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2023年 第59卷 第3期 刊出日期:2023-03-25
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林业科学. 2023, 59(3):  0-0. 
摘要 ( 103 )   PDF (2409KB) ( 261 )  
相关文章 | 多维度评价
前沿与重点:碳达峰、碳中和目标下林业碳汇能力提升
森林碳汇助力碳中和的几点认识
肖文发,朱建华,曾立雄,简尊吉,雷蕾
林业科学. 2023, 59(3):  1-11.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220681
摘要 ( 0 )   HTML ( 0 )   PDF (861KB) ( 473 )  
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森林碳汇不是“杯水车薪” ,而是国之重器,森林碳汇功能及其对碳中和的贡献已成为全球共识,森林碳汇的形成、提升、监测、计量、核证、交易等已成为科学研究和社会发展的重要领域。本研究探讨人类文明进程中的人碳关系变化特点,梳理森林碳汇全链条中的一些基本问题,包括森林定义对碳汇计量的影响,森林碳的源-汇关系,碳汇计量边界,碳汇的监测、报告和核算,以及碳汇项目开发、碳汇交易的基本要求等,分析我国森林碳汇提升面临的挑战、潜力和路径。研究认为,要进一步加强森林碳汇科技创新体系建设,深入认识生态修复、森林经营、森林利用过程中的碳汇机制;要进一步优化与森林生态系统碳循环相关的社会制度和规则、技术和文化体系的设计和应用,支撑国家碳达峰碳中和战略实施和生态文明发展。

我国陆地生态系统碳汇的研究进展和提升挑战与路径
简尊吉,朱建华,王小艺,肖文发
林业科学. 2023, 59(3):  12-20.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220666
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巩固和提升陆地生态系统碳汇能力和潜力是缓解全球CO2浓度上升和气候变暖的重要手段,也是实现我国“碳中和”目标的主要途径之一。为全面了解我国陆地生态系统碳汇功能及科学制定“碳中和”目标实施路径和行动方案,本研究总结我国森林、灌丛、草地、荒漠、湿地和农田生态系统碳源/汇的研究现状和趋势,阐述我国陆地生态系统碳汇提升面临的挑战及解决路径。近40年来,我国陆地生态系统表现为重要的碳汇,碳汇强度时空差异明显:从1980—2000年的0.17 Pg·a?1(1 Pg=1×1015 g)增至2001—2010年的0.20 Pg·a?1,预计2050—2060年将达0.46~0.49 Pg·a?1;整体上呈现东、南部高,西、北部低的空间格局。我国陆地生态系统各子系统碳源/汇特征也表现不同:森林是碳汇的主体,灌丛、湿地和农田表现出碳汇趋势,但草地和荒漠的碳源/汇特征尚不明确。我国陆地生态系统未来碳汇潜力巨大,但仍存在较大不确定性,主要面临3方面问题,即国土生态空间有限、固碳能力亟待提升、政策机制与配套措施不完善。今后,我国陆地生态系统碳汇提升应从以下4个方面开展深入研究:1) 优化生态空间布局,科学实施生态修复;2) 科学认知生态系统碳汇形成机制,提升生态系统固碳能力;3) 加强生态系统碳汇调查、监测、核算以及标准规范能力建设;4) 探索生态碳汇价值实现机制与路径。

我国5种主要人工林乔木层碳储量生长模型及其气候驱动分析
曾伟生,蒲莹,杨学云,易善军
林业科学. 2023, 59(3):  21-30.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220033
