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2020年 第56卷 第11期 刊出日期:2020-11-25
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林业科学. 2020, 56(11):  0-0. 
摘要 ( 110 )   PDF (1691KB) ( 179 )  
相关文章 | 多维度评价
论文与研究报告
川西亚高山3种天然次生林土壤有机碳氮组分特征
胡宗达,刘世荣,刘兴良,罗明霞,胡璟,李亚非,余昊,欧定华,吴德勇
林业科学. 2020, 56(11):  1-11.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201101
摘要 ( 400 )   HTML ( 35 )   PDF (1746KB) ( 270 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 在土壤母质和气候相似背景下,探讨天然次生林内不同林分类型的土壤活性有机碳氮含量变化特征及其主要影响因素,以加深对天然次生林更新过程中土壤有机碳氮储量及其活性组分含量变化的认识。方法: 在川西米亚罗镇夹壁沟林区,选择3种20世纪60年代采伐后经自然更新形成的天然次生林(青榨槭+糙皮桦+红桦阔叶林,ABB;红桦+青榨槭+岷江冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF),采用相邻样地比较法探讨不同林分类型表层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、轻组有机碳(LFOC)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、可溶性总氮(DTN)、可溶性无机氮(WDON)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量变化及其与土壤理化性质和物种多样性的关系。结果: AFF中SOC、LFOC、MBC、DON和DTN含量分别比ABB和BAA低46.24%和41.29%、51.29%和31.72%、46.46%和41.58%、54.48%和28.54%、56.15%和48.64%;DOC含量表现为ABB > AFF > BAA,AFF中DOC含量比ABB低25.39%、比BAA高4.08%;TN、WDON和MBN含量表现为BAA > ABB > AFF,AFF中TN和WDON含量分别比ABB和BAA低48.46%和48.59%、63.57%和79.94%,而MBN含量则比ABB低5.72%、比BAA高5.26%;冗余分析显示,TN、总磷(TP)、乔草层Shannon-Wiener指数是影响表层土壤活性有机碳含量变化的主要控制因素,土壤活性有机氮含量主要受TN和NO3--N影响;外源氮磷库(尤其是氮素)的投入以及物种组成结构是导致不同林分类型土壤活性有机碳氮含量差异显著的主要原因。结论: 青榨槭+糙皮桦+红桦阔叶林和红桦+青榨槭+岷江冷杉针阔混交林表层土壤有机碳氮及其组分含量显著高于岷江冷杉林,说明自然更新早期阶段(≤60年)的岷江冷杉林不利于土壤养分积累,在经营管理时可适当增加外源氮素以及阔叶树种和草本植物物种,以提升土壤养分质量。

丹江口库区产水量时空动态与情景模拟
张建,雷刚,漆良华
林业科学. 2020, 56(11):  12-20.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201102
摘要 ( 229 )   HTML ( 15 )   PDF (3356KB) ( 104 )  
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目的: 采用InVEST模型和情景分析法研究丹江口库区产水量时空动态,为库区水源涵养能力提升与调控提供科学依据。方法: 以丹江口市域范围为研究区,应用InVEST模型定量研究2003、2013和2018年的产水量时空动态变化特征,分析不同土地利用/覆被类型下的产水深度变化,运用情景模拟法探讨年降水量和土地利用/覆被类型变化对产水量的影响。结果: 丹江口市2003—2018年产水量表现出先减弱后增强的趋势,其中2003年产水深度310.09 mm、产水量13.6亿m3,2013年产水深度146.67 mm、产水量5.25亿m3,2018年产水深度166.06 mm、产水量7.28亿m3,15年间产水量降低46.47%;单位面积产水量在空间上分布不均匀,北部丘陵山区高出南部39.84%~57.79%;各土地利用/覆被类型产水深度呈先减小后缓升的趋势,其中产水深度最高的是建设用地(530.35 mm),其次分别为耕地(292.85 mm)、园地(284.07 mm)和林地(273.76 mm);情景模拟结果表明,年降水量和土地利用/覆被类型是影响产水量的主要因素,2013年产水量中年降水量贡献率为92.43%,土地利用/覆被类型变化对2018年产水量贡献率为64.71%。结论: 可利用InVEST模型监测库区产水量的时空动态变化,密切关注降水量和土地利用/覆被类型变化对产水量的影响,进而为库区水源涵养能力提升提供科学依据。

林下植被清除对不同径级中龄杉木生长速率的影响机制
陈奕帆,付晓莉,王辉民,戴晓琴,寇亮,陈伏生,卜文圣
林业科学. 2020, 56(11):  21-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201103
摘要 ( 284 )   HTML ( 20 )   PDF (1948KB) ( 175 )  
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目的: 探讨不同径级中龄杉木生长速率对林下植被管理措施的响应机制,为中龄杉木的科学管理策略提供理论支撑。方法: 依托2013年建立的亚热带中龄杉木人工林林下植被管理实验平台中1998年种植的杉木林。试验处理为保留林下植被(CK)和清除林下植被(UR)。至2016年,12~14 cm和16~18 cm两径级杉木占CK处理总林木数的42.6%,占UR处理总林木数的77.1%。2016—2018年研究了这两径级中龄杉木的化学计量、资源获取及利用效率、碳分配模式(如结构vs非结构性碳(NSC)间的分配,NSC在不同器官间的分配)及相对生长速率(RGR)。结果: 清除林下植被对不同径级的中龄杉木RGR的影响不同。清除林下植被对12~14 cm径级中龄杉木RGR无显著影响,但会减缓16~18 cm径级中龄杉木的生长。清除林下植被对12~14 cm、16~18 cm两径级的中龄杉木最大净光合速率、水分利用效率、光合氮利用率、叶片全氮(N)、全磷(P)含量、N/P及叶片NSC(NSCleaf)、枝条NSC(NSCbranch)和树干NSC(NSCtrunk)均无显著影响。对于16~18 cm径级的中龄杉木而言,清除林下植被显著降低新叶NSC(尤其是可溶性糖,SS)含量,增大NSCtrunk/RGR和NSCleaf/RGR,使林木光合产物优先用于存储而非生长,进而减缓了林木的RGR。对于12~14 cm径级的中龄杉木而言,清除林下植被虽然显著增加新叶与老叶间SS的比值,但NSCleaf/RGR是影响该径级的中龄杉木RGR的主要因素,而清除林下植被对该径级NSCleaf/RGR无显著影响。结论: 林下植被去除对中龄杉木生长速率影响的径级依赖性主要受碳分配机制调控,而非受养分化学计量、资源获取及利用效率等机制影响。

