目的: 研究盐胁迫下拟蕈状芽孢杆菌(JYZ-SD5)和裂褶菌(Be)互作对水杉生长和耐盐性的影响, 以探究其作用机制, 为利用有益微生物提高木本植物耐盐性以及盐碱地生物修复利用提供参考依据。方法: 盐胁迫下采用盆栽试验探讨拟蕈状芽孢杆菌JYZ-SD5和裂褶菌Be对水杉相关生理代谢指标和耐盐性的影响。结果: 1) 与对照相比, 各接菌处理均提高了水杉的生物量和根系生长参数, 其中双接种JYZ-SD5+Be效果优于单接种, 双接种处理的水杉幼苗株高和地径分别提高65.47%和63.46%, 根长、根表面积、根体积、总根尖数和分枝数分别显著提高1.05、1.51、2.2、1.88和2.31倍(P<0.05)。2)在盐胁迫下, 与未接种对照相比, 各接菌处理均有效缓解了盐胁迫对水杉叶片的损害, 盐害症状减轻; 单接种JYZ-SD5分别显著提高了水杉可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸12.4%、62.58%和38.99%(P<0.05), 单接种Be以及双接种处理分别显著提高水杉脯氨酸122%和35.64%(P<0.05)。3)盐胁迫下, 与未接种对照相比, 各接菌处理均有效降低水杉H2O2含量、O2·-产生速率、丙二醛含量和电解质渗漏, 其中单接种JYZ-SD5分别显著降低26.58%、9%、15.85%和18.76%(P<0.05), 单接种Be分别降低8.91%、7.77%、8.54%和22.09%, 双接种JYZ-SD5+Be分别显著降低15.58%、26.38%、53.66%和30.39%(P<0.05);同时各接菌处理均显著降低了水杉的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。4)盐胁迫下, 与未接种对照相比, 各接菌处理提高了水杉茎和叶中的K+含量, 降低了Na+含量, 从而降低了Na+/K+比, 尤以单接种Be效果最好, 分别显著降低水杉茎和叶Na+/K+比23.84%和26.58%(P<0.05)。结论: 根际促生细菌JYZ-SD5与外生菌根真菌Be可促进水杉生长, 并可通过提高水杉植株水分吸收、渗透调节物质积累、维持细胞膜稳定性、降低膜脂质过氧化水平、活性氧积累及抗氧化酶活以及降低Na+/K+比来缓解盐胁迫对水杉的损伤, 提高水杉对盐胁迫的耐受性。
目的: 探究短日照与灌溉处理对华北落叶松苗木生物量和碳分配以及夏季造林成活率的影响, 为完善苗木质量调控理论和技术提供参考。方法: 采用双因素试验设计, 设置自然光照(ND)和10 h短日照(SD)2种光照处理, 在7月初将苗木从温室移至户外大棚下进行为期3周的处理, 即3种灌溉处理(育苗基质含水量分别降至饱和含水量的40%、60%、80%后再次灌溉至饱和), 然后于7月23日进行夏季造林, 调查苗木出圃时的形态与生理特征, 以及造林2年后苗木田间成活率。结果: 自然光照下苗木的顶芽形成率为26%, 短日照处理下可达66%, 短日照处理显著促进了华北落叶松苗木的顶芽形成率; 短日照处理略促进根系淀粉的贮藏(P=0.068);40%灌溉处理显著促进苗木生物量向根系分配(P<0.001)。自然光照下, 夏季造林当年生长季末成活率达82%, 短日照处理下为92%。这表明10 h短日照处理提高了苗木顶芽形成率与根系淀粉浓度, 提高了其抗机械破坏能力。综合来看, 短日照处理结合40%或60%灌溉处理在造林第2年底保存率最高(达60%以上)。结论: 夏季7月初, 采用3周10 h短日照处理结合饱和含水量40%~60%, 灌溉处理有助于提高华北落叶松夏季造林成活率与造林第2年保存率。苗木茎根和根系碳贮藏库的增加是夏季造林苗木质量得以提高的生理基础。
目的: 综合分析山楂分布与环境要素间的相互关系, 以期为山楂资源的科学保护及利用提供参考。方法: 利用192个地理分布点和从Worldclim网站下载的20个1970—2000年的环境因子数据, 使用MaxEnt模型预测山楂在2020年的潜在适生区, 并划分适生等级, 同时分析影响山楂分布的关键环境因子。结果: MaxEnt模型预测结果准确性极好, 测试数据集和训练数据集AUC值均在0.9以上; 最热季降水量(贡献率28.6%)、温度季节变化标准差(27.2%)、最干季均温(13%)、最热月最高温(11.8%)、年降水量(10%)、海拔(7.7%)、平均日较差均值(1.2%)、降水量季节变异系数(0.4%)和等温性(0.2%)是影响山楂分布的关键环境因子。山楂在我国适生总面积达到了2 487 002 km2, 主要分布在华北、东北、华东地区, 排名前10的省份合计占到总适生面积的82.38%。山东、河北、辽宁、河南及山西五省高适生区面积最大, 合计有481 519 km2, 占山楂全部高适生区面积的82.56%, 临近的江苏、陕西、北京、天津、黑龙江、吉林和内蒙古有较大发展潜力。结论: 山楂适生区高度集中, 适生等级从环渤海向内地省份逐渐降低, 其中山东、河北、辽宁、河南及山西是适合山楂栽培种植的核心区域。
目的: 探究干旱胁迫下接种不同外生菌根真菌对马尾松幼苗根系生长、形态、根系分泌物及根际土壤酶活性的影响,为阐明不同外生菌根菌促生抗逆的策略提供参考。方法: 采用棚内盆栽试验,分析正常浇水和干旱胁迫条件下,接种橙黄硬皮马勃(Sc)、琥珀乳牛肝菌(Sp)和未接菌(CK)马尾松幼苗的地上和地下生长、根系分泌物及根际土壤酶活性差异。结果: 1) 干旱胁迫抑制马尾松生长和根系活力,但接种Sc和Sp均能促进马尾松幼苗生长、生物量积累和根系活力,改善根系形态,以接种Sc效果更佳。2) 在根系分泌物中共检测出酸类、酮类、萜类、酯类、醇类和醛类6大类有机物质,共28种化合物。分泌物组成和相对含量受接菌和干旱胁迫调控,其中,接种Sc和Sp分别使分泌物种类增加和降低;无论是否接菌,分泌物种类均在干旱胁迫下增加;各类分泌物相对含量对干旱和接菌处理响应明显且存在差异,变化幅度和方向与分泌物种类有关;接种菌根菌能改变干旱胁迫下各类分泌物相对含量的变化,主要表现在抑制萜类相对含量、增加醛类相对含量,同时,酸类物质相对含量下降程度更大。菌根菌对同一组分不同化合物相对含量也有显著影响。3) 马尾松幼苗接种Sp后通过提高根际土壤脲酶和蔗糖酶促进植物生长,抵御干旱胁迫;接种Sc后通过维持较高的酸性磷酸酶和脲酶活性抵御干旱胁迫。结论: 马尾松幼苗接种Sp和Sc通过改善根系形态、提高根系活力和维持较高的土壤酶活性等方式促进生长和缓解干旱胁迫,以接种Sc缓解干旱胁迫的效果最佳。不同菌根菌接种处理后根系性状及其在干旱胁迫下的变化复杂且存在差异。
