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2022年 第58卷 第1期 刊出日期:2022-01-25
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林业科学. 2022, 58(1):  0-0. 
摘要 ( 197 )   PDF (3644KB) ( 413 )  
相关文章 | 多维度评价
 
重庆金佛山3种喀斯特森林群落木本植物种子雨、土壤种子库与幼苗更新
夏虹,夏春燕,宋海燕,杜羽,陶建平
林业科学. 2022, 58(1):  1-11.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220101
摘要 ( 406 )   HTML ( 62 )   PDF (1170KB) ( 342 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究重庆金佛山3种喀斯特森林群落(常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和常绿阔叶林)木本植物种子雨和土壤种子库的组成、动态、空间分布格局及幼苗萌发情况,揭示喀斯特森林的更新潜力与发展方向,为喀斯特森林管理提供理论依据。方法: 在每种林型中随机设置9个种子雨收集器,从种子下落初始到结束,每15天收集1次,共收集8次。同时在每种林型中随机挖取6个土壤种子库样方,分枯落物层、0~2 cm土层和2~5 cm土层取样,对种子雨、种子库所收种子进行分类鉴别,并分别统计完整、虫蛀、残缺和霉腐4类种子的数量,应用氯化三苯四氮唑(TTC)染色法对所有完整种子进行活性鉴定。采用样方法调查幼苗种类和数量。结果: 3种林型种子雨的下落时间和高峰期时间基本一致;常绿阔叶林种子雨强度最大(1 453颗·m-2),其次为落叶阔叶林(486.11颗·m-2),常绿落叶阔叶混交林(152.22颗·m-2)最低,林型间种子雨强度差异显著(P<0.05);3种林型种子雨中活性种子占比(活性种子数量占完整种子数量的比例)差异显著(P<0.05),表现为常绿阔叶林(55.41%)>常绿落叶阔叶混交林(47.41%)>落叶阔叶林(44.44%);种子雨中的虫蛀、残缺和霉腐种子占种子雨总量的比例均表现为常绿落叶阔叶混交林>常绿阔叶林>落叶阔叶林;在不同时期(8月和12月),土壤种子库总储量差异显著(P < 0.05),均表现为常绿阔叶林>常绿落叶阔叶混交林>落叶阔叶林;在种子雨下落前(8月),3种林型的种子均集中分布在0~2 cm土层,其次是2~5 cm土层,枯落物层最少,但在种子雨下落后(12月),常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林表现为0~2 cm土层>枯落物层>2~5 cm土层,落叶阔叶林表现为枯落物层>0~2 cm土层>2~5 cm土层;3种林型中幼苗数量差异显著,落叶阔叶林最多,其次是常绿落叶阔叶混交林,最后是常绿阔叶林(P<0.05);3种林型的种子雨、土壤种子库及幼苗间的物种相似性均较低,种子雨和土壤种子库的物种组成相似性系数在常绿阔叶林中最高,在落叶阔叶林中最低,种子雨和幼苗的物种组成相似性系数在落叶阔叶林中最高,在常绿阔叶林中最低,土壤种子库和幼苗的物种组成相似性系数在3种林型均很低。结论: 金佛山喀斯特森林木本植物的种子雨强度、土壤种子库储量较大,且活性种子占比较高,该地区森林群落有较强更新基础与潜力。但种子雨、土壤种子库及幼苗数量在不同林型中均差异显著。木本植物幼苗在落叶阔叶林下最多,而在种源最充足的常绿阔叶林下最少,说明郁闭度高、土壤含水量低的生境不利于幼苗更新。管理喀斯特森林时,需重视林型差异对幼苗更新的影响,合理规划林分结构,改善林下光照、枯落物和土壤条件,降低种子损耗,为木本植物种子萌发、幼苗建立提供良好条件,从而促进喀斯特森林更新与恢复。

江西武夷山南方铁杉林主要树种叶片养分含量及再吸收效率
武盼盼,曾利剑,雷平,胡丹丹,李锦隆,王满堂,钟全林
林业科学. 2022, 58(1):  12-21.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220102
摘要 ( 352 )   HTML ( 33 )   PDF (1127KB) ( 240 )  
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目的: 分析江西武夷山南方铁杉林主要树种叶片养分含量,阐明不同生活型(落叶树种和常绿树种)树种新鲜叶和凋落叶养分化学计量特征与养分再吸收效率,为揭示南方铁杉林主要树种叶片养分含量及再吸收效率对植物生活型的响应机制提供理论依据。方法: 采集南方铁杉天然林内主要树种的新鲜叶和凋落叶,测定叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,计算其化学计量比和养分再吸收效率,采用标准化主轴回归估计方法对南方铁杉林主要树种新鲜叶与凋落叶中N、P含量的异速生长关系进行研究,分析生活型对叶片N、P含量之间关系的影响。结果: 1) 南方铁杉天然混交林中,落叶和常绿两生活型树种间的新鲜叶C含量无显著差异,但落叶树种N和P含量均显著高于常绿树种(P < 0.05); 但两生活型树种间的凋落叶C、N、P含量均无显著差异。2)新鲜叶C ∶N和C ∶P均表现为落叶树种显著低于常绿树种(P < 0.05),但N ∶P在两生活型树种间差异不明显; 凋落叶C ∶N、N ∶P和C ∶P均显著大于新鲜叶,但其在两生活型树种间差异不明显。3)常绿树种新鲜叶N与P含量间存在显著正相关关系; 常绿树种与落叶树种凋落叶N与P含量显著正相关(P < 0.05),但斜率差异不显著(P = 0.60),斜率为0.73; 凋落叶N含量与新鲜叶N含量显著正相关(P < 0.05),但凋落叶P含量与新鲜叶P含量无显著相关性。4)落叶树种与常绿树种间叶片N、P再吸收效率差异不明显,二者均有较高的P再吸收效率。结论: 落叶树种新鲜叶N、P含量显著高于常绿树种,两生活型树种间的N、P再吸收效率无显著差异。生活型对凋落叶N和P含量相关关系斜率未产生影响; 不同生活型树种叶片养分含量存在显著差异; 不同生活型树种具有不同的养分获取策略。

