Please wait a minute...
欢迎访问林业科学,今天是

当期目录

2023年 第59卷 第5期 刊出日期:2023-05-25
目次
本期目次和封面
请点击下方pdf查看或下载
林业科学. 2023, 59(5):  0-0. 
摘要 ( 44 )   PDF (2409KB) ( 288 )  
相关文章 | 多维度评价
散射辐射对杨树人工林生态系统总初级生产力的影响
万家鸣,律江,石云,许行,张志强
林业科学. 2023, 59(5):  1-10.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210754
摘要 ( 151 )   HTML ( 8 )   PDF (1366KB) ( 301 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 在量化生态系统阳冠层和阴冠层光合参数的基础上,通过探究其季节动态变化和主要生物物理调控因子,揭示散射辐射变化对杨树人工林生态系统总初级生产力( GPP)的影响,为人工林生态系统服务功能和碳汇能力的准确评估提供参考。方法: 以北京顺义区共青林场的杨树人工林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和微气象观测系统,对生态系统碳循环过程和生物物理因素进行了连续4年(2015—2018年)的定位观测;采用非线性拟合方法将生态系统最大光合速率(Amax)和表观量子效率(α)拆分为受直接辐射(Amax,dir、αdir)和散射辐射(Amax,dif、αdif)影响的两部分。由于直角双曲线模型(Michaelis-Menten model)在模拟GPP时会出现不饱和现象,本研究采用PAR为2 000 μmol·m–2s–1时的GPP作为最大光合速率(A2000)。结果: 采用晴空指数和太阳高度角模拟的散射辐射与实测值接近(斜率为0.82,R2 = 0.87,RMSE = 51.67 W·m–2P< 0.01)。2015—2018年生长季杨树人工林的αdifA2000,dirA2000,dif呈先增加后减小的变化趋势,αdifA2000,dif显著高于αdirA2000,dirpα = 0.02;pA2000 = 0.03),αdifdirA2000,dif/A2000,dir分别为5.6和6.1,二者的比例在夏季表现出明显差异。生长季GPP呈单峰变化模式,且GPP与A2000,dif显著相关(P< 0.01),随着PARdif/PARdir的增加,GPP显著增加(P< 0.01)。在夏季,A2000,dif主要受Ta的影响,随着Ta的增加而增加(偏相关系数为0.74,R2 = 0.49,P < 0.05);在春季和秋季,LAI主导着 A2000,dif的变化(偏相关系数为0.69,R2 = 0.53,P < 0.01),而Prestley-Taylor系数( η)和晴空指数(CI)无论是在春秋还是夏季,对A2000,dif都无显著影响。结论: α和A2000会随季节发生变化,散射辐射对A2000和α的影响要显著高于直接辐射的影响,且在生长季中期更加明显,A2000,dif在春秋季和夏季的变化分别主要受生物因素(LAI)和环境因素(Ta)主导。A2000,dif是调控GPP变化的最关键因素,因此,散射辐射是影响该人工林生态系统光合生产力的重要环境因素。

基于形态学空间格局方法的北京市六环内城市林木树冠覆盖斑块动态特征
仇宽彪,李晓婷,成军锋,贾宝全
林业科学. 2023, 59(5):  11-20.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210874
摘要 ( 105 )   HTML ( 6 )   PDF (3823KB) ( 92 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 明晰北京市城区城市林木树冠覆盖(urban tree canopy, UTC)斑块总体形态特点,揭示城市化进程中UTC斑块形态特征变化的时、空演化特征,以期为今后城区的城市森林建设和现有城市林木保护提供借鉴。方法: 本研究以北京市六环内为研究区,基于2002、2013和2019年3期高分辨率遥感影像提取UTC斑块,采用形态学空间格局分析方法,分析近20年来北京城区UTC斑块形态特征组成状况,并结合转移矩阵与相对贡献度等方法指标,识别北京市城区UTC形态特征的主要转换类型及其空间分异特点。结果: 2002—2019年间,北京城区UTC从2002年的387.93 km2增加到2019年的771.14 km2。其中,2002—2013年间,北京市城区UTC增幅达282.92 km2,显著高于2013—2019年间的97.39 km2。3期UTC斑块的形态特征组成却较为一致,孤岛、核心区与桥接区是UTC斑块主要的形态特征,三者总和均占各期UTC总面积的80%以上;而UTC的边缘、环道区、分支以及孔隙则是次要的形态特征。从时间变化来看,在2002—2013年和2013—2019年2个时段,UTC孤岛与其他地类之间的转换均为UTC变化的主要类型,其面积分别在UTC转换总面积中占30%和25%。但同时,两个时段内UTC形态特征转换仍存在一定差异。在2002—2013年间,与UTC核心区相关的转换类型面积占比较大,在同期UTC转换总面积中占比达23.12%;而在2013—2019年间,与UTC桥接区相关的转换类型面积占比则较大,在同期UTC转换总面积中占比达35.22%。相较于前一时段UTC核心区的动态变化较为明显,在后一时段北京市城区UTC形态特征转换则更多地表现为与桥接区相关的变化。从空间变化来看,北京市4环内区域主要以UTC孤岛变化为主要的转换类型,而四环外则以UTC核心区与桥接区变化为主。结论: 近20年来,北京市城区林木树冠覆盖大幅提升,城市绿化工程取得巨大成效,UTC孤岛、核心区和桥接区是北京市六环内UTC斑块的主要形态特征。随着城市发展,UTC斑块的形态特征主要转换类型逐渐从以核心区相关的转换变为与桥接区相关的转换。UTC斑块形态特征转换呈现城乡梯度分布特征,从市中心向外,UTC斑块形态特征的主要转换类型从与孤岛相关的转换变为与桥接区和核心区相关的转换。今后,城市森林建设需侧重于维持和提升城市森林斑块之间的连接度,并强化市中心残留林木斑块的保护。

