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2018年 第54卷 第10期 刊出日期:2018-10-25
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林业科学. 2018, 54(10):  0-0. 
摘要 ( 25 )   PDF (1815KB) ( 164 )  
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论文与研究报告
木林子大样地两个青冈属优势种的点格局对比
陈俊, 艾训儒, 姚兰, 陈思艺
林业科学. 2018, 54(10):  1-10.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181001
摘要 ( 109 )   HTML   PDF (3616KB) ( 471 )  
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[目的]基于同一生境范围内的大量数据,对比2个青冈属优势种的分布格局,分析亚热带常绿落叶阔叶混交林中,生境异质性和密度制约效应的作用机制及种间差异,为进一步揭示群落构建规则在群落物种多样性维持机制中的作用奠定基础。[方法]基于木林子国家级自然保护区15 hm2大样地,选择群落优势种群中数量最多、分布广泛、形态相似且同属的多脉青冈和小叶青冈,在剔除高度聚集的根蘖株个体后,将2个种分为小树(1 cm ≤ DBH<10 cm)、中树(10 cm ≤ DBH<20 cm)和大树(DBH ≥ 20 cm),运用点格局分析中的成对相关函数gr)以及4个点格局零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型和随机标签模型),分析生境异质性在0~150 m尺度上和密度制约在0~30 m尺度上对树木空间格局的影响。[结果]生境异质性在r>20 m尺度上明显促进了多脉青冈和小叶青冈聚集分布,但小叶青冈在112~150 m尺度上对生境异质性的作用不敏感;多脉青冈和小叶青冈在相同发育阶段的空间格局在1~150 m尺度上关联强度g12r)≈1,主要表现为无关联或负关联,但在1 m距离内,2个树种在小树、中树阶段倾向于相互聚集,大树阶段不能共存;密度制约的自疏效应在0~30 m尺度上均未表现,距离制约仅在多脉青冈小树阶段有轻度表现,但在多脉青冈和小叶青冈的小树到中树阶段,均在0~10 m尺度表现出明显的密度制约稀疏效应;多脉青冈与小叶青冈大树均在1 m距离内对同种小树和中树表现出庇护作用,大树在1~10 m距离内导致了同种小树稀疏,此外,小树、中树的分布格局在0~30 m尺度上与同种大树多为无关联。[结论]多脉青冈和小叶青冈种群内,密度制约的自疏效应、稀疏效应和距离制约效应的作用机制基本一致,不同的是多脉青冈小树倾向于远离大树,而小叶青冈小树在小尺度上轻度聚集在大树周围。多脉青冈和小叶青冈在小尺度上能较好地共存,在中大尺度上,生境异质性是2个树种在样地中大量共存的重要基础。
绍兴淡水湿地森林土壤水氘同位素对降水的响应
马迎宾, 张蓓蓓, 徐庆, 高德强, 王婷, 隋明浈, 黄雅茹
林业科学. 2018, 54(10):  11-19.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181002
摘要 ( 59 )   HTML   PDF (1328KB) ( 270 )  
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[目的]以浙江省绍兴市汤浦水库库区3种淡水湿地森林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)为研究对象,分析不同量级降水后其土壤水氘同位素的时空变化规律,定量阐明降水对各层土壤水的贡献率,为揭示降水在该淡水湿地森林生态系统水循环中的分配规律提供科学依据。[方法]利用稳定同位素技术研究3类淡水湿地森林土壤水氘同位素值在3次不同量级降水后的动态变化,分析比较土壤水与其潜在水源(大气降水、浅层地下水等)的氘同位素值(δD),判断林中土壤水来源;运用二元线性混合模型计算不同量级降水对这3种湿地森林中枯枝落叶层及各层土壤水的贡献率。[结果]绍兴汤浦水库库区淡水湿地森林中的土壤水δD在3次不同量级降水后均介于大气降水δD和浅层地下水δD之间,表明该库区土壤水主要来源于降水和浅层地下水;小雨(7.5 mm)后,3个林地0~60 cm土层土壤水δD值较雨前对照略有升高,而60~100 cm深层土壤水δD值变化很小,表明7.5 mm降水可入渗补给到0~60 cm土层;中雨(14.5 mm)后第1天,阔叶林、针阔混交林和针叶林0~100 cm土层土壤水δD均值分别降低了9.5‰±4.0‰,9.3‰±4.1‰和7.0‰±2.6‰,中雨后9天内,3个林地各层土壤水δD值随采样天数的增加逐渐升高并接近雨前对照,表明降水δD对土壤δD的影响逐渐减小;大雨(35.0 mm)后第1天,3个林地枯枝落叶水和表层(0~20 cm)土壤水δD值接近降水δD值;不同量级降水对3个林地枯枝落叶水的贡献率最大,0~20 cm表层土壤水次之,随着采样天数增加,降水对各层土壤水的贡献率皆呈现减小的趋势;降水事件(不同量级降水)是影响雨后土壤水δD以及该次降水对土壤水贡献率的主要因子。[结论]浙江绍兴汤浦水库库区不同类型淡水湿地森林中枯枝落叶层水δD对降水δD的响应最显著,0~20 cm表层土壤水δD的响应次之;单次降水量越大,降水对各层土壤水的影响越明显,贡献率也越大,大雨(降水量>20 mm)影响各层土壤水的时间超过9天;该地区淡水湿地森林对小雨(降水量≤ 10 mm)和中雨(10 mm<降水量≤ 20 mm)在土壤剖面的入渗具有一定的调控作用,且降水在针阔混交林土壤中存留时间最长,针叶林最短,可见,浙江绍兴汤浦水库混交林(阔叶林和针阔混交林)对小雨及中雨的调控作用略优于纯林(针叶林)。建议今后在长三角地区进行人工淡水湿地森林植被恢复和构建时应考虑多树种混交种植。
