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2019年 第55卷 第6期 刊出日期:2019-06-25
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林业科学. 2019, 55(6):  0-0. 
摘要 ( 72 )   PDF (2879KB) ( 214 )  
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论文与研究报告
西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征
李一凡, 王玉杰, 王彬, 李通
林业科学. 2019, 55(6):  1-12.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190601
摘要 ( 123 )   HTML ( 15 )   PDF (2252KB) ( 414 )  
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[目的]探讨重庆缙云山2012-2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。[方法]在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012-2014年每年4-9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。[结果]土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4-9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年 > 2012年 > 2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层 > 下层 > 上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年 > 2014年 > 2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4 μmol·m-2s-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4 μmol·m-2s-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。[结论]重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作用,且其抑制作用大小随土壤呼吸速率大小不同而变。
日本落叶松冠层光合特性的空间变化
夏国威, 孙晓梅, 陈东升, 张守攻
林业科学. 2019, 55(6):  13-21.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190602
摘要 ( 132 )   HTML ( 14 )   PDF (1394KB) ( 405 )  
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[目的]研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。[方法]以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1~8层级,选择每一层级的南向一级侧枝作为光合测定枝条,测定每一枝条上针叶的光合日变化。[结果]多数冠层间光合参数日变化规律相似,净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、气温和水汽压亏缺均表现为单峰曲线,气孔导度从上午开始逐渐降低。随着冠层的升高,光合参数增加、比叶面积减小,而气温和水汽压亏缺表现为先增后降的趋势,不同冠层间均差异显著(P<0.05)。净光合速率、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率与相对冠高存在指数函数关系(R2 ≥ 0.94),气温和水汽压亏缺与相对冠高存在一元二次函数关系(R2 ≥ 0.79)。通径分析表明,影响净光合速率的主要因素是光合有效辐射,而气温和空气相对湿度影响较小。[结论]光合有效辐射和叶肉细胞的光合活性分别是影响日本落叶松净光合速率空间变化的主要环境因素和生理因素。净光合速率随冠层的升高而显著增加,而冠层底部净光合速率为负值,始终处于碳消耗状态。
不同石灰岩生境淡竹非结构性碳水化合物浓度及分配特征
梁宽, 樊燕, 冯火炬, 谈太腾, 施建敏
林业科学. 2019, 55(6):  22-27.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190603
摘要 ( 108 )   HTML ( 5 )   PDF (1039KB) ( 255 )  
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[目的]探讨石灰岩山地优势种淡竹非结构性碳水化合物(NSC)浓度、分配特征及其生态意义。[方法]对赣西北石灰岩山地3种不同土壤含水率生境(连续土、半连续土和零星土)的淡竹进行取样调查,比较分析不同生境淡竹个体(全株)和构件水平(叶、枝、秆、蔸、鞭、根)的非结构性碳水化合物浓度和分配特征。[结果]1)在个体水平,从连续土、半连续土到零星土,随着土壤含水率下降,淡竹可溶性糖浓度逐渐增加,零星土生境值(3.32%±0.20%)显著高于连续土生境值(2.52%±0.17%)(P < 0.05),NSC和淀粉浓度先降后升,半连续土生境值均显著低于零星土生境值(P < 0.05);2)在构件水平,3种土壤生境淡竹叶的NSC、可溶性糖和淀粉浓度高,枝和根次之,秆、蔸和鞭相对较低;3)随着土壤含水率降低,淡竹根中可溶性糖浓度升高,增加幅度大于其他构件,半连续土和零星土生境增幅分别为74.29%和39.35%;叶、根等生理活性高的构件可溶性糖分配比例增加,相比连续土生境,在零星土生境叶、根分别增加71.26%、50.61%,而秆、蔸、鞭等贮存的构件分配比例均减少。[结论]淡竹通过调节个体和构件非结构性碳水化合物浓度和分配来适应干旱胁迫,构件水平的NSC调节行为比个体水平能更深入反映植物应对干旱胁迫的生理策略。
模拟CO2浓度升高对宁夏枸杞营养生长与果实品质的影响
