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2016年 第52卷 第12期 刊出日期:2016-12-25
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林业科学. 2016, 52(12):  0-0. 
摘要 ( 86 )   PDF (3069KB) ( 277 )  
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论文与研究报告
我国人工林土壤有机质的量和质下降是制约林木生长的关键因子
杨承栋
林业科学. 2016, 52(12):  1-12.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161201
摘要 ( 288 )   HTML   PDF (618KB) ( 880 )  
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[目的] 揭示我国人工林土壤有机质的量和质下降原因与机理及其对林木生长的影响,为维护、恢复和提高土壤功能提供理论依据和技术途径。[方法] 依据笔者多年来在森林土壤有机质领域所取得的系列研究成果,查阅国内外大量文献资料,围绕人工林土壤有机质的量和质下降的原因与机理及其对林木生长量的影响进行深入论述。[结果] 森林土壤有机质是森林土壤肥力的核心,不仅是有机养分库,也是无机养分库;枯落物是土壤有机养分的主要源泉,它的量和质与有机质的量和质及林木生长密切相关;针叶纯林,由于凋落物组成特殊,处于酸性分解,土壤化学性质恶化,生物学活性下降;纯林重茬经营,土壤中重要生物化学活性物质的种类减少、含量下降,土壤功能下降;重茬针叶纯林,土壤有机质组成、结构明显退化,重要功能团数量减少。[结论] 森林土壤有机质含量与土壤理化性质、生物学活性及林木生长密切相关;不良的经营技术措施导致人工林土壤有机质的量和质下降并对林木生长产生影响;发展混交林,形成有良好群落结构的人工林,提高土壤有机质的量和质,是我国人工林未来发展的方向。
塞罕坝自然保护区物种丰富度对植被景观破碎化的响应及其空间尺度差异
田晓敏, 闫海霞, 袁业, 葛兆轩, 黄选瑞, 张志东
林业科学. 2016, 52(12):  13-21.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161202
摘要 ( 276 )   HTML   PDF (691KB) ( 689 )  
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[目的] 探讨物种丰富度对各种环境因子的响应并确定是否存在空间尺度差异,以期为物种多样性保护提供帮助。[方法] 在塞罕坝自然保护区选取38个天然植被斑块,其中包括12个草地、11个灌木林和15个天然次生林斑块,共记录物种360种,分属196属,54科。根据生长型将植物物种划分为1年生草本、多年生草本、灌木和乔木4个功能群。分别采用一阶刀切法和面积加权平均法计算斑块尺度与样方尺度的功能群物种丰富度。通过广义线性模型(GLM)分析斑块尺度和样方尺度的不同植物功能群的物种丰富度与景观结构、地形、土壤因子间的关系;并用冗余度(RDA)分析法,在2个空间尺度对环境因子进行定量分解。[结果] 景观结构、地形、土壤因子可解释功能群物种丰富度格局的60%以上;各植物功能群的物种丰富度对景观破碎化的响应由强到弱依次为乔木、灌木、多年生草本和1年生草本;在斑块尺度,木本植物(灌木和乔木)受景观结构因子(如斑块面积、形状指数、隔离度和斑块类型)的影响较大(P<0.05),而在样方尺度则更多受土壤因子(如pH值、有机质含量、全磷含量和全钾含量)的影响较大(P<0.05);多年生草本物种丰富度在斑块尺度与斑块面积、斑块类型、pH值和全磷含量显著相关(P<0.01),而在样方尺度主要受斑块类型和海拔的影响(P<0.05);1年生草本物种丰富度在斑块尺度受斑块类型、全氮含量和全钾含量的影响显著(P<0.01),而在样方尺度主要受斑块类型和土壤有机质含量的影响(P<0.01)。[结论] 植物功能群的物种丰富度对景观破碎化的响应机制存在斑块尺度与样方尺度的差异,物种丰富度的分布是不同空间尺度和环境因子共同作用的结果。物种丰富度在斑块尺度主要受景观结构因子与少量土壤因子的影响;在样方尺度主要受斑块类型与土壤因子的影响。因此,阐明物种丰富度的环境因子响应机制时需先明确特定的功能群和空间尺度。
吊罗山国家森林公园山地雨林2种巢状附生蕨特征
马志波, 黄清麟, 庄崇洋, 黄金城, 王宏
林业科学. 2016, 52(12):  22-28.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161203
摘要 ( 155 )   HTML   PDF (961KB) ( 495 )  
