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2018年 第54卷 第9期 刊出日期:2018-09-25
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林业科学. 2018, 54(9):  0-0. 
摘要 ( 26 )   PDF (2950KB) ( 169 )  
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论文与研究报告
塔里木胡杨国家自然保护区湿地面积在生态输水工程前后的变化
刘洪霞, 管文轲, 扎依达·斯迪克, 张和钰, 吴天忠, 曹晓明, 张谱, 冯益明
林业科学. 2018, 54(9):  1-8.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180901
摘要 ( 90 )   HTML   PDF (5038KB) ( 367 )  
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[目的]探讨生态输水前后塔里木胡杨国家自然保护区湿地面积的时空变化,以期为生态调水工程成效评价提供科学依据。[方法]利用1992年,1999年和2016年3期遥感影像,在RS与GIS支持下,通过解译遥感影像提取保护区湿地景观信息,采用数理统计、动态度和分形分维数分析湿地面积在生态输水前后的时空变化。[结果]1992-2016年湿地面积呈先减后增趋势,1992-1999年(生态输水前)减少了16.8%,1999-2016年(生态输水后)缓慢恢复了6.9%,说明生态输水工程起到了积极作用;1992-1999年间,保护区所有湿地类型变化速率均较大,人类活动扰动剧烈,人工湿地面积增大但其他湿地面积严重萎缩;在实施生态输水的17年间,湿地面积变化速度趋缓,快速退化趋势得到有效遏制,但恢复过程缓慢,恢复效果还有待改善。[结论]生态输水恢复性增加了湿地面积,但因生态输水主要是沿塔里木河干流沿线实施,人为干扰还在逐年加剧,导致湿地的保护与破坏共存,增加的湿地面积主要是永久性河流等临时性水域湿地,真正发挥生态效益的沼泽湿地却未明显增加,湿地生态功能的恢复还有限,说明目前的生态输水策略还需要改善。
哈尔滨城市绿地土壤肥力及其空间特征
周伟, 王文杰, 何兴元, 张波, 肖路, 王琼, 吕海亮, 魏晨辉
林业科学. 2018, 54(9):  9-17.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180902
摘要 ( 104 )   HTML   PDF (3250KB) ( 290 )  
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[目的]探讨哈尔滨城市森林绿地土壤肥力及其空间分布特征,以期为基于土壤肥力特征的城市绿色基础设施建设与管理提供支撑,进而提升城市植被生态服务功能。[方法]共采集哈尔滨市区道路林、景观林、单位附属林、生态公益林及郊区农田土壤257份,并测定9种土壤肥力相关指标,通过内梅罗指数法并参照全国第二次土壤普查分级标准对土壤肥力质量进行综合评价,结合ArcGIS绘制土壤各肥力指标空间分布图。[结果]参照全国第二次土壤普查6级制标准,哈尔滨市绿地土壤有机质含量为30~40 g·kg-1,达到了2级(高)水平;全氮、水解性氮和有效磷含量分别为1~1.5 g·kg-1、90~120 mg·kg-1和<20 mg·kg-1,为3级(中上)水平;全钾和速效钾含量较高,为2级(高)及以上水平;全磷含量低,为0.4~0.6 g·kg-1,为4级(中下)水平;土壤密度为1.3~1.4 g·cm-3,pH值为7.5-8.5;除速效钾外不同绿地土壤各肥力指标多表现为差异显著(P<0.05);半方差分析表明,哈尔滨城市绿地有机质及土壤密度块基比≥ 75%,而全磷、水解性氮、有效磷、速效钾及综合肥力指数的块基比为25%~75%。[结论]哈尔滨城市绿地全磷含量较低,钾含量较高。全磷、全氮、土壤密度及水解性氮是土壤综合肥力水平提升的主要限制因子,有机质及土壤密度空间变异主要受随机因素影响,而全磷、水解性氮、有效磷、速效钾及综合肥力指数的空间变异则受随机因素和结构因素共同影响。应采取施用氮磷复合有机肥、控制钾肥、种植固氮植物等措施改善哈尔滨城市绿地土壤。
不同年龄白桦比叶面积的生长阶段变异及冠层差异
金明月, 姜峰, 金光泽, 刘志理
林业科学. 2018, 54(9):  18-26.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180903
摘要 ( 130 )   HTML   PDF (2602KB) ( 407 )  