哈蓉, 马亚平, 曹兵, 郭芳芸, 宋丽华
林业科学. 2019, 55(6):  28-36.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190604
摘要 ( 91 )   HTML ( 3 )   PDF (3336KB) ( 267 )  
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[目的]研究宁夏枸杞对大气CO2浓度升高的生理生态响应机制,为探究枸杞及其他木本经济林植物在气候变化背景下优质高效栽培与育种提供理论依据。[方法]以‘宁杞1号’扦插苗为材料,采用开顶气室(open-top chamber,OTC)及自动监控系统模拟控制CO2浓度,测定宁夏枸杞在升高CO2浓度环境下植株营养生长指标与果实糖分含量、主要活性物质含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。[结果]1)CO2浓度升高,促进宁夏枸杞植株生长发育,苗高增长量较对照分别高11.67%和18.65%,地径分别高55.09%和62.58%,新梢加长和加粗生长均呈增加趋势。2)2种CO2浓度升高处理下,宁夏枸杞果实横径较对照分别增加4.56%和7.71%,单果质量分别增加15.05%和34.53%,果实更加饱满。3)CO2浓度升高处理下,夏果(处理90天左右)果实中果糖含量较对照略高,秋果(处理120天后)含量比对照分别低1.39%和3.98%。试验处理期间,果实中葡萄糖和总糖含量均低于对照,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol-1]处理下降最为明显。夏果果实蔗糖含量均低于对照,秋果在CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol-1]下较对照略高。4)果实中枸杞多糖含量低于对照,黄酮含量在秋果期比对照分别低16.62%和18.35%,且CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol-1]处理对果实活性物质含量影响较大。5)CO2浓度升高增加了酸性转化酶和中性转化酶活性;夏果蔗糖磷酸合成酶较对照明显增加,但秋果酶活性低于对照;蔗糖合成酶分解方向与合成方向酶活性变化趋势相同,夏果均高于对照,秋果酶活性低于对照,CO2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol-1]处理下差异极显著。[结论]长期高CO2浓度处理促进宁夏枸杞植株营养生长,果实单果质量与纵横径增大,有利于改善果实外观品质;但果实中糖分含量和枸杞多糖、黄酮等生物活性物质的含量明显降低,相关酶活性发生变化,影响果实营养品质。
核桃芽接愈合的组织学机制
周乃富, 宋晓波, 张俊佩, 常英英, 裴东
林业科学. 2019, 55(6):  37-43.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190605
摘要 ( 137 )   HTML ( 3 )   PDF (4694KB) ( 291 )  
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[目的]通过对核桃芽接愈合过程的组织学观察,研究不同嫁接时期砧穗在愈伤组织形成、增殖和输导组织连接过程中的组织学变化机制,旨在为核桃和其他木本植物嫁接提供理论指导。[方法]以12年生核桃品种‘香玲’半木质化新梢中部芽片为接穗,2年生本地核桃实生苗为砧木,采用方块芽接法分别于砧木萌芽后40~47天和100~107天2个时间进行芽接试验,采用本课题组建立的非均质化材料切片方法对芽接愈合过程进行组织学观察。[结果]核桃萌芽后40~47天的砧穗愈合方式与前人报道一致,即形成层细胞在嫁接体愈合过程中起主导作用,愈合过程中主要组织学变化包括:隔离层的产生(3天)→砧穗形成层细胞分化产生愈伤组织(4天)→愈伤组织连接(6天)→砧穗原有形成层的修复与连接(12天),完成愈合需要12~15天,成活率达95.6%。而在萌芽后100~107天的砧穗愈合过程中,发现了与上述常规愈合不同的嫁接愈合新方式。此过程中木射线细胞起主导作用,愈合过程依次历经隔离层的产生(3天)→木射线细胞分化产生愈伤组织(4天)→砧穗愈伤组织连接(9天)→导管分化形成(15天)→新的形成层产生以及木射线的连接(25天),需要25~30天才能完成愈合,成活率为61.7%;在木射线细胞主导的砧穗愈合过程中砧木一侧的隔离层要先于接穗发生溶解,在砧穗愈伤组织完成连接时消失,而接穗表面隔离层在愈伤组织分化时依然存在,直至新的形成层产生后才完全溶解消失。[结论]核桃芽接过程中,除了常见的由形成层细胞主导的砧穗愈合方式外,还存在由木射线细胞主导的砧穗木质部的愈合新方式,木射线细胞脱分化产生愈伤组织,并进一步分化出导管、形成层和木射线等组织完成最终的砧穗连接;在此过程中愈伤组织主要来自于砧木木射线细胞且砧木隔离层要先于接穗发生溶解。
无患子属种质资源种实性状变异及综合评价
刘济铭, 陈仲, 孙操稳, 王连春, 何秋阳, 戴腾飞, 姚娜, 高世轮, 赵国春, 史双龙, 贾黎明, 翁学煌
林业科学. 2019, 55(6):  44-54.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190606
摘要 ( 166 )   HTML ( 7 )   PDF (3565KB) ( 316 )  
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[目的]对我国及越南无患子属3种1变种的天然种质资源进行综合评价并定向筛选最优种质,为无患子属良种选育提供理论支撑和选育材料。[方法]基于我国14省(市、自治区)及越南1地区的无患子、川滇无患子、毛瓣无患子及石屏无患子共200份无患子属种质资源,针对20个种实性状,利用相关性、聚类和主成分分析等统计方法,分析种实性状变异,量化评价各种质。[结果]1)无患子属种实性状变异系数(CV)在5.46%~38.19%,平均变异系数为17.42%,以果皮皂苷质量分数(CV=38.19%)、种仁百粒质量(30.23%)和果皮百粒质量(30.29%)变异较大,果型指数(5.46%)和种型指数(5.70%)变异较小。种实性状多样性指数在1.47~2.04之间,平均多样性指数为1.95。2)果实百粒质量与果皮百粒质量(r2=0.927)、种子百粒质量(0.768)呈极显著正相关;种子百粒质量与种壳百粒质量(0.863)、种仁百粒质量(0.635)呈极显著正相关,而油脂质量分数与果皮皂苷质量分数(-0.382)呈极显著负相关。3)聚类分析将种质划分为3大类群,类群Ⅰ为小果型,类群Ⅲ为中果型,类群Ⅱ为大果型。无患子主要属于类群Ⅰ,川滇无患子、毛瓣无患子、石屏无患子主要属于类群Ⅱ、Ⅲ。类群Ⅱ集中分布于贵州、云南区域。4)针对无患子产业油用、皂用及综合利用开展主成分分析,筛选出3类无患子属优良种质各10份,主要为无患子、毛瓣无患子种质,综合利用优良种质较平均水平增益36.85%。[结论]无患子属果皮皂苷质量分数、种仁百粒质量和果皮百粒质量为代表的产量指标变异幅度最大,为无患子良种选育提供了丰富的资源和极大的空间;无患子属对皂苷产物积累过程投入的增加要以减少对油脂积累的投入为代价,这体现了无患子属在特定生态环境中的权衡策略;筛选出油用、皂用及综合利用3类各10份无患子属最优种质,普遍分布于云南、贵州区域,推测这些区域拥有更适合发展无患子产业的优良种质和环境条件。