目的: 研究黑龙江省生态保护修复关键实施期(2000—2020年)植被净初级生产力(NPP)的时空演变和突变模式, 以期为中国未来生态环境管理和政策制定以及"碳达峰、碳中和"目标实现提供科学参考。方法: 基于已验证的TEC模型和中国GlobeLand30地表覆盖数据集(2000、2010和2020年), 采用Sen趋势度估计法、M-K和滑动t-检验法, 分析2000—2020年NPP变化趋势和突变模式。利用空间叠加分析输出土地覆盖类型转移矩阵, 探讨2000—2020年生态保护修复工程对黑龙江省NPP的影响。结果: 1) 2000—2020年黑龙江省NPP年均值极显著增加, 2010年后增长率明显上升, 并在2020年达到新高。2)NPP突变时间分布较广, 呈阶段性变化, 在2010年出现峰值。突变高发期和峰值时间与中国生态保护修复重大工程关键节点高度吻合。ZZ模式(突变前后均为增加趋势)是黑龙江省最明显的NPP突变模式。FZ模式(突变前为减少趋势, 后为增加趋势)森林面积比例最高, 表明生态修复成果显著。2010年之后正向突变(ZZ和FZ模式)面积占突变总面积的百分比趋于平稳, 占比每年均达96.9%以上。3)森林、农田和草地是2000—2020年黑龙江省年平均NPP总量的前三名。农田年NPP总量增加较快, 在全省中占比极显著增大。4)2000—2010和2010—2020年生态保护修复对修复区域NPP增长的直接贡献率分别为56.8%和33.2%。结论: 2000—2020年黑龙江省在拥有强大碳储量的基础上, 仍表现出持续增强的植被固碳能力。未来可加强对农业碳汇潜力和固碳方式的关注。生态保护修复工程已经对植被NPP产生重要影响。在东北森林带生态重大工程建设和全球气候变暖的背景下, 黑龙江省将具有更大的植被固碳能力, 并在全球和区域碳平衡中发挥重要作用。
目的: 在大兴安岭地区探究兴安落叶松林及白桦林下种植大球盖菇对枯落物层燃烧性的影响, 寻求森林防火与林下经济的结合方法。方法: 在森林防火期后, 2020年6月在松岭林业局壮志林场的兴安落叶松林及白桦林内分别设置1块2 500 m2样地, 在这两种森林样地(共2块, 郁闭度0.7左右)中分别布设12个70 cm×70 cm样方。以枯落物为栽培基质进行大球盖菇种植, 以每个样方栽植的菌袋数设置CK(0袋)、低(2袋)、中(4袋)、高(6袋)4种密度; 采菇后收集样地内枯落物带回实验室进行热重试验, 测定热值、燃点, 分析综纤维素及木质素的热失重比例、失重率特性指标以及热解动力学特征等热重指标, 计算并对比可燃性指数及综合燃烧性的差异。结果: 兴安落叶松林枯落物的综纤维素活化能和热值均随大球盖菇种植密度增加而降低, 在中、高密度下较低, 其中综纤维素活化能分别降低了36.39%和35.07%, 热值分别降低了74.21%和76.81%。白桦林枯落物的综纤维素活化能虽然在中、高密度种植下也显著(P < 0.05)降低, 但在低密度种植时最低, 降低了32.97%; 热值的变化趋势与兴安落叶松林相同, 仍是中、高密度下较低, 分别降低了78.75%和72.07%。结论: 在兴安落叶松林及白桦林下种植大球盖菇可以降低枯落物综合燃烧性指数, 降低幅度较大的是中、高密度种植, 兴安落叶松林枯落物在中、高密度种植下综合燃烧性指数分别降低86.74%和87.51%, 白桦林枯落物在中、高密度种植下综合燃烧性指数分别降低93.63%、91.52%。未来研究中可继续探索防火效益与种菇收益均好的种植密度。
目的: 明确广西松褐天牛成虫种群动态规律及其与林分和气象因子的相关性,为其预测预报及防治提供技术支撑。方法: 2019—2020年基于松褐天牛APF-I诱芯和ZM-80B型诱捕器,采用动态监测法研究了广西桂东、桂北、桂西、桂南和桂中地区松褐天牛成虫种群动态,并分析其与纬度、林内/林缘、海拔、郁闭度、树龄、坡度和是/非松材线虫病疫区等林分因子及月均气温、月均最高气温、月均最低气温、月均湿度、月均最小相对湿度、月均降雨量和月均日照时数等气象因子的相关性。结果: 松褐天牛成虫在桂东、桂西、桂南和桂中地区一年中有1~3个发生高峰期,1—2月可诱捕到成虫,而桂北地区一年仅有1个发生高峰期,1—2月份未诱捕到成虫。桂东、桂北、桂西、桂南、桂中成虫的始见期分别为1月上旬、4月上旬、2月上旬、1月上旬和2月下旬,年发生盛期分别为3月中旬至9月中下旬、4月中旬至7月下旬、3月下旬至8月上旬、3月下旬至8月中下旬和4月上旬至8月中下旬,终见期分别为12月下旬、11月上旬、12月下旬、12月下旬和11月下旬。桂中地区诱捕到的雌虫数量显著高于其他4个地区,桂东、桂西和桂中地区诱捕到的雄虫数量显著高于桂南和桂北。除桂西地区外,其他4个不同地理区域诱捕到的松褐天牛雌虫数量均显著多于雄虫。位于林内的诱捕器诱捕到的雌虫和雄虫数量均显著高于林缘地带。纬度、海拔、树龄和是否为松材线虫病疫区与诱捕量间无显著相关性;郁闭度与雄虫及坡度与雌虫年诱捕量呈显著负相关性。广西松褐天牛成虫种群动态规律与月均气温、月均最高气温、月均最低气温呈显著正相关。结论: 广西松褐天牛成虫一年中有1~3个发生高峰期,其中桂东地区一年中有2个成虫发生高峰期,桂北、桂南和桂中地区一年中有1个成虫发生高峰期,桂西地区一年中有3个成虫发生高峰期;林间成虫发生期较长;林分因子对其种群发生量的影响均较小,但气象因子中的气温显著影响其种群发生量。
