在全球气候变化背景下，森林生态系统常因本地或外来病虫害的干扰，而影响其物种组成、空间结构、生物多样性以及固碳释氧等功能。森林病虫害干扰对生态系统碳汇的影响主要集中在以下几个方面：1） 降低光合作用效率。当林木遭到病虫危害时，光合速率、气孔导度以及蒸腾作用等光合指标降低，与光合相关的基因下调，参与光合作用的暗反应能力也相应减弱，甚至会因干扰而受到抑制。2） 光合产物减少从而影响生态系统的地上和地下固碳能力。当光合产物减少时，林木自身会将体内的蔗糖重新分配以满足林木新陈代谢需求。林木的根系生物量、土壤自养呼吸能力以及地下碳的长期固存都会因光合产物减少而降低。3） 造成植物组织的损伤，影响宿主的生长、繁殖和生存，从而降低生物多样性、破坏森林结构进而减少功能冗余。4） 被病虫害干扰后的森林生态系统，其存活植物的生长能力以及微生物的分解能力受到长期影响，进而长时间改变森林的固碳能力和增大碳排放。5） 昆虫和微生物可以加速枯木分解并释放碳。取食木材的昆虫不仅可以直接取食和消耗枯木，也可以通过与微生物群落互作，间接对枯木分解产生影响。研究表明，森林病虫害干扰会减少森林面积、降低固碳能力以及增高碳通量，使森林从“碳汇”转变为“碳源”。

目的: 通过大量音频-文本对构建的鸟类音频预训练模型能基于物种类别辅助信息对缺乏训练样本的音频进行零样本分类，以减轻数据采集的负担，为鸟类音频零样本分类研究提供有效的理论依据，也为开放环境中的生态监测和物种分布变化分析提供参考。方法: 利用反映鸟类系统发育关系的系统分类学信息作为声音类的物种类别辅助信息，以预训练的RoBERTa文本编码器和HTSAT音频编码器分别提取系统分类学信息的语义嵌入和鸟类音频的声学嵌入，通过对比学习方法计算语义嵌入和声学嵌入的相似度，构建鸟类对比语言-音频预训练模型（CLAP-Bird），然后基于零样本类的物种类别辅助信息和CLAP-Bird模型实现零样本分类。结果: 在一个包含725 h的大型不平衡鸟类音频数据集上训练和评估了所提出的方法，在5个不同的8~10个类别的测试集上获得的平均F1_score为0.289，与以鸟类学名、鸟类生活史和基础特性信息作为物种类别辅助信息的基线模型相比，本文提出的模型对鸟类音频零样本分类性能明显提升。结论: 鸟类的系统分类学信息作为物种类别辅助信息，提供了关于鸟类的生物学遗传信息，有助于模型更好地理解鸟类鸣声之间的关系，提升了鸟类音频零样本学习的性能。且训练集与测试集的系统分类学关系越接近，则对测试集的零样本分类性能越好。

目的: 针对虫情测报灯采集到的林区害虫样本种类多、尺寸复杂及密集遮挡问题，提出了一种多尺度序列特征融合检测算法（MPD-YOLO），用于提升林区害虫检测的精确度，为林区害虫监测和防护提供了新的技术路径。方法: 首先，以采集于北京、河北、山西等地的林区害虫图像为基础，构建包含18类林区害虫的数据集。数据集涵盖不同场景下的害虫图像，为算法的训练与测试提供了可靠的数据支撑。其次，为提高小目标害虫的检测效果，利用3D卷积对小目标进行更为深入的尺度序列特征提取，MPD-YOLO方法引入尺度序列特征融合模块（SSFF），有效提升模型对小目标的感知能力。最后，为解决密集遮挡和多尺度害虫并存情况下的模型检测能力，MPD-YOLO方法提出了三重特征编码高效聚合模块（TFE-ELAN），通过将不同尺寸特征图进行特征融合，增强多层特征图之间信息的关联性，提升了模型的检测性能。结果: 在相同试验条件下，本研究在构建的数据集上对MPD-YOLO进行大量试验，并与主流的目标检测算法（YOLO系列、Faster-CNN等）进行对比分析。MPD-YOLO方法具有最佳的害虫识别精度，其F1-score和mAP分别达到88.43%和91.92%，比次优方法YOLOv8x分别高1.45%和1.22%。相比于原网络模型YOLOv7，MPD-YOLO的F1-score与mAP分别比YOLOv7高0.72%和2.8%，证明了本文所提方法在处理复杂目标检测任务中的优势。此外，本研究中消融试验，分析了尺度序列特征融合模块和三重特征编码高效聚合模块对整体性能的贡献，验证了各模块设计的有效性。结论: 本文提出的MPD-YOLO算法，有效提升了复杂环境下多尺度害虫的检测性能，在处理复杂环境下的检测任务时表现出较高的鲁棒性。

