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2017年 第53卷 第4期 刊出日期:2017-04-25
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林业科学. 2017, 53(4):  0-0. 
摘要 ( 63 )   PDF (2828KB) ( 363 )  
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论文与研究报告
降水对鼎湖山季风常绿阔叶林土壤水氘特征的影响
高德强, 徐庆, 张蓓蓓, 陈婕, 刘世荣
林业科学. 2017, 53(4):  1-8.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170401
摘要 ( 177 )   HTML   PDF (920KB) ( 570 )  
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[目的] 分析我国南亚热带鼎湖山季风常绿阔叶林土壤水的水分来源、不同强度降水在土壤剖面中的时空运移过程及对各层土壤水的贡献率,为研究降水格局变化下鼎湖山自然保护区森林生态系统水循环过程及区域水资源科学管理等提供科学依据。[方法] 利用氘同位素技术,比较不同降水条件下鼎湖山季风常绿阔叶林土壤水δD与潜在水源(大气降水、浅层地下水)δD,阐明土壤水的水分来源和降水在土壤剖面中的时空分布特征;运用二元线性混合模型计算不同强度降水对各层土壤水的贡献率。[结果] 鼎湖山季风常绿阔叶林中土壤水δD介于大气降水δD和浅层地下水δD之间,土壤水主要来源于大气降水和浅层地下水;雨后5天内,小雨(9.8 mm)对0~10 cm表层土壤水贡献率最高(31.2%~44.6%),对10~40 cm深处土壤水贡献率次之(24.2%~32.0%),对40~80 cm深处土壤水贡献率较小(8.3%~15.7%),对80~100 cm深层土壤水贡献率最小(接近于0);雨后5天为中雨(20.0 mm)对0~10 cm表层土壤水贡献率最大(63.3%~78.9%),对10~40 cm深处土壤水贡献率次之(46.9%~74.0%),对40~80 cm深处土壤水贡献率较小(37.9%~63.0%),对80~100 cm深处土壤水贡献率最小(35.8%~47.5%);无论湿季还是干季,大雨(降水量>30 mm)后第1天,该次降水可渗透到80 cm以下深层土壤,且对80~100 cm深层土壤水的贡献率高达94.1%。[结论] 0~10 cm表层土壤水δD与降水δD变化趋势一致,林中表层土壤水δD主要受降水δD的控制;降水强度越大,降水从土壤表层向深层土壤渗透速度越快,对80~100 cm深处土壤水δD影响越明显,降水对各层次土壤水的贡献率也越大;土壤剖面中土壤水δD的时空变化特征可指示降水在土壤剖面运移过程;无论小雨还是中雨,80 cm以下深层土壤水δD变化幅度较小,表明鼎湖山季风常绿阔叶林植被结构对降水在土壤剖面入渗过程具有显著的调控作用。
27个柳树无性系对镉的吸收分配特性
张晓丽, 翟飞飞, 李伟, 刘俊祥, 钱永强, 韩蕾, 孙振元
林业科学. 2017, 53(4):  9-17.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170402
摘要 ( 147 )   HTML   PDF (1385KB) ( 375 )  
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[目的] 研究27个柳树无性系的根、插穗树皮、枝条和叶片对Cd2+的吸收分配特性,获得地上部和地下部富集Cd浓度最大的无性系,为Cd污染地的植物修复提供理论参考,为进一步研究柳属植物对Cd2+的解毒机制提供依据。[方法] 以具有优良经济价值和观赏价值的27个柳树无性系为研究对象,在水培条件下,40 mg·L-1Cd2+胁迫6天,分别取根、枝条、叶片和插穗树皮样品,采用原子吸收分光光度计测定不同部位的Cd浓度,并计算地上部插穗树皮、枝条和叶片对Cd向地上部转运的贡献率。[结果] 27个柳树无性系Cd2+主要富集在根中,很少向地上部转移,根Cd浓度为1 106.08~4 261.46 mg·kg-1,无性系柳Q2根中Cd浓度仅为蒿柳的25.96%,地上部Cd浓度为38.29~207.87 mg·kg-1,柳D31地上部Cd浓度仅为柳SH31的18.42%;柳SH31叶片、枝条和树皮中Cd浓度均高于其他柳树无性系,分别为177.17、506.85和263.04 mg·kg-1;27个柳树无性系对Cd的转运系数均较小,最小的柳2465为0.016,最大的柳SH31也仅为0.199;叶片、枝条和树皮对Cd向地上部转运的贡献率不同,柳Q43和柳SH18的枝条对Cd转运的贡献率最大,分别为56.3%和57.2%,其他无性系树皮的贡献率最大,最大的柳23达到了88.5%,最小的柳Q43为28.6%,仅为柳23的32.3%。[结论] 27个柳树无性系主要将吸收的Cd富集在根中,以较少向地上部转移;蒿柳根富集Cd浓度最大,主要将吸收的Cd固定在根中,以减少其对自身其他器官的伤害,同时降低土壤中有效Cd的浓度,减少其对其他植物的伤害;柳SH31地上部富集Cd浓度最大,可通过多次短轮伐并收集地上部达到减少土壤中Cd2+的目的。