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[目的] 研究吊罗山国家森林公园山地雨林中巢蕨和崖姜的数量特征,为这2种蕨的特征评价和冠层生物多样性监测提供依据。[方法] 对出现巢状蕨的原始林和退化原始林的组成与结构特征做比较分析,通过检验或拟合分布函数,量化分析巢状蕨的分布高度、大小和密度,以及寄主的密度、单个寄主上的巢状蕨数量,用扩散系数和t-检验方法判断寄主在群落中的分布格局。[结果] 在退化原始林和原始林中,巢状蕨的平均密度分别为210.6和111.2株·hm-2,寄主的平均密度分别为117.8和72.8株·hm-2;寄主有79种,分属31科、53属,除1种是藤本植物外,其余均为乔木树种;只出现巢蕨的有25种,只出现崖姜的有17种,同时出现巢蕨和崖姜的寄主有37种;只出现在退化原始林中的寄主有48种,只出现在原始林中的有24种,2种森林类型中都出现的有7种;从寄主基部0.5 m到树冠层25.0 m的高度范围均有巢蕨和崖姜分布,低于10 m的占69.5%,出现在5.0~9.0 m的占39.7%;巢蕨和崖姜的直径分布和密度分布以及寄主的密度分布和单株寄主上的数量分布均可用负指数函数描述;寄主在群落中呈集群分布。[结论] 巢状蕨主要出现在寄主基部到10.0 m的位置,5.0~9.0 m尤为集中;在林内水平方向,寄主呈集群分布;巢状蕨的直径与密度分布以及寄主密度、单个寄主上巢状蕨的数量分布均呈反“J”型;山地雨林中寄主植物物种丰富,未表现出明显的寄主专一性;退化原始林中的巢状蕨多于原始林,寄主的丰富度和多度亦是如此;为揭示成因,需进一步研究森林群落类型、结构、小气候等与附生蕨的丰富度和多度关系。
大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度经营效果评价
朱玉杰, 董希斌
林业科学. 2016, 52(12):  29-38.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161204
摘要 ( 222 )   HTML   PDF (786KB) ( 682 )  
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[目的] 为了使大兴安岭用材林更好地恢复和增长,进行不同抚育间伐强度试验,探讨最佳抚育间伐强度,优化用材林整体经营效果。[方法] 以大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度10个样地为研究对象,选取生物多样性、林分空间结构、冠层结构、光合作用和林木生长等35项指标,运用SPSS19.0软件对抚育间伐样地各项指标进行描述性统计分析,计算各指标的平均值、标准差,对不同抚育间伐样地指标间的差异进行检验,同时运用主成分分析法,建立森林抚育间伐效果的综合评价体系,对各个样地不同抚育间伐强度经营效果进行综合评价。[结果] 不同抚育间伐强度样地群落物种Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数存在显著差异,抚育间伐强度为20.86%~40.01%时抚育间伐样地群落物种多样性指数较高;不同强度抚育间伐样地的林分空间结构呈现一定的差异,抚育间伐强度为12.52%时,林分分布、混交度、大小比数和林层指数较好,竞争指数和开敞度较差;各抚育间伐样地冠层结构的林隙分数、叶面积指数、总体定点因子和冠上辐射通量差异不显著,冠下辐射通量差异显著,抚育间伐强度为12.52%~34.38%时冠层结构较优;不同强度抚育间伐样地光合作用的各项指标存在显著性差异,抚育间伐强度为12.52%~27.85%时光合作用较好;不同抚育间伐强度样地3种更新苗木的生长率均呈现先增加后减小的趋势,成活率没有明显规律,抚育间伐强度为6.23%~20.46%时,林木生长较好;0,6.23%,12.52%,20.86%,27.85%,34.38%,40.01%,50.61%,59.92%和67.25%抚育间伐强度经营效果综合得分分别为-0.18,-0.10,0.37,0.80,0.35,-0.39,0.33,-0.51,-0.01和-0.65,综合得分越高,说明抚育间伐经营效果越好。[结论] 抚育间伐强度为20.86%时大兴安岭地区落叶松用材林的经营效果最佳。评价结果可为大兴安岭地区落叶松用材林抚育间伐经营提供依据和指导。
基于光谱水分指数的核桃叶片含水量估算模型
胡珍珠, 潘存德, 潘鑫, 朱白雪
林业科学. 2016, 52(12):  39-49.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161205
摘要 ( 201 )   HTML   PDF (943KB) ( 511 )  
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[目的] 采用光谱技术定量反演果实不同生育时期叶片含水量,为新疆南疆盆地人工绿洲核桃节水灌溉与水分管理提供技术支持。[方法] 以‘温185’核桃叶片为研究对象,利用UniSpec-SC便携式光谱仪测定核桃果实不同生育时期的叶片光谱反射率,以水分指数(WI)、水分波段指数(WBI)、归一化水分指数(NDWI)、比值指数(WI/NDWI)、中心波长比值指数(Ratio975)和光化/生理反射(PRI)6种光谱水分指数为自变量,分别采用一元线性回归(MLR)、多元线性逐步回归(SMLR)、主成分回归(PCR)和偏最小二乘回归(SPLR)构建‘温185’核桃果实坐果期、速生生长期、硬核期、脂化期和近成熟期叶片含水量的光谱估算模型,并利用独立样本对模型精度进行检验和评价。[结果] 在可见光波段,光谱反射率随叶片含水量的增加而增大,而在近红外波段,随叶片含水量的增加光谱反射率则呈减弱趋势,且绿光、黄光、红光、近红外光波段均是‘温185’核桃叶片水分含量的光谱敏感波段。果实不同生育时期叶片含水量与光谱水分指数的相关性虽均达极显著水平(P<0.01),但相关系数绝对值的大小有较大差异。