油松树干横截面面积年增长量的垂直分布及与材积年增长量和叶量的关系
常建国
林业科学. 2019, 55(6):  55-64.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190607
摘要 ( 101 )   HTML ( 3 )   PDF (3448KB) ( 220 )  
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[目的]揭示油松树干横截面面积年增长量(RAI)的垂直分布特征和主要控制机制,验证Cortini等(2013)建模方法和模型形式在油松上的应用效果,确定基于RAI模拟预测材积年增长量和单木叶生物量的理想模型和树干位置。[方法]在9个不同年龄和竞争状态的油松林内选取27株10~98年生样木,于不同树干位置截取312个圆盘测算并分析各样木的RAI垂直分布模式,比较其与各理论模式的异同,揭示相关机制;基于Cortini等(2013)建模方法和模型形式构建油松RAI垂直分布模型,根据拟合优度等验证并评价其应用效果;在不同RAI垂直分布模式和整体水平,比较分析不同树干位置RAI与全树干水平的差异及与材积年增长量和单木叶生物量的关系,确定理想模型和树干位置。[结果]油松RAI垂直分布包括2种模式,差异主要源自树干中间区,有效树冠区和膨大区RAI分布分别与水分传输和机械支持的理论模式相近,而中间区RAI分布与各理论模式的异同因样木而异;RAI垂直分布模型可解释其垂直变异的82.76%;不同模式和整体水平,有效树冠基部RAI与全树干水平的差异均小于其他位置,胸高处RAI与单木叶生物量的关系均优于其他位置,而与材积增长量的异同因模式而异,或优于其他位置或略差于理想位置。[结论]水分传输和机械支持需求分别决定有效树冠区和膨大区的RAI垂直分布,二者的相对重要性及生物环境等因子共同决定树干中间区的分布;Cortini等(2013)建模方法和模型形式在油松上的应用效果良好;有效树冠基部对全树干水平的代表性较高,在胸高处测算RAI并据此预测材积年增长量是有效但存有缺陷的方法,对单木叶生物量的模拟预测效果良好。
茶籽象ATP合成酶基因在不同海拔选择压力下的遗传分化及结构变异
张守科, 方林鑫, 刘亚宁, 王毅, 张威, 舒金平, 张亚波, 汪阳东, 王浩杰
林业科学. 2019, 55(6):  65-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190608
摘要 ( 161 )   HTML ( 10 )   PDF (2258KB) ( 278 )  
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[目的]基于不同地区茶籽象线粒体ATP合成酶基因遗传分化及结构变异,研究环境压力尤其是海拔对茶籽象不同地理种群遗传多样性及系统发育关系的影响,探讨ATP合成酶基因在适应环境压力中碱基及氨基酸序列结构变化规律,为茶籽象防控提供理论依据。[方法]采集不同地理海拔油茶产区的茶籽象种群,设计ATP合成酶基因特异性引物,PCR扩增获取ATP基因,基于ATP基因应用相关分析软件分析碱基序列遗传多样性及系统发育关系,分析氨基酸序列结构差异及氨基酸使用频率。[结果]获得32个单倍型(NCBI:MH560360-MH560391),其中存在5个共享单倍型,包含个体数2~36不等;茶籽象各地理种群遗传多样性分化无明显规律(核酸多样性π为0.000 86~0.048 03),茶籽象种群扩张不明显(Tajima's D < 0,P> 0.05;Fu's Fs > 0);依据地理海拔,茶籽象种群可显著聚为低海拔和高海拔2个分支,2个分支间受到显著的环境正选择(选择系数:高海拔ω=1.65,低海拔ω=2.26,LRT P < 0.001),分化明显(Fst=0.374,P< 0.001);低海拔分支ATP8编码解氨基酸序列(36个保守位点)较高海拔分支(27个保守位点)更为保守,且高海拔分支酸性氨基酸使用率较高,这可能与昆虫为适应高海拔而增加蛋白稳定性、提高氧结合效率以及氧化呼吸效率有关。[结论]茶籽象种群ATP合成酶基因分化程度不高,但存在对海拔明显的适应性进化。
危害白榆的中国突瓣叶蜂属(膜翅目:叶蜂科)一新种
刘萌萌, 李泽建, 唐也, 魏美才
林业科学. 2019, 55(6):  74-80.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190609
摘要 ( 133 )   HTML ( 6 )   PDF (6249KB) ( 238 )  
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记述采自中国境内危害白榆的突瓣叶蜂属(膜翅目:叶蜂科)一新种:白榆突瓣叶蜂Nematus pumila Liu,Li&Wei,sp.nov.。该种幼虫取食白榆的叶片,当虫口密度较大时,可将寄主叶片蚕食殆尽,对寄主产生严重危害。本研究对林业有害生物的鉴定、监测与防治工作奠定了基础。新种与申氏突瓣叶蜂N.sheni Wei,1999十分相似,二者的主要区别是:新种上唇、前胸背板和翅基片完全黑色;前足胫节、中足胫节基部3/4和后足胫节基部3/5白色;单眼后区宽长比为1.9;前翅无Rs脉;锯腹片15锯刃,锯刃内侧亚基齿明显,外侧亚基齿粗大;1-11节缝具刺毛带,刺毛带最宽处约2/3于锯节宽;锯根0.7倍于锯端;申氏突瓣叶蜂上唇黄白色;前胸背板后缘、翅基片基小部黄褐色;前中足胫节腹侧大部和背侧基部1/4、后足胫节基部1/3黄白色;单眼后区宽长比约等于3;前翅Rs脉痕状;锯腹片23锯刃,内齿亚基齿不明显,外侧亚基齿细小;2-15节缝具刺毛带,刺毛带最宽处约1/3于锯节宽;锯根0.4倍于锯端。采用DNA试剂盒法提取了新种基因组DNA,测序获得COⅠ基因序列,长度为810 bp。另外,从GenBank数据库中下载突瓣叶蜂属、槌缘叶蜂属、厚爪叶蜂属已知种类COⅠ序列10条,与新种序列构成COⅠ序列数据集,分析其碱基组成,结果显示:A+T含量均大于G+C含量,且均高于65%;基于贝叶斯法构建了COⅠ基因系统发育树,树图结果显示:白榆突瓣叶蜂与突瓣叶蜂属内其他6个已知种聚为一支,构成单系群。分子分析结果与形态鉴定结果一致,均支持新种成立。新种模式标本保存于湖南长沙中南林业科技大学昆虫模式标本室。
