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2019年 第55卷 第1期 刊出日期:2019-01-25
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林业科学. 2019, 55(1):  0-0. 
摘要 ( 47 )   PDF (3158KB) ( 175 )  
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论文与研究报告
珠海淇澳岛红树林群落分布与景观格局
邱霓, 徐颂军, 邱彭华, 杨文槐, 杨秀, 杨倩
林业科学. 2019, 55(1):  1-10.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190101
摘要 ( 230 )   HTML   PDF (2002KB) ( 585 )  
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[目的]分析红树林群落和景观分布特征与规律,以期确认红树林引种扩种工程的实效,为研究区红树林造林和保护工作提供依据,对红树林和区域生物多样性保护以及生态环境改善提供支撑。[方法]以珠海淇澳岛红树林为研究对象,基于遥感影像解译与样方调查相结合的数据,采用群落与景观生态学方法,对寒害后红树林群落分布特征、种群优势度及其景观格局进行研究。[结果]淇澳岛红树林中真红树植物为优势种,以引进种无瓣海桑、海桑和乡土种老鼠簕、秋茄和卤蕨为主,无瓣海桑群落以面积占比82.01%成为绝对优势群落,其他主要群落类型包括秋茄群落、卤蕨群落和老鼠簕群落,面积占比分别为5.01%,3.82%和3.31%,真红树群落占总面积的94.15%;半红树植物以海芒果、银叶树和水黄皮为主,重要值相对较低;在种群层面上聚集度最大的是拉关木,其次是水黄皮,较弱的有海桑、秋茄、卤蕨、无瓣海桑和老鼠簕;在群落层面上聚集度较高的有海桑群落和无瓣海桑群落,较低的是卤蕨群落和海漆+杨叶肖槿群落;无瓣海桑和海桑2个引进种发育较好,在中、低潮滩成片生长,对乡土种秋茄等存在抑制作用。[结论]淇澳岛红树林形成了以无瓣海桑群落、秋茄群落、卤蕨群落和老鼠簕群落为主的红树林群落分布格局。从种群和群落2个层次的空间分布研究都显示红树林呈集聚态分布。建议在红树林的引种扩种工程中,适度引种无瓣海桑和海桑,加强乡土红树植物的种植,以保护红树林物种多样性、维护红树林生态系统平衡。
太白山锐齿槲栎林乔木更新特征及其影响因子
任学敏, 朱雅, 陈兆进, 丁传雨, 李玉英, 杨改河
林业科学. 2019, 55(1):  11-21.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190102
摘要 ( 166 )   HTML   PDF (1631KB) ( 449 )  
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[目的]分析太白山锐齿槲栎林乔木更新特征,探索更新与环境因子的关系,为理解该区森林动态提供理论依据,为经营管理提供理论指导。[方法]2009年7-9月和2010年7-8月在太白山北坡和南坡锐齿槲栎林分别设置21和12块样地,对乔木更新状况及环境因子进行系统调查(2009年7-9月在北坡调查及取样,2010年7-8月在南坡调查及取样),分析更新苗密度、多样性指数和高度级结构等特征参数,探讨更新密度和多样性与环境因子的关系。[结果]共记录到30种乔木更新物种,其中葛萝槭、四川木姜子、锐齿槲栎、白檀、湖北山楂和桦叶荚蒾的重要值均大于20%,其重要值之和占所有更新物种重要值总和的69.31%,为最重要更新物种;总更新密度为9 697株·hm-2,主要集中于幼苗(H<1.3 m)阶段,约为幼树(1.3 m ≤ H<3 m)密度的3倍;更新密度随高度级呈倒"J"型分布;锐齿槲栎缺失高度为210~300 cm的更新苗,在林下不能形成完整的更新大小序列;不同样地间更新密度和多样性指数(物种丰富度、Simpson指数和Shannon-Wiener指数)差异较大,表明更新苗分布不均匀,趋向斑块状;多元线性逐步回归分析结果显示,坡向、土壤全P含量、坡度和有机质含量是影响总更新密度的主要环境因子,共解释了总变异的73.2%;更新多样性主要受全P含量和坡向的影响。[结论]太白山锐齿槲栎林乔木更新种类丰富,整体上具有一定更新能力,但作为建群种的锐齿槲栎在林下不能完成自然更新,因此,在森林管理中可适当考虑人为地创造一定的开阔环境(如林窗)来促进其更新,同时对该林型的管理还应注重坡向、全P含量、坡度和有机质含量对更新的影响,较凉爽湿润坡向、坡度平缓、土壤全P和有机质含量低的生境利于乔木更新。
