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林业科学
 
2017年 53卷 7期
刊出日期:2017-07-25

论文与研究报告 综合评述 研究简报 目录
      
目录
目录
2017 Vol. 53 (7): 0-0 [摘要] ( 18 ) [PDF 6436KB] ( 56 )
论文与研究报告
刚毛柽柳ThP5CR基因的克隆及抗逆功能分析
唐绯绯, 赵玉琳, 王培龙, 冯德明, 宋怡, 高彩球
[目的]脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。[方法]以"Pyrroline 5 Carboxylate Reductase"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThP5CR基因cDNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThP5CR基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用Real time RT-PCR分析不同逆境处理下ThP5CR基因在刚毛柽柳根和叶中的表达情况。为了进一步分析ThP5CR基因的抗逆功能,构建了植物过表达载体pROKⅡ-ThP5CR,并进行刚毛柽柳瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染刚毛柽柳作为对照。分析比较NaCl和甘露醇胁迫后2种瞬时转化刚毛柽柳的脯氨酸、MDA、H2O2含量和二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定ThP5CR基因的抗逆功能。[结果]ThP5CR基因编码273个氨基酸,编码蛋白分子量为28.29 kDa,理论等电点为9.22。含有典型的NADP结构域和P5CR二聚体结构域。2种胁迫(NaCl和PEG6000)和3种激素(ABA、GA3和JA)处理后,刚毛柽柳ThP5CR基因的表达都发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显改变。此外,NaCl胁迫、PEG6000胁迫和ABA激素处理对ThP5CR基因的表达产生的影响更为显著。对2种瞬时表达刚毛柽柳植株中ThP5CR基因的表达分析显示成功获得瞬时过表达转基因株系(标记为OX)。进一步的生理指标和生理染色结果显示,非胁迫条件下,过表达植株脯氨酸含量高于对照植株(标记为Con);150 mmol·L-1 NaCl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫后,2种转基因株系脯氨酸含量差异则更显著;NBT、DAB染色和H2O2含量测定结果显示,OX植株的O2·和H2O2含量明显低于对照;而Evans blue染色结果和MDA含量测定表明,与对照相比,过表达ThP5CR植株着色更浅、MDA含量更低。[结论]ThP5CR基因能对NaCl、PEG胁迫和ABA等激素处理做出应答,可能参与了刚毛柽柳抗旱耐盐胁迫应答。在150 mmol·L-1 NaCl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫下瞬时过表达ThP5CR植株可通过增加脯氨酸含量增强细胞内清除活性氧能力,使O2·和H2O2的积累减少,从而减少细胞受损或细胞死亡,增强植物的抗逆性。本研究初步证实ThP5CR基因是一个逆境胁迫应答候选基因。
2017 Vol. 53 (7): 1-9 [摘要] ( 36 ) [PDF 1895KB] ( 163 )
模拟氮沉降对毛竹非结构性碳的影响
杜莹, 鲍永新, 裘子炎, 吕茹冰, 宋超, 宋新章
[目的]分析不同强度氮沉降对毛竹体内非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,为全面认识氮沉降对毛竹林生态系统的影响提供科学依据。[方法]在临安市毛竹林长期试验基地,采用典型选样法,设置12块20 m×20 m样地,包括低氮(30 kg·hm-2a-1)、中氮(60 kg·hm-2a-1)、高氮(90 kg·hm-2a-1)和对照(0 kg·hm-2a-1)4种处理,每处理设3个重复样地,处理32个月,探讨模拟氮沉降对1龄和3龄毛竹NSC含量的影响。[结果]可溶性糖和淀粉在NSC中所占比例分别为80%和20%,NSC主要以可溶性糖的形式存在;竹叶NSC含量最高,分别是枝和秆的1.32和1.27倍;3龄竹枝和秆NSC含量显著高于1龄竹(P< 0.05),竹龄对竹叶NSC含量影响不显著(P> 0.05);氮沉降显著降低毛竹叶、3龄竹枝和1龄竹秆的NSC含量(P< 0.05);氮沉降和竹龄的交互作用对毛竹枝、秆的NSC含量影响显著(P< 0.01),对毛竹叶影响不显著。[结论]氮沉降显著影响毛竹地上器官的NSC含量及其分配,且随竹龄而显著变化,高强度的氮沉降不利于毛竹NSC的积累和固碳。
