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2022年 第58卷 第9期 刊出日期:2022-09-25
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林业科学. 2022, 58(9):  0-0. 
摘要 ( 117 )   PDF (3626KB) ( 192 )  
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基于碳收支核算的钱塘江流域森林碳补偿机制
孔凡斌,曹露丹,徐彩瑶
林业科学. 2022, 58(9):  1-15.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220901
摘要 ( 259 )   HTML ( 22 )   PDF (4203KB) ( 191 )  
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目的: 对2000—2020年钱塘江流域碳收支进行核算,据此计算和模拟2000—2020年钱塘江流域森林碳补偿额度和标准及补偿对象和空间选择,为建立健全能够体现碳汇价值的流域及重点生态功能区森林碳补偿机制提供科学依据和政策参考。方法: 以IPCC清单法为基础构建碳排放核算体系计算钱塘江流域县域单元的碳排放量,采用CASA模型计算钱塘江流域各县域单元的碳吸收量,并利用Arcgis软件分区统计森林碳吸收量,分析森林碳吸收对总碳吸收的贡献。采用碳补偿模型计算钱塘江流域森林碳补偿金额,模拟碳补偿对象及空间选择。结果: 2000—2020年,钱塘江流域碳排放强度两极分化明显,碳排放强度较高地区集中于流域的东北部即余杭区、杭州市市区和萧山区。流域内重要生态功能区碳排放强度较低。与碳排放量相反,流域内经济发达区域碳吸收量较少,杭州市市区的碳吸收量最少。森林碳吸收量对域内总碳吸收量贡献最大,且吸收量呈总体上升趋势。流域内经济发展越好、城市化越快速的县域单元,其森林碳补偿率越低,反之森林碳补偿率越高。常山县、开化县、桐庐县、建德市和淳安县因森林碳收支盈余大而能获得较高的碳补偿额度和标准,临安区、余杭区所获得的补偿额度和标准较低。杭州市市区和萧山区因其森林碳收支赤字大而要付出较大的补偿额度和标准。淳安县、建德市、开化县、常山县、余杭区、临安区、富阳区、桐庐县为森林碳补偿接受区及补偿对象。结论: 钱塘江流域各县域单元经济发展极不平衡,生态承载能力和经济发展能力不匹配,碳供需错配问题严重,需要采取多元化森林碳补偿方法、明确森林碳补偿对象、健全政府补偿与市场补偿的协调机制以及建立基于碳收支核算的国家重要功能区森林保护建设制度等措施,率先建立健全能够体现碳汇价值的流域森林生态保护补偿机制,为全国建立生态系统碳补偿机制提供示范。

南亚热带常绿阔叶林优势种组的空间分布格局及组间关联
李林,魏识广,叶万辉,练琚愉,温智峰,周景钢
林业科学. 2022, 58(9):  16-24.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220902
摘要 ( 241 )   HTML ( 22 )   PDF (1280KB) ( 429 )  
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目的: 从种组和物种2个水平,细分研究不同特征优势种组的空间分布格局和组间关联及其随尺度变化的规律,探讨鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落优势种空间分布格局和空间关联的成因,揭示群落中优势种的共存和分布规律,为针对性开展该区域生物多样性保护提供理论依据。方法: 基于鼎湖山20 hm2南亚热带常绿阔叶林群落(DHS大样地)中重要值前10的优势种的调查数据和信息,采用相对邻体密度指数Ωr分析优势种组和组内物种的空间分布点格局,采用多元点格局g12方程进行组间和种间关联的统计。结果: 1) 聚集分布不仅在物种水平占主导地位,也是种组水平上空间分布格局的主要类型,各优势种组内检测到的显著聚集程度随检测尺度增大均呈下降趋势。2) 各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同,组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组分别以大径级和高数量2种生存策略竞争生存资源,最终二者在空间分布上产生差异,以各自的特征共同保持优势,在所有检测尺度均呈显著负相关;径级优势种组与径级和数量均优势种组在所有检测尺度上都独立不相关;数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间处于互补分布状态,在水平空间则集中分布在相同或相近空间中,在所有检测尺度上都显著正相关。3) 各特征优势种组的组内种间关联随尺度变化存在差异:径级优势种组内种间关联以正相关为主;数量优势种组的组内种间关联结果各异;径级和数量均优势种锥栗和肖蒲桃显著负相关。结论: 种组水平的空间分布格局延续了在物种水平上的检测结果,聚集分布仍然是群落空间分布格局的主要类型。各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同,组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组在水平空间互补分布,二者在所有检测尺度都呈显著负相关;数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间分布互补,水平空间重叠,在所有检测尺度上显著正相关。

