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2017年 第53卷 第2期 刊出日期:2017-02-25
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林业科学. 2017, 53(2):  0-0. 
摘要 ( 88 )   PDF (405KB) ( 180 )  
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论文与研究报告
不同经营措施对毛竹林生态系统净碳汇能力的影响
李翀, 周国模, 施拥军, 周宇峰, 徐林, 范叶青, 沈振明, 李少虹, 吕玉龙
林业科学. 2017, 53(2):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170201
摘要 ( 226 )   HTML   PDF (902KB) ( 809 )  
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[目的] 探讨不同经营措施对毛竹林生态系统净碳汇能力的影响,为毛竹林固碳经营提供依据。[方法] 利用两因素随机区组设计,排除地形因子等影响,选取施肥量和采伐方式2个因素,每个因素分别设置3个水平,共9个试验组合:大量施肥强度采伐、大量施肥中度采伐、大量施肥弱度采伐、中等施肥强度采伐、中等施肥中度采伐、中等施肥弱度采伐、不施肥强度采伐、不施肥中度采伐和不施肥弱度采伐,研究2010-2013年不同经营措施对毛竹林生态系统净碳汇能力的影响。[结果] 2010和2013年两期0~50 cm土层土壤有机碳储量差异显著(P<0.05),而0~10 cm土层土壤有机碳贮量差异不显著(P>0.05);两期植被总碳储量和毛竹碳储量差异均极显著(P<0.01),而两期林下植被总碳储量差异不显著(P>0.05);样地外运输总泄漏量仅占样地内施肥总排放量的7.32%;中等施肥弱度采伐处理与大量施肥强度采伐处理净碳汇量差异显著(P<0.05),中等施肥弱度采伐处理林分的净碳汇量最多,达到64.721 tC·hm-2,而大量施肥强度采伐处理林分的净碳汇量最少,为-14.237 tC·hm-2,说明过度集约经营可能造成毛竹林生态系统的碳排放,而合理经营方式有利于毛竹林生态系统的碳积累;土壤碳库变化量占所有碳库变化量总和的70.99%±12.30%,毛竹碳库变化量占所有碳库变化量总和的23.37%±11.24%,林下植被碳库变化量占所有碳库变化量总和的0.63%±0.37%,运输泄漏量占所有碳库变化量总和的0.40%±0.16%,施肥排放量占所有碳库变化量总和的4.60%±4.85%,其中土壤碳库和毛竹碳库的变化量之和占所有碳库变化量总和的94.36%。[结论] 在碳汇项目计量监测时,为了节约成本,可以忽略林下植被碳库和运输泄漏以及施肥引起的温室气体排放。大量施肥强度采伐的毛竹林常规经营方式不仅植被总碳储量增加较少,而且还引起了明显的土壤碳排放,不利于毛竹林生态系统净碳汇量的积累。采用中等施肥弱度采伐的生态经营方式,不仅使植被总碳储量增加最多,同时土壤碳储量也增加最多,是一种最有利于毛竹林增汇减排的经营方式。
鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林优势种群的结构与动态特征
姚兰, 艾训儒, 易咏梅, 黄永涛, 冯广, 刘峻城
林业科学. 2017, 53(2):  10-18.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170202
摘要 ( 227 )   HTML   PDF (644KB) ( 365 )  
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[目的] 分析鄂西南森林动态样地内优势种群的结构及动态特征,为进一步深入研究亚热带常绿落叶阔叶混交林的更新动态及生物多样性维持机制奠定基础。[方法] 参照热带森林科学中心森林动态监测样地(大样地)建设与监测技术规范,于2014年在湖北木林子国家级自然保护区的亚热带常绿落叶阔叶混交林中建立15 hm2大样地,调查并鉴定胸径大于1 cm的所有木本植物,分析其种群结构及动态特征。