2017 Vol. 53 (7): 10-17 [摘要] ( 23 ) [PDF 891KB] ( 102 )
不同土壤水分条件下油松幼苗光合作用的气孔和非气孔限制——试验和模拟结果
郭文霞, 赵志江, 郑娇, 李俊清
[目的]了解不同土壤水分条件下油松幼苗叶片的气体交换特性及光合作用的气孔和非气孔限制,Ball-Berry模型、Leuning模型和Medlyn模型模拟的光合速率与气孔导度之间的关系,以及土壤水分含量和CO2供需对气孔模型的影响。[方法]测定4种不同土壤水分条件8%(W0)、12%(W1)、16%(W2)、20%(W3)下油松幼苗叶片的气体交换数据,并将实测数据与气孔模型的模拟数据进行对比。[结果]在4种土壤水分条件下都有明显的光合午休现象,中午净光合速率(A)和气孔导度(gs)都会下降;在中、低土壤水分条件下(W0、W1和W2),中午净光合速率和气孔导度的下降还伴随着胞间CO2浓度(Ci)的下降;然而,在高土壤水分条件(W3),中午净光合速率和气孔导度的下降却伴随着胞间CO2浓度的升高;在W0、W1和W2土壤水分条件下,气孔导度降幅比净光合速率大;相反,在W3土壤水分条件下,气孔导度降幅要比净光合速率小。在4个土壤水分条件下,净光合速率和气孔导度之间都具有高度相关性;在W0、W1和W2土壤水分条件下,Cigs之间也具有负相关,Ci随着gs的下降而降低,但在W3水分条件下,Ags之间具正相关;而Cigs之间的变化不规律。[结论]在W0、W1和W2土壤水分条件下,光合午休是由气孔关闭主导,而不是由叶肉细胞光合能力的下降主导;与此相反,在W3土壤水分条件下,光合午休是由非气孔限制,即叶肉细胞的光合能力降低主导。3个气孔模型的模拟结果表明,无论是采用全天数据还是采用上午和下午的数据,在4个土壤水分条件下,Medlyn模型的模拟效果都是最好的,而Medlyn模型的模拟效果,在不同土壤水分条件下,以及上午和下午存在明显差异。这说明Medlyn模型可以通过引入能够反映土壤水分条件对气孔行为影响的函数来得到改善;对于具有光合午休现象的植物来说,运用气孔模型进行模拟时应该将上午和下午的数据分开,分别模拟。当气孔限制和非气孔限制同时存在时,应该分别模拟光合速率与气孔导度之间的关系,并且可以给模型引入一个函数来提高模型的模拟效果。
2017 Vol. 53 (7): 18-36 [摘要] ( 21 ) [PDF 1782KB] ( 99 )
遮荫和环剥对刺槐、侧柏苗木碳素分配和水力学特性的影响
代永欣, 王林, 万贤崇
[目的]通过分析碳限制条件下2种植物的碳素分配和水分关系,研究碳限制对树木水力学特性的影响,以期更深入了解碳限制对水力学特性的影响模式,揭示水力学失败和碳饥饿的交互作用方式。[方法]采用遮荫和环剥处理对刺槐和侧柏造成碳限制,测定2个树种生物量分配、不同部位非结构性碳(NSC)浓度,并测定根系系导水率、枝条凌晨和正午水势、粗根和枝条导水率损失值(PLC)、叶片气孔导度。[结果]遮荫和环剥均显著降低刺槐和侧柏不同部位的生物量,尤其是细根生物量降幅最大;遮荫和环剥使2个树种根NSC浓度显著降低,环剥使侧柏茎NSC浓度显著增加;2种处理均导致刺槐和侧柏根系导水率显著下降,遮荫和环剥处理刺槐的根系导水率分别为对照的3.7%和2.9%,侧柏为21.0%和7.6%;2种处理均导致2个树种根和茎PLC显著增加,以及枝条凌晨和正午水势显著降低;遮荫和环剥处理均导致2个树种气孔导度显著下降,刺槐气孔导度分别为对照的33.7%和26.1%,侧柏分别为对照的46.9%和23.4%。[结论]碳限制会减少光合产物向根部的分配,抑制新根的发生,降低根的水分吸收和输导能力,影响根和茎的水力学特性,反过来又限制植物的碳同化,以致影响植物在逆境下的存活。
2017 Vol. 53 (7): 37-44 [摘要] ( 14 ) [PDF 716KB] ( 125 )
盐胁迫下转复合多基因欧美杨107杨幼苗生长及生理响应