检疫性害虫中对长小蠹在中国的适生区
范靖宇, 吴哿, 朱耿平, 蔡波
林业科学. 2019, 55(6):  81-85.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190610
摘要 ( 155 )   HTML ( 4 )   PDF (1845KB) ( 243 )  
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[目的]中对长小蠹是一种已在我国海南建立种群的外来有害生物,预测其在中国的潜在入侵分布区,可为阻断其传播和早期监测提供参考。[方法]基于我国动植物检验检疫信息资源平台,对中对长小蠹在我国入境口岸的截获记录进行检索和统计。根据中对长小蠹现有分布记录,选取2组(5个环境变量和9个环境变量)相关性的气候变量,将中对长小蠹的本土生态空间与中国的生态空间进行对比,测试其在我国入侵过程中生态位保守性,然后基于2组环境变量在本土中美洲地区分别构建生态位模型,将其转移至我国和世界其他国家和地区来检测模型,并预测其在我国的适宜生态空间和潜在分布区。[结果]我国中对长小蠹的截获主要在长三角和珠三角地口岸,从木制品进口中截获。生态空间比对发现中对长小蠹在我国与其本土所占有的生态空间具有较大的重叠,其在我国的入侵过程中的生态位是保守的,然而与本土空间相比,我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺,表明中对长小蠹在我国的潜在入侵风险较大。在生态位模型预测中,与基于9个环境变量模型的预测相比较,基于5个环境变量的模型预测较为保守,基于2组变量的模型结果均显示中对长小蠹的适生区主要分布于中美洲、南美洲中部、非洲中部、澳洲北部和亚洲中部以及东南亚地区。中对长小蠹在我国的适生区主要在海南、台湾、广东等地,此外云南和广西南部等地的适生性亦较高。[结论]中对长小蠹在我国海南、台湾、广东等大部分地区存在入侵风险。本次预测结果与当前分布范围一致,这些潜在分布区多聚集在沿海地区,贸易活动频繁,有利于该害虫在入侵地建立种群并扩散;这些高风险地区应开展预警与监测,防止其从海南向大陆扩张或二次入侵。综合潜在分布分析和截获记录统计,我国广东珠江三角地区入侵风险最高,需要密切监控。
外来入侵新害虫刺槐突瓣细蛾在中国的适生区预测
樊婷婷, 高尚坤, 孟凡玲, 尹红增, 李超, 王庆华, 周成刚
林业科学. 2019, 55(6):  86-95.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190611
摘要 ( 158 )   HTML ( 9 )   PDF (5476KB) ( 277 )  
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[目的]刺槐突瓣细蛾是2008年在山东省烟台市新发现的重要外来入侵害虫,严重为害我国重要外来树种——刺槐。通过预测其适生区,为高效率地做好检疫、监管和及时防治工作提供依据。[方法]收集刺槐突瓣细蛾在全国的11个分布点数据,并利用ArcGIS10.0从WorldClim下载1970-2000年的19个环境变量中筛选出相关系数<|0.9|的9个变量,并将其转化为MaxEnt需要的ASCⅡ格式数据。设置模型为双对数(cloglog)输出格式,输出文件类型ASCⅡ和线性(linear)特征。为了提高预测效果的精确性和缩小不确定的水平,在模型中设置10倍交叉验证并重复运行10次,获得平均结果。采用刀切法分析各个环境变量在模型中对潜在地理分布的贡献率,将最优模拟结果在ArcGIS10.0软件中转化并分类,即模型模拟得出的刺槐突瓣细蛾在中国的适宜指数分为4类,即非适生区、低度适生区、中度适生区、高度适生区,最后得到刺槐突瓣细蛾的不同程度适生区分布图。利用2050年和2070年的RCP 8.5气候数据进行投射预测物种的未来分布。用ROC曲线下面积AUC和真实技巧统计法TSS的大小评价MaxEnt生态模型的精确度。[结果]在当前气候条件下,刺槐突瓣细蛾中高度适生区主要集中在山东及其周边省份(辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、安徽、江苏),以及四川和云南局部地区;在未来气候条件下,至2050年,刺槐突瓣细蛾在RCP8.5气候条件下的中高度适生区范围比当前的呈整体扩大且向西南部蔓延,至2070年,在相同气候情景下该虫的适生区范围亦呈整体明显扩大且适生区北界向东北移动。而其与2050年的预测结果相比较,高度适生区小幅度减少。刀切法检测表明:年均降水量、最湿季度降水量、最冷月最低温对刺槐突瓣细蛾的分布影响较大,其中年均降水量适宜值为382.08~1 135.81 mm,最适值为753.85 mm;最湿季度降水量适宜值为241.61~693.86 mm,最适值为464.55 mm;最冷月最低温适宜值为-16.96~6.36℃,最适值为-5.5℃;AUC和TSS值分别为0.957±0.052和0.8±3.05,表明模型预测准确性极好。[结论]通过预测结果可知,刺槐突瓣细蛾对刺槐构成了重大的威胁,建议相关造林绿化和植物检疫部门高度重视。
不同含水率云南松声发射信号特征
李杨, 许飞云
林业科学. 2019, 55(6):  96-102.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190612
摘要 ( 100 )   HTML ( 2 )   PDF (3484KB) ( 207 )  