[结果] 在垂直结构上,物种丰富度和个体多度都随着树木高度层次的降低而升高;在径级结构上,物种丰富度和个体多度都随着径级增大而降低,呈倒"J"形分布趋势;按所分布的径级数量不同可将群落内的物种分为10类,多数物种主要分布于小径级范围,但优势种群则集中分布于某个径级或均匀分布于各径级,表明优势种群可能有集中更新和连续更新2种方式;在胸径小于10 cm的径级内翅柃最占优势,而在其他径级内壳斗科物种占主要优势;群落中大部分种群有超过60%个体分布在最低的2个垂直层次内,且有超过85%的个体胸径小于10 cm,表明其具有良好的更新趋势,群落总体上处于进展演替中;对群落中径级和高度级上都占优势的25个种群的动态分析表明,16种属进展种群,3种属近期处于稳定状态但远期将趋于衰退状态,2种属衰退状态,4种属进展期与衰退期相间出现及个体数量存在波动的种群。[结论] 鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林群落树体较小,大径级和高度级树木种类及个体较少,绝大多数优势种群及群落总体均处于进展演替阶段,群落具有良好的自然更新。
三峡库区典型消落带土壤化学性质变化
程瑞梅, 刘泽彬, 肖文发, 王娜, 王晓荣, 沈雅飞
林业科学. 2017, 53(2):  19-25.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170203
摘要 ( 179 )   HTML   PDF (1108KB) ( 677 )  
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[目的] 分析三峡库区消落带土壤化学性质,为深入揭示消落带水土环境变化及为植被恢复与物种筛选提供科学依据。[方法] 在三峡库区典型消落带设置固定监测样地,通过2008年(未水淹)和2012年(经历4次水位涨落)的监测,研究库区典型消落带土壤化学元素的变化特征。[结果] 相比2008年,2012年消落带各土层pH均显著增加(P<0.05),pH趋于中性;与2008年未水淹相比,2012年消落带不同土层土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别降低36.9%~53.3%,12.0%~23.5%,42.0%~52.3%,39.7%~43.8%,12.3%~17.5%,78.5%~91.4%和41.1%~57.9%,其中氮素下降幅度相对较小,而磷素下降幅度最大;经过4次水位涨落后,消落带土壤养分处于十分贫瘠的状态,以钾元素最为明显;土壤金属元素在受水位涨落后均增加,2012年消落带全镁和全钠含量上升幅度最大,与2008年消落带全镁和全钠含量相比差异显著(P<0.05);2012年消落带全钙含量虽有上升,但与2008年相比差异不显著。[结论] 随着库区长期的水位涨落,消落带土壤养分匮乏和水体富营养化问题将突显,对于消落带土壤化学性质变化仍需长期监测。
基于元胞自动机和BP神经网络算法的Landsat-TM遥感影像森林类型分类比较
田静, 邢艳秋, 姚松涛, 曾旭婧, 焦义涛
林业科学. 2017, 53(2):  26-34.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170204
摘要 ( 230 )   HTML   PDF (1014KB) ( 449 )  
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[目的] 针对森林资源遥感监测效果往往受森林类型识别分类方法的影响,提出一种基于元胞自动机的遥感影像森林类型分类方法,以提高Landsat-TM遥感影像的分类精度,为森林资源遥感监测提供技术支持。[方法] 以小兴安岭带岭林业经营管理局为研究区,基于2010年Landsat5-TM影像数据和2012年森林资源二类调查数据,采用窗口法获取TM第5波段各待分类别的像元均值作为聚类中心,以元胞自动机的Moore模型为框架,以元胞为基本单位,以像元均值为对象,利用最小距离法求取进化规则(判断准则是中心元胞周围的8个元胞距每类聚类中心的距离最近且像元数量最多,则中心元胞属于该类别),充分考虑影像及地物之间的空间特征,采用元胞自动机分类方法进行森林类型的识别分类。同时,以相同的样本数,采用3层BP神经网络模型对TM遥感影像进行分类试验,并比较2种方法的分类效果。[结果] 基于元胞自动机的分类方法总体分类精度为88.712 1%,Kappa系数为0.829 1,针叶林、阔叶林和针阔混交林的用户精度分别为73.60%,92.94%和94.13%,达到了区分针叶林、阔叶林和针阔混交林的分类目的。BP神经网络算法的总体分类精度为86.671 3%,Kappa系数为0.798 4,针叶林、阔叶林和针阔混交林的用户精度分别为69.22%,93.37%和90.76%。2种分类方法均可有效识别森林类型信息。[结论] 元胞自动机模型应用于遥感影像森林类型识别分类可弥补因TM影像空间分辨率较低造成的遥感影像分类精度过低的问题,提高分类精度。在森林分布破碎、种类类型多样且结构复杂的带岭林区,该研究结果有助于森林资源监测与管理,可为大区域尺度的森林动态信息监测提供更好的数据及技术支持。
