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2022年 第58卷 第5期 刊出日期:2022-05-25
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林业科学. 2022, 58(5):  0-0. 
摘要 ( 156 )   PDF (2966KB) ( 197 )  
相关文章 | 多维度评价
 
哈尼梯田水源区3种典型植被下不同水体的氢氧稳定同位素特征及相互关系
普慧梅,李源,吴锦奎,马泽,宋维峰
林业科学. 2022, 58(5):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220501
摘要 ( 295 )   HTML ( 37 )   PDF (2268KB) ( 143 )  
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目的: 以全福庄小流域哈尼梯田核心区上方水源林区的3种植被类型(乔木林、灌木林、荒草地)为研究对象, 对0~100 cm土层土壤水的运移过程和水分来源及其对浅层地下水的补给比例进行定量估算, 揭示植被类型对土壤水分运移的影响, 以期为定量研究哈尼梯田区森林-梯田复合生态系统水循环过程以及哈尼梯田的可持续发展提供科学依据。方法: 利用氢氧稳定同位素技术研究2015年4—12月期间3种植被类型下不同水体的氢氧稳定同位素特征, 同时选取3次代表性降水事件(2015年7月24日、7月29日和8月3日)分析3种植被类型下土壤水δ18O值随土层深度的变化特征, 分析比较土壤水与其潜在水源(大气降水、浅层地下水等)的δ18O值, 判断林地土壤水分来源, 运用二元线性混合模型计算降水和浅层地下水对土壤水及地表水和土壤水对浅层地下水的贡献率。结果: 不同水体氢氧稳定同位素均值表现为: 地下水>地表水>乔木林地土壤水>灌木林地土壤水>荒草地土壤水>降水, 降水的变异系数最大, 地表水和浅层地下水的变异系数较小; 荒草地土壤水以降水补给为主, 占比67.02%, 乔木林地和灌木林地土壤水以深层土壤水的上升补给为主, 分别占比59.65%和50.18%; 短阵性暴雨条件下, 暴雨前期和暴雨后期3种植被类型样地土壤的水分入渗速率不同, 乔木林地和灌木林地土壤入渗主要发生在0~70 cm土层, 而荒草地主要发生在0~50 cm土层; 浅层地下水的主要补给形式为土壤水的垂直运移, 荒草地土壤水对浅层地下水的补给比例明显高于乔木林地和灌木林地, 约为55.91%。结论: 研究区植被类型对土壤水分循环具有一定影响, 林地对深层土壤水分利用强度较大, 而荒草地更利于降水入渗及对浅层地下水补给。

杉木人工林土壤磷素形态及含量的林龄变化
陈嘉琪,赵光宇,李仰龙,董玉红,厚凌宇,焦如珍
林业科学. 2022, 58(5):  10-17.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220502
摘要 ( 420 )   HTML ( 41 )   PDF (1615KB) ( 306 )  
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目的: 研究不同林龄杉木人工林土壤磷素形态及其含量变化特征, 分析各磷素形态的相关性, 以期为提高杉木人工林土壤磷素的有效性、促进杉木人工林的可持续发展提供依据。方法: 在江西分宜县山下林场选择7个林龄(3、6、12、18、25、32和49年生)的杉木人工林, 采用钼锑钪比色法测定土壤全磷和有效磷含量, 采用分级法测定土壤铝结合态磷(Al-P)、高铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)含量, 分析各磷素形态间的相关性, 揭示不同林龄土壤磷素动态变化。结果: 不同林龄杉木人工林土壤无机磷含量占全磷含量的55.37%~74.22%, 而无机磷组分含量表现为O-P>Fe-P>Ca-P>Al-P; 土壤全磷、有效磷、Al-P、O-P含量随林龄的增加呈先减后增的趋势, 在12年生或18年生时最小, Fe-P含量逐渐升高但差异不显著, Ca-P含量呈先增加后减小的趋势; 不同林龄土壤无机磷含量动态变化表明, 中林龄(11~20年)时期杉木处在快速生长阶段, 大量吸收土壤养分; 而从18年生到49年生, Ca-P含量显著下降, 表明近成熟林(21~25年生)开始, 杉木对Ca-P吸收速率增大; 相关性分析表明土壤有效磷含量与Al-P含量、Fe-P含量和O-P含量正相关(P>0.05), O-P含量与Al-P含量和Fe-P含量正相关(P>0.05)。结论: 不同林龄杉木人工林土壤中不同形态磷素含量的变化呈现一定的规律性, 且无机磷为全磷的主要组成部分, 相关性分析表明不同磷素形态间存在相互作用。