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目的: 研建我国5种主要人工林(杉木林、杨树林、桉树林、落叶松林和马尾松林)乔木层碳储量生长模型,确定碳储量平均生长量最大时的林龄,分析固碳能力差异及其受气候因子的影响,为提升人工林碳汇能力和制定森林可持续经营决策提供科学依据。方法: 基于第九次全国森林资源清查8 520块样地碳储量数据,采用非线性加权回归方法和可变参数模型,研建5种主要人工林乔木层碳储量生长模型,分析年均气温、年均降水量对模型参数的影响,并比较5种人工林乔木层固碳能力的差异。结果: 5种主要人工林乔木层碳储量生长模型的平均预估误差在5%以内,模型自检和独立交叉检验的总体相对误差在3%以内。落叶松林、马尾松林、杉木林、杨树林和桉树林乔木层碳储量年均生长量最大时的林龄分别为24、16、12、6和2年,对应的年均生长量分别为1.50、1.85、2.10、2.96和6.97 t?hm?2;马尾松、杉木、杨树和桉树人工林乔木层碳储量最大平均生长量分别是落叶松人工林的1.23、1.40、1.97和4.65倍。年均气温每下降1 ℃,杨树林、马尾松林、桉树林和落叶松林乔木层碳储量年均生长量分别降低7.6%、4.5%、4.4%和3.0%;年均降水量每减少100 mm,落叶松林乔木层碳储量年均生长量降低5.8%,杨树林和桉树林乔木层碳储量年均生长量反而略呈增加趋势。结论: 我国5种主要人工林乔木层固碳能力从高到低依次为桉树林、杨树林、杉木林、马尾松林、落叶松林,均不同程度受年均气温和年均降水量的影响,其中受影响最大的是杨树林,其次是落叶松林、马尾松林和桉树林,杉木林受影响不显著。为发挥我国人工林固碳潜力,应参考其碳储量生长过程合理确定经营周期,并在统筹区域发展的基础上努力发展桉树和杨树人工林。

温带次生林涡动协方差与清单法碳通量交互对比
王兴昌,刘帆,孙雪,焦振,孙晓凤,张全智,全先奎,王传宽
林业科学. 2023, 59(3):  31-43.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220607
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目的: 明确东北温带次生林长期CO2通量与地面碳过程及其不确定性,为提升森林碳通量测算精度提供方法支撑。方法: 选择帽儿山站典型天然次生林,基于2008—2018年涡动协方差(EC)法连续监测的CO2通量、2008—2019年清单法测算的地面净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤呼吸监测数据,评估2种方法测算CO2通量的不确定性来源,并比较二者是否具有一致性。结果: 1) EC法测算的11年间平均CO2净交换量(NEE)为?1.57 ± 0.64 t?hm?2 a?1,总初级生产力(GPP)为13.56 ± 1.48 t?hm?2 a?1,生态系统呼吸通量(Re)为12.00 ± 1.38 t?hm?2 a?1,三者不确定性分别为0.47、0.90和1.37 t?hm?2 a?1,相对不确定性分别为29.9%、6.6%和11.4%。2) 清单法测算的生态系统总NPP为7.54 ± 1.31 t?hm?2 a?1,冠层NPP和木质组织NPP分别为2.32 ± 0.14和2.36 ± 0.14 t?hm?2 a?1,二者分别占总NPP的30.8%和31.3%;林下植被NPP为0.39 ± 0.04 t?hm?2 a?1,仅占总NPP的5.2%,其中灌木层和草本层NPP分别为0.08 ± 0.02和0.31 ± 0.03 t?hm?2 a?1;细根NPP为2.47 ± 1.29 t?hm?2 a?1,占总NPP的32.7%。3) 冠层NPP不确定性主要来自凋落物产量;胸径测量、生长量时空变异、含碳率分别贡献1年测量木质组织NPP不确定性的32.3%、65.2%和2.5%。4) 结合箱式法土壤异养呼吸通量5.23 ± 0.20 t?m?2 a?1和倒木呼吸通量0.37 ± 0.21 t?hm?2 a?1,测算NEP为1.94 ± 1.34 t?hm?2 a?1,与基于EC法测算的NEE绝对值估算区间1.57 ± 0.47 t?hm?2 a?1重合。结论: 帽儿山典型温带次生林EC法测量的11年间平均NEE与清单法12年间地面NEP吻合较好。仔细的EC法系统设计与因地制宜的数据处理方法,应用恰当方法尽可能完整测量NPP所有组分以及增加测量年限,有助于提高碳通量测量准确度,对加深理解我国典型温带次生林CO2通量和局域尺度森林NPP和NEP的不确定性具有重要意义。