陈盼飞, 左力辉, 王桂英, 王进茂, 任亚超, 杨敏生
[目的]通过观测转复合多基因欧美杨107杨(转基因107杨)幼苗在不同浓度盐胁迫下生长性状,质膜透性、光合作用等各项指标,以及外源基因表达产物积累量的变化,综合评价转复合多基因杨树在盐胁迫下的适应能力。[方法]以转化成功且已经过验证的转基因107杨为试验材料,未转基因107杨为对照(CK),进行组培扩繁,在幼苗株高10 cm时定植在花盆中,置于人工气候室中培养。分别用0、3、6 g·L-1的NaCl溶液进行盐胁迫处理,胁迫25天后观测2个株系幼苗的生长指标、生理参数变化,以及甜菜碱与Bt毒蛋白的积累量。[结果]2个株系的生长指标观测结果表明:在低盐浓度处理下,转基因107杨幼苗株高增长量显著高于非转基因对照,转基因株系幼苗地径增长量与对照差异不显著;高盐浓度处理下,2个株系幼苗株高与地径均受到盐胁迫的显著影响。2个株系的生理参数观测结果表明:在低盐浓度处理下,转基因107杨幼苗质膜透性显著低于对照107杨,叶绿素含量有一定程度的增加,净光合速率与蒸腾速率显著高于对照,光系统Ⅱ实际光合效率Y(Ⅱ)小幅度降低但显著高于对照,光系统Ⅱ能够保持较高的电子传递速率;Fv/Fm增幅较高,具有较大光合作用潜力。在高盐浓度下,转基因株系幼苗叶绿素含量降幅较小,而质膜透性、净光合速率均显著降低,Fv/FmY(Ⅱ)均呈现较大幅度下降,光系统Ⅱ电子传递速率受到较大影响,光合能力下降,变化趋势与对照相同,2个株系幼苗均受到较大程度的盐害。转基因株系中外源基因表达产物积累量的ELISA研究结果表明,随盐浓度的增加,Cry1Ac毒蛋白、Cry3A毒蛋白及甜菜碱含量都呈现增加趋势;在高盐浓度胁迫下外源基因产物积累量均显著增加。[结论]转基因107杨在低浓度盐胁迫下表现出良好的适应性,耐盐性优于对照107杨。在高浓度盐胁迫下转基因株系与对照107杨均受到较大影响,转基因株系并未显示其优势。盐胁迫可以诱导外源Bt基因、BADH基因表达加强,盐胁迫下转基因107杨表现出良好的耐盐和抗虫潜力。
2017 Vol. 53 (7): 45-53 [摘要] ( 15 ) [PDF 1674KB] ( 63 )
氯化钙、ABA和蔗糖预处理对解除休眠水曲柳种子低温脱水萌发的影响
张鹏, 赵彤彤, 李明月, 吴灵东, 沈海龙
[目的]比较氯化钙、ABA和蔗糖预处理对解除休眠水曲柳种子低温脱水萌发的影响,并探索在不同预处理条件下脱水过程中种子内部的生理变化,为揭示种子脱水耐性调控的生理机制提供参考依据。[方法]以解除休眠的水曲柳种子为材料,利用不同浓度(10-2,10-3,10-4,10-5 mol·L-1)的氯化钙溶液、不同浓度(10-3,10-4,10-5,10-6 mol·L-1)的ABA溶液或不同质量浓度(1,10,50,100 g·L-1)的蔗糖溶液浸泡种子24 h,以蒸馏水浸泡种子24 h为对照,比较不同处理种子在低温(5℃)条件下干燥脱水后的萌发能力,确定几种预处理措施对种子低温脱水萌发的影响。再依据上述试验结果,分别选择出提高种子萌发能力最有效的处理浓度:氯化钙10-3 mol·L-1、ABA 10-6 mol·L-1、蔗糖100 g·L-1,以经上述溶液预处理24 h后低温脱水的种子为材料,以蒸馏水浸泡24 h后低温脱水种子为对照,进行种子浸出液相对电导率、种子抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量测定,分析不同预处理措施对种子细胞膜透性、抗氧化系统酶活性和贮藏物质代谢的影响。[结果]10-3 mol·L-1氯化钙或10-6 mol·L-1 ABA预处理可显著提高种子在低温(5℃)下脱水后的发芽率和发芽指数,缩短发芽时间;100 g·L-1的蔗糖预处理可显著提高种子在低温(5℃)下脱水后的发芽率,但在提高发芽指数和缩短发芽时间上并没有明显效果。10-3 mol·L-1氯化钙预处理的种子,胚中SOD活性在低温脱水后显著提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低;10-6 mol·L-1 ABA预处理的种子,低温脱水后胚中POD活性明显提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低;100 g·L-1蔗糖预处理的种子,低温脱水后胚中SOD和POD活性均显著提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低。