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[目的]研究不同年龄植株叶片比叶面积的生长阶段变异特征及冠层高度差异,分析不同资源环境条件对比叶面积与其他叶性状相关关系的影响,为更好地阐明资源环境对性状的影响机制提供科学依据。[方法]以阔叶红松林演替前期树种白桦为研究对象,针对成年树和幼树,分别在叶生长期(6月)、叶稳定期(7月)和叶衰落期(9月)测定上、中和下3个冠层高度(只针对成年树)叶片的比叶面积、叶厚和干物质含量,分析植株年龄、生长阶段及冠层高度下3种叶性状的变异情况及其相关关系,并运用标准化主轴估计法(SMA)检验植株年龄、生长阶段和冠层高度对这些相关关系是否存在显著影响。[结果]成年树和幼树在不同生长阶段及成年树在不同冠层高度比叶面积、叶厚、干物质含量均存在显著变化。叶厚、干物质含量及二者乘积对比叶面积的解释程度在不同植株年龄、生长阶段、冠层高度均存在显著差异。在不同植株年龄、生长阶段及冠层高度比叶面积与叶厚、干物质含量均显著负相关,且比叶面积-叶厚及比叶面积-干物质含量之间相关关系的斜率在不同植株年龄、生长阶段及冠层高度均存在显著差异。[结论]不同植株年龄白桦比叶面积均随生长阶段的变化显著下降,随冠层高度的降低显著增加,且植株年龄、生长阶段和冠层高度均对比叶面积与叶厚、干物质含量间的相关关系存在显著影响。
模拟CO2浓度升高及降雨变化对荒漠灌木红砂光合及生长的影响
种培芳, 詹瑾, 贾向阳, 李毅
林业科学. 2018, 54(9):  27-37.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180904
摘要 ( 58 )   HTML   PDF (1471KB) ( 222 )  
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[目的]未来大气CO2浓度显著升高将引起降雨格局的变化,必将对荒漠生态系统产生严重影响。研究CO2浓度及降水变化对荒漠优势植物光合特性及生长的影响有助于预测荒漠生态系统对全球气候变化的响应。[方法]以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用开顶式CO2控制气室模拟CO2浓度(350和700 μmol·mol-1)变化,研究降水变化减少30%(-30%)、自然降水0、增加30%(+30%)及其与CO2的协同作用对红砂光合速率、蒸腾速率等光合生理参数以及株高、生物量和根茎比等生长特性的影响。[结果]1) CO2浓度倍增可显著提高红砂的光合速率,降低蒸腾速率和气孔导度(P<0.05),降水增加30%对高浓度CO2下红砂叶片的光合速率有显著促进作用,对蒸腾速率和气孔导度的降低有一定补偿效应。2)长期高浓度CO2处理使红砂存在光合适应现象,光合能力下调。3) CO2浓度倍增和降雨量增加可显著增加红砂的株高、地上生物量和总生物量,且CO2浓度增加可以减缓因降雨量减少而引起的红砂生长量减小。4)降雨减少,红砂的根生物量增长,导致根茎比增加;CO2浓度升高则显著促进地上部分生长,导致根茎比减小。[结论]未来CO2浓度升高条件下,降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;降雨减少地区,CO2浓度升高对降雨减少有一定的补偿作用,红砂以较高的根茎比来维持其在荒漠生态系统中地位。
常绿园林植物顶花板凳果叶片低温条件下的结冰模式分析
解卫海, 王仲礼, 朱建军
林业科学. 2018, 54(9):  38-43.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180905
摘要 ( 74 )   HTML   PDF (1722KB) ( 216 )  
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[目的]分别用热力学和显微观察分析常绿植物顶花板凳果结冰过程的胞外结冰,以了解该种常绿植物叶片的结冰模式,为阐明常绿植物抗冻机制提供理论依据。[方法]用高分辨率差热扫描分析模式植物叶片结冰过程中的热力学行为,同时用显微镜观察植物叶片组织的结冰特征。[结果]高分辨率差热扫描法监测到顶花板凳果活叶片在冷却过程中出现双放热峰,呈现双相结冰和细胞外先结冰的特征,而预先冰冻杀死的叶片和叶片组织提取液仅有1个快速的单放热峰,呈现单相均一溶液结冰,即细胞内外同时结冰的特征。活叶片的结冰弛豫时间为195秒,过冷度为5.05℃,冰冻杀死叶片的结冰弛豫时间为73 s,过冷度为5.45℃。由显微观察可知,细胞间隙中细胞间隙溶液形成大体积的无色冰晶。[结论]顶花板凳果叶片组织在冷却过程中的胞外结冰现象。同时,本研究提供了高分辨率差热分析植物叶片结冰模式的方法。该结果为从热力学角度进一步深入了解植物的冰冻伤害机制提供新的途径。
滇山茶多倍体栽培品种的细胞倍性
徐晓丹, 邵维助, 郑伟
林业科学. 2018, 54(9):  44-48.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180906
摘要 ( 73 )   HTML   PDF (1382KB) ( 149 )  
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[目的]阐明滇山茶主要栽培品种的细胞倍性,以利于后期的遗传育种研究。[方法]采集昆明植物园滇山茶63个品种的嫩叶,并以二倍体怒江红山茶作为对照,利用流式细胞仪检测每个样本DNA含量的荧光强度,然后根据2C值估计细胞倍性。同时,每个倍性采集3个代表品种的茎尖和花药制作压片,在光学显微镜下进行染色体计数,验证流式细胞术的结果。[结果]在63个滇山茶品种中,DNA峰值最大的是‘恨天高’(304.43),2C值为18.32 pg;DNA峰值最小的为‘红霞迎春’(175.03),2C值为10.53 pg。峰值范围小于250、2C值低于15.00 pg的品种倍性被估计为六倍体,涉及的品种共29个,占被检品种总数的46.03%;峰值范围在250~300、2C值为15.00~18.00 pg的品种倍性被估计为八倍体,共涉及31个品种,占被检品种总数的49.21%;峰值范围大于300、2C值高于18.00 pg的品种倍性被估计为十倍体,涉及品种3个,占被检品种总数的4.76%。滇山茶代表品种‘五角绣球’(花药:n=45)、‘菊瓣’(花药:n=60)和‘恨天高’(茎尖:2n=150)的染色体计数结果与流式细胞术的倍性估计结果一致。[结论]滇山茶的栽培品种涉及六倍体、八倍体和十倍体,丰富的细胞倍性将为后期的杂交亲本选配、多倍体的遗传和进化等研究奠定基础。
杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析
魏明科, 俞金健, 黄晓龙, 刘琼瑶, 黄华宏, 林二培, 童再康
林业科学. 2018, 54(9):  49-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180907
摘要 ( 75 )   HTML   PDF (6607KB) ( 282 )  
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[目的]克隆与杉木次生壁形成相关的ClNAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。[方法]基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木ClNAC1的cDNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(qPCR)检测ClNAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和DnaSP 5.0分析ClNAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。[结果]分离到ClNAC1基因cDNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,ClNAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的PtrWND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。ClNAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现ClNAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtotπsilπsπn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2 > 0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。[结论]杉木ClNAC1基因可能参与次生壁的发育。ClNAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中ClNAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。
麻疯树AP2/ERF基因家族孤儿基因Soloist的克隆与原核表达分析
王海波, 龚明, 郭俊云, 辛胡, 唐利洲, 刘潮, 高永, 代冬琴
林业科学. 2018, 54(9):  60-69.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180908
摘要 ( 86 )   HTML   PDF (3909KB) ( 231 )  
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[目的]含有AP2结构域的AP2/ERF蛋白是与植物抗逆性密切相关的转录因子家族,SoloistAP2/ERF家族中的孤儿基因,大部分植物只有1个。克隆麻疯树该基因编码框的全长cDNA序列,并对其理化性质、基因结构、启动子区域调控元件、表达特性及蛋白原核表达进行分析,为深入开展麻疯树Soloist基因的功能鉴定及其在麻疯树遗传改良中的应用提供依据。[方法]利用AP2结构域的隐马尔可夫模型结合拟南芥与水稻的Soloist蛋白序列对麻疯树蛋白质数据库进行相似性检索,经过Pfam与CDD在线工具的验证获得麻疯树AP2/ERF基因家族成员。利用不同的工具对Soloist基因进行生物信息学对比分析。通过实时荧光定量PCR检测该基因在麻疯树不同器官及低温处理下的相对表达量。通过双酶切构建该基因的原核表达载体,并转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行IPTG诱导表达,分别收集不同诱导时间段的菌液,SDS-PAGE检测融合蛋白的表达情况。[结果]共鉴定到119个麻疯树AP2/ERF家族基因,其中包含1个Soloist基因,命名为JcSoloist。序列分析显示,麻疯树JcSoloist基因编码框长度为699 bp,编码232个氨基酸,预测分子量为26.3 kDa,理论等电点为9.65,包含6个外显子与5个内含子。