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[目的]研究不同含水率条件下云南松试件声发射信号的传播规律,探讨含水率对声发射信号波形的响应,为云南松声发射源定位提供依据,为木材内部缺陷无损检测提供基础数据。[方法]以云南松为试验材料,采用NI高速数据采集设备和LabVIEW软件构建云南松试件声发射信号采集平台,利用铅芯折断模拟声发射源,对绝干、气干、生材和饱水4种含水率状态下的试件表面进行声发射信号采集,通过时差法计算信号在4种含水率状态下的平均传播速率,并运用小波分析对声发射信号波形进行分解和重构,根据软阈值量化方法消除各通道系数和经阈值量化后的各高频层系数,去除非主能量信号以便从噪声中析取微弱的声发射信号。[结果]试验中传感器均以接收表面波信号为主;随着含水率增加,云南松试件表面声发射信号波形和平均声速均大幅度衰减,绝干状态下声发射信号时域波形幅值达到±5.2 V,平均声速可达4 208.77 m·s-1,而饱水状态下信号时域波形幅值仅为±0.6 V,平均声速降至1 414.07 m·s-1,气干和生材状态下信号时域波形幅值和平均声速分别为±4、±2 V和3 331.79、2 328.73 m·s-1,且各含水率状态之间平均声速差在876.98~1 003.06 m·s-1范围内;小波变换能有效将"淹没"在噪声中的声发射信号析取出来,4种含水率状态下试件声发射信号频域波形范围在40~150 kHz之间,且气干状态下波形峰值出现在110 kHz左右,其余3种均在50 kHz左右达到峰值。[结论]含水率增加可显著改变云南松声发射信号和传播特征,其信号波形和平均声速均与含水率降低呈正比;小波变换在信号降噪处理方面具有明显优势,不仅可去除信号中的大量噪音,而且不会破坏有用信号,保证信号完整性,能更大程度降低对不同含水率云南松试件声发射信号的分析误差,为云南松表面声发射源定位研究及内部无损检测给予试验数据支持;作为一种木材声发射信号采集与分析平台,研究结果可为不同含水率云南松受压变形破坏全过程的声发射特征分析提供必要的基础理论依据。
木质阻尼复合结构中填充多孔材料的隔声性能分析
刘美宏, 彭立民, 樊正强
林业科学. 2019, 55(6):  103-110.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190613
摘要 ( 108 )   HTML ( 7 )   PDF (5287KB) ( 303 )  
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[目的]利用吸声材料的吸声降噪机制、隔声材料的隔声降噪机制和阻尼材料的阻尼降噪机制,将3种降噪材料以一定形式复合,获得一种兼具吸声、隔声和阻尼性能的新型木质阻尼复合隔声材料,以改善木质材料隔声性能,拓宽木质材料和阻尼材料的应用范围。[方法]先将中密度纤维板(MDF)与橡胶材料在压板温度100℃、单位压力3 MPa、加压时间10 min、涂胶量64 g·m-2的工艺条件下进行复合,再利用白乳胶将获得的木质阻尼复合材料与吸声材料粘接,采用小混响室-消声箱法测试复合结构隔声性能,探讨中密度纤维板(MDF)厚度、多孔材料厚度、填充方式、多孔材料种类和阻尼结构等因素对隔声性能的影响。[结果]木质阻尼复合结构中填充聚酯纤维、玻璃纤维和三聚氰胺吸声棉3种不同多孔吸声材料时,在整个频率段,3条隔声性能曲线趋于一致,区别不明显,从减轻复合结构质量及环保角度出发,选择三聚氰胺吸声棉作为填充多孔材料。多孔材料填充方式(BB:利用白乳胶将多孔材料直接粘贴在上下表板上,不含空气层;UU:多孔材料与上下表板不粘接,通过一定厚度空气层分离;BU:多孔材料一侧粘贴在上表板上,另一侧与下表板通过空气层分隔)对复合结构隔声性能具有较大影响,其中BU结构的隔声性能较优。吸声材料与空气层相配合,在不增加复合结构厚度和质量的前提下,可有效提高复合结构的隔声性能,当吸声材料填满空腔时,反而不利于复合结构隔声性能的提高。多孔材料与空气层阻抗不匹配,会增加声波传播途径,声能被损耗。在最佳填充结构的基础上,随着多孔材料厚度从5 mm增加到15 mm,复合结构的隔声性能增加。在低频,共振频率处的隔声性能增加;在临界频率处,多孔材料厚度增加,抑制复合材料的吻合效应,吻合谷变浅,隔声性能增加。MDF厚度增加,复合结构的面密度和刚度增大,可增加复合结构中低频的隔声性能。阻尼结构设计对复合结构隔声性能具有很大影响,自由阻尼结构的耗散能量较小,特别是低频减振效果较差;约束阻尼结构受到振动时,约束层的伸长远远小于黏弹性阻尼层,约束层会阻碍阻尼层的伸长运动;当阻尼层受到压缩时,约束层又会阻碍阻尼层的压缩变形。在阻尼层内除产生拉压变形外,还会产生剪切变形,从而起到比自由阻尼处理更大的耗散振动能作用,阻尼降噪能力更强,可更有效抑制复合结构的共振频率及吻合效应。[结论]表板厚度为6 mm,约束阻尼结构,多孔材料的填充形式为BU结构,填充10 mm三聚氰胺吸声棉和5 mm空气层,复合结构的隔声性能较优。
C型木质薄壁结构材的轴压性能
杨保铈, 郭颖恺, 庞康颖, 陈迎建, 朱一辛
林业科学. 2019, 55(6):  111-121.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190614
摘要 ( 83 )   HTML ( 1 )   PDF (6504KB) ( 171 )  
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[目的]利用杨木单板制备C型木质薄壁结构材,研究其轴压性能及屈曲变形模式,为新型木质结构材在建筑工程领域的应用提供理论基础。[方法]借鉴冷弯薄壁型钢的截面形式,探讨组坯结构、玻璃纤维布(GFC)、卷边和厚度等因子对C型木质薄壁结构材短柱轴压性能的影响。[结果]顺纹单板组坯结构、表层横纹芯层顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构的平均极限载荷分别为12.5、14.6和12.97 kN。GFC-杨木单板复合C型木质薄壁结构材试件截面的有效性整体较大,在46.46%~50.21%之间;表层GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层横纹芯层顺纹单板组坯结构试件相比,用GFC代替横纹弯曲单板,平均截面面积减少26.90%,质量减少5.17%,而极限载荷提高8.63%。外转角表面贴GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层GFC芯层顺纹单板组坯结构相比,极限载荷降低34.17%,且局部屈曲半波发生在翼缘和腹板的中间位置。表层GFC芯层顺纹单板组坯结构、表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度25 mm结构和表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构,对应实际极限承载力分别为15.86、16.76和18.98 kN。