天目山针阔混交林与常绿阔叶林的空间结构比较
陈睿,汤孟平
林业科学. 2023, 59(5):  21-31.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20221003
摘要 ( 127 )   HTML ( 7 )   PDF (1199KB) ( 353 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 比较分析天目山地区针阔混交林和常绿阔叶林的空间结构,从空间结构角度揭示该地区针阔混交林向常绿阔叶林演替的规律,为常绿阔叶林和针阔混交林可持续经营提供依据。方法: 2015和2016年,分别对浙江天目山国家级自然保护区的常绿阔叶林和针阔混交林各设置1块1 hm2固定样地,调查每株树木的树种、胸径等因子以及三维空间坐标,应用Python语言结合ArcGIS软件,编程计算两类森林的空间结构指数,采用聚集指数、竞争指数和混交度指数,对两类森林的空间结构特征进行比较。结果: 常绿阔叶林和针阔混交林的株数密度分别是2 850、1 842株·hm?2,前者比后者大54.72%。常绿阔叶林和针阔混交林中的树种数分别为89、66种,前者比后者多23种。常绿阔叶林和针阔混交林的优势树种数量分别为14和4种,常绿阔叶林中细叶青冈优势地位最高,针阔混交林中杉木优势地位最高且占明显优势。在空间结构方面,常绿阔叶林群落的聚集指数在[0.75, 1]之间,林木分布格局属弱度聚集;针阔混交林的聚集指数处于[1, 1.38]范围,林木分布格局属弱均匀分布。两类森林群落的混交度均在[0.5, 0.75]之间,为中度混交。常绿阔叶林的森林群落竞争指数处于[28, 44]范围,属中度竞争;针阔混交林的森林群落竞争指数处于[12, 28]范围,整体呈低度竞争。结论: 常绿阔叶林的株数密度、树种数和优势树种数均明显高于针阔混交林。常绿阔叶林比针阔混交林的混交度低,分布更聚集,竞争更剧烈。针阔混交林的4个优势树种的分布格局均为聚集分布,常绿阔叶林的14个优势树种中除榧树、蓝果树和金钱松为均匀分布外,其他11个优势树种均为聚集分布。2个森林群落的优势树种均呈中度以上混交,其中常绿阔叶林中的金钱松为强度混交;随优势树种的优势地位降低,优势树种的混交度在常绿阔叶林呈增强趋势,但在针阔混交林差异不显著。同一优势树种的竞争强度在常绿阔叶林中大于在针阔混交林中。在常绿阔叶林森林经营中,有必要加强对有聚集繁殖特性的优势树种的抚育,增加群落混交度,降低群落竞争强度和聚集程度,以提高群落稳定性;针阔混交林则可采取抚育结合促进更新的措施,增加群落密度和树种多样性,提高群落混交度和林木空间分布均匀度,以促进群落向常绿阔叶林演替。

毛白杨人工林物候特征和生长对施肥的可塑性响应
王烨,李广德,刘国彬,廖婷,郭丽琴,姚砚武,曹均
林业科学. 2023, 59(5):  32-40.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220649
摘要 ( 99 )   HTML ( 2 )   PDF (889KB) ( 219 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 明确速生树种物候特征和生长可塑性对施肥的响应机制,为速生丰产林高效养分管理策略的制定提供理论依据。方法: 以我国北方重要速生丰产林树种毛白杨人工林为研究对象,设置了包含3个施氮量处理(115、230和345 kg?hm?2a?1)和1个对照处理(CK;0 kg?hm?2a?1)的施肥试验。试验期间,对不同处理林分的叶面积指数(LAI)、胸径生长速率和生物量进行连续测定,并对不同器官生物量的异速增长关系进行分析。结果: 1)所有施肥处理的叶面积变化规律和胸径生长物候特征均与CK处理相似:毛白杨展叶期为4月中旬,落叶期为8月底,5月中旬至8月林地LAI在1.60~1.77 m2·m?2之间,叶面积较稳定。胸径生长起始期为4月中旬,8月下旬进入枝条封顶期,9月初胸径停止生长,胸径生长节律有明显的“快-慢-快”双峰型生长模式。各施肥处理的胸径生长速率和LAI均大于CK,尤其在生长季后期(8月),胸径生长速率平均比CK处理显著高71.6%(2011年)和85.1%(2012年)(P<0.05)。2)生物量分配异速分析结果显示:所有处理茎干和胸径的异速方程斜率为2.4,表明茎干生物量与胸径的生长关系为异速增长,茎干生物量分配比例主要受个体发育的控制而发生改变。施肥能提高茎干生物量分配比例,加速林木个体的发育速度,从而引起了茎干生物量分配的表观变化。CK和施肥处理的叶和地下根系的方程斜率分别为1.2和1.0,这表明叶和根系生物量的分配为等速增长。对比发现,施肥处理叶和根系异速方程的常数比CK显著高出0.4~0.6(P<0.05),这表明当拥有相同根系生物量时,施肥比CK有着更多的叶生物量,使得生物量分配从根向叶转移,即施肥引起了毛白杨叶生物量分配的变化。结论: 在施氮肥条件下,毛白杨的生长表型不仅会发生可塑性变化,而且也会受到个体发育改变的影响,该发现可为“基于植物可塑性响应策略”的速生丰产林高效养分管理技术的制定提供理论依据。