中度火灾一年后马尾松林土壤碳库特征
罗斯生,罗碧珍,魏书精,胡海清,李小川,王振师,周宇飞,宋兆,钟映霞
林业科学. 2022, 58(9):  25-35.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220903
摘要 ( 211 )   HTML ( 13 )   PDF (1236KB) ( 111 )  
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目的: 分析不同林龄马尾松次生林在森林火灾前后土壤理化性质、土壤活性有机碳组分(LOC)的动态特征及变化趋势,定量评价中度林火强度对土壤碳库稳定性的影响,可为定量研究中度林火对土壤碳平衡与碳循环的影响提供参考。方法: 选择成熟林、中龄林和幼龄林的马尾松次生林,采集火烧迹地及相邻未烧林分0~60 cm土壤,测定其土壤理化性质、细根生物量和土壤LOC组分含量,通过计算土壤碳库管理指数(CPMI)分析土壤碳库变化特征,采用通径分析探讨土壤CPMI的直接影响和间接影响因素。结果: 与对照样地相比,森林火灾后各林龄0~60 cm土层的土壤密度提高3.80%~4.85%、土壤pH值提高4.21%~5.78%、土壤全磷含量提高7.97%~12.44%,土壤含水率降低3.41%~3.97%、土壤全氮含量降低15.09%~17.45%、土壤有机碳含量降低10.07%~14.31%,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤活性有机碳(LOC)分别降低22.70%、19.48%和17.48%。不同林龄马尾松次生林土壤CPMI对森林火灾的响应有差异,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤CPMI分别为26.15、30.57和32.09,呈随林龄的增长而增加的趋势。马尾松次生林土壤CPMI与土壤LOC各组分呈极显著相关关系(P<0.01),与土壤理化性质和土壤细根生物量亦呈极显著相关关系(P<0.01)。通径分析表明,土壤全氮含量对土壤CPMI的直接影响最大,通径系数达1.786,土壤全磷含量、土壤细根生物量对其影响次之,通径系数分别为-1.021和0.981。结论: 中度林火对马尾松次生林土壤有机碳库稳定性产生重要影响,森林火灾后3种林龄之间的土壤活性有机质矿化释放的土壤养分产生差异,是马尾松次生林土壤碳库稳定性变化不一致的主要原因。土壤有机碳库稳定性随着林龄的增加和土壤深度增加而增强。因此,在制定火烧迹地生态修复策略时,应加强成熟林地的保护,同时加强对中幼龄林地的人工抚育,促进火后马尾松次生林的自然更新和恢复。

基于多光谱图像的沉香幼苗冠层全氮量无损估测
袁莹,王雪峰
林业科学. 2022, 58(9):  36-47.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220904
摘要 ( 167 )   HTML ( 6 )   PDF (5977KB) ( 76 )  
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目的: 应用计算机视觉技术处理沉香幼苗冠层多光谱图像并构建全氮量估测模型,探索适用于沉香多光谱图像的新图像处理方法,确定最适于沉香幼苗氮营养状态估测的图像特征和模型形式,以推动沉香营养状态无损估测的发展,为沉香培育经营的精准作业提供新思路。方法: 利用多光谱相机获取沉香幼苗冠层图像,采用改进的指数型半软阈值函数对多光谱图像进行小波去噪,结合傅里叶梅林变换(FMT)配准与遗传反向传播神经网络(GA-BPNN)算法实现多光谱图像的精准分割。提取分割后图像的光谱、纹理特征为自变量,建立基于人工蜂群(ABC)、天牛须搜索(BAS)、混合灰狼优化(HGWO)算法改进的Elastic Net(EN)沉香冠层全氮量估测模型,通过留一法交叉验证对模型进行综合检验评价确定最适优化模型,并将其与传统偏最小二乘回归(PLSR)、岭回归(RR)和多元逐步回归(SR)模型进行对比分析。结果: 1) 改进的指数型半软阈值函数能够有效去除多光谱图像中的强噪声,去噪效果优于小波软阈值、硬阈值和传统半软阈值方法;2)GA-BPNN算法的分割效果优于大津阈值分割、最大熵分割和最小交叉熵分割,结合FMT配准后的分割效果显著优于对各波段图像直接分割的方法;3)就EN模型而言,综合考虑单光谱特征、单纹理特征和综合特征建立的3类模型验证结果,3种优化算法的优化效果为ABC>HGWO>BAS,3类模型的整体估测精度为综合特征>单光谱特征>单纹理特征;基于ABC优化的EN模型(ABC-EN)中,综合特征模型决定系数(R2)为0.829 4,均方误差(MSE)为0.169 5,较单光谱和单纹理特征模型R2分别提高10%和54%,MSE分别降低30%和63%;4)ABC-EN模型与其他传统模型估测精度对比结果显示ABC-EN>RR>PLSR>SR,其中RR模型R2为0.748 3,PLSR模型R2为0.651 2,SR模型R2为0.577 9,均低于本研究提出的ABC-EN模型。结论: 改进的指数型半软阈值函数能够有效去除沉香幼苗冠层多光谱图像中的强噪声,结合FMT与GA-BPNN的分割方法分割效果良好,综合光谱纹理特征构建的ABC-EN模型是沉香幼苗冠层全氮量最优估测模型。