科尔沁沙地南缘樟子松林蒸腾强度的年际变化及与降水、地下水位间的关系
韩辉,张学利,党宏忠,徐贵军,张晓,王斯彤,陈帅,张柏习
林业科学. 2020, 56(11):  31-40.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201104
摘要 ( 175 )   HTML ( 7 )   PDF (3710KB) ( 121 )  
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目的: 通过连续、长期监测科尔沁沙地樟子松蒸腾过程,确定蒸腾用水量的年际变化规律及与降水、地下水位间的关系,明确樟子松的水分利用特征,为提高樟子松科学经营管理水平提供参考。方法: 利用热扩散式树干液流计对科尔沁沙地南缘章古台地区樟子松树干液流速率(Js)与林分生长过程开展为期9年(2010—2018年)的连续监测,并同步监测气象、地下水位、土壤水分等环境因子。结果: 中等密度的樟子松林(404株·hm-2)生长季(4—10月)的多年平均蒸腾强度为163.7 mm·a-1,最高为209.5 mm·a-1。蒸腾强度的季节变化总体上可划分为上升期(4—7月)和下降期(7—10月)2个阶段,4、7、10三个月份的日均蒸腾强度(Ts)分别为0.54、0.98和0.36 mm·d-1,日蒸腾强度最高可达1.99 mm·d-1。科尔沁沙地樟子松林分年蒸腾与年降水的比例(蒸/降比)多年平均为31.5%,在16.6%~54.7%间变动。在月尺度上,数据标准化后的樟子松蒸腾强度(Ts)与月降水量(Pr)、地下水位月均值(G)、太阳辐射月均值(PY)、0~60 cm层土壤体积含水率月均值(θ0-60 cm)间的回归关系式为:Ts=0.043 48+0.222 99×Pr-0.424 64×G+1.201 93×PY+0.307 18×θ0-60 cmR2=0.58),太阳辐射对蒸腾强度的影响最大。结论: 科尔沁沙地南缘中等密度樟子松林分年蒸腾量约占年降水量的1/3,最多不超过55.0%。樟子松蒸腾能力(蒸腾强度与太阳辐射的比值)的年际变化总体上与由降水主导的从干变湿或由湿变干的水文年际变化趋势相符合,也与地下水位的年际变化规律基本吻合,但并不完全一致。

山桐子果实发育过程中内含物、内源激素及光合特性的变化
房丽莎,徐自恒,刘震,李志,耿晓东,蔡齐飞,翟雯婧,周海清,王艳梅
林业科学. 2020, 56(11):  41-52.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201105
摘要 ( 303 )   HTML ( 22 )   PDF (4009KB) ( 230 )  
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目的: 探讨山桐子果实生长发育过程中内含物、内源激素和光合特性的动态变化规律,为进一步研究山桐子果实发育机制及调控技术提供参考。方法: 以成都种源山桐子为研究对象,测定果实不同发育时期的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、MDA含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量;利用高效液相色谱法(HPLC)测定吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)及玉米素核苷(ZR)的含量;利用LCpro-SD便携式光合仪测定植物的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)。结果: 1)在山桐子果实发育的过程中,SOD和POD活性整体呈"下降-上升"趋势;CAT活性呈"上升-下降"趋势;MDA含量呈上升趋势;可溶性糖和可溶性蛋白含量呈"上升-下降"趋势。2)ABA含量在果实颜色变化期和成熟期迅速升高,GA3含量整体呈上升的趋势;IAA含量在果实快速生长期较高;ZR含量在果实快速生长期和成熟期均较高;ABA、GA3、ZR与可溶性蛋白呈显著正相关。3)在果实不同发育阶段,Pn日变化呈不对称的双峰变化趋势,有明显的"光合午休"现象,且在生长缓慢期Pn达到最高;果实发育各阶段的光响应曲线趋势相似,在果实生长缓慢期最大净光合速率(Pnmax)最高,暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)最低;LCP与ABA、GA3、ZR呈显著正相关;CO2响应曲线表明,在果实生长缓慢期有较高的Pnmax和CO2饱和点(CSP)以及较低的CO2补偿点(CCP)和光呼吸速率(Rp)。结论: 山桐子果实不同发育时期中的抗氧化酶、ABA、IAA、GA3和ZR含量的动态变化与果实的发育规律相吻合,对果实的发育进程起积极的调控作用。在山桐子的生长缓慢期有较大的光能和CO2利用范围以及相对高的净光合速率,但此时高温干旱,Gs增加,Tr也达到最高,应进行及时灌溉,以便维持较高的光合速率,为山桐子提供更多的光合产物来保证果实的优良品质。

