, 地类清晰。2)做土地覆盖类型划分, 训练样本分离性在1.91以上, 共划分为森林、草本沼泽、道路、河流4类。分类整体精度为98.05%, Kappa_Coefficient为0.95。3)受害程度等级划分为未火烧、轻度火烧、中度火烧、重度火烧4级, 分类整体精度为91.55%, Kappa_ Coefficient为0.91。此次毕拉河森林火灾着火区总面积10 711.18 hm2, 其中火烧迹地总面积10 130.31 hm2, 占着火区总面积的94.58%。轻度火烧区过火面积最大, 达5 700.78 hm2, 占着火区总面积的53.22%;其次是中度火烧区, 面积为3 035.12 hm2, 占28.34%。火烧迹地内处于中度火烧等级的森林受害面积最大, 高达6 167.48 hm2, 占着火区总面积的60.88%, 其中, 中度火烧等级面积最大, 占47.45%, 其次是轻度火烧区, 占29.95%, 重度过火面积最少, 占22.60%。而草本沼泽受害较轻, 过火面积3 962.86 hm2, 其中97.25%集中在轻度火烧等级。结论: 与传统研究方法相比, 该文使用的研究方法在毕拉河森林火灾分析中取得了更为精准的研究结果, 各验证样本分类精度更高, 研究结果较为可靠, 且数据处理更高效。同时, PL遥感影像具有每天覆盖全球1次的超高频时间分辨率, 极大程度满足了覆盖不同研究区域要求。

梵净山东北部同域黔金丝猴与藏酋猴的时空分布格局
王丞,李海波,杨朝辉,毕兴,樊涵,粟海军,胡灿实,张明明
林业科学. 2022, 58(3):  117-128.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220313
摘要 ( 30 )   HTML ( 0 )   PDF (2172KB) ( 26 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究梵净山东北部同域分布的黔金丝猴和藏酋猴的时空分布格局, 了解二者与环境的相互关系, 加深认识二者的种间关系及其生存适应特点。方法: 2017—2020年, 在梵净山东北部的不同海拔与植被类型中布设了66台红外相机, 监测研究黔金丝猴和藏酋猴的时空分布。结果: 藏酋猴在研究区域内普遍分布, 黔金丝猴则主要分布于远离旅游索道的高海拔区域, 且完全重叠于藏酋猴分布范围内。在栖息地选择方面, 藏酋猴呈现普遍选择, 黔金丝猴呈现专一选择。在植被类型选择上, 藏酋猴的分布未见显著差异(P = 0.27), 黔金丝猴呈极显著差异(P < 0.01), 在1 600~1 900 m海拔范围的相对丰富度最高。在植被类型选择上, 藏酋猴的分布未见显著差异(P = 0.27), 黔金丝猴呈极显著差异(P < 0.01), 在中山常绿落叶阔叶林的相对丰富度最高。在共现位点中, 发现黔金丝猴与藏酋猴15天内相遇的位点有45个, 占总监测位点数的68.18%, 占黔金丝猴分布总位点数的91.84%, 栖息地空间重叠度极高。它们在同一位点的的相遇时间不存在显著差异(P = 0.48), 平均5~6天一次, 且不存在季节性变化(P = 0.35)。黔金丝猴与藏酋猴为完全昼行性物种, 黔金丝猴日间为晨昏型活动, 藏酋猴日间为单峰型活动, 二者日活动节律呈极显著差异(P < 0.01), 重叠度为0.76。二者日活动节律存在季节性变化, 季节性重叠程度各有不同(冬= 0.64 < 春= 0.68 < 夏= 0.75 < 秋= 0.82), 但二者的日活动节律均呈现极显著差异(P春夏秋冬 < 0.01)。结论: 通过红外相机监测, 揭示了梵净山东北部的黔金丝猴与藏酋猴的时空分布特点, 表明在时空关系上二者生态位划分明显。同时, 对黔金丝猴与藏酋猴的有效保护和监管工作提供了科学基础数据。