高郁闭度人工林无人机激光雷达单木分割方法优化
朱泊东,罗洪斌,金京,岳彩荣
林业科学. 2022, 58(9):  48-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220905
摘要 ( 185 )   HTML ( 13 )   PDF (16679KB) ( 166 )  
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目的: 针对高郁闭度林分条件下基于LiDAR点云数据单木分割林木提取困难、总体精度较低等问题,提出一种基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法,为开展无人机LiDAR技术森林资源调查提供技术参考,为提高单木分割总体精度提供新策略。方法: 利用无人机激光雷达数据,采用分水岭算法、基于点云的局部最大值聚类算法和基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法对高郁闭度思茅松人工林进行单木分割,并分析分水岭算法中4种CHM空间分辨率和3种DSM插值方法对单木分割效果的影响,与无人机高分辨率影像单木树冠目视解译结果进行比较,以探测率r、准确率pF得分为指标对单木分割精度进行验证和评价。结果: 在幼龄林中,冠层起伏率较大,分水岭算法对单层林的分割效果优于基于点云的局部最大值聚类算法;在中龄林和近熟林中,冠层起伏率较小,分水岭算法易将思茅松树枝识别为树冠,基于点云的局部最大值聚类算法的分割效果优于分水岭算法;基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法充分考虑不同龄组的林分结构差异,精度最高(F = 0.75),优于分水岭算法(F = 0.71)和基于点云的局部最大值聚类算法(F = 0.68);在分水岭算法中,当分辨率为0.5 m×0.5 m时采用反距离权重法(IDW)插值得到的CHM单木分割精度最高(r = 0.70,p = 0.94,F = 0.81)。结论: 林分结构存在差异,单一单木分割方法效果欠佳,通过提取样地冠层起伏率确定分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法单木分割适用的林分条件,可拓宽单一单木分割方法在不同林分条件下的优势,提升单木分割精度。

基于多时相Sentinel-2影像和SNIC分割算法的优势树种识别
岳巍,李世明,李增元,刘清旺,庞勇,斯林
林业科学. 2022, 58(9):  60-69.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220906
摘要 ( 226 )   HTML ( 14 )   PDF (29859KB) ( 264 )  
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目的: 探究将简单非迭代聚类超像素分割算法(SNIC)融合到基于多时相数据的树种分类问题中,并对比分析不同时相数据组合对分类结果的影响,实现更高效、更精准的优势树种识别。方法: 以内蒙古旺业甸林场为研究区,在Google Earth Engine(GEE)云计算平台上利用多时相Sentinel-2多光谱数据提取波段反射率特征和光谱指数特征,采用SNIC和支持向量机(SVM)机器学习分类方法,实现面向对象的优势树种识别,并分析不同时相数据组合对优势树种识别精度的影响。结果: 多时相数据组合的分类精度明显高于各季节单时相数据。对比不同多时相数据组合分类结果,春、秋2个季节时间序列组合数据的分类精度与多季节组合数据结果相近,总体精度分别为94.5%、95.0%和95.8%。结论: 基于多时相Sentinel-2影像和SNIC分割算法的面向对象分类方法能够快速、准确识别优势树种,多季节组合数据的分类结果最优,春、秋2个季节时间序列数据也能获得较好分类结果,总体精度与最优结果差距较小。