氯化钙、ABA或蔗糖预处理,显著降低了种子胚和胚乳中可溶性蛋白的含量,显著提高了胚中可溶性糖的含量。[结论]适宜浓度的氯化钙(10-3 mol·L-1)、ABA (10-6 mol·L-1)和蔗糖(100 g·L-1)预处理(尤其是氯化钙或ABA预处理)能够提高水曲柳种子低温脱水后的萌发能力。氯化钙、ABA和蔗糖预处理,会显著提高低温脱水条件下种子胚中的抗氧化系统酶活性,更好地维持细胞膜结构的完整性,降低细胞的离子外渗和MDA含量。但不同预处理种子胚中的抗氧化酶活性表现不同,氯化钙预处理提高胚中SOD活性的作用更明显,ABA预处理提高胚中POD活性的作用更明显,而蔗糖预处理则同时提高胚中的SOD和POD活性。氯化钙、ABA和蔗糖预处理后低温脱水过程中种子胚中可溶性糖含量显著增加,这可能是种子低温条件下脱水保护功能提高的原因之一。
2017 Vol. 53 (7): 54-61 [摘要] ( 18 ) [PDF 815KB] ( 95 )
低温胁迫下短枝木麻黄耐寒相关基因的差异表达分析
李楠, 郑勇奇, 丁红梅, 柳新红, 盛炜彤, 江波, 李海波
[目的]对6个耐寒相关调控基因(RAP2.7,ABR1,AtHSFA6B,AtbZIP44,GRXC6HSP18.2)在耐寒和不耐寒木麻黄种质中精细表达模式进行分析,为深入解析木麻黄耐寒的分子机制提供理论基础。[方法]测定耐寒(ZS7)和不耐寒(HN1)2种短枝木麻黄无性系在-2~-11℃低温胁迫下的相对电导率,基于Logistic方程对处理温度和对应的相对电导率进行拟合,计算低温半致死温度(LT50)。根据前期转录组测序得到的6个耐寒相关调控基因的EST序列设计特异引物,利用逆转录实时荧光定量PCR分析6个基因在-2,-5,-8℃连续3个温度梯度胁迫下的表达差异,以及在-5℃低温下连续胁迫1,2,5,8,16,24,48,72 h后,在耐寒和不耐寒短枝木麻黄无性系中的精细表达模式。基因相对表达量的计算采用2-ΔΔCT法。[结果]在低温胁迫下,耐寒和不耐寒短枝木麻黄无性系的相对电导率存在极显著差异(P<0.01),低温半致死温度分别为-5.92℃和-2.87℃。在常温条件下,6个基因在耐寒和不耐寒种质中的相对表达量皆无明显差异。在临近不耐寒种质半致死温度的-2℃下持续2 h后,6个耐寒相关基因在不耐寒种质中的表达被强烈抑制,而在耐寒种质中的表达被激活;在临近耐寒种质半致死温度的-5℃下持续2 h后,不耐寒种质中的各基因被进一步抑制,同时在耐寒种质中的表达亦被强烈抑制;在低于半致死温度的-8℃下持续2 h后,各基因的表达继续受到抑制。对在临近耐寒种质半致死温度的-5℃胁迫下,耐寒种质和不耐寒种质的精细表达模式分析表明,在-5℃低温胁迫下,耐寒种质中6个基因的表达在8 h后开始呈现极显著上调,表达量最高值集中在低温胁迫后的第8,24,48 h;不耐寒种质中6个基因的表达在1~16 h内皆呈现极显著下调,表达量最低值集中在1~5 h内。[结论]在耐寒相关调控基因的表达水平上,耐寒和不耐寒短枝木麻黄对低温的应答机制明显不同。低温激活了耐寒种质中转录因子、ROS家族基因、ROS应答因子等调控基因的增强表达以抵御和适应逆境胁迫,但抑制了在不耐寒种质中的表达,显著降低了不耐寒种质对低温逆境的耐受能力。该研究在一定程度上对于丰富木麻黄适应低温的分子机制,以及耐寒无性系的分子选育都具有一定的参考价值。
2017 Vol. 53 (7): 62-71 [摘要] ( 15 ) [PDF 1424KB] ( 86 )
基于地统计学和多源遥感数据的森林碳密度估算
严恩萍, 赵运林, 林辉, 莫登奎, 王广兴
[目的]基于遥感影像空间分辨率和地面样地大小不一致的现象,采用地统计学和多源遥感数据进行森林碳密度估算,为MODIS数据在区域森林碳密度估算领域的应用提供参考。[方法]以湖南省攸县为试验区,首先利用基于块的序列高斯协同模拟算法,将25.8 m×25.8 m的样地数据分别上推到250 m×250 m、500 m×500 m和1 000 m×1 000 m;然后将上推后的样地数据分别与MOD13Q1、MOD09A1、MOD15A2数据结合,利用序列高斯协同模拟算法开展区域森林碳密度估算研究;最后将最优结果用于湖南省森林碳密度估算。[结果]Landsat5和MODIS数据与森林碳密度的敏感因子具有高度相似性,排在前3位的分别为1/TM3、1/TM2、1/TM1和1/Band1、1/Band4、1/Band3;与植被指数产品MOD13Q1和MOD15A2相比,多光谱数据Landsat5和MOD09A1在攸县森林碳密度估算方面显示出巨大潜力,估算精度分别为82.02%和75.64%;基于MOD09A1的序列高斯协同模拟算法具有很好的适用性,可用于湖南省森林碳密度的空间模拟,估算精度为74.07%。[结论]采用基于块的序列高斯协同模拟算法,可以实现由地面样地到不同空间分辨率MODIS像元之间的转换;由于空间分辨率的限制,MOD09A1数据在刻画空间细节方面不如Landsat5精细。该研究方法适用于地面调查样地大小和遥感影像空间分辨率不一致的区域森林碳密度估算。