荧光假单胞菌与红绒盖牛肝菌共接种对杨树根际土壤酶活性及微生物多样性的影响
刘辉, 吴小芹, 任嘉红, 陈丹
林业科学. 2019, 55(1):  22-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190103
摘要 ( 96 )   HTML   PDF (1527KB) ( 280 )  
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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杨根际土壤酶活性和土壤微生物功能多样性的变化,从微生态水平揭示溶磷细菌与外生菌根真菌互作对NL-895杨的促生机制。[方法]采用盆栽试验考察荧光假单胞菌JW-JS1与红绒盖牛肝菌(Xc)共接种后NL-895杨根际土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶和转化酶)的活性变化,并通过BIOLOG微孔板法分析共接种对NL-895杨根际土壤微生物群落和功能多样性的影响。[结果]从整体趋势来看,不同接种处理后NL-895杨根际土壤酶活性均有所增强,土壤酸性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性均大于对照,其中,共接种JW-JS1+Xc处理对土壤酸性磷酸酶和转化酶活性的促进最为明显;接种150天后,不同接种处理土壤微生物的AWCD值均高于CK(培养24~48 h除外),且随着培养时间的延长呈先上升后稳定的趋势;培养96 h后,共接种JW-JS1+Xc处理土壤微生物McIntosh优势度指数和碳源利用丰富度指数显著高于单接种Xc或JW-JS1和CK(P<0.05),而Shannon丰富度指数和Simpson优势度指数显著低于单接种Xc或JW-JS1和CK(P<0.05);不同接种处理NL-895杨根际土壤微生物对BIOLOG微孔板中6大类碳源的利用能力差异显著(P<0.05)。[结论]荧光假单胞菌JW-JS1与外生菌根真菌Xc共接种对NL-895杨根际土壤酶活性和土壤微生物功能多样性的提高具有一定的促进作用,有利于其土壤肥力的改善,进而促进NL-895杨的生长。与单接种相比,溶磷细菌与外生菌根真菌共接种可更有效地提高杨树根际土壤酶活性和土壤微生物多样性。
基于热消散技术的毛竹林蒸腾耗水估算
顾大形, 黄科朝, 何文, 周翠鸣, 徐广平, 曾丹娟, 何成新, 黄玉清
林业科学. 2019, 55(1):  31-37.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190104
摘要 ( 99 )   HTML   PDF (2613KB) ( 274 )  
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[目的]试验不同长度热消散探针(TDP)测量毛竹液流的可行性,分析年龄对立竹液流的影响,并据此对立竹液流进行尺度扩展,估算桂北毛竹林的蒸腾耗水,为区域毛竹林的生态水文效应研究和指导关键生态功能区植被结构调整提供依据。[方法]显微镜观察毛竹输水结构在竹壁上的径向分布。基于热消散方法,用5 mm和10 mm长度的TDP探针对1~2年生立竹和3龄以上立竹的基部液流进行连续测量,并同步测定环境因子。[结果]维管束在毛竹竹壁上不均匀分布,竹壁外侧维管束小而密,导管分化不完全,竹壁内侧维管束大而疏,导管分化完全,直径较大。10 mm TDP探针测得的液流密度显著高于5 mm探针,其平均液流密度是5 mm探针的4.03倍。在生长旺季的7月,基于10 mm TDP探针测量的1~2年生立竹正午液流密度显著高于3龄以上立竹,而在早上和傍晚二者基本相同。1~2年生立竹液流的平均日通量在测量生长季内均高于3龄以上立竹,二者的平均日液流通量分别为51.15和33.80 g·cm-2 d-1。以立竹年龄和基径作为液流尺度扩展依据估测的桂北毛竹林日蒸腾耗水量在观测生长季内为0.01~0.72 mm·d-1,平均日蒸腾耗水量为0.31 mm·d-1。[结论]10 mm长度的TDP探针较5 mm探针更适宜用于毛竹液流的测量。1~2年生立竹比3龄以上立竹具有更高的液流密度和日液流通量,因此年龄是毛竹液流由立竹到林分尺度扩展时除立竹直径外另一个必须要考虑的因素。
基于几何形态测量学的天蛾科成虫数字化分类
蔡小娜, 苏筱雨, 黄大庄, 沈佐锐
林业科学. 2019, 55(1):  38-46.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190105