杜仲雄花主要活性成分含量的多样性
杜庆鑫, 魏艳秀, 刘攀峰, 杜红岩
林业科学. 2017, 53(2):  35-43.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170205
摘要 ( 256 )   HTML   PDF (1224KB) ( 445 )  
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[目的] 研究不同种质杜仲雄花主要活性成分含量的遗传变异规律,比较并评价杜仲雄花主要活性成分含量的多样性,为雄花用杜仲优良资源选育和开发利用提供科学依据和材料。[方法] 以193份不同种质杜仲雄花为材料,采用AlCl3比色法测定杜仲雄花中总黄酮含量,全自动氨基酸分析仪测定氨基酸含量,HPLC法测定桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、京尼平苷、异槲皮苷、紫云英苷6种活性成分含量,并对8种活性成分含量进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。[结果] 不同种质杜仲雄花8种活性成分含量和多样性指数均以氨基酸最高,分别为206.23 mg·g-1和2.05;变异系数以京尼平苷最高,达112.00%,氨基酸最低,仅为12.52%。相关性分析结果显示:桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、京尼平苷及异槲皮苷5种活性成分间均呈极显著正相关,氨基酸除与总黄酮呈极显著正相关外,与其他活性成分相关性不显著。通过主成分分析,前4个主成分的累计贡献率达87.040%,可以用于杜仲雄花资源前期的评价选择。基于8种活性成分,将193份杜仲种质划分为5个类群,各类群8种活性成分含量之间均存在显著性差异。第Ⅰ类群种质8种活性成分含量均较低;第Ⅱ类群种质氨基酸含量最高;第Ⅲ类群种质黄酮类化合物及其组分含量最高;第Ⅳ类群种质环烯醚萜类化合物组分含量最高;第Ⅴ类群种质绿原酸和京尼平苷酸含量最高。初步明确杜仲种质雄花的不同类型。[结论] 杜仲种质雄花8种活性成分含量较高,开发利用价值大,而且表现出丰富的多样性和变异,很有选择潜力和改良潜力。
不同遮荫、土壤排水处理对毛棉杜鹃幼苗生长及光合特性的影响
白宇清, 谢利娟, 王定跃
林业科学. 2017, 53(2):  44-53.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170206
摘要 ( 225 )   HTML   PDF (920KB) ( 390 )  
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[目的] 筛选出毛棉杜鹃适宜的关键栽培条件,以便为其园林应用提供技术支持。[方法] 采用裂区试验设计,以不同遮荫(0%、30%、50%、80%)处理为主区,不同土壤排水性(高垄、平床)处理为副区,测定毛棉杜鹃生长、叶绿素、光合特性日变化及光响应曲线的变化。[结果] 在遮荫50%、高垄处理下,毛棉杜鹃枝条生长量最大,chlt(总叶绿素含量)、Pmax(最大净光合速率)、AQY(表观量子效率)、Pn(净光合速率)日平均值、WUE(水分利用率)日平均值、Pn/PAR(光能利用率)日平均值最高或较高,chla/chlb、LCP(光补偿点)、LSP(光饱和点)、Rd(暗呼吸速率)最低或较低;全光照、平床处理下,毛棉杜鹃基茎生长量、chla/chlb、LCP、LSP、Rd最大或较大,叶绿素含量、Pmax、AQY、Pn日平均值、WUE日平均值、Pn/PAR日平均值最低或较低。总体上,随着遮荫水平(在适度遮荫范围内)的提高和土壤排水性的改善,枝条生长量、叶绿素含量、Pmax、AQY、Pn日平均值、WUE日平均值、Pn/PAR日平均值呈逐渐增加的趋势,其他各项生理指标呈逐渐减少的趋势。[结论] 毛棉杜鹃幼苗适宜在遮荫50%、高垄处理的条件下生长。