表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构与表层GFC芯层加厚顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构相比,芯层杨木单板组坯厚度增加从而截面面积增大52.96%,平均每米质量增加33.33%,极限载荷提高90.31%。[结论]C型木质薄壁结构材相同层数组坯时,表层横纹芯层顺纹单板组坯结构较顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构合理,轴向承载性能好;用GFC代替横纹弯曲单板,可增强C型木质薄壁结构材轴向承载性能,表现出塑性破坏模式;仅对C型木质薄壁结构材外转角处表层局部粘贴GFC,不能提高无卷边的C型木质薄壁结构材的轴向承载性能。卷边对C型木质薄壁结构材轴向承载性能有强化作用,在0~50 mm卷边宽度范围内,试件轴向承载性能随卷边尺寸增大而增大。C型木质薄壁结构材芯层顺纹单板总厚度增加,C型材试件轴向承载能力也随着提高。
问题讨论
集体林地不同经营模式对林地经营投入的影响——以江西省为例
谢芳婷, 朱述斌, 康小兰, 杜娟, 刘小进
林业科学. 2019, 55(6):  122-132.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190615
摘要 ( 97 )   HTML ( 1 )   PDF (1632KB) ( 228 )  
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[目的]试图回答集体林地不同经营模式对农户林地资金投入和劳动力投入的影响,以促进森林资源增长和林业可持续发展。[方法]基于江西省集体林区10个样本县50个样本村500户农户调查数据,运用计量模型分析联户经营、股份合作经营对农户林地资金投入和劳动力投入的影响。[结果]联户经营对农户是否参与资金投入具有显著促进作用,其影响系数为1.013,且联户经营对农户资金投入规模也具有显著正向影响,对资金总投入和单位面积投入的影响系数分别为4.174和1.909;股份合作经营对农户劳动力投入规模具有显著正向影响,对劳动力总投入和单位面积投入的影响系数分别为0.521和0.180;股份合作经营对采伐政策具有正向调节作用,联户经营和股份合作经营能够减轻偏远山区交通不便对劳动力投入的限制;农户家庭人力资本、林地状况、经济能力等禀赋对农户林地经营投入也具有不同程度影响。[结论]联户经营和股份合作经营能够促进农户林地经营投入,但目前发展程度较低,对林地资金投入和劳动力投入的影响存在较大差异。为促进林业可持续发展,应引导联户经营和股份合作经营的规范化、程序化,尤其在交通偏远的地区,倡导联户经营和股份合作经营,发挥其成员多、信息广等优势;同时,加强集体林权配套改革和林区基础设施改善,增强农户营林积极性。
研究简报
基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征
王志康, 许晨阳, 耿增超, 刘莉丽, 侯琳, 杜璨, 王强, 吕东唯
林业科学. 2019, 55(6):  133-141.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190616
摘要 ( 93 )   HTML ( 3 )   PDF (1416KB) ( 246 )  
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[目的]比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。[方法]分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。[结果]云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g·kg-1,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P < 0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg-1,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg-1,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg·m-2,有机土层有机碳密度为4.26 kg·m-2,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为14.06 kg·m-2,有机土层碳密度为3.49 kg·m-2,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。[结论]去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。
不同强度采伐5年后杉阔混交人工林土壤呼吸速率差异
巫志龙, 周成军, 周新年, 刘富万, 朱奇雄, 黄金湧, 陈文
林业科学. 2019, 55(6):  142-149.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190617
摘要 ( 97 )   HTML ( 5 )   PDF (1242KB) ( 204 )  
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[目的]比较不同采伐强度下闽北杉阔混交人工林土壤及其各组分的呼吸速率差异,揭示土壤总呼吸速率季节变化的主要影响因子,以期为区域森林采伐对土壤呼吸速率的影响研究提供科学依据。[方法]以闽北杉阔混交人工林为研究对象,2011年8月实施了不同蓄积量采伐强度(中度择伐34.6%、强度择伐48.6%、极强度择伐67.6%、皆伐)作业试验,并与未采伐对照;2016年7月-2017年7月运用Li-8100 A土壤碳通量自动测量系统,对土壤及其各组分的呼吸速率、土壤5 cm深处的温度和湿度开展了为期1年的定位观测。