青海黄土高寒区4种典型人工林树木叶片碳氮磷含量及化学计量特征
温文杰,王冬梅
林业科学. 2022, 58(1):  22-31.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220103
摘要 ( 765 )   HTML ( 59 )   PDF (1091KB) ( 493 )  
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目的: 探究青海黄土高寒区4种典型人工林树木(针叶和阔叶2种生活型)叶片的有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和化学计量特征,及其随生长季阶段(Ⅰ:5月15日—6月15日; Ⅱ:6月15日—7月15日; Ⅲ:7月15日—8月15日)和坡位的变化,为指导青海高寒森林的经营管理提供科学依据。方法: 野外采集华北落叶松、青海云杉、白桦和青杨4种树木叶片样品,室内测定叶片的OC、TN和TP含量,通过正态性检验、单因素方差分析、邓肯多重比较、相关性分析、除趋势对应分析、冗余分析和蒙特卡洛置换检验,探究叶片养分含量及化学计量特征。结果: 4种树木叶片的OC、TN和TP含量平均值(变化范围)分别为591.84(571.19~605.67)、17.76(7.14~27.62)和1.47(0.81~2.65)g ·kg-1,变异系数表现为TP > TN > OC; 阔叶树叶片TN含量高于针叶树,阔叶树叶片TN和TP含量受生长季阶段的影响大于针叶树; 4种树木叶片的C ∶N(OC ∶TN)、C ∶P(OC ∶TP)和N ∶P(TN ∶TP)平均值(变化范围)为38.87 (26.04~97.73)、1 042.97(667.53~1 971.00)和28.32(18.87~51.50),变异系数表现为C ∶N < N ∶P < C ∶P; 阔叶树叶片C ∶N和C ∶P受生长季阶段的影响大于针叶树; 除青海云杉外,其他3种树木叶片的TN和TP含量极显著正相关(P < 0.01); 生长季阶段和生活型均极显著影响树木叶片OC、TN和TP含量及化学计量比(P < 0.01),而坡位影响不显著(P>0.05)。结论: 青海黄土高寒区青海云杉叶片C ∶N和C ∶P较高,N ∶P较低,说明其生长较慢且更多受TN限制,要注意TN养分的补给。生长季阶段和针叶、阔叶生活型是影响青海黄土高寒区4种树木叶片养分含量和化学计量比的显著因素(P < 0.01),养分管理要关注树木所属的生活型和所处的生长季阶段。

刺槐幼苗非结构性碳水化合物对NaCl胁迫的动态响应
祁琳,郭龙梅,刘尤德,曹帮华,毛培利,李泽秀
林业科学. 2022, 58(1):  32-42.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220104
摘要 ( 189 )   HTML ( 31 )   PDF (1622KB) ( 193 )  
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目的: 研究NaCl胁迫下的刺槐非结构性碳水化合物(NSC)动态变化,揭示其对NaCl胁迫的适应机制,为刺槐林经营管理提供依据。方法: 以1年生刺槐苗为研究对象,通过盆栽试验,研究不同NaCl浓度(0、1.5‰、3‰、4.5‰)下苗木的相对生长速率、生物量分配和NSC含量的变化规律。结果: 1) 随着土壤NaCl浓度增加,刺槐苗木的地径和苗高相对生长速率显著降低; 随着NaCl胁迫持续时间增加,叶生物量的增速逐渐降低,而根生物量增速变化不显著,导致叶生物量比显著降低,根生物量比和根冠比显著增加。2) 随着土壤NaCl浓度的增加,粗根、细根、茎和叶中的NSC(可溶性糖、淀粉)含量在土壤NaCl浓度3‰以下梯度间差异不显著,但达到4.5‰各个器官中的NSC含量均显著下降,粗根的淀粉含量显著高于细根、茎和叶。3) 相关分析表明,地径和苗高相对生长速率与叶生物量比、粗根可溶性糖呈显著正相关(P < 0.05),与根生物量比和根冠比呈极显著负相关(P < 0.01); 粗根淀粉与细根可溶性糖和茎可溶性糖、茎淀粉与茎可溶性糖有着显著正相关(P < 0.05),说明NSC动态变化影响生物量分配进而影响器官的协调生长,是刺槐适应盐碱能力的重要体现。4) 主成分分析表明,NaCl胁迫下评价刺槐适应能力可以简化为生长指标、粗根NSC指标和茎NSC指标3个主成分,贡献率分别为43.05%、15.99%、14.65%,累计贡献率为73.69%。结论: NaCl胁迫显著抑制了刺槐幼苗的生长。NSC对叶片投入的降低和根系投入的增加,是导致刺槐苗木生长缓慢的重要原因。粗根是淀粉最重要的贮藏器官,淀粉不直接参与生长过程,但却是可溶性糖的重要来源,而可溶性糖是影响NaCl胁迫下刺槐苗木生长的主要物质。刺槐苗木根系生物量的分配和非结构性碳水化合物的调节是刺槐适应NaCl胁迫的重要方式。