典型中亚热带天然阔叶林各林层直径分布及其变化规律
庄崇洋, 黄清麟, 马志波, 郑群瑞, 王宏
林业科学. 2017, 53(4):  18-27.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170403
摘要 ( 182 )   HTML   PDF (728KB) ( 500 )  
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[目的] 研究典型中亚热带天然阔叶林各林层直径分布及其变化规律,为揭示天然林结构、辅助天然林相关测树因子的调查和指导天然林经营规划奠定理论基础。[方法] 采用最大受光面法划分5块中亚热带天然阔叶林林层,利用Shapiro-Wilk检验(S-W检验)对各林层(包括全林分和各亚层)直径分布进行正态性检验,采用偏度和峰度描述各林层直径分布图形特征,利用Meyer负指数函数和Weibull分布函数对各林层直径分布进行拟合,根据卡方检验结果选择拟合效果较好的函数拟合各林层直径分布,分析各林层直径分布及其变化规律。[结果] S-W检验表明,各标准地全林分、第Ⅲ亚层和第Ⅱ亚层直径分布均不服从正态分布;1-3号标准地第Ⅰ亚层直径分布服从正态分布,4和5号标准地第Ⅰ亚层直径分布不服从正态分布;各标准地内,各亚层的S-W值随亚层高度的升高而增大。从总体上看,除5号标准地第Ⅱ、Ⅲ亚层的偏度和峰度及2号标准地第Ⅰ、Ⅱ亚层的峰度外,各亚层偏度和峰度的绝对值均随林层高度的升高而减小。利用Meyer负指数函数拟合全林分(所有标准地均未通过卡方检验)和第Ⅱ亚层(2和4号标准地通过卡方检验,1、3和5号未通过)时适应性较差;而在拟合第Ⅰ亚层(所有标准地均通过卡方检验)和第Ⅲ亚层(3、4和5号标准地通过卡方检验,1和2号未通过)时有较好的适应性。Weibull分布函数对各林层的直径分布具有较好的拟合效果,除了1号标准地全林分直径分布外,1号标准地剩余亚层和其他标准地各林层均通过Weibull分布的卡方检验。利用Weibull分布函数拟合典型林分各标准地直径分布后发现,随着各亚层高度的升高,各亚层直径分布由倒"J"形曲线向右偏山状曲线和正态分布曲线过渡,顶峰向右移动,同时峰值随之减小。[结论] 划分林层后,Weibull分布函数在拟合中亚热带天然阔叶林各林层(包括全林分和各亚层)直径分布时比Meyer负指数函数具有更好的拟合效果;各亚层S-W检验中P值、偏度和峰度以及Weibull函数中各亚层直径分布图形波峰的变化情况说明各亚层直径分布有随亚层平均胸径和平均高度增大而逐渐向正态分布过渡的趋势;各林层(包括全林分和各亚层)直径分布间的差异说明分林层研究直径分布的必要性。
艾比湖流域2种典型荒漠盐生植物冠下土与叶片的生态化学计量特征
龚雪伟, 吕光辉, 马玉, 张雪妮, 何学敏, 郭振洁
林业科学. 2017, 53(4):  28-36.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170404
摘要 ( 183 )   HTML   PDF (797KB) ( 524 )  
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[目的] 探明荒漠盐生植物冠下土与叶片生态化学计量特征沿盐分梯度的变异及影响叶片元素计量特征的主要土壤因子,为干旱盐渍化区域生态保育提供理论依据。[方法] 以新疆艾比湖流域2种典型荒漠盐生植物骆驼刺和白刺为研究对象,按照盐分梯度对2种植物分别选取3个10 m×10 m样方,基于216个冠下土和植物样品,综合分析不同盐分梯度下骆驼刺(轻度、中度和重度)和白刺(中度和重度)冠下土与叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,并利用冗余分析探究影响盐生植物叶片生态化学计量的主要土壤因子。[结果] 盐分适度增加能明显提升荒漠盐生植物冠下土C、N、P含量,但高盐降低骆驼刺冠下土C、N、P含量;骆驼刺冠下土C:N与C:P以中盐样方最大,而白刺冠下土C:N、C:P、N:P中盐与高盐样方之间均无显著差异(P > 0.05)。白刺叶片C、N、P含量随盐分提高而显著增加(P < 0.05),C:N与C:P表现为中盐>高盐;低盐增加骆驼刺叶片C和P含量,降低N含量,中盐导致骆驼刺叶片C:N与C:P升高。2种荒漠盐生植物叶片N:P在不同盐分梯度下均无显著差异(P > 0.05),均值分别为15.41±2.16、8.10±0.83。冗余分析表明,冠下土P含量和盐碱度分别是影响骆驼刺和白刺叶片C、N、P化学计量特征的主要因素。[结论] 土壤盐分适度增加能提升荒漠盐生植物冠下土C、N、P含量,改变植物叶片的C、N、P含量及C:P。盐生植物叶片生态化学计量受土壤盐碱度和元素含量的双重影响。
土壤水分和氮素的交互作用对油松幼苗光合和生长的影响
郭文霞, 赵志江, 郑娇, 李俊清
林业科学. 2017, 53(4):  37-48.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170405