杉木不同世代育种群体的遗传多样性
李霞,王利宝,文亚峰,林军,武星彤,袁美灵,张原,王敏求,李鑫玉
林业科学. 2020, 56(11):  53-61.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201106
摘要 ( 235 )   HTML ( 9 )   PDF (1966KB) ( 169 )  
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目的: 解析杉木不同世代育种群体的遗传多样性及其变化规律,检测育种群体的遗传结构及其基因流,为我国杉木长期育种和人工林可持续高效经营提供科学依据。方法: 利用核基因组和叶绿体基因组微卫星标记方法,对湖南攸县和广东乐昌2个国家级杉木良种基地的不同世代育种群体,共520份育种材料进行检测分析,比较2个基地育种群体的遗传多样性水平和群体遗传结构特征,分析不同世代育种群体的遗传多样性变化规律。结果: 核基因组SSR检测结果表明,杉木育种材料的总体遗传多样性为0.687,攸县和乐昌良种基地的育种群体都具有较高的遗传多样性,期望杂合度分别达到了0.678和0.667。随着育种进程的推进,2个基地高世代育种群体的遗传多样性均逐步降低,平均等位基因数从9.612(F1)减少到8.750(F2),乐昌组群F3具有最小的等位基因数6.833;世代间期望杂合度的减少幅度小于6.46%。叶绿体基因组SSR检测结果显示,2个基地不同世代育种群体的遗传多样性变化趋势略有差异,随着育种进程的推进,攸县组群的遗传多样性逐渐增大,而乐昌组群呈先降后升的趋势。核基因组和叶绿体基因组SSR检测结果的差异既与不同基因组的进化模式有关,也与2个基地育种群体的数量和来源有较大关系。结论: 2个杉木良种基地育种群体保持了较高的遗传多样性水平。随着育种进程的推进,高世代育种群体的遗传多样性有逐步降低的趋势,世代间遗传多样性的减少幅度小于6.46%,表明我国杉木高世代育种策略和方法是科学有效的。

毛果杨NAC128基因在次生壁形成中的功能
李媛,陈金焕,金曌,侯景丫,姜玉松,邢海涛
林业科学. 2020, 56(11):  62-72.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201107
摘要 ( 239 )   HTML ( 12 )   PDF (6157KB) ( 190 )  
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目的: 克隆并鉴定与毛果杨次生壁形成相关的NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子,在组织表达特异性分析的基础上,通过过量表达分析转基因植株表型及下游调控网路,解析该基因调控杨树次生壁组分生物合成的作用机制,为利用该基因进行林木种质创新奠定基础。方法: 基于前期转录组数据,克隆到1个在毛果杨茎中高表达的NAC转录因子PtrNAC128。利用qRT-PCR技术分析PtrNAC128在毛果杨根、茎、叶中的相对表达量。构建35SPtrNAC128-GFP植物表达载体,利用农杆菌介导法转化毛白杨;利用基因枪法将PtrNAC128-GFP融合蛋白在烟草叶片中进行瞬时表达,而后对PtrNAC128进行亚细胞定位分析;对毛白杨转基因植株和野生型植株的横切面切片染色观察,并通过qRT-PCR检测木质素、纤维素、半纤维素合成途径关键酶基因及调控次生壁各组分生物合成的NAC、MYB转录因子的表达差异,解析过表达PtrNAC128对杨树次生壁各组分的影响。结果: 毛果杨PtrNAC128与拟南芥ANAC075聚在一支,具有典型NAC结构域和完整的C端激活区。qRT-PCR结果表明PtrNAC128在毛果杨根、茎、叶中均有表达;在老茎中表达最高,是嫩叶中的23.49倍;在嫩茎中也有较高表达,是嫩叶的11.44倍。亚细胞定位分析表明PtrNAC128定位于细胞核内。PtrNAC128过表达毛白杨转基因株系,次生木质部显著增厚,达到野生型的1.42~1.51倍;木质部细胞层数增加,约为野生型的1.22~1.31倍;转基因株系Klason木质素含量较野生型植株增加12%~22%,纤维素含量较野生型植株增加7.4%~13.1%,但半纤维素含量无显著差异;qRT-PCR检测结果表明,PtrNAC128显著提高木质素和纤维素合成途径关键酶基因以及部分次生壁相关NAC、MYB转录因子的表达。结论: 毛果杨PtrNAC128通过激活木质素和纤维素生物合成的关键酶基因及转录因子调控次生壁组分合成。