兼顾碳汇和木材生产的长白落叶松人工林最优轮伐期
董灵波,蔺雪莹,张一帆,刘兆刚
林业科学. 2022, 58(5):  18-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220503
摘要 ( 354 )   HTML ( 23 )   PDF (1973KB) ( 266 )  
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目的: 针对当前人工林经营重木材收益、轻碳汇效益的问题, 探究兼顾碳汇和木材生产的人工林最优轮伐期, 为人工林多目标经营提供理论依据。方法: 以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场35块长白落叶松人工林样地为研究对象, 以Faustmann-Hartman模型为基础, 综合考虑乔木层生物量碳库、生物质能源碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库, 构建长白落叶松人工林碳汇木材复合经营的最优轮伐期确定模型; 设计4种模拟情景, 情景1考虑木材收益、生物质能源收益和经营成本, 情景2—4分别在情景1的基础上依次加入乔木层生物量碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库, 对各模拟情景分别量化不同碳价格、贴现率、枝叶生物质能源比例等因素对长白落叶松人工林最优轮伐期、木材产量、碳汇量以及林地期望值的影响。结果: 基准情景下(碳价格100元·t-1, 贴现率5%, 枝叶生物质能源比例20%), 林地期望值整体随林分年龄增加呈先增加后减小的趋势, 可采用二次多项式进行模拟(Ra2 > 0.60)。情景1—4的最优轮伐期均为35年, 其所对应的林地期望值分别为50 288、53 638、53 263和53 071元·hm-2, 情景2—4的林地期望值分别较情景1增加约6.66%、5.92%和5.53%。对于情景2—4来说, 能够使长白落叶松人工林最优轮伐期延长1年的最低碳价格分别为1 500、1 000和1 000元·t-1 C, 其对应的林地期望值可分别达到100 667元·hm-2、80 171元·hm-2和78 266元·hm-2, 较情景1显著增加约87.7%、50.5%和47.5%; 当贴现率从5%增至9%时, 最优轮伐期提前约4年, 林地期望值减少约49 200元·hm-2; 对同一贴现率而言, 不同模拟情景下最优轮伐期和林地期望值的差异均不显著。结论: 在当前木材和碳交易市场约束下, 长白落叶松人工林经营仍以木材收益占绝对主导地位, 碳库种类增加对最优轮伐期改变不明显, 但显著影响林地期望值。碳价格和贴现率显著影响长白落叶松人工林的最优轮伐期和林地期望值, 其中能够使长白落叶松人工林最优轮伐期延长1年的最低碳价格至少应为1 000元·t-1

形率对白桦单木材积和生物量预测精度的影响
张兹鹏,王君杰,刘索名,姜立春
林业科学. 2022, 58(5):  31-39.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220504
摘要 ( 290 )   HTML ( 14 )   PDF (1911KB) ( 111 )  
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目的: 以大兴安岭地区白桦为研究对象, 构建含有形率的材积模型, 并与部颁东北地区白桦二元材积模型和传统基础材积模型进行比较, 同时结合生物量转换因子, 研究形率对单木生物量的影响, 为单木材积和生物量的精准预测提供科学依据。方法: 将树干上15个形率引入传统基础材积模型分别构建二元和三元单木材积模型, 应用R软件GNLS模块拟合各模型, 引入方差函数消除各材积模型拟合过程中产生的异方差现象。以相对误差绝对值(MPB)、平均误差绝对值(MAB)、均方根误差(RMSE)和确定系数(R2)为评价指标对各模型进行对比分析, 采用交叉检验法对模型进行检验。结果: 1) 形率引入可显著提高材积模型拟合效果, 当取相对树高为40%时, 带有形率q0.4的二元和三元材积模型拟合效果均表现最好; 2) 交叉检验结果表明, 形率引入材积模型使得材积预测精度显著提高, 相较传统一元模型(1)和二元模型(2), 引入形率的二元模型(14)和三元模型(15)的均方根误差分别降低38.9%和45.8%; 3) 与东北地区当前使用的二元材积模型(5)相比, 引入形率的二元模型(14)的RMSE、MAB和MPB分别降低46.7%、40.2%和47.7%, 引入形率的三元模型(15)的RMSE、MAB和MPB分别降低59.1%、59.2%和64.1%; 4) 形率引入可显著提高单木生物量预测精度, 与不引入形率的基础模型相比, 以引入形率的三元材积模型(15)为基础, 结合生物量转换因子(BEF)构建的单木生物量模型的RMSE、MAB和MPB分别降低46.9%、46.5%和46.3%。结论: 在材积模型中引入形率, 不仅可提高单木材积预测精度, 还能为单木生物量精准预测提供帮助。引入形率的三元立木材积模型(15)更适合于预测该区域白桦单木材积和生物量。

施肥对闽楠幼苗光合碳固定的影响
王妍,冯金玲,吴小慧,黄蓝明,吴娟,陈宇,杨志坚
林业科学. 2022, 58(5):  40-52.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220505
摘要 ( 259 )   HTML ( 16 )   PDF (3682KB) ( 197 )  
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目的: 研究不同氮(N)、磷(P)和钾(K)施肥量和施肥方式影响闽楠叶片光合特性、内含物含量, 酶活性及植株养分吸收量, 揭示施肥调控光合碳固定机制, 为闽楠壮苗培育和科学施肥提供理论依据。方法: 采用"3414"田间试验方法, 分析不同N、P和K施肥处理对闽楠幼苗光合色素含量、光合作用参数、叶片内含物及相应酶活性的影响; 通过极差分析, 筛选最佳的氮磷钾施肥方式; 通过逐步回归分析、相关分析和通径分析, 构建施肥调控光合碳固定途径。结果: 1) N、P、K施肥提高闽楠叶片光合色素含量, 光合、蒸腾和水分利用能力, 抑制叶片可溶性糖, 可溶性蛋白和丙二醛含量, 提高叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和酸性磷酸酶活性, 抑制多酚氧化酶活性, 进而提高叶片淀粉含量, 促进碳固定。在光合碳固定中, 叶片酸性磷酸酶、水分利用效率和淀粉含量是调控的关键点。2) N元素增强硝酸还原酶活性, 提高叶绿素a含量, 增强水分利用效率, 促进碳固定。3) P元素提高叶绿素b含量, 降低丙二醛含量, 保护细胞完整性, 提高碳同化效率, 但对于光合产物碳代谢无显著影响。4) K元素提高叶绿素a和b含量, 增大气孔导度, 提高气孔CO2和水分利用效率, 提高淀粉含量, 促进光合碳固定。5) 在N、P、K配施下, N, P和K吸收量最大, 与酸性磷酸酶呈极显著相关, 最有利于光合碳固定; 其次为N、P配施, 最差的为单施磷肥, 以T6(N: 0.532 g·plant-1, P2O5: 0.133 g·plant-1, K2O: 0.356 g·plant-1)处理效果最好。结论: 施肥后, 闽楠幼苗吸收N、P和K, 加大叶片气孔通气, 显著提高气孔导度和蒸腾速率, 提高水分利用效率, 增强闽楠幼苗的净光合速率, 促进光合产物的输出, 提高蛋白质合成, 在酸性磷酸酶的作用下调控碳代谢, 产生淀粉, 为其生长提供物质和能量。