摘要 ( 201 )   HTML   PDF (1246KB) ( 525 )  
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[目的] 了解土壤水分亏缺和氮沉降对油松生长和光合特性的影响,为造林和再造林树种选择提供依据。[方法] 选取2年生油松幼苗,按照嵌套设计,设置4个土壤水分梯度(W1、W2、W3、W4)和4个施氮水平(N1、N2、N3、N4),调查土壤水分和施氮的交互作用对油松幼苗生长和光合特性的影响。[结果] 土壤水分充足条件下(W3和W4),施氮能够显著促进油松幼苗的生长和生物量积累,但在水分亏缺条件下(W1和W2)却会加剧缺水,对幼苗生长产生负面影响;土壤水分充足条件下,施氮能够提高油松幼苗的光合能力,但在水分亏缺状态下却会降低幼苗的光合能力,这与光系统Ⅱ的实际量子效率和光化学猝灭系数的变化规律一致;W3N2处理对提高油松幼苗生长、生物量积累和光合作用能力最有利。[结论] 在我国中部和东北部湿润地区,氮沉降对油松的光合作用和干物质生产是有利的,而在西北干旱半干旱地区氮沉降却是有害的,因此,在西北干旱半干旱地区实施生态恢复或水土保持工程时应该谨慎选择树种,尽量不再使用油松。
干旱胁迫下马尾松幼苗针叶挥发性物质与内源激素的变化
全文选, 丁贵杰
林业科学. 2017, 53(4):  49-55.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170406
摘要 ( 158 )   HTML   PDF (1280KB) ( 611 )  
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[目的] 探讨干旱胁迫下马尾松幼苗针叶内源激素含量变化与挥发性物质释放规律,为马尾松抗逆生理研究和育苗提供科学依据。[方法] 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对不同干旱胁迫处理的马尾松幼苗针叶挥发性物质进行鉴定,并采用高效液相色谱串联三重四级杆质谱法(LC-MS/MS)测定其内源激素含量。[结果] GC-MS鉴定出13种挥发性物质,属于萜类、醛类、醇类和酯类化合物,其中9个化合物确定为萜类,相对含量较高的物质是α-蒎烯、石竹烯和α-水芹烯。干旱胁迫时马尾松幼苗针叶单萜类相对含量先降低后逐渐升高,倍半萜类相对含量则先升高再逐渐降低,干旱胁迫明显诱导针叶单萜类含量增加;马尾松幼苗针叶脱落酸(ABA)和玉米素(ZT)含量随着干旱胁迫程度加大呈明显增加趋势,赤霉素(GA)和生长素(IAA)含量随着干旱胁迫程度加大呈逐渐降低趋势。[结论] HS-SPME可作为干旱胁迫下马尾松幼苗针叶挥发性物质提取的有效手段,GC-MS适合于马尾松幼苗针叶挥发性物质的识别;干旱胁迫时马尾松幼苗针叶含有丰富的单萜和倍半萜,针叶通过调节单萜与倍半萜比例响应干旱胁迫;干旱胁迫时马尾松幼苗针叶通过内源激素相互协调来适应干旱逆境,其中ZT和ABA是其重要的干旱胁迫信号激素。
土壤残存草甘膦对杉木幼苗生理及养分吸收的影响
周垂帆, 林静雯, 李莹, 刘爱琴
林业科学. 2017, 53(4):  56-64.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170407
摘要 ( 240 )   HTML   PDF (1037KB) ( 456 )  
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[目的] 基于林地除草导致的草甘膦残留问题,通过杉木盆栽探究杉木对土壤残存草甘膦的形态学和生理学响应,分析土壤残存草甘膦对杉木养分吸收的影响机制,为林业生产中草甘膦的合理施用提供理论依据,为杉木人工林的可持续经营提供基础资料。[方法] 参考土壤残存草甘膦含量在培养基质中添加不同浓度草甘膦 (0、2、5、10、20、50 mg·kg-1),通过盆栽试验,测定杉木对草甘膦的形态学和生理学响应,分析草甘膦对杉木养分吸收的影响机制。[结果] 草甘膦对杉木幼苗的生长发育产生影响,在高浓度草甘膦处理下,杉木幼苗生物量增量显著低于对照,同时叶片出现黄化现象。不同浓度草甘膦处理下杉木幼苗叶片生理学指标表现为:随着草甘膦浓度增加,叶片相对电导率、MDA含量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量总体均呈上升趋势,可溶性蛋白呈下降趋势,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均先升后降,而莽草酸含量无显著变化。草甘膦对杉木根系和叶片元素的吸收和利用影响显著,随着草甘膦浓度增加,杉木幼苗根系Cu、Mg和Ca含量均呈上升趋势。杉木叶片Cu含量增加,Mn含量先上升后下降,Zn含量则呈先降后增。[结论] 高浓度草甘膦对杉木生长有负面作用,造成杉木幼苗生理紊乱,引起其养分吸收失衡,最终导致杉木幼苗生长量和成活率降低,因此在林业除草过程中应合理控制草甘膦用量,且在抚育过程中喷施草甘膦应远离杉木根系,以减少根系对草甘膦的吸收,降低其不利影响。
极度濒危树种羊角槭的种胚发育与休眠解除
陈香波, 刘杨, 赵明水, 涂淑萍
林业科学. 2017, 53(4):  65-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170408