油松幼树树高生长预测的不确定性贝叶斯分析
王彬,田相林,曹田健
林业科学. 2020, 56(11):  73-86.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201108
摘要 ( 263 )   HTML ( 9 )   PDF (3499KB) ( 166 )  
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目的: 以秦岭松栎林地带性树种油松幼树为研究对象,构建幼树树高生长模型,分析模型预测的不确定性来源,明确模型参数对模型预测不确定性的贡献程度,为提高幼树树高生长建模的可靠性提供理论依据。方法: 收集秦岭松栎林中132株油松幼树连年生长量信息,构建油松幼树树高5年生长量贝叶斯预测模型,采用马尔可夫链蒙特卡洛抽样方法估计模型参数的联合后验分布,量化模型预测时模型预测误差的不确定性、输入变量(自变量测量误差)的不确定性和模型参数的不确定性。结合贝叶斯统计框架与Sobol全局敏感性分析技术,从贝叶斯参数后验分布空间中抽样,量化每个参数或参数组合传递给模型输出的不确定性,通过变异系数和贝叶斯95%可信区间宽度评价其对模型输出不确定性的贡献和影响。结果: 1) 油松幼树树高5年生长量模拟中最大不确定性来源是模型预测误差的不确定性,占总体不确定性的51%;其次是模型参数的不确定性,占总体不确定性的43%;不确定性比例最小的是输入变量即自变量(树冠竞争因子、光截留)测量误差的不确定性,占总体不确定性的6%。模型总体预测的不确定性区间包含97%的观测点,可较准确覆盖模型中观测数据的随机误差。2)对油松幼树树高预测不确定性贡献最大的是控制树冠竞争因子的参数,占参数总体不确定性的64.87%;其次是控制立地因子(坡度)和光照因子(光截留)的参数,分别占参数总体不确定性的15.88%和10.02%;控制林木大小(树高)的参数,仅占参数总体不确定性的1.78%;其他参数贡献的不确定性低于1%。参数的相互作用除控制坡度和树冠竞争因子的参数外,其他参数的相互作用对模型输出不确定性的贡献均低于1%。3)贝叶斯MAP(最大后验概率)预测结果表明,油松幼树树高5年生长量与林分树冠竞争因子、光截留和坡度呈负相关,与当前树高呈正相关。结合参数的不确定性分析得出,参数不确定性越高,其控制的变量对模型预测结果的影响越不显著。结论: 油松幼树树高生长预测的不确定性来源复杂,贝叶斯统计框架与Sobol全局敏感性分析结合可量化和解释油松幼树树高生长预测中各种来源的不确定性,并精确到每个参数传递给模型预测不确定性的贡献。这种将不确定性量化分解的方法可为森林生态系统模拟中对数据和模型预测的变异进行量化、解释和模型改进提供新的参考依据。

大兴安岭白桦削度方程
Shahzad Muhammad Khurram,Hussain Amna,何 培,姜 立春
林业科学. 2020, 56(11):  87-96.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201109
摘要 ( 181 )   HTML ( 5 )   PDF (582KB) ( 91 )  
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目的: 确定预测东北地区白桦不同高度直径和材积的最优削度方程,以弥补该地区没有白桦削度方程的不足。方法: 以伊勒呼里山北坡西北部立地亚区253株白桦伐倒木3 795对直径/高度数据为基础,基于林业上广泛应用的8个削度方程,利用SAS软件的非线性回归SUR法对方程进行拟合。使用一阶连续自回归误差结构模拟方程误差项并解释空间自相关,采用条件数评价方程多重共线性,选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)作为方程评价指标,运用拟合统计量、直径和材积残差分布箱式图及检验统计量进行削度方程的综合比较。结果: 1) 从各削度方程拟合统计量来看,Kozak (2004)-2、Fang等(2000)Max等(1976)方程排在前3位,Sharma等(2001)方程表现最差;2)基于直径和材积残差分布箱式图,Kozak (2004)-2、Fang等(2000)Max等(1976)Bi(2000)方程在预测直径和材积时误差较小且具有相似的等方差分布,Sharma等(2001)Sharma等(2004)Sharma等(2009)Kozak (2004)-1方程具有较强的方差异质性;3)模型检验证实Kozak (2004)-2、Fang等(2000)Max等(1976)方程表现较好,Kozak (2004)-2削度方程在预测直径和材积方面表现出一致性,且优于其他削度方程。结论: 根据模型拟合和检验统计量、图形分析和条件数,Kozak (2004)-2方程被推荐用于预测东北地区白桦不同高度的直径、总材积和商品材积。

面向机载高光谱数据的3D-CNN亚热带森林树种分类
赵霖,张晓丽,吴艳双,张斌
林业科学. 2020, 56(11):  97-107.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201110
摘要 ( 358 )   HTML ( 18 )   PDF (5680KB) ( 183 )  
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目的: 探讨深度卷积神经网络在机载高光谱数据分类中的应用,以提高亚热带地区森林树种分类精度。方法: 以广西南宁高峰林场为试验区,基于中国林业科学研究院LiCHy系统获取的机载高光谱数据,以三维卷积层为基础,提出一种高效的卷积神经网络(CNN)结构。CNN模型以端到端方式处理高光谱影像分析问题,将原始数据作为输入,不需要降维或特征筛选,可省去传统分类方法在不同程度上人工筛选特征的工作;网络中3D卷积层可同时提取光谱特征和空间特征,学习特征立方体空间和光谱维度的局部信号变化,利用重要的识别特征进行分类,以提高对高光谱影像的判别能力。针对机载高光谱数据维度高、训练样本相对较少的问题,对模型进行优化,以避免过拟合。结果: 相较传统的特征筛选与面向对象分割结合的方法,本研究提出的3D-CNN结构森林树种总体分类精度达98.38%,Kappa系数为0.98,与随机森林特征选择结合支持向量机分类相比,总体精度提高8.82%,Kappa系数提高0.11;小样本训练情况下(减少75%训练样本),总体精度仍可达95.89%,Kappa系数为0.94。结论: 三维卷积神经网络在处理机载高光谱影像特征提取和分类问题时能够充分利用影像中的丰富信息,实现高精度区分亚热带森林树种;合理的网络结构以及训练策略(加入Dropout)能够极大提高网络训练速度,并在小样本训练时仍能得到很好的结果,可实现高效、准确的森林树种分类。