甘肃南部不同密度云杉人工幼林的林分结构特征及土壤理化性质
冯宜明, 李毅, 曹秀文, 刘锦乾, 齐瑞, 赵阳, 陈学龙
林业科学. 2018, 54(10):  20-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181003
摘要 ( 107 )   HTML   PDF (1555KB) ( 364 )  
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[目的]研究甘肃南部不同密度云杉人工幼龄林的径级结构、树高结构、空间分布和土壤理化特征,探讨林分最佳留存密度,以期为人工云杉林的营建与可持续经营提供科学依据。[方法]采用固定样地调查、角尺度研究及分层取样分析的方法,设置7种不同林分密度(850,1 060,1 350,1 550,1 750,2 300和3 000株·hm-2)人工云杉幼龄林(林龄30~40年)样地28块,测定径级结构、树高结构、冠幅、角尺度等林分结构以及土壤密度、土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾等土壤理化性质,计算各指标的平均值、标准差,并进行各指标间的差异性检验。[结果]林分的平均胸径和冠幅随林分密度增大而减小,平均树高则随林分密度的增大先增大后减小;不同密度林分径级结构和高度结构均呈现正态分布的单峰曲线,峰值径级随着密度增大而逐渐减小,胸径处于12~24 cm树木的频度较高而DBH>24 cm和DBH<12 cm的树木很少;采用角尺度研究林分空间分布格局,林分角尺度值随着林分密度增大而逐渐减小,林分密度≤ 1 550株·hm-2时为随机分布,林分密度>1 550株·hm-2时为均匀分布;林分密度是影响云杉人工林土壤理化性质(尤其是土壤有机质含量和总孔隙度)的关键因子;中密度(1 550株·hm-2)时土壤养分含量总体较高,土壤密度最小,表层(0~20 cm)土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度都最大,土壤理化特性均优于过密或过疏的林分。[结论]林分密度与林分结构特征以及土壤理化性质密切相关,中等密度(1 550株·hm-2)利于保持较好的林分结构特征和土壤理化性质,是甘肃南部云杉人工幼龄林分的最佳留存密度。
黄土丘陵区盛果期苹果树土壤水分利用策略
王绍飞, 赵西宁, 高晓东, 霍高鹏, 潘燕辉
林业科学. 2018, 54(10):  31-38.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181004
摘要 ( 82 )   HTML   PDF (2260KB) ( 585 )  
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[目的]探讨黄土丘陵区不同栽植年限苹果树水分利用策略,为果园水分管理与可持续发展提供参考。[方法]以10龄、15龄、22龄苹果树为研究对象,利用天然氘同位素与人工氘同位素示踪技术以及MixSIR模型分析不同水分来源对果树生长的贡献比例,探明其水分来源的季节变化规律。[结果]3个树龄苹果树水分利用来源差异较大,10龄苹果树主要水分来源从开花坐果期的中、深层(88.9%)转变为着色成熟期的浅层(57.9%)。15龄苹果树在开花坐果期和果实膨大期水分来源均以中层土壤水为主(74.2%、70.2%);而在着色成熟期则主要吸收利用浅层土壤水(59.3%)。整个生育期22龄苹果树均主要吸收利用浅、中层土壤水(利用比例分别为74.34%、86.07%、87.77%),深层土壤水利用比例逐渐降低。苹果树木质部样品中氘同位素的显著增加,表明果树可以通过吸收利用更深层土壤水分以缓解水分胁迫。[结论]3个树龄苹果树生育期内水分利用来源差异明显,随着树龄增加,水分来源逐渐变浅,用水策略趋于保守。根据不同树龄苹果树水分来源的季节变化对其进行合理的水分管理,有效降低果树非生产性耗水及自身奢侈性耗水,实现苹果园的持续健康发展。
叔丁基对苯二酚(TBHQ)对香榧烘烤和货架品质以及抗氧化能力的影响
赵荻, 楼君, 庄志城, 刘圆, 喻卫武, 胡渊渊, 宋丽丽, 吴家胜
林业科学. 2018, 54(10):  39-45.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181005
摘要 ( 90 )   HTML   PDF (2209KB) ( 220 )  
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[目的]通过优化浸泡工序以及添加抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)对香榧籽加工过程和常温货架期间油脂氧化和抗氧化能力的影响研究,阐明香榧籽品质劣变发生及其调控机制,为提高香榧成品率,提供理论和实践依据。[方法]5%和20%氯化钠(NaCl)浸泡处理,每个浓度浸泡时间设定为0、5、10和20 min,测定过氧化值、酸价、亚油酸脂质过氧化体系的抑制率、总酚和DPPH自由基清除活性等指标,确定适宜的盐浸时间。选择最佳浓度和时间的浸泡液处理,外源添加0.02% TBHQ,进行第2次烘烤,并将炒制成品在室温条件下储藏60天,测定过氧化值、酸价、p-茴香胺值,亚油酸脂质过氧化体系抑制率、总酚和DPPH自由基清除活性等指标。[结果]香榧烘烤过程的最佳浸泡条件为20% NaCl溶液浸泡10 min。在这个浓度下香榧的过氧化值、酸价和脂质氧化抑制率最低,同时总酚含量和DPPH自由基清除活性最高。20% NaCl溶液中加入TBHQ会使DPPH清除活性、总酚含量和维生素E含量进一步升高,并且过氧化值、酸价和p-茴香胺值的增长速度减慢。室温储藏60天货架期内,添加TBHQ的香榧籽品质和抗氧化活性优于未添加TBHQ的空白对照。[结论]在20% NaCl溶液浸泡10 min可缓解香榧品质下降。TBHQ可以减轻香榧籽在烘烤和常温货架存放过程中的脂质氧化,并提高氧化稳定性,从而提高香榧加工和贮藏技术。