红树林保护碳汇项目碳信用计量方法——以深圳市福田红树林保护区为例
陆日,王晨,陈烨,许茜茜,胡玥,陈峥,曹镓玺,武曙红,李玲,高鹤
林业科学. 2023, 59(3):  44-53.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220624
摘要 ( 0 )   HTML ( 0 )   PDF (690KB) ( 364 )  
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目的: 探索我国红树林保护碳汇项目碳信用计量方法,促进可测量、可报告、可核查的红树林保护碳汇项目碳信用进入碳市场进行交易。方法: 提出综合考虑碳效益、生物多样性效益及社区效益的红树林保护碳汇项目碳信用计量方法,以深圳市福田红树林保护区为例,运用PLUS模型Markov链方法,确定红树林保护碳汇项目基线情景及其各碳库碳储量、温室气体排放量的变化情况,选用缺省因子计算自福田红树林保护区建立起即1988—2060年(我国实现碳中和目标年)的红树林保护碳汇项目碳效益。通过参与式乡村评估、实地走访、文献资料调查等方法,评定福田红树林保护区的生物多样性与社区效益。结果: 1988—2060年,福田红树林保护区红树林保护碳汇项目碳效益为350 231.91 t,年均4 864.33 t?a?1。生物多样性与社区效益评定结果表明,福田红树林保护区红树林保护碳汇项目为A类项目,无需对碳效益进行调整。结论: 福田红树林保护区的碳信用有效体现了保护活动的多重效益,即项目活动除具有固碳减排增汇能力外,还协同应对与解决其他全球性问题。红树林保护活动碳信用核算方法的开发,有助于利用碳市场机制实现资源的有效配置,为红树林保护活动拓宽融资渠道,进一步加强对红树林生态系统的保护。

1973—2018年我国桉树人工林生产力及碳汇能力
张煜星,王雪军
林业科学. 2023, 59(3):  54-64.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220725
摘要 ( 0 )   HTML ( 0 )   PDF (945KB) ( 741 )  
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目的: 探究1973—2018年我国桉树人工林资源变化情况、生产力及碳汇能力,揭示桉树人工林连续种植下土壤肥力消耗问题和生产力变化规律,客观评价桉树人工林对保障我国木材供给、保护天然林资源、增强森林碳汇能力和缓解气候变化的贡献,并为制定桉树人工林可持续经营政策提供科学依据。方法: 基于1973—2018年9次全国森林资源清查3 564块桉树样地调查数据以及2003、2016年2期全国林地一张图数据和气象资料等,分析桉树人工林空间分布动态变化,并连续跟踪固定样地桉树变化,根据1994—2018年5期25年桉树人工林固定样地蓄积量数据,定量评价我国桉树人工林的生产力、碳积累能力、弃种率及其原因,构建桉树人工林弃种率模型和生产力模型。结果: 桉树在我国的适宜栽植范围为年均气温19~21 ℃、年降水量1 400~1 600 mm、海拔0~300 m的区域。全国桉树人工林年均生产力一般为4.14~8.57 m3·hm?2a?1,以海南、广东、广西和福建4省(区)较高,2~3年生桉树人工林接近40 m3·hm?2a?1;据第九次(2014—2018年)全国森林资源清查数据,桉树人工林每公顷年均固碳量为5.29 t·hm?2a?1,比同地区速生树种马尾松和杉木人工林分别高2.95和2.18倍。尽管桉树人工林采伐年龄低,46%的采伐量用于造纸,但仍有54%的采伐量以板材形式长期固碳,碳汇功能仍很强。桉树是重要用材树种,虽然全国桉树人工林面积占人工林总面积的6.85%,但木材年采伐量占全国人工林采伐量的17.96%以上,其中广东和广西桉树人工林面积占其人工林总面积的30.32%和34.91%,采伐量分别占66.29%和49.97%。桉树生长旺盛,地力消耗较大,每隔5年原桉树种植面积弃种率25%以上,10和20年时的累计弃种率分别接近50%和75%,存在长期连续种植后地力严重衰退、难以再造林的风险。结论: 通过控制桉树人工林连载经营周期、进行合理轮作、提高科学经营水平等措施,弃种地仍可复种。现在20年内复种的桉树人工林面积占其弃种面积比例不足20%,50年内不足30%,仍有潜力提高复种率。应加强桉树人工林可持续经营,维持土壤肥力,为保障我国木材供给、保护天然林资源、增强森林碳汇能力和缓解气候变化做出更大贡献。