TiO2@SiO2-脱木素木材的制备及其耐光性增强
朱亮亮,陈太安,郑永军,张凯睿,张钧,郑梅,郑荣波
林业科学. 2022, 58(3):  129-138.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220314
摘要 ( 52 )   HTML ( 1 )   PDF (5637KB) ( 25 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 在二氧化钛(TiO2) 颗粒表面包覆光惰性物质二氧化硅(SiO2), 制备出具有抑制纳米TiO2固有的光催化活性、仍保留其原有的紫外屏蔽、可见光透明特性、具有核壳结构、单分散、小尺寸纳米TiO2@SiO2, 用于抑制脱木素木材(DW)中残留木质素的光老化, 制备耐光型TiO2@SiO2-脱木素木材(TiO2@SiO2-DW), 以提高DW基功能材料的耐光性, 延长其使用寿命、木材高值化及碳达峰、碳中和, 为经典、普适液-固-液(LSS)法制备的单分散、脂肪酸保护的其他小尺寸纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供可行方案。方法: 采用LSS法制备单分散、尺寸约8 nm、表面吸附油酸分子、分散在环己烷中、锐钛矿相纳米TiO2; 反向微乳液法在TiO2纳米颗粒表面包覆SiO2, 制备出单分散、粒径约12 nm、分散在乙醇中、具有核壳结构的纳米TiO2@SiO2; H2O2/HAc除木质素法去除木材中的木质素, 且仍保留木材原有纤维素骨架, 得到H2O2/HAc-脱木素木材(H2O2/HAc-DW); 将TiO2@SiO2浸渍、涂覆在H2O2/HAc-DW表面并机械压制, 制备出TiO2@SiO2-DW; TEM、XRD、FTIR和UV-Vis分别表征纳米TiO2、TiO2@SiO2的形貌/单分散性、晶体结构、表面官能团以及UV-Vis吸收性能; SEM和EDS表征TiO2@SiO2在DW表面的沉积、分布; L*a*b*色差法测量老化前后的色度值、计算总色差ΔE*, 评估DW、TiO2@SiO2-DW的耐光性。结果: TEM表明, 纳米TiO2、TiO2@SiO2均为单分散性, 尺寸分别为8 nm和12 nm; 相机照片表明, 纳米TiO2、TiO2@SiO2可分别分散在环己烷、乙醇中; XRD表明, TiO2、TiO2@SiO2均为锐钛矿相, SiO2壳层为无定形结构; UV-Vis表明, TiO2@SiO2具有UV屏蔽、可见光透明特性; H2O2/HAc-DW中的木质素残留量减少至0.8%; SEM和EDS表明, TiO2@SiO2均匀沉积/镶嵌在DW表面; 相机照片表明, TiO2@SiO2未影响DW的颜色及美观纹理; 加速老化结果表明, 由于木质素残留量低至0.8%, H2O2/HAc-DW的ΔE*降至4.9±0.9, 结合TiO2@SiO2的UV屏蔽作用, TiO2@SiO2-DW的ΔE*进一步降至2.3±0.3。结论: 基于木质素去除、TiO2@SiO2屏蔽UV策略, 成功制备出耐光型TiO2@SiO2-DW, 明显优于纳米TiO2、锑掺杂氧化锡等无机和有机UV屏蔽材料防护下的原木、DW和透明木材的耐光性; TiO2@SiO2-DW的机械强度高于原木, 为LSS法制备的单分散、尺寸约8 nm、脂肪酸保护的其他纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供了可行方案。