橡胶树胶乳高表达的法尼基焦磷酸合成酶的功能
邓小敏,杨署光,田维敏
林业科学. 2022, 58(1):  43-51.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220105
摘要 ( 80 )   HTML ( 13 )   PDF (3171KB) ( 56 )  
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目的: 天然橡胶生物合成途径是典型的植物类异戊二烯代谢途径,MVA代谢途径是天然橡胶与萜类化合物所需的五碳构成单元IPP和DMAPP生物合成的主要途径之一。由2分子IPP和1分子DMAPP聚合形成的法尼基焦磷酸是乳管细胞天然橡胶生物合成的起始前体,厘清该起始物的合成酶酶学性质不仅有助于阐明天然橡胶生物合成机制,同时也为天然橡胶遗传改良提供酶学理论基础。方法: 对橡胶树热研7-33-97基因组中同源的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶(HbFPS1、HbFPS2、HbFPS3)进行序列特征分析,优选胶乳中高表达的2个法尼基焦磷酸合成酶基因构建原核表达载体,经蛋白纯化与MALDI TOF质谱确证,并同时进行体外酶活性检测,最终评价其对体外橡胶合成效率的影响。结果: 橡胶树基因组含有的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶都含有特征性的2个保守结构域“DDIMD”和“DDYXD”及相似的三维空间结构,其中胶乳高表达的HbFPS1HbFPS2基因编码的蛋白氨基酸序列相似性达到95%,说明HbFPS1HbFPS2 2个冗余基因可能经历了基因组中同源基因的后期拷贝事件。同时HbFPS1HbFPS2基因能够正确地在大肠杆菌中表达,HbFPS3却难以正确折叠而形成包涵体,体现了这2类蛋白质N末端氨基酸明显的亲疏水性差异对蛋白可溶表达的影响。HbFPS1和HbFPS2蛋白在体外除了能够利用GPP为底物合成FPP外,还能够直接转化IPP和DMAPP生成FPP。同时,分别添加HbFPS1和HbFPS2蛋白能够提高体外橡胶合成效率并且存在蛋白剂量相关性特征。与对照相比,在特定的反应体系中,当HbFPS1和HbFPS2蛋白添加量增加时体外橡胶合成效率随之不同程度地提高,且在100 μg时促进作用最明显。结论: 橡胶树胶乳中高表达的2个冗余基因HbFPS1HbFPS2HbFPS3 基因编码蛋白的序列差异可能影响酶的活性。HbFPS1和HbFPS2蛋白确证是胶乳中能够促进天然橡胶合成的功能酶,而且能够直接聚合IPP和DMAPP生成天然橡胶合成起始物FPP。本研究建立了基于天然橡胶粒子的体外蛋白功能研究平台,并证明HbFPS1和HbFPS2酶在一定的含量下能够显著地提升橡胶合成效率。通过调控HbFPS1和HbFPS2酶活性将有助于橡胶树优质高产品种的改良与选育。