目的: 为提高树种识别工作的效率和准确率，提出一种利用迁移学习策略并引入SimAM注意力机制和ECA通道注意力机制的ConvNeXt树种识别模型。方法: 以12种常见树种的树皮图像为研究对象，通过传统数据增强方法对数据进行扩充，防止模型过拟合。使用SimAM和ECA通道注意力机制构建以ConvNeXt为基础的改进网络，增强特征提取的SA-ConvNeXt、增强重要特征权重的E-ConvNeXt、结合两者的ES-ConvNeXt，测试数据集在增强前后对ES-ConvNeXt网络准确率的影响。使用ResNet34、ResNet50、GoogLeNet、Swin Transformer、DenseNet121和ConvNeXt网络，与ES-ConvNeXt模型识别效果进行比较。结果: SA-ConvNeXt和E-ConvNeXt准确率分别达到(95.14±0.42)%、(96.085±0.235)%，ES-ConvNeXt在增强后数据集测试的准确率达到(97.445±0.635)%，对单一树种识别准确率均超过93%，最高类别准确率达到99.79%，为最优方案。经数据增强后进行训练的模型与使用原始数据进行训练的模型相比，其验证集的准确率和损失值，无论是收敛速度还是最终稳定值都是最优。数据集相同时，使用ResNet34、ResNet50、GoogLeNet、Swin Transformer、DenseNet121和ConvNeXt网络的识别准确率，分别为92.74%、94.47%、90.52%、92.85%、70.38%、94.72%，均低于新改进模型ES-ConvNeXt（97.81%），进一步说明了改进后的ES-ConvNeXt模型的有效性。结论: 数据增强对模型准确率提升有效，在数据增强后的数据集上，改进后的ES-ConvNeXt模型与其他模型相比可以更加准确地完成树种分类任务，在不同树种上也有较好的泛化能力。

目的: 基于单物种-面积模型(ISAR)探讨长白山阔叶红松林物种多样性格局及其尺度效应，以期阐明阔叶红松林群落结构及物种多样性维持机制，并为生物多样性保护和森林管理提供参考。方法: 本研究基于40 hm²阔叶红松林固定监测样地的植被调查数据，采用ISAR模型分析目标树种在0~50 m尺度上对邻域物种丰富度的影响，并通过同质性和异质性泊松零模型检验其显著性。此外，将所有树木个体按胸径划分为小径级（5 cm≤DBH<20 cm）、中径级（20 cm≤DBH<40 cm）和大径级（DBH≥40 cm），分析不同径级个体对邻域物种丰富度的影响，并使用异质性泊松零模型检验其显著性。结果: 1） 优势树种邻域的物种多样性较低。2） 生境过滤在0~10 m的尺度上作用不显著，在11~50 m尺度对群落的物种多样性结构有显著影响。3） 在0~30 m尺度范围内，不同树种的邻域物种多样性随研究尺度变化具有不同的表现，在31~50 m的尺度上，大多数树种主要表现为多样性中性种。4） 大、中、小径级个体都在0~10 m的尺度上对邻域物种多样性有促进作用，小径级个体可达14 m。在21~50 m的尺度上，中、小径级个体以促进作用为主，大径级个体以中性作用为主。5） 不同径级中的物种的多样性结构在0~20 m尺度上有差异，受物种径级影响，在21~50 m尺度上没有差异，均以多样性中性种为主。6） 在0~10 m尺度上，径级较大的个体对邻域较小径级中的物种的不对称性竞争作用效果不显著，不对称性竞争作用主要表现在14~20 m的尺度上，径级差越大效果越显著。结论: 长白山阔叶红松林群落的物种多样性格局受生境过滤、树种特性、径级结构和种间竞争的共同影响，具有显著的尺度效应。在森林经营过程中，应考虑不同尺度上的生态学过程，合理配置树种和径级结构，促进物种生态位分化和减少不对称竞争，以提高森林的生物多样性和资源利用效率。