[结果]未采伐和各种强度择伐5年后,土壤总呼吸速率最大值都出现在7月份,最小值出现在1-3月份;皆伐5年后,土壤总呼吸速率最大值出现在6月份,最小值出现在11月份;各种强度采伐林地的矿质土壤呼吸速率与未采伐林地无显著差异(P>0.05);各种强度择伐林地的凋落物和根系呼吸速率都与未采伐林地无显著差异(P>0.05),而皆伐林地的凋落物和根系呼吸速率都显著低于未采伐林地(P<0.05),分别比未采伐林地(1.45和1.11 μmol·m-2s-1)减少了0.93和0.53 μmol·m-2s-1;各种强度择伐林地的土壤总呼吸速率与未采伐林地无显著差异(P>0.05),而皆伐林地的土壤总呼吸速率显著低于未采伐林地(P<0.05),比未采伐林地(4.39 μmol·m-2s-1)减少了1.64 μmol·m-2s-1;中度、强度和极强度择伐林地5 cm深处的土壤温度与未采伐林地没有显著差异(P>0.05),而皆伐使林地土壤温度显著升高(P<0.05),比未采伐林地(18.52℃)增加了4.7℃;中度、强度择伐林地的5 cm深处土壤湿度与未采伐没有显著差异(P>0.05),而极强度择伐和皆伐使林地土壤湿度显著降低(P<0.05),分别比未采伐林地(30.67%)减少了2.17%和3.98%;土壤总呼吸速率的土壤温度指数模型拟合效果最优,能解释未采伐和各种强度择伐林地土壤总呼吸变化的77.8%~83.3%以及皆伐林地土壤呼吸变化的35.5%;未采伐、中度、强度和极强度择伐林地土壤总呼吸的温度敏感性参数Q10为1.77~2.72,皆伐林地的Q10为1.49。[结论]不同强度采伐5年后,各种强度择伐林地土壤及其各组分的呼吸速率与未采伐林地没有显著差异;皆伐使凋落物呼吸速率、根系呼吸速率和土壤总呼吸速率都显著降低;各种强度择伐没有改变土壤总呼吸速率的季节变化规律,但皆伐使土壤总呼吸速率最大和最小出现时间有所提前;研究区土壤温度是土壤总呼吸速率季节变化的主要影响因子。
惠山国家森林公园游憩林小气候与人体舒适度变化规律
古琳, 王成, 王艳英, 王晓磊, 孙振凯, 王茜, 孙睿霖
林业科学. 2019, 55(6):  150-159.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190618
摘要 ( 119 )   HTML ( 5 )   PDF (1582KB) ( 203 )  
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[目的]研究无锡市惠山国家森林公园典型游憩林内小气候及人体舒适度的时间变化规律,以期为惠山乃至江南地区游憩型城市森林的合理经营和生态效益评价提供基础科学数据,也为当地市民选择合适的时间和衣着开展森林游憩活动提供参考。[方法]在惠山国家森林公园最高峰附近,选择20世纪80、90年代营造、位于山顶南坡的香樟林、湿地松林和山顶北坡的栓皮栎林3种典型人工游憩林为对象,以位于山脊的水泥道路为对照,于春、夏、秋、冬季晴好无风天气条件下,在5:00-19:00同步测定3个游憩林及对照点的气温、空气相对湿度和风速,在此基础上计算舒适度指数和衣着厚度指数,量化分析各游憩林及对照点的小气候、人体舒适度的季节变化、日内变化规律,比较不同游憩林的人体舒适度差异,并提出四季游览惠山的衣着建议。[结果]各林分温度的季节变化表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,空气相对湿度表现为夏、秋季大于春、冬季,风速表现为香樟林和湿地松林在夏季最大,栓皮栎林和道路在秋季最大;相同季节不同林分之间的舒适度指数差异不显著,各林分在春季的人体舒适度最高;4个季节白天观测时段内,各林分气温日变化均为单峰型,且峰值出现在11:00-15:00,谷值出现在5:00-7:00,空气相对湿度的日变化规律则与气温相反;风速的日变化趋势波动较大,峰值出现在5:00-9:00,谷值出现在13:00-15:00;在春、秋、冬季,各林分人体舒适度在11:00-15:00最高,而夏季这个时间段则最低;3个游憩林在夏季能显著提高人体舒适度,但冬季与对照的差异不大;各林分气候达到"舒适"等级的时间为春季最长(11:00-17:00),秋季次之(11:00-15:00),夏季仅早上气候舒适(5:00-7:00),冬季气候均为"极不舒适";各林分的着衣厚度指数在夏季均为1,冬季均为7,春季香樟林为5,湿地松林和栓皮栎林为4,道路为3,秋季道路和栓皮栎林为4,香樟林和湿地松林为5。[结论]3个人工林林分在春季均发挥降温增湿效应,湿地松林在4个季节都具有降风作用;各林分在夏季调节小气候效应更明显,春季的人体舒适度最高,春、秋、冬季的11:00-15:00为白天气候的最舒适时段。
云杉幼树根系分泌物对2种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响
蒋铮, 于倩楠, 乔明锋, 肖娟, 张子良, 尹华军
林业科学. 2019, 55(6):  160-166.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190619
摘要 ( 105 )   HTML ( 11 )   PDF (1292KB) ( 277 )  
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[目的]探究西南亚高山人工针叶林主要造林树种粗枝云杉根系分泌物输入对林下草本植物种子萌发和幼苗生长的影响,揭示根系分泌物对林下植被更新和群落多样性的潜在生态效应。[方法]通过前期在野外原位收集根系分泌物,后期在实验室人工添加的方式,从种子萌发、幼苗生物量、幼苗形态3个方面来探究根系分泌物对西南亚高山人工云杉林生境内的2种草本植物白车轴草和紫花苜蓿的影响。[结果]1)在种子萌发方面,根系分泌物添加降低了2种草本植物的种子发芽率、发芽势和发芽指数,且紫花苜蓿种子在处理间差异显著。2)在幼苗生物量方面,2种草本植物幼苗鲜质量、干质量在根系分泌物处理下均呈下降趋势,而且紫花苜蓿幼苗处理间差异显著。3)在幼苗形态特征方面,根系分泌物添加降低了2种草本植物的总长度、总表面积、总体积,且幼苗总长度处理间存在显著差异。4)根系分泌物处理下,2种草本植物的各项化感效应指数(RI值)均小于0,而且根系分泌物处理造成的2种植物化感效应综合指数(SE值)小于0,表明根系分泌物添加对2种草本植物种子萌发和幼苗生长均具有抑制作用,且对紫花苜蓿种子的抑制作用更强。5)UPLC-MS分析表明,云杉幼树根系分泌物中检测出多种酚酸类物质。[结论]云杉幼树根系分泌物输入对林下草本植物种子萌发及幼苗生长均产生了抑制效应。根系分泌物中的酚酸类物质可能是导致根系分泌物处理下草本植物种子萌发和幼苗生长受到抑制的内在驱动机制。
漆树科4种植物次生韧皮部的解剖比较
赵猛, 亢晶
林业科学. 2019, 55(6):  167-175.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190620
摘要 ( 161 )   HTML ( 2 )   PDF (8081KB) ( 251 )  