成龄转基因银中杨试验林外源基因水平转移及土壤微生物连年监测
张伟溪,王颜波,丁昌俊,朱文旭,苏晓华
林业科学. 2022, 58(1):  52-61.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220106
摘要 ( 113 )   HTML ( 10 )   PDF (1697KB) ( 125 )  
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目的: 对成龄转JERF 36 基因银中杨——抗逆1号杨试验林进行连年生物安全性监测,评价抗逆1号杨可能引起的生态风险,为评估转基因杨树及转基因植物土壤环境安全性提供依据。方法: 以11年生抗逆1号杨、非转基因银中杨对照、林下杂草、林下土壤、试验林旁行道树下杨树实生苗叶片、土壤中筛选出的卡那霉素抗性菌株为材料,采用PCR扩增方法检测外源基因JERF 36 稳定性及水平转移潜在性,利用稀释平板法对9~11年生抗逆1号杨与非转基因杨对照林地的可培养微生物(细菌、真菌和放线菌)的种群数量进行分析。结果: 外源基因JERF 36 在抗逆1号杨中稳定存在,林下杂草、林下土壤、试验林旁行道树下杨树实生苗叶片、土壤中筛选出的卡那霉素抗性菌株的DNA样品中均未出现目的基因片段。9~11年生抗逆1号杨与非转基因对照间林下土壤中微生物总数量均无显著差异; 不同年份间的抗逆1号杨和非转基因对照的林下土壤微生物数量均略有差异且趋势一致,其中6—8月土壤中微生物总量为9年生>10年生>11年生; 9~11年生抗逆1号杨和非转基因对照林地土壤3大类微生物(细菌、真菌和放线菌)数量均无显著差异,各年变化趋势一致,在树木生长季均呈现先上升后下降的变化趋势,在杨树生长旺盛的7月和8月微生物总数量达到最高,显著高于其他月份,其中细菌和放线菌的数量均在每年8月达到最高,而真菌数量在8月(9~10年生)或7月(11年生)最高。各年抗逆1号杨和非转基因对照林地土壤3大类微生物比例相似,从高到底依次是细菌、放线菌和真菌; 不同年份间3类微生物所占比例略有差异,但没有出现骤升或骤减现象,表明转基因银中杨并没有破坏主要微生物种类之间的平衡。环境变化如降雨差异可能是影响不同年份微生物数量差异的主要原因。结论: 11年生抗逆1号杨中外源基因稳定存在,未检测到向周边环境发生水平转移,也未发现对林地土壤微生物的数量和种类平衡造成显著影响,环境变化可能是影响微生物数量差异的主要原因,转基因林木与非转基因对照的林地微生物数量略微差异需要结合环境因素做进一步分析。

危害乳源木莲叶片的枝膜叶蜂属(膜翅目: 叶蜂科)一新种
牛耕耘,何学友,曾丽琼,魏美才
林业科学. 2022, 58(1):  62-69.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220107
摘要 ( 101 )   HTML ( 10 )   PDF (23800KB) ( 232 )  
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报道福建省危害乳源木莲叶片的一种专食性害虫——黄氏枝膜叶蜂Cladiucha huangbki Niu & Wei, sp. nov.。该种的潜在分布区包括广东北部、浙江、江西和湖南等乳源木莲分布区。黄氏枝膜叶蜂与大鞘枝膜叶蜂C. megatheca Wei最近似, 但本种体型较小; 雌虫触角22+3节, 明显长于头部宽的2倍; 颚眼距0.4倍于侧单眼直径; 中窝浅平, 上部无深坑; 单眼后区侧沟向后明显分歧; 锯腹片中部锯刃平直; 寄主为乳源木莲等, 与大鞘枝膜叶峰明显不同。枝膜叶蜂属已经测定3种线粒体基因组数据, 黄氏枝膜叶蜂与刻胸枝膜叶蜂C. punctata Wei形态差距较大, 但线粒体基因组十分近似, 其COⅠ等其他12个蛋白质编码基因差距很小, 但2种nad2基因的P距离为4.86, 差别十分明显, 这也是膜翅目广腰亚目内第一个被报道确认的近缘种间COⅠ差距微小但nad2差距很大的事例。为方便危害木兰科植物的枝膜叶蜂属种类鉴定, 本研究编制了世界枝膜叶蜂属分种检索表。

黄脊竹蝗荧光定量PCR内参基因的鉴定与筛选
方林鑫,李志红,张守科,张威,舒金平,王浩杰
林业科学. 2022, 58(1):  70-77.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220108
摘要 ( 99 )   HTML ( 10 )   PDF (2665KB) ( 60 )  
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目的: 基于黄脊竹蝗若虫不同龄、成虫不同性别及不同组织筛选稳定表达的内参基因, 为黄脊竹蝗后续转录调控研究提供参考。方法: 依据黄脊竹蝗转录组测序结果, 以TUBRPS27ARPL10AKGAPDHEF1ARPS3Actin18S rRNA常用的9种昆虫内参基因作为候选, 本地Blast后获得碱基序列并设计引物。利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件分析这9种内参基因的稳定性, 筛选出在若虫不同龄、成虫不同性别与不同组织(触角、头、唇须、肌肉组织、精/卵巢)中表达量最为稳定的内参基因。结果: 9种候选内参基因在黄脊竹蝗体内均为首次验证并报道, 且与其他昆虫相应基因同源性高(高于70%), 差异值小; 9种候选内参基因的引物均具有良好的扩增效率(均在90%~120%); 在所有样品中, 18S rRNA表达水平最高(Ct = 10.78 ± 2.58, P < 0.05), Actin表达水平差异值最大(Ct = 23.55 ± 3.84, P < 0.05)。黄脊竹蝗不同龄若虫的内参基因稳定性分析时, 3个软件排在前2位的内参基因均为RPS3RPL10; 基于不同组织分析时, GeNorm与BestKeeper软件表明RPL10是最合适内参基因, 而NormFinder软件则表明GAPDH为最合适内参基因; 在黄脊竹蝗成虫不同性别分析时, 3种软件评估结果均表明GAPDHRPL10为合适内参基因。结论: 筛选出RPL10为在不同条件下于黄脊竹蝗体内表达稳定并具有差异性的基因, 可作为黄脊竹蝗转录组学及功能基因组学研究的内参基因。