摘要 ( 102 )   HTML   PDF (1774KB) ( 259 )  
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[目的]对天蛾科10种成虫的前翅进行几何形态测量学分析,探讨利用几何形态测量学实现天蛾科成虫数字化分类的可行性,为逐步实现蛾类昆虫的数字化分类提供新的形态学依据。[方法]首先,进行几何形态测量学分析:以天蛾右前翅为研究对象,按特定次序选取17个翅脉交点作为标记点,并获得坐标数据;对原始标记点坐标数据进行普氏叠加分析消除标本摆放位置、方向和大小等非形状因素等信息;对普氏叠加后的标记点数据进行相对扭曲分析,得到17个标记点对10种天蛾分类作用的大小。其次,对几何形态测量学分析所得数据进行多元统计分析:利用单因素方差分析对17个标记点的差异显著性进行检验,再对普氏叠加后的标记点数据进行主成分分析,然后利用前3个主成分进行判别分析。[结果]相对扭曲分析表明标记点2、4和5对于10种天蛾成虫的分类作用相对较大;单因素方差分析显示17个标记点均具有显著的差异,即标记点在种间是有显著差异的,可以用于本文10种天蛾成虫的分类鉴定;主成分分析的前3个主成分的累计贡献率为97.7%,可作为对10种天蛾成虫进行分类鉴定的变量;判别分析结果显示回归判别和交叉判别的准确率均为100%,实现对天蛾科10种成虫的分类鉴定。[结论]研究表明几何形态测量学可应用于天蛾成虫的数字化分类鉴定,可为未来进一步实现蛾类成虫的自动识别奠定基础。
富锦国家湿地公园的轮虫群落结构及水质评价
李楠, 姜明, 田雪, 金光泽
林业科学. 2019, 55(1):  47-55.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190106
摘要 ( 93 )   HTML   PDF (2480KB) ( 251 )  
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[目的]对富锦国家湿地公园的轮虫群落结构和水环境因子进行监测,了解湿地内轮虫的群落结构特征及水环境特征,并对湿地公园的水质进行综合评价。[方法]2015年5-10月在富锦国家湿地公园设置11个采样点,使用浮游生物网于春、夏、秋季采集轮虫样品,显微镜下鉴定计数,并测定水样的理化指标,采用轮虫的指示种和生物多样性指数及水体营养状态指数法评价水质。[结果]在富锦国家湿地公园共采集到轮虫16属37种;春、夏、秋季共有优势种为萼花臂尾轮虫、月形腔轮虫和月形单趾轮虫;丰度变化在52~264个·L-1之间,生物量变化在0.042 4~0.212 9 mg·L-1之间;在多样性指数中,Shannon-Wiener指数变化在1.698~3.262之间,Wargalef指数变化在0.590~1.480之间,Pielou均匀度指数变化在0.583~0.927之间。富锦国家湿地公园水体的平均营养状态指数在夏季最高,春季最低;在11个采样点中,平均营养状态指数最高的是沟渠进入公园入口的7号样点,各采样点平均值为51.08。[结论]基于对轮虫指示种、多样性指数和综合营养状态指数的综合分析,富锦国家湿地公园的水质2015年处于中营养或轻度富营养化状态。
兴凯湖不同栖息地水鸟群落差异分析
陈丽霞, 刘化金, 刘宇霖, 杨培宇, 张国钢, 陆军
林业科学. 2019, 55(1):  56-65.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190107
摘要 ( 89 )   HTML   PDF (3443KB) ( 278 )  
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[目的]研究兴凯湖不同栖息地水鸟特别是濒危鸟类如鹤鹳类群落组成差异,为兴凯湖水鸟保护管理提供科学依据。[方法]于2014年5月至2015年4月、2017年12月采用直接计数法对湖岗、龙王庙、东北泡子以及青山水库4个区域6类栖息地水鸟群落进行系统调查,并对水鸟群落特征参数进行分析。[结果]兴凯湖湿地内共记录水鸟7目11科85种364 063只。湿地内水域面积最大,物种数最多,多样性指数最高,以雁形目和鸻形目鸟类最多;林地与灌丛面积最少,物种数最少;灌丛多样性指数最低,以鹭科鸟类为主。在4个区域,湖岗水鸟多样性最高,其次是龙王庙和东北泡子,青山水库多样性最低。由于不同区域的栖息地组成不同,水鸟数量存在着显著性差异。[结论]随着兴凯湖栖息地类型的改变与人类活动的加剧,特别是作为鹤鹳类主要的繁殖地龙王庙与东北泡子,农田耕地面积增多,而沼泽湿地与草甸面积减少,使得鸭类与鹤类数量大幅减少。建议需根据不同水鸟对栖息环境的适宜性需求,制定科学合理保护方案,进行有效保护。