乙烯利和多效唑对簕杜鹃生长开花及生理特性的影响
张华, 聂艳, 王定跃, 谢利娟
林业科学. 2018, 54(10):  46-55.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181006
摘要 ( 130 )   HTML   PDF (4339KB) ( 236 )  
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[目的]探索外源激素乙烯利和多效唑对簕杜鹃观赏性状及其生理特性的影响,分析植株开花过程与生理生化特性的相关性,为实际生产中簕杜鹃的花期调控、提高开花率提供理论和实践依据。[方法]对植株分别叶面喷施25、50、75、100、125 mg·L-1的乙烯利及100、300、500、700、900 mg·L-1的多效唑,以喷清水为对照(CK)。2016年8月23日开始第1次处理,每隔10天喷施1次,共喷施3次。观察植株生长发育过程中观赏性状的变化,同时采用酶联免疫法测定植株生长开花过程中内源激素、碳水化合物及可溶性蛋白质含量。[结果]花芽分化初期,较低的IAA、GA3以及较高的ABA、ZR有利于植物开展花芽分化;分化后期,高水平的IAA、相对稳定的GA3以及较低的ABA、ZR对花各部位的发育有益。形态分化初期,总氮含量较低,可溶性总糖、可溶性蛋白质较高能够促进植株开花。75 mg·L-1乙烯利使ABA/IAA、ABA/GA3、ZR/IAA、ZR/GA3比值明显升高,叶片总氮含量降低,促进分化初期C/N比值,同时增加植株花枝数、花朵数,使植株花期起始时间提早5天,总时长较对照延长7天;多效唑100 mg·L-1抑制ABA/IAA、ABA/GA3、ZR/IAA、ZR/GA3比值及总氮水平,使植株花期起始时间延后1天,末花期不变。[结论]75 mg·L-1乙烯利处理对植株花枝数、花朵数、始花期及开花总时长均有明显的促进作用,生产栽培中可依据此结论进行植株的促进栽培;而多效唑处理对簕杜鹃生长开花则表现出不同程度的抑制现象。
荧光假单胞菌与红绒盖牛肝菌共接种对杨树氮代谢和矿质元素含量的影响
刘辉, 吴小芹, 任嘉红, 陈丹
林业科学. 2018, 54(10):  56-63.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181007
摘要 ( 91 )   HTML   PDF (2543KB) ( 201 )  
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[目的]探究荧光假单胞菌与红绒盖牛肝菌共接种条件下NL-895杨植株氮代谢及矿质元素含量的响应,在养分代谢水平上揭示溶磷细菌与外生菌根菌互作对杨树生长的影响,为杨树复合菌剂的开发与应用提供理论依据。[方法]对2年生NL-895盆栽菌共接种荧光假单胞菌JW-JS1和红绒盖牛肝菌(Xc),测定氮代谢指标可溶性蛋白质含量、硝态氮含量和硝酸还原酶活性以及植株矿质元素含量。[结果]无论JW-JS1或Xc单接种,还是JW-JS1与Xc共接种均能显著提高NL-895杨树叶片可溶性蛋白、硝态氮含量和硝酸还原酶活性以及植株的矿质元素含量,且共接种处理优于各单接种处理。共接种30天后NL-895杨的可溶性蛋白质含量、硝态氮含量和硝酸还原酶活性分别比CK增长20.19%、79.99%和33.08%,共接种90天后增长76.76%、106.62%和34.86%,共接种150天后增长137.99%、50.70%和59.89%,植株内P、Mg、K、Ca、Mn和Zn含量分别比CK增长71.66%、23.67%、49.71%、22.90%、84.57%和151.56%。相关性分析发现,共接种30天后NL-895杨苗高和茎粗与硝态氮含量显著正相关(P<0.05);共接种90天后NL-895杨苗茎粗与可溶性蛋白含量显著正相关(P<0.05);共接种150天后NL-895杨苗高与硝酸还原酶活性、Mg含量、K含量显著正相关(P<0.05),NL-895杨茎粗与P含量显著正相关(P<0.05)、K含量极显著正相关(P<0.01)。[结论]荧光假单胞菌JW-JS1与红绒盖牛肝菌共接种显著改善NL-895杨的氮代谢功能和矿质元素的吸收从而促进NL-895杨的生长。
梅花花青素苷调控基因PmMYB1的分离及功能分析
张芹, 徐宗大, 赵凯, 李晓伟, 张罗沙, 张启翔
林业科学. 2018, 54(10):  64-72.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181008
摘要 ( 83 )   HTML   PDF (4094KB) ( 277 )  