采用不同方法所构建的叶片含水量光谱估算模型中,果实坐果期、硬核期、脂化期和近成熟期以SMLR模型拟合度(R2)最高,均在0.82以上,果实速生生长期则以PCR模型拟合度(R2)最高,达到0.877 4,且采用独立样本对2种回归模型检验的均方根误差(0.613 7 g·kg-1≤RMSE≤5.774 6 g·kg-1)和相对误差(0.818 2%≤RE≤2.977 5%)均较小,并均通过置信椭圆检验,模型估算值与实测值一致;而构建的果实不同生育时期叶片含水量MLR和SPLR模型拟合度(R2)均较低,且均方根误差(1.021 0 g·kg-1≤RMSE≤11.205 6 g·kg-1)和相对误差(1.109 7%≤RE≤3.680 8%)较大,表明模型估算效果均较差。[结论] 所筛选的‘温185’核桃果实坐果期、硬核期、脂化期、近成熟期叶片含水量SMLR光谱估算模型和果实速生生长期叶片含水量PCR光谱估算模型具有很好的稳定性和较高的估算精度。可应用光谱水分指数构建叶片含水量估算模型,以用于新疆南疆盆地人工绿洲核桃果实不同生育时期叶片含水量的定量适时反演。光谱技术在核桃树体水分含量信息探测方面有较大的应用潜力。
遮荫对降香黄檀幼苗生长和生理的影响
郑坚, 吴朝辉, 陈秋夏, 马晓华, 夏海涛, 王金旺
林业科学. 2016, 52(12):  50-57.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161206
摘要 ( 190 )   HTML   PDF (1324KB) ( 618 )  
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[目的] 探究遮荫对降香黄檀容器育苗生长发育和形态生理的影响,为林木育苗的光环境控制条件提供一定的理论依据。[方法] 以当年生降香黄檀幼苗为试验材料,设遮荫程度0(T0)、40%(T1)、60%(T2)、80%(T3)、95%(T4)5个处理,用不同遮荫程度处理4个月后,每隔15天监测降香黄檀幼苗的地径、苗高、叶片数等生长指标,观察其生长进程;并于试验处理结束后测量降香黄檀幼苗的生物量、比叶质量、叶绿素含量(Chl)、净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾系数(Tr)等。[结果] 随着遮荫程度的增加,处理时间的延长,降香黄檀幼苗的苗高、地径逐渐降低,生长越来越弱,且表现越来越明显,其中T4的苗高和地径增量分别为7.7和1.0 mm,是T0的39.2%和35.6%。随着遮荫程度的加强,降香黄檀幼苗的干物质积累、比叶质量以及质量指数(QI)、根冠比、存苗率显著降低,表明遮荫程度的增加使降香黄檀幼苗的生长发育受到抑制;随着遮荫程度加强,幼苗叶片的叶绿素b(Chlb)、叶绿素a(Chla)和植株各部分含水量显著增加,而叶绿素a与叶绿素b比值(Chla/Chlb)、Pn降低,表明遮荫程度的增加引起降香黄檀容器苗的光合利用效率下降,进而导致幼苗生长发育缓慢,存苗率下降。[结论] 综合分析生长进程和生理形态指标,降香黄檀容器育苗幼苗期宜在全光照环境下进行,遮荫不利于其生长发育。
HS-SPME-GC-MS联用测定蜡梅属植物花的挥发性成分
徐萌, 张经纬, 吴令上, 刘京晶, 斯金平, 张新凤
林业科学. 2016, 52(12):  58-65.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161207
摘要 ( 207 )   HTML   PDF (1124KB) ( 939 )  
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[目的] 比较蜡梅属5种植物花中挥发性成分组成的差异,探讨5种植物之间的亲缘关系和系统分类意义,为蜡梅属植物的资源利用提供理论依据。[方法] 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)方法处理样品,并优化前处理条件,结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术测定蜡梅属5种植物干花中的挥发性成分,比较5种植物花中的成分差异,并应用SIMCA-P+11.0软件进行主成分分析,通过得分图直观地表达蜡梅属5种植物间的相互关系。[结果] 通过优化样品处理得出HS-SPME最佳的萃取条件为:样品用量1.2 g,加热温度70℃,吸附时间45 min,解吸时间3 min。通过GC-MS测定并定性分析,从蜡梅属5种植物干花中共鉴定46种挥发性物质,其中蜡梅37种、突托蜡梅41种、山蜡梅41种、浙江蜡梅36种和柳叶蜡梅43种,且5种植物花中的共有成分达到24种;从鉴定的成分来看,蜡梅属植物花的挥发性成分主要以萜类成分为主,包括萜烯、萜醇、萜酯等含氧衍生物及少数脂肪族化合物。蜡梅花中主要含有乙酸芳樟酯、黑蚁素及石竹烯氧化物等挥发性成分;柳叶蜡梅、浙江蜡梅和山蜡梅中主要挥发性成分有α-月桂烯、桉叶素和四甲基环癸二烯甲醇;突托蜡梅花中桉叶素、黑蚁素和异香橙烯环氧化物等成分含量较大。通过主成分分析,蜡梅属5种植物明显被划分为3类,其中浙江蜡梅、山蜡梅和柳叶蜡梅3种植物挥发性物质组成相似,归为一类;而蜡梅和突托蜡梅分别与另外3种植物花的挥发性成分的组成差别较大,各自聚为一类。主成分分析结果与蜡梅属5种植物的系统分类学研究结果一致。[结论] 蜡梅属5种植物花的挥发性成分主要以萜类成分为主,且成分组成差异较大,其中柳叶蜡梅、浙江蜡梅及山蜡梅花的挥发性成分相似,具有相同的资源利用性;蜡梅及突托蜡梅花香气各异,挥发性成分组成明显不同于另外3种植物,在资源利用上可区别对待。本研究结果可为蜡梅属植物的分类学研究提供基础理论依据,也为蜡梅属花资源的开发利用提供理论参考。