光强对金丝李幼苗生长及光合特性的影响
张俊杰,刘青,韦霄,张建军,郭庭鸿
林业科学. 2022, 58(5):  53-64.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220506
摘要 ( 267 )   HTML ( 12 )   PDF (1398KB) ( 614 )  
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目的: 研究岩溶山地的珍稀濒危树种金丝李苗对光照的需求及适应规律, 为其引种、迁地保护、种群复壮、规模化栽培和用于岩溶山体生态恢复提供依据。方法: 将3年生金丝李幼苗进行为期2年相对光强10%、25%、50%和100%处理(分别记为RI10%、RI25%、RI50%和RI100%), 对其生长和叶片特征、生物量分配、光合特性、叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数进行比较, 分析其对不同光环境的适应机制。结果: 1) 金丝李幼苗在4种光强下均能生长, 2年后RI25%和RI50%的地径、株高和冠幅显著大于RI10%和RI100%处理。2) RI25%的单叶面积和叶片厚度显著大于其他处理, 生物量、比叶面积和叶面积比随光强增加呈先增大后减小的趋势, RI100%的根生物量比与根冠比最大, 显著大于RI10%处理。3) 第1年, 幼苗的最大净光合速率(Pmax)和表观量子效率(AQY)的排序为RI50%>RI25%>RI100%>RI10%, 光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)均随着光强的增加而增大; 第2年RI50%、RI25%和RI10%的Pmax和AQY值差异不显著, 但均大于RI100%处理, 除RI100%的LSP相比第1年降低外, RI10%、RI25%和RI50%处理的LSP均相较第1年增高; 全天净光合速率(Pn)最高值排序为RI50%≈RI25%>RI10%>RI100%; 在全天大部分时间里, RI100%的Pn、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)均低于RI10%、RI25%和RI50%处理, 胞间CO2浓度(Ci)则高于其他光强处理。4) 幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量均随着光强的增加显著降低; RI100%的类胡萝卜素与叶绿素的比值显著大于其他3种光强处理。5) 第2年, 可变荧光(Fv)、潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)均以RI25%最高, 与第1年相比变化显著, 但RI100%的上述参数显著低于其他3种光强处理。结论: 金丝李幼苗在形态及光合生理上具有对光环境的调节和适应能力。全光环境下幼苗受胁迫导致生长缓慢; 在重度遮荫下虽生长较慢但各项光合生理指标均正常, 表明其对弱光有一定的适应能力; 而在相对光照为25%~50%的环境下生长良好, 其幼苗叶片可通过增加对光能的吸收能力及提高PSⅡ反应中心的光化学效率来充分利用光能。人工培育幼苗时需适度遮荫。森林过度采伐造成的强光胁迫可能是金丝李致濒的环境因子之一。

树种配置和叶元素含量的空气负离子浓度效应
李爱博,周本智,李春友,羊美娟,汤丽萍,王利仙
林业科学. 2022, 58(5):  65-74.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220507
摘要 ( 312 )   HTML ( 6 )   PDF (3979KB) ( 107 )  
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目的: 在人工气候室控制试验条件下, 分析不同树种配置的空气负离子(NAI)效应以及叶片养分元素和NAI效应的关系, 旨在探究森林的NAI作用机理, 为未来康养森林的树种配置选择提供理论参考。方法: 于2018年6—9月在浙江钱江源森林生态站杭州虎山实验基地人工气候室内控制相同环境的条件下, 对6种亚热带典型树种及其配置的NAI浓度进行连续监测。同时, 测定叶元素含量。采用单因素和LSD法进行方差分析和多重比较(α=0. 05), 利用Person分析法对NAI浓度与叶养分含量进行相关分析。结果: 树叶中锰离子和钾离子含量与NAI浓度均呈显著正相关(P < 0.05), 阔叶树叶中铁离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P < 0.01), 针叶树叶中氮和铜离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P < 0.01)。不同树木组成会导致NAI浓度差异显著, 存在树种混合的交互作用。在混合树种为2种和4种时交互作用表现为正效应, 且NAI的交互效应随叶面积和单种平均NAI浓度增加而增大。在混合树种为5种和6种时交互作用表现为负效应。在混合树种为2~6种时, 交互效应与各树种混合处理的叶量呈紧密的非线性递增关系, 回归方程y = -0.063 1x2 + 78.322x - 23 783。结论: 对提升植物周围的NAI浓度而言, 树叶中锰离子和钾离子含量具有积极作用, 阔叶树叶中铁离子含量和针叶树叶中氮和铜离子含量的作用更显著。不同树种的数量组成会导致NAI浓度的差异, 交互作用效应受到叶生物量、叶面积、树高配置和单个树种NAI效应的影响。总体来说, 树种配置的NAI浓度效应取决于它们之间的交互作用, 有针叶树种时更利于提升NAI浓度, 具有高NAI效应的树种处于配置最上层空间时更利于NAI浓度提升。开展树种配置和叶元素含量的NAI浓度效应研究将为高效康养森林的树种选择和结构配置提供科学依据。