研究论文
2001—2020年埃及植被生长状况时空变化特征
何晨阳,闫峰,卢琦,焦岩
林业科学. 2023, 59(3):  65-72.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210566
摘要 ( 191 )   HTML ( 13 )   PDF (1107KB) ( 311 )  
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目的: 深入研究埃及近20年来植被生长状况时空变化特征,为系统评价埃及的荒漠化防治成果和促进埃及经济和社会可持续发展提供科学依据。方法: 基于2001—2020年MODIS-EVI数据,采用时间序列谐波法进行数据重构,选择趋势分析、变异系数和Hurst指数等对埃及近20年来植被生长状况时空特征及其未来变化趋势进行分析。结果: 1) 埃及年内植被生长曲线呈现双波峰特征,近20年来埃及植被生长状况趋于改善,增强型植被指数年均增速为0.000 31;2) 埃及植被生长状况稳定区面积占总面积的93.21%,主要分布在西部、中部和南部等大部分地区;植被生长状况改善区面积占总面积的4.79%,主要分布在西北沿海和尼罗河三角洲东西部;植被生长退化区面积占总面积的2.00%,主要分布在尼罗河三角洲中部地区;3) 近20年来埃及植被生长变异系数相对较低,尼罗河三角洲以及尼罗河沿岸地区植被生长变化波动相对明显;4) 埃及未来植被生长的反向变化特征强于同向变化特征,植被未来改善区面积占总面积的3.74%,未来退化区面积占总面积的3.05%。结论: 近20年来埃及荒漠化防治取得显著成效,植被生长状况总体趋于改善,且未来表现为一定可持续性。

联合LiDAR、高光谱数据及3D-CNN方法的树种分类
毛英伍,郭颖,张王菲,苏勇,关塬
林业科学. 2023, 59(3):  73-83.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220533
摘要 ( 253 )   HTML ( 8 )   PDF (6382KB) ( 176 )  
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目的: 探究三维卷积神经网络(3D-CNN)在高光谱数据支持的树种分类中的有效网络构建方式,以提高树种分类精度。方法: 以美国加利福尼亚州内华达山脉南部为研究区,LiDAR数据获取的森林冠层高(CHM)进行单木分割并以此为补充建立样本,改进一种结构更简单、分类精度更高且无需对高光谱数据进行预处理的3D-CNN网络结构用于森林树种识别。结果: 相较于常规机器学习分类方法【支持向量机(SVM),随机森林(RF)】、传统二维卷积神经网络模型(2D-CNN)及最新多光谱分辨率三维卷积神经网络(MSR 3D-CNN)模型,本研究提出的3D-CNN模型对树种总体分类精度为99.79%,平均交并比(MIoU)为99.53%。与SVM和RF分类结果相比,本研究构建的3D-CNN模型总体分类精度提高5%左右,且具有对树种边界提取更加准确、椒盐现象更少发生的特点;与2D-CNN相比,总体分类精度提高10%左右,MIoU提高7%左右;与MSR 3D-CNN相比,总体精度相差不大,但在训练和测试过程中,本模型耗时远远小于MSR 3D-CNN模型。结论: 本研究改进的3D-CNN模型结构能够高效对原始高光谱影像进行树种分类并制图,可有效提高树种分类的精度。

脱水方式和贮藏时间对苦槠种子发芽的影响
曾素平,厉月桥,刘儒,王佳,赵梅芳,张华聪