木工圆锯片锯齿侧刃参数对锯切表面粗糙度的影响
李伟光, 张占宽
林业科学. 2019, 55(1):  66-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190108
摘要 ( 103 )   HTML   PDF (3500KB) ( 262 )  
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[目的]分析锯齿侧刃参数对锯切表面粗糙度的影响,通过优化锯齿侧刃参数,解决圆锯锯切时进给速度提高与表面粗糙度增大之间的矛盾,为新型木工圆锯片设计提供参考和指导。[方法]提出微量零径向侧后角锯齿的概念,使用9种不同锯齿侧刃参数的圆锯片,以水曲柳和高密度纤维板为对象进行锯切试验,研究不同进给速度下径向侧后角和零径向侧后角段对锯切表面粗糙度的影响。[结果]随着进给速度增加,锯切表面粗糙度增大,径向侧后角减小,锯切表面粗糙度降低,无零径向侧后角段锯齿锯切形成的表面粗糙度均高于具有零径向侧后角段锯齿,特别是当零径向侧后角段由0 mm增加到0.5 mm时,锯切表面粗糙度下降最为明显。当零径向侧后角段大于0.5 mm时,侧刃的零径向侧后角段具有"以锯代刨"的作用,与零径向侧后角锯齿相比同样可起到改善锯切表面质量的作用。[结论]锯切表面粗糙度一定程度上取决于锯痕深度。在实际锯切过程中,仅有长度近似等于每齿进给量的锯齿侧刃部分参与切削,占侧刃总长度的很小一部分,微量零径向侧后角锯齿中零径向侧后角段长度比每齿进给量略大且越接近每齿进给量越理想。具有微量零径向侧后角段锯齿的圆锯片与零径向侧后角锯齿相比,同样可起到改善锯切表面质量的作用;在保持其他切削参数不变的情况下,微量零径向侧后角段锯齿还可以减小锯齿侧刃与锯路壁之间的摩擦。
杏壳半纤维素的结构表征与热解产物特性
邓丛静, 马欢欢, 王亮才, 朱正祥, 周建斌
林业科学. 2019, 55(1):  74-80.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190109
摘要 ( 121 )   HTML   PDF (2846KB) ( 260 )  
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[目的]研究杏壳半纤维素的结构组成、微观形貌以及其热解特性和产物生成规律,为杏壳热化学利用提供理论基础。[方法]采用碱抽提和乙醇纯化方式分离杏壳半纤维素,基于红外光谱、核磁共振、扫描电子显微镜对其结构组成和微观形貌进行表征,利用热重分析、热重红外连用分析杏壳半纤维素的热解特性。[结果]从杏壳中分离出半纤维素的得率为29.44%,红外光谱特征吸收峰主要集中在1 620~600 cm-1范围内,半纤维素成分以吡喃环结构的木糖为主。核磁共振图谱表明,杏壳半纤维素是以β-D-吡喃木糖形成的木聚糖为主链,在木糖基的C-2位连接4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸,C-3位连有α-L-呋喃阿拉伯糖。扫描电子显微镜分析显示,半纤维素存在团聚现象,微观形态呈堆砌状的近似球形结构,半纤维素结构有一定的破坏。杏壳半纤维素的主要热解温度范围为210~380℃,在240℃出现一个肩状峰,在308℃出现最大失重尖峰,失重过程在600℃左右结束,800℃时热解残炭量为25.33%。杏壳半纤维素热解时各产物析出量在310℃时达到最高,小分子气体产物主要有CO2、CO、CH4,且CO2和CO量远高于CH4。[结论]杏壳半纤维素得率为29.44%,是以β-D-吡喃木糖形成的木聚糖为主链,呈堆砌状的近似球形结构,热解产物以CO2、CO及乙酸、糠醛、丙酮等为主。
对冲喷头设计与雾化试验
董福龙, 周宏平, 施明宏, 茹煜, 易克传
林业科学. 2019, 55(1):  81-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190110
摘要 ( 103 )   HTML   PDF (4206KB) ( 214 )  