松材线虫对长白落叶松的致病性
曹业凡,汪来发,王曦茁,范结红
林业科学. 2020, 56(11):  108-115.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201111
摘要 ( 284 )   HTML ( 14 )   PDF (3184KB) ( 444 )  
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目的: 研究松材线虫对长白落叶松的致病性,致病过程中的迁移运动和超氧化物歧化酶SOD的活性变化,为松材线虫对长白落叶松的致病机制研究及长白落叶松的松材线虫病害防控提供理论依据。方法: 以2年生盆栽长白落叶松幼苗为研究对象,人工接种辽宁清原株系(QH-1)、江苏南京株系(NM-1)与重庆株系(CM-1)松材线虫,每株接种2 000条,分别于接种1、2、4、7、10、15与25天后在落叶松幼苗接种点上下进行等距(1.5 cm)茎段截取与茎段横截面病害观察,计数不同截取茎段线虫,统计分析不同株系松材线虫在落叶松幼苗内的移动能力,同时接种后1~7天分别对接种幼苗叶片取样,用于SOD活性变化分析。接种35天后统计接种幼苗发病率与再分离线虫数量,结合不同株系松材线虫的移动能力与接种幼苗SOD活性变化,分析不同株系松材线虫对长白落叶松幼苗的致病性。结果: QH-1、NM-1与CM-1均能导致2年生长白落叶松幼苗萎蔫,但接种QH-1的幼苗首次发病时间比NM-1和CM-1早5天。接种35天后,QH-1、NM-1和CM-1接种的长白落叶松幼苗的发病率分别为100%、70%和60%,感病指数分别为100、43.3与40。接种QH-1、NM-1和CM-1后的萎蔫幼苗中均可分离到松材线虫,平均每株线虫量分别为(23 457±2 862)条、(14 090±2 190)条与(15 857±2 079)条,差异显著(P < 0.01)。QH-1、NM-1和CM-1接种长白落叶松后移动能力存在明显差异,其中QH-1移动能力强于NM-1与CM-1。QH-1、NM-1和CM-1接种长白落叶松幼苗后SOD活性变化趋势存在明显差异,其中QH-1处理组SOD活性上升幅度与下降幅度大于NM-1和CM-1处理组。横截面观察结果表明,在长白落叶松幼苗在接种QH-1、NM-1和CM-1后,QH-1对长白落叶松的破坏程度最重。结论: 辽宁清原、江苏南京与重庆株系松材线虫对2年生长白落叶松幼苗均具有致病性,其中辽宁清原株系松材线虫对长白落叶松幼苗致病性最强,江苏南京与重庆株系松材线虫对长白落叶松致病性低于辽宁清原株系。部分接种幼苗无明显病症但能分离到少量线虫,表明长白落叶松发病与否和树体内松材线虫的数量和移动能力有关。

黑胸散白蚁(等翅目:鼻白蚁科)肛交哺物质的来源
王怡,姜宏健,刘曙雯,嵇保中,熊佳新
林业科学. 2020, 56(11):  116-123.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201112
摘要 ( 285 )   HTML ( 3 )   PDF (2299KB) ( 77 )  
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目的: 研究和明确黑胸散白蚁肛交哺物质的来源,为进一步研究交哺机理和白蚁防治提供参考。方法: 利用显微解剖比较不同类型个体消化道形态变化,测定不同龄工蚁后肠囊形胃(P3)以及结肠(P4)+直肠(P5)的蛋白质含量,确定黑胸散白蚁肛交哺物质的来源。通过统计不同巢群中不同龄工蚁的比例,分析不同龄工蚁在肛交哺过程中的"供体"、"受体"关系。结果: 1) 蚁后P3明显膨大,内容物黏稠状、黄褐色;工蚁P3较膨大,内容物黏稠状、黄褐色;兵蚁P3较膨大,内容物浓液体状、白色;3龄幼蚁P3具雏形,内容物液体状、白色;有翅成虫P3内容物黏稠状、淡黄色。2)工蚁、兵蚁、有翅成虫、蚁后后肠的P1、P4、P5部分大小相近,与交哺物质来源关系不大。工蚁、兵蚁、蚁后后肠P3部分大小差异未达到显著水平,但内容物颜色明显不同,P3内容物颜色可以作为判断肛交哺"供体"或"受体"的直观指标。3)2~6龄工蚁P3蛋白质含量均高于P4+P5,说明后肠不同部位蛋白质含量也可作为判断肛交哺物质来源的指标。4)2~3龄工蚁占工蚁总数的50%以上,随着蚁群的发育,4龄工蚁比例略有上升。结论: P3是肛交哺物质来源的主要场所,2、3龄工蚁是巢群中肛交哺活动的主要"供体"。

杜仲梦尼夜蛾幼虫肠道可培养细菌的组成及其功能
郭彤彤,朱铭强,李晋鹏,郭新荣,贺虹
林业科学. 2020, 56(11):  124-133.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201113
摘要 ( 204 )   HTML ( 11 )   PDF (3452KB) ( 143 )  
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目的: 研究杜仲梦尼夜蛾幼虫肠道可培养细菌的种类组成及其功能,揭示其对宿主昆虫生长发育、食物消化和营养利用方面的影响。方法: 采用传统的微生物分离培养方法和16S rRNA序列分析进行幼虫肠道细菌的分离和鉴定,采用二硝基水杨酸法(DNS法)结合高效液相色谱法(HPLC)研究肠道菌对生物大分子(纤维素、果胶和淀粉)及杜仲叶成分的降解作用,最后通过抗生素处理,研究肠道菌对幼虫生长发育和营养指标的影响。结果: 利用传统微生物分离培养方法从幼虫肠道分离鉴定出10株不同的细菌,DNA序列显示它们分别为变形菌门、厚壁菌门和放线菌门的10个属的细菌,包括短波单胞菌属、肠球菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、克吕沃尔菌属、不动杆菌属、莫拉菌属、土壤杆菌属、微杆菌属和节杆菌属。这些菌株对生物大分子(纤维素、果胶和淀粉)均有不同程度的降解作用,并影响杜仲叶中物质的变化。饲喂抗生素(1 μg·mL-1氯霉素)消除肠道菌后可影响幼虫的生长发育,显著降低幼虫的化蛹率和低龄幼虫的取食和消化能力。结论: 从杜仲梦尼夜蛾幼虫肠道分离获得10株不同的细菌,它们在杜仲梦尼夜蛾幼虫的生长发育、食物消化、营养物质利用等方面发挥着重要作用。初步确定了杜仲梦尼夜蛾幼虫能够取食和利用含胶的杜仲叶片,为自身生长发育提供营养物质,与其肠道微生物有着密不可分的关系。