木荷种子园的遗传多样性和交配系统
杨汉波, 张蕊, 周志春
林业科学. 2016, 52(12):  66-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161208
摘要 ( 182 )   HTML   PDF (1209KB) ( 538 )  
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[目的] 研究木荷种子园遗传多样性和交配系统,揭示种子园交配机制对后代遗传多样性的影响以及亲、子代遗传多样性变化规律,为木荷种子园遗传管理提供科学依据。[方法] 以浙江省兰溪苗圃木荷种子园自由授粉子代为研究对象,运用13对SSR引物,对种子园内44个亲本及11个无性系的328个子代进行分析。[结果] 在亲本群体中检测到等位基因数(Na)5~9个不等,平均为6.286,有效等位基因数(Ne)为3.097;在子代群体中检测到5~11个等位基因(Na),平均为7.786,较亲本群体高出1.500个等位基因,子代群体的有效等位基因数(Ne)为3.751,较亲本群体高出0.654个有效等位基因。子代群体包含亲本群体所有的等位基因,此外,还检测到1~5个子代特有等位基因。亲本群体遗传多样性水平适中(He=0.632),子代群体遗传多样性(He=0.600)比亲本略有降低,观测杂合度(Ho)略高于亲本,说明子代群体中实际观察到的杂合单株占全部单株的比例均较亲本有所增加,但差异不大。子代群体Nei's基因多样度(h)和Shannon's信息指数(I)分别为0.611和1.152,均与亲本群体基本保持一致。子代群体的F值为-0.143,存在杂合子过剩。多位点交配系统分析(MLTR)结果表明:种子园异交率较高,多位点异交率(tm)为1.000,单位点异交率(ts)为0.939,亲本的近交现象不显著(tm-ts=0.061),只有较少的双亲近交事件发生;但有效花粉供体数目较少(Nep=2.3),单位点和多位点父本相关性的差值rp(s)-rp(m)=0.012>0,表明只有小部分花粉供体是近亲关系。参试11个家系间异交率不存在明显差异(tm为0.992~1.073),少数存在近交现象(31号:tm-ts=0.107;9号:tm-ts=0.117)。11个家系的父本相关性(rp)和有效花粉供体数目变化较大,分别为0.210~0.762和1.3~4.8,说明各家系的父本相关性程度不一致,其中31号最高,最低的是48号。[结论] 木荷种子园异交率高,近交现象不明显;无性系之间基因交流相对充分,遗传多样性丰富,子代能保持亲本所具有的较高的遗传多样性。
基于洗脱称量粒度分析的北京常见树种树叶滞纳大气颗粒物特性
刘同彦, 纪媛, 蒋春晓, 邵鹏, 李海英, 贾黎明
林业科学. 2016, 52(12):  74-83.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161209
摘要 ( 182 )   HTML   PDF (1633KB) ( 642 )  
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[目的] 比较树木叶片和塑料叶片单位面积滞纳细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、总悬浮颗粒物(TSP)等大气颗粒物的量,从而区分出受树木叶片结构影响的滞尘量(DRLS)和不受叶片结构影响的滞尘量(DULS),为探索城市树木缓解大气颗粒物污染的贡献及优化树种配置提供科学依据。[方法] 以北京市常用的6个绿化树种为对象,持续测定4个季度的叶片滞尘动态,以没有降雨影响的10天为1个试验周期,进行本底采样和颗粒物积累采样,并设置光滑塑料叶片(由自摩擦系数为0.04的聚四氟乙烯塑料制成)对照试验模拟DULS,对采集到的供试样本叶片(含树木叶片和塑料叶片)采用洗脱称量粒度分析法(EWPA),测定10天内各树种叶片单位面积滞尘总量、DULS和对不同粒径颗粒物的滞纳量。[结果] 1)滞尘能力最强的侧柏单位叶面积总滞尘量为(124.76±19.27)μg·cm-2,是滞尘能力最低的元宝枫的2.24倍,其对PM2.5的滞纳量为(16.92±2.61)μg·cm-2。2)DULS占树木叶片滞尘总量的比例仅为19.65%~42.29%,DRLS所占比例为57.71%~80.35%。3)侧柏的DRLS能力最强,占其滞尘总量80.35%;元宝枫的DRLS能力最弱,占其滞尘总量57.71%;供试针叶树种和阔叶树种的DRLS占滞尘总量的百分比均值分别为77.42%和63.96%。4)针叶树滞纳的各粒级颗粒物中,PM2.5占滞尘总量的13.83%±0.19%,粒径大于10 μm的颗粒物占56.82%±1.07%;阔叶树滞纳的各粒级颗粒物中,PM2.5占滞尘总量的8.09%±0.94%,粒径大于10 μm的颗粒物占70.29%±3.56%。[结论] 树木叶片对大气颗粒物的滞纳具有特异性且作用效果极为显著;供试树种中针叶树滞尘能力显著高于阔叶树,针叶树对小粒径颗粒物滞纳能力较强,而阔叶树对大粒径颗粒物滞纳能力较强。本研究证明绿化树种对缓解大气颗粒物污染有贡献,为合理选择缓解大气颗粒物污染的树种提供科学依据。
黄土峁状丘陵区不同类型林分土壤微生物功能多样性