目的: 土壤盐渍化是制约农林资源生产力的主要因素之一。为适应环境,植物会通过启动基因表达及生理和形态结构的变化来减缓盐害。越来越多的研究表明,C2H2型锌指蛋白在植物应答盐胁迫调控网络中扮演重要角色。迄今,关于植物C2H2锌指蛋白生物学功能的研究集中于植物特有的Q型,而对于非Q型C2H2锌指蛋白的认识非常有限。前人从毛果杨中鉴定到109个C2H2锌指蛋白的编码基因PtrZFPs,其中62个编码的蛋白为非Q型锌指蛋白。鉴定、解析耐盐相关C2H2锌指蛋白基因的功能将为深入理解植物应对非生物胁迫的分子机制提供重要资料。通过分析过表达PdbZFP26转基因山新杨的表型以鉴定其功能,本文以期为山新杨抗盐遗传改良提供优良资源及理论基础。方法: 本研究利用实时定量PCR方法分析PdbZFP26的组织器官表达模式及对非生物胁迫和植物激素的响应模式;利用叶盘转化法获得过表达PdbZFP26转基因山新杨,观察转基因和对照株系在盐胁迫处理前后的长势,测定其抗逆生理指标,比较不同株系对盐胁迫的耐受能力。结果: 基于前期表达谱数据分析,从山新杨茎中筛选到一个受盐胁迫诱导表达的C2H2锌指蛋白基因PdbZFP26,该基因编码区为2 061 bp,共编码686个氨基酸。PdbZFP26仅含有一个C2H2锌指结构域,且该结构域中不具备Q型特征基序“QALGGH”。进化树分析显示,PdbZFP26为C型C2H2型锌指蛋白。表达模式分析结果显示,PdbZFP26在茎中特异表达,主要集中在木质部(包含维管形成层);除盐胁迫之外,ABA和BRs会引起PdbZFP26不同程度的上调,其中ABA胁迫诱导的上调幅度最为显著。转基因山新杨表型分析结果显示,盐胁迫条件下,过表达PdbZFP26转基因山新杨的生长明显优于对照,转基因株系的叶绿素含量显著高于对照,MDA和H2O2含量明显低于对照,而SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性高于对照。结论: 过表达PdbZFP26可通过增加抗氧化物酶活性来降低过氧化物质的积累,从而提高转基因山新杨对盐胁迫的耐受性。
目的: 探究三维卷积神经网络(3D-CNN)在高光谱数据支持的树种分类中的有效网络构建方式,以提高树种分类精度。方法: 以美国加利福尼亚州内华达山脉南部为研究区,LiDAR数据获取的森林冠层高(CHM)进行单木分割并以此为补充建立样本,改进一种结构更简单、分类精度更高且无需对高光谱数据进行预处理的3D-CNN网络结构用于森林树种识别。结果: 相较于常规机器学习分类方法【支持向量机(SVM),随机森林(RF)】、传统二维卷积神经网络模型(2D-CNN)及最新多光谱分辨率三维卷积神经网络(MSR 3D-CNN)模型,本研究提出的3D-CNN模型对树种总体分类精度为99.79%,平均交并比(MIoU)为99.53%。与SVM和RF分类结果相比,本研究构建的3D-CNN模型总体分类精度提高5%左右,且具有对树种边界提取更加准确、椒盐现象更少发生的特点;与2D-CNN相比,总体分类精度提高10%左右,MIoU提高7%左右;与MSR 3D-CNN相比,总体精度相差不大,但在训练和测试过程中,本模型耗时远远小于MSR 3D-CNN模型。结论: 本研究改进的3D-CNN模型结构能够高效对原始高光谱影像进行树种分类并制图,可有效提高树种分类的精度。
目的: 研究优化山苍子茎段愈伤组织诱导和植株再生体系的方法,提高不定芽的分化率和生根率,为山苍子良种的工厂化繁育及遗传转化体系的建立提供技术支撑。方法: 本研究以山苍子茎段节间(不带芽)为外植体,通过比较不同植物生长调节剂对其愈伤组织的诱导、增殖以及不定芽的分化、生根的影响,确定山苍子愈伤组织诱导和植株再生的最适培养基。在此基础上,对获得的再生植株进行移栽试验,比较不同基质对移栽成活率的影响。结果: 山苍子茎段愈伤组织诱导的最适培养基为1/2 MS + 0.2 mg·L-1 6-BA + 0.3 mg·L-1 NAA + 30 g·L-1蔗糖+ 7 g·L-1琼脂,其诱导率为100%;愈伤组织增殖的最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 6-BA + 1.0 mg·L-1 NAA + 30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂,愈伤组织增殖系数达3.43;诱导不定芽分化的最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 6-BA + 0.1 mg·L-1 IBA + 30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂,不定芽分化率为45.59%,平均不定芽数为8.14;生根阶段最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 IBA + 20 g·L-1蔗糖+ 7 g·L-1琼脂,不定芽生根率高达93.33%,平均根数为6.74;将生长良好的再生植株进行驯化后,移栽至营养土∶珍珠岩=3 ∶1(V/V)的混合基质中,其成活率达到83.33%。结论: 本研究优化了山苍子离体再生体系,显著提高了山苍子不定芽的分化率和生根率以及再生植株的移栽成活率,可为山苍子良种的工厂化繁育提供技术支撑。
目的: 研究辽宁抚顺松材线虫传播媒介——云杉花墨天牛的危害特性,为科学防治、特别是开展生物防治提供依据。方法: 砍伐被云杉花墨天牛危害的红松疫木,从基部将其锯成长度为1 m的木段。剥开树皮记录侵入孔的数量,随后解剖木段,记录幼虫数量,同时测量木段的直径和含水量。分析侵入孔数量和幼虫数量与树干高度之间的关系,建立幼虫数量与树干直径和含水率的关系模型。结果: 云杉花墨天牛侵入孔主要分布在树干高度1~7 m范围内,6~7 m范围内的树干上侵入孔数量最多(平均为67.72个·m-1),与0~1 m和9~10 m范围内的侵入孔数量差异显著;在7~13 m范围内随树干高度的增高侵入孔数量先减少后趋于稳定;幼虫主要分布在树干高度7 m以下的部分,3~4 m范围内的树干内幼虫数量最多(平均为38.29头·m-1);在树干高度9 m以上时幼虫数量较少(平均为11.50头·m-1)。在1~7 m范围内每米间幼虫数量差异不显著,但与9~13 m各米间差异显著;分析结果表明,幼虫数量和木段直径的关系符合模型y=0.358 7x+6.115 4,幼虫数量和木段含水量的关系符合模型y=-74.155x2+96.209x。结论: 随着树干高度的增加,云杉花墨天牛的侵入孔数量呈先增加后减少的趋势,而幼虫数量总体上呈减少的趋势,且树干内的幼虫数量约为侵入孔数量的50%;明确了幼虫数量与树干直径及幼虫数量与树干含水量间关系。对预测红松树干中云杉花墨天牛的数量,进而预测疫区内的虫口密度提供依据,可为传播松材线虫的云杉花墨天牛的科学防治提供了基础资料。