杉木生长性状的空间与竞争效应及其对遗传参数估计的影响
史月冬,郑宏,叶代全,施季森,边黎明
林业科学. 2022, 58(5):  75-84.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220508
摘要 ( 357 )   HTML ( 15 )   PDF (3317KB) ( 166 )  
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目的: 探讨整合空间与竞争效应的模型对不同林龄阶段杉木生长性状遗传参数评估的影响, 为提高育种值预测和优良单株选择的准确性提供理论依据。方法: 以40年生杉木自由授粉子代测定林为研究对象, 以幼林龄阶段、中林龄阶段和过成熟林阶段的胸径和树高为目标性状, 基于最佳线性无偏估计的混合线性模型方法, 分别拟合试验设计效应、空间效应、竞争效应、空间-竞争效应, 利用赤池信息准则评价模型, 对比不同模型估计的遗传参数和育种值。结果: 1) 拟合空间-竞争效应平均提高生长性状狭义遗传力估计值的39.72%。针对不同林龄阶段胸径性状的遗传参数, 拟合空间-竞争混合模型的加性遗传方差相比标准混合线性模型、空间模型和竞争模型分别提高4.46%、26.95%和35.87%, 残差分别降低21.95%、26.81%和20.19%;树高性状空间-竞争模型的加性遗传方差1991和2020年相比基本模型提高10.73%和1.22%, 残差降低12.75%和33.83%。2) 竞争强度与林分个体间的距离有关, 杉木生长性状受到相同行列个体的竞争效应要显著高于对角线方向个体。3) 生长性状存在竞争效应, 且径生长大于高生长。同一性状的加性-竞争效应相关表明, 杉木生长性状在不同林龄均表现出竞争效应, 幼林龄阶段径生长受到的竞争效应大于高生长; 中林龄阶段生长性状表现出强烈的竞争相关, 结合残差相关结果发现, 杉木在中林龄表现出强烈的竞争效应。个体间胸径的竞争影响大于树高间的竞争影响, 胸径比树高更能感受到竞争的敏感程度。4) 在5%入选率下, 育种值平均预测准确性为0.559。4种模型分别选出23个个体, 其中78.3%的入选单株重复。基本模型、空间模型、竞争模型和空间-竞争模型的入选单株胸径均值分别为37.3、37.2、37.3和37.3 cm, 遗传增益分别为12.73%、13.86%和13.32%、14.37%。结论: 采用竞争-空间模型拟合参数可增加加性遗传方差并降低残差方差的估计值; 林分内目标单株受对角线方向的竞争性弱于行、列方向单株的竞争。中林龄阶段生长性状所受竞争效应最大, 径生长对竞争的敏感性大于高生长。

栽植模式对木荷幼林生长和形质性状家系变异影响
肖德卿,罗芊芊,范辉华,邱群,周志春
林业科学. 2022, 58(5):  85-92.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220509
摘要 ( 194 )   HTML ( 4 )   PDF (1089KB) ( 149 )  
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目的: 研究木荷幼林生长和形质性状在纯植和与杉木混交2种栽植模式下的家系遗传变异规律, 为木荷良种选育和高效培育提供理论依据。方法: 以2014年营建于福建省南平市延平区纯植和与杉木混交(木荷∶杉木1∶2列状混交)2种栽植模式下的7年生木荷家系测定林为研究对象, 分析其生长和形质性状的家系遗传变异规律, 并对其各性状进行遗传参数估计及相关性分析。结果: 纯植和混交2种栽植模式对木荷家系的生长和形质性状有显著影响(P < 0.05), 区组效应显著。同纯植模式相比, 与杉木混交显著促进了木荷家系各性状的表型差异, 树高、胸径和树干通直度均提高, 分别高出纯植模式的18%、16%和15%, 树干分叉数则明显减少, 仅为纯植模式下的78%。纯植模式下木荷各性状受较弱至较强的家系遗传控制(0.18~0.53)和较弱的单株遗传控制(0.03~0.13)。与杉木混交, 木荷各性状的家系遗传力和单株遗传力估算值普遍得到提高, 尤其是树高、胸径、树干分叉数和树干通直度的家系遗传力分别高出纯植栽植模式下的31%、72%、20%和31%。2种栽植模式下木荷生长和形质性状存在不同遗传反应, 与杉木混交可显著改变木荷家系生长表现和秩次变化。相关性分析结果显示, 2种栽植模式下木荷家系生长性状与形质性状(除枝下高外)间相关性不显著, 生长和形质2类性状间似相互独立。树高、胸径和枝下高间关系较为紧密, 不易受栽植模式影响。与杉木混交不仅会对木荷冠幅生长产生影响, 同时有效减弱最大分枝角、枝下高和最粗分枝基径间的联系及树干分叉数对树干通直度的影响。结论: 纯植和混交2种栽植模式会对木荷家系生长和形质性状产生显著影响, 与杉木混交可促进木荷家系的表型分化, 并提高了各性状的家系和单株遗传力估算值。对于木荷人工林的营建, 应根据生境条件和栽培模式选择适生优良的木荷家系进行栽植, 并及时对木荷进行修枝除干以培育优质干材。