西藏拉萨河中下游原生动物优势种时空生态位
张鹏,刘洋,安瑞志,乔楠茜,达珍,巴桑
林业科学. 2022, 58(1):  78-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220109
摘要 ( 109 )   HTML ( 17 )   PDF (2395KB) ( 78 )  
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目的: 探究拉萨河中下游原生动物优势种的时间、空间及时空生态位, 揭示原生动物优势种的资源利用状况及与水环境因子相互关系, 为进一步研究拉萨河中下游原生动物群落种间关系及环境适应性提供基础依据。方法: 根据拉萨河中下游水环境特征, 设置17个样点, 于2015年5、8月和2016年11月用孔径64 μm的浮游生物网采集水样153份。运用相关性分析、冗余分析和聚类分析等方法, 分析原生动物优势种更替率、生态位宽度、生态位重叠指数、生态响应速率, 研究原生动物优势种的生态位及与水环境因子的关系。结果: 拉萨河中下游共鉴定出原生动物197种, 隶属于2门5纲20目48科75属, 其中优势种5种, 隶属2门5属; 优势种时间生态位宽度值为0.378~0.695, 空间生态位宽度值为0.071~0.354, 时空生态位宽度值为0.027~0.246; 优势种时间、空间及时空生态位重叠均以低度重叠为主; 优势种时间生态响应速率之和为0.449, 空间生态响应速率之和为-6.972, 时空生态响应速率之和为-0.107; 冗余分析表明, 水环境因子中水温显著影响下游优势种分布, 溶解氧含量和总磷含量显著影响中游优势种分布。结论: 拉萨河中下游原生动物优势种存在季节和区域性差异, 生态位宽度较窄, 生态位重叠较低, 种间竞争压力较小; 原生动物优势种对水环境变化响应敏感, 其分布受水环境影响显著, 原生动物群落生态系统较为脆弱。

基于数字影像的北京松山森林物候模拟及其与气象因子的关系
李润东,田文东,于海群,李鑫豪,靳川,刘鹏,查天山,田赟
林业科学. 2022, 58(1):  89-97.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220110
摘要 ( 140 )   HTML ( 7 )   PDF (2133KB) ( 107 )  
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目的: 探究温带落叶阔叶林物候变化及其与气象因子的关系, 提高植被固碳模型和区域碳固定模拟的准确性。方法: 以北京松山落叶阔叶林为研究对象, 基于2019年数字相机时间序列数据提取相对绿度指数(Gcc), 采用Pearson相关分析方法分析其与气象因子的关系。将Gcc和SRS-NDVI测量仪测定的归一化植被指数(NDVI)数据与生态系统总初级生产力(GPP)通量数据拟合估算出的物候指标作对比, 分析其差异性。结果: 观测期间, Gcc与空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)、土壤体积含水量(SWC)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)和降雨量(P)的Pearson相关系数分别为0.88、0.86、0.29、0.45、0.65和0.25。Gcc、NDVI、GPP提取的生长季开始时间(SOS)分别为第129、116、110天, 生长季结束时间(EOS)分别为第277、277、283天, 生长季长度(LOS)分别为148、162、173天。结论: 植被生长主要受温度、光合有效辐射、饱和水气压差影响, 降雨对相对绿度指数具有"触发"作用。与通量数据提取的物候指标对比, 数字相机和SRS-NDVI测量仪能够敏感捕捉到植被生长动态变化, 数字相机对生长末期的捕捉精度高于生长初期。

长白落叶松解析木数据参数化3-PG模型
白羽,庞勇,夏晓运,贾炜玮
林业科学. 2022, 58(1):  98-110.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220111
摘要 ( 88 )   HTML ( 13 )   PDF (2624KB) ( 60 )  
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目的: 验证解析木数据参数化3-PG模型的可行性, 利用解析木数据标定的模型预测长白落叶松人工林生长变化, 为扩展参数化3-PG模型数据源提供依据, 为模型数据选择提供参考。方法: 以孟家岗林场长白落叶松人工林为研究对象, 基于2019年解析木数据模拟胸径连续观测数据, 结合相关公式计算叶、干、根生物量和蓄积量。根据参数敏感性分析结果, 采用直接计算、参考文献、迭代拟合和默认参数等方法对3-PG模型进行参数化, 利用密度试验林和固定样地数据对模型输出进行精度验证, 并对模型输出与地面观测值进行回归分析。结果: 验证结果表明, 模型拟合精度很高(P < 0.01, n=138), 可以较好反映解析木样地中林分生长变化。胸径、叶干生物量比、干生物量、总生物量和蓄积量的决定系数(R2)在0.95以上, 根生物量拟合精度略低(R2=0.88)。密度试验林数据(n=140)和固定样地数据(n=87)与模型输出之间具有较高相关性, 各计算量的R2在0.81~0.97之间(P < 0.01)。敏感性分析结果表明, 当胸径为20 cm时, 叶与干生物量分配比(pFS20)及初级生产力分配给根最大值(pRx)2个参数均对胸径、根、干生物量和蓄积量显示出较高敏感性。结论: 解析木数据参数化3-PG模型的拟合精度和预测精度均较高, 研究结果扩展了参数化3-PG模型的可用数据源, 可为利用3-PG模型模拟长白落叶松人工林生长变化提供新的依据。