间伐对杉木人工林土壤微生物残体碳的影响
崔朝伟,彭丽鸿,马东旭,王佳琪,江祥庆,江先桂,马祥庆,林开敏
林业科学. 2023, 59(5):  41-52.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220393
摘要 ( 125 )   HTML ( 9 )   PDF (1256KB) ( 197 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 分析不同间伐强度下杉木人工林土壤理化性质、酶活性、微生物残体碳及其对土壤有机碳(SOC)贡献的差异,揭示土壤理化性质和酶活性对微生物残体碳积累的调控机制,为杉木人工林可持续经营、缓解全球气候变化和实现我国碳中和目标提供科学依据。方法: 以福建省沙县官庄国有林场杉木人工林为研究对象,采集不同间伐强度(31%、45%、63%)样地0~10、10~20 cm土层样品,以氨基糖为微生物残体的组分标志物,探讨间伐强度和土层深度对土壤微生物残体积累特征的影响。结果: 1) 土壤细菌残体碳(MRCB)、真菌残体碳(MRCF)、微生物总残体碳(MRC)含量均随间伐强度增加显著升高(P<0.05),真菌与细菌残体碳比(MRCF/MRCB)随间伐强度增加而降低;土壤MRCB、MRCF、MRC、MRCF/MRCB均随土层深度增加而降低;2) 土壤MRCB、MRCF、MRC对SOC的贡献率在不同间伐强度下分别为13.20%~18.99%、28.42%~39.72%、41.62%~58.70%,且随土层深度增加呈升高趋势;3) 在0~10、10~20 cm土层,SOC、全磷(TP)、有效磷(AP)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)、硝态氮(NO3?-N)、铵态氮(NH4+-N)含量均为强度间伐>中度间伐>弱度间伐,pH、密度随间伐强度增加而降低;4) 间伐强度和土层深度对土壤酶活性具有显著或极显著影响(P<0.05),随间伐强度增加,土壤酸性磷酸酶(SACP)、过氧化物酶(SPOD)和β-葡萄糖苷酶(β)含量均呈上升趋势,多酚氧化酶(SPPO)含量先降后升;且随土层深度增加,4种酶活性均呈下降趋势;5) 结构方程模型(SEM)分析表明,土壤化学性质和酶活性分别是对0~10、10~20 cm土层土壤微生物残体碳含量影响较大的潜变量,对潜变量土壤微生物残体碳含量影响较大的土壤单因子在0~10 cm土层为可溶性碳(P=0.002)和铵态氮(P=0.066)含量,在10~20 cm土层为过氧化物酶(P=0.002)和硝态氮(P=0.034)含量。结论: 随间伐强度增加,杉木人工林土壤理化性质和酶活性变化明显,土壤各形态碳和微生物残体碳含量不断提高;结构方程模型拟合程度良好,土壤微生物残体碳含量主要受土壤化学性质(可溶性碳、铵态氮和硝态氮)和酶活性(过氧化物酶)潜变量调控,在杉木人工林经营中,可通过适度管理密度提高土壤养分含量和酶活性,并提升微生物残体碳含量及对SOC库的贡献。

外源茉莉酸甲酯对温室牡丹‘洛阳红’挥发性成分及含量的影响
牛童非,薛娴,郭丽丽,郁敏,张晨洁,徐鑫傲,李瑞雅,侯小改
林业科学. 2023, 59(5):  53-60.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210977
摘要 ( 199 )   HTML ( 6 )   PDF (1006KB) ( 163 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探讨外源茉莉酸甲酯对温室牡丹‘洛阳红’挥发性成分及含量的影响,获得改善温室牡丹花朵香气成分的方法,为提高牡丹的经济效益提供参考。方法: 采用整株喷施法,以5种不同浓度(50、100、200、300、400 μmol?L?1)的茉莉酸甲酯溶液喷施温室牡丹‘洛阳红’植株,利用动态顶空套袋吸附法结合气相色谱—质谱联用技术检测其不同开花时期的挥发性成分及含量。结果: 1)不同开花时期的温室牡丹‘洛阳红’共检测出25种挥发性化合物,其中未喷施和喷施茉莉酸甲酯溶液的植株分别检测到23种和24种化合物。可将这些挥发性化合物分为醇类、酯类、醛类、萜烯类、苯环类和烃类6大类,其中烃类和苯环类化合物的总释放量相对较高;喷施不同浓度的茉莉酸甲酯溶液后,六类化合物含量在不同开花时期呈现不同变化趋势。2)对香气化合物的分析发现,对二甲氧基苯、2,4-二叔丁基苯酚、茉莉酸甲酯这3种化合物在大多数样品中含量较高,可视为温室牡丹‘洛阳红’的主要香气成分。3)喷施茉莉酸甲酯溶液后,对二甲氧基苯含量下降,2,4-二叔丁基苯酚和茉莉酸甲酯含量升高,浓度以100 μmol?L?1为最佳。结论: 喷施浓度为100 μmol?L?1的茉莉酸甲酯溶液能较好地改变温室牡丹‘洛阳红’香气成分及含量,从而改善‘洛阳红’置于室内时因香气过于浓郁而令人感到不适的问题。