林业科学. 2023, 59(3):  84-93.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210457
摘要 ( 175 )   HTML ( 6 )   PDF (967KB) ( 150 )  
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目的: 研究不同脱水方式和低温贮藏条件下苦槠种子的活力状态,为亚热带地区顽拗性种子收集和保存提供理论基础和技术支撑。方法: 以苦槠种子为供试材料,比较种子在脱水和冷藏前后的萌发能力,分析贮藏温度(常温20 ℃和低温4 ℃)和冷藏时间(7、14、30、60、90 天)、脱水速率(快速和慢速)和脱水时间(1、2、4、8、12、24、48、96 h)及低温与脱水交互作用下种子发芽率和发芽指数,探究脱水方式与冷藏处理相互作用对种子萌发的影响。结果: 1) 低温贮藏、脱水时间及其交互作用对种子发芽率和发芽指数具有显著影响;2) 常温贮藏时,快速脱水后种子发芽率和发芽指数与未脱水相比显著提高;3) 与未冷藏种子相比,冷藏处理抑制快速脱水种子萌发,对未脱水和慢速脱水处理1~48 h种子发芽率基本无显著影响,慢速脱水96 h冷藏后种子基本失活;快速脱水后未冷藏种子发芽率最高(68.80%),冷藏后发芽率显著降低;冷藏30天时显著降低种子发芽率和发芽指数;4) 同一冷藏处理下(除冷藏30天),短期快速脱水处理的种子发芽率和发芽指数与未脱水相比显著升高或无显著差异,脱水时间延长会使种子活力大幅降低或丧失;慢速脱水时的种子发芽率和发芽指数一般均显著低于未脱水种子。结论: 常温贮藏时,快速脱水明显促进种子萌发;低温贮藏和脱水处理方式存在交互作用,短期快速脱水且冷藏处理利于种子萌发,慢速脱水后4 ℃冷藏处理则降低种子活力。苦槠种子可在常温快速脱水和短期快速脱水4 ℃冷藏条件下保存。

白杨杂交子代栓塞脆弱性分割及与生长的关系
韩璐,赵涵,王薇,刘文辉,姜在民,蔡靖
林业科学. 2023, 59(3):  94-103.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210794
摘要 ( 197 )   HTML ( 3 )   PDF (862KB) ( 111 )  
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目的: 研究不同生长速率白杨杂交子代有无脆弱性分割、脆弱性分割差异及与生长的关系,为脆弱性分割假说检验提供试验证据,也为杨树耐旱性评价及生长策略提供支撑。方法: 以快速(K)、中速(Z)、慢速(M)3种生长速率类型的4年生白杨杂交子代为研究材料,每种子代类型选3~6株单株,测定其地上生物量(AGB)、中午叶水势(Ψmiddy)以及根、枝、叶的栓塞脆弱性(P50),计算叶片与枝条的水力安全边际(HSM),测定木质部导管水力结构指标导管直径(DV)、导管水力直径(DH)、导管密度(VD)、导管腔占比(FL)和导管抗垮塌能力(t/b)2结果: 1) 地上生物量中K>Z>M,且M显著小于K和Z。2) 枝条的P50中M显著低于K和Z,而叶片和根段的P50在K、Z、M间无显著性差异;不同器官间,枝条的P50低于叶片和根段。3) 在导管水力结构上,M枝条的导管直径、导管水力直径、b值显著低于K和Z,(t/b)2显著高于K和Z,M叶片的导管直径与Z相近,但显著低于K;M根段的导管密度显著大于K和Z,其余指标无显著差异。不同器官间,导管直径沿水力路径由根到叶片逐渐缩小,根段导管直径最大为叶片的5.12倍,而导管密度由根到枝条逐渐增大,根段的导管密度仅是枝条的1/4。4) 3种子代类型均存在脆弱性分割现象,其中M的分割程度最大,略高于K,是Z的2倍;在叶片水力安全边际上,Z的更宽,K与M的较窄甚至为负,而枝条的水力安全边际在三者之间相差较小。结论: 不同生长速率的3种杂交杨子代均存在栓塞脆弱性分割,其中生长最慢的M的分割程度最大。不同器官的栓塞脆弱性差异可通过导管直径、(t/b)2等导管水力结构得以反映。枝条木质部导管水力结构的差异可能是造成K、Z、M脆弱性分割程度不同的主要原因。与K和Z相比,生长速率最慢的M的枝条栓塞抗性更高、脆弱性分割程度更大,二者可能共同作用以保全枝干免受水力失败,但这可能以牺牲生长速率为代价来实现,表明脆弱性分割程度提高可能不利于植物生长。