巨桉金属耐受蛋白EgMTP6的分子特征及功能
韩丽娜,谢贤安,陈辉,唐明
林业科学. 2022, 58(5):  93-101.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220510
摘要 ( 215 )   HTML ( 5 )   PDF (8870KB) ( 86 )  
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目的: 筛选巨桉金属耐受蛋白基因EgMTP6, 分析其生物信息学特征、亚细胞定位、锌转运功能和表达模式, 揭示丛枝菌根真菌、锌、磷与EgMTP6的相互关系, 探究其在缓解锌胁迫中的作用。方法: 通过生物信息学分析, 得到EgMTP6的核苷酸和氨基酸序列特征。利用农杆菌注射烟草叶表皮细胞分析EgMTP6的亚细胞定位, 酵母突变体互补分析EgMTP6转运锌的功能。利用荧光定量PCR技术, 分析锌(ZnSO4)、磷(NaH2PO4)和异形根孢囊霉对EgMTP6表达模式的影响。结果: 基因预测显示: EgMTP6包含一个长度为1 524bp的开放阅读框, 编码507个氨基酸, 包含12个外显子和11个内含子。结构预测显示: EgMTP6蛋白氨基端位于膜内侧, 羧基端位于膜外侧, 包含5个跨膜螺旋和HD-HD基序。系统进化分析表明: EgMTP6属于Group6, 归为Fe/Zn-CDF类群。多序列比对发现, MTP6含有亚铁离子外排泵结构(Ferrous-iron efflux pump, FieF)。亚细胞定位显示EgMTP6定位在内质网, 酵母突变体互补表明EgMTP6是锌转运蛋白。荧光定量结果说明: EgMTP6的表达不受锌浓度影响, 但受高浓度磷和异形根孢囊霉诱导。结论: EgMTP6属于Fe/Zn-CDF类群, 参与锌的转运, 表达量不受锌浓度影响, 高浓度磷处理和接种异形根孢囊霉时表达量显著提高。EgMTP6在分子特征和功能方面的研究有助于进一步探讨该基因在巨桉菌根耐受锌胁迫时的功能。

女贞叶、茎、根及根际土壤真菌群落结构及功能群特征
李斌,史鸿翔,刘兰兰,杨璞,张欣,陈航,冯颖,陈晓鸣
林业科学. 2022, 58(5):  102-112.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220511
摘要 ( 548 )   HTML ( 14 )   PDF (16024KB) ( 311 )  
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目的: 探明女贞不同营养器官和根际土壤真菌群落的物种组成、多样性和功能群特征,为研究女贞及其相关真菌的互作关系及开发利用女贞内生和根际真菌资源奠定基础,同时为林木微生物组研究提供参考。方法: 以女贞叶、茎、根和根际土壤为研究对象,基于真菌rRNA基因ITS1区,应用Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术,结合生物信息学分析,解析女贞内生和根际土壤真菌群落的多样性、物种组成及功能群特征,并比较其群落结构差异。结果: 女贞叶、茎、根和根际土壤真菌丰富度排序为根际土壤>茎>根>叶,多样性为根际土壤>叶>茎>根。4种样品共有的OTU为31个,占OTU总数的2.08%。在叶、茎和根内分别有39.42%、35.26%和76.94%的OTU同时存在于根际土壤中。β-多样性分析表明,β多样性分析表明,叶的真菌群落结构与茎较为相似,而与根和根际土壤差异较大生态位的真菌群落结构存在显著差异(R=0.898 1,P < 0.01)。在门水平上,叶、茎、根和根际土壤真菌群落的优势菌均为子囊菌门和担子菌门;在属级水平上,叶、茎内生真菌的优势属为枝孢属和维希尼克氏酵母属,根内优势属为Rhexodenticula和普可尼亚属,根际土壤的优势属为裸盖菇属和Saitozyma。叶、茎、根及根际土壤共有的真菌主要包括枝孢属、维希尼克氏酵母属、SaitozymaRachicladosporiumSymmetrospora、链格孢属及青霉菌属。在真菌功能群分类中,叶、茎、根和根际土壤真菌功能群分类呈现地上和地下部分分化的特征,叶和茎中的真菌以复合营养型(病理-腐生-共生营养型、病理-腐生营养型)为主,分别占叶和茎真菌功能群的76.97%和91.68%,而根和根际土壤中的真菌以单一营养型(腐生营养型、共生营养型)为主,分别占60.05%和67.51%。结论: 女贞根际土壤的真菌多样性显著高于叶、茎和根。叶的真菌群落结构和功能群特征与茎较为相似,但与根和根际土壤差异较大。在叶和茎中,真菌功能群以病理-腐生-共生营养型为主,而根和根际土壤中的真菌功能群以腐生营养型为主。