水肥胁迫对基于时间序列图像的苗木表型信息的影响
杨琨琪,张慧春,张萌,边黎明
林业科学. 2023, 59(5):  61-70.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210742
摘要 ( 101 )   HTML ( 3 )   PDF (1702KB) ( 264 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 构建多视角植物表型信息采集平台,以固定时间间隔获取水肥胁迫处理下苗木图像,从形态变化中提取表征簸箕柳苗木水肥胁迫的应激反应表型参数,为苗木栽培和精确水肥管理提供参考。方法: 构建一套多视角表型信息采集平台,探讨一种基于时间序列图像的苗木表型信息提取方法,采用近似拼接算法将局部植株图像有效拼接成完整植株图像,基于多视角图像提出株高、主茎直径等表型信息的提取算法及株高可视化算法。以簸箕柳为研究对象开展水肥胁迫试验,设置水分因素和氮肥因素,包括正常水分处理与干旱胁迫处理2个水平以及6个氮肥水平,对比观察时间序列下簸箕柳株高和主茎直径的变化情况。结果: 1) 图像近似拼接算法相较于传统直接拼接算法和暴力拼接算法在多视角表型信息采集平台上具有更好适应性,能够很好消除拼接痕迹,实现图像无缝拼接。2) 多视角下株高提取算法的决定系数(R2)为0.96、主茎直径提取算法的R2为0.74,能够解决单视角下因植物叶片遮挡导致的株高测量不准确和主茎直径无法测量等问题。3) 整个生长周期时间序列下,簸箕柳苗木平均株高和主茎直径随时间的变化受不同水分处理显著影响,正常水分处理簸箕柳苗木平均株高和主茎直径分别为33.6 cm和2.49 mm,干旱胁迫处理簸箕柳苗木平均株高和主茎直径分别为22.8 cm和2.25 mm,正常水分处理簸箕柳苗木平均株高和主茎直径相比干旱胁迫处理高47.4%和10.7%。4) 整个生长周期时间序列下,簸箕柳苗木平均株高和主茎直径在6个氮肥水平呈现出显著差异性,随氮肥含量增加呈先增加后降低趋势。正常水分处理下,除T5处理组外,其他组平均株高和主茎直径均高于CK处理组,其中T2处理组生长速率最高,速率分别为1.92 cm·d?1和0.075 mm·d?1;干旱胁迫处理下,T1、T2处理组平均株高高于CK处理组,其中T2处理组平均生长速率最高,平均株高和主茎直径生长速率分别为1.05 cm·d?1和0.035 mm·d?1结论: 基于连续图像序列的分析处理方法在监测苗木表型信息中具有可靠性和实用性。当氮肥含量不足时,植物生长速度放缓,当氮肥含量过量时,会抑制植物生长速度甚至出现烧苗等情况。综合株高与主茎直径,正常水分处理下T2处理组(尿素每盆0.1 g,扦插种植第40天再施加尿素每盆0.1 g)为最佳施肥指标。

元宝毛竹的秆形特征
袁金玲,岳晋军,马婧瑕,于磊,刘蕾
林业科学. 2023, 59(5):  71-80.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220403
摘要 ( 92 )   HTML ( 2 )   PDF (2198KB) ( 206 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 为数量化地分析元宝毛竹的秆形特征、为其后继的科学研究和开发利用提供依据。方法: 建立元宝毛竹的节间长度、节间歪斜长度、节间直径、节间凹陷深度、节间扁圆指数等性状特征的测量分析方法,并以栽培于浙江省杭州市富阳区黄公望森林公园的元宝毛竹试验林群体为材料,对其秆形特征进行了测量和分析。结果: 元宝毛竹在节位数1~30的范围内,平均节间长度随着节位数的增加而增大,至第30节达11.06 cm,为同等节位数毛竹节间长的36.87%。相邻的节间交替歪斜,同一节间的长度于不同方向存在变化,以具分枝两侧的节间长度交替最大或最小,而分枝侧垂直方向的节间长度变化幅度较小且均接近平均值。秆基部和上部的节间其歪斜长度较小,秆中部第9~14节的歪斜长度均较大。在节位数1~30的范围内,平均节间直径随着节位数的增加而减小。节间通常双面凹陷,凹陷深度的变化表现为秆基部较小、然后逐渐增大,至秆中部的第10~23节最大,第23~30节又逐步减小;具体表现在秆基部的第1~2节于具分枝的两侧略微凹陷,第2~3节之间有一处不凹陷,随后凹陷方向发生旋转,即第3~30节于具分枝的垂直侧方向上凹陷、且以第10~23节为甚。除基部第1~2节外,第3~30节的节间下部凹陷,故上部粗于下部。秆呈扁圆形,第1~2节近圆形,于具分枝两侧的垂直方向上略微扁圆,且节间上部的扁圆指数略大于节间下部;在第2~3节之间扁圆方向发生一次旋转;第3~30节于具分枝的两侧方向上扁圆,且节间上部的扁圆指数均小于节间下部。秆的扁圆指数在第3~15呈逐渐增大趋势,第15~23节扁圆指数均较大,第23节~30节的扁圆指数又逐渐减小,至第30节接近圆形。拓印图和摄影照片均显示显示元宝毛竹的节呈波状。结论: 本文建立了具有节间歪斜且凹陷、秆扁圆形等特异性状的元宝毛竹秆型测量和分析方法,弥补了已有方法仅适于圆筒形秆型的不足。通过该方法首次获得了元宝毛竹详细准确的秆型特征的数量化信息,为其深入开展科学研究和开发利用提供了依据,也为其他特异秆型竹子的研究提供参考。