目的: 探究中国竹林分布区极端气候的时空变化，揭示极端气候事件发生的空间分异及其时间变化规律，为未来不同竹林分布区应对极端气候事件提供参考。方法: 基于1960—2020年气象数据，利用中国天气发生器（NCC/GU-WG Version 2.0）对2021—2050年的气象数据进行预测，借助RClimDex软件计算与竹林生长相关的10个极端气候指标，采用累积距平、Sen趋势、Mann-Kendall检验和克里金插值法研究1960—2050年中国竹林分布区极端气候的时空分布及其变化规律。结果: 90年来，中国竹林区的夏季高温日数、日最高温的极高值、日最低温的极高值、日最高温的极低值和日最低温的极低值每10年分别上升3.52天、0.15 ℃、0.21 ℃、0.26 ℃和0.4 ℃，霜冻日数每10 年减少1.79天，上述极端温度指标大约在2000年前后存在突变点；单日最大降水量、连续5日最大降水量、强降水量和年均日降水强度每10年分别上升1.58 mm、2.13 mm、12.99 mm和0.2 mm?d^?1，上述极端降水指标在1994年前后存在突变点。从空间上来看，日最高温和日最低温的极高值在整个竹林区域都较大，而夏季高温日数的高值区则位于低纬度的竹林区；日最高温和日最低温的极低值的低值区，以及霜冻日数的高值区主要位于内陆高纬度的散生竹区。表征极端降水的单日最大降水量、连续5日最大降水量、强降水量和年均日降水强度的高值区位于南方以及沿海区域，而四川混生竹区具有较高的极端降水指标和极低的极端低温指标。结论: 在中国竹林分布区发生的极端温度和降水事件都具有明显的增加趋势，且大部分极端温度指标和极端降水指标分别在2000年前后和1994年前后存在突变点。内陆高纬度区域的散生竹区易遭受极端低温事件的影响，低纬度竹林区可能会遭受旱涝两极灾害的影响，而四川混生竹区遭受极端温度和极端降水事件的风险均相对较高。

目的: 提取苏州中心城区各类湿地空间要素，构建湿地生态网络，定量评价湿地生态网络韧性水平，以期为水网城市湿地生态网络韧性测度及空间保护规划提供科学依据。方法: 以苏州中心城区为例，基于“MSPA-Conefor-MCR-GM”模型构建水网城市湿地生态网络，运用复杂网络分析法，从结构、功能、组分3个维度选取能够反映湿地生态网络韧性特征及水平的指标，定量测度湿地生态网络韧性水平。结果: 1） 苏州中心城区提取出19处生态源地、171条潜在生态廊道和28条重要生态廊道，判别出137个生态节点，形成典型的网络状多组团多节点结构特征。其中，生态源地呈现“多中心、多组团”的空间分布特征，潜在生态廊道呈现“东北-中部密集网状、其他片区少或无”的空间分布特征，重要生态廊道呈现“东北-西南走向，局部网格状”的空间分布特点，生态节点形成“总体分散、局部紧密”的空间分布特征。2） 结构韧性方面，中心城区湿地生态网络平均聚类系数为0.04，网络平均度为3.12，无标度特征明显，聚集性较弱、连通性一般，结构韧性不足。3） 功能韧性方面，平均路径长度、网络效率值、节点结构孔平均值和k核指数平均值分别为5.47、0.19、0.41和2.02，节点之间独立路径平均数量尚可，网络多样性较高，但受城市建设影响，斑块间生态廊道较长，传递性、稳定性不足，协作性较弱。4） 组分韧性方面，节点介数中心性值为0~2 837.17，平均值为365.17，边介数中心性值为1~2 618.76，平均值为1 469.43，斑块、廊道重要性差异较大，空间异质性较强，组分韧性水平差异显著。结论: 苏州中心城区湿地生态网络韧性水平一般，结构韧性、功能韧性及组分韧性表现出不同的特征与水平。本研究结果可以作为该区域湿地生态保护与管理的本底参考。

