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2015年 第51卷 第10期 刊出日期:2015-10-25
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林业科学. 2015, 51(10):  0-0. 
摘要 ( 93 )   PDF (693KB) ( 350 )  
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论文与研究报告
不同密度毛竹林土壤质量综合评价
范少辉, 赵建诚, 苏文会, 余林, 严彦
林业科学. 2015, 51(10):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151001
摘要 ( 258 )   HTML   PDF (553KB) ( 604 )  
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[目的] 密度是林分结构的重要指标之一,对系统功能具有重要影响。本研究分析长期不同密度经营下的毛竹林土壤质量指标,并对其进行综合评价,揭示密度影响毛竹林生产力的原因及机制,旨在为其合理地密度经营提供理论依据。[方法] 以安徽省黄山区毛竹林为对象,研究了1 200,1 800,2 400和3 000株·hm-2 4个密度下毛竹纯林的土壤物理性质、pH值、养分含量及酶活性等18个土壤质量指标,采用单因素分析(ANOVA)进行显著性检验,采用最小显著性差异法(LSD)进行多重比较; 运用模糊数学和多元统计分析方法,计算各密度梯度毛竹林土壤质量综合指数,并对其土壤质量进行评价。[结果] 土壤密度以3 000株·hm-2密度下竹林最大(达1.10 g·cm-3),相同密度下土壤密度随土层深度增加而增大; 土壤含水率和总孔隙度均以2 400株·hm-2密度下竹林最大,且各密度林分土壤总孔隙度均随土层深度增加呈逐渐减小趋势; 土壤pH值和全氮含量随林分密度增大而逐渐增大,而有机质、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量则随林分密度增大先逐渐增大后又略有下降; 土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性随林分密度增大呈现先升高而后趋于稳定或下降趋势; 相同密度下,土壤养分含量、酶活性与土层深度亦有一定相关性,其中,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全磷含量及酶活性均随土层深度增加呈现降低趋势; 对土壤质量的密度效应进行综合分析发现,毛竹林0~60 cm土层土壤质量综合指数随林分密度增大先升高后降低,以2 400株·hm-2密度下竹林最大,达0.585 3,说明适宜的密度结构对土壤质量改善有一定作用; 相同密度下,0~20 cm土层的土壤质量明显优于其他土层。[结论] 密度调控是林地管理的重要措施,长期的合理密度经营有利于优化林分结构,促进充分利用森林生态系统环境要素,改善林下植被、枯落物及养分循环过程;在本研究地点,不同密度毛竹林的土壤质量差异显著,采用合理密度(2 400株·hm-2)经营有利于改善土壤质量。
宁夏六盘山华北落叶松人工林植被碳密度特征
王云霓, 曹恭祥, 王彦辉, 熊伟, 于澎涛, 徐丽宏
林业科学. 2015, 51(10):  10-16.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151002
摘要 ( 244 )   HTML   PDF (658KB) ( 436 )  
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[目的] 定量研究宁夏六盘山地区华北落叶松人工林的植被碳密度特征并揭示主要影响因子,以期为合理经营森林增强森林的碳汇等服务功能提供科学依据。[方法] 在半湿润的香水河小流域和半干旱的叠叠沟小流域,设立不同坡位、密度、林龄的林分样地进行野外调查,并结合宁夏六盘山森林生态定位站多年积累的样地调查数据。根据经验方程,依据林分生长特征计算林分的生物量及其组成,利用各种生物量的碳含量计算得到植被碳密度。[结果] 六盘山华北落叶松林植被碳密度为0.70~74.10 t·hm-2,平均为30.96 t·hm-2; 对调查林分的各生长指标(密度、树高、胸径、郁闭度、林龄)而言,碳密度都是在一定范围内随结构指标增加而升高,但在密度、树高、胸径达到一定阈值(密度为1 300株·hm-2、树高为12 m、胸径为14 cm)后就变成缓慢增加,在郁闭度达到阈值0.7后趋于稳定; 碳密度随林龄的变化是小于18年生前增加缓慢,19~27年生时快速增大,达到27年生后又增加缓慢; 近10年华北落叶松林植被碳密度持续增加,其中半湿润区条件下的碳密度年增量(5.57 t·hm-2·a-1)显著(P<0.05)大于半干旱区(2.58 t·hm-2a-1)。[结论] 基于本研究对森林植被碳密度特征研究结果的综合分析,并考虑促进林下自然更新、形成林分复层结构、维持较高植物多样性、降低森林生态耗水、提高抵抗风雪灾害能力等方面的林分结构要求,认为六盘山华北落叶松林的多功能理想林分应是郁闭度在0.7左右、密度不高于1 300株·hm-2,这有利于同时实现固碳增加、产水较多、自然更新和结构稳定等多重要求。
海南省清澜港红树林湿地健康评价
郭菊兰, 朱耀军, 武高洁, 郭志华, 文菀玉
林业科学. 2015, 51(10):  17-25.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151003
摘要 ( 167 )   HTML   PDF (744KB) ( 355 )  