塔柏刺形叶特征与叶面积估算模型
王露露,张有福,陈一博,陈春艳,宋晨慧
林业科学. 2023, 59(5):  81-87.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220379
摘要 ( 73 )   HTML ( 1 )   PDF (922KB) ( 59 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 刺形叶小且密生,传统的叶面积测定带来诸多不便,本研究旨在构建快速、准确测量塔柏刺形叶叶面积的模型。方法: 以塔柏刺形叶为材料,采用游标卡尺测量1 270片塔柏刺形叶的叶长(LL)、叶基宽(LBW)、最大叶宽(LWmax)以及叶厚(LT),使用Photoshop CS5图像处理软件对叶片的图像进行处理并计算叶面积(LA)。应用SPSS统计软件对叶形态学指标和叶面积进行统计分析,探究刺形叶形态学指标与叶面积的关系,并构建塔柏刺形叶叶面积估算模型。结果: 在塔柏刺形叶5个形态学指标中, LA的变异系数最大(CV=0.301),数值分布在7.307~7.556 mm2(95%CI),且LA与LL、LWmax呈显著正相关(r=0.858,0.794)。塔柏LA的最优多变量线性回归模型为:Y=?3.879+0.718 X1+5.679 X2?1.177 X3R2=0.914,RMSE=0.667,AIC=2 060.969),其中X1X2X3分别为LL、LWmax、LBW,预测精度为96.21%。LA的最优单变量模型为基于LL的模型:LA=?1.686+1.003 XR2=0.725,RMSE=1.191,AIC=3 238.133),预测精度为91.16%。结论: 本研究为准确估算塔柏刺形叶叶面积提供了简洁的方法,也为研究刺形叶性状指标之间的关系提供了数据基础。

山核桃寡核苷酸探针开发及其应用
苑轲,黄坚钦,王克涛,夏国华,张启香,徐川梅
林业科学. 2023, 59(5):  88-99.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220397
摘要 ( 82 )   HTML ( 2 )   PDF (3365KB) ( 184 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 利用山核桃全基因组测序数据,为山核桃开发一些寡核苷酸类型的染色体物理标记,并建立起山核桃寡核苷酸探针开发方法,以期为其他山核桃品种相关研究提供参考。方法: 以山核桃、湖南山核桃、云南山核桃、大别山山核桃、贵州山核桃、薄壳山核桃及喙核桃为材料,利用Tandem Repeat Finder软件分析山核桃基因组中的重复序列,按照Period size > 4,Copy number > 100,且Period size * Copy number > 3 000的筛选条件对重复序列进行筛选,根据筛选结果合成了约60条寡核苷酸探针,利用荧光原位杂交技术对这些探针进行筛选。结果: 1)sht-2、sht-3、sht-4、sht-5、sht-5S及sht-45S均可在山核桃染色体上产生相应的荧光信号,且sht-2、sht-3、sht-4及sht-5在山核桃染色体上的分布模式相同,有2对强弱不同的信号存在,sht-45S在山核桃染色体上有1对信号存在,sht-5S仅在山核桃单条染色体上有1个信号位点分布,这些探针均位于染色体的近着丝粒区域。2)sht-5的2对信号位点中,其中较强的1对位点与sht-45S的信号位点在山核桃染色体上分布位置完全重叠。3)45SrDNA与sht-45S在山核桃染色体上分布位置完全重叠,5SrDNA与sht-5S在山核桃染色体上的分布位置也完全重叠。4)sht-5在湖南山核桃、云南山核桃、大别山山核桃及贵州山核桃染色体上均有信号分布,且与山核桃分布模式相似,但sht-5在喙核桃及薄壳山核桃染色体上没有信号。5)sht-5S及sht-45S在湖南山核桃、云南山核桃、大别山山核桃、贵州山核桃及薄壳山核桃染色体上均有信号分布,但在喙核桃染色体上没有信号分布。6)sht-45S在湖南山核桃、大别山山核桃及贵州山核桃染色体上的分布模式相似,均只有1对位点存在,sht-45S在薄壳山核桃染色体上有2对位点存在,位于2对同源染色体的近着丝粒区域。7)sht-5S在云南山核桃、贵州山核桃、大别山山核桃及薄壳山核桃4个山核桃种染色体上的分布模式相似,均只有1对信号位点存在,位于1对同源染色体上的近着丝粒区域,在湖南山核桃染色体上有2种不同的分布模式,第一种分布模式具有1个单独的信号位点,第二种分布模式中,具有2个强弱不同的荧光信号,均位于染色体的近着丝粒区域。结论: 1)sht-2/3/4/5、sht-5S及sht-45S可作为分析山核桃、湖南山核桃、云南山核桃、大别山山核桃及贵州山核桃染色体的物理标记。2)sht-5S及sht-45S可代替质粒45SrDNA和5SrDNA,用来对山核桃、湖南山核桃、云南山核桃、大别山山核桃、薄壳山核桃及贵州山核桃染色体进行分析。