2017 Vol. 53 (7): 72-84 [摘要] ( 14 ) [PDF 1997KB] ( 124 )
西南桦人工林树皮厚度模型模拟
唐诚, 王春胜, 庞圣江, 黄日逸, 曾杰
[目的]开展西南桦人工林树皮厚度模型模拟,为估算西南桦材积、出材量以及树皮蓄积量奠定基础。[方法]通过树干解析获取各区分段的带皮直径、去皮直径和树皮厚度等信息,按照约75%和25%的比例随机分为建模和检验数据集。选取13个模型,运用最小二乘法进行拟合,并对模型参数进行显著性检验(显著性水平0.05)。对于参数检验显著的模型,依据偏差、绝对偏差、均方误差和决定系数4个统计指标,应用相对排序法评价模型拟合优度。采用配对t检验方法检验模型的有效性,剔除预估值和实测值差异显著的模型,进一步诊断保留模型的共线性以及异方差性,最终筛选出适于拟合西南桦人工林树皮厚度的模型。[结果]模型参数显著性检验结果表明,在13个模型中,模型(2)和(5)有参数与零差异不显著(P ≥ 0.05),其余模型的所有参数均显著(P<0.05)。依据统计指标对11个模型进行综合排序,模型(3)和(4)拟合胸高处树皮厚度的效果相近,优于模型(1);模型(7)对于任意高度处树皮厚度的拟合效果优于模型(6);模型(8)拟合相对树皮厚度的效果优于模型(9);模型(11)和(13)对去皮直径的拟合效果优于模型(10)和(12)。t检验结果表明,模型(9)、(12)和(13)的预估值与实测值差异显著,予以剔除。剩余8个模型中,模型(4)存在较弱共线性,其他模型均不存在共线性问题。由残差图分析和怀特检验可知,模型(1)、(3)和(4)不存在异方差性,模型(6)、(7)、(8)、(10)和(11)均存在明显的异方差性,通过变量变换其异方差性得到较好修正。[结论]拟合西南桦胸高处树皮厚度、任意高度处树皮厚度、相对树皮厚度和去皮直径4个树皮因子,宜分别选用模型(3)、(7)、(8)和(11)。林业调查工作中胸径容易测定,且人工林年龄数据容易获取,任意高度处直径可用林分速测镜快速测定,这些模型的应用简单可行。树皮厚度除受年龄、树高、胸径等林木因子影响外,还可能受立地因子影响,未来需综合考虑以提高模型拟合精度。
2017 Vol. 53 (7): 85-93 [摘要] ( 15 ) [PDF 1391KB] ( 75 )
森林面积多阶遥感监测方法
张煜星, 王雪军, 黄国胜, 党永峰, 陈新云
[目的]从林业数据采集的迫切需求出发,采用遥感技术实现森林资源数据的快速年度出数,以及时掌握区域森林资源变化信息。[方法]建立遥感3阶抽样与地面调查技术相结合的森林资源遥感监测技术体系,并以辽宁省为例,利用2013-2014年高、中、低多源遥感数据,进行基于多阶抽样的省级森林面积监测方法实践。[结果]遥感结合地面样地实测,建立了地面样地与高分样地,高、中分样地以及中、低分样地的森林面积回归模型,其模型确定系数(R2)分别为0.99、0.91和0.70,模型精度较高;基于3阶分层抽样的遥感监测方法得到辽宁省2014年森林面积预测值为590.83×104hm2,森林覆盖率为40.54%,略高于清查结果(40.49%);从抽样精度来看,采用分层抽样方法得到的森林面积最为可靠,抽样精度达99%以上;通过精度分层控制,基于MODIS NDVI阈值法制作了辽宁省森林分布图,实现了辽宁省森林面积和空间分布的年度产出。[结论]基于遥感抽样与地面调查技术相结合的森林面积多阶遥感监测方法可行,既可提高监测成果的时效性,又能缩短成果产出周期,具有很好的应用前景,可为下一步建立全国遥感监测体系提供重要的技术支持。
2017 Vol. 53 (7): 94-104 [摘要] ( 19 ) [PDF 1867KB] ( 65 )
越南黄檀锈菌与锈菌瘿蚊关系
王姣, 周国英, 苏圣淞, 何苑皞, 董文统, 张茜, 刘君昂