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[目的]花青素苷是梅花花色形成的重要色素,R2R3-MYB是花青素苷合成调控的关键转录因子。从梅花中分离出1个R2R3-MYB调控因子PmMYB1,通过分析其序列特征并转入烟草进行功能鉴定,为探明梅花花青素苷合成调控机理及今后梅花花色分子育种奠定基础。[方法]根据梅花基因组数据设计引物,采用RT-PCR方法从梅花花瓣中分离PmMYB1基因,利用DNAMAN软件预测氨基酸序列,通过多序列比对和系统进化树构建分析其保守序列并进行功能预测,通过构建表达载体将PmMYB1基因转入烟草,分析转基因烟草的表型及花青素苷含量的变化,并利用实时荧光定量RT-PCR技术测定该基因及烟草内源花青素苷合成通路基因在转基因植株不同器官中的表达量,综合分析以上数据鉴定PmMYB1基因的功能。[结果]从梅花中分离得到全长为729 bp具有完整编码区的PmMYB1基因序列,该序列编码242个氨基酸。序列分析表明该蛋白具有保守的MYB结构域及花青素苷调控MYB蛋白特征基序,并且含有与bHLH转录因子相互作用的保守基序,可能需要bHLH蛋白协同表达共同完成花青素苷的合成调控。多序列比对和进化分析结果显示PmMYB1与其他已鉴定功能的花青素苷调控MYB蛋白有很高的同源性,其中与樱桃李的PcMYB10和欧洲甜樱桃的PaMYB10一致性分别为92%和91%。转基因烟草试验表明过表达PmMYB1基因显著提高了转基因植株花冠中花青素苷的含量(P< 0.05),使其花冠颜色明显加深,实时荧光定量RT-PCR试验结果表明PmMYB1基因在转基因植株花中表达量高于叶中,过表达PmMYB1基因明显上调了烟草花中7个内源花青素苷合成通路结构基因NtCHSNtCHINtF3HNtF3'HNtDFRNtANSNtUFGT及2个调控基因NtAn1aNtAn1b的表达量。[结论]在烟草中过表达PmMYB1基因能够显著上调转基因植株花中内源花青素苷合成通路结构基因和调控基因的表达,从而促进了其花中花青素苷的积累并导致花色加深,表明该基因在花青素苷合成过程中起重要调控作用。
转Bt基因和非转基因杨树-棉花复合系统中节肢动物群落比较分析
姜文虎, 张德健, 刘军侠, 李超丽, 路战远, 杨敏生
林业科学. 2018, 54(10):  73-79.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181009
摘要 ( 72 )   HTML   PDF (2023KB) ( 174 )  
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[目的]分析转Bt基因杨棉复合系统节肢动物群落组成和结构,评价转基因杨棉复合系统生态安全性。[方法]在河北省涿州市义和庄乡国家务村林场构建未转基因杨棉复合系统Ⅰ和转基因杨棉复合系统Ⅱ,连续3年运用群落生态学研究方法,对节肢动物群落、亚群落和不同功能类群组成和结构以及群落时间动态变化进行调查研究。[结果]2个系统在节肢动物群落物种个体总数上差异显著,在物种总数以及多样性指数上差异不显著;转基因杨棉复合系统的害虫亚群落物种数较之对照有显著降低(P<0.05),天敌亚群落和中性节肢动物亚群落的物种数差异不显著;2个系统的害虫、天敌和中性节肢动物亚群落多样性指数差异均不显著;2个系统节肢动物群落物种数和个体数时间动态以及年季动态差异均未达显著水平。[结论]转基因杨棉复合系统对靶标害虫具有较好的毒杀以及控制种群数量的作用,对系统中非目标昆虫以及天敌和中性昆虫作用不明显,但表现出对这些功能类群相对较好的生态效应趋势。总体上看,转基因杨棉复合系统对节肢动物群落没有负面效应,且对整个生态系统的功能发挥有一定的促进作用,但其生态安全性有待长期监测。
吉林蛟河阔叶红松林中甲虫(鞘翅目)群落时间动态分析
刘生冬, 孟昕, 孟庆繁, 韩云鹤, 李燕, 赵红蕊
林业科学. 2018, 54(10):  80-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181010
摘要 ( 106 )   HTML   PDF (2575KB) ( 197 )  
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[目的]研究阔叶红松林中甲虫的时间动态,为阔叶红松林中甲虫保护与利用以及评价甲虫在维持森林生态系统的作用提供科学依据。[方法]2012-2013年,在甲虫成虫整个活跃期,利用飞翔拦截诱捕器并配合诱剂在阔叶红松林4个样地中采集甲虫标本,每个样地分别布设6条样带。[结果]共采集甲虫7 776头,隶属于33科239种,其中以叩甲科、隐翅虫科、露尾甲科和天牛科物种和个体数量较多,不同采集时间优势类群各不相同,叩甲科是7个采集时间的优势类群,隐翅虫科是5月下旬和8月下旬的优势类群,露尾甲科是5月下旬和6月上旬的优势类群,天牛科是7月上旬至8月下旬的优势类群。叩甲科、隐翅虫科和露尾甲科个体数在5月下旬显著高于其他时间(P<0.05),天牛科在7月上旬数量最多。时间变化对甲虫多样性各指数存在显著影响,甲虫个体数高峰期在5月下旬,且显著高于其他时间(P<0.05);物种数、多样性指数、丰富度指数的高峰在7月上旬;均匀度指数的高峰在7月下旬。物种数与丰富度指数、物种数与多样性指数具有显著的线性关系(P<0.05),物种数的增加能够使丰富度指数和多样性指数升高。[结论]随着时间的变化森林内的温度和林分因子等也会随之改变,各类群甲虫的习性差异较大,使得甲虫个体数的高峰期出现在5月下旬,随着时间的推移,部分甲虫羽化高峰的结束,甲虫的个体数量又迅速下降。随着林内温度升高和植被变得丰富,使得7月上旬甲虫的个体数又出现1个小高峰期。相对于其他类群,叩甲科与6月、隐翅虫科和露尾甲科与5月下旬、天牛科与7月和8月表现出相对较强的相关性。应用飞翔拦截诱捕器比传统采集方法能够显著提高飞翔甲虫的采集效率,这不仅丰富了甲虫研究的采集方法,而且还有助于促进甲虫多样性的深入研究。
锥栗瘿蜂的分布、危害及寄生蜂调查
侯函青, 苏成元, 庞银, 刘志伟, 朱道弘
林业科学. 2018, 54(10):  89-97.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181011