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[目的] 评价红树林湿地内在健康与外在健康压力、分析红树林湿地健康组分与其所处环境的协调性(矛盾冲突或和谐一致)及未来健康发展趋势,以期为红树林湿地的保护与合理利用寻求科学模式。[方法] 基于清澜港1987, 2000和2010年3期TM影像、地图、地形图及群落样地调查数据,应用模糊综合评价模型与综合干扰强度指数计算模型,评价研究区红树林湿地内在健康与外在健康压力。在此基础上,借鉴医学健康商数理论,用动态的研究方法分析研究区红树林湿地整体健康发展趋势。[结果] 研究区各群落类型内在健康表现为: 海漆+木榄群落表现为很健康,红树+木果楝群落、红树群落及红树+海莲群落表现为健康,角果木群落、海莲群落、角果木+木榄群落及红树+杯萼海桑群落表现为基本健康,榄李+角果木群落和杯萼海桑群落表现为一般病态;研究区内在健康指数为0.599 9,表现为基本健康,表明目前群落结构基本稳定;研究区各种干扰类型对湿地的干扰强度表现为林地损失> 海堤建设> 原生境破坏> 围塘养殖> 海平面上升> 土壤重金属污染,贡献率分别为31.37%,29.41%,23.53%,11.76%,2.94%和0.98%, 人为干扰强度远大于自然干扰强度,土壤重金属污染还没有对红树林湿地内在健康构成威胁,海平面上升对红树林湿地的干扰呈逐年增强趋势; 研究区外在健康压力综合指数为0.816 0,表现为极强;湿地整体健康商数(HQW=0.735 2)<1,表明研究区外部干扰对红树林湿地的负面影响占主导地位。[结论] 影响红树林湿地整体健康的环境因子主要为人类活动,其中,围塘养殖与海堤建设对生境的破坏最为突出; 人为干扰直接导致红树林资源减少,原滩涂生境破坏,地形地貌改变,使得系统的完整性缺失,稳定性降低,生物多样性减少,部分红树植物濒临灭绝; 健康压力对红树林内在健康的影响主要表现在红树林群落结构退化, 在水平结构上表现为群落物种数量减少,部分群落类型退化为单一种群群落,在垂直结构上主要表现为群落层次结构简单、高生长退化,由原来的乔木和小乔木退化为树高不足1 m的高密度矮生灌木丛; 研究区环境与健康组分之间矛盾突出,环境状况有悖于红树林湿地健康发展方向,红树林湿地有由基本健康向一般病态发展的趋势; 减少和控制围塘养殖、海堤建设等人为干扰是红树林湿地与环境从矛盾转化为和谐的主要措施。
苦楝-小麦农林复合生态系统土壤真菌群落结构分析
张敏, 周鹏, 季永华
林业科学. 2015, 51(10):  26-34.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151004
摘要 ( 156 )   HTML   PDF (1535KB) ( 467 )  
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[目的] 采用18S rDNA PCR-DGGE技术研究苦楝-小麦农林复合生态系统根际及非根际土壤真菌群落结构,以期揭示农林复合生态系统中伴生树种对作物根际真菌群落的影响,为农林复合经营实践提供理论参考。[方法] 提取根际和非根际土壤真菌DNA,采用通用引物GC-FR1和FF390扩增18S rDNA基因目的片段,扩增片段用变性梯度凝胶电泳分析;不同处理间微生物群落结构的相似性采用非加权组算术平均法分析比较;以物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数3个指标评价各样品真菌多样性;最后将DGGE图谱中的优势条带割胶测序并建立系统发育树。[结果] 根际真菌群落结构和多样性远比非根际土壤复杂,且根际土壤样品DGGE电泳图谱中优势条带数也比非根际土壤样品多。进一步采用非加权组算术平均法对不同处理间真菌群落结构的相似性进行分析,发现每个处理组3次重复间的相似度除苦楝根际土壤外均大于70%;在聚类分析图中所有处理明显分为3个组,相似度为51%;小麦根际真菌菌群与苦楝-小麦农林复合系统中的小麦根际真菌相似性最高,相似度为72%,表明苦楝对小麦根际真菌群落的影响不大;苦楝根际真菌菌群与其他各组间差异较大,相似度仅为51%。主成分分析结果也表明所有处理明显分为3个群组。多样性分析结果表明,各处理组根际真菌之间以及非根际真菌间丰富度差异均不明显,而苦楝-小麦农林复合系统中的小麦及苦楝根际真菌丰富度显著高于非根际真菌;根际真菌的Shannon-Wiener多样性指数存在显著差异,非根际真菌的Shannon-Wiener多样性指数差异不显著;根际真菌及非根际真菌各组间均匀度指数差异不大,而小麦-苦楝农林复合系统中的小麦以及苦楝根际真菌与非根际真菌均匀度指数存在明显差异。此外,DGGE图谱中的11条优势条带克隆测序结果表明,3条条带为不能培养的真菌,其余8条条带对应的同源性最高的序列分别属于球囊菌门、担子菌门、子囊菌门和半知菌亚门。[结论] 小麦-苦楝农林复合系统中的小麦根际真菌丰富度、多样性指数和均匀度均比单纯小麦根际真菌高,表明此复合系统中伴生的苦楝可增加小麦根际真菌的多样性。
基于FVC的新疆植被覆盖度时空变化
邵霜霜, 师庆东
林业科学. 2015, 51(10):  35-42.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151005
摘要 ( 215 )   HTML   PDF (1335KB) ( 592 )  
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[目的] 对新疆植被覆盖变化的空间自相关性进行分析,研究植被覆盖的时间变化特征、空间分布特征及变化趋势等,为改善区域生态环境提供参考。[方法] 利用新疆1998—2012年NDVI数据,采用像元二分法获取植被覆盖指数(FVC)数据,在此基础上运用Sen+Mann-Kendall 趋势分析和空间自相关分析方法,研究新疆植被覆盖的变化趋势特征和空间分布的聚集性特点。[结果] 1) 15年间新疆植被覆盖度略有下降趋势,山地和平原均呈下降趋势,山地较平原变化大。2) Sen+Mann-Kendall趋势分析可反映新疆FVC变化趋势的空间分布特点,全疆植被改善区域占25%,退化区域占28%,47%的区域变化不大,其中明显改善区域和严重退化区域所占比例均为10%左右。植被改善区域主要分布在天山北坡一带,退化区域主要分布在山地和平原的交错带,伊犁地区退化程度尤为严重。植被覆盖度极低地区基本不变,退化区域主要分布在植被低覆盖度区域周围。3) 空间自相关分析进一步验证了Sen+Mann-Kendall 趋势分析结果,新疆植被有明显的聚集现象。全局自相关性分析表明,当距离大于3 km后,空间自相关影响不大。局部相关性分析表明,新疆植被覆盖以"高-高聚集"和"低-低聚集"为主。[结论] 植被盖度相对较高的地区植被覆盖越易改善,盖度较低或无覆盖的地区越难改善,而且退化越明显。根据植被盖度的聚集性可以看出,植被覆盖呈现明显的"高-高聚集"和"低-低聚集"格局,这与区域气候、水资源分布及人类活动的影响有着潜在的联系。今后可重点分析植被覆盖变化的影响因素,以了解干旱区植被覆盖变化的驱动机制。由于人类活动在短时期内对植被覆盖变化的影响比较显著,因此在空间上分析人类活动对植被覆盖变化的影响可为改善干旱区植被覆盖提供相应指导。[其他] 本文从植被覆盖的空间聚集性解释了植被覆盖变化特点,一方面是对Sen+Mann-Kendall 趋势分析的验证,另一方面为整体分析植被的变化特征提供了依据。