[目的]对越南黄檀锈病及其食菌昆虫黄檀锈菌瘿蚊(双翅目:瘿蚊科)的生物学特性及其与锈菌发生的关系进行研究,为锈菌瘿蚊用于生物防治提供参考。[方法]通过室内饲养观察研究不同发育阶段的锈菌瘿蚊形态特征及生活习性,以及通过定期林间调查及室内观察,研究锈菌瘿蚊锈菌瘿蚊的生活史及其与锈菌的关系。[结果]锈菌瘿蚊卵椭圆形,表面光滑,通体透明,背侧弧形而腹侧平直。幼虫纺锤形,头部白色,体两侧是透视可见波浪状的白色脂肪体,中间橙黄色至红褐色,幼虫无足型,体12节。蛹为离蛹,其发育过程可分为前期、中期和后期。雌成虫全身密被绒毛;头黑褐色,三角形;触角念珠状,2+12节,鞭小节呈单结型圆柱状,其上有环丝;3对足近等长;前翅发达,透明,布满绒毛。雄成虫触角念珠状,2+9节,鞭小节双结状,端结中部缢缩而呈近三结状,每鞭小节的端结有两轮环丝,基结有一轮环丝;生殖器基部较粗,前端尖细,其他特征类似雌虫。幼虫以夏孢子为食,1个叶片上可发现0~50头不等的幼虫,黄色夏孢子堆经其取食后变成灰色孢子堆,对灰色夏孢子堆进行显微观察,可发现夏孢子内含物消失、夏孢子内陷或破裂。在澄迈县9月上旬越冬代老熟幼虫停止休眠,在茧内直接化蛹,然后羽化为成虫,9月下旬羽化结束,10-11月为幼虫暴发盛期,1年发生3代,具有世代重叠现象。越南黄檀锈病几乎全年均有发生,有2个明显的暴发期,锈菌瘿蚊出现于第2个暴发期,且在锈病第2个暴发期内锈病病情指数与锈菌瘿蚊幼虫数量的相关系数可达0.82。[结论]黄檀锈菌瘿蚊是越南黄檀人工林中新发现的食菌性昆虫,自然条件下该黄檀锈菌瘿蚊对越南黄檀锈病有较为显著的控制作用,具有一定的生防利用前景。
2017 Vol. 53 (7): 105-110 [摘要] ( 10 ) [PDF 1263KB] ( 49 )
绿色荧光蛋白标记枯草芽孢杆菌Y13UV在油茶体内的定殖
金勤, 朱丹雪, 周国英, 李河, 何苑皞, 张茜
[目的]枯草芽孢杆菌Y13UV对油茶炭疽病具有良好的防治效果,研究其在油茶体内的定殖动态,为油茶炭疽病的防治提供依据。[方法]通过原生质体转化法引入绿色荧光蛋白质粒,构建荧光标记菌株。通过喷叶、灌根、喷叶灌根结合处理多种接种方式及重复接种,测定菌株在油茶体内不同组织部位的定殖数量,分析其定殖规律及能力。[结果]标记菌株可以在油茶根、茎和叶内定殖,单次接种当天,根内回收的标记菌株数量为1.07×105 cfu·g-1;喷叶灌根结合处理7天后,油茶根、茎和叶内标记菌株的数量分别为8.70×102、5.00×102和7.30×102 cfu·g-1,均高于喷叶、灌根单独处理。重复接种时,油茶根茎叶内标记菌株的定殖量在接种3~5天内达到高峰,然后呈现稳定趋势,20天时定殖量开始大幅下降,第30天喷叶灌根处理的油茶根内的定殖量仅为5.30×102 cfu·g-1。荧光标记菌株生长较好,稳定表达,对炭疽病菌具有良好的抑制效果。[结论]枯草芽孢杆菌Y13UV能通过喷叶灌根方式接种在油茶体内定殖并传导,有较好的定殖能力。
2017 Vol. 53 (7): 111-117 [摘要] ( 23 ) [PDF 1318KB] ( 68 )
森林碳汇抵消政策实施影响因素的实证研究
白江迪, 沈月琴, 龙飞, 朱臻, 舒斌
[目的]从碳汇需求方企业研究森林碳汇抵消政策实施的影响因素,为森林碳汇政策制定提供依据。[方法]基于上海电力、钢铁与化工3个重点减排行业企业调查数据,利用结构方程模型研究企业内部动力、内部压力、外部激励和外部约束等因素对森林碳汇抵消政策实施的影响,其中,调查问卷采用5级李克特量表设计,数据经过正态性检验、因子分析后得到24个指标作为观测变量,且经过模型拟合指标和评价确定最后的影响路径。[结果]企业内部动力对森林碳汇抵消政策实施有显著正影响,路径系数为0.17,其中,降低企业减排成本对森林碳汇抵消政策实施影响最大,为0.973;外部激励对森林碳汇抵消政策实施的直接影响不显著,通过内部动力的间接作用影响显著,路径系数为0.054,其中,贷款和进出口优惠政策的影响路径系数最大,分别为0.999和0.99;外部约束对森林碳汇抵消政策实施有显著正影响,路径系数为0.766,通过内部动力的间接路径系数为0.087,直接路径系数为0.679,其中,媒体宣传的影响路径系数最大,为0.922;对森林碳汇抵消政策实施的总路径作用大小为外部约束>内部动力>外部激励,内部压力对森林碳汇抵消政策实施影响不显著。[结论]企业内部动力对森林碳汇政策实施有正影响,表明加强森林碳汇的抵消作用和环保作用有利于企业支持森林碳汇政策的实施;企业外部激励对森林碳汇政策实施有正影响,表明继续依靠政府支持可以激励企业购买森林碳汇;企业外部约束对森林碳汇政策实施有正影响,表明政府和市场对低碳的呼吁能够引导企业进行低碳经营,有助于森林碳汇市场的发展。本研究结果可为从需求者企业视角制定森林碳汇市场政策、鼓励和引导企业购买森林碳汇提供重要依据。