水分条件和热浪频次对木荷苗木光合特性与生长速率的影响
刘南,曲鲁平,汤行昊,余海霞,张子雷,王浩,邵长亮,董刚
林业科学. 2023, 59(3):  104-114.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210944
摘要 ( 171 )   HTML ( 8 )   PDF (1452KB) ( 166 )  
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目的: 探究木荷苗木光合特性与生长速率在控水和补水条件下对热浪频次的响应,为揭示木荷对极端高温事件的适应机制提供理论依据。方法: 以亚热带主要阔叶树种木荷苗木为试验材料,通过人工热浪模拟装置模拟自然热浪发生,构建控水和补水与不同热浪频次(无热浪、单次热浪、2次热浪)处理,分析木荷光合特性与生长速率在控水和补水条件下对不同频次热浪胁迫的抗性和恢复能力的差异。结果: 1) 补水条件下,单次热浪对木荷光合特性影响较弱,木荷可通过增加蒸腾速率(Tr)降低叶片温度,水分利用效率(WUE)显著降低,净光合速率(Pn)未出现显著变化;2) 控水条件下,单次热浪使木荷Pn在热浪阶段显著下降49%,未见Tr和WUE显著变化,但显著减缓热浪后木荷光合特性恢复过程;3) 2次热浪频次下,无论控水还是补水条件,木荷Pn在热浪阶段均显著下降(约46%和32%),虽然热浪后可恢复,但恢复过程受阻;多次热浪的影响存在累加效应,木荷对热浪胁迫的抗性和恢复能力减弱。结论: 控水和补水条件下,木荷光合特性与生长速率对不同频次热浪胁迫的抗性和恢复能力存在差异。补水条件下,木荷可通过生理调节机制保持较好的高温抗性,但该机制在控水条件下未发挥功效。高温与干旱复合胁迫显著影响木荷光合特性与生长速率,复合胁迫的影响强度超过单一因素影响的简单叠加。亚热带地区季节性高温与干旱复合胁迫或高频连续热浪的发生,可能显著改变木荷林的结构和功能,影响生态系统的稳定性和可持续性。

基于叶片形态数字化分析的板栗品种鉴别
李彤彤,郭素娟,李艳华
林业科学. 2023, 59(3):  115-126.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220339
摘要 ( 197 )   HTML ( 9 )   PDF (1781KB) ( 144 )  
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目的: 为解决生产中板栗品种易混淆、辨别困难等问题,采用几何形态测量法对不同板栗品种叶形进行数字化分析,建立板栗品种叶形鉴别方法。方法: 以来自我国不同板栗产区的80个品种叶片为试验材料,2年间重复采集叶样,每年6 400张。通过扫描获取叶片图像,采用几何形态测量法及Image J软件,结合板栗叶片特征,选取24个鉴定点并按照一致顺序获取叶形坐标数据。利用Morpho J软件将叶形数据以产区、品种进行分类,进行普氏叠印分析将叶片大小与形状因子分离,进一步形成对称及非对称组分。对数据进行主成分分析、偏最小二乘法的异速生长分析并结合网格变化图将不同品种间叶形差异可视化,同时依据鉴别贡献率对24个鉴定点进行分类;借助典型变量、判别分析及显著性检验进行品种鉴别。结果: 1)不同品种叶片形态差异主要受对称组分影响,在非对称组分中差异不明显。对称组分前2个主成分的累计贡献率为80.6%,可作为板栗品种差异分析的典型变量,对称组分的网格变化图显示品种间差异显著。2)主成分及异速生长分析显示,贡献率排名前14的鉴定点一致,可作为一级鉴定点。3)对称组分中前2个变量的累计贡献率为81.4%。散点图显示,除‘怀九’与‘燕丰’,‘燕山红栗’与‘燕昌’,‘燕龙’与‘燕明’,‘六月爆’与‘叶里藏’相似度较高,其余品种均能准确区分。4)产区间判别分析显示,除湖北与安徽(97.5% vs. 96.9%),其余产区间的正确判别率均达到100.0%;品种间判别分析显示,有99.3%的品种间判别率达到100.0%,个别品种判别率较低且均为95.0%以上,判别结果均存在显著差异(P<0.05)。5)聚类分析反映产区及品种间叶形的相似性,分类结果与种源地理分布基本吻合。结论: 基于24个鉴定点的几何形态测量分析可实现不同板栗品种的准确鉴别,筛选出的14个一级鉴定点,3个次级鉴定点,7个补充鉴定点,可准确反映不同板栗品种叶形的主要差异部位,正确判别率达95.3%~100.0%。建立的板栗品种叶形鉴别数据库和基于叶片形态数字化分析的板栗品种鉴别方法,将对板栗品种精准鉴别提供技术支撑。