基于线性混合像元分解技术提取山核桃空间分布
奚祯苑, 刘丽娟, 陆灯盛, 葛宏立, 陈耀亮
林业科学. 2015, 51(10):  43-52.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151006
摘要 ( 177 )   HTML   PDF (2747KB) ( 377 )  
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[目的] 利用混合像元分解技术研究一种快速、准确提取山核桃空间分布信息的新方法,为亚热带经济林资源及其动态变化的快速检测提供新手段。[方法] 以浙江省临安市西部为研究区,首先,采用线性混合像元分解技术获取植被(GV)、阴影(shade)和土壤(soil)3个分量图,据实地考察,基于山核桃的GV,shade和soil分量与其他植被的区分性较大的特征,构建植被-土壤指数、植被-阴影指数和归一化多分量指数3种新的指数;然后,基于归一化植被指数和新的指数建立决策树模型提取山核桃;最后,将研究区的土地覆盖类型分为山核桃和其他地类,并通过地面调查收集的样地数据和Google Earth高分辨率影像对分类结果进行验证。[结果] 归一化多分量指数可最大限度地扩大山核桃与其他在光谱上易混淆的植被之间的差距,与其他植被的可分离性最好,因此,将归一化多分量指数作为提取山核桃的最优指数。基于该指数提取山核桃的总体精度达88.67%,Kappa系数为0.76,成功实现临安西部区域的山核桃信息提取,证明使用线性混合像元分解模型提取山核桃的潜力。[结论] 针对山核桃经济林提取而提出的归一化多分量指数,物理意义明确,实现简单,易于理解和分析,尽可能地降低由于步骤复杂、样本类数多而造成的系统误差和人为误差,其结果还可为今后其他地区山核桃的提取或具有相似生长条件的经济林空间分布信息的提取提供参考,具有较高的应用潜力和推广价值。
毛竹β-胡萝卜素羟化酶基因的分子特征及其功能
孙化雨, 陈颖, 赵韩生, 董丽莉, 王丽丽, 娄永峰, 高志民
林业科学. 2015, 51(10):  53-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151007
摘要 ( 260 )   HTML   PDF (1233KB) ( 495 )  
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[目的] β-胡萝卜素羟化酶(BCH)是催化β-胡萝卜素经中间产物β-隐黄素合成玉米黄质的关键酶,玉米黄质在植物光保护过程中发挥着重要作用。通过研究毛竹β-胡萝卜素羟化酶基因(PeBCH)的结构特点、表达特征和功能,为揭示强光胁迫条件下PeBCH在竹子光保护中的作用提供证据,为培育抵抗强光胁迫的植物新品种提供新的基因资源。[方法] 以毛竹为对象,通过同源克隆的方法分离PeBCH,利用生物信息学软件分析其结构特点,采用实时荧光定量PCR技术分析基因的组织表达特性,构建PeBCH基因的过量表达载体,并在拟南芥中异位表达,通过对转基因拟南芥植株的表型和生理变化来鉴定PeBCH基因的功能。[结果] 从毛竹中获得了1个BCH同源基因序列,命名为PeBCH; 该基因的全长1 385 bp,编码区为927 bp,编码区对应的基因组序列为1 566 bp,包含 5个内含子、6个外显子,内含子完全符合GT-AG剪接原则。PeBCH编码1个308 个氨基酸的蛋白,PeBCH蛋白具有BCH家族的特征结构域PD095142和PD011050,存在4个跨膜结构,二级结构含有无规则卷曲、延伸链和α螺旋3种,其中以无规则卷曲覆盖的氨基酸残基最多。组织表达特异性分析表明,PeBCH基因在毛竹的根、幼茎、叶片、叶鞘、节中均检测到表达,但表达丰度存在着显著差异,其中在叶片中的相对表达丰度最高。不同光照处理影响PeBCH基因的表达,随着光强的增大该基因的表达丰度呈现先上升后下降的趋势,其中光强1 000 μmol·m-2s-1处理后基因的表达丰度最高,约为对照的1.5倍,但光强1 500 μmol·m-2s-1处理后,PeBCH基因的表达丰度显著下降,仅为对照的5%,明显受到强光的抑制。利用PeBCH基因转化拟南芥后,RT-PCR分析表明PeBCH基因在转基因植株中得到表达; 与野生型拟南芥相比,转PeBCH基因拟南芥植株生长健壮,叶绿素、类胡萝卜素、胡萝卜素和叶黄素含量均有所增加; 在实验室环境光强(145 μmol·m-2s-1)和强光(530 μmol·m-2s-1)条件下,转PeBCH基因植株的NPQ明显高于野生型植株,二者NPQ的稳定值间差异达到极显著水平(P<0.01)。[结论] PeBCH在毛竹中为组成型表达,光照处理(<1 000 μmol·m-2s-1)诱导其在叶片中的表达。该基因的过量表达有助于提高转基因植株的热耗散能力,抵抗强光胁迫。该基因将是今后植物抗逆分子育种的重要基因资源之一。
毛果杨中与PtMKK4互作的PtMPKs的筛选及验证
王磊, 宿红艳, 顾亮, 常志远, 陈娜
林业科学. 2015, 51(10):  60-66.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151008
摘要 ( 175 )   HTML   PDF (1213KB) ( 430 )  