内生真菌对新渡户树蜂共生真菌的抑制作用
王立祥,崔树鹏,孔露露,王萱,杨宗基,任利利,骆有庆
林业科学. 2022, 58(5):  113-120.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220512
摘要 ( 230 )   HTML ( 10 )   PDF (3764KB) ( 302 )  
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目的: 研究不同寄主树种对新渡户树蜂共生真菌的种类影响,及寄主樟子松体内死亡新渡户树蜂幼虫体表的优势内生真菌对新渡户树蜂共生真菌的拮抗作用,从微观角度探索寄主内新渡户树蜂幼虫死亡的原因,为新渡户树蜂的生物防治提供新的思路和依据。方法: 根据形态特征和ITS序列鉴定不同寄主树种内新渡户树蜂的共生真菌种类,通过平板对峙和发酵液试验及显微观察判定优势内生真菌大伏革菌Phlebiopsis gigantea和绿色木霉Trichoderma viride对新渡户树蜂共生真菌Amylostereum chailletiiA. areolatum的拮抗能力。结果: 不同寄主树种中均能分离到新渡户树蜂的共生真菌A. chailletiiA. areolatum,但2种共生真菌的检出率差异显著。在樟子松中新渡户树蜂更易携带A. chailletii,而在油松中则更易携带A. areolatum。2种内生真菌的生长速率均快于共生真菌,其中绿色木霉的生长速率最快,共生真菌A. areolatum的生长速率最慢。绿色木霉和大伏革菌均能抑制共生真菌菌丝生长,并缠绕、寄生或穿插生长在共生真菌菌丝上,使得共生真菌菌丝扭曲、变形、异常膨大,最终完全覆盖共生真菌菌落,导致共生真菌无法生长而死亡。2种内生真菌发酵液对共生真菌A. chailletiiA. areolatum的分生孢子萌发有抑制作用,其中绿色木霉发酵液抑制效果高于大伏革菌,且发酵液稀释倍数越高,抑制效果越差。结论: 2种内生真菌对新渡户树蜂共生真菌均具有较强的拮抗效果,且内生真菌菌丝均可完全抑制并杀死共生菌菌丝,研究结果有望为新渡户树蜂的生物防治提供可用菌株。

沙棘转录因子HrWRKY53基因分离及其参与抵御绕实蝇的作用分析
姚莹,曹金峰,陆世曈,丁文彬,张一文,魏建荣,刘建凤
林业科学. 2022, 58(5):  121-130.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220513
摘要 ( 199 )   HTML ( 7 )   PDF (4533KB) ( 90 )  
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目的: 明确HrWRKY53基因的生物信息学及其参与沙棘抗绕实蝇功能,为解析沙棘等胡颓子科植物抗虫机制及分子育种奠定基础。方法: 基于绕实蝇危害前后沙棘果实转录组数据,挖掘HrWRKY基因家族成员中参与绕实蝇危害的关键差异表达基因HrWRKY53,进一步分析该基因的二级结构、亲疏水性及预测磷酸化位点等。利用BLASTP检索同源性高的其他物种蛋白序列进行比对并构建系统发育树;利用qRT-PCR检测该基因的组织表达特异性,绕实蝇危害前后以及脱落酸(Abscisic acid,ABA)、茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)、乙烯(Ethylene,ETH)处理下的该基因表达模式;并进一步分析响应绕实蝇危害的茉莉酸(Jasmonic acid,JA)信号途径上关键基因HrJA2HrLOX1HrAOSHrAOC的表达水平,分析其与HrWRKY53基因表达的相关性。结果: 基于沙棘转录组获得HrWRKY53的开放阅读框(Open reading frame,ORF)全长为1 302 bp,编码433个氨基酸残基的蛋白,该基因含有2个WRKY保守结构域和1个C2H2型锌指结构,属于第Ⅰ类WRKY转录因子家族;二级结构预测其编码的蛋白主要由无规则卷曲构成,含有141个磷酸化位点,推测可能与磷酸化有密切的关系,亲疏水性预测表明该蛋白属于疏水性蛋白;系统发育树分析显示该蛋白与蔷薇科野草莓FvWRKY25同源性最高。qRT-PCR显示该基因具有明显的组织表达特异性,其在沙棘果实中的表达量最高;绕实蝇危害与机械损伤后该基因的表达量均显著上升,激素ABA、MeJA、ET处理后,基因的表达量也呈明显上升的趋势,其中MeJA诱导后,该基因的表达量上升最显著;另外,基于转录组数据及荧光定量数据对JA信号通路的关键差异表达基因分析发现,其通路上的HrJA2基因表达量提高最显著,且HrWRKY53HrJA2基因表达量变化呈明显的正相关。结论: 沙棘HrWRKY53属于第Ⅰ类WRKY转录因子家族,且与蔷薇科草莓FvWRKY25同源性最高;同时该转录因子参与了沙棘抵御绕实蝇危害的应答过程。此外,沙棘受绕实蝇取食后诱导了HrJA2基因的表达进而促进JA合成,而JA又进一步诱导了HrWRKY53基因表达,最终提高了沙棘抗绕实蝇危害的能力。

伊犁河谷西天山野果林苹果巢蛾重要寄生性天敌资源调查
席欧彦,朱丹,钟问,王晨日,胡红英
林业科学. 2022, 58(5):  131-139.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220514
摘要 ( 361 )   HTML ( 10 )   PDF (15608KB) ( 94 )  
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目的: 苹果巢蛾是新疆伊犁河谷西天山野果林的主要害虫之一,查明其寄生性天敌资源可为该害虫的生物防治奠定基础。方法: 2016—2017年在苹果巢蛾的发生地采集其幼虫和蛹,进行人工饲养,观察记录该害虫的生活史和形态特点,对饲养获得的寄生性天敌进行分类鉴定,确定优势寄生蜂及其生物学特征。结果: 1) 明确了西天山野果林苹果巢蛾的生活史,饲养获得5种寄生性天敌——4种寄生蜂和1种寄蝇,其中巢蛾多胚跳小蜂和选择盆地寄蝇是苹果巢蛾幼虫期寄生蜂,齿腿长尾小蜂、群瘤姬蜂和长尾啮小蜂为苹果巢蛾蛹期寄生蜂;获得了优势寄生蜂巢蛾多胚跳小蜂的COI基因序列。2)通过对寄生率的比较统计,确定巢蛾多胚跳小蜂为苹果巢蛾的优势寄生蜂,其平均寄生率为64.52%,雌雄性比约为3.5∶1,并对巢蛾多胚跳小蜂在寄主幼虫中的发育过程进行初步研究。3)首次记录了苹果巢蛾蛹期寄生蜂长尾啮小蜂。结论: 查明了西天山野果林重要害虫苹果巢蛾的本土寄生性天敌资源及优势寄生蜂巢蛾多胚跳小蜂的发育历期、寄生率、性比和COI基因序列等信息,可为野果林天敌昆虫多样性的保护以及利用本土天敌昆虫对苹果巢蛾进行生物防治提供参考依据。