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[目的]以漆树科3属4个种(盐肤木、青麸杨、黄连木和黄栌)的次生韧皮部为研究对象,阐明各物种次生韧皮部组成细胞的结构特征和分布规律,为植物次生韧皮部组成细胞结构特征与分泌结构之间的关系研究提供理论依据,并为漆树科植物系统演化的相关研究提供参考依据。[方法]采集盐肤木、青麸杨、黄连木和黄栌的树皮样品(样品含形成层、次生韧皮部及周皮,不含次生木质部),采用比较解剖学的方法,对漆树科4种植物的次生韧皮部的结构特征、组成细胞的构成及其排列方式进行比较,并对4种植物的乳汁道结构进行研究。[结果]漆树科4种植物次生韧皮部均是由筛管分子和伴胞、韧皮薄壁组织细胞、射线细胞、乳汁道和韧皮纤维构成,呈切向带状相间排列。黄连木、青麸杨和盐肤木的具功能韧皮部和无功能韧皮部分界明显;青麸杨的射线细胞在无功能韧皮部中倾斜分布,其余3种植物均为整齐纵向排列;青麸杨的乳汁道为分枝型乳汁道,其他3个种的乳汁道均无分枝,仅有少量相邻乳汁道融合现象发生;黄连木和黄栌次生韧皮部内分布有大量的韧皮纤维,青麸杨韧皮部中较少,而盐肤木韧皮部中无韧皮纤维分布。[结论]漆树科4种植物次生韧皮部组成细胞及乳汁道结构存在一定差异,青麸杨乳汁道是目前为止漆树科植物中发现的较为稀有的分枝型乳汁道,研究结果能够为漆树科系统进化研究提供参考依据。
蜡梅转录因子CpTAF10基因的克隆及功能分析
刘道凤, 王霞, 代银, 杨建峰, 马婧, 李名扬, 眭顺照
林业科学. 2019, 55(6):  176-183.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190621
摘要 ( 119 )   HTML ( 7 )   PDF (3539KB) ( 246 )  
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[目的]TATA框结合蛋白相关因子TAF10作为基本转录因子之一,在生长发育和胁迫响应过程中发挥着广泛的、重要的生物学作用。对蜡梅中TAF10同源基因CpTAF10的克隆与功能分析,有利于丰富对植物TAFs基因功能的认识,并为解析蜡梅抗逆形成的转录调节机理提供新的理论依据。[方法]以转录组数据库中获得的蜡梅TAFs家族基因序列,克隆得到CpTAF10基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用实时荧光定量PCR技术分析CpTAF10基因在蜡梅不同组织及花期中的表达特性,以及高温、低温、盐胁迫及ABA处理后的表达变化。同时,构建CpTAF10基因的过表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化,对拟南芥转基因纯合株系进行表型观察和胁迫耐性分析。[结果]获得的CpTAF10基因cDNA序列为712 bp,包含405 bp的开放阅读框(ORF),编码134个氨基酸,蛋白理论分子量为15.21 kDa,预测的等电点pI值为5.19。CpTAF10蛋白序列与其他植物同源序列具有较高的同源性,蛋白多序列比对显示CpTAF10蛋白属于TAF10同源蛋白,并含有组蛋白折叠结构域。表达特性分析结果发现,CpTAF10基因在蜡梅的根、茎、子叶、幼叶、成熟叶和花6个不同组织中均有不同程度的表达,其中,在成熟叶中的表达量最高。CpTAF10在蜡梅花朵的不同花期中,呈现出波动的表达模式,在衰老期表达量最高。在低温、盐胁迫和ABA处理的蜡梅叶片中均能被诱导表达,但其表达变化各不相同。在拟南芥中过表达CpTAF10基因可提高盐胁迫下拟南芥种子的萌发率,相对于野生型植株,转基因植株的主根和侧根在盐胁迫下均表现出一定的生长优势。[结论]CpTAF10基因能在低温、盐胁迫和ABA处理后诱导表达,可能参与蜡梅逆境胁迫耐性的分子调控。在拟南芥中过表达CpTAF10基因显著提高了转基因拟南芥的萌芽率及主根和侧根的生长优势,在一定程度上可增强植物的盐胁迫耐性。
基于地理加权回归模型与林火遥感数据估算森林年龄
杜一尘, 李明泽, 范文义, 王斌
林业科学. 2019, 55(6):  184-194.  doi:10.11707/j.1001-7488.20190622
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[目的]通过地理加权回归(GWR)模型估算非干扰林龄,利用遥感数据和林火发生历史数据,获取过火区域信息,进而对林火烈度分级,讨论林火烈度与森林类型的交互作用,估算干扰林龄,最终获得黑龙江省森林年龄的空间分布。[方法]以黑龙江森林为研究区域,基于研究区域的多光谱数据结合地面森林资源清查数据,通过逐步回归方法提取了包括遥感因子绿度指数(Greeness)、湿度指数(Wetness)、林分平均胸径(ADBH)、林分平均树高(ASH)及海拔(Altitude)在内的5个显著因子作为自变量,采用GWR模型建立非干扰林龄估算模型。采用全局Moran I来描述模型残差的空间自相关性。绘制研究区非干扰林龄空间分布图并探究林龄的空间分布状态。结合林火位置与面积记录对多光谱数据目视解译提取过火区域,根据dNBR将过火区域火烈度分级。将火烈度图与植被类型图叠加分析,讨论不同森林类型在不同火烈度下的演替情况。定义干扰林龄时,未发生树种更替的森林林龄不变,树种发生更替的森林在林火发生年将其林龄归为0,并在新的优势树种萌发时从1开始累加,以此类推干扰后森林的林龄。[结果]黑龙江省非干扰森林平均林龄为48年,标准差为16年。GWR模型的Radj2为0.68,RMSE为16.171 7。使用Moran I来检验模型的残差,发现GWR模型可很好地消除残差的空间自相关性。研究区林龄整体空间分布状态不均匀,大兴安岭地区林龄普遍高于黑龙江林区。黑龙江省2000-2010年林火主要发生在大兴安岭及小兴安岭地区,根据dNBR将已提取的过火区域林火烈度分为:未过火、轻度过火、中度过火和重度过火4类,总过火面积为527 932 hm2,其中重度29 157 hm2、中度180 268 hm2、轻度318 507 hm2。兴安落叶松林和蒙古栎林在整个研究区中过火面积最大,分别占总过火面积的28.63%和47.23%。根据不同森林类型在不同火烈度下的演替情况,估算干扰森林的林龄并绘制干扰林龄空间分布图。[结论]GWR模型能较有效地估算黑龙江省非干扰林龄,成功地降低了残差的空间自相关性。在估算林龄的过程中加入林火干扰因素,以获取更真实的林龄空间分布数据,可为黑龙江地区森林NPP、NEP以及森林碳储量、森林生物量等相关研究提供数据支持。