杨树不同种质花粉萌发和致敏蛋白的差异
章小铃, 王留强, 孙佩, 吴立栓, 樊玮, 张进, 卢孟柱, 胡建军
林业科学. 2017, 53(2):  54-64.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170207
摘要 ( 190 )   HTML   PDF (1947KB) ( 302 )  
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[目的] 研究6份杨树种质(36号杨、南杨、110杨、森海2号杨、小叶杨和钻天杨)成熟花粉的萌发特性以及致敏蛋白差异,为低致敏杨树品种选育及植物过敏性疾病控制等研究提供理论依据。[方法] 2015年3月,在北京、河北和河南采集6份不同杨树种质的花枝,经水培后收集花粉,采用液体培养法进行杨树花粉萌发试验,并通过双向电泳、实时荧光定量PCR等研究不同杨树种质的花粉致敏蛋白差异。[结果] 1)在6份杨树种质花粉中,36号杨、南杨和钻天杨花粉活力较高,其次为110杨和小叶杨,森海2号杨活力最差;24 h时花粉萌发率最大的种质是36号杨,高达74.42%(±2.36%),而三倍体森海2号杨花粉萌发率为0;钻天杨花粉管平均长度为456.00 μm(±2.05 μm),小叶杨花粉管最短,为276.44 μm(±11.08 μm),且不同种质的花粉萌发率和花粉管萌发长度差异极显著(P<0.01),表明不同种质的花粉活力存在很大差异。2)利用Imagemaster 2D platinum 6.0软件分析南杨、110杨、森海2号杨、小叶杨和钻天杨的2-DE图谱,共发现有408个蛋白点相匹配,以36号杨鉴定的28个潜在致敏蛋白为参照,在5份种质花粉中有6个致敏蛋白均缺失表达,南杨和森海2号杨花粉有21个致敏蛋白,110杨次之,有19个,而小叶杨和钻天杨的致敏蛋白数量最少,为18个。对其余22个致敏蛋白进行差异表达量分析发现,其中有12个致敏蛋白在5份杨树种质中均低于36号杨,其相对表达量范围为-3.99~-0.02,尤其是森海2号杨和小叶杨分别有10个和8个致敏蛋白表达量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于36号杨;南杨和钻天杨降低趋势最小。有3个致敏蛋白在5份种质中表达均高于36号杨,其中南杨最高,达到极显著水平(P<0.01),其次为钻天杨、森海2号杨和110杨、小叶杨。组间差异方差分析发现南杨和钻天杨的17个致敏蛋白表达量显著或极显著大于小叶杨和森海2号杨。3)qRT-PCR分析结果表明,9个致敏蛋白编码基因中有5个在南杨和钻天杨中表达量都较高,包括spots 12、51、200、216和161,其次是小叶杨,而森海2号杨和110杨均只有2个致敏基因表达高。[结论] 杨树不同种质间花粉活力、致敏蛋白数量以及表达量存在明显差异,可为今后杨树低致敏新品种选育提供重要的参考,但是成熟花粉致敏蛋白表达量的高低与其致敏性强弱的相关性还有待进一步深入研究。
马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性
董虹妤, 刘青华, 周志春, 金国庆, 沈丹玉, 宋新回
林业科学. 2017, 53(2):  65-75.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170208
摘要 ( 186 )   HTML   PDF (1015KB) ( 294 )  
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[目的] 开展马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性研究,以根据子代的预测结果对马尾松杂交育种亲本进行科学选配。[方法] 利用设置在浙江省淳安县姥山林场的2份马尾松第3代6×6半双列杂交材料,分析子代生长性状的杂种优势和亲本配合力,并利用SSR标记分析杂交亲本间的遗传距离,探究子代生长性状杂种优势与亲本一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)、遗传距离(GD)的相关关系。