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[目的] 在外界刺激传递到胞内引起细胞响应的信号转导网络中,促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联途径处于中心环节。该途径由 MAPKKK,MAPKK和MAPK 3种蛋白激酶组成,各组分之间以逐级磷酸化的方式构成信号放大途径,特异感受上游刺激,将信号放大并向下传递给靶蛋白。迄今尚未在杨树中确定一条完整的 MAPK信号通路。毛果杨MAPKK成员PtMKK4在干旱信号转导中发挥重要作用,筛选、鉴定其进一步激活的靶标MAPKs将为深入理解MAPK级联途径调控植物逆境响应机制提供重要信息。[方法] 利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术筛选、鉴定与PtMKK4互作的MAPKs,并采用半定量PCR方法对筛选到的PtMPKs在干旱和高盐胁迫处理下表达水平的变化进行分析。[结果] 分别构建pGBKT7-PtMKK4诱饵表达载体和pGADT7-PtMPKs猎物表达载体,共转化酵母Y2H感受态细胞。仅共转化pGBKT7-PtMKK4和pGADT7-PtMPK6-1的酵母菌可在营养缺陷型筛选培养基SD/-Ade/-Trp/-Leu/-His和SD/-Ade/-Trp/-Leu/-His/X-α-gal中生长,且在SD/-Ade/-Trp/-Leu/-His/X-α-gal中生长的菌落显示蓝色。双分子荧光互补试验进一步证实PtMKK4和PtMPK6-1存在蛋白互作。此外,与PtMKK4相似,PtMPK6-1可被20% PEG和200 mmol·L-1 NaCl诱导表达。[结论] 在毛果杨MAPK级联途径中,PtMPK6-1可能为PtMKK4激活的靶标。
桂林喀斯特石山50种常见植物叶片光合色素含量及耐荫性定量评价
马姜明, 黄婧, 杨栋林, 梅军林
林业科学. 2015, 51(10):  67-74.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151009
摘要 ( 184 )   HTML   PDF (1035KB) ( 408 )  
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[目的] 分析桂林喀斯特石山植物叶片光合色素指标的数量特征,运用多元统计方法从光合色素的角度探索出主要耐荫性指标,并对不同植物进行耐荫性程度分类,探讨不同植物适应喀斯特石山生境所表现出的光合色素生理特征,为修复退化喀斯特石山生境提供相应的理论依据。[方法] 选择桂林喀斯特石山生境中常见的50种植物为研究对象,分别测定叶片叶绿素a (Chl a)、 叶绿素b (Chl b)、 类胡萝卜素 (Car)、 总叶绿素 Chl (a+b) 含量和Chl a/b比值5个光合色素指标值; 采用单因素方差分析及多重比较检验不同植物光合色素指标值的差异显著性; 采用Pearson相关性分析法对不同光合色素指标值进行相关性检验; 利用主成分分析法找出植物叶片光合色素指标中的主要变量; 基于50种植物耐荫性主成分排序,采用有序样本分割法对50种植物进行耐荫性程度划分。[结果] 50种植物叶片Chl a,Chl b,Car,Chl (a+b)和Chl a/b比值的平均值分别为2.89 mg·dm-2,1.19 mg·dm-2,0.59 mg·dm-2,4.07 mg·dm-2和2.47; 50种植物叶片光合色素5个指标值分别均存在极显著差异; Chl a,Chl b,Car,Chl (a+b)之间均呈极显著的正相关,Chl a/b比值与Chl b之间呈极显著的负相关,与Chl a之间相关性不显著; 表征桂林喀斯特石山生境中50种植物叶片光合色素的主要指标为叶绿素含量[chl a, chl b, chl (a+b)],其次为Chl a/b比值; 50种植物划分为3种类型: (I)阴生植物、(II)植物兼有阴生和阳生的特性、(III)植物具有阳生性或者中生性特征。[结论] 基于叶片叶绿素含量和Chl a/b比值判断植物耐荫性与实际情况总体较吻合,这2个指标是反映植物耐荫性的重要指标,研究结果为该地区的植被恢复与重建过程中的物种选择提供参考。
水分胁迫和种源对黄柳叶功能性状的影响
安海龙, 谢乾瑾, 刘超, 夏新莉, 尹伟伦
林业科学. 2015, 51(10):  75-84.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151010
摘要 ( 203 )   HTML   PDF (1804KB) ( 391 )  
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[目的] 比较分析水分胁迫、种源及其交互作用对不同种源黄柳叶功能性状的影响,并探讨种源地气候与种源差异的关系。[方法] 采用盆栽水分梯度法,选取来自6个种源地的当年生黄柳扦插苗为试验材料,设置正常水分(CK)、轻度干旱(T1)、中度干旱(T2)和重度干旱(T3)4个水分胁迫梯度,利用Li-Cor6400便携式光合作用测定系统测量苗木的光合指标,在ArcGis9.2中从WorldCLIM全球高分辨率(1 km×1 km)气候数据库中提取出各种源地的气候数据,并以此计算年平均降水量(MAP)和年平均气温(MAT),用ANOVA分析不同种源黄柳叶功能性状对不同水分胁迫处理的响应,结合一般线性模型(GLM)分析源地气候、种源和水分胁迫对黄柳叶功能性状的影响,并用Pearson相关性分析种源地气候因子(MAT,MAP)与叶功能性状的相关关系。[结果] 1)水分胁迫对黄柳的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)和相对含水量(RWC)有显著影响。2)种源对所有性状都有显著影响,但对不同性状的影响不同。对PnE,种源的作用相对于水分胁迫的作用很弱; 对WUE和RWC,种源主要是通过影响二者对水分胁迫的响应方式起作用; 比叶面积(SLA)主要受种源影响,对水分胁迫不敏感。3)种源地气候对Pn,E和WUE的种源差异有显著影响,并且Pn的种源差异由种源地气候、非气候因素共同导致; 而RWC和SLA的种源差异主要由种源地非气候差异导致。[结论] 黄柳叶功能性状在不同种源间、不同水分胁迫下均具有显著差异,但种源与水分胁迫对黄柳叶功能性状的影响程度不同。种源地气候可解释种源差异对黄柳叶功能性状解释的一部分,但种源地气候的影响在不同的叶功能性状之间存在很大差异。因此,黄柳叶功能性状的差异不仅反映不同种源对不同水分胁迫的生理生态响应,也体现不同种源由于生长的地理环境的差异所形成的特有生态适应性。