美丽箬竹鞭段侧芽萌发生长的碳素制约作用
谷瑞,徐森,陈双林,郭子武,杨丽婷
林业科学. 2022, 58(9):  70-78.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220907
摘要 ( 226 )   HTML ( 3 )   PDF (2471KB) ( 95 )  
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目的: 揭示美丽箬竹鞭侧芽萌发生长特征及其所受碳素供应的影响,为促进竹子侧芽萌发、提高竹林产量提供参考。方法: 选取美丽箬竹鞭径基本一致的带1株立竹(M)、未带立竹(N)的1年生竹鞭,进行3种鞭长(3 cm,L1;6 cm,L2;9 cm,L3)6种处理鞭段侧芽萌发试验,调查各处理的侧芽萌发生长位置以及新竹的数量、地径和高度,测定并分析各处理的新竹叶片的光合色素、非结构性碳水化合物含量及变化规律。结果: 1) 对ML1处理,侧芽萌发生长比例的鞭段部位差异不明显,而其余各处理的鞭段远端、近端侧芽萌发生长比例显著高于中段,存在侧芽萌发生长位置的明显偏向性,且偏向性特征随鞭段长度增大而加强。2)与未带立竹的处理相比,同一鞭段长度的带立竹处理的新竹地径、高度均显著升高,但新竹数量总体无明显差异;随鞭段长度增大,新竹数量对未带立竹处理呈升高趋势,对带立竹处理则差异不大,但新竹的地径和高度无论是否带立竹均无明显差异。3)对带立竹处理,新竹叶片光合色素、NSC含量均显著高于未带立竹处理,但各鞭段长度的NSC组分含量及比例变化规律不同;同时,ML1较ML2、ML3处理的新竹叶片可溶性糖含量无明显变化,但淀粉、NSC含量显著较高,而光合色素含量变化则相反,说明短鞭段带立竹处理的碳水化合物过量积累,光合作用受到反馈抑制。鞭段带立竹与否对新竹地径、高度、光合色素和NSC变化的影响明显大于鞭段长度的影响。结论: 碳素供应对鞭段侧芽萌发生长有明显制约作用,是侧芽萌发生长位置偏向性的重要致成因素。碳素供给不断增加,可逐渐消除这种偏向性萌发生长特征,而且鞭段碳素优先保障新竹数量,再满足新竹质量。增加鞭段碳素“库容”,是提高侧芽萌发率的重要途径。

纳米银和乙烯利预处理调控伊藤牡丹‘巴茨拉’切花瓶插品质
史国安,王依,史田,高双成,赵渊,尚申申,胡思源
林业科学. 2022, 58(9):  79-89.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220908
摘要 ( 210 )   HTML ( 2 )   PDF (3126KB) ( 111 )  
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目的: 分析‘巴茨拉’伊藤牡丹调控切花乙烯致衰的生理效应,以期为牡丹切花保鲜的调控技术提供理论依据。方法: 分别用外源20 μg ·L-1纳米银(NS)、5和20 μL ·L-1乙烯利(CEPA)预处理1 h,通过瓶插法观察‘巴茨拉’切花乙烯致衰的调控。利用气相色谱法测定花瓣乙烯释放的动态变化,称重法测定花枝水分状况,分光光度法测定膜脂过氧化水平,高效液相色谱法测定能量状态,结合主成分分析法解析‘巴茨拉’切花瓶插过程中乙烯代谢、脂质过氧化和能量状态各指标之间的关系。结果: 1)‘巴茨拉’切花吸水迅速,瓶插24 h达到盛开状态,瓶插寿命较短,仅有3~4天;纳米银预处理能够显著延长瓶插寿命改善切花瓶插品质,乙烯利加速切花的衰老进程,并且有显著的剂量效应。2)瓶插6 h有短暂的乙烯跃变特征,与对照相比,纳米银预处理乙烯释放峰值降低26.5%,而乙烯利显著促进乙烯释放,5和20 μL ·L-1乙烯利预处理分别升高了19.0%和125.5%。3)‘巴茨拉’开放衰老是花枝水分失衡与膜脂过氧化加剧的过程,纳米银能够改善花枝的水分状况、抑制丙二醛含量升高和可溶性蛋白质含量降低,乙烯利作用与纳米银作用相反。4)纳米银能够促进呼吸底物转化与积累,提高呼吸代谢关键酶活性和能荷水平;乙烯利则降低呼吸底物含量、降低呼吸代谢关键酶活性和能荷水平。结论: ‘巴茨拉’牡丹切花是乙烯超敏感类型,切花开放和衰老进程受到内源乙烯和能量代谢的共同调控,控制乙烯生物合成与能量状态应成为改善‘巴茨拉’牡丹切花品质的基本策略。