油茶炭疽病复合病菌鉴定及室内药剂评价
李玲玲,朱原野,张盛培,李河
林业科学. 2023, 59(5):  100-108.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220324
摘要 ( 105 )   HTML ( 3 )   PDF (1376KB) ( 143 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探讨油茶炭疽病复合病菌种类,筛选油茶炭疽病复合病菌的高效杀菌剂,为科学防治油茶炭疽病提供依据。方法: 从湖南、广西、广东、江苏,海南等地油茶成林采集炭疽病叶样本,采用组织分离法分离纯化致病菌,结合形态学和多基因联合系统发育分析进行种类鉴定;通过复合侵染试验研究致病菌之间的关系;采用菌丝生长速率法测定杀菌剂咪鲜胺、苯醚甲环唑、嘧菌酯、啶氧菌酯,氟吡菌酰胺和啶酰菌胺对油茶致病菌的室内毒力。结果: 1)从106个油茶炭疽病病斑中分离获得186株致病菌,其中主要病原菌是炭疽属真菌130株,拟盘多毛孢属真菌18株,新拟盘多毛孢属真菌28株,假拟盘多毛孢属真菌4株,链格孢属真菌6株;分离出单一炭疽病菌的病斑55个,而能同时分离出炭疽病菌和其他致病菌的病斑有51个,其中同一个病斑能同时分离出同属不同种或不同属致病菌的病斑有51个,分离的不同病菌有7种组合方式:同属不同种炭疽菌、炭疽菌和拟盘多毛孢属真菌、炭疽菌和新拟盘多毛孢属真菌、炭疽菌和假拟盘多毛孢属真菌、炭疽菌和链格孢属真菌两两组合以及炭疽菌和拟盘多毛孢属和新拟盘多毛孢属、炭疽菌和拟盘多毛孢属和链格孢属真菌3种菌的组合。2)将炭疽菌属和拟盘多毛孢属,炭疽菌属和新拟盘多毛孢属,炭疽菌同属不同种这3种分离率最多的组合方式致病菌回接到油茶上,发现炭疽病菌和其他致病菌复合接种的病斑显著大于只接同种病菌的病斑,表明油茶炭疽病斑中存在炭疽病菌与其他病原菌复合侵染协同增效的现象。3)室内毒力测定结果显示,苯醚甲环唑和咪鲜胺对炭疽菌属,拟盘多毛孢和新拟盘多毛孢致病菌均具有较强的抑制作用,平均EC50在0.011~0.555 μg·mL?1之间;其次是嘧菌酯和啶氧菌酯,这2种药剂对拟盘多毛孢和新拟盘多毛孢的室内毒力最强,平均EC50在0.007~0.020 μg·mL?1之间,但对炭疽菌的抑制作用较差;而啶酰菌胺和氟吡菌酰胺对油茶炭疽菌和拟盘多毛孢属致病菌几乎没有抑制作用。结论: 油茶炭疽病斑中存在炭疽菌和其他病菌复合侵染现象,咪鲜胺和苯醚甲环唑可作为防治油茶炭疽病复合侵染的主选药剂。

芳樟醇、桉叶油素取食胁迫下香樟齿喙象(鞘翅目:象甲科)幼虫的生长发育及抗性基因的转录表达
王璟廷,李寿银,左壮,徐文轩,郝德君
林业科学. 2023, 59(5):  109-120.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220093
摘要 ( 89 )   HTML ( 1 )   PDF (1369KB) ( 308 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探究香樟齿喙象与香樟互作中的寄主选择和适应机制,明确香樟齿喙象幼虫对芳樟醇、桉叶油素胁迫生境下的生长发育适应性及其解毒代谢方式,以阐明香樟齿喙象专性为害香樟的潜在机制。方法: 采用人工饲料混药法,测定香樟齿喙象初孵幼虫取食不同质量分数芳樟醇和桉叶油素3天后的死亡率,明确香樟齿喙象幼虫对2种萜类物质的敏感性。分别设定10.0 、19.7 mg·g?1的芳樟醇及5.0、15.2 mg·g?1的桉叶油素进行长期取食处理,测定香樟齿喙象幼虫阶段的存活曲线、发育历期、体重等生长发育指标,明确香樟齿喙象幼虫对2种萜类物质的生物学响应。利用qRT-PCR技术,测定香樟齿喙象4龄幼虫取食芳樟醇和桉叶油素后的解毒酶基因(细胞色素P450酶、羧酸酯酶、UDP-葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽-S-转移酶和ABC转运蛋白)和表皮蛋白基因的相对表达量变化。结果: 芳樟醇和桉叶油素在2种处理质量分数条件长期胁迫下,对香樟齿喙象幼虫的生长发育产生显著的抑制作用,并且抑制作用随质量分数增加而增强,即发育历期延长、体重降低以及死亡率提高。此外,还表现出幼虫在蜕皮期前后出现高频死亡的特征。相较于桉叶油素,香樟齿喙象幼虫对芳樟醇表现出更强的耐受性。qRT-PCR结果显示,芳樟醇胁迫能够显著地诱导香樟齿喙象幼虫体内细胞色素P450酶和表皮蛋白的基因表达,而桉叶油素取食胁迫下仅有1条UDP-葡萄糖醛酸转移酶的基因表达量显著上调。结论: 香樟齿喙象幼虫对2种寄主植物次生物质的取食胁迫产生不同生理适应性。同时,其幼虫的解毒酶相关基因和表皮蛋白基因对2种萜类物质胁迫的表达响应模式存在差异性。香樟齿喙象幼虫能够有目的地调控不同生理适应机制,以克服不同的寄主次生物质防御,以实现寄主定殖和种群暴发。