梵净山保护区主要雉类的繁殖期栖息地选择与空间分布
王丞,冉伟,杨朝辉,毕兴,粟海军,胡灿实,石磊,张明明
林业科学. 2020, 56(11):  134-142.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201114
摘要 ( 202 )   HTML ( 14 )   PDF (4280KB) ( 140 )  
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目的: 了解梵净山国家级自然保护区雉类的繁殖期栖息地选择及其空间分布,为保护区珍稀雉类的有效管理提供科学依据。方法: 于2017—2019年的雉类繁殖期的4—7月,利用60台红外相机,在梵净山国家级自然保护区选取了3个样区,每个样区布设20台,并基于占域模型研究了4种主要雉类的栖息地选择模式。结果: 1) 红外相机共获得独立有效照片882张,记录到白颈长尾雉、灰胸竹鸡、红腹角雉、红腹锦鸡等7种雉类。2)占域模型结果显示,海拔是影响4种主要雉类的占用率的主要因素,白颈长尾雉、灰胸竹鸡和红腹锦鸡3种雉类的占用率与海拔呈明显负相关,而红腹角雉的占用率与海拔呈明显正相关,呈现不同的海拔分布格局。其中,灰胸竹鸡主要栖息于海拔1 100 m以下,白颈长尾雉主要栖息于1 500 m以下,红腹锦鸡适应不同的海拔,红腹角雉主要栖息于1 500 m以上。3)4种主要雉类表现出2种相异的植被类型选择模式,灰胸竹鸡和红腹锦鸡,明显倾向于选择针阔混交林栖息,并明显不倾向选择常绿落叶阔叶混交林;而白颈长尾雉和红腹角雉倾向于在常绿落叶阔叶混交林栖息,并明显不倾向选择针阔混交林。在坡度的选择上,白颈长尾雉和红腹角雉选择相似,与坡度表现明显的正相关;而灰胸竹鸡和红腹锦鸡表现较弱的负相关。结论: 本研究在梵净山保护区利用占域模型探讨了4种主要雉类在繁殖期的栖息地选择及其空间分布差异,初步揭示了在梵净山保护区同域共存的模式。

中国野生朱鹮的繁殖现状和种群数量
王超,张亚祖,曾键文,高洁,闫鲁,刘冬平
林业科学. 2020, 56(11):  143-150.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201115
摘要 ( 873 )   HTML ( 52 )   PDF (3637KB) ( 211 )  
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目的: 了解和掌握野生朱鹮的繁殖特征和最新的种群数量,为朱鹮种群的现状评估和保护管理提供科学依据。方法: 于2019年3-6月对陕西省洋县及周边地区的朱鹮巢址进行调查,统计每巢的环境因子和繁殖参数,分析营巢成功率和繁殖生产力;于2019年9月对朱鹮的夜宿地进行同步调查,统计朱鹮的数量和年龄结构。根据巢址的密度,在ArcView GIS 3.3中使用核密度法(Kernel)计算不同巢区的分布和面积,在SPSS 22.0中使用列联表分析(Crosstabs)和单因素方差分析(ANOVA)比较朱鹮繁殖参数的差异。结果: 2019年共统计到朱鹮巢址449个,主要分布在陕西省洋县(66.8%)和毗邻的城固县(29.0%)。朱鹮的核心巢区和常规巢区面积分别为244.1 km2和1 523.7 km2,其中核心巢区的营巢密度为0.73巢·km-2,远高于常规巢区的0.16巢·km-2。朱鹮的营巢成功率为66.4%,在核心巢区、常规巢区和外围巢区中营巢成功率依次上升且差异极为显著。朱鹮的繁殖生产力为2.05,其中外围巢区的繁殖生产力显著高于其他2个巢区。共统计到营巢树种19种,主要为松树(30.2%)、榆树(28.6%)和山杨(26.6%)。朱鹮在3种主要营巢树种的营巢成功率没有显著差异,但在松树上的繁殖生产力显著较高。在38个夜宿地同步记录到朱鹮2 571只,其中,洋县和城固县的夜宿地数量分别占73.7%和15.8%,夜宿的朱鹮数量分别占73.0%和23.4%。夜宿种群中当年出生的幼鸟占11.6%。结论: 我国野生朱鹮的数量稳步增长,巢址和夜宿地仍然主要分布在洋县和毗邻的城固县。但核心巢区的种群增长可能已经受到环境容纳量的限制,朱鹮种群正在加速向外围地区扩散。种群的年龄结构正在发生较大变化,将对今后的种群增长速度产生影响。加强对核心分布区栖息地的恢复以及对外围分布区的保护管理,将是促进朱鹮种群持续增长的关键。