2017 Vol. 53 (7): 118-133 [摘要] ( 24 ) [PDF 1152KB] ( 71 )
综合评述
无人机激光雷达与摄影测量林业应用研究进展
刘清旺, 李世明, 李增元, 符利勇, 胡凯龙
森林空间结构及动态变化规律对森林经营管理、生态环境建模等具有重要意义,无人机激光雷达与摄影测量能够获取丰富的森林空间结构和类型信息,在单木、林分尺度森林环境长时间序列监测方面具有无可比拟的优势。无人机激光雷达系统一般搭载多回波/全波形激光扫描仪,配备高精度全球导航卫星系统&惯性测量单元(GNSS&IMU)等传感器,以保证激光脉冲回波信号的几何定位精度。无人机摄影测量系统通常搭载可见光(RGB)/多光谱相机,配备低精度GNSS&IMU,通过高重叠率航片的三维重建算法自动解算航片内外方位元素,生成具有相对参考坐标的图像及点云,采用地面控制点(GCPs)、参考影像等方式进行几何精校正,对于连续覆盖的森林区域,使用高精度GNSS、稳定平台等可以提高图像匹配精度。通过单木分割法可以提取单木结构信息,从激光雷达点云或摄影测量重建点云中识别树冠顶点、树冠边界、位置等属性,也可以将点云投影到体元空间或者生成冠层高度模型(CHM),在此基础上识别单木特征。林分结构信息提取常采用高度分布法,从点云中直接计算高度分位数、回波指数等点云特征量,或者按照指定的高度间隔生成频率或强度合成波形,计算波形分位数、波形前沿、波形后沿等波形特征量,根据点云特征量、波形特征量与地面测量值之间的关系估测森林结构参数。激光雷达点云和摄影测量重建点云均能用于提取林下地形,对于低郁闭度区域二者相差不大,对于高郁闭度区域摄影测量重建点云提取的林下地形精度较低。多时相无人机激光雷达和摄影测量相结合,可以监测人工修枝、择伐、火灾、病虫害等引起的森林结构变化以及枝叶生长、落叶等物候变化。无人机激光雷达与摄影测量提取的森林结构参数精度受采集方式、数据处理算法、森林生长季节、地形等因素影响,尚未形成适合林业推广应用的成熟技术体系。无人机系统飞行应当遵照国家/当地法律法规以及相关规定条款的约束,我国按照空机质量、起飞全重等指标对无人机进行分类管理。未来无人机数据获取与处理系统将更加智能化、微型化、低成本化,更好地满足林业应用业务需求。
2017 Vol. 53 (7): 134-148 [摘要] ( 22 ) [PDF 1202KB] ( 78 )
研究简报
神农架次生林原生树种与引入树种树干附生地衣多样性差异
杨林, 邓晶晶, 郭华, 胥焘, 王传华
[目的]研究神农架地区次生林主要原生树种与引进树种树干附生地衣多样性的差异,为该地区的地衣多样性保护和次生林管理提供理论支持。[方法]采用样线法调查神农架地区次生林7个原生树种和3个引进树种的树干附生地衣,运用EstimateS 9.1.0软件包计算各树种预期地衣丰富度,统计各树种地衣群落的物种组成和生长型组成,计算Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数(E)并评估单株、树种和种组水平的群落多样性特征,最后采用系统聚类法对10个树种的地衣群落进行聚类。[结果]10个树种树干地衣预期丰富度存在较大差异,且引进树种的预期地衣丰富度均值高于原生树种;10个树种的树种内地衣丰富度和树种间地衣丰富度变异均较大,但原生树种组和引进树种组间无差异;引进树种和原生树种树干地衣的优势种类存在明显差异,表现为小刺褐松萝、大哑铃孢、流苏茶渍和日本珊瑚枝4种地衣在原生树种上成为优势种,橄榄斑叶梅和裂树花则只在引进树种上成为优势种,引进树种中新出现了美国树花、裂树花和侯氏树花等地衣;不同生长型地衣在树种间的分布也存在一定差异;原生树种地衣群落的多样性指数具有锐齿槲栎最低而川鄂柳最高的特点,而引进树种组具有华山松>马尾松>日本落叶松树的趋势;原生树种地衣群落的多样性指数略高于引进树种组;10个树种的地衣群落可以聚成与优势地衣组成相关的3类,而3个引进树种分属其中一类。[结论]神农架地区次生林拥有较高的地衣丰富度;10个树种的树干附生地衣群落在物种丰富度、多样性、优势种组成、部分地衣的宿主偏好方面存在差异,说明该地区森林生态系统的树种多样性对于地衣多样性维持具有重要意义;华山松等用材树种的引进及其种群动态对该地区地衣多样性的潜在影响值得关注。