[结果] 2份马尾松试验材料树高、胸径和材积指数的表型值与杂种优势在不同杂交组合间差异较大,除半双列Ⅱ胸径一般配合力(GCA)外,其余生长性状配合力在杂交组合间的差异均达到显著或极显著水平。除半双列Ⅱ的胸径外,其余马尾松生长性状均是以加性基因效应控制为主。各生长性状家系遗传力(hf2)水平较高,为0.884~0.966,受较强的遗传控制。2份试验材料中12个亲本的Nei's基因多样度指数和Shannon信息多样性指数分别为0.301 2和0.467 8,遗传多样性处于中等水平,不同亲本间GD为0.142 1~0.351 6。相关性分析发现,多数马尾松子代生长性状表型值及其杂种优势与GCA、SCA、GD(≤0.351 6)呈较显著的正相关关系。亲本GCA中,亲本一般配合力之和(GCAP1+P2)对子代表型值和杂种优势的预测能力最强,父本一般配合力(GCAP2)次之,而母本一般配合力(GCAP1)预测能力最差。亲本GCAP1+P2、SCA、GD中,GCAP1+P2对马尾松子代生长性状表型值的预测能力最强,SCA对马尾松子代生长性状杂种优势的预测能力最强,而GD对子代生长性状表型值和杂种优势的预测能力普遍弱于GCAP1+P2和SCA。回归分析发现,2份试验材料中,除半双列Ⅱ的GCAP1+P2外,其余GCAP1+P2、SCA、GD(≤0.351 6)与子代材积指数的杂种优势均呈较显著的线性相关。[结论] GCAP1+P2、SCA以及较低水平的GD与马尾松子代生长性状表型值和杂种优势的相关性较高,可以利用亲本配合力和一定水平的遗传距离对马尾松子代生长性状表型值和杂种优势进行有效预测,进而提高马尾松亲本选配效率及杂种优势的有效利用率。
银杏性别决定相关基因的筛选
唐海霞, 杜淑辉, 邢世岩, 桑亚林, 李际红, 刘晓静, 孙立民
林业科学. 2017, 53(2):  76-82.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170209
摘要 ( 237 )   HTML   PDF (1274KB) ( 517 )  
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[目的] 银杏为典型的雌雄异株裸子植物,成熟雌、雄个体在形态特征和生长习性等方面存在显著差异,这些差异的产生与性别决定机制相关。本文拟通过对银杏性别决定相关基因的筛选为进一步探讨银杏的性别决定机制奠定基础。[方法] 利用RNA-Seq技术对来源于同一家系的25年生银杏雌、雄花芽(CY,XY)及大、小孢子叶球(CH,XH)进行转录组测序及生物信息学分析,以期发现可能参与银杏性别决定过程的相关基因。利用实时荧光定量PCR方法对随机挑选的26个差异表达基因的表达量进行验证。[结果] 通过对8个cDNA文库的测序共得到大约60 Gb的高质量序列,利用高质量序列进行de novo组装共得到108 307条unigene。unigene的平均长度为796 bp。26个随机挑选差异表达基因的实时荧光定量PCR结果与RNA-Seq结果的相关性较高。在所有的unigene中有51 953条(47.97%)unigene在核苷酸或蛋白质公共数据库中得到功能注释。差异表达分析结果表明分别有4 709和9 802个基因在XY/CY和XH/CH中差异表达。11个在XY/CY和XH/CH中共同差异表达参与植物激素信号转导的基因与转录因子(如PYL、SNRK2EIN3等)以及编码甲基转移酶的基因(如MET1COMT1等)可能参与了银杏的性别决定过程。[结论] 参与多种调控途径的功能基因可能在银杏的性别决定中发挥作用,性别决定相关基因的筛选可为全面理解银杏的性别决定机制奠定基础。
氧化苦参碱对台湾乳白蚁纤维素酶活性的抑制作用
谷岱霏, 严善春, 李志强
林业科学. 2017, 53(2):  83-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170210
摘要 ( 202 )   HTML   PDF (995KB) ( 289 )  