入侵性害虫桦潜叶蜂生活史及土壤生态适应性
胡靓,邢蒙恩,房鸿嫄,刘瀚予,杜志琦,王楠,孙艳梅,范文忠,冯立超
林业科学. 2023, 59(5):  121-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220077
摘要 ( 85 )   HTML ( 2 )   PDF (2936KB) ( 56 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 研究吉林地区新发现一种害虫桦潜叶蜂的生活习性与环境相关性,为控制该害虫扩散为害提供科学依据。方法: 采用DNA分子鉴定与形态学特征相结合的方法,明确该虫的分类地位;运用室内及野外对比观察法记录害虫的生活习性,描述各虫态。于林间采用固定样方调查法,记录越冬前土壤内桦潜叶蜂老熟幼虫、做茧量及成虫羽化量。采用模拟成虫羽化季节月平均降水量对测试样地进行间隔周期为3天人工浇水处理,至成虫羽化。测定并记录土壤含水量、土壤温度以及土壤化学性质对羽化的影响。结果: 该虫为桦潜叶蜂,在吉林首次发现为害白桦。在吉林年发生2代,世代不整齐。6月上旬,始见羽化的成虫,在白桦的下层叶片以幼虫潜叶危害;6月下旬至7月上旬,第一代幼虫大多数幼虫脱叶落入浅土层中,少数于叶片内化蛹,并羽化出成虫,继续危害白桦中、上部嫩叶,8月下旬至9月上旬,以老熟幼虫脱叶入土,主要在5~10 cm做土茧越冬。第一代羽化成虫自白桦叶片近地处开始产卵,成虫单叶产卵4~6枚,虫口密度急剧增加则全叶均被害,严重造成落叶。第一代老熟幼虫于白桦叶片上表皮和栅栏层之间或土壤表层化蛹,第2代成虫羽化后向树冠上层迁移产卵为害。卵孵化周期为10天,幼虫共6龄。田间观察,在干旱年份羽化延迟,直至降雨成虫可陆续羽化。经土壤理化性质与翌年成虫羽化量相关性分析及冗余分析表明,土壤含水量是决定桦潜叶蜂为害发生及发生量变化的关键决定因子,相对较高的土壤含水量显著的促进成虫羽化,土壤pH、含氮量与羽化量正相关,而土壤温度对越冬后成虫羽化基本不构成影响;其他因素土壤全碳、全氮及全磷含量等对土壤中的桦潜叶蜂末龄幼虫生存无影响。结论: 在吉林地区首次发现的桦潜叶蜂,已形成区域性为害;该虫扩散受环境因素及土壤含水量影响较大,其中土壤含水量是影响成虫羽化量及羽化时间的关键要素,其次为土壤pH、含氮量,而其他理化性对越冬后成虫羽化基本不构成影响。

鄱阳湖越冬期东方白鹳取食行为及其在2个区域的种群动态
杨福成,雷小勇,曾健辉,邵明勤,植毅进
林业科学. 2023, 59(5):  128-135.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220223
摘要 ( 113 )   HTML ( 3 )   PDF (703KB) ( 318 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探索了解东方白鹳在鄱阳湖不同立地条件下的取食对策、在鄱阳湖2个区域的种群数量分布规律,为东方白鹳的保护提供理论依据。方法: 2021年12月—2022年3月,采用焦点动物法对鄱阳湖国家级自然保护区和五星白鹤保护小区的东方白鹳取食行为进行观察。2015—2021年和2012—2022年,借助单筒望远镜(SWAROVSKI, 20~60×)每年1月分别对东鄱阳湖国家湿地公园(PLNWP)和鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区(NWNNR)的东方白鹳种群数量进行1次调查。结果: 鄱阳湖越冬期东方白鹳的栖息水深为(17.22±6.28)cm (n=754),III级水深和II级水深为东方白鹳最常见的栖息水深,分别占51.33%和35.94%。东方白鹳取食水深为14.64 cm±6.26 cm (n=669),以H3级和H2级水深为主,分别占43.20%和37.52%。东方白鹳取食频次为(6.58±3.13) times·min?1n=334),取食成功频次为(0.2±0.53) times·min?1n=334),取食成功率为(3.36±9.55)% (n=334),步频为(20.15±11.49) steep·min?1n=334)。Ⅰ级水深下步频极显著高于Ⅱ级(P<0.001)、Ⅲ级(P<0.001)、Ⅳ级(P=0.006),Ⅲ级水深下的取食频次显著高于Ⅰ级(P=0.038)。上午的步频极显著低于中午(P<0.001)和下午(P<0.001),中午的步频显著高于下午(P=0.017)。下午的取食成功频次(P=0.005)和成功率(P=0.006)均极显著高于中午。步频与栖息水深(P<0.001)呈极显著负相关,取食频次与栖息水深(P=0.004)呈极显著正相关。2015—2021年在PLNWP共记录东方白鹳979只次,2012—2022年在NWNNR共记录东方白鹳5233只次。NWNNR东方白鹳种群大小较PLNWP高且相对稳定。在PLNWP,东方白鹳主要分布于聂家和汉池湖南,在NWNNR,东方白鹳主要分布于三湖和常湖。结论: 东方白鹳可以依据水深和时段等环境变量适时灵活改变其觅食对策,保证能量的获取。保持大面积的12~25 cm水深的水域有利于东方白鹳的觅食和生存。东方白鹳在PLNWP和NWNNR均趋于集中分布,对栖息环境要求较高。NWNNR可为东方白鹳提供更稳定的栖息和觅食环境,对东方白鹳的保护具有重大意义。