板栗不同冠层球苞负载量对光合特性及果实品质的影响
马雅莉,郭素娟,廖逸宁,王芳芳
林业科学. 2022, 58(9):  90-97.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220909
摘要 ( 170 )   HTML ( 1 )   PDF (1902KB) ( 89 )  
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目的: 研究板栗不同冠层球苞负载量对叶片光合特性、生长发育及果实品质的影响,为构建板栗冠层生产力以及适量留苞提供理论依据。方法: 以三主枝、开张角度大于60°的板栗‘燕山早丰’为试材,于上、中、下3冠层内的不同方向分别选取载有1个(F1)、2个(F2)、3个(F3)球苞的标准枝,于7月测定叶面积、比叶面积和光合指标,于9月果实成熟期采集果样并测定单粒质量及相关内含物。通过分析不同球苞负载量下的叶片与果实指标差异,结合经济效益及果实品质等,探究适于各冠层的最佳球苞负载量。结果: 1) 不同球苞负载量下的叶片光合与生长发育指标存在差异(P<0.05)。随着球苞负载量的增加,叶片净光合速率、瞬时水分利用效率、叶面积、相对叶绿素含量均显著下降,蒸腾速率、胞间CO2浓度则随球苞负载量的增加而显著增大,叶片淀粉含量在各冠层均降低,叶片可溶性糖含量在冠层中、下部减少,但在冠层上部增加。2)不同球苞负载量下的果实指标具有一定的差异性(P<0.05)。随球苞负载量增大,果实的单粒质量、全氮含量、淀粉含量及可溶性糖含量在各冠层均降低,但空苞率升高;各冠层的果实单粒质量、出实率、淀粉和可溶性糖含量均为F3处理最低;冠层下部因光照较弱,导致F3处理空苞率较高。结论: 球苞负载量对板栗叶片光合及果实品质具有显著影响,在板栗生产实际中应将上、中、下冠层内每个结果枝的载苞量分别控制在3、2~3、1~2个为宜。

杨梅种子萌发的生理和基因表达变化
曹靖,戚行江,郑锡良,俞浙萍,张淑文,任海英
林业科学. 2022, 58(9):  98-105.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220910
摘要 ( 357 )   HTML ( 8 )   PDF (1136KB) ( 107 )  
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目的: 探究杨梅种子萌发的生理生化规律,为研发高效催芽技术提供理论依据。方法: 从沙藏催芽的苗圃地里采集刚播种的杨梅种子以及幼根长分别为0~1、1~2、2~3和3 cm以上4个萌发阶段的杨梅种子,分别测定抗氧化酶和淀粉酶活性、激素含量、总酚类物质含量及相关基因表达量。结果: 过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、α-淀粉酶等酶活性动态变化规律基本一致,刚播种到幼根长为0~1 cm时4种酶活性一直增高,幼根长大于1 cm后4种酶活性持续降低;过氧化氢酶(CAT)活性平稳增高,β-淀粉酶活性是增加-降低-增加-降低变化趋势;吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZR)含量动态变化规律为增加-降低,脱落酸(ABA)含量持续降低,赤霉素(GA3)含量没有显著变化;总酚含量先略增加后降低。与未萌发对照相比,萌发过程中MAPKKK15TUA2等2个基因的表达量均变高,YMCIbHLH1PHYAMAPKKK18MAPKKK14YMSQS1FOA1和WRKY6等7个基因均降低,HD2BRVE1YMBZIP等3个基因有升高有降低。结论: 抗氧化酶、淀粉酶、IAA、ZR、ABA主要参与杨梅种子萌发过程的调控,ABA信号通路和GA信号通路的部分关键基因表达量发生变化。

不同促脂剂对湿地松家系的增脂效果及对生长的影响
王哲,刘阳,赵奋成,曾明,李福明,吴惠姗,李义良,廖仿炎,邓乐平,钟岁英,郭文冰
林业科学. 2022, 58(9):  106-116.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220911
摘要 ( 297 )   HTML ( 3 )   PDF (1470KB) ( 70 )  
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目的: 明确不同成分促脂剂对湿地松的促脂效果以及对生长量的影响,筛选出适宜广东地区湿地松的促脂剂,为实际生产中降低采脂成本提供参考。方法: 以广东省台山市红岭种子园的湿地松半同胞子代测定林为研究对象,分别进行不割脂(T0,生长量对照)、常规割脂(T1,试验对照)和使用不同成分促脂剂T2~T5割脂,促脂剂的主成分分别为K2SO4、萘乙酸(NAA)、苯甲酸(BA)和乙烯利(CEPA)。2018年处理并收集松脂7次,2019年处理并收集松脂6次,在处理前收集1次不使用促脂剂的本底产量,所有产脂量和生长量均进行每木测量。结果: 2018年分析结果显示,家系效应和处理效应都极显著(P<0.01),二者互作效应不显著(P>0.05)。前2次促脂效果极显著,增脂率超过135%,而第3次促脂效果有所下降,到第4次时只有T5的脂产量高于对照,但也未达到显著水平,第5~7次T2-T4均没有显著的促脂效果,仅T5依旧保持19%以上的增脂率。7次收集总脂产量显示T5促脂效果最好,增脂率为51.73%。2019年分析结果显示,家系效应在第1次收集不显著(P>0.05),在其他批次都是显著或极显著水平(P<0.05),各个处理组的产脂量本底值无显著差异,之后6次均显示出显著的促脂效果,增脂率29%~269%。6次收集总产量显示,T5促脂效果最好,增脂率为160.61%。各家系产脂量的排名在不同年份、不同处理间变化较大,其中家系I2和I7相对较稳定。2年的生长量分析结果表示湿地松家系效应显著,不同处理组之间的生长量无显著差异,不同处理组之间树高和0.9 m的直径在1年内的增量也没有显著差异。同一年份内不同批次的产脂量有极显著的相关性,相关系数范围0.245 5~0.854 4;不同批次与总产量的相关系数,2个年份均是第1次割脂与总产量的相关系数最低。产脂量与生长量的相关性分析结果显示,产脂量与0.9 m高处的直径有较稳定的极显著正相关,而产脂量与树高的正相关性不确定,在不同年份以及不同的处理中不显著、显著或极显著水平均有检测到,2018年还检测到1次显著的负相关。结论: 不同成分的促脂剂对湿地松的增脂效果差异显著,同一促脂剂在不同气候环境条件下效果也不同,本研究显示以20%硫酸与3% CEPA为主要成分的T5促脂效果最好也最稳定,且与家系无显著互作效应,适宜在湿地松林中大面积推广使用。同一株树在不同时间产脂量差异较大,在测量产脂量性状时,应避免只用第1次割脂的数据。不同家系在不同时间、不同年份和不同处理的产脂量也有较大变化。参试的11个家系中I2和I7的产脂量相对较高且较稳定。使用促脂剂在短时间内对树木高度和0.9 m高处的直径生长均无显著影响,产脂量与直径的相关性较强,在一定程度上可以使用直径作为产脂量的间接选择性状指标。虽然产脂量与树高相关性较弱,但使用T2、T3、T5促脂剂对较高树高的湿地松增脂效果更加显著。