2017 Vol. 53 (7): 149-158 [摘要] ( 14 ) [PDF 1182KB] ( 72 )
气候变化对中国森林火险的影响
田晓瑞, 舒立福, 赵凤君, 王明玉
[目的]在全国尺度上研究气候变化对森林火险的影响,为我国宏观林火管理提供科学参考依据。[方法]研究区包括中国的主要森林分布区,并根据中国生态地理系统分成6个区域,研究过去50年和未来2021-2050年的主要气候特征及火险变化。地面气候资料包括824个国家级基准、基本站的日值观测资料(1961-2010年)数据集,利用距离方向加权平均法把各气象因子差值到空间分辨率为0.25°×0.25°的网格点。气候情景数据包括4个情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5)下5个全球气候模式(GFDL-ESM2M、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-LR、MIROC-ESM-CHEM和NorESM1-M)的日值数据(1951-2050年),水平分辨率为0.5°×0.5°。分别根据观测数据和订正后的气候模式预测数据计算每个格点每日的森林火险天气指数。因子突变检验采用Mann-Kendall法。[结果]历史观测数据表明,基准时段(1971-2010年)研究区平均气温呈上升趋势,但降水量无明显变化。1961-2010年各森林分布区的火险期平均气温增加趋势显著,而降水量只有中温带干旱地区荒漠针叶林区显著增加,其他区域的变化不显著。1976-2010年各生态地理区内森林分布区的火险期指数平均值大部分表现出增加趋势。区域气候情景模型预测2021-2050年森林分布区的平均气温将增加1.6~2.1℃,降水将增加2.3%~4.8%。2021-2050年各生态区防火期的平均气温在都比基准时段显著增加,但降水量只有寒温带湿润地区针叶林区和中北亚热带湿润地区阔叶林、人工植被区显著增加。RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下火险天气指数95th百分位数比基准时段分别增加13.5%,18.9%,14.9%和22.33%;不同气候情景下的火险天气指数的未来增量存在空间差异,其中南方和西南林区的高火险天气日数将明显增加。[结论]1976-2010年我国的森林火险指数表现出增加趋势。气候模式对气温与降水的模拟基本和观测值一致,其预测的2021-2050年我国森林分布区的平均气温和降水量都将有所增加,导致火险期气候呈现暖干化变化趋势,大部分区域的火险指数将升高,尤其南方比北方林区的增幅更加显著,华北和西南地区将是未来森林火灾预防的重点区域。目前气候模型还不能很好地模拟极端气候事件,这对森林火险的分析会有一定的影响,但研究结果可以反映森林火险天气的变化趋势。未来需要更加注重极端气候事件对森林火险和潜在火行为影响的研究。
2017 Vol. 53 (7): 159-169 [摘要] ( 20 ) [PDF 1774KB] ( 91 )
基于红外相机监测分析的红腹角雉日活动节律
李佳, 刘芳, 李迪强, 徐海青, 蒋军
[目的]了解湖北神农架国家级自然保护区野生红腹角雉日活动节律变化,为保护区珍稀雉类的有效管理提供科学依据。[方法]在2010-08-09、2011-03-09月的研究期和2013-08-2015-05的研究期,分别利用36和60台红外相机,在保护区的90和188个研究相机位点,监测研究红腹角雉的活动节律,共获得295张有效独立照片。[结果]1)红外相机的拍摄率在4-9月明显高于其他月份,5月拍摄率最高;2)红腹角雉雌性和雄性每日均只有1个活动高峰期,其中雌性出现在10:00-12:00;雄性出现在06:00-08:00;3)人类干扰活动有2个高峰期,出现在10:00-12:00和14:00-16:00;在人类活动干扰后,平均间隔10.28天±4.07天才能再次拍摄到红腹角雉活动;4)在有人类活动干扰出现的区域,红腹角雉为了避开人类活动高峰期,变成有2个活动高峰期,分别出现在06:00-08:00和16:00-18:00。[结论]初步明确了红腹角雉的活动节律和受到的人为活动干扰情况以及红腹角雉在适应人为干扰上的应对策略。
2017 Vol. 53 (7): 170-176 [摘要] ( 7 ) [PDF 1557KB] ( 65 )
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