昆嵛山腮扁叶蜂与乔木层树种的联结性分析
潘琪, 梁军, 倪杨, 苑晓雯, 时良, 李建伟, 张星耀
林业科学. 2015, 51(10):  85-92.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151011
摘要 ( 187 )   HTML   PDF (1020KB) ( 347 )  
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明确昆嵛山腮扁叶蜂的发生与乔木层树种关联性质以及关联强度,为通过林分结构调整控制该食叶害虫提供参考。[方法] 在昆嵛山林区设置的50块永久样地内进行乔木层植物调查,并基于2×2联表,应用总体方差分析、2统计检验、Ochiai关联度指数、Dice指数、联结系数、共同出现百分率、点相关系数以及Cramer指数等指标,分别对昆嵛山腮扁叶蜂与50块样地中所有57种乔木树种种群的总体相关性、该昆虫与各树种构成的物种对之间联结性质,联结显著性以及联结强度进行测度,并计算了这些乔木植物的重要值。[结果] 1) 50块永久样地范围内共有7种植物为昆嵛山腮扁叶蜂的寄主,它们分别是赤松、黑松、红松、华山松、火炬松、班克松以及美加红松,其重要值之和占所有乔木树总重要值的49.1%; 2) 昆嵛山腮扁叶蜂与57个树种群总体存在极显著的正相关性; 3) 该食叶昆虫与26个物种分别构成的物种对均呈正联结关系,与另外31个物种分别构成的物种对呈负联结关系,负联结的比例高于正联结; 4) 该昆虫与赤松、黑松分别具有极显著(P<0.01)和显著的(P<0.05)正联结关系,与拐枣、青杨分别具有极显著(P<0.01)和显著的(P<0.05)负联结关系。[结论] 筛选出昆嵛山林区范围内与昆嵛山腮扁叶蜂存在正、负联结的乔木树种各2种,为林分结构调整控制该种食叶害虫提供基础。此外,还结合野外实际观测情况,对昆嵛山林区内食叶昆虫—寄主—非寄主的分布及共存状况与原因进行分析和讨论,并对各个物种联结性联结性指数的作用和局限进行评价。由于该种食叶害虫仅出现于昆嵛山林区范围内,属于地区特有种,故而本项研究对揭示本地害虫长期以来与寄主协同互作的模式也有一定的指示意义。
入侵害虫椰子木蛾(鳞翅目:木蛾科)在我国的潜在分布
赵力, 李慧琪, 朱耿平, 蔡波, 李敏, 刘强
林业科学. 2015, 51(10):  93-100.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151012
摘要 ( 293 )   HTML   PDF (1959KB) ( 528 )  
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[目的] 椰子木蛾是椰子等棕榈科植物上的重要食叶类害虫,2013年8月该虫已在我国海南省9个市县、广东省中山市和顺德市及广西防城港等地发现,局部地区已形成种群,其入侵范围有不断扩大的趋势,国家林业局于2014年将其增补为林业危险性有害生物。对该新发现入侵害虫进行潜在分布区的预测,可为实施监测和控制其扩散蔓延提供参考。[方法] 首先根据椰子木蛾已有的分布记录对其本土种群和我国入侵种群所占有的气候空间进行对比,分析其入侵过程中生态位的保守性,然后结合其主要寄主植物椰子在我国的种植区域,运用Maxent和GARP 2种相关性方案的生态位模型对椰子木蛾在我国的潜在分布进行分析。[结果]椰子木蛾本土种群和我国种群所占有的气候空间有所差别,这种差异是由于本土种群和我国种群所在的地理空间差异造成,椰子木蛾在入侵过程中的生态位保守。基于Maxent和GARP的生态位模型的预测结果差异较大,但二者在我国南部地区的预测比较一致。二者的预测差异主要在印度南部、斯里兰卡和东南亚地区,这种差异主要是由于二者算法的不同造成的。基于Maxent和GARP的结果均显示,椰子木蛾在我国的潜在分布区域主要集中在广东、广西、福建沿海地区以及海南的大部分地区,广西中部和南部也具有较大的分布可能性,这些潜在分布区与我国椰子等棕榈科植物的种植区域大体是一致的,二者具有较大的重叠。[结论] 沿海地区贸易频繁,受人类活动的影响较大,容易助长入侵物种的扩散。椰子木蛾在我国南部适宜地区扩散的可能性较大,应在这些适宜地区开展虫情调查,采取应对措施可有效防止椰子木蛾的进一步扩散,同时我国应对来自椰子木蛾疫区的棕榈植物及繁殖材料进行严格检疫,以防止椰子木蛾的二次入侵。
农杆菌介导虎杖芪合酶基因遗传转化壶瓶枣的研究
罗在柒, 郭辉力, 杨亚东, 杨明峰, 马兰青, 王有年
林业科学. 2015, 51(10):  101-109.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151013
摘要 ( 226 )   HTML   PDF (1681KB) ( 402 )  
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[目的] 白藜芦醇作为植物次生代谢产物不但能提高果树抗真菌能力,还能改善果品质量。遗传转化芪合酶基因能够增强植物的抗真菌能力,虎杖芪合酶基因具有较高的催化合成白藜芦醇的效率,研究虎杖芪合酶基因遗传转化壶瓶枣,以期获得具有抗真菌能力且改善枣果实品质的遗传转化新材料。[方法] 通过组织培养再生体系与目的基因转化技术,优化获得茎诱导丛生芽,构建植物表达载体,优化遗传转化体系,采用农杆菌介导法将虎杖白藜芦醇生物合成关键酶基因PcPKS5遗传转化壶瓶枣。[结果] 优化壶瓶枣茎段诱导得到高分化率的丛生芽遗传转化体系,再生增植率为11.0,为壶瓶枣成功实现遗传转化奠定了基础。将壶瓶枣0.8~1.0 cm含茎尖和茎段的外植体材料置于农杆菌浓度OD600=0.6时侵染菌液中浸泡15.0 min,然后置于培养基上避光共培养3天;随后转入含Cb 300 mg·L-1,AS 60 mg·L-1的丛生芽诱导分化培养基中培养5~6周。将分化丛生芽转接至含4.0 mg·L-1 Basta的培养基中,获遗传转化植株173株;经Basta筛选,GUS显色、gDNA PCR、RT-PCR等检测证实,成功获得3个阳性转基因株系,荧光实时定量检测表明株系2表达效率较高。经植物化学成分分析,转化植株中目的基因得以表达,生成了目标产物白藜芦醇,其含量为0.45 μg·g-1(鲜质量)。[结论] 本研究成功实现虎杖芪合酶基因遗传转化壶瓶枣,获得壶瓶枣遗传转化新材料。且PcPKS5在枣树中异源表达,转基因材料中能够代谢合成白藜芦醇,有望提高转PcPKS5基因壶瓶枣抗枣树病原真菌病能力。白藜芦醇是否在壶瓶枣遗传转化材料果实中积累,及转基因植株果实品质的影响仍需深入研究。