镁铝层状双氢氧化物/三聚氰胺磷酸盐复配阻燃剂对中密度纤维板的协效阻燃机理分析
张丽芳,梁善庆,姜鹏,张龙飞
林业科学. 2022, 58(5):  140-150.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220515
摘要 ( 176 )   HTML ( 6 )   PDF (4658KB) ( 76 )  
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目的: 探究镁铝层状双氢氧化物(MgAl-LDHs)与三聚氰胺磷酸盐(MP)复配阻燃剂的协同阻燃机理,为MgAl-LDHs与磷氮阻燃剂复配阻燃剂应用于阻燃纤维板制备提供理论基础。方法: 采用氧指数仪和锥形量热仪测试阻燃中密度纤维板的阻燃性能,通过氧指数、热释放速率、总热释放量、烟释放速率、烟释放总量变化和协效比计算,分析复配阻燃剂的释热性能及其在生烟特性方面的协效作用,运用热重分析、傅里叶红外光谱分析以及热重-傅里叶红外光谱联用分析技术探讨MgAl-LDHs与MP之间的凝聚相和气相阻燃机理。结果: 复配阻燃剂制备出中密度纤维板的氧指数为31.9%,复配阻燃剂在氧指数协效比计算中未表现出协效作用,而锥形量热仪协效比计算表现出协效作用,热解分析表明复配阻燃剂对木粉的阻燃效果优于MgAl-LDHs和MP单独阻燃作用。燃烧过程中MP催化MgAl-LDHs快速分解,释放大量水蒸气和CO2,吸收纤维板热量,降低表面温度,使燃烧难以维持,同时水蒸气和CO2稀释可燃气体和氧气浓度,降低燃烧速率。复配阻燃剂的阻燃机理主要为气相阻燃,凝聚相阻燃作用不明显,气相阻燃是“冷却效应”和“稀释效应”共同作用的结果,320 ℃前主要为气相阻燃,380 ℃后复配阻燃剂进入凝聚相阻燃。结论: MgAl-LDHs与MP复配阻燃剂的协同阻燃作用机理表现在3方面:1) 温度范围增大,MgAl-LDHs低温分解,与MP复配后复配阻燃剂初始分解温度为198 ℃;2) MgAl-LDHs分解释放水蒸气和CO2,MP分解释放氨气冲淡燃烧表面可燃气体,协同发挥“稀释效应”作用;3) MP催化成炭和MgAl-LDHs高温熔融的覆盖协同作用。

林地定级及基准价的研究与应用——以浙江省龙泉市为例
吴联杯,张卫民,童红卫
林业科学. 2022, 58(5):  151-160.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220516
摘要 ( 512 )   HTML ( 22 )   PDF (3078KB) ( 532 )  
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目的: 对林地进行合理定级并制定林地基准价,为解决林地资源资产评估核算困难的问题,提高大批量林地价值评估效率提供参考。方法: 基于浙江省龙泉市2016年森林资源规划设计调查数据,林地定级运用因素法,首先选取自然因素、社会经济因素以及区位因素,利用熵值法确定各个因素指标权重,加权求和模型计算定级指数,最终采用总分数轴确定法对林地定级;林地基准价通过林地期望价法计算确定。结果: 1) 研究区林地资源分为4个等级,小班个数及总面积从1级到4级先上升后逐渐减少,林地等级呈正态分布形式,结构合理;2) 研究区林地基准价从1级到4级分别为10 504、8 978、7 631和6 284元·hm-2,各等级林地基准价的高低反映林地质量的优劣程度;3) 根据林地的特殊性,结合林地生产力水平的外在体现,制定出与林地基准价相匹配的价格修正系数;4)结合林地基准价与价格修正系数核算研究区林地资源资产经济总价值为2 456百万元。结论: 各等级林地分布特征表明林地定级结果符合林地质量与林地价值差异特征,利用林地基准价进行研究区林地资源资产经济价值核算具有较高适用性,研究成果可为大批量林地资源价值核算提供方法选择,为编制自然资源资产负债表提供技术支撑。