摘要 ( 95 )   HTML   PDF (2560KB) ( 182 )  
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[目的]研究锥栗瘿蜂在主要锥栗产区的分布、危害特征及天敌种类,比较近缘种栗瘿蜂的形态特征,为控制其危害提供基础。[方法]于福建、浙江及湖南主要锥栗产区采集瘿蜂虫瘿,调查锥栗瘿蜂及其天敌种类和危害情况。[结果]锥栗瘿蜂虫瘿形态与栗瘿蜂相似,以成虫中胸侧板斜纵刻纹、并胸腹节背板侧隆线等特征可与栗瘿蜂相区分。锥栗瘿蜂分布于福建省周宁县、建瓯市、政和县、寿宁县及浙江省庆元县。多与栗瘿蜂混合发生,混合发生地锥栗瘿蜂羽化成虫的数量比例为0.6%~86.0%。调查地有虫株率100%,锥栗瘿蜂的危害枝率为17.9%~32.9%,每虫瘿内虫室数3个左右。植株的东南西北方位皆可致瘿,于树冠上部形成的虫瘿数显著低于中下部,与栗瘿蜂占据着类似的生态位。调查地锥栗瘿蜂的寄生性天敌种类主要有日本大痣长尾小蜂、栗瘿啮小蜂、栗瘿长尾小蜂、栗瘿旋小蜂及黑褐宽缘广肩小蜂,其中日本大痣长尾小蜂和栗瘿啮小蜂为其优势天敌,对锥栗瘿蜂种群数量起到了明显的自然控制效果。[结论]锥栗瘿蜂分布于福建省周宁县、建瓯市、政和县、寿宁县及浙江省庆元县,在锥栗林与栗瘿蜂占据着类似的生态位。主要寄生性天敌种类为日本大痣长尾小蜂、栗瘿啮小蜂、栗瘿长尾小蜂、栗瘿旋小蜂及黑褐宽缘广肩小蜂。
基于机载激光雷达的林隙结构参数提取
李欢, 李明泽, 范文义, 王斌
林业科学. 2018, 54(10):  98-107.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181012
摘要 ( 95 )   HTML   PDF (4703KB) ( 245 )  
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[目的]运用激光雷达技术识别提取林隙面积、边界木高和形状指数,为林隙结构参数调查提供技术支持。[方法]以机载激光雷达数据为数据源,以东北林业大学帽儿山实验林场内设置的5块林隙调查样地中的54个林隙为研究对象,通过对比普通克里金插值、反距离权重插值、样条插值、自然临近插值和局部多项式插值确定最优插值方法得到冠层高度模型,运用交替贯序滤波法对冠层高度模型进行林隙识别提取。[结果]通过对比5种插值方法的RMSE发现,普通克里金法适合插值DEM,反距离权重法适合插值DSM;采用交替贯序滤波法识别提取林隙时,林隙识别率为92.6%,运用配对检验法对提取的林隙面积、边界木高与野外调查数据进行检验,基于激光雷达技术提取的林隙面积和边界木高与野外实测值呈较强线性关系,R2分别为0.983和0.737,其中提取的林隙面积与实测值平均相对误差为15.78%,林隙边界木高与实测值平均相对误差为11.94%。[结论]基于机载激光雷达数据采用交替贯序滤波能有效识别林隙且能准确提取其结构参数;坡度、坡位及冠层结构复杂程度都会影响冠层高度模型的插值精度;林隙面积提取受林隙边界形状和林层结构影响,林隙边界木高随着样地地形、坡度增加误差也随之增大。机载激光雷达技术具有获取地形和树木三维结构信息的优势,可为林隙识别及其结构参数提取提供新的遥感方法。
马来海松酸三烯丙酯的制备与表征
卢言菊, 刘娟娟, 赵振东, 陈玉湘, 古研
林业科学. 2018, 54(10):  108-115.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181013
摘要 ( 67 )   HTML   PDF (2857KB) ( 141 )  
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[目的]通过Diels-Alder反应将马来酸酐引入松香结构单元,在微波辅助条件下在马来海松酸分子结构中引入含有3个活性碳碳双键的马来海松酸三烯丙酯,为我国松香基精细化学品的精深加工提供一条新路径。[方法]分别以水和乙醇为溶剂,通过中和反应制备马来海松酸钠盐,在微波辅助条件下,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,以马来海松酸钠与氯丙烯为原料,通过相转移催化法制备马来海松酸三烯丙酯。基于FT-IR、GC及MS等手段对产物结构进行表征。[结果]确定优化反应条件为:微波功率400 W,反应温度55℃,反应时间4 h,氯丙烯与马来海松酸钠物质的量之比为3,催化剂用量5%,在此条件下产物的收率为93.2%。从色谱分析结果可以看出,反应进行比较彻底,原料峰已完全消失,而且生成的产物纯度较高,优化条件下所得产物GC含量为96.1%。红外光谱表征中红外特征吸收峰的消失和生成说明马来海松酸三烯丙酯3个羧基均发生了酯化反应,且反应较为彻底。质谱分析确认了以乙醇为溶剂制备的钠盐为原料所得的马来海松酸三烯丙酯的副产物经甲酯化后主要有马来松香酸酐单烯丙酯及马来松香酸二烯丙酯,以水为溶剂制备的钠盐为原料所得产物主要为马来海松酸三烯丙酯,副产物只有马来海松酸酐单烯丙酯。质谱分析中m/z 538为马来海松酸三烯丙酯的分子离子峰,m/z 481的碎片峰为[M-OCH2CHCH2]+是脱去1分子酯基部分生成的峰,m/z 439的碎片峰为脱去酯基后形成的稳定的马来海松酸酐结构,质谱碎片峰m/z 342为马来海松酸三烯丙烯酯的质谱分裂逆Diels-Alder反应,碎片离子197的基峰是稳定的三环菲骨架结构。制备的马来海松酸三烯丙酯为白色黏稠液体,其酸值为2.5 mg·g-1,密度为1.109 7×103 kg·cm-3,黏度为8.5×103mPa·s。[结论]开发了具有3个活性双键的马来海松酸三烯丙酯聚合单体,以水为溶剂制备的钠盐为原料所得马来海松酸三烯丙酯的纯度较高。
面向林业病虫害防治的生物农药喷施系统