高温中木材顺纹弦面抗剪强度
岳孔,陆栋,胡文杰,戴长路,吴鹏,陆伟东
林业科学. 2022, 58(1):  111-118.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220112
摘要 ( 84 )   HTML ( 5 )   PDF (1919KB) ( 43 )  
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目的: 研究高温中大截面承重木构件最外侧炭化层保护下内部受热区木材顺纹弦面抗剪强度及其劣化规律, 为木结构抗火性能精细化设计和过火结构构件剩余承载力评估提供数据支撑。方法: 以木结构建筑常用进口兴安落叶松和花旗松以及强度等级较高、具有结构用材潜在应用价值的国产速生杨木3种木材为研究对象, 采用环境试验箱内充满氮气的方法模拟绝氧环境, 在20、50、70、110、150、200、220、250和280 ℃共9个温度水平下测试216个试件的顺纹抗剪强度, 以及150、180和200 ℃下木材主要化学组分变化。结果: 木材顺纹抗剪强度随着温度升高而降低, 常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为9.65、8.94和9.48 MPa, 温度升至150 ℃时, 分别降至初始值的60.7%、68.0%和65.6%, 当温度高于150 ℃时, 木材顺纹抗剪强度下降速度加快, 280 ℃时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为1.05、0.91和0.61 MPa, 仅为初始值的9.0%、10.2%和6.4%; 木材主要化学组分中纤维素热稳定性最高, 半纤维素热稳定性最低, 常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的半纤维素含量分别为25.3%、25.7%和16.3%, 150 ℃时半纤维素开始热解, 其含量减少1.3%~9.1%, 温度升至200 ℃时热解加剧, 其含量分别降低29.4%、18.6%和25.9%, 高温中半纤维素严重热解是导致木材顺纹抗剪强度降低的主要因素; 随着温度升高, 密度对木材顺纹抗剪强度的影响逐渐降低, 常温时木材抗剪强度-密度关系系数为14.2 MPa·(g·cm-3)-1, 当温度高于200 ℃时, 抗剪强度-密度关系系数降至1.1~3.1; 高温中3种木材的相对顺纹抗剪强度劣化规律相似。结论: 高温对木材顺纹抗剪强度具有显著劣化作用, 其主要原因是木材半纤维素含量大幅度降低; 试验采用绝氧方式导致木材顺纹抗剪强度高温折减系数较欧标规定小; 基于试验数据, 提出绝氧条件下木材顺纹抗剪强度高温劣化模型。

水煮处理竹材的吸湿性和化学成分研究
李澍农,张亚梅,余养伦,于文吉
林业科学. 2022, 58(1):  119-126.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220113
摘要 ( 85 )   HTML ( 7 )   PDF (3147KB) ( 61 )  
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目的: 研究水煮处理对竹材吸湿性和化学成分的影响, 为竹材改性提供技术参考。方法: 将竹片置于100 ℃沸水中(竹片和水的质量比为1∶100)水煮处理4 h, 利用动态水分吸附仪(DVS)测试水煮处理前后竹材动态水分吸附曲线, 采用Hailwood-Horrobin(H-H)模型对测试数据进行拟合, 通过扫描电镜(SEM)、化学成分测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)等手段分析水煮处理前后竹材的微观形貌、化学成分和结晶区参数。结果: 竹材经水煮处理后, 在相对湿度大于50%的环境中, 其平衡含水率相对于原竹对照样降低。H-H模型拟合显示, 当相对湿度大于35%时, 水煮处理竹材的单分子层水含量增加, 多分子层水含量显著降低。扫描电镜(SEM)结果表明, 水煮处理后竹材薄壁细胞细胞壁发生皱缩现象, 细胞壁上微孔减少, 多分子层水含量降低。化学组分分析显示, 水煮处理使竹材中部分半纤维素发生降解。FTIR分析显示, 水煮处理竹材的羟基和羰基含量增多, 是其单分子层水含量增多的主要原因。XPS分析显示, 水煮处理使竹材中半纤维素发生降解, 同时脂肪酸、脂肪、酚类等物质随水分迁移到竹材表面。XRD分析显示, 水煮处理主要影响竹材的非结晶区域, 结晶区宽度增大; 半纤维素降解使竹材结晶度增大。结论: 竹材在沸水中水煮处理4 h后, 其吸湿性相对于原竹对照样降低, 尺寸稳定性得到改善, 水煮处理竹材微观形貌和化学成分变化是使其吸湿性降低的主要因素。