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[目的]针对植保机械扇形喷头雾滴粒谱较宽、雾滴粒径均匀度较差等不足,基于射流和撞击流耦合作用原理,提出一种新型喷头结构方案,以改善喷头雾滴粒径均匀性和雾滴谱。[方法]采用快速成型制造技术的光敏液相固化成型(SLA)工艺,选用C-UV9400立体光造型树脂材料,制造出喷头终端喷孔出水口形状相同、出水口孔径d1=1 mm、切槽角α=30°的扇形喷头和新型对冲喷头;利用喷头雾化性能测试系统检测2种喷头的雾滴粒径和雾滴分布情况,使用分布跨度评价雾滴粒径均匀性。[结果]在距喷头终端喷孔出水口100 mm处,喷施压力在0.3~0.8 MPa范围内变化时,扇形喷头和新型对冲喷头的分布跨度分别在1.65~1.82和1.07~1.23之间,分布跨度小表明雾滴粒径均匀性好、雾滴谱窄,且从测得的雾滴分布图发现,新型对冲喷头的雾滴分布较集中;当喷施压力大于0.6 MPa时,扇形喷头雾滴粒径变化趋向稳定,而新型对冲喷头雾滴粒径随喷施压力增大还能不断减小,表明新型对冲喷头具有调压范围宽的良好调压特性;撞击后会形成较大雾滴,较大雾滴并有一定速度具备较好的穿透性能和抗飘移能力;为使喷头达到较佳的病虫害防治效果,建立了喷头雾滴粒径多项式回归模型,为喷头选用提供依据。[结论]基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头具有雾滴粒径均匀性较好、雾滴谱较窄、调压范围宽和抗飘性较强的特点,可为开发精准施药植保机械装备提供技术支持。
综合评述
红树属植物内生真菌多样性及其代谢产物研究进展
周婧, 杨琦, 李钢, 徐静
林业科学. 2019, 55(1):  89-102.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190111
摘要 ( 177 )   HTML   PDF (1872KB) ( 442 )  
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红树林是生长在热带和亚热带潮间带河口地带的耐盐植物群落,分布在南纬30°与北纬30°之间,具有盐胁迫、高矿物组成、强还原性、频繁的潮汐等特征,也使植物对营养、空间的竞争异常激烈,特殊生境使红树林植物内生真菌多样性丰富,必然会造成不同于其他生态系统的良好生物活性、独特化学结构的活性功能分子。红树属是红树林植物中分布较广泛的一个属,包括8个种,分别是红海榄、红树、红茄苳、美洲红树、Rhizophora harrisoniiR.racemosa、树冬红树和萨摩红树。迄今为止,从红树属分离出内生真菌类群已达23目41科64属,其中对拟盘多毛孢属、青霉属和毛霉属的内生真菌代谢产物研究的最为广泛;从红树属内生真菌中分离鉴定出195种天然产物,包括生物碱类、萜类化合物、香豆素类、色酮类化合物、醌类化合物、杂氧蒽醌类化合物、肽类、酚酸类化合物、内酯类等化合物,从红树属植物中发现许多结构新颖的次生代谢产物,从中国南海红树林红茄苳内生拟盘多毛孢真菌中发现一系列罕见的具有亲脂性取代基的新色酮类化合物pestalotiopsones A-F(107-112),从拟盘多毛孢属JCM2A4中发现2个具有柔性结构的补身烷型倍半萜-环青霉醛酸的新骨架化合物pestalotiopens A和B(83,84)。此外,许多化合物显示出良好的抗肿瘤、抗菌和抗氧化等生物活性,如化合物pestalpolyol 1(119)具有很强的抑制作用,对小鼠淋巴瘤L5178Y细胞的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)值为4.10 μmol·L-1。从内生真菌毛霉QEN-189中分离到的吲哚生物碱rhizovarins A,B和F(46,47,50)对肺癌细胞A549抑制作用强,IC50值分别为11.5、6.3和9.2 μmol·L-1,对白血病细胞HL-60有强抑制作用,IC50值为9.6、5和7 μmol·L-1
研究简报
缙云山常绿阔叶林粗木质残体储量及特征
黄力, 高祥阳, 齐猛, 周侠, 杨超, 李笑寒, 杨圣贺, 钱深华, 杨永川
林业科学. 2019, 55(1):  103-109.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190112
摘要 ( 68 )   HTML   PDF (1514KB) ( 235 )  
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[目的]实地调查缙云山常绿阔叶林粗木质残体(CWD)的储量和特征,分析其影响因素,为深入认识常绿阔叶林生态系统中与粗木质残体相关的物质循环等关键生态过程提供理论依据,并为全球碳汇及相关学科的研究提供基础数据。[方法]以缙云山常绿阔叶林内已建立的2块0.5 hm2样地为对象,调查并分析样地CWD的储量、类型组成、分解等级、径级分布格局以及地形对CWD储量的影响。[结果]缙云山常绿阔叶林CWD储量为38.42 t·hm-2,其中倒木、枯立木、大枯枝和木桩储量分别为27.70,4.91,2.91和2.90 t·hm-2,倒木是CWD的主要组成部分;CWD的树种组成与群落优势树种的组成相似,栲占CWD总量的88.44%;从径级分布来看,直径>35 cm的倒木和枯立木是CWD的主体;CWD主要处于分解中后期,中级分解和高级分解CWD的比例分别为63.20%和23.01%;地形对CWD的分布具有显著影响,坡面和山脊CWD储量高于沟谷(P< 0.01)。[结论]缙云山常绿阔叶林CWD储量较大,处于该类森林系统的前列;CWD主要以处于分解中后期的优势种大径级倒木和枯立木为主,并主要分布在坡面和沟谷。在森林管理中应降低对CWD的人为干扰和去除,维持森林中枯立木、倒木、大枯枝和树桩等组分的自然状态。