基于耦合效应的林业碳汇项目风险
卢峰,顾光同,曹先磊,吴伟光
林业科学. 2022, 58(5):  161-176.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220517
摘要 ( 295 )   HTML ( 19 )   PDF (2193KB) ( 180 )  
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目的: 基于林业碳汇项目风险耦合效应的视角,对其风险水平进行测算与评价,以期为项目经营主体和政府部门的风险监管提供决策参考。方法: 利用113位林业碳汇专家对林业碳汇项目风险类别、风险发生概率及其影响程度的认知信息调查问卷,首先对项目风险进行具体划分,形成项目风险清单,包括自然、技术、市场和政策等4个风险子系统,共计22个风险因子;再依据文献并结合林业碳汇项目特点,对林业碳汇项目风险子系统内部与风险子系统之间风险因子的耦合关系进行详细剖析,在确定项目风险耦合关系图和风险积流图的基础上,构建林业碳汇项目风险评价的系统动力学模型,获得系统动力学运行全部参数,并利用VENSIM软件通过情景模拟方法对项目整体风险水平与耦合效应进行测算与评价。结果: 1) 耦合效应对林业碳汇项目风险评价结果有明显影响,同质耦合效应要强于异质耦合效应。考虑全部耦合效应时,项目的整体风险水平为6.784,风险等级为Ⅲ;在不考虑耦合效应、同质耦合效应及异质耦合效应时,项目整体风险水平分别为0.355、0.929和3.102,风险等级分别为Ⅰ、Ⅰ和Ⅱ;2)不同风险子系统的耦合效应强弱有明显差异。具体来看,在仅考虑同质耦合效应、仅考虑异质耦合效应以及同时考虑2种耦合效应3种不同情景下,各风险子系统的耦合效应强弱排序均为市场风险>政策风险>技术风险>自然风险;3)在仅考虑同质耦合情景下,“碳汇价格变动与碳市场供给变动”耦合效应最强。在仅考虑异质耦合效应情景下,“国家减排政策变化与碳市场供给变动”耦合效应最强。在同时考虑2种耦合效应情景下,“国家减排政策变化与碳市场供给变动”耦合效应最强。4)风险水平和耦合效应方面,市场和政策风险较大,而技术和自然风险相对较小,但异质耦合效应会使得项目整体风险被逐渐放大。结论: 在林业碳汇项目风险监管中,不仅要关注风险水平本身大小,更要重视风险间的耦合效应,需从源头上防范风险之间的演化与整体风险水平的上升。

综合评述
木材孔隙连通性评价研究进展
金枝,李伯涛,尹江苹,陈倩,付跃进,吕斌
林业科学. 2022, 58(5):  177-186.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220518
摘要 ( 397 )   HTML ( 14 )   PDF (2882KB) ( 203 )  
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木材孔隙之间形成的互通网络结构是木材中水分迁移、药剂渗透的主要途径,对木材干燥、浸渍和改性等工艺质量起着决定性作用,也是影响木质产品吸音、保温和调湿等功能特性的重要因素。当前,木材孔隙结构评价指标主要包括孔隙度、孔径与孔径分布、孔体积、密度、比表面积、孔隙形貌和分形维数等,针对孔隙连通性评价尚未开展全面、系统探索。本文围绕吸附分析法、核磁共振法和计算机断层扫描三维成像法3类孔隙表征技术在木材孔隙及连通性评价方面的研究进行回顾与总结,并提出科学问题与展望,旨在进一步促进木材原料孔隙特征信息深度挖掘,为木材高效利用及其制品质量提升提供有力数据支撑。今后,应在以下方面开展更深入的实践:1) 木材孔隙连通性评价体系构建,首先,形成木材孔隙连通性评价理论基础和研究方法,即对现有方法的适用性和准确性进行评估和验证,结合木材孔隙特征进一步修正理论模型并优化相应评价方法;其次,通过多种表征技术联合互补,完善评价范围及评价指标量化等研究内容,提高木材孔隙连通性评价体系的完整性与全面性。2) 木材孔隙空间拓扑结构解译,木材孔隙分布与连通在纵、径、弦向各不相同,孔径大小差异大,形貌多样且交联互通程度不一,具有十分复杂的空间拓扑结构。木材孔隙连通性评价研究可为木材孔隙空间拓扑结构解译开拓新的空间,在充分提炼特征指标参数的基础上,结合数据挖掘技术,通过对特征指标数据间潜在关系及规则的深度解析实现木材孔隙空间拓扑结构的全面解译,促进传统表征技术及评价体系的升级和优化。

研究简报
吉林蛟河针阔混交林群落邻体竞争效应
粟佳琳,王娟,范春雨,张春雨,赵秀海
林业科学. 2022, 58(5):  187-194.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220519
摘要 ( 204 )   HTML ( 10 )   PDF (2501KB) ( 129 )  
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目的: 点格局分析中完全空间随机零模型要求生境背景必须同质,但复层异龄天然林中生境因子多呈异质性分布,不可避免地会对点格局研究带来影响。本研究尝试通过生境划分的方法,将异质性样地划分为2个亚区(每个亚区内部生境相对同质),并通过标记点格局分析探讨不同生境亚区中林木个体间相互作用规律,旨在为森林经营作业提供理论支撑。方法: 以吉林蛟河21.12 hm2天然针阔混交林监测样地为基础,根据地形变量将样地划分成A、B 2个生境亚区,利用标记相关函数结合完全空间随机模拟过程检验相邻个体间的作用效应。结果: 单个树种的标记相关分析显示,A区和B区中绝大多数树种表现出个体胸径间的空间负相关;并且在r < 6 m尺度上A区中呈负相关的树种数量明显高于B区,在r < 9 m尺度上未检测到个体胸径间呈正相关的树种。如果不考虑生境条件的异质性,在整个样地中进行标记相关分析,林冠层林木个体胸径在0~8 m尺度上显著负相关,亚林层及林下层的林木胸径间没有显著的空间关联性。在相对同质的生境中检验各林层中林木胸径属性的空间自相关时,亚林层及林下层个体胸径间没有显著的空间关系,而林冠层个体胸径在小尺度上具有显著的负相关,A区中林冠层个体间作用尺度为0~6.9 m,B区为0~5.6 m。结论: 在不同生境条件下(即A, B亚区),林冠层内相邻个体胸径空间负关联的尺度不同,在森林经营过程中,确定最终保留密度时要充分考虑生境差异带来的影响。