翟辉, 张海, 张超, 周旭
林业科学. 2016, 52(12):  84-91.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161210
摘要 ( 181 )   HTML   PDF (1060KB) ( 459 )  
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[目的] 研究陕西退耕还林中不同类型林分下土壤微生物群落代谢多样性,从微生物的角度对当地典型植被类型做出评价,为该地区植被恢复和培育结构合理、生态功能良好的林分提供科学依据。[方法] 以米脂县境内退耕坡地5种人工林(柠条林、刺槐林、油松林、侧柏林和新疆杨林)为对象,撂荒坡地为对照,采用Biolog-ECO微平板法研究不同类型林分土壤微生物代谢活性(AWCD)、土壤微生物群落代谢多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数)及土壤微生物对不同碳源(糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类和胺类)的利用特征;运用主成分法(PCA)分析不同类型林分土壤微生物的碳源代谢特征。[结果] 5种类型林分土壤微生物活性均显著提高,不同类型林分土壤AWCD值大小依次为:柠条林>刺槐林>油松林>侧柏林>新疆杨林>对照;5种类型林分土壤微生物群落Simpson指数、Shannon指数和McIntosh指数均显著提高,其中柠条林土壤Shannon指数和Simpson指数显著高于其他4种类型林分(P<0.05),而土壤McIntosh指数以刺槐林最大;5种类型林分土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类以及胺类6类碳源的利用率均高于对照,而不同类型林分土壤微生物对不同碳源的利用率不同。糖类是5种类型林分土壤微生物利用的主要碳源,其次为氨基酸类、羧酸类和多聚物类,而多酚类和胺类利用率较低。PCA分析显示主成分1和主成分2贡献大的碳源分别为20种和17种,在主成分分离中起主要贡献作用的是糖类、氨基酸类和羧酸类。油松林、新疆杨林和对照的土壤微生物群落具有相似的碳源利用特征,而柠条林、刺槐林和侧柏林的土壤微生物群落有各自独特的碳源利用模式,且柠条林分布在PC轴的正方向,表明柠条林土壤微生物群落对碳源的利用能力最强。[结论] 黄土峁状丘陵区坡地人工林较撂荒坡地更有利于提高土壤微生物群落的代谢活性,而种植柠条比其他4种人工林更有利于提高土壤微生物群落的功能多样性。本研究从土壤微生物群落的代谢活性角度为黄土峁状丘陵区退耕还林工程中树种选择和林分培育提供了一定的科学依据。
松材线虫热激转录因子Bx-HSF-1基因的克隆及表达分析
王峰, 马玲, 陈俏丽, 王博文, 郝欣, 何芳林, 柳燕
林业科学. 2016, 52(12):  92-98.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161211
摘要 ( 163 )   HTML   PDF (1594KB) ( 603 )  
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[目的] 通过对热激转录因子基因Bx-HSF-1的克隆和表达分析,为深入研究cGMP、TGFβ-like和Insulin/IGF等热激抗逆代谢路径提供理论基础。[方法] 根据松材线虫基因组数据设计引物克隆松材线虫Bx-HSF-1基因。进一步对Bx-HSF-1进行Gene Ontology基因功能预测、系统发育分析、保守结构域分析等生物信息学分析。应用JASPAR预测Bx-HSF-1靶位点DNA序列,根据松材线虫基因组数据筛选含有该序列的靶基因,并通过蛋白质三维结构分析和分子对接验证。应用荧光定量q-PCR检测Bx-HSF-1及其靶基因在热激和低温处理条件下4个时间点的表达量,结合转录组数据对Bx-HSF-1及其靶基因的表达量相关性进行分析。采用原位杂交对Bx-HSF-1基因在松材线虫体内的表达部位进行了分析。[结果] 根据基因组数据,克隆到松材线虫热激转录因子Bx-HSF-1基因长度为1 404 bp的涵盖完整蛋白编码区基因序列。结构域分析表明Bx-HSF-1基因编码蛋白质的氨基酸序列含有DNA结合结构域和亮氨酸拉链结构域。GO分析表明该基因参与延长线虫寿命、正向调控繁殖率、运动、热激反应、抗逆态幼虫发育和抗逆反应等生理过程,并具有特异DNA序列结合的分子功能。氨基酸疏水性分析表明该DNA结合结构域由3个α螺旋和4个反向平行的β折叠构成一个疏水核心,该疏水核心可以与热激元件靶位点互作。对松材线虫基因组进行BLAST比对筛选出Bx-DAF-7是Bx-HSF-1的靶基因,Bx-DAF-7基因TATA盒上游序列具有Bx-HSF-1靶位点序列。荧光定量q-PCR结果表明热激和低温处理同样促进Bx-HSF-1转录、抑制Bx-DAF-7转录,Bx-HSF-1与Bx-DAF-7的表达量负相关。原位杂交结果表明Bx-HSF-1基因在正常培养线虫体内各细胞均有微量表达,热激培养线虫前体部信号显著,峡部和肠区体壁信号较显著。[结论] 本研究表明Bx-HSF-1具有特异DNA序列结合的分子功能。预测抗逆态幼虫形成基因Bx-DAF-7Bx-HSF-1靶基因。转录组测序及q-PCR结果表明Bx-HSF-1与Bx-DAF-7的表达量负相关。Bx-HSF-1基因受温度刺激后多数体细胞内均有较高表达,特别是神经元、体壁肌肉细胞和皮下细胞中表达显著。