自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭
桂有才,左宋林,金凯楠
林业科学. 2022, 58(3):  139-148.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220315
摘要 ( 19 )   HTML ( 1 )   PDF (9053KB) ( 12 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 根据木质素结构特点, 探究一种木质素基泡沫炭制备方法, 为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。方法: 以酶解木质素为碳质前驱体, 以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂, 在未添加发泡剂的情况下, 经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭; 采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构; 通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标, 探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。结果: 热重分析结果表明, 氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度, 使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合, 为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域, 酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度, 为木质素自发泡提供基础。160~180 ℃是合适的发泡温度; 氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率, 酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下, 采用自发泡方法制备出体积密度为0.26~0.46 g·cm-3、孔隙率为74%~85%、开孔率为82%~94%以及比表面积为524~1 055 m2·g-1的孔泡结构较均匀的高比表面积木质素基泡沫炭。结论: 利用氯化锌催化木质素的热分解作用和木质素塑化等特性, 可实现木质素自发泡, 制备出发达孔泡结构的木质素泡沫炭, 为木质素工业化利用提供一条新的技术路线。

基于AlexNet优化的板材材种识别方法
杨楠楠,白岩,姜苏译,杨春梅,徐凯宏
林业科学. 2022, 58(3):  149-158.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220316
摘要 ( 17 )   HTML ( 0 )   PDF (17675KB) ( 12 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 基于处理后的木材端面细胞特征, 寻找合适的机器学习方法提高木材识别准确率, 以实现木材高效利用, 为珍稀木材种类判别和保护提供依据。方法: 以5种木材(臭冷杉、长白落叶松、鱼鳞云杉、鹅掌楸和凹叶厚朴)端面细胞为研究对象, 提取多种差异性图像作为数据集, 通过图像处理提取特征信息, 分别采用支持向量机(SVM)和AlexNet神经网络进行分类识别。根据木材端面细胞区分的差异性, 在AlexNet神经网络架构中加入BN算法进行优化, 设计一种更高效的板材识别方法提高木材识别准确率。结果: 将增强后的29 680张图像按7∶3划分, 分别保存在训练集和测试集文件夹中, 测试样本确定标签后均放入同一文件夹, 分别对3种分类算法进行整体批量测试, 支持向量机分类器测试集的整体识别准确率为84.67%, AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为88.76%, 基于BN算法优化的AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为91.15%, 识别效果更好。结论: 当样本量充足时, AlexNet神经网络对木材端面细胞图像的分类效果明显优于SVM分类器。基于BN算法优化的AlexNet神经网络对图像线性特征更敏感, 保留AlexNet神经网络拟合优化性的同时加快寻优速率, 可有效提高识别精度, 实现木材高精度分类。

斜螺钉2种角度不同组合形式对钢板-正交胶合木剪切性能的影响
陈志渊,王硕,王昕萌,张柳柳,周斌,黄慧,阙泽利
林业科学. 2022, 58(3):  159-166.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220317
摘要 ( 17 )   HTML ( 1 )   PDF (20759KB) ( 8 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点, 探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响, 并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化, 为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考。方法: 参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载, 对夹角为45°和90°2种自攻螺钉钉入角度进行6种不同组合形式的抗剪试验, 记录分析受剪切节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、承载力、刚度和能量耗散。结果: 试件主要破坏模式包括2颗钉同时被剪断、钉未被剪断但产生塑性铰和钉未被剪断但同时被拔出。6组试件均出现一侧钉被剪断的破坏模式, 组J-Cross45°T和S-Double45°T出现钉未被剪断而被拔出、组S-45°T-45℃出现钉未被剪断而产生塑性铰的破坏模式。组J-Cross45°T、J-Double45°T、S-Double45°T的承载力和刚度均远高于组S-45°T-45℃、S-90°-45℃、S-90°-45°T, 组S-90°-45℃的能量耗散和承载力对应位移最大。结论: 对于承载力、刚度、能量耗散和承载力对应位移4个力学性能指标, 钉尖间距影响很小, 不同角度组合影响较大。6组试件中组S-Double45°T的综合受力性能最好, 组S-90°-45℃适用于建筑中对抗震要求较高的节点。