奇楠沉香与普通沉香分泌物特性及抑菌活性比较
胡泽坤,陈媛,晏婷婷,李改云
林业科学. 2023, 59(5):  136-144.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210536
摘要 ( 139 )   HTML ( 2 )   PDF (1213KB) ( 328 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 比较奇楠沉香与普通沉香分泌物分布及其主要化学成分种类和相对含量差异,分析2种沉香燃香烟气抑菌效果,为奇楠沉香的品质评价与合理利用提供科学依据。方法: 以10批次奇楠沉香和9批次刀砍法普通沉香为研究对象,采用显微切片法比较2种沉香分泌物分布,应用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)分析2种沉香分泌物主要化学成分差异,利用顶空-固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)探究2种沉香线香燃烧后的烟气成分,并基于空气消毒效果鉴定试验评价燃香烟气成分对空气中自然菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌活性。结果: 奇楠沉香与普通沉香分泌物主要分布在内含韧皮部和木射线薄壁细胞,奇楠沉香中2种结构的组织比量大于普通沉香。奇楠沉香分泌物含量明显高于普通沉香,2种沉香分泌物主要化学成分存在显著差异。奇楠沉香分泌物中倍半萜类化合物相对含量低于普通沉香,色酮类化合物相对含量大于普通沉香。奇楠沉香分泌物中色酮类化合物以2-(2-苯乙基)色酮和2-[2-(4-甲氧基)苯乙基]色酮为主,二者相对含量之和达77.3%,普通沉香仅1.5%。奇楠沉香与普通沉香线香燃烧后的烟气成分包括芳香族化合物、倍半萜类化合物以及色酮类化合物,与分泌物主要化学成分相比,烟气成分含有大量芳香族化合物,主要来源于分泌物中的芳香族化合物、分泌物裂解产物和木材裂解产物。2种沉香燃香烟气均对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌具有较强抑菌活性,杀灭率达99%以上,但奇楠沉香燃香烟气对空气中自然菌的抑制效果略优于普通沉香。结论: 奇楠沉香与普通沉香分泌物特性存在显著差异,二者由不同化学类型白木香结香产生,奇楠沉香具有丰富的2-(2-苯乙基)色酮和2-[2-(4-甲氧基)苯乙基]色酮,由其制备的线香燃烧后烟气抑菌效果略优于普通沉香。

测试木材剪切模量的自由方板扭转模态法
王正,谷晓雨,周宇昊,张一凡,沈肇雨,黄俣劼
林业科学. 2023, 59(5):  145-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220293
摘要 ( 108 )   HTML ( 2 )   PDF (1568KB) ( 89 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 提出一种动态测试木材主向剪切模量的新方法——自由方板扭转模态法,以扩大自由方板宽厚比的适用范围,为建筑工程、家具、室内装饰、交通、军事、乐器等行业的工程应用提供可靠支撑。方法: 首先根据自由方板特有的一阶扭转振型特征和能量法,导出木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的关系式;然后基于自由方板在不同树种和不同宽厚比时ANSYS计算的一阶扭转模态频率,进行仿真和回归分析,获得木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的修正关系式(自由方板扭转模态法关系式)。结果: 木材自由方板扭转振型特征按自由方板长宽比划分为长宽比不小于 3、长宽比=2和长宽比=1共3类;长宽比不小于 3的自由方板扭转振型沿其长边曲线变化,沿其宽边直线变化;长宽比=1的自由方板扭转振型沿其长边直线变化,沿其宽边曲线变化;长宽比=2的自由方板扭转振型沿其长边和宽边均为曲线变化。结论: 自由方板扭转模态法测试木材主向剪切模量理论依据可靠,用于测试木材主向剪切模量适用的方板宽厚比,对弦向、径向和横向方板均在7~30范围内,可降低方板宽厚比限制条件;自由方板扭转模态法既适用于测试木材主向剪切模量,又适用于测试木质复合板材和各向同性材料的剪切模量,其有效性得到自由杆件扭转振动法和非对称四点弯曲法试验验证,且该方法具有试验操作简单、测试精度高的优点;理论分析和试验结果表明,传统自由方板扭转振动法测试木质复合板材和木材剪切模量偏低,其偏低程度与材料类别和方板宽厚比有关。

研究简报
生物酶预处理对桐木脱色的影响
李书磊,张红,李一博,袁洁莹,谢非凡,王寒星,楚杰,余瑞金
林业科学. 2023, 59(5):  157-164.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20210565
摘要 ( 104 )   HTML ( 5 )   PDF (1667KB) ( 125 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 探讨二代生物复合酶对桐木的漂白效果和影响规律,为桐木脱色和生物学改良及桐木制浆的发展提供理论基础和科学依据。方法: 以兰考泡桐为试验材料,采用纤维素二代生物复合酶CTEC2进行预处理,控制预处理时间(60、75、90和105 min)、温度(30、50和70 ℃)和pH(3、5和7)等因素,分析预处理前后样品色差、化学组分等变化;利用TGA/DSC3型热重同步分析仪探究泡桐木材热降解性能;使用电镜扫描(SEM)观察预处理前后样品纤维微观形态变化;通过X射线衍射测定预处理泡桐木材结晶度,分析不同预处理条件对样品结晶的影响。结果: 1) 颜色测定表明,在温度50 ℃、pH为7的条件下, CTEC2预处理105 min泡桐木材漂白脱色效果最好,亮度和白度均有所提高,且随着预处理时间延长,漂白效果更好;2) 组分测定表明,在温度50 ℃、pH为7的条件下,CTEC2预处理泡桐木材效果最好,纤维素相对含量增加10.76%、半纤维素含量减少11.13%、酸溶木质素含量减少3.05%、酸不溶木质素含量减少4.22%、抽提物含量减少1.15%;3) 从TGA曲线可知,经预处理的泡桐木材最大质量损失速率对应的温度有所增加,热稳定性有所上升;从SEM图像可知,预处理可有效破坏木质纤维素结构;从XRD可知,经预处理的泡桐木材纤维素结晶度有所提高。结论: 纤维素二代生物复合酶CTEC2可使泡桐木材主要化学组分发生变化,降低木质素、半纤维素和抽提物等含量,从而达到漂白脱色效果。泡桐木材漂白预处理的最佳条件为温度50 ℃、pH 7、预处理时间105 min。