梁山慈竹茎秆的化学成分
姚曦, 汤锋, 岳永德
林业科学. 2016, 52(12):  99-105.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161212
摘要 ( 162 )   HTML   PDF (1086KB) ( 388 )  
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[目的] 探明梁山慈竹茎秆的化学成分,为丛生竹资源综合利用提供依据。[方法] 采用国标方法,分析茎秆中一般性化学组成;采用微波消解-ICP/MS技术,同时测定茎秆中18种无机元素;经95%乙醇提取后所得茎秆浸膏,依次用蒸馏水、30%乙醇、60%乙醇和80%乙醇和丙酮等不同馏分梯度洗脱,采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、高压制备色谱等手段分离得到单体化合物,结合理化性质、波谱学以及文献数据对比,对化合物进行结构鉴定。[结果] 梁山慈竹茎秆中灰分含量为1.24%,苯醇抽出物含量为3.27%,冷、热水抽提物含量分别为9.16%和11.58%;1% NaOH抽出物含量为30.71%,多戊糖含量为19.44%,木质素含量为22.18%,综纤维素含量为72.70%。各无机元素含量依次为Ca(587.13 mg·kg-1)、Mg(448.75 mg·kg-1)、Al(76.51 mg·kg-1)、Fe(66.38 mg·kg-1)、Na(51.40 mg·kg-1)、Zn(16.47 mg·kg-1)、Mn(15.52 mg·kg-1)、Cr(5.26 mg·kg-1)、Ni(3.54 mg·kg-1)、Mo(3.03 mg·kg-1)、Cu(2.48 mg·kg-1)、Pb(2.46 mg·kg-1)、Cd(0.39 mg·kg-1)、Se(0.35 mg·kg-1)、Ag(0.26 mg·kg-1)、As(0.23 mg·kg-1)、Co(0.09 mg·kg-1)、Hg(0.07 mg·kg-1)。分离鉴定出10种化合物,分别为异荭草苷、对羟基苯甲醛、苜蓿素、苜蓿素-7-O-葡萄糖苷、阿魏酸、对香豆酸、对羟基苯甲酸、异牡荆苷、2,6-二甲氧基-1,4-对苯醌、β-谷甾醇。经检索,上述化合物均为首次从该植物中分离得到,阿魏酸和2,6-二甲氧基-1,4-对苯醌为首次从牡竹属植物中发现。[结论] 梁山慈竹茎秆的纤维原料特征多介于针叶木和阔叶木之间,是较理想的造纸原料。茎秆中Ca,Mg,Al,Fe,Na,Zn,Mn,Cr元素的含量丰富,其他元素含量在0.07~3.54 mg·kg-1之间,大部分元素含量水平远低于竹叶中各元素含量。茎秆中次生代谢成分种类和数量都较竹叶中少,包含了黄酮类和酚酸类等具有化感作用成分,可针对性地开展相关研究。
小径木星形纵向锯解后重组刨切单板的数学理论描述
马岩, 许洪刚, 杨春梅, 许世祥
林业科学. 2016, 52(12):  106-111.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161213
摘要 ( 114 )   HTML   PDF (1144KB) ( 422 )  
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[目的] 提出将小径木纵向锯解为多块扇形木材后重组为近似板材再刨切为弦切单板的工艺,以提高原木出材率。[方法] 首先对理想原木进行数学建模,并分别对短径方向、长径方向的弦切单板建立数学模型;然后以建立的原木及弦切单板数学模型为基础,绘制最优星形下锯图及最优弦切单板刨切图;最后分别对星形下锯与直接刨切2种不同工艺进行出材率计算,以比较原木出材率的高低。[结果] 通过对模型的比较,短径方向弦切单板宽度大于长径方向弦切单板宽度,要求弦切单板宽度时,应以短径方向弦切单板为模型基础进行最优下刀;要求弦切单板数量时,应以长径方向弦切单板为模型基础进行最优下刀。计算出材率结果显示,相对于直接刨切,采用星形下锯工艺可以提高原木出材率。[结论] 采用星形纵向锯解后重组刨切单板的工艺可提高原木出材率,同时可为实际选材提供理论支持,选择原木尺寸规格越大,出材率越高。
近10年来我国松脂资源的动态变化——基于“连清”数据的动态评估
董静曦, 郭辉军, 张子翼, 吴霞, 黄甫则
林业科学. 2016, 52(12):  112-122.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161214
摘要 ( 159 )   HTML   PDF (1109KB) ( 397 )  