毛竹林覆盖经营对土壤养分含量、酶活性及微生物生物量的影响
王波, 李琴, 朱炜, 陈文海, 祝虹梁, 沈泉, 朱安明, 赵建诚
林业科学. 2019, 55(1):  110-118.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190113
摘要 ( 102 )   HTML   PDF (1398KB) ( 329 )  
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[目的]探讨覆盖经营(稻草+竹叶+砻糠)毛竹林的退化原因,此期为退化毛竹林恢复提供理论参考。[方法]选择不同覆盖年限(1,2和3年)毛竹林,以未覆盖毛竹林作对照,分别测定0~40 cm土层的土壤pH值、养分含量、酶活性及微生物生物量。[结果]随着毛竹林覆盖年限增加,土壤pH值降低(即土壤酸化);土壤有机质含量呈升高趋势;土壤全氮、全磷、全钾含量表现为逐渐升高的变化规律,均显著高于未覆盖毛竹林(P<0.05);土壤速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)含量均呈现先升高后降低的趋势,以覆盖1年的最高,且显著高于未覆盖毛竹林(P<0.05),覆盖3年后显著低于未覆盖毛竹林(P<0.05);土壤C/N和N/P随覆盖年限增加逐渐升高,N/K先升高后降低,而P/K呈逐渐降低趋势;土壤脲酶和蔗糖酶活性均呈现先升高后降低的趋势,以覆盖1年的最高;土壤蛋白酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性则呈逐渐降低趋势;土壤微生物生物量呈现先升高后降低的趋势,以覆盖1年的最高;细菌、放线菌生物量与微生物生物量表现出一致的变化规律,真菌生物量则逐渐升高;好氧细菌生物量先升高后降低,覆盖3年后显著低于未覆盖毛竹林(P<0.05);真菌与细菌的生物量比值呈先降低后升高的趋势,但覆盖1年后与未覆盖毛竹林间差异不显著(P>0.05)。[结论]与覆盖1年毛竹林相比,长期连续覆盖经营导致土壤酸化明显,养分比例失衡,酶活性逐渐降低,土壤微生物区系发生变化,从而导致土壤劣变,竹林退化。生产中建议采用休养式覆盖经营模式,即隔年覆盖(覆盖1年休养1年),同时,在自然出笋时要及时清除覆盖物并减少残留量,还需合理使用化肥。
杉木人工林土壤养分及酸杆菌群落结构变化
杨安娜, 陆云峰, 张俊红, 吴家森, 徐金良, 童再康
林业科学. 2019, 55(1):  119-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190114
摘要 ( 120 )   HTML   PDF (2470KB) ( 304 )  
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[目的]研究浙江开化杉木人工林连栽过程中土壤养分及寡营养细菌酸杆菌群落变化规律,揭示不同类型杉木林地导致土壤肥力变化的酸杆菌分子生态学机制,为该地区杉木人工林林分结构调整、土壤资源的科学管理以及构建健康土壤生态系统提供科学依据。[方法]以马尾松林(对照)、马尾松林皆伐后的一代杉木林、杉木林迹地自然更新二代林土壤为研究对象,测定不同深度土层(0~20 cm,20~40 cm)的土壤pH、束缚水含量、有机碳及主要速效养分含量,比较分析土壤肥力水平,同时进行土壤细菌16S rDNA高通量测序分析了优势酸杆菌群的结构变化。[结果]1)马尾松林改植杉木后土壤酸化显著,碱解氮、有效磷及速效钾含量显著降低(P<0.05),不同林地肥力水平大致规律表现为马尾松林 > 杉木一代林 > 杉木连栽林。2)3种森林类型的土壤细菌中酸杆菌门均占明显优势(32.68%~49.17%),且连栽后的杉木连栽林0~20 cm土层酸杆菌占比显著高于马尾松林0~20 cm土层(P<0.05)。3)共检测出18个酸杆菌类群,其中Gp2在各个样地中均为绝对优势菌群,占酸杆菌群的47.74%~68.80%,Gp1占21.69%~29.72%,其次是Gp3占13.30%~22.41%。酸杆菌类群中Gp2优势加强,同时Gp3具有由优势菌属转变为次优势菌属的趋势。Gp1和Gp10相对丰度分别与土壤pH呈显著负相关(P=0.035)和显著正相关(P=0.035),Gp2相对丰度与土壤有效磷呈显著负相关(P=0.010)。[结论]马尾松林改植杉木及杉木人工林连栽过程中土壤肥力水平降低,而土壤寡营养细菌酸杆菌相对丰度提高,酸杆菌群落作为土壤优势菌群随土壤环境变化而不断调整,这预示着酸杆菌在杉木人工林土壤物质循环中起非常重要作用。