目的: 利用鸣叫声对雄性海南长臂猿个体进行识别,为海南长臂猿种群智能感知和监测及海南热带雨林国家公园智慧保护地建设提供支撑。方法: 许多研究证明某些物种鸣叫的声音具有个体差异,这种差异可以作为一种声音指纹来对物种个体进行识别。本研究基于雄性海南长臂猿鸣叫声谱的特征以及声纹识别的基本原理,提出基于卷积神经网络的声纹识别的方法,通过采用主动声学监测和被动声学监测2种方法收集海南长臂猿鸣叫的原始数据,对原始数据进行预处理,将7只雄性海南长臂猿鸣叫短语中的调频音符组合的声谱图作为输入。通过搭建卷积神经网络和残差卷积神经网络2种模型,7只雄性海南长臂猿鸣叫声谱中提取声纹特征并进行分类,实现个体识别。结果: 通过五折交叉验证得出卷积神经网络模型识别正确率为91.2%,识别效果标准差为4.24%。残差卷积神经网络模型识别正确率为95.04%,识别效果标准差为2.97%。相比卷积神经网络,残差卷积神经网络识别准确率更高,且分类效果更加稳定,但是计算耗时更长。结论: 利用卷积神经网络模型和残差卷积神经网络模型对雄性海南长臂猿鸣叫声谱图进行分类并实现个体识别是可靠的,本方法可以应用于对海南长臂猿的声纹识别。相比卷积神经网络,残差卷积神经网络模型识别的稳定性更好,且分类效果提高3.84%,达到95.04%。但从应用性上而言,对比残差卷积神经网络,卷积神经网络模型训练成本更低,推理计算速度更快,且准确率和预测稳定性达到应用要求。基于卷积神经网络的声纹识别方法克服了许多现有方法中存在的计算和数据集的限制,为将来其他物种的声纹识别研究提供了更好的解决方案。
目的: 研究马尾松非结构性碳水化合物(NSC)存储及分配的纬向变化规律,探讨生长环境对其影响作用,为准确理解和模拟气候变化背景下树木生长和碳存储提供机制依据。方法: 以马尾松成熟林为对象,在其分布区内沿纬向梯度(23.0°~33.5°N)选择9个典型人工林,测定林分标准木不同器官的NSC含量并估算其生物量,计算NSC库大小。结果: 马尾松整株的NSC库及其组分库(可溶性糖和淀粉)的大小均随纬度增加而降低; 枝、干和根中NSC库和淀粉库以及枝和根中可溶性糖库的大小均随纬度增加而降低。NSC库以淀粉为主,且淀粉所占比例随纬度增加而增加; NSC库、可溶性糖库和淀粉库在各器官中的分配比例存在差异,但均主要存储在干和根中。NSC库、可溶性糖库和淀粉库在枝中的存储比例随纬度增加而降低,而可溶性糖库和淀粉库在叶中的存储比例随纬度增加而增加。整株马尾松的NSC库、可溶性糖库和淀粉库与气候因子(年平均温度、年降雨总量、年均最冷月最低温和年均最热月最高温)和土壤因子(全氮含量和氮磷比)正相关; 气候因子和土壤因子对NSC及其组分库大小变化的解释率分别为26.2%和7.6%,共同作用的解释率为36.7%。结论: 马尾松NSC库以淀粉储存为主,NSC及其组分库在根和干中分配比例最高; 马尾松整株和各器官中的NSC及其组分库的大小均呈现出显著的纬向趋势; 气候对马尾松NSC储存的影响高于土壤。
目的: 探讨毛竹林长期有机无机肥配施对土壤固碳和固氮微生物群落结构的影响,以期为我国竹林土壤肥力维持和提高提供理论依据。方法: 采集毛竹林集约经营6年(IM6)、10年(IM10)、15年(IM15)、20年(IM20)的表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤,以立地条件相同且未施肥毛竹林为对照(CK),采用荧光定量PCR(qPCR)、末端限制性片段长度多态分析(T-RFLP)和克隆文库,进行冗余分析(RDA)。结果: 1) 不同经营年限土壤pH值稳定在5.0~5.5,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和速效钾(AP)含量波动较大,但与CK相比,经营20后土壤养分含量均显著上升(P < 0.05)。2) 与CK相比,表层土壤固碳基因cbbL丰度在IM6时显著降低(P < 0.05),IM20时土壤cbbL基因丰度恢复至CK水平;而各经营年限的土壤固氮基因nifH丰度显著低于CK(P < 0.05)并持续下降。固碳和固氮微生物Shannon指数和均匀度指数在IM10显著下降(P < 0.05),IM20时显著提高(P < 0.05)。毛竹林各经营年限固碳微生物群落结构与CK差异显著,而固氮微生物的IM20群落结构与CK相似。3) 系统发育分析表明,固碳微生物的优势菌群主要是变形菌门的慢生根瘤菌、百分红螺菌、运动硫黄球菌、美叶葡萄球菌、菊苣中根瘤菌、Starkeya novella;固氮微生物优势菌群主要是根瘤菌。4) 固碳微生物群落结构与土壤AP和NH4+-N含量以及δ13C变化显著相关,固氮微生物群落结构与土壤AP、AK、SOC、NO3--N、C∶N和AN变化显著相关(P < 0.05)。结论: 毛竹林长期配施有机无机肥,提高了土壤养分含量,且未造成土壤酸化,对改善土壤养分具有积极作用,土壤养分变化是驱动毛竹林土壤中固碳和固氮微生物丰度、多样性和群落结构变化的重要原因。
目的: 准确识别我国不同时期林业有害生物各类灾害的强度差异、变化趋势及灾情综合等级的年际变化,是制定有效的林业有害生物灾害应对策略及实施差异化财政补贴政策的前提,对防范林业灾害风险、提高森林资源风险管控水平以及增强林业碳汇供给能力都具有重要意义。方法: 利用1998—2018年我国林业生物灾害统计资料,采用数值分析方法分析林业生物灾害的总体发生概况;根据1998—2018年我国林业病害、虫害和鼠害灾害发生率变异值阐述各类灾害发生强度的年际变化;进一步采取灰色关联度法确定林业病害、虫害和鼠害在林业有害生物灾害中的关联度以及对森林资源的影响权重,从而确定1998—2018年我国林业有害生物灾情综合指数,最后对上述时期我国林业有害生物灾情综合等级进行划分。结果: 1) 1998—2018年,我国林业有害生物灾害主要以虫害为主,虫害发生面积最大,其次是病害和鼠害;但鼠害发生面积的增长率要高于病害和虫害,2018年林业鼠害、病害和虫害发生面积较1998年分别增长了156.36、83.09和57.72个百分点。2)不同年份林业各类生物灾害发生强度存在差异性。2007年是研究期内林业虫害和鼠害发生强度最高的年份,而林业病害发生强度最高的年份则在2018年。3)根据1998—2018年林业有害生物灾情综合指数,可以将1998—2018年我国林业生物灾害划分为3个阶段,第一阶段为1998—2005年,这一时期林业有害生物灾情综合等级最低,林业有害生物对森林资源危害最小;第二阶段为2006—2008年,该阶段林业有害生物对森林资源造成的危害最严重,灾情综合等级最高,其中又以2007年最为严重;第三阶段为2009—2018年,该阶段灾情综合等级有所下降,但总体受灾程度仍较为严重。结论: 1998—2018年我国林业有害生物灾害发生总面积不断增加,轻度灾害占主体但其面积呈逐年增长趋势,中、重度灾害发生面积和发生率均波动下降。林业虫害每年发生面积较为严重,鼠害发生面积呈快速增加态势,当前林业病害达到研究期最高强度。此外,林业有害生物灾情综合等级虽有所下降,但仍处在较高水平,且有害生物灾害面积逐年增加,防控形势仍较为严峻。采取差异化的林业生物灾害应对措施,重点遏制住林业鼠害快速增长的趋势,降低林业虫害的发生率并加大对重度病害的防治力度等手段或可以有效维护我国的生态安全、促进生态文明建设。