摘要 ( 213 )   HTML   PDF (1423KB) ( 351 )  
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[目的] 揭示羊角槭的种胚发育与萌发抑制机制,获得破除休眠、提高种子发芽率的有效方法,以提高种群繁育效率,扩大羊角槭种群数量以缓解目前极度濒危的生存现状。[方法] 连续3年调查统计浙江天目山自然保护区2株人工种植羊角槭种胚发育结实情况,通过白菜种子发芽试验研究种子不同部位(外种皮、内种皮、种胚)的萌发抑制作用,并通过不同处理(剥除外种皮、激素浸种与低温沙藏)探索打破种子休眠促进萌发的方法。[结果] 羊角槭种胚发育不良且存在单株个体间差异,3年平均饱满种胚率仅9.73%~33.98%,饱满种胚平均生活力52.22%,饱满种胚率低于其他槭属植物。羊角槭内、外种皮与种胚均存在萌发抑制物质,外种皮与种胚提取物对于白菜种子的萌发抑制作用更强;内源ABA含量测试发现,种胚ABA含量最高,达1 818.58 ng·g-1,其次为外种皮1 053.34 ng·g-1、内种皮859.05 ng·g-1,种子内各组织的萌发抑制作用与内源ABA含量直接相关;采用不同处理方法(剥除外种皮、激素浸种与低温沙藏)打破休眠试验发现,未剥除种皮种子低温沙藏及种子剥皮室温沙藏均不能萌发,而剥去外种皮种子经一定时间的低温沙藏可打破胚休眠,使得种子萌发率提高到30%;剥去外种皮种子进行不同激素(GA3,6-BA)、不同浓度与浸种时间处理,发现激素浸种时间对于羊角槭种子发芽率有极显著影响(P < 0.01),浸种激素种类或浓度均对羊角槭种子发芽率影响不显著(P > 0.05);对剥除外种皮种子配合适当浓度的外源激素(GA3,6-BA)浸种处理再行低温沙藏可提高羊角槭种子发芽率,其中以100 mg·L-1 GA3或200 mg·L-1 6-BA 浸种12 h效果最好,种胚发芽率分别达到46.67%与43.33%,可作为羊角槭打破休眠促进萌发的适合方法推荐应用。[结论] 羊角槭种子败育率高、空瘪现象严重,这与花粉供应限制有关,异株授粉作为自交补充有助于授粉成功、胚发育,在构建保护群落时应避免分散、零散的种植,减小个体间距、促进异交结实,以提高种群繁育效率;羊角槭种子同时存在外种皮强迫休眠和胚休眠,内源ABA 是种子萌发的主要抑制物质;通过剥除外种皮结合激素浸种、低温沙藏能够提高种子萌发率。该研究对于扩大羊角槭种群规模、实现这一极小种群树种的种群恢复与可持续保育目标具有重要意义。
微观结构和蜡质对植物叶表面疏水性能的影响
赖寒健, 葛照硕, 李小兵, 陶冉, 张鹏翔, 董致远, 李燕
林业科学. 2017, 53(4):  74-82.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170409
摘要 ( 135 )   HTML   PDF (5233KB) ( 624 )  
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[目的] 对13种常见具有疏水性能的植物叶表面微观结构以及亲疏水性能进行研究,探究自然界植物表面的超疏水机制。[方法] 选取13种植物叶表面进行分析,利用场发射扫描电镜和光学接触角测量仪分别观察测定植物叶片除蜡质前后表面的微观结构形态和静态接触角,测定同一种植物正反面的静态接触角以及成熟度不一叶片的静态接触角。[结果] 13种植物叶表面主要呈现单级(球冠凸包型、圆柱凸包型、条纹结构型)、双级微纳双凸型和多级网状空心型等不同的微观结构形态,表面蜡质和微观结构对不同植物叶疏水性能的影响具有较大差异。此外,植物叶背面接触角均大于正面接触角,同一种植物成熟度不同的疏水性也有很大差异。[结论] 植物叶表面的疏水性主要受到表面蜡质的含量、微观结构形态的大小与分布影响,根据其影响程度不同将植物叶片分为3类:A类主要受微观结构的影响;B类主要受蜡质的影响;C类受表面微观结构和蜡质的共同影响。
毛果杨Rubisco活化酶基因的克隆与功能分析
尹吴, 孙伟博, 周燕, 诸葛强
林业科学. 2017, 53(4):  83-95.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170410
摘要 ( 226 )   HTML   PDF (2526KB) ( 417 )  
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[目的] 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)是参与植物光合作用的第1步碳同化的关键酶,而Rubisco活化酶(RCA)能够使Rubisco处于稳定的催化活性状态,从而提高光合效率。本研究从毛果杨中克隆RCA基因并通过遗传转化南林895杨,获得PtRCA高表达的转基因株系,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树新型高光效抗逆品种提供依据。[方法] 基于毛果杨基因组数据库信息克隆PtRCA基因序列,利用生物信息学对PtRCA基因进行功能和结构分析。