美洲黑杨无性系苗木对不同光周期处理的生长与生理响应
李政宏,丁昌俊,张伟溪,张静,沈乐,张腾倩,丁密,苏晓华,吴钟亲,方发之
林业科学. 2023, 59(3):  127-144.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220634
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目的: 研究不同光周期处理下美洲黑杨无性系苗木生长性状表现,筛选高效评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,明确光周期对不同敏感度美洲黑杨生理状态的影响。方法: 以26个美洲黑杨无性系为研究材料,利用人工气候室设置2种光周期处理(光照16 h/暗期8 h,光照8 h/暗期16 h),通过对不同光周期处理下美洲黑杨12个生长性状多时间点连续观测分析,利用隶属函数法和主成分分析,获取美洲黑杨生长性状光周期敏感性综合评价D值。采用回归分析和通径分析,筛选适合美洲黑杨光周期敏感性评价的直接效应指标,选择不同光周期敏感度美洲黑杨无性系进行与生长监测同步的生理指标测定分析。结果: 1)方差分析结果表明,美洲黑杨12个生长性状在不同光周期处理下存在显著差异(P<0.05), 短日照下美洲黑杨的叶长、叶宽、叶面积和比叶面积均显著大于长日照下的观测值,而苗高生长净值、地径生长净值、叶片干质量、茎段鲜质量、根系鲜质量、茎段干质量、根系干质量和节间数观测值均显著小于长日照处理。2)美洲黑杨光周期敏感性综合评价D值分析结果表明,茎段鲜质量、节间数、地径生长净值、苗高生长净值等指标对光周期敏感度综合评价值的直接效应较大(0.113~0.338),可以作为评价美洲黑杨光周期敏感性的性状指标,其中苗高生长净值更适合生产实际应用。3) 12个性状的光周期敏感度综合比较发现,相同种源内不同无性系光周期敏感度不同,26个美洲黑杨无性系中光周期综合敏感度最高的为LS8、TN3、WA1,最低的为QB7、LS5、TN6,结合苗高生长表现评选出3个高生长高光周期敏感度无性系LS9、LS4、TN4,3个低生长低敏感度无性系QB7、QB2、QB4。4)高生长高敏感度无性系在长日照处理下的Rubisco活性、磷酸丙糖异构酶活性、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性均随处理时间增加而增强,总叶绿素含量呈先下降后上升的变化趋势,谷氨酰胺合成酶活性随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下其Rubisco活性先增强后降低,总叶绿素含量逐渐降低;低生长低敏感度无性系的Rubisco活性和总叶绿素含量随处理时间增加而逐渐降低,在短日照处理下,其果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性先降低后增强,Rubisco活性总体随时间增加逐渐降低;不同美洲黑杨无性系在不同光周期处理下的酶活性和总叶绿素含量变化趋势不同。结论: 美洲黑杨生长性状表现受光周期显著影响,其中苗高生长净值、地径生长净值、茎段鲜质量和节间数都表现较强光周期敏感性,可作为美洲黑杨光周期敏感性评价的性状指标,结合苗高生长净值划分出高生长高敏感度和低生长低敏感度类型无性系。不同光周期敏感度的美洲黑杨对光周期变化的生理响应有明显差异,高敏感度无性系的果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性、谷氨酰胺合成酶活性对长日照更敏感,不同敏感度美洲黑杨的Rubisco活性在长日照下表现相反的变化趋势,可能导致不同光周期敏感度美洲黑杨的生长差异。研究结果可为杨树及林木光周期响应机理研究提供有益参考,筛选出的不同光周期敏感度美洲黑杨可为培育广适性杨树新品种提供种质。