记述在华北和华东地区严重危害白蜡的一种膜翅目叶蜂科食叶新害虫:白蜡敛片叶蜂Tomostethus fraxini Niu & Wei, sp. nov.。其单眼后区强烈隆起,宽长比约等于2;触角第3节微长于第4、5节之和;体和足全部黑色,体毛银色;中胸前侧片下部具宽阔裸带;腹部背板具微细刻纹,锯鞘毛黑褐色,伸向后方等,与本属其他种类明显不同。敛片叶蜂属(Tomostethus Konow)在国内也是第一次确定性报道。比较山东种群与北京种群的线粒体基因组差异,确定两地种群属于同一种类。比较白蜡敛片叶蜂与已报道cox 1数据的2种敛片叶蜂之间的cox 1差异,白蜡敛片叶蜂与黑毛敛片叶蜂和黄肩敛片叶蜂的差异十分显著。为便于本属害虫鉴定,编制了敛片叶蜂属世界已知种类检索表。
目的: 研究不同光周期处理下美洲黑杨无性系苗木生长性状表现,筛选高效评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,明确光周期对不同敏感度美洲黑杨生理状态的影响。方法: 以26个美洲黑杨无性系为研究材料,利用人工气候室设置2种光周期处理(光照16 h/暗期8 h,光照8 h/暗期16 h),通过对不同光周期处理下美洲黑杨12个生长性状多时间点连续观测分析,利用隶属函数法和主成分分析,获取美洲黑杨生长性状光周期敏感性综合评价D值。采用回归分析和通径分析,筛选适合美洲黑杨光周期敏感性评价的直接效应指标,选择不同光周期敏感度美洲黑杨无性系进行与生长监测同步的生理指标测定分析。结果: 1)方差分析结果表明,美洲黑杨12个生长性状在不同光周期处理下存在显著差异(P<0.05), 短日照下美洲黑杨的叶长、叶宽、叶面积和比叶面积均显著大于长日照下的观测值,而苗高生长净值、地径生长净值、叶片干质量、茎段鲜质量、根系鲜质量、茎段干质量、根系干质量和节间数观测值均显著小于长日照处理。2)美洲黑杨光周期敏感性综合评价D值分析结果表明,茎段鲜质量、节间数、地径生长净值、苗高生长净值等指标对光周期敏感度综合评价值的直接效应较大(0.113~0.338),可以作为评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,其中苗高生长净值更适合生产实际应用。3) 12个性状的光周期敏感度综合比较发现,相同种源内不同无性系光周期敏感度不同,26个美洲黑杨无性系中光周期综合敏感度最高的为LS8、TN3、WA1,最低的为QB7、LS5、TN6,结合苗高生长表现评选出3个高生长高光周期敏感度无性系LS9、LS4、TN4,3个低生长低敏感度无性系QB7、QB2、QB4。4)高生长高敏感度无性系在长日照处理下的Rubisco活性、磷酸丙糖异构酶活性、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性均随处理时间增加而增强,总叶绿素含量呈先下降后上升的变化趋势,谷氨酰胺合成酶活性随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下其Rubisco活性先增强后降低,总叶绿素含量逐渐降低;低生长低敏感度无性系的Rubisco活性和总叶绿素含量随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下,其果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性先降低后增强,Rubisco活性总体随时间增加逐渐降低;不同美洲黑杨无性系在不同光周期处理下的酶活性和总叶绿素含量变化趋势不同。结论: 美洲黑杨生长性状表现受光周期显著影响,其中苗高生长净值、地径生长净值、茎段鲜质量和节间数都表现较强光周期敏感性,可作为美洲黑杨光周期敏感性评价的性状指标,结合苗高生长净值划分出高生长高敏感度和低生长低敏感度类型无性系。不同光周期敏感度的美洲黑杨对光周期变化的生理响应有明显差异,高敏感度无性系的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性、谷氨酰胺合成酶活性对长日照更敏感,不同敏感度美洲黑杨的Rubisco活性在长日照下表现相反的变化趋势,可能导致不同光周期敏感度美洲黑杨的生长差异。研究结果可为杨树及林木光周期响应机理研究提供有益参考,筛选出的不同光周期敏感度美洲黑杨可为培育广适性杨树新品种提供种质。
目的: 三北防护林工程第二阶段(2001—2020年)实施以来取得了巨大的生态效益,但局部地区仍然存在问题,甚至出现生态退化。以生态系统结构、质量、服务为核心,综合定量评价工程实施前后生态系统变化,厘清第四期(2001—2010年)和第五期(2011—2020年)工程对生态系统恢复的影响,为后续三北工程的滚动实施提供科学和有针对性的理论依据。方法: 基于"历史动态本底—恢复现状—恢复指数"的生态工程生态效益综合评估方法,以遥感解译反演和模型估算结果为基础,构建生态系统宏观结构变化指数(EMSCI)、质量变化指数(EQCI)、服务功能变化指数(ESCI)和生态系统恢复指数(ERI),全面评估三北防护林工程区生态系统类型结构、质量和关键服务功能的时空格局变化。利用空间叠加分析功能,厘清工程实施期间的生态系统变化过程,定量评价生态系统恢复程度。结果: 1)在三北防护林工程第二阶段,生态系统类型显著变动,整体动态度为12.22%,森林覆盖率持续增加,森林面积占比10.18%,且第四期增量(1.60万km2)大于第五期增量(0.69万km2)。2)生态系统质量显著改善,平均植被覆盖度和平均植被净初级生产力分别增加了3.77%和82.33 gC·m-2a-1,增长率为24.50%和34.96%。生态系统质量持续转好面积占比20.15%。