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[目的] 研究近年来我国松脂资源的动态变化及发展趋势,分析论证松脂资源变化的原因和存在的问题,以期为我国松香产业发展提供基础资源数据。[方法] 基于已经公布的2002和2012年全国森林资源连续清查数据,采用“径级株数法”对我国采脂松树资源和松脂贮量进行计算估测分析。[结果] 目前我国成规模的采脂松有马尾松、云南松、思茅松和湿地松4个树种,林分面积和蓄积分别为985.5万hm2、5.821 2万m3,447.8万hm2、4.947 5亿m3,55.8万hm2、5 982万m3,10.5万hm2、515万m3。全国可采脂松树总面积为1 499.6万hm2,较2002年减少33.2%;松脂总贮藏量为562.1万t·a-1,较2002年增加118.4%;林分单位面积的蓄积量和贮脂量分别为76.1 m3·hm-2和1 090.5 kg·hm-2a-1,较2002年分别增长57.56%和89.1%。其中,近、成、过熟林面积占总量的35.1%,增加13.0%,蓄积占总量的57.0%,增加12.8%;幼、中龄林面积占总量的64.9%,减少13.0%,蓄积占总量的43.0%,减少12.8%。主要用于采脂的用材林和薪炭林面积为889.7万hm2,占总量的59.3%,增长4.8%,数量较2002年减少38.2%;单位面积蓄积为67.6 m3·hm-2,较2002年增加52.2%;松脂贮藏量为404.7万t·a-1,占总量的72.0%,下降8.9%,数量较2002年增长150.3%。[结论] 我国采脂松树资源林分质量有所提高,松脂资源总量增长,单位面积贮脂量增加,后续采脂资源中幼龄林减少较多,本土传统优势的采脂松树马尾松数量剧减。可采脂松树资源中近、成、过熟林比例大幅增加,面积由原占22.1%增至占35.1%,蓄积由原占44.2%增至占57.0%,幼、中龄林大幅减少。全国17个省(市)区均有规模采脂松树资源分布,云南的资源量和贮脂量最多,各地的数量前后期相比较发生了较大变化,松脂资源由过去主要在沿海分布转向西南内陆地区的趋势明显。
研究简报
基于特征空间的蒸散反演方法在中国北方地区的比较与应用
王鹤松, 贾根锁, 张劲松, 李岩泉
林业科学. 2016, 52(12):  123-132.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161215
摘要 ( 131 )   HTML   PDF (2159KB) ( 487 )  
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[目的] 通过验证和比较来选定适合于中国北方地区的蒸散反演方法,旨在为改进蒸散的算法提供支持并初步认识中国北方地区蒸散的时空分布规律。[方法] 使用中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的遥感影像、气象观测资料以及干旱-半干旱区协同观测的地表蒸散通量数据,对Jiang等(1999)、Wang等(2006)和Roerink等(2000)这3种特征空间方法进行验证与比较,在选定适合试验区的方法后,计算和分析中国北方地区蒸散的空间分布与季节变化特征。[结果] 在中国北方地区,由Wang等(2006)方法反演得到的蒸发比相关性最高,误差最小(R2=0.65,RMSE=0.17);受地表温度随海拔升高而降低的影响,Jiang等(1999)和Roerink等(2000)的方法在高海拔地区普遍存在高估的现象;基于Wang等(2006)的方法反演得到蒸发比,通过运算得出中国北方地区的蒸散空间分布,回归分析表明,该方法得出的蒸散结果精度较高(R2=0.57,RMSE=0.78 mm·d-1);在不同季节,蒸散在空间上都表现出东高西低的特征;夏季最高,春季略高于秋季,冬季最小;在冬季,大部分地区蒸散在0.5 mm·d-1以下;在春季,除西北地区的准噶尔、柴达木、塔里木等沙漠区域外,其余地区都有较明显的蒸散活动,大部分区域达到了0.8 mm·d-1以上;在夏季,整个区域蒸散达到全年最大值,绝大部分地区蒸散强度在1.5 mm·d-1以上;在秋季,蒸散明显回落,除华北地区和秦岭一带保持在1~2.5 mm·d-1之外,其余地区蒸散大多在1 mm·d-1以下。[结论] Wang等(2006)的方法可以在克服海拔对地表温度产生影响的同时,保持特征空间法中对地面气象参数精度要求不高的优点,能够更好地模拟中国北方地区蒸散的空间分布,适于在下垫面复杂、海拔落差大的地区使用。
基于超声清洗的植物叶片吸滞大气颗粒物定量评估——以银杏为例
刘欢欢, 曹治国, 贾黎明, 李秀忠, 郝利峰, 刘金强, 王华, 席本野
林业科学. 2016, 52(12):  133-140.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161216
摘要 ( 160 )   HTML   PDF (2738KB) ( 431 )  
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[目的] 以银杏为例,在常规叶片清洗方法的基础上,定量评估增加超声波清洗步骤在植物叶片表面大气颗粒物完整收集中的效果和必要性,为本研究条件下的银杏叶片确定最佳超声波清洗技术参数组合。[方法] 首先,采用常规清洗(浸泡+搅拌-刷洗)+超声波清洗;6个超声时长(1、2、3、5、10、20 min)和4个超声功率组合成24种处理方法对叶片(雨后4天采样)进行清洗;然后,测定或观察每个洗脱步骤的叶表面颗粒物洗脱比例、洗脱液颜色变化、叶绿素析出量和叶表面颗粒物残留情况,来判断加入超声清洗的必要性。[结果] 1)在40%、60%、80%和100%功率下,当超声波清洗时长分别为5、5、5和3 min时不会破坏叶片结构致使叶绿素析出叶片;2)不同超声功率下,浸泡+搅拌和进一步刷洗分别能洗脱掉叶表面33%~50%和34%~43%的颗粒物;3)在叶片经历常规清洗后,采用“100%功率+超声清洗3 min”的参数组合进行超声波清洗,可使叶表面洁净程度明显提高,且最高还可洗脱约四分之一(27%)的叶表面颗粒物;4)超声波清洗可将大量吸滞于叶表面细小、连续、条带状缝隙中的小粒径颗粒物洗脱掉。[结论] 在定量评估植物叶片大气颗粒物吸滞能力时,加入超声波叶片清洗程序极为必要,其可帮助大幅提高叶片颗粒物吸滞量的评估精度。本研究条件下,银杏叶片的最佳清洗方法流程为“浸泡+搅拌-刷洗-100%功率下超声波清洗3 min”,但该方法的稳定性和普适性尚需进一步研究。