银腺杨84K盐胁迫应答基因PagMYBR96的克隆及表达分析
赵凯,樊艳,邹圣强,郇旭辉,杜淑辉,韩有志,王升级
林业科学. 2022, 58(9):  117-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220912
摘要 ( 153 )   HTML ( 6 )   PDF (6632KB) ( 95 )  
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目的: 基于转录组测序分析,在银腺杨84K中鉴定到1个应答盐胁迫的MYB-related基因PagMYBR96,克隆了该基因并对其特征及参与的生物学过程进行分析,为后续基因功能及调控机制研究和林木基因工程育种提供参考。方法: 采用PCR技术从84K杨cDNA中扩增PagMYBR96基因,对其编码的蛋白序列进行理化性质分析。利用生物信息学分析,对该蛋白的保守结构域、进化关系、亲疏水性、跨膜区域、信号肽、磷酸化位点、二级结构进行分析。采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时转化试验分析蛋白亚细胞定位情况;通过酵母转化筛选试验分析蛋白的转录激活活性;通过RT-qPCR分析基因的空表达模式;借助基因共表达及功能注释与富集分析解析基因集参与到的生物学过程和代谢通路。结果: 从银腺杨84K中克隆了长度为882 bp的PagMYBR96基因,编码293个氨基酸,分子质量为33 306.33 Da,理论等电点为6.32,含有保守的MYB结构域和特征氨基酸,与长梗柳中的同源蛋白亲缘关系较近,没有跨膜区域,也不存在信号肽,可能是一个亲水性蛋白质。PagMYBR96为核定位蛋白,且在酵母中没有转录激活活性。基因时空表达模式分析结果表明,PagMYBR96在84K杨的根和叶中均可应答盐胁迫,且在胁迫初期上调表达,到达峰值后渐渐恢复。PagMYBR96及与其共表达的518个基因与细胞过程、代谢过程、生物调节、对刺激应答、发育过程等相关,且分别被显著富集到类泛素蛋白结合酶活性、类泛素蛋白转移酶活性、泛素蛋白转移酶活性和泛素结合酶活性等GO term及氨酰-tRNA生物合成、泛素介导的蛋白水解和丙酮酸代谢等通路中。结论: 银腺杨84K PagMYBR96基因可以在不同的组织中应答盐胁迫,并通过不同的生物学过程参与植物的生长发育及胁迫应答。PagMYBR96及其共表达基因的功能与泛素蛋白酶体系统介导的蛋白质降解及丙酮酸代谢等过程相关。