综合评述
竹材振动阻尼性能及其在竹质复合材料中的应用
王戈,韩善宇,陈复明,马晓宇,任学勇
林业科学. 2022, 58(1):  127-137.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220114
摘要 ( 83 )   HTML ( 6 )   PDF (16696KB) ( 51 )  
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经过历史自然演变, 形成了竹子精巧的多级结构和优异的界面设计——刚性的维管束呈梯度均匀分布在柔性的薄壁细胞中, 构成天然"岛链结构", 赋予其高强高韧的同时, 通过薄壁细胞和孔隙结构变形或胞间层裂纹偏转来达到吸收能耗、增加阻尼效果, 从而抵御自然灾害(雨、雪、风)的侵蚀。本研究从多尺度结构特征(宏观-微观)和化学组分(线形纤维素分子链-无定形木质素聚合物)2方面阐述竹材的振动阻尼特性, 分析环境因子(温度、湿度)对其的作用机制, 在此基础上, 总结竹质复合材料的振动阻尼机理。基于目前广泛应用的竹/木、竹/塑及竹纤维/橡胶颗粒3种复合方式, 阐述竹质复合阻尼材料的结构和工艺特征, 总结4种层积结构(基础性阻尼、抗冲击型阻尼、轻量型阻尼和静音型阻尼)对竹质复合材料振动阻尼性能的影响规律。依据"材料-结构-功能"一体化设计原则, 梳理竹质复合阻尼材料在体育、建筑、交通和电子信息等领域的应用前景。最后, 从竹材生物学振动阻尼特征、竹质复合阻尼材料减振调控机制、竹质智能阻尼新材料研发以及制品标准化制定等方面, 提出亟需解决的共性科学问题和关键技术。竹质复合阻尼材料具有吸能降耗和抗振降噪功能, 在建筑、交通和机械等领域的噪音与振动污染防治方面具有重要意义。

问题讨论
中国森林公园近40年发展的嬗变逻辑与实践启示
王娜,陈鑫峰,钟永德
林业科学. 2022, 58(1):  138-150.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220115
摘要 ( 122 )   HTML ( 9 )   PDF (1979KB) ( 89 )  
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目的: 研究中国森林公园近40年发展嬗变的历程、路径和动因, 从中总结实践启示, 为森林公园的发展提供历史借鉴和理论参考。方法: 借助文献分析法、历史研究法、综合分析法, 将森林公园的发展纳入中国社会经济发展的宏观背景中进行分析, 在国家与林业发展战略转型及森林公园价值转向的多重路径中划分森林公园的发展阶段; 并结合森林公园数量变化、建设资金来源结构、职工工资收入水平等量化分析, 总结归纳森林公园发展嬗变的内在逻辑。结果: 1) 近40年中国森林公园经历了"林业多种经营项目(1982—1991年)—林业第三产业(1992—1997年)—多维度发展的林业绿色产业(1998—2010年)—自然保护地和社会公共事业(2011年至今)"的嬗变历程。2)中国森林公园近40年的嬗变路径可以归纳为: "旅游目的地—自然保护地"的属性变迁; "经济产业—社会公共事业"的功能演变; "逐利—逐绿—逐义"的价值转向; "封闭—开放—融合"的格局转化。结论: 1) 中国森林公园近40年发展嬗变的主要动因可以归结为: 追求社会公正的变革、实现生态可持续的愿景和"好生活"图景。2)中国森林公园依然面临政府主导地位缺失带来的管理复杂化、与国有林场"两位一体"管理体制的掣肘、管理者与经营者角色错位催生的多重矛盾、国有林场改革及自然保护地体系建设带来的新变局、相关法律缺位带来的行业管理效力受限等问题。3)积极对接"以国家公园为主体的自然保护地体系"的建设、逐步建立以公共财政投入为主的多元化资金保障制度、协调与国有林场"两位一体"的管理体制、推进管理权和经营权分离、完善森林公园的法律体系, 将是今后森林公园管理工作的方向和发力点。

研究简报
聚合物型土壤固结剂对土壤的固结性能及其在苗木移栽上的应用
王少丽,杨绪平,雒超星,熊正奇,王少博,宋盛菊,刘丽丽,李少锋
林业科学. 2022, 58(1):  151-161.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220116
摘要 ( 78 )   HTML ( 5 )   PDF (35195KB) ( 87 )  
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目的: 研究聚合物型土壤固结剂对土壤的固结性能与抗运输振荡性, 同时探索聚合物型土壤固结剂在苗木移栽上的应用技术, 以期能形成苗木移栽的新技术, 并将高分子聚合物的应用逐步扩展到造林绿化的生态环境工程中。方法: 以魔芋葡甘聚糖(KGM)和壳聚糖(CA)为主要原料, 以聚乙烯醇(PVA)为助剂, 通过共混的方法制备了聚合物型土壤固结剂。以华北地区的特色土壤褐土为研究对象, 利用模具将土壤制备成土柱样品, 将制备的聚合物型土壤固结剂均匀地喷涂在土柱表面, 土柱的表层形成一层坚硬的胶膜, 并采用2种不同的测试方法检验固结土柱在实际运输过程中的抗运输振荡性。最后, 以桑树幼苗、沙地柏幼苗和大叶黄杨为移栽对象, 将聚合物型土壤固结剂在苗木移栽上进行了应用探索。结果: 当共混型土壤固结剂的制备条件为醋酸溶液浓度20%、胶液pH值4.5、共混温度40 ℃, KGM、CA与PVA含量分别为4.5%、4.5%和6%时, 该配方的固结剂对土柱的固结效果最好, 固结土柱的抗运输震荡性能最佳。结论: 通过2种不同的抗运输振荡测试方法检验了固结土柱的抗运输震荡性, 发现制备的KGM/CA和KGM/CA/PVA共混型土壤固结剂满足了固结土球在苗木移栽中的要求; 通过将聚合物型土壤固结剂在桑树幼苗、沙地柏幼苗和大叶黄杨移栽过程中的初步应用, 发现该类共混型固结剂对壤土和砂质土壤均具有较好的固结效果。另外, 应用该类固结剂不仅使苗木的移栽过程变得快捷, 保证了移栽苗的成活率, 还对苗木的生长无不良影响。