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[目的] 研究植物源成分氧化苦参碱对台湾乳白蚁纤维素酶活性的抑制作用,为探讨氧化苦参碱在白蚁预防与控制方面的应用提供依据。[方法] 在室内条件下[温度(26±1)℃,相对湿度65%±5%,黑暗无光照),供试台湾乳白蚁经饥饿处理2天后,用1%氧化苦参碱溶液处理滤纸后饲喂,分别于饲喂6 h、12 h、1天、3天、5天、7天收集台湾乳白蚁消化道,采用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度,还原糖法测定比较白蚁消化道的滤纸酶活性(FPA)及内切β-1,4-葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)和纤维二糖水解酶(CBH)的比活力,并于7天后观测记录供试白蚁的质量变化与死亡率。[结果] 在测定分析的时间内,除6 h处理组FPA和CBH活性与对照差异不显著外,1%氧化苦参碱对台湾乳白蚁FPA及EG、BG、CBH的活性均有显著抑制作用。1%氧化苦参碱对台湾乳白蚁纤维素酶活抑制率整体表现为FPA > FG ≥ BG > CBH,纤维素酶活性抑制率随处理时间的延长而增强,但是5天EG抑制率、3天BG抑制率、12 h CBH抑制率有所降低。台湾乳白蚁经氧化苦参碱处理7天后,活动水平明显减弱,工蚁质量处理组显著低于对照组,白蚁死亡率处理组显著高于对照组。[结论] 本研究明确了1%氧化苦参碱对台湾乳白蚁FPA及EG、BG、CBH的活性均具有明显的抑制作用,表明纤维素酶活性的抑制作用是氧化苦参碱杀虫活性的机制之一。氧化苦参碱对台湾乳白蚁具有慢性致死活性,利用氧化苦参碱对台湾乳白蚁纤维素消化的抑制作用,研发台湾乳白蚁消化抑制剂应用于白蚁的防治是一种值得探索的方法。
关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征
乔沙沙, 周永娜, 刘晋仙, 景炬辉, 贾彤, 李毳, 杨欣, 柴宝峰
林业科学. 2017, 53(2):  89-99.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170211
摘要 ( 238 )   HTML   PDF (1445KB) ( 508 )  
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[目的] 分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。[方法] 利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。[结果] 1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。[结论] 受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。
预处理竹材的结晶度分析
楚杰, 张军华, 马莉, 路海东
林业科学. 2017, 53(2):  100-109.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170212
摘要 ( 222 )   HTML   PDF (1738KB) ( 286 )  
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[目的] 化学预处理是生物质聚合物产品高值化利用的关键步骤,阐明预处理机制有助于提高热处理效率。[方法] 以4年生毛竹为研究对象,采用稀酸、碱、甘油分别在117℃和135℃进行砂浴预处理,并采用光谱和湿化学方法对预处理前后样品的结构进行表征和比较,包括傅里叶红外光谱、聚合度、X射线衍射等。[结果] 综纤维素和纤维素的产量显著增加,碱(NaOH)预处理比稀硫酸(H2SO4)和甘油(丙三醇)脱木素效果好;在相同预处理条件下,135℃比117℃样品的结构变化更明显。平均聚合度结果显示,所有预处理样品均表现出较低的聚合度,说明纤维素结晶区尺寸发生变化,部分木质素和半纤维素降解,从而增加可及度。X射线衍射结果表明,002峰位置明显偏移,晶体宽度和半峰宽下降,不同化学预处理后的结晶强度明显增加,相对结晶度在117℃下降,在135℃逐渐恢复,傅里叶红外光谱与X射线衍射研究结果一致。[结论] 无论采用117℃还是135℃砂浴预处理,碱预处理纤维分离的效果均强于稀酸和甘油,可为后续木质纤维素原料水解和能源化转换方面的相关研究提供基础和依据。
思茅松树皮多聚原花青素降解优化
李娜, 姜永新, 李美娟, 罗旭璐, 刘云, 阚欢, 张加研, 赵平
林业科学. 2017, 53(2):  110-116.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170213