不同干燥方法对人工林樟子松木材干燥特性的影响
沈玉林,王哲,平立娟,李美玲,刘小燕,王喜明
林业科学. 2020, 56(11):  151-158.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201116
摘要 ( 179 )   HTML ( 3 )   PDF (2655KB) ( 94 )  
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目的: 研究不同干燥方法对人工林樟子松木材干燥特性的影响,为人工林樟子松木材高温节能绿色干燥提供理论基础。方法: 采用常规干燥(结合百度试验法测试的干燥特性,参照LY/T 1068—2012《锯材窑干工艺规程》并加以修正后制定)、高温干燥、太阳能-常规联合干燥和太阳能-高温联合干燥4种方法对人工林樟子松木材进行干燥,比较干燥速度、干燥时间、干燥质量和干燥能耗等干燥质量指标。结果: 干燥方法不同,木材干燥特性差异较大。百度试验法得出人工林樟子松木材的综合干燥特性等级为一级。采用太阳能预干燥,木材含水率从约80%降至约30%,干燥时间约78 h,白天干燥速度约1.07%·h-1,夜间干燥速度约0.36%·h-1;采用高温干燥和常规干燥,干燥初中期,高温干燥速度比常规干燥高136.15%和113.30%,干燥后期,仅高20.87%左右。太阳能与常规、高温联合干燥时间分别为92和86 h,约为常规和高温干燥的3~5倍;常规干燥后木材干燥质量等级为一级,高温干燥后木材干燥质量等级为二级,太阳能与常规、高温联合干燥后木材干燥质量为三级;高温干燥后木材材色变化严重,呈暗黄/深黄色;高温干燥较常规干燥节能48.53%,太阳能-常规联合干燥较常规干燥节能40.09%,较高温干燥节能17.08%,太阳能-高温联合干燥较常规干燥节能68.76%,较高温干燥节能57.76%。结论: 人工林樟子松木材采用高温干燥具有良好的干燥效果,在保证干燥质量的前提下效率明显提高。太阳能预干燥可节约大量能耗,太阳能-高温联合干燥可实现高效、绿色干燥。

干燥器法检测人造板甲醛释放量的主要影响因素及不确定度
尹梦婷,李伯涛,吕斌,付跃进,杨帆,邹献武
林业科学. 2020, 56(11):  159-167.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201117
摘要 ( 149 )   HTML ( 4 )   PDF (1612KB) ( 69 )  
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目的: 针对干燥器法检测人造板甲醛释放量存在的重现性差、准确度不高等问题,研究干燥器法检测过程中的主要影响因素及不确定度,为干燥器法甲醛检测标准改进提供技术支持和理论依据。方法: 以饰面刨花板为研究对象,考察吸收水量和板材承载率对板材甲醛释放量干燥器法检测结果的影响,同时分析干燥器法检测过程中各种不确定度的来源,计算其不确定度。结果: 当吸收水量由20 mL增至300 mL时,板材甲醛稳定释放值从49 μg增至72 μg,当板材承载率由0.037 m2·m-3增至17.6 m2·m-3时,单位承载率下板材甲醛稳定释放值由2.14 mg·L-1降至0.88 mg·L-1。板材甲醛释放量越低,其干燥器法检测值偏差越大,40 L干燥器法的测量不确定度较9~11 L干燥器法更高。在不确定度的主要来源中,重复测量引入的不确定度对总体不确定度的贡献最大。结论: 吸收水量与板材甲醛释放量呈正相关,承载率与板材甲醛释放量呈负相关。在试验过程中,每个步骤都应严格按照标准规范操作,以保证数据的准确性和可靠性。

国产杉木不同层板厚度对正交胶合木力学性能的影响
王菲彬,王昕萌,杨树明,姜桂超,阙泽利,周海宾
林业科学. 2020, 56(11):  168-175.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201118
摘要 ( 195 )   HTML ( 4 )   PDF (5421KB) ( 64 )  
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目的: 研究国产杉木不同层板厚度对正交胶合木(CLT)力学性能的影响,以拓宽速生材杉木在木结构建筑领域的应用范围,促进CLT在国内的发展。方法: 在国产杉木CLT整体厚度不变的前提下,研究不同层板厚度对CLT抗弯和抗剪性能的影响,结合抗弯试验结果,运用CLT静力学分析理论对CLT试件进行抗弯性能计算并比较。结果: 在CLT整体厚度不变的前提下,3层CLT试件的抗弯刚度最大,5层和7层CLT试件的抗弯刚度分别降低11%和18%。5层CLT试件的抗弯强度相比3层CLT试件提高18%,相比7层CLT试件提高36%,5层和7层CLT试件的抗剪强度相比3层CLT试件分别提高2.6%和16%。抗弯刚度理论分析与试验结果趋势相同,而抗弯强度理论分析得出层数越多其值越高,试验结果显示5层优于7层;以5层CLT试件为例,保持整体厚度不变,增加奇、偶层厚比例,CLT试件的力学性能均有一定比例上升,理论分析与试验结果具有相同趋势。结论: 在整体厚度不变的前提下,CLT层板越厚,CLT结构的抗弯刚度越佳,抗剪强度越差,破坏模式越单一,5层CLT试件的抗弯强度最佳;在一定比例范围内,增加奇、偶层厚比例,可有效提高CLT试件的抗弯和抗剪性能。