综述
木本植物雌雄株生物学差异研究进展
翟飞飞, 孙振元
林业科学. 2015, 51(10):  110-116.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151014
摘要 ( 226 )   HTML   PDF (1145KB) ( 558 )  
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雌雄异株的性系统在木本植物中普遍存在,关于雌雄差异已有很多研究,且一直是研究热点,因此本文对木本植物雌雄株在形态解剖学、生理学、分子生物学及化学防御方面的差异进行综述,以期为雌株、雄株在生产实践中的选择性运用及理论研究提供参考。在形态解剖学方面,多年生植物雄株株型高、叶片和生物量大,逆境条件下细胞器受损较轻,适应不良环境的结构特征明显,其生长优势; 而结一次果或生命较短、结多次果的植物则是雌株占生长优势,如叶生物量比及叶面积比大、叶片旱生结构特征明显、生态可塑性大等。在生理学方面,虽然正常条件下一些植物的雌雄株无显著差异,但是逆境条件下差异显著。大多数植物雄株的光合作用、渗透调节作用、保护酶活性等高于雌株,且逆境条件下受伤害程度小于雌株。雌雄株脱落酸、赤霉素等内源激素含量存在显著差异,且该差异与发育时期密切相关; 逆境条件下雌株脱落酸含量显著高于雄株,雌株对逆境条件反应敏感。在分子生物学方面,雄株可通过基因表达水平的上调和一些关键蛋白的高表达,应对不良环境; 雄株中,大部分基因与激素生物合成、光合作用、活性氧清除酶系统等有关,且与电子传递、光系统稳定、氧化还原平衡以及应激反应有关的蛋白丰度较高。在一些物种中已找到与性别基因位点相连锁的标记,可用于雌雄异株植物的性别鉴定。在化学防御方面,雌株的酚类等物质含量高、叶片韧性值大,对病虫害的防御能力强。有关雌雄差异的研究中,来源于天然种群的雌雄株个体间遗传差异较大,而同一家系的雌雄株仍存在一定程度的遗传变异,因此最好选择固定父母本的杂交子代。目前大多数雌雄差异研究主要集中在生长发育的某一阶段,而雌雄差异与植物的发育时期密切相关,为了更全面地了解雌雄差异,有必要对不同发育时期的差异进行研究。另外,加强雌雄株在生理、分子等水平的差异研究,可为雌雄异株植物的性别鉴定提供理论依据。
纳米纤维素基导电复合材料研究进展
吕少一, 傅峰, 王思群, 黄景达, 胡拉
林业科学. 2015, 51(10):  117-125.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151015
摘要 ( 411 )   HTML   PDF (1730KB) ( 1377 )  
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作为一种天然可再生资源,纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米科技的发展,利用化学、物理、酶催化等方法得到一维纳米尺度的纳米纤维素应运而生。由于纳米纤维素具有高强度、高表面积、低热膨胀系数、易交织成网状结构等特点,其作为基体材料在柔性屏幕、透明传感器及储能器件方面发展迅速。按照制备方法(机械法、氧化法、水解法)的不同,可以得到具有不同物理微观形态和化学修饰基团的2类纳米纤维素:纳米纤维素纤丝和纳米纤维素晶体。按照储能机制的不同,导电活性物质主要包括导电高分子(聚吡咯、聚苯胺等)、金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛、氧化锌等)和碳材料(碳纳米管、石墨烯等)。由于纳米材料形态特征的差异性,纳米纤维素与导电活性物质可以形成不同微观尺度和结构特性的导电复合材料。在研究领域上,导电高分子/纳米纤维素基导电复合材料主要用于电致变色器件、电化学传感器及驱动器、超级电容器等研究领域,尤其是作为赝电容的超级电容器,表现出更出色的比电容; 碳材料与纳米纤维素形成的导电复合材料,可作为柔性电极用于柔性电池、柔性超级电容器等电子器件领域; 金属氧化物其纳米粒子具有独特的磁性、光学、压电等性能,其纳米纤维素复合材料在光电材料、太阳能电池等领域具有应用价值。正是由于纳米纤维素具有易于成膜与凝胶化、高吸水性、溶胀性、生物相容性等特性,才可以作为结构稳定与机械性能优良的载体材料或者骨架支撑材料,并与各类无机或有机纳米材料的特定导电性能相互融合在一起,进而产生具有高导电性、光电转换性、电化学氧化还原特性的特殊功能材料。在制备方法上,导电高分子不但可以通过溶液分散与纳米纤维素形成导电膜材料,而且可以通过原位聚合方式得到导电高分子/纳米纤维素导电复合材料; 而棒状的碳纳米管、片状的石墨烯以及颗粒状的金属氧化物主要是通过溶液分散方法在纳米纤维素中形成稳定溶液或水凝胶,进一步通过溶剂挥发、过滤、冷冻干燥或超临界干燥等方法得到导电性良好的薄膜材料或者气凝胶材料,还可以通过层层自组装技术得到透明导电膜材料。纳米纤维素在柔性电子储能器件上尚有较大发展潜力,下一步应针对纳米纤维素与导电材料之间的复合方式、分散均匀性、微结构控制、界面相容及相互作用机制等方面开展深入研究,更大限度地发挥纳米纤维素在导电活性物质上的平台效应,为纳米纤维素的功能化与应用提供更多的研究思路。
研究简报
红豆杉TcLBDs基因的克隆与表达分析
李艳艳, 杨艳芳, 王俊青, 王帅, 刘洪伟, 邱德有
林业科学. 2015, 51(10):  126-133.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151016
摘要 ( 259 )   HTML   PDF (2082KB) ( 488 )  