星天牛幼虫人工饲料的饲养效果及温度对其生长的影响
蔡守平, 何学友, Ceoff M Gurr, 曾丽琼, 黄金水, 嵇保中
林业科学. 2016, 52(12):  141-149.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161217
摘要 ( 227 )   HTML   PDF (2221KB) ( 320 )  
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[目的] 研究星天牛人工饲料、饲养方法及温度对其生长发育的影响,为防治技术研究提供大量、生理标准统一的试虫。[方法] 通过连续3年在4种不同配比的人工饲料上连续传代饲养星天牛,研究不同人工饲料配方的饲养效果;比较室内自然温度和恒温模式下星天牛在人工饲料上的化蛹和羽化情况;同时定期测定星天牛幼虫在不同饲料、不同温度模式下的体质量变化。[结果] 星天牛幼虫在4种不同配方的人工饲料上均可完成生活史并传代饲养,但其化蛹率、羽化率在不同饲料上差异显著,其中以同时含有木麻黄锯屑和麦麸的Diet A和Diet D上饲养效果较好。在Diet A上,3代(持续3年)星天牛幼虫化蛹率依次为100%,90%和95%,羽化率依次为100%,83%和90%;在Diet D上,3代星天牛化蛹率依次为87%,78%和87%,羽化率依次为87%,67%和80%。在室内自然温度模式下,星天牛幼虫的化蛹率和羽化率较恒温模式(25℃和28℃)下高,且化蛹和羽化时间整齐一致(均在4-5月,与林间观察一致);而在恒温模式下化蛹和羽化时间明显延迟,且无规律性。人工饲料饲养条件下,星天牛幼虫体质量先增加,达到最大值后逐渐减小,直至化蛹或死亡。星天牛幼虫在Diet D上的体质量增长速度较其在Diet A上快,体质量最大值及到达时间因饲料种类、温度模式的不同而存在差异;在室内自然温度模式下,星天牛幼虫在饲养16周(11月下旬)后达到最大值,且在Diet D上的幼虫平均体质量(2.077 g)显著高于在Diet A上的体质量(1.685 g)。而在恒温模式(28℃)下,星天牛幼虫平均体质量在Diet D上饲养16周后达到最大值(2.106 g),而在Diet A上饲养20周后达到最大值(1.785 g)。[结论] 星天牛幼虫可在筛选出的人工饲料Diet A和Diet D上连续传代饲养并完成生活史,饲养效果稳定,化蛹率和羽化率高;温度条件是决定星天牛化蛹时间的重要因素,星天牛幼虫在发育过程中不一定需要低温滞育,但是其存在可以提高星天牛幼虫的化蛹率和促进化蛹、羽化的一致性。研究结果为星天牛提供了人工饲料及方法,可为科学研究提供大量试虫,同时通过人工饲养有助于更深入了解其生物学特性;研究结果也可为其他天牛类蛀干害虫幼虫的饲养提供参考。
偏肿革裥菌产漆酶活性的诱导
石亚攀, 池玉杰, 于存
林业科学. 2016, 52(12):  150-155.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161218
摘要 ( 151 )   HTML   PDF (1404KB) ( 379 )  
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[目的] 研究不同诱导剂及其添加量对漆酶的诱导效果,以期在漆酶活性优化培养的基础上进一步提高偏肿革裥菌的漆酶活性。[方法] 通过单项诱导剂筛选试验,检测在液体培养条件下12种不同诱导剂对漆酶活性的影响,进行最佳单项诱导剂浓度的单因素试验,2种最佳诱导剂组合、Cu2+浓度、接种量、培养方式对漆酶活性的影响试验。[结果] 在初始培养基中含有0.2 mmol·L-1 Cu2+的情况下,生物诱导剂麦麸和化学诱导剂愈创木酚对漆酶的诱导效果好、酶活性高,二者的最适添加量分别为1.5%和1.00 mmol·L-1,单独添加时在13天酶活性分别达1 873.16和1 975.72 U·L-1,是初始产酶培养基酶活性的13.0和13.7倍;而2种诱导剂组合即同时添加1.5%麦麸与1.00 mmol·L-1愈创木酚,比单独使用其中1种诱导剂的效果更好,在150 r·min-1摇动培养条件下,第11天酶活性峰值可达3 594.46 U·L-1,是初始培养条件酶活性的24.9倍。[结论] 2种诱导剂组合可大幅度提高偏肿革裥菌的漆酶活性,比培养条件优化对酶活性的提高更显著。
植物新品种与良种
落羽杉新品种‘中山杉503’和‘中山杉703’
於朝广, 徐建华, 殷云龙
林业科学. 2016, 52(12):  156-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20161219
摘要 ( 127 )   HTML   PDF (1037KB) ( 342 )  
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‘中山杉503’和‘中山杉703’是以墨西哥落羽杉为母本、落羽杉为父本通过人工授粉杂交选育所获得的优良无性系,具有速生、耐盐碱、耐水湿、树形挺拔、主干通直圆满,抗风力强,适应性广,景观价值高等特性。可在山东、江苏、上海、浙江、福建等沿海省(市)和安徽、江西、湖北、湖南、重庆、云南等内陆省(市)栽植。