采用Gateway技术将PtRCA构建到植物表达载体pGWB406中,以南林895杨为受体材料,通过农杆菌介导法进行遗传转化。以转PtRCA基因南林895杨和对照(南林895杨)为材料,测定分析在高温胁迫下转基因植株的基因表达、光合参数和叶绿素荧光参数的差异。[结果] 从毛果杨中克隆获得PtRCA的CDS序列长1 323 bp,编码440个氨基酸残基,其蛋白相对分子质量为48 315.9 Da,等电点pI为5.57,为疏水性蛋白,无信号肽以及跨膜结构;通过序列对比,发现PtRCA属AAA+超级家族一员,且与大豆、拟南芥RCA蛋白同源性较高。转PtRCA基因南林895杨RCA表达量均高于对照,且能够利用强光充分进行光合作用,其光饱和点也均高于对照,增加约12.5%~37.5%;光补偿点除3号株系外,其他转基因株系均略低于对照;转基因植株在光饱和点的光合速率比对照增高24.6%~55.7%。转基因株系对CO2的利用能力和羧化效率均强于对照组,CO2饱和点除1号和4号株系外,其他株系均比对照低12.5%~25.0%;CO2补偿点比对照降低53.1%~80.4%;光呼吸比对照低37.7%~79.3%,并且转基因杨树在CO2饱和点的光合速率比对照增高4.4%~26.4%。另外,转基因杨树表现出耐光氧化的能力,光氧化处理后,对照PSⅡ原初光化学效率下降61.7%,而转基因杨树下降45.0%~53.1%;对照PSⅡ实际光化学效率下降54.1%,而转基因杨树下降38.7%~52.0%;光化学猝灭系数对照下降68.3%,而转基因杨树下降51.0%~65.8%;非光化学猝灭系数对照仅增加3.0%,而转基因杨树增加6.0%~26.5%。[结论] 杨树Rubisco活化酶(PtRCA)蛋白与大豆、拟南芥RCA蛋白同源性较高。通过实时定量及相关生理分析表明,转PtRCA基因南林895杨具耐高温特性,利用CO2和强光进行光合作用的能力较强,催化RuBP进行羧化反应的效率较高。转PtRCA基因杨树能够充分利用吸收的光子,PSⅡ反应中心效率较高,过剩光能量得到较好的耗散,表现出耐光氧化的能力。研究结果表明,PtRCA基因的高效表达提高了转基因植株的光合效率,并对高温高光强具有调节能力。
基于线粒体COⅠ基因的竹笋夜蛾亲缘关系
张琴, 莫有迪, 张亚波, 舒金平, 王浩杰, 吴鸿
林业科学. 2017, 53(4):  96-104.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170411
摘要 ( 91 )   HTML   PDF (1253KB) ( 407 )  
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[目的] 基于mtDNA COⅠ基因探究竹笋夜蛾的亲缘关系,以确定其分类地位,为系统进化轨迹提供分子理论基础。[方法] 以分布于浙江杭州周边竹子产区的4种竹笋夜蛾为研究对象,使用通用引物分别克隆4种竹笋夜蛾线粒体细胞色素C 氧化酶亚基Ⅰ(mtDNA COⅠ)基因5'端709 bp 片段序列,通过构建系统进化树,分析4种竹笋夜蛾亲缘关系。[结果] 1)4种竹笋夜蛾遗传距离较小;2)与比对昆虫相比,4种竹笋夜蛾同属一个进化群,分支支持率达到100%。[结论] 4种竹笋夜蛾亲缘关系接近,除萨夜蛾外,建议将其他3种竹笋夜蛾归为一个属。4种竹笋夜蛾形态差异较小,生态习性相似,分布区域基本一致,可作为理想的同域物种进化研究素材。本研究可为4种竹笋夜蛾分类地位的确定提供初步分子基础,同时可为竹笋夜蛾DNA条形码鉴定提供理论基础。
欧美杨细菌性溃疡病菌双组分信号转导系统LqHK1基因的功能
魏强, 李爱宁, 贺伟
林业科学. 2017, 53(4):  105-112.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170412
摘要 ( 147 )   HTML   PDF (1405KB) ( 339 )  
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[目的] 明确欧美杨细菌性溃疡病病原菌中双组分信号转导系统LqHK1基因的生物学功能,以阐明该病原菌的致病机制。[方法] 采用生物信息学方法鉴定双组分系统LqHK1,利用同源重组方法获得该基因缺失突变体菌株△LqHK1,分析突变体及其互补菌株的生长速率、游动性、生物膜形成、致病性等生物学特性。同时,采用qRT-PCR检测与病原菌游动性相关的基因flgB、flgC、flgE的表达水平,并定量分析接种病原菌后在接种点部位杨树组织内病原菌的DNA含量。[结果] 鉴定出病原细菌的双组分系统基因LqHK1,通过同源重组获得缺失突变体△LqHK1。表型分析显示:△LqHK1在1年生107杨茎干上的致病力显著下降;突变体在寄主体内定殖的菌量明显少于野生型菌株;突变体菌株的游动能力比野生型显著降低,游动性相关基因flgB、flgC、flgE在突变体中的表达量显著下降;LqHK1突变体生物膜的形成能力显著降低,生长速率与野生型无显著差异。[结论] LqHK1基因缺失突变体在107杨上的致病能力显著下降,欧美杨细菌性溃疡病病原菌双组分信号转导系统LqHK1基因与病原菌的致病性密切相关。
10批次伪品沉香鉴别方法的相关性
陈媛, 邹献武, 黄洛华, 李军, 付跃进, 李改云