3)与本底期相比,生态系统服务功能全面提升,单位面积水源涵养量增长1.25万m3 · km-2,单位面积植被固碳量增长134.19 gC·m-2a-1,单位面积土壤保持量增长6.76 t · hm-2a-1,单位面积防风固沙量增长9.81 t · hm-2a-1,分别提升了45.89%、34.96%、74.29%和24.96%。单位面积水蚀模数增加23.88%(因为近年来年均降水量比前期增加,造成侵蚀量和保持量均有所增加),风蚀模数下降25.58 t · hm-2a-1,风沙侵蚀危害程度降低46.49%。生态系统服务功能持续转好面积占比15.83%。4)生态系统恢复状况良好,持续转好和保持稳定区域面积占比为21.95%和20.29%。结论: 三北防护林工程区经第二阶段多期连续实施重点生态工程,已取得显著成效。东北华北平原农区、内蒙古高原中部风沙区和黄土高原丘陵沟壑区的生态系统恢复良好,森林覆盖率提高,平均植被覆盖度增加,平均植被净初级生产力提高,单位面积水源涵养量、植被固碳量、土壤保持量和防风固沙量等生态系统服务功能明显转好。但西北荒漠区生态系统仍较脆弱,整体生态系统状况并未得到有效改善。在天山附近、准葛尔盆地、柴达木盆地、南疆盆地固沙农牧区、坝上高原、内蒙古西部荒漠半荒漠草原等生态系统脆弱区域,森林面积增长放缓,草地面积减少,荒漠面积增加,防治草地沙漠化仍为未来工程实施的重点。
目的: 探明健康和感病山桐子植株土壤、树皮及叶片细菌群落结构、多样性和功能特征,为致病菌验证及山桐子病害生物防控提供参考。方法: 基于高通量测序技术,通过OTU数量、鉴定类群、多样性指数及功能预测等方法,分析健康和感病山桐子不同器官区细菌组成、多样性和功能的差异。结果: 测序结果表明,山桐子的不同器官区都有其各自特有的菌群,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是土壤主要的细菌类群,蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门是树皮和叶片主要的细菌类群;健康和感病山桐子相同器官区的优势菌属也存在差异,感病山桐子树皮中肠杆菌科的Brenneria和Hafnia-Obesumbacterium相对丰度显著高于健康山桐子;多样性分析结果显示,山桐子各器官区细菌群落多样性和丰富度由高到低均表现为土壤>树皮>叶片,土壤和叶片细菌群落Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数在健康植株和病株间无显著差异,感病树皮细菌群落Simpson指数显著高于健康树皮;PICRUSt功能预测表明,感病山桐子根际土壤相关生物合成功能基因富集,感病山桐子树皮金黄色葡萄球菌感染及相关氨基酸代谢功能基因富集。结论: 山桐子植株感病后,各器官区细菌群落结构和多样性均受到影响,叶片区域细菌群落结构受影响较小,根际土壤、树皮区域细菌的群落结构和功能存在显著差异,感病植株树皮区域细菌群落多样性升高,感病树皮样本中存在丰度较高的林木病原细菌,说明山桐子主要发病区域为植株树皮区域。
目的: 基于多个变量分别构建杉木单木叶生物量预测模型,并选择出预测效果最佳的模型,为杉木叶生物量的精准预测提供参考。方法: 以21块不同林龄样地共63株解析木为例,分别基于胸高处边材面积、胸径和冠基部直径3个变量,考虑其他与叶生物量相关的单木和林分因子,以样地为随机效应因子构建非线性混合模型,采用指数函数、幂函数和常数加幂函数消除数据间的异方差性。根据模型评价指标赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)和对数似然值(Log Likelihood)选择最佳模型,并对不同参数的混合模型进行似然比检验。采用留一交叉验证法,计算模型决定系数(R2)、总相对误差(TRE)和平均绝对误差(MAE),对模型预测效果进行检验。结果: 基于3个变量以幂函数为异方差结构构建的混合模型效果最好,混合模型均优于基础模型,且基于冠基部直径构建的模型预测效果最佳。结论: 以基于冠基部直径构建的非线性混合效应模型(模型16)作为预测杉木单木叶生物量的最佳模型,符合管道模型理论。各变量均具有一定生物学和统计学意义,野外调查较易获取(非破坏性)。模型具有一定实用性,且预测精度较高(R2 = 0.805 1)。本研究结果可为其他树种构建单木叶生物量模型提供参考。
目的: 为解决生产中板栗品种易混淆、辨别困难等问题,采用几何形态测量法对不同板栗品种叶形进行数字化分析,建立板栗品种叶形鉴别方法。方法: 以来自我国不同板栗产区的80个品种叶片为试验材料,2年间重复采集叶样,每年6 400张。通过扫描获取叶片图像,采用几何形态测量法及Image J软件,结合板栗叶片特征,选取24个鉴定点并按照一致顺序获取叶形坐标数据。利用Morpho J软件将叶形数据以产区、品种进行分类,进行普氏叠印分析将叶片大小与形状因子分离,进一步形成对称及非对称组分。对数据进行主成分分析、偏最小二乘法的异速生长分析并结合网格变化图将不同品种间叶形差异可视化,同时依据鉴别贡献率对24个鉴定点进行分类;借助典型变量、判别分析及显著性检验进行品种鉴别。结果: 1)不同品种叶片形态差异主要受对称组分影响,在非对称组分中差异不明显。对称组分前2个主成分的累计贡献率为80.6%,可作为板栗品种差异分析的典型变量,对称组分的网格变化图显示品种间差异显著。2)主成分及异速生长分析显示,贡献率排名前14的鉴定点一致,可作为一级鉴定点。3)对称组分中前2个变量的累计贡献率为81.4%。散点图显示,除‘怀九’与‘燕丰’,‘燕山红栗’与‘燕昌’,‘燕龙’与‘燕明’,‘六月爆’与‘叶里藏’相似度较高,其余品种均能准确区分。4)产区间判别分析显示,除湖北与安徽(97.5% vs. 96.9%),其余产区间的正确判别率均达到100.0%;品种间判别分析显示,有99.3%的品种间判别率达到100.0%,个别品种判别率较低且均为95.0%以上,判别结果均存在显著差异(P<0.05)。5)聚类分析反映产区及品种间叶形的相似性,分类结果与种源地理分布基本吻合。结论: 基于24个鉴定点的几何形态测量分析可实现不同板栗品种的准确鉴别,筛选出的14个一级鉴定点,3个次级鉴定点,7个补充鉴定点,可准确反映不同板栗品种叶形的主要差异部位,正确判别率达95.3%~100.0%。建立的板栗品种叶形鉴别数据库和基于叶片形态数字化分析的板栗品种鉴别方法,将对板栗品种精准鉴别提供技术支撑。