张慧春, 朱正阳, 郑加强, 周宏平, 唐进根
林业科学. 2018, 54(10):  116-124.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181014
摘要 ( 61 )   HTML   PDF (4154KB) ( 232 )  
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[目的]面向林业病虫害防治,设计开发针对生物农药的专用雾化喷头和喷施技术,为确定专门喷施生物农药的风送转盘式离心雾化机构提供理论支持,为预测不同测试范围、操作技术参数和转盘喷头结构下的雾滴粒径尺寸提供科学依据。[方法]设计制造风送转盘式生物农药喷头,构建雾滴粒径性能测试系统,雾滴在植物中的穿透性测试系统以及生物农药活性测试系统,通过改变离心雾化转盘喷头的结构参数(转盘外径、斜角、齿数)以及操作技术参数(流量、转速、风送机构风速)进行雾滴粒径、生物农药活性试验。[结果]1)转盘齿数和转盘斜角对雾滴粒径的影响不显著,而转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离与雾滴粒径相关,雾滴粒径随着输药流量增大、转盘外径减小、转速降低和喷雾距离增加而变大。2)构建以输药流量、转盘外径、转速、喷雾距离等参数为自变量,以转盘喷头雾化后的雾滴体积中径为应变量的回归模型,经检验,回归模型调整R2为0.917,具有显著统计意义。3)通过放置在目标树木不同冠层的水敏纸分析雾滴覆盖率,转盘喷头与风送机构结合,使雾化后的雾滴借助风力的吹送作用,能够更好地穿过树木冠层,迎着喷施方向前层植物上的雾滴覆盖率明显高于中层和后层,且随着风速升高,各层的雾滴覆盖率显著增大。4)以白僵菌作为喷雾介质,测试孢子萌发率来衡量生物农药喷施后的活性损伤情况。转盘喷头的雾滴粒径与转盘齿数和斜角的相关性极弱,而与转盘外径、输药流量、转速和喷雾距离密切相关,影响生物农药活性的转盘喷头结构参数和操作技术参数因素次序为:风速 > 转盘外径 > 转速 > 输药流量 > 转盘斜角 > 转盘齿数。[结论]转盘喷头在风送机构的吹送作用下,可提高喷雾覆盖率,增强防治效果。综合雾化性能和防治性能数据,转盘外径0.1 m、输药流量20 L·h-1、转速314 rad·s-1、风送机构风速5 m·s-1为面向林业病虫害防治生物农药喷施系统的最佳参数设置。
地采暖地板蓄热性能模型构建与验证
刘存根, 周世玉, 葛浙东, 杜光月, 周玉成
林业科学. 2018, 54(10):  125-131.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181015
摘要 ( 65 )   HTML   PDF (3241KB) ( 161 )  
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[目的]提出一种基于密闭绝热检测室的地采暖地板蓄热性能检测方法,以实现地采暖地板蓄热性能的检测。[方法]首先,介绍密闭绝热检测室的结构以及地采暖地板蓄热性能检测方法。然后,构建检测室物理模型,根据流体力学定律建立三维非稳态传热的质量守恒方程、动量方程和能量守恒方程,并给出模型的边界条件和计算初值,将材种为白桦、水曲柳、西南桦和柞木的地采暖地板样本分别放置在检测室底部中心托举网上,作为内部热源,根据设定的数值模拟参数,通过流体力学计算软件FLUENT对所建立的地采暖地板蓄热规律方程进行迭代求解,对检测室内温度分布随时间变化的过程进行分析。最后,以第1 000步(步长为10 s)采样时刻为例,以平均相对误差和相关系数为评价依据,将检测室温度分布计算结果与地采暖地板蓄热性能分析仪的实测数据进行对比,从而评判所构架模型与检测仪器的一致性。[结果]相对误差均小于1.5%,相关系数均大于0.98。不同样本所对应的温度平衡时间计算值均小于实测值,不同样本所对应的平衡温度计算值也均小于实测值。[结论]所构建的模型和检测仪器能够准确反映不同材种地采暖地板样本对检测室内温度场变化规律的影响,并可实现不同材种地采暖地板蓄热性能的检测。
劳动力老龄化对竹林地利用效率的影响——基于中介效应的实证研究
杨水生, 徐秀英, 石道金
林业科学. 2018, 54(10):  132-142.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181016
摘要 ( 62 )   HTML   PDF (1640KB) ( 263 )  
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[目的]研究劳动力老龄化对林地利用效率的影响,以提高林地生产力水平。[方法]基于浙江省安吉县6个行政村112户农户256块竹林地块微观调查数据,通过构建劳动力老龄化、竹林地投入量、竹林地利用效率三者间的影响路径,运用中介效应分析模型对所构路径进行实证验证。[结果]劳动力老龄化不仅对竹林地利用效率产生直接正向影响,而且通过竹林地投入量这一中介变量对竹林地利用效率产生间接正向影响;效应测算结果显示,劳动力老龄化率的直接效应为0.288,竹林地投入量产生的间接效应为0.196。在其他控制变量中,家庭劳动力规模、竹林收入占比对竹林地投入量均有显著正向影响,而家庭经营竹林地面积、竹林地距家距离对竹林地投入量均有显著负向影响;劳动力健康水平、受教育年限、竹林收入占比及竹林地质量对竹林地利用效率均有显著正向影响,而竹林地块数对竹林地利用效率具有负向影响。[结论]农村劳动力老龄化并不是提高竹林地利用效率的障碍因素,老龄劳动力从事竹林生产提高了竹林生产的集约化程度,提高了竹林地的利用效率,但这种优势可能会受到林业现代水平不断提高的冲击。基于此,提出提高竹林生产的技术和机械化水平、加强老龄劳动力的人力资本投入、加快竹加工产业的发展、改善竹林地立地质量及细碎化程度等建议。