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[目的] LBD(LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN)转录因子在植物次生生长中具有潜在的作用。克隆红豆杉LBD基因,研究LBD在红豆杉剥皮后树皮再生过程中的表达状况,以揭示其调控作用。[方法] 在红豆杉剥皮再生组织转录组数据库中搜索LBD基因,根据获得的基因序列设计引物,利用RT-PCR方法克隆得到 2个红豆杉TcLBDs基因的cDNA片段,分别命名为TcLBD1TcLBD6。进一步利用生物信息学工具对其进行分析,最后利用半定量 RT-PCR 对红豆杉不同组织、利用qRT-PCR技术对其剥皮再生不同时期的TcLBDs的表达进行分析。[结果] TcLBD1的cDNA包含 549 bp开放阅读框(ORF),编码182个氨基酸; TcLBD6的 cDNA包含 687 bp开放阅读框,编码228个氨基酸。TcLBD1TcLBD6编码的蛋白质分子量分别为 19.97,25.13 kDa,序列分析表明二者在N端存在着LBD类转录因子特有的LOB结构域,都属于第1类(Class Ⅰ)LBD; 二者在核酸序列和氨基酸序列水平上分别有 55.2%和 57.9%的相似性,且蛋白质二级结构也具有较高的相似性。系统进化树结果显示TcLBD1与北美云杉的蛋白(ABK21479)聚为一簇,亲缘关系最近; TcLBD6与拟南芥的AS2/LBD6聚在一起。组织表达谱分析表明TcLBD1在茎和木质部(含形成层)中表达量明显高于根、叶片和韧皮部(含形成层)中的表达量; TcLBD6主要在根和茎中表达。2 个TcLBDs 基因在红豆杉剥皮再生不同时期再生组织间的表达模式结果显示,在其剥皮再生过程中TcLBD1基因表达量在6天时达到最高,整体呈上调表达; TcLBD6表达水平在18天后显著上调。[结论] 克隆 2 个红豆杉TcLBDs基因,TcLBD1TcLBD6,这2个基因在红豆杉剥皮再生过程中均有响应,推测二者在红豆杉剥皮后树皮再生过程中起调控作用。
香榧与榧树叶片光合特性及其光保护机制的比较
陈佳妮, 廖亮, 黄增冠, 戴文圣, 喻卫武, 胡渊渊, 吴家胜
林业科学. 2015, 51(10):  134-141.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151017
摘要 ( 211 )   HTML   PDF (1472KB) ( 408 )  
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[目的] 通过比较分析2个发育阶段的香榧和榧树叶片的气体交换参数、叶片氮含量及叶绿素荧光参数的差异,探讨香榧与榧树叶片光合特性及其光保护机制。[方法] 以天然林中15年香榧和榧树的幼叶(即萌芽后10天)和成熟叶(即萌芽后50天)为研究对象,通过测定2个发育阶段香榧、榧树叶片的光响应曲线、光合色素含量、叶氮含量、比叶重(SLW)、叶绿素荧光参数的变化。[结果] 1)香榧幼叶较榧树幼叶具有较低的最大净光合速率(Amax)、光饱和点(LSP)和较高的SLW,相对差值分别为40.3%,33.1%和29.7%(P≤0.05),而香榧成熟叶较榧树成熟叶具有较高的Amax,LSP和SLW,相对差值分别为26.3%,40.9%和44.8%(P≤0.05)。2)香榧幼叶和成熟叶较榧树叶片具有较高的氮含量,相对差值分别为32.5%和44.9%(P≤0.05),却具有较低的光合氮素利用效率(PNUE),相对差值分别为54.9%和12.8%(P≤0.05)。3)与9:00相比,13:00时(较高光强)香榧和榧树幼叶、成熟叶片的光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均显著降低,Pn的相对差值分别为33.7%,26.8%,35.1%和44.4%(P≤0.05),Gs的相对差值分别为27.7%,23.5%,38.7%和45.0%,但胞间CO2浓度(Ci)无显著变化(P≥0.05)。4)香榧幼叶较榧树幼叶具有较低的实际光化学量子效率(Y(II))(P≤0.05),及较高的△pH和叶黄素调节的热耗散量子效率(Y(NPQ))和类胡萝卜素/总叶绿素含量比值(Car/Chl)和叶绿素a/叶绿素b含量比值(Chla/Chlb)(P≤0.05); 香榧成熟叶较榧树成熟叶具有较高的荧光和不依赖于光的非调节性热耗散量子效率(Y(NO))(P≤0.05)。[结论] 具有较低Amax和LSP的香榧幼叶,在相同的高光强下较易发生光抑制,但较高光强下(13:00时)其光抑制程度小,主要是由于其能有效地通过增加Y(NPQ)、Car的形式进行过剩光能的热耗散及通过降低Chlb含量来减少光能的捕获; 具有较高的Amax和LSP的香榧成熟叶还需通过Y(NO)进行过剩光能的耗散。香榧叶片较榧树叶片具有较高的氮含量和较低的光合氮素利用效率(PNUE),说明分配到非光合组分的氮素较多,因此香榧在生产中要注意氮肥的施用。
美国红枫褐斑病病原菌鉴定
崔朝宇, 王园秀, 蒋军喜, 欧阳慧, 秦双林, 黄婷
林业科学. 2015, 51(10):  142-147.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151018
摘要 ( 229 )   HTML   PDF (1287KB) ( 456 )  