松天牛小首螨的研究Ⅲ.携播特性
李俊楠,陈润恺,付煜,蔡梦玲,黄炳荣,徐云,吴松青,张飞萍
林业科学. 2022, 58(9):  128-137.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220913
摘要 ( 119 )   HTML ( 8 )   PDF (11408KB) ( 49 )  
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目的: 松天牛小首螨是新发现对松材线虫传播媒介松褐天牛卵具有寄生致死作用的微型携播螨类,研究阐明该螨的携播特性可为深入理解其生境适应性、评价其应用潜能和建立科学的野外应用方法提供依据。方法: 通过室内饲养、行为观察、模拟试验和野外诱捕调查,研究松天牛小首螨在松褐天牛成虫体表的分布规律,在松褐天牛成虫取食、产卵和共饲养等过程中的携播规律以及林间松褐天牛成虫携带松天牛小首螨的情况。结果: 松天牛小首螨以雌成螨为携播螨态,主动转移聚集在松褐天牛成虫体腹面沟缝处,雌、雄天牛均以后胸腹面携螨数量显著最多。在携螨天牛取食过程中,1 h内每头雌、雄天牛分别平均传播3.0、2.9头松天牛小首螨到松枝上。在携螨松褐天牛雌成虫产卵过程中,平均每产1粒卵可传播6.5头松天牛小首螨到天牛产卵部位。松天牛小首螨可在不同松褐天牛成虫个体间相互传播,当携螨天牛与未携螨天牛共饲养2天后,平均每头携螨天牛可传播39.3头松天牛小首螨到未携螨天牛体上,传播率为8.1%,共饲养10天后则每头携螨天牛可传播192.2头松天牛小首螨,传播率达38.5%。在不同天牛共饲养组合中,携螨雄天牛向未携螨雌天牛传播松天牛小首螨的数量和传播率均显著最高。在松天牛小首螨自然栖息林分内的松褐天牛成虫携螨率为55.0%,其中雌、雄天牛的携螨率分别为61.6%和39.2%,雌天牛显著高于雄天牛,平均每头雌、雄天牛分别携螨291.4、247.3头,二者间无显著差异。结论: 松天牛小首螨以雌成螨附着在松褐天牛成虫体腹面,通过在不同天牛成虫个体间传播、天牛的取食和产卵等行为传播扩散和繁殖扩张种群。该螨的这一携播特性既是其种群生境适应性的体现,也说明其具有较强的生物防治应用潜能。在未来林间应用中,可通过在松褐天牛成虫活动区或松褐天牛卵高密度部位释放松天牛小首螨,利用该螨的携播特性发挥其生物防治效能。

微钻阻力法间接测量木材密度
姚建峰,郭旭展,符利勇,王雪峰,雷相东,卢军,郑一力,宋新宇
林业科学. 2022, 58(9):  138-147.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220914
摘要 ( 147 )   HTML ( 9 )   PDF (6610KB) ( 94 )  
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目的: 探究微钻阻力仪钻针阻力与木材密度之间合适的模型形式,以及不同树种之间和同类树种之间的数学模型适应性,为微钻阻力法间接测量木材密度提供依据。方法: 1) 使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含软木和硬木8个树种木材样品的钻针阻力和绝干密度,每个树种2/3的测量数据作为建模数据集,1/3的测量数据作为测试数据集;2) 基于总体建模数据集,建立所有树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型,选用决定系数最高的模型形式作为总模型反映钻针平均阻力与木材绝干密度之间的关系;3) 基于软木类和硬木类建模数据集,使用选定的模型形式分别建立软木类和硬木类木材钻针平均阻力与木材绝干密度之间的类模型;4) 基于每个树种建模数据集,使用选定的模型形式建立每个树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的分模型;5)基于测试数据集,计算总模型、类模型和分模型的估计标准误差和平均估计精度,分析各级别模型之间估计标准误差和平均估计精度是否存在显著性差异。结果: 1) 基于总体建模数据集建立的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数分别为0.942、0.952和0.961;2) 软木和硬木类模型的决定系数分别为0.780和0.864,分模型的决定系数在0.397~0.943之间;3) 总模型、类模型和分模型估计标准误差分别为32.222、31.635和27.121 kg ·m-3,平均估计精度分别为95.554%、95.636%和96.292%;4) 各树种总模型、类模型和分模型相互之间的估计标准误差和平均估计精度在0.1水平上均不存在显著性差异。结论: 1) 线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数最高,采用线性模型与对数模型相结合的混合模型形式研究钻针阻力与木材绝干密度之间的关系较为合适;2) 分模型的估计标准误差最小,平均估计精度最高,采用分模型预估木材绝干密度较为合适;3) 当测量精度要求不高时,为降低建模工作量,可采用总模型估计木材绝干密度。