目的: 深入研究埃及近20年来植被生长状况时空变化特征,为系统评价埃及的荒漠化防治成果和促进埃及经济和社会可持续发展提供科学依据。方法: 基于2001—2020年MODIS-EVI数据,采用时间序列谐波法进行数据重构,选择趋势分析、变异系数和Hurst指数等对埃及近20年来植被生长状况时空特征及其未来变化趋势进行分析。结果: 1) 埃及年内植被生长曲线呈现双波峰特征,近20年来埃及植被生长状况趋于改善,增强型植被指数年均增速为0.000 31;2) 埃及植被生长状况稳定区面积占总面积的93.21%,主要分布在西部、中部和南部等大部分地区;植被生长状况改善区面积占总面积的4.79%,主要分布在西北沿海和尼罗河三角洲东西部;植被生长退化区面积占总面积的2.00%,主要分布在尼罗河三角洲中部地区;3) 近20年来埃及植被生长变异系数相对较低,尼罗河三角洲以及尼罗河沿岸地区植被生长变化波动相对明显;4) 埃及未来植被生长的反向变化特征强于同向变化特征,植被未来改善区面积占总面积的3.74%,未来退化区面积占总面积的3.05%。结论: 近20年来埃及荒漠化防治取得显著成效,植被生长状况总体趋于改善,且未来表现为一定可持续性。
目的: 研究宁波地区发现的一种严重危害云锦杜鹃的茎蜂类害虫,明确其种类和分类地位,并探讨该类茎蜂多样化的可能机制。方法: 采用经典比较形态学研究法,确定种类名称并判断本种害虫的所属类群。采用第二代测序技术,完成全基因组测序;并对其线粒体基因组进行组装、序列特征分析、近缘种遗传距离统计并构建基于蛋白质编码基因的系统发育关系。结果: 确定蛀茎危害云锦杜鹃的茎蜂害虫是一个新物种:杜鹃简脉茎蜂Janus dujuan Wei, sp. nov.。杜鹃简脉茎蜂与西藏东部分布的黄腹简脉茎蜂J. xanthus Naito & Smith, 1998近似,但体色和构造与该种均不同。杜鹃简脉茎蜂的线粒体全基因组序列全长17725 bp,包含全部37个基因。基于线粒体基因组数据,重建了简脉茎蜂属5个物种的分子系统发育树,结果表明杜鹃简脉茎蜂与斑翅简脉茎蜂种团的缘斑简脉茎蜂组成单系群,杜鹃简脉茎蜂与已知线粒体基因组数据的简脉茎蜂属种类差距很大, cox1序列的K2P距离为14.7%~21.4%。讨论了茎蜂科茎蜂属和简脉茎蜂属的生物地理特征,推测简脉茎蜂属在东亚南部的多样化可能与本地区杜鹃花科植物的多样化密切相关,茎蜂属的多样化可能与地中海区域以小麦属为主的禾本科植物的高度多样化相关。基于相关文献数据和本文研究,还比较讨论了膜翅目基部不同类群的cox1基因序列的属、种间差异。结论: 蛀茎危害云锦杜鹃的茎蜂害虫新物种为杜鹃简脉茎蜂Janus dujuan Wei, sp. nov.,其形态与黄腹简脉茎蜂 J. xanthus Naito & Smith, 1998近似。简脉茎蜂属内条形码的遗传距离相对较大,提示该属分类学仍需进一步研究。笔者推测其在东亚南部的多样化可能与本地区杜鹃花科植物的多样化密切相关。
目的: 研究不同造林密度马尾松人工林生长过程中个体分化特征及其对生产力的影响,为确定适宜经营密度、培育马尾松林中大径材、提高林分生产力提供依据。方法: 基于2 500、3 333、4 500、6 000株·hm?2(分别记为A、B、C、D)4种马尾松造林密度试验林连续15年的定位观测数据,采用随机森林和结构方程分析林龄、造林密度和自然稀疏过程对马尾松人工林个体分化及其生产力的影响规律。结果: Gini系数(个体大小分化)随林龄增加显著减小,随造林密度增加显著增大。林分自然稀疏过程中,随林龄增加活立木株数显著减小,林分自然稀疏率呈波动性变化且随造林密度增加显著增大。A密度相较其他密度率先达到大径材占比25%(21年生),中径材占比50%(17年生)。马尾松人工林林分蓄积量随林龄增加呈对数函数增长,15年间林分蓄积量增加顺序为A(420.03 m3·hm?2)>C(202.51 m3·hm?2)>B(186.76 m3·hm?2)>D(148.95 m3·hm?2),林分生产力整体呈先增加后减小并逐渐趋于稳定。林龄、造林密度和活立木株数对Gini系数和林分生产力均具有显著影响,其中林龄对Gini系数具有显著负向影响,造林密度对Gini系数具有显著正向影响;林龄和造林密度对林分生产力的影响主要通过“林龄-活立木株数-林分生产力、造林密度-Gini系数-林分生产力”的间接作用。结论: 马尾松人工林2 500株·hm?2造林密度下,林木个体大小分化程度较小,生产力水平较高,适合南亚热带地区中大径材马尾松人工林培育。
目的: 应用XGBoost算法建立包含林龄的遥感因子-蓄积量模型,评价遥感估算的林龄因子与遥感因子相结合提高森林蓄积量估算精度的有效性,为实现高效、快速、精准的大范围森林蓄积量估算提供一种新的思路和方法。方法: 以福建省将乐县为研究示范区,首先,基于1987—2016年时序Landsat影像,采用LandTrendr森林干扰与恢复监测算法监测年度林分更替干扰并估算干扰区林龄;然后,基于GF-1号影像光谱、纹理、地形等特征,采用递归特征消除的随机森林算法(RFE-RF)估算非干扰区林龄;在此基础上,结合GF-1影像光谱、纹理因子和森林资源二类调查小班实测蓄积量数据,采用极端梯度提升算法估算研究区森林蓄积量。对比有无林龄因子的森林蓄积量估算精度,进一步验证遥感林龄因子对提高森林蓄积量估算精度的重要性。结果: 采用LandTrendr森林干扰与恢复监测算法获得的干扰区林分林龄误差仅1~2年,林龄估算精度明显优于传统利用遥感因子估算的林龄精度(误差4~12年)。仅采用常规遥感因子估算森林蓄积量时,XGBoost模型决定系数(R2)为0.59,平均均方根误差(RMSE)为30.72 m3·hm?2,相对均方根误差(rRMSE)为16.46%;加入林龄因子后,模型R2提高至0.73,平均RMSE减少至23.73 m3·hm?2,rRMSE为13.26%,森林蓄积量估算平均总体精度约提高10.4%,达84.4%。结论: 相比仅采用常规遥感因子估算森林蓄积量,应用XGBoost算法建立包含林龄的遥感因子-蓄积量模型,其估算精度接近森林资源调查相关规定要求,可为大范围亚热带森林资源快速调查评估提供重要技术支持。