综合评述
牡丹组织培养技术研究进展
文书生, 何绒绒, 郑佳康, 田如男
林业科学. 2018, 54(10):  143-155.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181017
摘要 ( 128 )   HTML   PDF (7434KB) ( 451 )  
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牡丹是我国特有的观赏、药用和油用植物,高效的组织培养技术是加速其育种和繁殖的重要基础。牡丹组织培养技术历经约半个世纪的研究,主要进展包括以下3个方面:1)器官组织培养再生:牡丹器官组织培养再生主要包括器官发生、体细胞胚发生和无菌短枝扦插这3条途径。(1)牡丹器官发生途径包括愈伤组织和分生结节培养,牡丹的各种繁殖器官和营养器官皆可作为外植体诱导得到愈伤组织,但愈伤组织进一步分化器官难度较大,且尚未得到完整再生植株;牡丹分生结节培养以黄化嫩茎和叶柄薄层为外植体,前人已初步建立了紫斑牡丹和牡丹芍药组间杂种——伊藤的分生结节发生体系,并实现了不定芽和叶状体的分化,但分化率极低,且未能获得再生植株,还发现牡丹分生结节中含有丰富的芍药苷和丹皮酚,这证实了其在药用成分生产中的应用潜力。(2)牡丹体细胞胚发生途径包括直接发生和间接发生,前人通过筛选基因型、培养基和发育时期等实现了多个牡丹品种的体细胞胚直接发生,但体细胞胚萌发率低,且再生成苗困难;间接发生途径以叶柄为外植体,已诱导得到愈伤组织并获得体细胞胚,但体细胞胚发生率极低。(3)牡丹无菌短枝扦插技术历经约30年的研究,完善的启动、增殖、生根和驯化移栽技术体系已经建立,但该技术仍无法实现产业化应用,主要原因在于试管苗的顶芽休眠、两步生根成本高以及移栽成活率低。2)胚珠和胚离体培养成苗:分别以完成器官分化的胚珠(花后60天)和成熟胚(花后90天)为外植体,前人通过筛选植物生长调节剂建立了紫斑牡丹和杨山牡丹的胚珠和胚离体培养体系,并获得了组培苗,但组培苗在驯化移栽阶段死亡。3)花药(花粉)离体培养成苗:以处于第1次分裂期的花粉为外植体可诱导得到花粉胚,培养过程中不同发育状态的花粉胚表现出不同的器官分化能力,其中聚集成簇的花粉胚无法分化出芽和根,而独立生长的花粉胚可分化出根系,但无法分化出芽。综上,牡丹组织培养研究目前仍处于应用基础研究的初级阶段,后期研究一方面需要针对褐化、器官间接发生困难以及试管苗的生根和移栽问题进行技术优化,另一方面亟需从生理甚至是分子的层面对组织培养中的褐化、器官发生和顶芽休眠机理等展开研究,从而为组织培养技术的优化提供理论支撑。
研究简报
太行山片麻岩地区微地形土层厚度特征及其植被生长阈值
袁振, 陈美谕, 贾黎明, 魏松坡
林业科学. 2018, 54(10):  156-163.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181018
摘要 ( 77 )   HTML   PDF (1810KB) ( 251 )  
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[目的]探讨片麻岩山区不同微地形土层厚度的分异特征,明确植物生物量、平均高、盖度对土层厚度的响应规律,计算出各指标对应的土层厚度阈值,以期为片麻岩山区植被恢复提供参考依据。[方法]以7种微地形及原状坡的土层厚度、植物群落特征数据为基础,采用典型相关分析法研究影响片麻岩山区植物群落特征的主要因子,对比分析不同微地形及原状坡之间土层厚度的异质性,并运用拐点探测分析软件Change-point analyzer 2.3探讨不同植物群落数量特征指标对应的土层厚度阈值。[结果]由典型相关分析得出土层厚度、微地形均影响了植物群落数量特征和多样性的变化,而土层厚度是引起这种变化的首要因子;片麻岩山区土层浅薄,平均厚度15 cm,微地形的土层厚度多数高于原状坡,其中,U形沟、塌陷和巨石背阴的土层厚度最大(23.1,21.3和21.8 cm),显著高于其他微地形和原状坡(P<0.05),坡顶、陡坎的土层厚度最小(4.2和7.9 cm);通过对土层厚度进行拐点探测分析,得出随着土层厚度的不断增加,植被生物量、平均高、盖度也逐渐增加,当土层厚度增加到12.5 cm时,生物量从201 g·m-2跃迁到275 g·m-2,即当土层厚度小于阈值12.5 cm时,植被生物量增长缓慢,大于12.5 cm时则增长迅速;同理,当植物平均高从30 cm跃迁到40 cm时,土层厚度阈值为9.4 cm;当盖度从38%跃迁到51%时,土层厚度阈值为10.5 cm。[结论]片麻岩山区植物群落数量特征随着土层厚度的变化呈现出显著的空间异质性(P<0.05),表明土层厚度是限制片麻岩山区植被生长的重要因子。在植被恢复过程中,掌握片麻岩山区土层厚度的空间异质性及阈值,优先在土层厚度大于10.5 cm的区域进行植被恢复,以点带面,最终实现整个片麻岩山区植被的重建。
氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响
郑婧, 佘维维, 白宇轩, 张宇清, 秦树高, 吴斌
林业科学. 2018, 54(10):  164-171.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181019
摘要 ( 115 )   HTML   PDF (1838KB) ( 255 )  