异源授粉山核桃果皮光合能力差异的转录组分析
黄仁, 张韵, 张启香, 王正加, 夏国华, 黄坚钦, 胡渊渊
林业科学. 2019, 55(1):  128-137.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190115
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[目的]探讨采用薄壳山核桃花粉授粉增强山核桃果皮光合能力的分子机理,为花粉直感的深入研究奠定基础。[方法]以山核桃花粉(记为hp)和薄壳山核桃花粉(记为pp)授粉的山核桃果皮为研究材料,在山核桃果实快速膨大期(授粉后65天,65DAP),对不同花粉授粉后山核桃果皮进行转录组测序,通过对叶绿素合成、光反应、碳同化等通路的基因富集分析,结合叶绿素含量、光合速率及光合关键酶活性的变化,筛选出增强山核桃果皮光合能力的相关基因。[结果]65DAP时,pp授粉的山核桃果皮中叶绿素含量、光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性分别是hp授粉的1.31倍(P=0.047)、1.12倍(P=0.000 43)、1.65倍(P=0.036)和1.23倍(P=0.001 3)。转录组测序共产生32 908条scaffolds,并从1 894个差异基因(P<0.05,foldchange>1.5倍)中筛选出66个与山核桃果皮光合相关的基因,主要富集在叶绿素合成通路及光合固碳途径中,其中叶绿素合成途径中镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)和叶绿素b还原酶编码基因(NYC)表达量明显上调,脱酶叶绿酸编码基因(PAO)表达量则显著下降;光合碳同化途径中有16个基因以及Rubisco活化酶编码基因(RCA)和碳酸酐酶编码基因(CA)表达量均明显上调;与光保护相关的42个基因表达量也明显上调。[结论]在山核桃果实快速膨大期,薄壳山核桃花粉授粉的山核桃果皮中的镁螯合酶编码基因(CHLH)、镁-原卟啉单甲酯环化酶编码基因(CRD)、叶绿素b还原酶编码基因(NYC)、捕光蛋白编码基因(LHCⅡ)、光修复相关蛋白编码基因(PSAN、PSAB27、STN7)和38个热激蛋白编码基因(HSP)、Rubisco活化酶编码基因(RCA)以及碳酸酐酶编码基因(CA)均显著上调,表明薄壳山核桃授粉的山核桃果皮光合能力的增强与其叶绿素合成、光能捕获和碳固定等光合作用相关通路的基因表达上调有关。
杨树BAG基因的鉴定及表达模式分析
张扬, 杜琳, 唐贤丰, 刘唤唤, 周功克, 柴国华
林业科学. 2019, 55(1):  138-145.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190116
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[目的]杨树是我国人工林的重要组成部分,也是公认的模式木本植物。植物BAG蛋白作为保守的分子伴侣,在生长发育和抗逆性中起到关键作用。研究杨树BAG蛋白家族的进化与表达模式,鉴定BAG基因的生物学功能对于林木遗传改良具有重要的指导意义。[方法]以拟南芥7个BAG蛋白为诱饵,搜索毛果杨、水稻和小立碗藓在线数据库(https://phytozome.jgi.doe.gov)获得这3个物种同源的BAG蛋白。利用生物信息学构建毛果杨、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白的系统进化树,分析这些蛋白的生化特性及进化关系。结合杨树芯片(http://bar.utoronto.ca)数据,利用qRT-PCR检测杨树BAG基因的组织和逆境(旱和热胁迫)表达模式。[结果]毛果杨包含14个BAG基因,按照国际命名法(以染色体位置进行排序),将其命名为PtrBAG1-PtrBAG14。系统进化树表明杨树、拟南芥、水稻和小立碗藓BAG蛋白相对保守,大体可以分为2个亚家族。第1个亚家族中,大部分BAG蛋白N端含有UBL结构域,可能作为分子桥梁参与降解某些蛋白;第2个亚家族的大部分BAG蛋白含有IQ结构域,意味着这些蛋白可能与Ca2+信号相关。杨树BAG基因在不同逆境处理(热胁迫和干旱胁迫)条件下有不同的表达模式。