在其基因启动子序列中鉴定到TATA框、CAAT框,以及赤霉素、水杨酸及干旱等应答元件。表达分析显示,麻疯树JcSoloist基因在麻疯树各器官中都有表达,但表达水平具有器官特异性,在根中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,同时,在叶片与根中都属于低温诱导表达基因,分别在低温胁迫3 h与24 h达到最大表达量,较对照提高34.38倍与3.83倍。构建了pET-32a-JcSoloist重组载体,且在原核细胞中稳定表达,SDS-PAGE结果显示融合蛋白分子量为46.0 kDa,与预期大小一致。[结论]麻疯树AP2/ERF基因家族鉴定到1个Soloist基因,包含由3条反平行β-折叠与1条α-螺旋组成的AP2结构域,与其他物种的报道一致。基因启动子区域鉴定到赤霉素、水杨酸等顺式作用元件,暗示该基因在麻疯树激素信号转导中发挥重要作用。JcSoloist基因在麻疯树叶片与根中受低温诱导表达显著,说明该基因参与麻疯树低温响应过程以及低温信号转导途径,也成为麻疯树抗冷新品种选育的候选基因。
基于多源遥感的森林地上生物量KNN-FIFS估测
韩宗涛, 江洪, 王威, 李增元, 陈尔学, 闫敏, 田昕
林业科学. 2018, 54(9):  70-79.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180909
摘要 ( 101 )   HTML   PDF (3417KB) ( 391 )  
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[目的]针对多源遥感数据及其派生特征因子数据维度高、信息冗余、易造成估测模型过拟合等问题,从高维度遥感特征因子中高效优化特征组合,优化区域森林地上生物量(AGB)的k最近邻(k-NN)估测模型。[方法]提出基于快速迭代特征选择的k最近邻法(KNN-FIFS),以森林资源样地调查数据计算的森林AGB为参考,以留一法交叉验证(LOO)相应的k-NN模型反演的森林AGB均方根误差(RMSE)最小为原则,依次迭代选取遥感特征,优化区域森林AGB的k-NN估测模型。以大兴安岭根河森林保护区为研究区,结合Landsat-8 OLI各波段光谱信息、植被指数、纹理、地形因子、机载合成孔径雷达(SAR) P-波段HV极化后向散射强度信息(PHV)以及森林资源样地调查数据,利用KNN-FIFS方法估测研究区森林AGB,并与多元线性逐步回归法(SMLR)进行对比分析。[结果]利用KNN-FIFS方法,得到当k为3,特征组合为PHV、短波红外波段一均一性(H6)、短波红外波段一二阶矩(S6)、短波红外波段二二阶矩(S7)、海蓝波段相关性(Cr1)、近红外波段相关性(Cr5)、海蓝波段相异性(D1)、增强型植被指数(EVI)时,研究区森林AGB估测结果最优,其精度(R2=0.77,RMSE=22.74 t·hm-2)显著优于SMLR估测精度(R2=0.53,RMSE=32.37 t·hm-2)。[结论]KNN-FIFS方法相比SMLR更适用于森林AGB多源遥感估测;KNN-FIFS方法可以从高维度遥感特征因子中高效选取相关特征进行森林AGB估测。
石碌含笑枯梢病菌的鉴定及生物学特性
易润华, 陈玉娟, 韩静仪, 胡倩, 李慧琪, 吴海燕
林业科学. 2018, 54(9):  80-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180910
摘要 ( 140 )   HTML   PDF (5232KB) ( 204 )  
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[目的]对广东省徐闻县2~3年生石碌含笑嫁接苗枯梢病进行病原菌的分离鉴定,分析其致病性及生物学特性,为该病的诊断和防控提供理论基础。[方法]将病枝表皮削除后,取病组织接种到PDA培养基中,25~30℃黑暗培养后,得到纯培养物,将其接种到健康寄主,测定其致病性。将病原菌的ITS、组蛋白HIS、延长因子TEF和微管蛋白TUB的基因扩增测序后,在GenBank进行序列比对,采用邻接法(NJ)和贝叶斯法(BI)进行多基因位点系统发育分析,确定病原菌与近缘种的关系。根据系统发育分析以及形态学特征对病原菌进行种类鉴定。将菌饼接种到培养基中,测定不同培养基、温度、pH、碳氮源和光照处理对病原菌的菌丝生长和形成分生孢子座的影响。[结果]从病组织中分离到的菌株可引起健康植株发病,其形态学特性与间座壳菌一致。GenBank比对结果显示,病原菌ITS序列与间座壳菌几个种的序列同源性高于99%,而HIS、TEF和TUB基因序列与Diaporthe ueckerae的序列同源性为100%。系统发育分析结果显示石碌含笑病原菌与Diaporthe ueckerae以自展支持率99%和后验概率1.00聚集在同一分枝。病原菌在不同培养基、温度、碳氮源条件下,菌丝生长速度和产生分生孢子座数量差异显著,在pH 4-8时菌丝生长和产分生孢子座差异不明显,不同光处理对病原菌生长影响差异不显著,但对产生分生孢子座影响差异显著,12 h光照+12 h黑暗处理与12 h光照+12 h黑暗+10 min紫外线处理不利于形成分生孢子座。[结论]石碌含笑枯梢病的病原菌是D.ueckerae Udayanga et Castlebury 2015,对环境因子适应性广,仅在低于15℃和高于35℃时不产生分生孢子座。