林业科学. 2017, 53(4):  113-120.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170413
摘要 ( 114 )   HTML   PDF (1655KB) ( 376 )  
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[目的] 针对目前沉香市场真假混杂、难以鉴别的现状,采用多种方法对10批次伪品沉香进行鉴别,分析各方法之间的相关性及可替代性,探究沉香真伪鉴别的有效手段,为沉香产业的健康发展提供帮助,为识别伪制沉香、完善沉香的质量标准提供依据。[方法] 采用《药典》(2015版)中规定的醇溶性浸出物含量、显色反应、薄层色谱分析以及具有专属性分辨2-(2-苯乙基)色酮类成分的高效液相色谱(HPLC)分析沉香鉴别方法,对10批次伪品沉香进行鉴别,并通过对比8批次正品人工沉香样品和对照样品,探索各方法的准确性以及相关性。[结果] 在10批次伪品沉香样品中,其醇溶性浸出物含量均达到要求;显色反应对颜色的判断具有强烈的主观性;薄层色谱分析鉴别具有专属性,但受沉香成分多样性、含量不一等因素影响,部分样品判别荧光斑点不清晰;HPLC方法制样简单,节省原料,可有效避免人为主观因素影响,能够对复杂沉香成分进行分离,通过对照指纹图谱6个特征峰和4个辅助峰,判断结果精确度高。[结论] 各方法之间相辅相成,互相佐证,考虑到沉香样品检测过程需降低时间和原料成本,基于各方法的优势及精准程度,建议在沉香真伪鉴别中采用以醇溶性浸出物含量、HPLC指纹图谱结合显微鉴别为主,显色反应和薄层色谱分析为辅的方法。
木材表面等离子体刻蚀和沉积碳氟薄膜的超疏水性
解林坤, 郑绍江, 杜官本
林业科学. 2017, 53(4):  121-128.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170414
摘要 ( 153 )   HTML   PDF (2358KB) ( 442 )  
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[目的] 具有超疏水性的木材可以抑制或减小木材表面对水分的吸收,从而延长并提高木材的使用寿命及性能,研究木材表面等离子体刻蚀和沉积碳氟薄膜的超疏水性,为等离子体环境下超疏水性木材的制备提供科学依据和参考。[方法] 以糖枫木径切单板为试验材料,首先采用氧等离子体在放电功率150 W、工作气压66 Pa的条件下对其表面进行不同时间的刻蚀,利用扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜分析刻蚀时间对木材表面形貌和粗糙度的影响;然后以五氟乙烷和氩气的混合气体在放电功率120 W、工作气压133 Pa的条件下将低表面能的碳氟薄膜等离子体化学气相沉积在刻蚀后的木材表面以制备具有超疏水性的木材,利用接触角测量仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪研究木材表面的润湿性、表面形貌、元素组成及其化学环境,同时利用椭圆偏振光谱仪测量不同沉积时间下的薄膜厚度。[结果] 刻蚀时间小于30 min时,木材表面的平均粗糙度(Sa)、均方面光洁度(Sq)和最大高低差(Sz)均随着刻蚀时间增加逐渐增大,而当刻蚀时间延长至45 min时,木材表面的平均粗糙度略有减小;当沉积碳氟薄膜的时间固定为40 s时,刻蚀时间对木材表面静态接触角的影响并不明显,但滚动角则随着刻蚀时间增加逐渐减小,且顺纹方向的滚动角均小于横纹方向;未刻蚀木材表面的静态接触角随着薄膜沉积时间增加逐渐减小,水滴与木材表面之间均表现出较强的黏附性;椭圆偏振光谱仪测量表明,薄膜厚度随沉积时间增加线性增大;刻蚀时间固定为15 min或45 min时,增加碳氟薄膜沉积时间对木材表面静态接触角的影响并不明显,但滚动角均随沉积时间增加呈先减小后增大的趋势;刻蚀45 min并沉积碳氟薄膜40 s的木材样品,其静态接触角高达160.6°±0.4°,沿顺纹和横纹方向具有最小滚动角,分别为11.5°±1.2°和14.7°±2.5°;XPS分析显示,木材表面沉积碳氟薄膜后F元素含量接近50%,薄膜中富含-C-CFx基团及-CF3、-CF2和-CF等碳氟基团,说明所沉积的薄膜发生了高度交联。[结论] 木材表面经等离子体刻蚀并沉积低表面能的碳氟薄膜不但可以制备出具超疏水性的表面(静态接触角θ大于150°),同时所制备的木材具有较小的滚动角,可以有效防止水滴黏附于木材表面。
微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能及有限元分析
张杨, 马岩
林业科学. 2017, 53(4):  129-138.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170415
摘要 ( 107 )   HTML   PDF (2945KB) ( 388 )  