间伐对'凤丹’牡丹生长、籽粒产量及品质的影响
张梦娇,史帅营,刘政安,朱学玲,范昆,史国安
林业科学. 2022, 58(1):  162-174.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220117
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目的: 研究不同间伐强度对油用牡丹'凤丹’植株生长发育、不同冠层的光合性能、籽粒产量及油脂品质的影响, 为油用牡丹人工林质量精准提升和可持续利用提供理论依据和技术支撑。方法: 以河南省沁阳市试验基地2013年10月定植的'凤丹’牡丹人工林为研究对象, 初植密度为57 000株·hm-2。2017年进入丰产期, 果荚成熟后调查发现, 高密条件下遮荫导致弱苗死亡, 保有密度为46 800株·hm-2, 于2018年3月13日发芽后进行人工间伐, 间伐强度为0%(CK)、17%(A)、35%(B)、47%(C)和62%(D)。2019年测定植株的生长状况、冠层光合参数、产量性状等指标。结果: 1) 间伐对'凤丹’植株的生长状况、光合特性、籽粒产量与品质均有显著影响(P < 0.05)。单株植株叶面积随间伐强度的增大依次比对照增加7.0%、11.9%、21.2%和25.1%。单株冠幅、开花数量、花径、新生叶片数、叶夹角、新生枝条数呈现相同的变化趋势, 株高趋势则相反。2) 叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量、净光合速率(Pn)、SOD与CAT活性在冠层间表现为: 上层>中层>下层, MDA含量表现趋势相反, 间伐明显改善了'凤丹’冠层光能分布, 提高了叶片的光合性能。3) 单株结果数、单株籽粒数以及单株果荚质量随间伐强度的增大逐渐升高, 百粒质量和籽粒产量呈先升高后降低的趋势, 以间伐强度47%效果最好, 比CK增产47.97%, 显著高于其他处理(P < 0.05)。牡丹籽仁脂肪酸组份与含量没有显著差异, 但总维生素E含量随着间伐强度呈现先增加后下降的过程, 间伐强度47%的牡丹籽仁维生素E各组分与含量均高于其他处理, 间伐后籽粒粗脂肪、淀粉和蛋白质含量均有显著改变。结论: 通过间伐降低油用牡丹的群体密度, 能够调节群体条件下冠层光能分布、改善个体营养状况和降低空间竞争压力, 保持油用牡丹高产稳产的生产性能, 中等强度(47%)的间伐调控'凤丹’牡丹人工林群体结构的效果最好。间伐是调控'凤丹’牡丹群体光合性能和籽粒产量与品质的有效措施。

毛竹Mariner-like element自主转座子的鉴定与生物信息学分析
谢佳敏,周明兵
林业科学. 2022, 58(1):  175-184.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220118
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目的: Mariner-like element(MLE)转座子是一类在真核生物基因组内广泛分布的DNA类转座子, 以"剪切-黏贴"模式在基因组中复制扩张, 可以作为一类高效稳定的工具应用于转基因、基因功能研究等领域。为了探究MLE转座子在毛竹基因组中的分布规律, 揭示MLE转座子在毛竹进化过程中的演化模式, 本研究对毛竹MLE转座子进行了全基因组挖掘和分析。方法: 基于水稻、大豆和毛竹目前发表的MLE转座子序列, 利用IRF、Blast和Fasta等工具, 根据MLE转座子序列的特异性结构末端倒置重复序列(TIR)及其所编码转座酶的保守性, 对毛竹基因组中的MLE转座子进行挖掘, 从毛竹基因组中筛选具有完整结构的MLE转座子。分析所获得的MLE转座子的结构特征, 根据完整MLE转座子的转座调控元件, 从毛竹基因组中筛选出所对应非自主转座子, 通过序列提取和比对, 对自主与非自主转座子的分布特点以及非自主转座子结构缺失特点进行分析。结果: 共鉴定了2个完整结构的自主MLE转座子, PhV2MLE1APhV2MLE2APhV2MLE1A全长3 950 bp, 编码414个氨基酸, TIR长度30 bp; PhV2MLE2A全长12 990 bp, 编码373个氨基酸, TIR长度49 bp。根据TIR结构的相似性, 鉴定出2个自主MLE转座子所对应的非自主转座子, 本试验共获得2个结构完整的自主MLE转座子, 以及各自对应的非自主转座子, 同时发现不同的非自主转座子的结构缺失情况并无规律。所鉴定到的MLE转座子在毛竹基因组中的分布存在随机性, 在毛竹基因组中偏好插入保守序列TA之间。结论: 毛竹基因组中分布着大量的MLE转座子, 其中绝大多数在进化过程中由于转座酶结构缺失, 失去了转座活性。