新疆杨与北抗杨抗光肩星天牛特性的比较
王志刚, 苏智, 刘明虎, 赵英铭, 张格, 崔振荣, 淡慧丽, 陈星明
林业科学. 2018, 54(9):  89-96.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180911
摘要 ( 73 )   HTML   PDF (1396KB) ( 193 )  
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[目的]研究北抗杨与当前西北干旱区绿洲防护林主栽树种新疆杨的抗虫性差异,为在西北绿洲区推广北抗杨提供参考。[方法]1999年中国林业科学研究院林业研究所韩一凡课题组提供北抗杨家系6个优选无性系(16-4、16-8、16-17、16-18、16-22、16-27)。2003-2011年向内蒙古巴彦淖尔市磴口县城区投放北抗杨家系6个优选无性系、新疆杨等共18个杨树品种,进行多品种抗性比选以及观察纯林抗性小区试验,共104株,面积2.72 hm2;2013年在临河区、磴口县、杭锦后旗各投放1 000株北抗杨,以新疆杨为对照树种,开展疫区扩大试验。解剖被害木内光肩星天牛虫道,分析新疆杨和北抗杨上光肩星天牛产卵、孵化、幼虫取食、发育的差异;调查疫区扩大试验林光肩星天牛产卵和羽化情况,分析新疆杨和北抗杨纯林中虫口演进趋势的差异。[结果]新疆杨树皮对光肩星天牛成虫产卵具有较强的选择抗性;光肩星天牛小幼虫很少取食新疆杨的形成层和韧皮部,主要靠取食木质部完成发育。因此,新疆杨树皮破损小、容易愈合,而木质部受害严重,光肩星天牛成虫羽化率达25.8%。北抗杨树皮对光肩星天牛成虫产卵的选择抗性较弱;光肩星天牛小幼虫先取食北抗杨的形成层和韧皮部,造成树皮掌状凹陷,产卵刻槽愈合后形成较大的瘢痕,对树皮外观损伤较大;但北抗杨形成层、韧皮部、木质部对光肩星天牛从小幼虫到成虫羽化出孔各个阶段的发育均表现出很强的抗性,最后成虫的羽化率仅为0.25%。[结论]新疆杨具有较强的选择抗性和耐害性,但发育抗性弱,在无人为干预的情况下纯林虫口密度累进增大,抗性不能持久,危害多年后出现枯梢,木质部虫道密布,木材利用价值降低。北抗杨选择抗性较弱,但发育抗性很强,纯林抗性持久稳定,在无人为干预的情况下被害木木质部内虫道很少,木材被害轻,因而木材的利用价值高。北抗杨推广造林时可根据性别、干形和速生性的需求选择不同无性系,如以快速绿化为目标,可选用速生性最好的16-27无性系(即北抗杨1号,雄性);农田防护林可选干形好、高生长最大的16-4无性系(雌性);兼顾干形和不飞絮,可选16-8无性系(雄性)。
对苯二酚对台湾乳白蚁诱食效果及其诱导代谢的响应
候亚会, 严善春, 李志强
林业科学. 2018, 54(9):  97-103.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180912
摘要 ( 118 )   HTML   PDF (1698KB) ( 225 )  
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[目的]研究重要害虫台湾乳白蚁取食选择行为与取食后的代谢产物差异,以探究抗氧化剂对诱食信息素对苯二酚引诱台湾乳白蚁工蚁取食的增效作用及代谢的影响,为台湾乳白蚁诱食剂的开发提供参考。[方法]本文通过2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和茶多酚与对苯二酚的混配,比较其对台湾乳白蚁趋性反应的影响及诱食效果,分析抗氧化剂对白蚁诱食信息素对苯二酚的增效作用;通过运用气相色谱飞行时间质谱联用(GC-TOF-MS),分离鉴定诱食处理组与对照组之间有显著差异的代谢产物。[结果]对苯二酚10ng·cm-2剂量条件下,与茶多酚质量比为1:5的混合处理可以显著提高对台湾乳白蚁的诱食效果,而BHT与对苯二酚混配对台湾乳白蚁的诱食无增效作用;与对照组相比,台湾乳白蚁工蚁取食对苯二酚与茶多酚的诱食剂后,其代谢产物显著改变,麦角固醇等5种代谢产物含量明显下降,蜕皮激素等16种代谢产物的含量显著增加。[结论]茶多酚可作为增效剂提高对苯二酚对台湾乳白蚁的诱食作用;对苯二酚与茶多酚诱食剂对台湾乳白蚁的代谢产物具有显著影响。
抗绕实蝇沙棘无性系的筛选及相关化学物质和酶活性分析
刘建凤, 董礼龙, 曹丹丹, 罗红梅, 魏建荣
林业科学. 2018, 54(9):  104-113.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180913
摘要 ( 78 )   HTML   PDF (3574KB) ( 176 )  