3D层状木基微压传感器的制备及性能
王宁,张妍,夏兆鹏,刘亚亚,潘佳俊,刘雍,王亮
林业科学. 2022, 58(9):  148-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220915
摘要 ( 126 )   HTML ( 1 )   PDF (5640KB) ( 47 )  
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目的: 将去除木质素、半纤维素组分的木材作为传感器骨架材料,研究其与导电聚合物的含固比对压力传感器感测性能的影响,为开发基于绿色天然材料的低成本、高性能传感器提供新思路。方法: 以轻木为原料,通过NaClO2、NaOH溶液两步法选择性地从细胞壁中去除木质素和半纤维素组分,应用冷冻干燥技术制备木基气凝胶并将其作为传感器骨架材料;采用浸渍法将气凝胶骨架浸入导电聚合物聚(3, 4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)和偶联剂3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPS)混合溶液中,经冷冻干燥后低温加热使三者交联,制备3D层状木基微压传感器;对3D层状木基微压传感器进行结构形态表征和电学、感测性能测试,探讨木基气凝胶骨架与PEDOT∶PSS含固比对压力传感器感测性能的影响。结果: 木基气凝胶骨架结构机械可压缩性好、高度多孔、具有特殊分层结构,有利于PEDOT∶PSS和GOPS混合溶液吸附,CPG-0.25、CPG-0.5、CPG-0.75的电导率分别为0.02、0.15和3.04 mS ·cm-1,最大压缩应变分别为72%、62%和51%,微压灵敏度分别为95.93(R2=99.6%)、96.88(R2=99.8%)和108.34 kPa-1(R2=99.1%),随着PEDOT∶PSS含固比增大,复合导电气凝胶的电导率不断增大,传感器最大压缩应变逐渐减小,传感器在微压(1.5 kPa)下灵敏度逐渐增大,压力传感器CPG-0.75的微压灵敏度最高,且显示出良好的线性度和优异的稳定性(2 kPa下5 000个加载-卸载循环试验的相对电阻变化率稳定,无明显电信号波动)。结论: 木基气凝胶与PEDOT∶PSS含固比对3D层状木基微压传感器的微压灵敏度影响较大,随着PEDOT∶PSS含固比增大,复合导电气凝胶的导电性增强,传感器微压灵敏度提高。3D拱形层状多孔木基气凝胶骨架一方面在微小压力作用下传感器能够产生更多接触,电阻变化率较大,使传感器具有优异的微压灵敏度;另一方面骨架结构机械可压缩性好,使传感器具有良好的稳定性。

综合评述
竹类植物茎秆液流研究:方法、特征及影响因素
汤志颖,高俊宏,曾赞青,王淼淼,漆良华
林业科学. 2022, 58(9):  157-164.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220916
摘要 ( 193 )   HTML ( 9 )   PDF (1273KB) ( 371 )  
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根据竹类植物独特的生物学特性与解剖构造,选择适宜的茎秆液流测定方法,揭示茎秆液流的动态变化和影响因素,有利于深入阐明其生理生态过程与机制,为竹林水分养分精准管理、高效利用及生态经营提供科学依据。竹类植物茎秆液流的测量方法起源于木本植物,包括热脉冲法、热消散探针法和茎热平衡法。其中,热脉冲法不受地形等环境条件的限制,但在低蒸腾状态下液流测定结果具有不确定性;热消散探针法成本相对较低,但传感器易因液流密度分布不均形成的径向梯度而引起测度误差,需要进行验证和校准;茎热平衡法无需探针钻孔,仪器包裹竹秆后可实时获取数据,但需满足流动条件稳定和温度恒定的基本假设条件。通常将3种测定方法结合应用并相互验证,从而获取较可靠的液流测定结果。竹类植物的茎秆液流具有相对普遍的规律,日变化、夜间动态和季节尺度上均表现为相似的“峰”状曲线特征。竹类植物日间液流于清晨启动,随后不断增加,至午后达到峰值,然后持续减少,入夜后达最低值;晴朗天气液流变化总体呈现“单峰”状曲线,阴雨天气呈现“多峰”状态。夜间液流总体保持低流量特征,在不同季节和环境条件下都显著低于日间液流,且变化幅度很小。季节尺度上液流量春季最低,夏末初秋最高,由冬季到夏季,液流开始上升和峰值达到的时刻均逐渐提前,由夏季到冬季则反之。不同生长阶段竹类植物液流特征也存在差异。竹类植物液流变化的影响因素包括不同于木本植物的生理解剖结构以及环境因子。其中,竹类植物中空的茎秆和地下鞭根系统是影响液流的生物学基础。环境因素通过影响蒸腾和植物根压而对液流产生影响,气温、饱和水汽压差和太阳辐射与茎秆液流的变化均具有很强的相关性。热扩散法探针的长度、测量的具体部位等测量方法差异也会导致不同测量结果。对未来竹类植物茎秆液流的测定和研究提出展望:理论上需探究其作用机理与影响机制,构建统计与验证模型;技术上应整合改进现有测定方法,研发适宜的测定方法与技术,提高测定精度;在应用上,应结合区域、气候、地形条件及竹种等差异设置参数,形成具有普遍性的测定模式。