危害云锦杜鹃的简脉茎蜂属一新种(膜翅目:茎蜂科)及系统学意义
牛耕耘,李东宾,谭贝贝,徐婧,魏美才
林业科学. 2023, 59(3):  145-151.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210931
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目的: 研究宁波地区发现的一种严重危害云锦杜鹃的茎蜂类害虫,明确其种类和分类地位,并探讨该类茎蜂多样化的可能机制。方法: 采用经典比较形态学研究法,确定种类名称并判断本种害虫的所属类群。采用第二代测序技术,完成全基因组测序;并对其线粒体基因组进行组装、序列特征分析、近缘种遗传距离统计并构建基于蛋白质编码基因的系统发育关系。结果: 确定蛀茎危害云锦杜鹃的茎蜂害虫是一个新物种:杜鹃简脉茎蜂Janus dujuan Wei, sp. nov.。杜鹃简脉茎蜂与西藏东部分布的黄腹简脉茎蜂J. xanthus Naito & Smith, 1998近似,但体色和构造与该种均不同。杜鹃简脉茎蜂的线粒体全基因组序列全长17725 bp,包含全部37个基因。基于线粒体基因组数据,重建了简脉茎蜂属5个物种的分子系统发育树,结果表明杜鹃简脉茎蜂与斑翅简脉茎蜂种团的缘斑简脉茎蜂组成单系群,杜鹃简脉茎蜂与已知线粒体基因组数据的简脉茎蜂属种类差距很大, cox1序列的K2P距离为14.7%~21.4%。讨论了茎蜂科茎蜂属和简脉茎蜂属的生物地理特征,推测简脉茎蜂属在东亚南部的多样化可能与本地区杜鹃花科植物的多样化密切相关,茎蜂属的多样化可能与地中海区域以小麦属为主的禾本科植物的高度多样化相关。基于相关文献数据和本文研究,还比较讨论了膜翅目基部不同类群的cox1基因序列的属、种间差异。结论: 蛀茎危害云锦杜鹃的茎蜂害虫新物种为杜鹃简脉茎蜂Janus dujuan Wei, sp. nov.,其形态与黄腹简脉茎蜂 J. xanthus Naito & Smith, 1998近似。简脉茎蜂属内条形码的遗传距离相对较大,提示该属分类学仍需进一步研究。笔者推测其在东亚南部的多样化可能与本地区杜鹃花科植物的多样化密切相关。

综合评述
国内外林业有害生物防治靶标识别技术的研究与展望
郑加强,徐幼林,张慧春,周宏平,李秋洁
林业科学. 2023, 59(3):  152-166.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210996
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作为陆地森林生态系统骨架的树木长期遭受有害生物胁迫,危害林木正常生长,甚至造成林木死亡,对林业可持续发展带来严重威胁,为了实现对林业有害生物靶标及灾害区域的快速、准确检测和监测,需要识别获取林业有害生物防治靶标对象的特征。本研究首先重点围绕生物胁迫之植物病害、植物虫害、鼠(兔)危害、有害植物等直接靶标及其危害的间接靶标的主要特征分析,综述国内外采用不同途径检测和识别林业有害生物防治靶标的技术和装备研究概况。然后建议组织跨学科力量,探索研究基于植物胁迫预警靶标识别、传感网络协同防御控制的林业有害生物防治靶标识别技术及综合防治智能化系统。展望林业有害生物防治靶标识别被动传感技术和主动传感技术的未来发展,提出根据植物在生物胁迫下的物理化学特征表现开展机器视觉、气敏、力敏、热敏、声敏等防治靶标的被动传感技术研究,利用激光雷达扫描、光声效应主动引诱以及电子昆虫和气味主动引诱等主动传感技术,以解决被动传感难以识别特定有害生物靶标的问题,以及研发设计生物、磁敏、湿敏、热敏等新型传感器和研究超声波、LiDAR、辐射、卫星图像等多传感器融合技术,提高林业有害生物靶标的识别精度。最后围绕植物根系、野生哺乳动物、土栖白蚁、有害植物等特定靶标提出相应的靶标感知识别技术研究建议。