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[目的]筛选抗绕实蝇的沙棘无性系植株,分析不同抗、感植株间相关生化物质种类和含量的差异,为进一步研究抗性机制提供理论基础。[方法]首先通过林间调查和室内生测试验,筛选抗性植株,然后以抗、感沙棘无性系为材料,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MC)和高效液相色谱(HPLC)等,在成虫羽化前和产卵盛期检测抗、感无性系植株相关化学物质含量和酶活性。[结果]1)通过林间调查果实受害率及开展沙棘绕实蝇产卵选择性试验,筛选出抗沙棘绕实蝇的沙棘无性系。2)在产卵盛期,抗虫无性系果实和叶片中总酚含量、可溶性蛋白质和脯氨酸含量均显著高于敏感无性系,在果实中分别高出101.34%、50.21%和20.12%,叶片中分别高出121.22%、30.43%和40.68%。3)抗、感无性系果实的挥发性物质种类及含量在2种无性系植株间具有显著差异,其中,抗虫无性系的酯类物质种类及含量显著低于敏感无性系,而醇类物质含量明显高于敏感无性系。4)抗虫无性系果实和叶片中非挥发性物质山奈酚含量明显高于敏感无性系,分别高出29.40%和40.80%;果实中异鼠李素含量较敏感无性系高出43.20%,而在叶片中的含量较敏感无性系低41.34%。5)产卵盛期,抗虫无性系果实中过氧化物酶(POD)、几丁质酶(Chi)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性较敏感无性系分别高出98.21%、25.03%和20.10%,在叶片中POD和PAL则分别高出33.40%和36.30%。[结论]抗、感无性系果实、叶片中化学物质及酶活性均存在较大差异,由此推测,沙棘体内抗虫相关化学物质和酶活性与其抗沙棘绕实蝇的能力密切相关。结果初步揭示沙棘抗虫无性系的生理生化特征,为进一步研究沙棘抗虫性机制及开展抗虫性育种提供依据。
重点生态区位商品林赎买中的林农认知及其影响因素——基于福建的案例调查
郑晶, 林慧琦
林业科学. 2018, 54(9):  114-124.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180914
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[目的]揭示林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知情况及其关键影响因素,为完善重点生态区位商品林赎买工作及生态补偿制度提供科学依据。[方法]基于福建永安、顺昌2个重点生态区位商品林赎买试点县(市)139户林农调查数据,分析林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知情况,运用多元有序Logistic模型实证分析林农对赎买政策认知的影响因素,应用边际效应分析方法分析各因素的影响程度。[结果]1)从林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知情况来看,61.87%的林农了解重点生态区位商品林赎买政策,但从了解程度上看,仅有25.18%的农户表示非常了解。2)从影响认知的因素看,林农个体特征因素中,年龄、受教育年限影响显著,性别和是否有村干部经历影响不显著;家庭特征因素中,农户类型是否为纯非农户影响显著,家庭人均收入、家庭中从事林业的劳动力人数对林农认知没有显著影响;在重点生态区位商品林林地特征中,家庭拥有重点生态区位商品林的面积、林地资源经营类型是否为用材林或毛竹林、林地经营方式均对林农认知具有显著影响;外部因素中,是否参与合作组织、周边农户讨论林业政策的频繁性、村干部对林业政策宣传的态度对林农认知具有显著影响,村庄与市中心的距离对林农认知影响不显著;进一步对主要影响因素的边际效应分析发现,林农对重点生态区位商品林赎买政策认知中"比较了解"的边际效应系数大于"完全了解"。[结论]林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知整体水平较低;影响认知的主要因素有年龄、受教育年限、农户类型是否为纯非农户、家庭拥有重点生态区位商品林的面积、林地资源经营类型为用材林、林地资源经营类型为毛竹林、林地经营方式、是否参与合作组织、周边农户讨论林业政策的频繁性、村干部对林业政策宣传的态度以及地区。永安林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知较顺昌高。林农对重点生态区位商品林赎买政策的认知程度倾向于"比较了解",反映出林农对重点生态区位商品林赎买政策了解还不够深入。可以通过提高精准宣传的深度、扩大宣传渠道特别是注重发挥现代媒体的作用以及提高政策实施力度,以促进林农对政策认知的深度和广度。
研究简报
基于尾长算法的戴云山保护区优化设计
丁启禄, 林志玮, 刘金福, 涂伟豪, 黄嘉航, 兰思仁, 洪伟
林业科学. 2018, 54(9):  125-136.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180915
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[目的]保护区规划设计是自然保护区研究的重要内容,以数学模型为工具研究保护区设计成为新趋势。集合覆盖物种模型(SCSP)和最大集合物种模型(MCSP)等传统数学模型,仅考虑以最小代价进行保护区规划及设计,未考虑保护区的空间特征,导致选择的保护区区域过于分散,且仅考虑土地市场价格,不能完全体现保护区生态价值。本研究以生态值为衡量指标,结合连续性和紧实性的空间特征,构建有效合理的保护区规划模型,以期为自然保护区建立提供科学依据。[方法]以福建省戴云山国家级自然保护区为例,将戴云山区域划分为567个规则地块,每个地块面积为2 km×2 km,且任意地块都包含若干个小班。依据生态值赋分标准和重心算法,先后计算戴云山小班和其所属地块生态值。