热处理诱导所有BAGs基因表达发生变化,其中BAG1、BAG4、BAG6、BAG7BAG8表达被激活,而另9个BAG基因的表达被抑制;特别是,热诱导BAG4BAG6表达上调超过90倍。干旱胁迫条件下,大部分BAG表达变化幅度很小。组织表达模式分析表明,大部分杨树BAG基因在根、叶、芽、小苗、雌花序、雄花序和木质部中表达量很低,只有BAG2BAG12在木质部中大量表达。[结论]杨树BAG家族共有14个成员,大体分为2个亚家族,在进化上与本文选用的陆生植物拟南芥和水稻BAG蛋白有更高的相似性。杨树14个BAG基因可能都参与了热胁迫调控,但不同成员在抗热过程中起不同作用。相比而言,大部分杨树BAG基因可能并不参与抗旱。值得指出的是,杨树BAG4BAG6可能在热胁迫中作用最明显,而BAG2BAG12可能参与木材形成。
马尾松二代无性系种子园的花期同步性
陈坦, 张振, 楚秀丽, 金国庆, 周志春, 丰忠平
林业科学. 2019, 55(1):  146-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190117
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[目的]研究马尾松二代种子园无性系的开花物候特征、花期同步性、结实状况及气候影响因子,评价无性系花期同步性规律,指导种子园经营生产及提高种子遗传品质与产量。[方法]连续2年对浙江省淳安县姥山林场马尾松二代无性系矮化种子园的22个无性系进行花期、花量和结实性状调查,分析其开花物候与花期同步指数。[结果]各无性系雌雄球花整体花期持续时间为8~17天,2014年始花期相对于2013年滞后约6天,且持续时间缩短约6天。整体水平上,年度内雌球花及雄球花的各花期时长差异较小;无性系的始花期和盛花期的物候特征年度间存在差异,2014年无性系内雌雄球花开花的同步性更强。无性系的开花物候受气候因素影响较大,这使得无性系间开花同步程度降低,花期同步指数变异增加,2013年和2014年花期同步指数变化范围分别为0.041~0.556和0.284~0.802,无性系的平均变异系数分别为32.3%和16.8%。各无性系分别作为父、母本时,年度内无性系花期整体同步性水平差异较小,表现出无性系作为父本时的散粉期整体的同步性要高于作为母本时的可授粉期的同步性。年度间无性系作为父、母本及自交的花期同步指数均有极显著差异,2014年各无性系的花期同步指数在整体水平均高于2013年,但自交指数在年度间无显著差异。相关分析表明,雌球花越多的无性系的球果数越多;而雌球花花期持续时间越长的无性系座果率越高;不同年度的雌球花盛花期和花期的持续时间均与千粒质量指标呈显著或极显著正相关。[结论]浙江姥山林场马尾松二代无性系种子园雌、雄球花的花期具有较好的同步性,无性系间没有出现花期不遇现象。无性系交配组合的雌球花可授粉期和雄球花的散粉期影响了种子园无性系的种实品质及座果率。连续2年的观测表明无性系间花期整体同步性水平存在差异,且这种差异与二代种子园无性系的亲本遗传背景有关。各无性系分别作为父、母本时,表现出无性系作为父本时的散粉期整体的同步性要高于作为母本时的可授粉期的同步性,无性系作为父本和母本时花期同步指数呈负相关,且种子园内存在1/3无性系具有高于异交平均水平的自交可能性,是马尾松二代种子园管理和无性系再选择应综合考虑的因素。
松材线虫病死木皮下的南京隐翅虫(鞘翅目:隐翅虫科)
曹丹丹, 魏建荣, 王伟超, 王丽平, 赵正萍, 刘曙雯, 嵇保中
林业科学. 2019, 55(1):  157-162.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190118
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[目的]南京隐翅虫是在受松材线虫病危害的病死木皮下发现的隐翅虫新种,与小蠹、天牛等多种次期性害虫的时间和空间生态位跟随关系密切,具有作为媒介昆虫防治蛀干害虫的潜力。研究南京隐翅虫不同发育阶段个体的形态特征、成虫的食性及昼夜活动节律,能够为进一步的研究和应用提供参考。[方法]室内观察南京隐翅虫不同发育阶段个体的形态特征,通过人工饲养并结合口器解剖研究南京隐翅虫成虫的食性;应用"陷阱法"观察试虫的昼夜活动节律。[结果]南京隐翅虫幼虫为寡足型,口器咀嚼式,胸足发达,蛹为裸蛹,成虫体长1.5~2.0 mm,身体狭长平行,头、中后胸、腹部6~8节颜色较深,身体其他部分浅黄色。成虫喜食人为杀死的跳虫成虫、蝇科幼龄幼虫及天牛幼虫,对于小蠹科、象甲科、叩甲科、蚁科、蠼螋科的幼虫尸体表现出取食行为,试验过程中并未观察到捕食其他生物活体。室内南京隐翅虫成虫昼夜活动节律高峰期分别是8:00-11:00以及20:00-22:00。[结论]南京隐翅虫成虫为尸食性,其昼夜活动节律受温度影响较大。