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[目的] 以基于茶多酚的思茅松树皮多聚原花青素降解反应中(-)-表儿茶素-(4β-8)-(-)-表没食子儿茶素3-O-没食子酸酯(化合物1)的含量作为评价指标,确定思茅松树皮多聚原花青素的最佳降解条件,为思茅松树皮多聚原花青素降解产物的进一步开发利用提供基础。[方法] 采用HPLC定量分析方法测定各反应溶液中化合物1的含量,通过单因素试验考察反应温度(50~90℃)、反应时间(30~180 min)、盐酸浓度(0.1%~5%)和茶多酚/多聚原花青素比率(1:3~3:1,w/w)对化合物1生成的影响。采用4因素5水平中心组合旋转设计的响应面法优化其降解条件,以化合物1的含量为响应值,以上述4个因素为自变量,利用Design-Expert V8.0.6软件对28个试验点测定所得数据进行多元非线性分析,建立回归模型,并通过方差分析对模型进行显著性检测。[结果] 反应温度、盐酸浓度和茶多酚/多聚原花青素比率明显影响降解反应中化合物1的生成,建立的回归模型极显著(P<0.000 1),且线性系数良好(R2=0.952 6),说明建立的数学模型能较好地描述试验结果,可用于分析和预测化合物1的生成。思茅松树皮多聚原花青素的最佳降解条件为反应温度70℃、反应时间60 min、盐酸浓度1%和茶多酚/多聚原花青素比率3:2。经验证此条件下反应液中化合物1的浓度可达718.57 nmol·mL-1,与理论值(721.39 nmol·mL-1)较为接近。[结论] 采用中心组合旋转设计的响应面法分析优化思茅松树皮多聚原花青素降解以获取主产物(-)-表儿茶素-(4β-8)-(-)-表没食子儿茶素3-O-没食子酸酯的方法可行。
问题讨论
农户对山地林果生产机械化作业需求及影响因素
李卫, 薛彩霞, 姚顺波, 朱瑞祥
林业科学. 2017, 53(2):  117-128.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170214
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[目的] 评估农户对林果生产机械化作业的需求和偏好程度,为推动林果业机械化的政策制定提供参考。[方法] 基于四川省石棉县黄果柑和枇杷种植优势乡镇农户调研数据,在分析农户林果生产机械化作业现状的基础上,采用加权平均法和首选决定法得出农户对山地林果生产机械化作业需求的优先序,并利用层次聚类分析法分析农户的需求层次;利用Multinomial Logistic模型分析农户对山地林果生产机械化作业需求的影响因素。[结果] 1)样本农户中,仅有部分农户在施药、施肥、灌溉和中耕除草环节实现了机械化作业;2)从农户对林果生产机械化作业需求强度来看,由强到弱依次为中耕除草、灌溉、施肥、施药、果实套袋、控花疏果、整形修剪和采摘,且农户的需求分为技术成熟亟待推广的机械化、技术较为成熟但仍需改进的机械化和农户需求较低的机械化3类;3)从影响农户对山地林果生产机械化需求的因素来看,经营者特征变量中,性别在灌溉、施肥和施药模型中影响显著;年龄在施肥、施药、采摘、整形修剪和控花疏果模型中影响显著;受教育程度在整形修剪和控花疏果模型中影响显著;种植年限在套袋、采摘、整形修剪和控花疏果模型中影响显著。农户家庭特征变量中,劳动力数量在套袋、采摘和施药模型中影响显著;种植面积在除施药以外的各模型中均影响显著;林果收入比重在整形修剪、套袋和控花疏果模型中影响显著;外出务工人数在除套袋以外的各模型中均影响显著。技术特征感知变量中,技术风险感知和技术实现难易程度在整形修剪、控花疏果、套袋和采摘模型中均影响显著;技术关注频率在所有模型中均影响显著;果品类型仅在套袋模型中影响显著。[结论] 样本农户山地林果生产机械化作业整体水平较低;农户对山地林果生产作业机械化的需求存在显著差异;经营者特征、农户家庭特征、技术感知特征是影响农户山地林果生产作业机械化需求的重要因素,而果品类型对农户林果生产作业机械化的需求影响不显著。
研究简报
蘑菇渣堆肥对油松容器苗生长及养分吸收的影响
胡嘉伟, 刘勇, 王琰, 娄军山, 李国雷
林业科学. 2017, 53(2):  129-137.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170215