基于木蜂筑巢习性的古建筑木构件木蜂危害等级划分
马星霞,王麟,乔云飞,段恩泽,路易,方旋,张斌,王艳华,金琪军
林业科学. 2022, 58(3):  167-174.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220318
摘要 ( 31 )   HTML ( 1 )   PDF (18926KB) ( 22 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 基于木蜂筑巢习性, 划分古建筑木构件木蜂危害等级, 为古建筑保护工程勘察提供参考依据和评定标准。方法: 收集受木蜂危害的轻木构件, 采用内窥镜、CT扫描和巢穴解剖方式, 了解巢穴构造, 计算隧道容积和巢穴体积, 估算木材损失程度, 结合古建筑木构件危害勘察, 划分木蜂危害等级。结果: 经鉴定, 收集到的木蜂为黄胸木蜂。内窥镜可以观测到主隧道, 隧道有2~3条分枝, 次隧道与主隧道夹角成一定角度, 影响内窥镜进一步深入观测。CT扫描能够准确了解巢穴内部危害。巢穴解剖发现, 黄胸木蜂巢穴皆为分枝型, 大部分为双向平行2条分枝或一侧2条分枝另一侧1条分枝; 巢室内径平均1.55 cm, 每条分枝长度平均14.4 cm, 隧道容积平均约133.67 cm3, 巢穴体积平均1 436.58 cm3结论: 古建筑木蜂危害一般发生在建筑外部的檐椽、望板、斗栱等非承重和非独立作用构件上, 基于木蜂筑巢习性估算木材损失程度, 古建筑木构件木蜂危害可划分为1~4级: 当木构件有且仅有1个木蜂孔洞时, 为1级危害; 当木构件有2~3个木蜂孔洞时, 为2级危害; 当木构件有4~5个木蜂孔洞时, 为3级危害; 当木构件有6个及以上木蜂孔洞时, 为4级危害。

研究简报
不同繁育方式的桑树对淹水胁迫的生理生态响应差异
李勇,黄锦,于翠,莫荣利,朱志贤,董朝霞,胡兴明,庄楚雄,邓文
林业科学. 2022, 58(3):  175-186.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220319
摘要 ( 35 )   HTML ( 0 )   PDF (7646KB) ( 28 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究淹水胁迫下不同繁育方式桑树的叶片光合生理参数、渗透调节物质和保护酶系统的动态变化, 揭示不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应策略及差异, 为桑树在消落带逆境的生态修复应用提供理论基础。方法: 选择嫁接、扦插繁殖的蜀果(SG)和澳玉(AY)桑苗, 通过套盆模拟水淹胁迫(ys), 在0、3、7、12、18天测定桑树叶片的光合参数、叶绿素含量、渗透调节物质含量(可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛)及叶片保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化酶)的动态变化, 探讨不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应差异。结果: 1) 叶绿素含量随水淹天数增加而下降, 但不同品种桑苗之间有差异(P>0.05); 2) CK处理叶片的净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线, 而ys处理的桑苗呈单峰曲线, 且扦插繁育的值大于嫁接繁育(P>0.05), 桑树叶片光合参数动态变化结果显示, 各处理桑树叶片、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随水淹胁迫时间的延长呈先下降后上升趋势, 且扦插繁育值大于嫁接繁育(P>0.05); 3) 随着水淹时间延长, 各处理桑树叶片渗透调节物质含量变化整体呈下降趋势; 4) 各处理桑树能在整个水淹胁迫期间通过增加超氧化物歧化酶(SOD)活性来清除活性氧, 维持生理生长, 但过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)的活性呈下降趋势。结论: 水淹胁迫降低了桑树的光合作用, 但QC繁育桑树的光合作用能力大于嫁接繁育的。随水淹时间延长, 2个品种桑树均不能通过积累渗透条件物质来降低渗透势。SOD为桑树应答水淹胁迫的主要防御酶。对不同品种的水淹胁迫响应速度, 扦插繁育的SG快于嫁接繁育的, 而嫁接繁育的AY快于扦插繁育的; 在本试验水淹逆境下, SG适宜扦插繁育而AY适宜嫁接繁育。