结合特殊空间特征与生态值,构建基于尾长法的空间集合覆盖模型(SSCP),并探讨不同紧实性权重和物种保护比例组合对保护区规划结果的影响。最后,以传统SCSP模型、系统保护规划工具Marxan模型和Zonation模型的规划结果为对照组,验证SSCP模型的有效性。[结果]从空间分布来看,用SCSP模型、Marxan模型和Zonation模型求解的保护区设计结果表现为地块分布离散,破碎度高,SSCP模型的设计结果表现出更好的连续性和紧实性;从选地数量来看,SSCP模型的选地数量与物种保护比例及紧实性权重正相关,即物种保护比例上升,或紧实性权重增大,选中的地块数增加。[结论]研究设计了新型保护区数学规划模型——SSCP模型,并以戴云山自然保护区为例验证了算法的合理性,提出规划建议:向其西北方向和东南方向扩展,其中西北方向纵向扩展6 km,横向扩展18 km,东南方向纵向扩展9 km,横向扩展8 km。本研究方法的提出为我国保护区规划设计理论与实践提供新思路。
太行山南麓3种常见灌木的水分利用特性
何春霞, 张劲松, 孟平, 胡心雨, 高峻
林业科学. 2018, 54(9):  137-146.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180916
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[目的]研究太行山南麓低丘山区乡土灌木的水分利用特性,为该区困难立地植被恢复的植被种类选择和群落演替管理提供理论依据。[方法]采用稳定碳同位素方法结合热扩散探针和土壤水分传感器,研究太行山南段南麓荆条、酸枣和扁担杆的叶片δ13C值、树干液流和土壤含水量,分析3种灌木的水分利用特性差异及季节变化。[结果]2013年春旱和秋旱分别持续115天和2个月;荆条、酸枣和扁担杆生长季分别耗水42.32,13.23和96.17 mm,均在夏季较多,5和9月较少,扁担杆在各个时期的耗水量都高于荆条和酸枣;3种灌木叶片δ13C值均表现为春季>秋季>夏季中后期,其中酸枣和荆条的δ13C值高于扁担杆,且在秋旱时比后者提早1周升高δ13C值,由于高δ13C值意味着高水分利用效率,表明酸枣和荆条比扁担杆水分利用效率高,并对干旱响应敏感,能及早提高水分利用率;季节性干旱时,荆条的水分利用率更高,而酸枣能保持较高的组织含水量,保水力较强;扁担杆的枝条含水量在降雨后能迅速大幅升高。[结论]3种灌木的蒸腾耗水量和水分利用效率的季节变化规律类似,但水分利用策略存在种间差异。荆条和酸枣具有耗水少、水分利用效率高和深水源等抗旱节水的水分利用策略,可作为困难立地造林和植被恢复的先锋灌木引入。扁担杆则是高耗散、低水分利用效率和浅水源的水分利用策略,宜在荒山恢复中后期引入。
引种植物水桦与乡土植物桑树对三峡库区消落带水淹的响应
高岚, 刘芸, 熊兴政, 邬静淳, 王萌, 袁贵琼, 欧阳, 任立
林业科学. 2018, 54(9):  147-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180917
摘要 ( 94 )   HTML   PDF (3828KB) ( 164 )  
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[目的]对桑树与引种植物水桦在三峡库区消落带的生长及光合特性进行比较,探讨这2种木本植物对三峡库区消落带周期性水淹生境的适应性,为消落带植被重建适用树种选择提供理论依据。[方法]在重庆市万州区典型消落带170、175 m 2个高程的台地种植2年生桑树、水桦实生苗,之后自然生长,于每年4月上旬调查其存活率。供试种调查存活率后,于上述台地旁种植2年生桑树、水桦实生苗,2年后于4月上旬春季出露期、7月中旬夏季干旱期、9月底秋季淹水前期测定其生长量(株高、地径、冠幅)、光合特性(叶绿素、叶绿素荧光动力参数及气体交换参数)。[结果]170 m高程桑树、水桦的存活率显著低于175 m高程,而2个高程水桦存活率均大于桑树,其中170 m高程差异显著;170 m高程水桦的生长量均大于桑树,其中株高差异显著。春季出露期(SEP),170 m高程桑树叶片的叶绿素含量高于175 m高程,PnGsTrCi、WUE无明显差异;夏季干旱期(SDP),桑树和水桦170 m高程叶绿素含量及PnGsTrCi均大于175 m高程,其中桑树的CiTr差异显著、水桦的Tr差异显著;秋季水淹前期(PFP),170 m高程水桦的叶绿素含量显著大于桑树,Pn、WUE与175 m高程无明显差异。SEP期,170 m高程桑树的qP、ETR、ΦPSⅡ大于175 m高程;PFP期,水桦在2个高程的ΦPSⅡ、ETR、qP基本与SDP期一致,170 m高程qN大于175 m高程。[结论]乡土树种桑树能通过出露后快速恢复叶片PSⅡ光反应系统的能力,提高光电子的传递速率,增加叶绿素含量而增强光合作用,积累更多有机物恢复生长来适应三峡库区冬季水淹的胁迫;引种植物水桦则通过延长光合作用时间,在桑树进入休眠期后仍保持较高的光能转化效率,积累更多的有机物以应对冬季水淹的过度消耗。桑树和水桦均能在一定程度上适应三峡库区消落带特殊的生境,引种植物水桦较本地树种桑树对于三峡库区消落带生境表现出更强的适应能力,可以考虑用于三峡库区消落带的植被恢复。
印加果种子发育过程中挥发性物质的特性分析
陈鸿鹏, 彭彦, 刘果, 李慧, 高丽琼, 詹妮, 谢耀坚