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[目的] 鉴定江西省鄱阳县美国红枫褐斑病的病原,为该病害的防治和进一步研究奠定基础。[方法] 实地调查该病害的发生时期和为害程度,对病害症状进行观察记载。随机采集30份不同发病阶段的病叶样品,采用PDA培养基按照常规组织分离法对其进行病菌分离和菌种纯化。选择代表性菌株PM-1和PM-2作为供试菌株,用浓度为1×106个·mL-1的孢子悬浮液对美国红枫健康叶片进行刺伤接种,并对接种发病后病斑进行病菌再分离,以完成柯赫氏法则验证。将各分离菌株接种于PDA平板中央,于25 ℃黑暗条件下培养,逐日观察测量菌落大小、颜色、形状、质地及产孢情况等性状。对自然发病寄主上着生的病菌和人工培养的病菌分别制作切片,在显微镜下观察载孢体及分生孢子形态,并测量其大小。根据培养菌落形态特征和病菌形态大小,参考相关文献,对病原菌进行种类归属鉴定。提取病菌基因组DNA,采用真核生物核糖体基因转录间隔区(ITS)通用引物ITS1(5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3')和ITS4(5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3')对病菌ITS-5.8S rDNA区段进行PCR扩增和序列测定。使用BLAST工具软件,在GenBank中进行序列同源性搜索,并利用MegA 5.2软件中的邻位加入法构建系统发育树,以对病菌进行分子鉴定。[结果] 美国红枫褐斑病只为害叶片,5月中旬始发,6月中下旬进入盛发期,重病株发病率达60%以上。病斑常呈圆形、椭圆形或不规则形,中央黄褐色,边缘黑褐色,周围有黄色晕圈,后期病斑常联合成大斑,造成叶片大面积枯死而脱落。在潮湿条件下,在病斑上常形成黑色小点,为病菌的分生孢子盘和分生孢子。共分离获得25个培养性状一致的真菌菌株,菌落正面白色,绒状,平铺,背面淡黄色。分离菌株具有致病性,人工接种发病症状与自然发病症状相同。病菌载孢体为分生孢子盘,直径108~205 μm; 分生孢子纺锤形,直或微弯,5个细胞,大小(19.3~26.8) μm×(5.3~6.8) μm; 中间3个细胞褐色,长11.9~17.0 μm; 顶细胞长圆锥形,顶生2~4根不分枝的附属丝,无色透明,长6.3~18.3 μm; 基细胞无色,具短柄,长1.8~7.5 μm。病菌ITS-rDNA序列长606 nt,与GenBank中小孢拟盘多毛孢的序列同源性为100%,在系统发育树上,与小孢拟盘多毛孢的亲缘关系也最近。[结论] 形态学和分子生物学鉴定结果表明,引起江西省鄱阳县美国红枫褐斑病的病原菌为小孢拟盘多毛孢,属于子囊菌无性型拟盘多毛孢属真菌。
木材剩余物缓释肥料壳体的构成因素对肥料释放规律的影响
乔梦吉, 姜金英, 符韵林
林业科学. 2015, 51(10):  148-153.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151019
摘要 ( 138 )   HTML   PDF (1433KB) ( 359 )  
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[目的] 研究构成壳体的木材剩余物类型、壳体密度和厚度等因素对壳体肥料释放规律的影响,为制造可根据植物生长需要调控肥料释放速度的木材剩余物缓释肥料壳体提供科学指导。[方法] 以松木、香椿木材剩余物为原料,制备木材剩余物缓释肥料壳体,采用人工模拟降雨方法,研究构成壳体的类型、密度和厚度等对壳体肥料释放速度的影响。[结果] 木材剩余物缓释肥料壳体具有明显的缓释效果,使用壳体的肥料释放期长,释放速度较均匀,90天时,肥料释放率在39.20%以下;而没有使用壳体的肥料初期释放量很大,之后迅速减少,释放期短,90天时,肥料释放率达65.46%。壳体的肥料释放速度与构成壳体的剩余物种类有关,松木壳体的释放速度比香椿木快,至210天时,松木、香椿木壳体的释放率分别为93.01%和74.43%。壳体的肥料释放速度随着壳体厚度增加而减慢,至210天时,6,8及10 mm 3种不同厚度的壳体释放率分别为73.65%,69.59%和64.72%。试验设置的不同密度对壳体的肥料释放速度影响不大,至210天时,0.50,0.55及0.60 g·cm-3 3种不同密度的壳体肥料释放率分别为69.70%,69.59%和67.87%,差值在1.83%以内。[结论] 木材剩余物缓释肥料壳体具有较好的缓释效果。壳体构成的类型、密度和厚度等对木材剩余物缓释肥料壳体的肥料释放规律为: 松木壳体的释放速度比香椿木快; 壳体密度对壳体的肥料释放速度无明显影响; 随着厚度增加,壳体的肥料释放速度减慢。根据构成壳体的材料类型、厚度等特性,能制备可调控肥料释放速度的壳体,其可根据植物对肥料的需求来缓放肥料,供林木、花卉等植物施肥作业使用。
枫香新品种‘金珏’
王建军, 张波, 张望舒
林业科学. 2015, 51(10):  154-154.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151020
摘要 ( 141 )   HTML   PDF (1076KB) ( 497 )  
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枫香新品种'金珏'自然变异选育获得。春叶呈金黄色、嫩枝呈黄色,秋叶9月下旬开始转成红色,色彩斑驳。由于春观黄叶,秋观红叶,并有季相的色彩变化,可广泛应用于行道、公园、庭院、广场和旅游景点等。主要繁育方法为嫁接和扦插。
含笑新品种‘梦缘’
邵文豪, 姜景民, 董汝湘, 栾启福
林业科学. 2015, 51(10):  155-155.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151021
摘要 ( 145 )   HTML   PDF (1076KB) ( 357 )  
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梦缘'是以乐昌含笑为母本,以紫花含笑为父本进行杂交选育出来的新品种,常绿乔木,花被片中上部边缘具紫红色晕染,花期3—4月,能耐高温,喜温暖湿润的气候,可在江南各地广泛种植。
杨树速生耐盐碱良种‘辽胡2号杨’
王胜东, 彭儒胜
林业科学. 2015, 51(10):  156-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20151022
摘要 ( 167 )   HTML   PDF (1077KB) ( 325 )  
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杨树速生耐盐碱良品种'辽胡2号杨',雄株。其母本为'小×胡'F1代杂种,父本为欧洲黑杨。在含盐量0.25%~0.4%、pH值9.0左右的中盐碱地上,18年生平均树高、平均胸径、单株材积比对照小美旱杨提高了10.1%,26.3%和115.6%。辽胡2号杨具有速生、耐中轻度盐碱、易繁殖、耐寒等优良特性。