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[目的] 研究微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能,模拟颈椎夹板受到外力时的力学数值,分析其是否可以满足人体使用强度要求。[内容] 选择直径为16 μm的红松木纤维制备试验试样,对木纤维板进行三点弯曲力学性能测试,并运用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行表征。利用ABAQUS程序对微米木纤维颈锥夹板进行压缩和冲击性能的模拟,并对其模拟结果进行分析。[结果] 微米木纤维颈锥夹板沿上颈长度对应曲面由内向外压缩,后片的承载能力略高于前片;沿侧曲面由外向内压缩的抗压能力高于沿上颈长度对应曲面由内向外压缩的抗压能力。通过选用不同的冲击能量研究微米木纤维颈锥夹板在低速冲击作用下的损伤程度,冲击损伤随着冲击能量的增大而增大。[结论] 颈锥夹板的有限元力学性能数值模拟与实际三点弯曲力学试验数值接近,说明试验的合理性。夹板最大可承受30 MPa的应力,可满足人体使用强度要求。
问题讨论
国有林区经济增长与资源消耗的伪脱钩风险识别及破解思路
朱震锋, 曹玉昆
林业科学. 2017, 53(4):  139-149.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170416
摘要 ( 119 )   HTML   PDF (1330KB) ( 310 )  
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[目的] 经济增长与资源保护之间的冲突和矛盾是横亘在国有林区可持续发展道路上的主要障碍。通过对经济增长和资源消耗之间伪脱钩风险的实证检验,探寻"天保"工程实施以来国有林区是否实现了经济增长和资源保护的双赢发展,将有助于为全面启动的国有林区改革提供实践参考。[方法] 首先,分别采用Tapio弹性分析法和Kuznets曲线模型实证判定国有林区经济增长与资源消耗之间的脱钩关系;其次,利用对数趋势线方法对脱钩后经济增长和资源保护之间是否存在伪脱钩风险进行有效识别;再次,通过构建国有林区经济发展模型和经济增长模型,探寻伪脱钩风险破解的主导因素和基本思路。[结果] 1)对比Tapio弹性分析和Kuznets曲线模型的脱钩结果,得出国有林区经济增长和资源消耗自2003年起实现脱钩;2)2003-2014年国有林区平均森林覆盖率和GDP增长率的对数趋势线中自变量系数分别为1.394 4和-29.69,二者呈显著的相反变化趋势;3)经济发展模型和增长模型估计结果显示,非木质经济(0.992,1.969)、木材产量(0.257,0.347)及投资(0.078,0.158)是支撑国有林区经济发展和驱动经济增长的主要因素,作用程度依次下降,在岗职工投入对林区经济发展具有消极影响(-0.202),且对经济增长无显著贡献(t=-0.28)。[结论] 1)国有林区经济增长和资源消耗自2003年跨过EMC最高点后实现脱钩,但脱钩后资源保护取得积极成效的同时经济利益严重受损,二者之间存在伪脱钩风险;2)木材资源对林区经济的支撑和驱动效应依然显著,但限于资源管控的政策干预而被严重遮掩,因此经济和资源并未实现真正脱钩,而是处于伪脱钩状态;3)国有林区经济和资源的伪脱钩关系主要源于"天保"政策对森林开发利用的强制干预;4)大力发展非木质经济是停伐转型背景下提升国有林区经济总量和驱动经济增长的优先选择,其次为鼓励和扩大投资以及寻求新的木材供给,再者则是如何有效消除劳动力冗余;5)系统构建了以投资为支撑、以职工为载体、以非木质经济发展为动力、以科技创新为手段,旨在实现国有林区经济和资源双赢发展的伪脱钩风险破解机制。
研究简报
林隙大小对蒙古栎和水曲柳人工更新幼树生长和形态的影响
朱凯月, 王庆成, 吴文娟
林业科学. 2017, 53(4):  150-157.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170417
摘要 ( 139 )   HTML   PDF (1513KB) ( 482 )  
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[目的] 研究林隙大小对蒙古栎、水曲柳人工更新幼树生长、形态、生物量及其分配特征的影响,为2个树种的林隙内及林冠下人工更新提供理论依据。[方法] 以长白山地区15年生蒙古栎和9年生水曲柳人工更新幼树为研究对像,采用随机抽样法,对不同大小林隙(大、中、小林隙和林冠下)内蒙古栎和水曲柳幼树进行生长、形态(枝系特征、叶片特征)调查,测定2个树种的单株生物量并探讨其分配特征。[结果] 随林隙减小,蒙古栎和水曲柳幼树的树高、地径、冠长和冠幅均显著减小(P < 0.05);2个树种的1级枝长度和1级枝基径均显著减小(P < 0.05),1级枝密度均表现为增加趋势,1级枝分枝角度均增大;2个树种的叶片长、宽、单叶面积及单株叶面积指数均呈下降趋势,比叶面积均表现为先下降后增加的趋势;2个树种的单株生物量显著减小(P < 0.05),蒙古栎幼树根冠比逐渐下降,水曲柳幼树根冠比则先下降后增加。[结论] 大林隙能显著促进蒙古栎、水曲柳幼树生长,小林隙和林冠下则抑制其生长;林隙对更新苗木的影响长时间持续存在,因而用较长时间的林隙内幼树生长效果评价林隙大小对幼树生长的影响更可靠;林隙大小对人工更新蒙古栎幼树生长的影响高于对水曲柳的影响,人工更新时,蒙古栎适宜较大林隙,水曲柳则适宜较小林隙。