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[目的]通过研究氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响,探讨荒漠生态系统中不同功能群植物对环境变化的适应策略,为预测未来环境变化背景下荒漠植物群落的响应提供理论参考。[方法]以宁夏盐池毛乌素沙地典型植被群落油蒿群落为研究对象,通过连续2年(2015-2016)0 kg N ha-1 yr-1(N0)60 kgN·ha-1 yr-1(N60)氮添加;自然降水(W0),增加20%降水(W20)、增加40%降水(W40)水添加的野外控制试验,测定优势植物种油蒿和赖草叶片的比叶面积(SLA)、碳、氮、磷(C、N、P)含量。[结果]1)氮添加显著增加土壤中的无机氮含量;水添加显著增加土壤含水量;水氮交互作用对土壤无机氮含量、土壤含水量都没有显著影响。而土壤速效磷含量比较稳定,在各处理下均没有表现出显著差异。2)油蒿SLA在氮素和水分添加下显著增加,而交互作用效应不明显;赖草SLA在氮素和水分单独添加下均没有发生显著变化,而水氮交互作用对其存在显著影响。3)氮添加对油蒿和赖草叶片C含量没有显著影响,显著增加了N含量、C:P、N:P,降低了P含量和C:N。水添加对赖草的C、N、P及其化学计量比无显著影响,而显著增加了油蒿叶片N和P含量,降低了C含量、C:N、C:P和N:P。水氮交互作用对油蒿叶片N含量和C:N有显著影响。[结论]氮素和水分添加对毛乌素沙地油蒿群落优势植物油蒿和赖草叶片性状均有明显影响,氮素对叶片性状的影响比水分添加的影响更为显著。2种不同功能群植物,对氮素和水分添加的响应不同,呈现出不同的适应策略,油蒿的叶片性状对氮素和水分添加的响应较为敏感,趋向于资源快速获取与利用的策略,而赖草表现出较强的稳定性,从而体现出保守的资源利用策略。在未来可能增加的氮沉降和降水情景下,油蒿群落的物种组成可能会由于2种植物不同的资源利用策略变化而发生变化。
基于针刺仪测定技术的湿地松木材密度间接选择效果
赵奋成, 郭文冰, 钟岁英, 邓乐平, 吴惠姗, 林昌明, 廖仿炎, 谭志强, 李义良
林业科学. 2018, 54(10):  172-179.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181020
摘要 ( 166 )   HTML   PDF (1482KB) ( 191 )  
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[目的]木材密度是林木重要的经济性状,在广东湿地松第2轮遗传改良中被列为目标性状之一。本研究比较了针刺仪与传统体积法在评价湿地松木材密度上的效果,分析了湿地松材性与生长性状的遗传变异规律,为选育速生优质的湿地松种质提供理论与方法。[方法]以广东省台山市18年生的32个湿地松自由授粉家系为材料,在测定林中对活立木木材阻力与去皮直径进行快速测定;并在同一株树上利用生长锥钻取木芯,以体积法测量木材基本密度。利用Asreml统计软件对研究性状间的相关性、性状的遗传力、选择效率等进行估算。[结果]1)单株木材阻力与木材密度在单株水平上呈表型正相关(0.659),为此建立了利用木材阻力原值预测木材密度的线性回归方程(模型R2=0.393)。2)木材密度与木材阻力的遗传相关性更强(0.738),二者在家系水平受到中等程度的遗传控制;木材阻力的家系平均遗传力(0.618)高于木材密度的家系平均遗传力(0.410)。利用木材阻力值进行家系水平的间接选择,其间接选择效率为91%。表明可以利用针刺仪法进行湿地松木材密度的间接选择。3)为了消除针刺仪刺入木材过程中由于摩擦引起的阻力值上升趋势,在数据分析前,对阻力值做了校正。校正阻力值的遗传力,其与木材密度的表型与遗传相关无明显提高。4)湿地松的去皮直径遗传力在家系水平为0.596,去皮直径与木材密度和木材阻力无显著的遗传相关性,但表型相关达到显著水平,分别为0.272和0.493。这暗示着,改良湿地松生长性状,不会降低木材的密度。[结论]针刺仪法具有快速、无损、相对准确的优点,可用于湿地松活立木木材密度的间接评价与去皮直径的测定,在湿地松材性与生长性状的遗传改良中可发挥重要作用。在根据木材材性或生长性状选择湿地松优良个体中,为获得较可靠的选择效果,宜采用家系选择+家系内单株选择的合并选择方法。
基于无人机低空遥感的荒漠林大沙鼠鼠洞分布与地形的关系——以新疆古尔通古特沙漠南缘局部为例
马涛, 郑江华, 温阿敏, 陈梦, 穆晨
林业科学. 2018, 54(10):  180-188.  doi:10.11707/j.1001-7488.20181021
摘要 ( 124 )   HTML   PDF (7347KB) ( 250 )  
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[目的]利用无人机低空遥感航拍影像探索分析大沙鼠鼠害分布与地形的关系,以期获取研究区内鼠洞分布空间特征,为科学治理鼠害提供支持。[方法]2015年10月对新疆古尔班通古特沙漠南缘的荒漠林大沙鼠典型鼠害区进行无人机低空航拍,获取空间分辨率为0.024 m的超高分辨率影像与空间分辨率为1 m的数字高程模型(DEM)影像,运用人工目视解译方法获得大沙鼠鼠洞分布情况;基于无人机航拍数字高程模型影像提取研究区的坡向、坡度、高程、地形起伏度等地形特征;叠加统计分析该区域大沙鼠鼠洞空间数据在不同地形特征中的分布占比。[结果]新疆古尔通古特沙漠南缘研究区内沙丘多为南北走向,该区大沙鼠鼠洞主要分布于沙丘的东坡及东北坡(占鼠洞的50.7%)、阴坡(占鼠洞的61.2%)、平坡和缓坡(占鼠洞的89.7%),以及海拔为432.5~435 m(高程为2.5~5 m)梯度下(占鼠洞的53.8%)和地形起伏度0.1~0.25 m范围内(占鼠洞的34.7%)。[结论]研究区域内大沙鼠鼠洞分布具有空间分布差异与地形有密切关系。在基层的大沙鼠鼠害防治中,结合考虑地形因素,可提高对鼠害的防治效率,这为新疆鼠害治理提供了新的思路与方法。