目的: 研究不同生长速率白杨杂交子代有无脆弱性分割、脆弱性分割差异及与生长的关系,为脆弱性分割假说检验提供试验证据,也为杨树耐旱性评价及生长策略提供支撑。方法: 以快速(K)、中速(Z)、慢速(M)3种生长速率类型的4年生白杨杂交子代为研究材料,每种子代类型选3~6株单株,测定其地上生物量(AGB)、中午叶水势(Ψmiddy)以及根、枝、叶的栓塞脆弱性(P50),计算叶片与枝条的水力安全边际(HSM),测定木质部导管水力结构指标导管直径(DV)、导管水力直径(DH)、导管密度(VD)、导管腔占比(FL)和导管抗垮塌能力(t/b)2。结果: 1) 地上生物量中K>Z>M,且M显著小于K和Z。2) 枝条的P50中M显著低于K和Z,而叶片和根段的P50在K、Z、M间无显著性差异;不同器官间,枝条的P50低于叶片和根段。3) 在导管水力结构上,M枝条的导管直径、导管水力直径、b值显著低于K和Z,(t/b)2显著高于K和Z,M叶片的导管直径与Z相近,但显著低于K;M根段的导管密度显著大于K和Z,其余指标无显著差异。不同器官间,导管直径沿水力路径由根到叶片逐渐缩小,根段导管直径最大为叶片的5.12倍,而导管密度由根到枝条逐渐增大,根段的导管密度仅是枝条的1/4。4) 3种子代类型均存在脆弱性分割现象,其中M的分割程度最大,略高于K,是Z的2倍;在叶片水力安全边际上,Z的更宽,K与M的较窄甚至为负,而枝条的水力安全边际在三者之间相差较小。结论: 不同生长速率的3种杂交杨子代均存在栓塞脆弱性分割,其中生长最慢的M的分割程度最大。不同器官的栓塞脆弱性差异可通过导管直径、(t/b)2等导管水力结构得以反映。枝条木质部导管水力结构的差异可能是造成K、Z、M脆弱性分割程度不同的主要原因。与K和Z相比,生长速率最慢的M的枝条栓塞抗性更高、脆弱性分割程度更大,二者可能共同作用以保全枝干免受水力失败,但这可能以牺牲生长速率为代价来实现,表明脆弱性分割程度提高可能不利于植物生长。
目的: 本文系统研究了测土配方施肥技术对经济林化肥施用的影响,以及参与培训对农户测土配方施肥技术采用的影响机制与差异,旨在于探索推广测土配方施肥技术的有效方法。方法: 在理论分析的基础上,利用2018年对浙江省10县314个经济林经营户的调查数据,采用倾向匹配得分法(PSM)进行了实证分析。结果: 研究结果显示,测土配方施肥技术通过补充土壤养分信息和化肥质量信息显著减少农户化肥施用约271.65 kg·hm-2,培训通过增加技术信息显著提高农户测土配方施肥技术采用的概率15%,但不同培训方式的效果存在显著差异。具体来看,专业培训可以显著增加农户测土配方施肥技术采用概率10%;强信任的培训主体能有效传播技术信息,但在控制主体偏好时,培训效果被弱化;“理论与实践指导”“理论自学”的培训方式均能帮助农户掌握技术信息,且在控制方式偏好时,培训仍然有效果。结论: 测土配方施肥技术可以降低经济林化肥施用量,而培训能缓解农户测土配方施肥技术采用过程中信息掌握不足的问题。在未来经济林化学品投入减量化过程中,需要兼顾技术推广以及在此过程中的信息传递,以促进绿色生产。
目的: 综合评价杉木公益林林分空间结构,确定不同龄组林分空间结构现状,为制定精准可行的林分空间结构优化和经营措施提供理论依据。方法: 以湖南省平江县芦头实验林场杉木公益林为研究对象,基于30块样地实测数据,采用4株木法确定林分空间结构单元,选取全混交度、角尺度和空间密度指数作为内生潜变量水平空间结构的观测变量,林层指数、开敞度和交角竞争指数作为内生潜变量垂直空间结构的观测变量,以林分空间结构为外生潜变量,构建林分空间结构评价结构方程模型,模型输出的路径系数通过归一化处理确定各指标权重,在此基础上对林分空间结构进行综合评价。结果: 1) 林分空间结构评价结构方程模型的卡方自由度比值(χ2/df)为1.708,介于1~3之间,比较拟合指数(CFI)、非正规化拟合指数(NNFI)和递增拟合指数(IFI)分别为0.944、0.924和0.946,均大于0.90,各拟合指数均符合适配参考值,模型整体适配度良好;2) 内生潜变量水平空间结构、垂直空间结构的权重分别为0.5229、0.4771,对外生潜变量林分空间结构的影响大致相同,空间密度指数所占权重最高,是影响林分水平空间结构的关键因素,开敞度和交角竞争指数所占权重相等,是影响林分垂直空间结构的关键因素;3) 杉木幼龄林、中龄林和近熟林的综合得分分别为0.3781、0.4526和0.3775,3个龄组的林分空间结构等级处于Ⅱ、Ⅲ等级。总体来看,研究区杉木公益林林分空间结构未达到理想状态,林分空间结构较差,树种混交程度低,接近零度混交至弱度混交状态,林分拥挤程度中等,林木透光条件一般,林层结构单一,但林木间竞争强度较弱,且空间分布格局较好,处于均匀至近似随机分布状态。结论: 林分水平空间结构和垂直空间结构均是影响林分空间结构的关键因素,空间密度指数是影响林分水平空间结构的最重要因素,开敞度和交角竞争指数是影响林分垂直空间结构的最重要因素,为改善研究区整体林分空间结构,应采取多树种补植和单株抚育间伐的综合经营措施。研究区3个龄组杉木生态公益林林分空结构评价结果较客观地反映了林分空间结构现状,采用结构方程模型对林分空间结构进行评价是科学合理的,可为林分空间结构评价提供一个全新的思路。
目的: 研究冰温状态下蓝莓鲜果质量损失率与质构参数随时间的变化规律及其相关性,为蓝莓鲜果采后品质预测及感官评价提供理论依据。方法: 以‘北村’蓝莓为试验材料,(-1±0.5)℃为冰温组,(4±0.5)℃为对照组,分别对2种温度状态下蓝莓鲜果质量损失率及硬度、脆性、弹性、咀嚼性、内聚性和黏附性等6项质构参数进行测定,通过数据拟合与线性回归反映出蓝莓鲜果质量损失率与质构参数随时间的变化规律,进行相关性分析确定与蓝莓鲜果质量损失率呈显著相关的质构参数。结果: 冰温状态下,蓝莓鲜果质量损失率Y与时间X0的拟合模型为Y=0.197 36exp(X0/5.850 47)-0.184 5,呈指数式增长,增长趋势明显小于对照组;蓝莓鲜果各项质构参数在试验期间随时间呈不同程度的下降趋势,且均优于对照组。蓝莓鲜果冰温下质量损失率Y与硬度X1、脆性X2、咀嚼性X3等3项质构参数呈显著负相关(P<0.05),构建回归方程为Y=4.772-0.011X1-0.017X2-0.306X3。结论: 冰温贮藏更有助于蓝莓鲜果品质的保持。冰温状态下,蓝莓鲜果质量损失率及各质构参数与时间构建的回归模型拟合精度较高。确定了冰温状态下蓝莓鲜果的硬度、脆性和咀嚼性是与蓝莓鲜果质量损失率变化相关的主要质构参数。
(月刊 1955年创刊) 主管:中国科学技术协会 主办:中国林学会 出版:《林业科学》编辑部 主编:尹伟伦 国内统一刊号:CN 11-1908/S 国际标准刊号:ISSN 1001-7488 国内邮发代号:82-6