综合评述
基因组选择在林木遗传育种研究中的进展与展望
朱嵊,黄敏仁
林业科学. 2020, 56(11):  176-186.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201119
摘要 ( 623 )   HTML ( 27 )   PDF (2416KB) ( 356 )  
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基因组选择技术是目前动植物遗传育种的关键技术和研究热点,已在一些动植物的遗传改良工作中取得了重要进展。林木具有世代间隔长的生物学特性,因而育种周期长,早期选择是缩短林木育种周期和加快林木育种进程的有效方法。林木早期选择研究可以粗略分为3个阶段:基于性状表型早晚期相关的早期选择、分子标记辅助选择的早期选择以及基因组选择。林木遗传改良的目标性状主要是生长性状和木材品质性状,其大都是复杂的数量性状,在生长进程中受到更加持久的环境影响。同时生长性状的遗传力是随着生长进程而发生变化的。基因组选择在林木遗传改良中的应用受限于多年生林木自身特点以及研究基础薄弱,包括世代间隔长、体型高大、幼龄期长、基因组和表型组等组学数据匮乏以及相关研究技术平台不完善等因素。为了推动基因组选择技术在林木遗传改良中的应用进程,本文介绍基因组选择技术的原理与方法,总结基因组选择技术在林木遗传育种中的研究进展,探讨基因组选择技术在林木遗传改良中应用的限制性因素。简要介绍基因组选择的线性模型、统计学估计方法(SNP-BLUP、GBLUP和Bayesian估计模型)和分析工具(rrBLUP、synbreed、BGLR、GVCBLUP、GAPIT、sommer和BLUPGA,等)。概括总结基因组选择技术在林木育种中应用的优势,简要概述阔叶树种(杨属、桉属、油棕属和橡胶树属)和针叶树种(松属和云杉属)的基因组选择研究案例,以油棕基因组选择研究作为典型案例分析。林木树种的基因组选择研究案例均表明基因组选择技术有助于提高林木选育效率和加快林木育种进程。深入探讨林木树种的参考基因组、全基因组关联分析、育种群体、连锁不平衡和多年生属性5个方面对林木基因组选择研究的影响。基因组选择在林木遗传育种研究中具有潜在应用前景,但其可行性仍需要大量的模拟数据和真实数据评估。当前林木基因组选择研究所面临的重要问题:1)林木树种的基因组组装质量普遍不高;2)如何开展林木多性状全基因组选择研究;3)针对多年生林木树种自身特点,设计出合理的试验方案,开发具备纵向性状数据处理能力的统计模型和分析软件。

问题讨论
全球林产品空间结构与比较优势的动态演变——兼论我国林产品比较优势培育目标的选择
耿利敏,沈文星
林业科学. 2020, 56(11):  187-197.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201120
摘要 ( 126 )   HTML ( 2 )   PDF (1833KB) ( 177 )  
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目的: 通过构建全球林产品空间检验全球林产品空间结构变化与比较优势动态演变之间是否存在动态关联,尝试从微观视角——产品视角对我国林产品比较优势的培育进行初步探析。方法: 基于产品空间结构理论构建全球林产品空间,采用1992—2017年43个主要林产品贸易国的林产品贸易数据,运用R软件测算72种林产品中两两林产品间的邻近度,对全球林产品空间分布的异质性结构予以验证,并通过建立高维面板数据模型进一步检验全球林产品空间分布结构与一国林产品比较优势动态演变之间是否存在关联性;在此基础上对潜在比较优势林产品的产品密度予以排序,选择我国林产品贸易比较优势的培育目标。结果: 从全球林产品空间组成来看,处于密集区域的主要是木质林产品中的木制品类和家具类;在密集区域的前10位产品中没有发现非木质林产品,但在稀疏区域后10位商品除回收纸类和木浆类产品外都是非木质林产品;产品密度与产品比较优势之间存在显著的正相关关系且在时间序列中保持稳定;在未来一段时期内我国处于比较劣势的林产品实现到比较优势转化的可能性依据其产品密度的排序由高到低逐步降低。结论: 全球林产品空间中两两林产品间的距离是不相等的,全球林产品空间呈现出异质且不均衡的总体特征;一国具有潜在比较优势的林产品与现有比较优势产品集之间的距离越近,越容易实现从潜在比较优势到比较优势的转化;对比较劣势的林产品密度进行排序有助于我国政府或主管机关对林产品贸易实施引导,可结合我国林产品贸易的综合实践及全球林产品贸易的环境变化根据潜在比较优势林产品的密度排序来选择比较优势培育目标;掌握和运用全球林产品空间结构与林产品比较优势变动之间的相关关系,一国的主管机关或政策制定部门可在引导本国林产品比较优势变动方面有所作为并取得较好的政策实效。

研究简报
北京城市河岸林木本植物种群多样性梯度变化
牛少锋,邱尔发,张致义,奚露
林业科学. 2020, 56(11):  198-206.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201121
摘要 ( 185 )   HTML ( 5 )   PDF (1318KB) ( 140 )  
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目的: 研究北京城市河岸林的多样性,探索其木本植物种群多样性梯度变化规律,为河岸近自然植物群落的构建提供参考。方法: 以北京六环内城市河流为对象,通过实地踏查把六环内不同等级河流划分337个河段,在此基础上设置575个400 m2的样带,调查乔灌种名和株数等,然后对调查数据统计分析,比较不同环路、不同等级河流、不同硬化程度河岸梯度上城市河岸林的多样性变化特征。结果: 北京城市河岸林共有木本植物40科75属119种,其中乔木31科49属82种,灌木14科28属37种;不同环路梯度下城市河岸林乔木Margelf指数表现为五—六环>二—三环>二环内>三—四环>四—五环,而林下灌木Margelf指数表现为二—三环>五—六环>四—五环>二环内>三—四环;不同等级河流梯度下城市河岸林乔木Shannon-Wiener指数表现为一级河流>三级河流>二级河流,而林下灌木Shannon-Wiener指数与之相反;不同硬化程度河岸梯度下近自然河岸的乔木Margelf指数、乔木Shannon-Wiener指数、乔木Simpson指数和乔木Pielou指数最大,而林下灌木的多样性指数(除均匀度指数外)最大的是垂坝河岸。结论: 北京城市河岸林乔木树种多样性水平总体较低,随着距离城市中心的距离增加呈现先增大后减小再增大的变化趋势,与林下灌木的变化趋势一致;不同等级河流的河岸林乔木和灌木多样性变化趋势有所不同,且乔木多样性水平总体大于灌木;近自然河岸的乔木树种多样性指数较高,而林下灌木较低。应多利用合理的乔灌典型植被群落结构,提高北京城市河岸林的多样性水平。