添加酸雨酸度和硫氮比对麻栎林细根生长的影响
赵文瑞, 刘鑫, 张金池, 王玲, 谢德晋, 袁颖丹, 王金平, 王鹰翔
林业科学. 2017, 53(4):  158-165.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170418
摘要 ( 149 )   HTML   PDF (1221KB) ( 382 )  
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[目的] 探究野外林地环境下不同类型酸雨对麻栎细根的影响,为研究酸雨污染类型转变对林业生态系统的影响和林业经营管理及可持续发展提供理论依据。[方法] 随机在麻栎林中距树干1.0 m处选取120个长2 m、宽0.6 m的样方,其0~20 cm表层土壤的pH为4.25,交换性Al3+和H+含量为4.90和0.30 cmol·kg-1。按照摩尔物质量比配置5:1、1:1和1:5共3种硫氮比酸溶液,均于野外用山间溪水稀释成pH为4.5、3.5和2.5共3种梯度的酸溶液,用来模拟不同类型酸雨。将南京地区2002-2013年月均降雨量的2/3设定为年总添加酸雨量,根据月均降雨量比例得出每月喷施量。2015年3月-2016年2月,将酸溶液每月分2次喷施于相应样方中(每次喷施一半,不遮挡自然降雨)。每3个月取1次样,每次共选取30个样方(每个样方在1次取样后将被废弃)。用土钻钻取0~20 cm土柱,挑出直径<2 mm的麻栎根,测定各项指标。[结果] 在添加酸雨pH为4.5时,细根生物量增加、活根比例上升、长度密度增加、根尖数量增加、平均根径减小、周转速率加快;在添加酸雨pH小于4.5时,细根总生物量降低、活根比例下降、长度密度减小、根尖数量降低、平均根径增大、周转速率降低;酸雨pH和硫氮比对细根的影响存在显著交互效应,随着pH降低,不同硫氮比处理间差异逐渐减小;同酸度不同硫氮比酸处理下细根生物量、活根比例、根长密度、根尖密度、周转速率均表现为5:1 > 1:1 > 1:5,平均根径表现为5:1 < 1:1 < 1:5;细根总生物量、根长密度、根尖密度对酸雨响应强度表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,细根平均根径对酸雨响应强度表现为冬季、春季 > 秋季、夏季,细根活根比例季节差异不明显。[结论] 细根对酸雨的响应强度随季节的变化而变化,随着酸雨pH降低,酸雨对细根生长的影响表现为先促进后抑制,酸雨对细根生长的影响主要作用于小径级根(一、二级根)。酸雨pH和硫氮比对细根的影响存在交互作用,随着pH降低,酸雨硫氮比的影响逐渐减弱。氮的酸化胁迫效应强于硫,酸雨硫氮比降低,即氮增加不利于细根的生长。
水淹和非水淹条件下秋华柳扦插苗镉积累特征比较
陈锦平, 曾成城, 马文超, 刘媛, 贾中民, 魏虹, 刘永贤
林业科学. 2017, 53(4):  166-174.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170419
摘要 ( 119 )   HTML   PDF (1236KB) ( 323 )  
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[目的] 研究秋华柳在水淹-镉胁迫下的生长适应性及其在水淹条件下的镉积累特征,探究秋华柳对镉污染土壤的修复潜力变化及其适应性管理途径,为更好利用该植物改善三峡库区消落带土壤环境提供理论依据。[方法] 以秋华柳扦插苗为材料,采取向土壤添加外源镉(CdCl2·2.5H2O)的形式,共设0、0.5、2,10 mg·kg-1 4个镉处理浓度,每个镉处理浓度下又设置常规供水和水淹2个水分条件,研究秋华柳植株各组分生物量及镉含量的变化。[结果] 1)秋华柳在水淹-镉胁迫下的总生物量、地上生物量和茎、叶生物量与对照无显著差异(P > 0.05);在相同镉处理浓度时,水淹条件下秋华柳根生物量均小于常规供水。2)常规供水下秋华柳植株地上各组分具有较高镉含量,在2 mg·kg-1镉处理时秋华柳萌枝、叶片、插条木质部和插条树皮镉含量分别为12.98、10.08、7.47和17.2 mg·kg-1。3)水淹显著影响秋华柳植株各组分的镉含量(P < 0.05),其中地上各组分(萌枝、叶、插条树皮和木质部)的镉含量明显降低,4个镉处理浓度(0、0.5、2、10 mg·kg-1)萌枝镉含量分别为常规供水的39.0%、23.7%、34.0%和51.8%。但根隔含量显著增加(P < 0.05),为常规供水下的133.0%~390.0%。4)在水淹条件下,秋华柳镉的根-枝转移系数显著小于常规供水(P < 0.05)。5)在水淹条件下,秋华柳镉积累能力明显降低,包括地上部分和整株。在2 mg·kg-1镉处理浓度时,常规供水下秋华柳整株和地上部分镉积累量分别是146.40、125.35 μg·plant-1,该数值水淹时分别是常规供水时的56.7%和35.2%。[结论] 秋华柳在水淹-镉胁迫下具有良好的生长适应性,但水淹条件下秋华柳地上各组分镉含量明显降低,地上部分和整株镉积累量下降。为了提高秋华柳对土壤镉的清除效果,防止部分枝叶在水淹情况下腐烂造成水体二次污染,建议在每年水淹前对其地上部分进行收割。