摘要 ( 220 )   HTML   PDF (1136KB) ( 286 )  
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[目的] 研究蘑菇渣堆肥对油松容器苗生长及养分吸收的影响,探究蘑菇渣堆肥替代草炭进行容器育苗的可行性,以促进农业废弃物资源的循环利用。[方法] 以油松1年生播种容器苗为研究对象,通过维持混合基质中珍珠岩比例不变,逐渐增加蘑菇渣堆肥的比例以替代草炭。试验设置堆肥添加比例0~75%组成8种基质配方,研究不同基质处理理化性质及其对油松容器苗生长、根系形态及养分吸收的影响。[结果] 当蘑菇渣堆肥添加比例在30%以内时,各基质处理的出苗率能达到80%的生产指标,且苗木高度、地径、茎叶生物量以及茎根比等均与常用草炭处理(对照)无显著差异,而根系各相关形态指标(0 < D ≤ 0.5 mm的细根除外)保持与对照无显著差异的堆肥最大添加比例能达到50%。随着蘑菇渣堆肥添加量的增大,苗木细根指标(累计长度、表面积、体积)呈先增大后减小的趋势,在堆肥添加比例为30%时达到最高,显著高于常用草炭处理。蘑菇渣堆肥的添加也能促进苗木体内氮、磷、钾养分的积累,蘑菇渣堆肥比例为30%时叶氮、钾含量显著高于对照,苗木质量较高,有利于造林。各基质配方物理性质对于育苗是适宜的,基质密度虽随堆肥的添加而逐渐增大,但总体仍较轻,各基质保水通气特性亦差异不大。逐渐添加蘑菇渣堆肥比例大于40%后,基质pH由酸变碱会影响根系状态及离子吸收,是导致苗木质量下降的一个重要因素,而部分基质处理中EC值及有效性N、P、K养分水平的过高抑制细根生长,也是影响苗木其他指标的另一个关键因素。[结论] 从蘑菇渣堆肥替代草炭的育苗经济效益及生态角度考虑,本试验中最佳基质配方为蘑菇渣堆肥30%、珍珠岩25%、草炭45%。此研究结果可为蘑菇渣堆肥在容器苗培育中的合理应用提供理论参考。
外源乙烯利与1-MCP处理对桑椹中乙烯和花青素相关代谢基因表达的影响
余建, 赵爱春, 刘长英, 梁燕梅, 朱攀攀, 蔡雨翔, 王茜龄, 李镇刚, 余茂德
林业科学. 2017, 53(2):  138-148.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170216
摘要 ( 167 )   HTML   PDF (1381KB) ( 385 )  
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[目的] 以桑品种‘嘉陵40号’的桑椹为试验材料,探究乙烯在桑椹发育进程中的作用和乙烯相关基因的表达模式,为今后有效开发桑椹的经济价值和通过分子生物学手段调控桑椹成熟期提供理论依据。[方法] 桑盛花期后21天(21DAF)和26天(26DAF),分别用100 mg·L-1乙烯利喷洒桑椹表面,采摘后桑椹经0.5 μL·L-1乙烯抑制剂1-MCP熏蒸处理,测定其花青素和总糖含量,并提取桑椹的总RNA及合成cDNA模板,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析乙烯生物合成基因MaACO2MaACS3,乙烯信号转导基因MaETR1MaETR2MaCTR1MaEIN2MaEIL2,以及花青素生物合成下游基因MaDFRMaANS的转录表达。[结果] 桑椹经过乙烯利处理后,花青素含量和总糖含量与对照相比都有明显增加,与花青素合成有关的基因表达也受乙烯利上调,经1-MCP熏蒸的桑椹花青素含量和总糖含量与对照相比都有所下降。在21DAF桑椹中,乙烯相关基因的表达经乙烯利处理后显著上调,而对1-MCP具有不同的响应模式,其中,MaACO2,MaACS3以及MaEIL2表达下调,MaETR1,MaCTR1和MaEIN2的表达量在各时段显著上调,MaETR2表达量在12 h无明显变化,其他时段上调。26DAF桑椹中,经1-MCP的熏蒸而下调了乙烯各基因的表达,而乙烯利的处理对各基因表达具有不同的影响,与对照相比,处理后32 h,MaACO2,MaETR1,MaETR2,MaEIN2MaEIL2的表达上调,MaACS3MaCTR1的表达则下调。[结论] 乙烯利处理能够诱导桑椹乙烯生物合成和花青素生物合成相关基因的上调表达,对乙烯信号转导基因也有一定调控作用,且能促进桑椹花青素和总糖含量的积累,并能加快桑椹的发育进程。乙烯抑制剂1-MCP的熏蒸能抑制乙烯信号转导各元件基因的表达,阻止乙烯信号转导和传递,且抑制桑椹中花青素和总糖含量的积累。