林业科学. 2018, 54(9):  157-168.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180918
摘要 ( 206 )   HTML   PDF (1828KB) ( 198 )  
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[目的]分析不同发育时期印加果种子中挥发性物质的含量和组分,了解其发育过程中挥发性物质的动态特性,为深入开发和利用印加果籽油香气成分提供理论依据。[方法]分别选取成年印加果植株的18、36、54、72和90DAF种子,利用顶空固相微萃取和气相色谱质谱技术分析印加果种子挥发性物质的组分,通过面积归一法对相对含量进行动态变化的测定分析。[结果]在印加果种子整个发育过程中分离鉴定出230种挥发性物质,其中包括35种酯类化合物(42.70%),37种醇类化合物(24.02%),18种烯烃类化合物(15.32%),17种醛类化合物(2.72%),60种烷烃类化合物(4.50%),28种苯环类化合物(4.15%),8种酮类化合物(0.17%)以及27种其他化合物(6.42%)。随着成熟度增加,邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯以及2,6-二羟基苯甲酸等物质逐渐减少,1,8-桉叶油素、柠檬烯、β-月桂烯以及水芹烯等物质逐渐增加,挥发性物质逐渐从以酯类物质为主转变为以萜烯类物质为主。[结论]在印加果种子发育过程中,推测酯类物质和萜烯类物质主要通过印加果籽油中的脂溶性成分转化而来。印加果籽油既具有常见食用油的芳香气味,又具有一定的花香和坚果香气,适宜作为色拉油和营养胶囊食用。
杨树人工林土壤微生物群落4种提取方法比较
秦媛, 潘雪玉, 靳微, 陈连庆, 袁志林
林业科学. 2018, 54(9):  169-176.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180919
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[目的]综合评价4种土壤微生物细胞提取技术的优劣,旨在为阐明土壤微生物群落对林木生长生理的调控作用以及建立林木根际微生物组工程实验体系提供技术依据。[方法]以杨树人工林非根际土壤为材料,使用超声波、搅拌器2种物理分散方法和焦磷酸钠、吗啉乙磺酸一水合物2种化学分散剂对土样进行预处理,并通过2步离心法获得菌体样品。经微生物群落扩增子高通量测序、BIOLOG生态板和真菌板碳源利用比较、真菌和细菌菌落形成单位计数等分析手段,评价不同提取方法所得菌体样品(包括原始土样)在微生物物种多样性、群落结构特征和群落水平生理代谢等方面的差异。[结果]4种提取方法所得菌体样品的操作分类单元(OTU)数量及多样性指数与原始土样相比均呈现不同程度的降低,其中经焦磷酸钠和搅拌器处理后所得样品的微生物群落多样性和结构组成与原始土样最为接近;可培养菌落总数较高,代谢活性(碳源利用能力)相对较强。相反,超声波处理后细菌物种多样性最低,可培养真菌数量显著低于焦磷酸钠和搅拌器2种处理(P<0.05),且BIOLOG分析结果表明菌群代谢活性较低。吗啉乙磺酸一水合物处理后所得样品菌群结构与原始土样差异较大,且可培养细菌数量显著低于其他处理组(P<0.05)。[结论]4种提取方法对土壤微生物群落结构、组成和代谢活性等方面有不同程度的影响,其中超声波处理和吗啉乙磺酸一水合物溶液处理提取效果较差,采用焦磷酸钠和搅拌器处理能更完整、有效提取土壤菌体细胞并维持菌群较高代谢活力。
沙柳削片机切削过程低频振动特性
马弘跃, 崔红梅, 安珍
林业科学. 2018, 54(9):  177-190.  doi:10.11707/j.1001-7488.20180920
摘要 ( 54 )   HTML   PDF (34982KB) ( 149 )  
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[目的]针对改进沙柳削片机切削过程中冲击力大、振动剧烈等问题,对其振动情况进行测试,为后续研究不同工作部件的振动幅度和频率对削片质量的影响及高效合理使用沙柳削片机提供技术参考。[方法]在空载和负载条件下,对沙柳削片机主要工作部件,即切削机构和进给机构组建多点振动测试系统。[结果]随着刀辊转速增加,削片机主要工作部件振动加速度呈先减小后增大的趋势,在整个频带上振动加速度自功率谱稳定;随着喂入辊转速增加,切削机构上下方向的振动加速度急剧增加,切削机构前后左右方向的振动加速度以及进给机构上下左右方向的振动加速度均呈先增大后减小的趋势,当喂入辊转速达到80 r·min-1时,削片机主要工作部件均振动剧烈;喂入量对进给机构上下左右方向的振动及切削机构上下方向的振动影响较大,随着喂入量增加,削片机主要工作部件的整体最大振动加速度也增大,在157 Hz处,进给机构上下方向振动的自功率谱呈先增大后减小的趋势;随着沙柳含水率增加,削片机切削进给机构的最大振动加速度减小,且在整个低频段削片机主要工作部件的自功率谱总体呈减小趋势;随着沙柳根部直径增大,切削进给机构各方向的振动加速度均增大。[结论]空载条件下,进给机构和切削机构在各个方向的振动加速度均较小;负载条件下,受刀辊转速、喂入辊转速、喂入量、沙柳含水率、沙柳根部直径的影响,进给机构和切削机构在各个方向的振动加速度均大幅度增加。