目的: 明确在绿肥生长和自然腐解阶段，柑橘树根际和非根际土壤有机碳组分变化及其主要影响因素，以期更好地理解绿肥覆盖对果园土壤碳组分的作用机制，为推广果园绿肥覆盖措施提供科学依据。方法: 以光叶苕子覆盖的柑橘园为研究对象，以清耕处理为对照，在光叶苕子生长和自然腐解季节，探索柑橘根际和非根际土颗粒有机碳（包含游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳）及矿物结合有机碳的分布，并分析土壤有机碳组分变化与植物特征（柑橘细根碳氮磷含量、苕子地上和细根年碳氮磷输入量）和土壤因子（游离态颗粒有机氮、闭蓄态颗粒有机氮、矿物结合有机氮、全氮、全磷、黏粒含量及胞外酶活性）的关系。结果: 与清耕对比，在苕子生长和腐解季节，绿肥覆盖均显著（P<0.05）增加了根际土（34.13%、56.01%）和非根际土的闭蓄态颗粒有机碳含量（33.02%和64.23%）；均显著（P<0.05）降低了根际土（?12.56%、?19.72%）和非根际土的矿物结合有机碳含量（?13.10%、?20.67%）。游离态颗粒有机碳含量在苕子生长季节的非根际土显著增加（78.77%，P<0.05），而根际土降低（?8.48%，P<0.05），但在苕子腐解季节相反，表现为非根际土降低（?18.66%，P<0.05）、根际土增加（18.62%，P<0.05）。冗余分析表明，在光叶苕子覆盖下的柑橘园，土壤的游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量与苕子细根的年碳氮输入量、土壤闭蓄态颗粒有机氮含量、全氮含量及黏粒含量显著（P<0.05）正相关，土壤矿物结合有机氮含量与矿物结合有机碳含量显著（P<0.05）正相关。方差分析表明，光叶苕子覆盖提高了植物与土壤因子对土壤有机碳组分的共同作用（从18.3%增加到33.9%）。层次分割进一步确定，矿物结合有机氮是降低土壤矿物结合有机碳含量的主要因素，闭蓄态颗粒有机氮、苕子细根的年碳氮输入量、土壤黏粒含量是影响土壤游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳积累的主要因素。结论: 光叶苕子覆盖通过其细根释放的碳氮及对土壤矿物结合有机氮含量的调控，促进了土壤颗粒有机碳积累，同时抵消土壤矿物结合有机碳的损失，最终实现了柑橘园土壤有机碳的净增加。绿肥覆盖带来的生态效益使其成为果园提升碳潜力的管理方式之一。

目的: 以长白山天然针阔混交林为研究对象，提出4种林分优势高估计方法及相应的立地形计算方法，比较不同方法计算优势高的差异，并分析优势高与林分因子的关系，以确定混交林优势高的合理计算方法和立地形评价立地质量的适用性。方法: 对吉林省八家子林业局127块针阔混交林固定样地进行调查，每块样地实测6株优势木（3株针叶树、3株阔叶树）的树高、胸径和年龄。根据加权方法不同，分4种方法估计林分优势高，分别为不分树种的算术平均优势高（H_T1）、考虑针阔叶断面积加权的优势高（H_T2）、仅考虑优势木树种断面积加权的优势高（H_T3）和考虑样地全部树种断面积加权的优势高（H_T4），并基于4种方法计算对应的林分优势木平均胸径（D_T1、D_T2、D_T3、D_T4）和林分优势木平均年龄（A_T1、A_T2、A_T3、A_T4）。采用相关分析和成对t检验等方法比较4种优势高的差异，分析4种优势高（H_T1、H_T2、H_T3、H_T4）与林分密度、生产力、林分优势木平均胸径和年龄的关系。选取幂函数方程、Hossfeld Ⅱ 方程、理查兹方程作为林分优势木平均树高-胸径关系的候选模型，通过模型评价指标确定最终模型。将优势木分布频数最多的胸径取整后确定基准胸径，代入林分优势木平均树高-胸径关系模型得到立地形。比较不同优势高对应的立地形与林分因子的关系，确定最优的天然针阔混交林优势高估计方法和立地形计算方法。结果: 4种方法估计的优势高之间均有显著相关性，其中H_T1、H_T2与H_T3的优势高相关系数均达0.96以上，且无显著差异；H_T4与其他3种优势高的相关性最低，且与其他3种优势高有显著差异。考虑样地全部树种断面积加权的优势高（H_T4）与3种林分密度指标（林分断面积、林分密度、可加林分密度指数）均不相关。H_T4与其对应的D_T4、A_T4相关性最高，相关系数分别为0.815、0.657；H_T3与其对应的D_T3、A_T3相关性次之，相关系数分别为0.420、0.227。通过模型评价指标确定H_T3-D_T3、H_T4-D_T4的最佳模型分别为幂函数和理查兹方程，2个模型对应的调整决定系数（R_a²）分别为0.16、0.68。根据样地中优势木分布频数最多的胸径，取整后确定基准胸径为30 cm，通过导向曲线确定其对应的立地形S_F,T3、S_F,T4。2种立地形中，仅S_F,T4与可加林分密度指数不相关，但S_F,T3、S_F,T4与林分生产力均显著相关（相关系数分别为0.224、0.264）。结论: 考虑样地全部树种断面积加权的优势高（H_T4）表现最佳，由该优势高计算的立地形（S_F,T4）与林分生产力显著相关，可应用于天然针阔混交林立地质量评价。

目的: 研建林木冠幅模型、林分密度模型及其联立模型，探究林木冠幅模型与林分密度模型之间的关系，为进一步研究林分密度管理和指导森林经营提供科学依据。方法: 利用在全国范围内代表性采集的600株落叶松样木调查数据和第九次全国森林资源清查的1273个天然落叶松林样地调查数据，采用非线性回归和对数回归估计方法，分别建立了落叶松林木冠幅模型和林分密度模型；在分析二者之间内在相关性的基础上，采用含哑变量的多元非线性回归估计方法，建立了林木冠幅和林分密度联立模型，并确定了最大林分密度线。结果: 林木冠幅与胸径呈正相关，落叶松林木冠幅模型的确定系数R²在0.76以上，估计值的标准误SEE为1.03 m，平均预估误差MPE为2.16%；冠径比随胸径的增加而下降，从2 cm时的0.47快速下降至20 cm时的0.23，再缓慢下降至50 cm时的0.17。林分密度与平均胸径呈负相关，落叶松林分密度模型的R²达到0.88，SEE为147 株·hm^?2，MPE为2.58%；林分密度模型与林木冠幅模型的指数呈2倍负相关，根据联立模型得出的斜率参数为?1.384，可视为全国落叶松天然林自然稀疏线斜率的总体平均值。结论: 基于林分密度模型与林木冠幅模型之间的内在相关性，采用多元回归估计方法求解林分密度指数的斜率参数是一条可行的新途径。该方法对研究其他树种的林分密度指数及指导林分密度管理和森林科学经营也具有应用价值。

目的: 研究酸枣果实表型性状特征其环境驱动因子，筛选优良酸枣产地，为太行山东麓酸枣资源的开发利用提供参考。方法: 在太行山东麓设38个采样点共152个样方，调查各样点的海拔、土壤pH等立地条件，采集各样方内酸枣果实，测定其表型性状（果实、果核、果仁的纵径、横径、质量等）。结果: 1） 酸枣果实表型特征不同地区间存在极显著差异（P < 0.01），其中果仁质量（20.86%）、出仁率（19.63%）、果实质量(13.72%)、鲜果可食率（13.35%）地区间变异性显著。酸枣果实表型特征间存在相关性关系，其中出仁率主要与果实纵径、果实横径、果实质量呈极显著负相关关系（P < 0.01）。2） 环境因子对酸枣表型形状的总解释率为56.7%，海拔（14.2%）、纬度（11.8%）、土壤pH（4.2%）、土壤含水率（3.9%）、土壤密度（3.2%）等是影响酸枣果实表型性状的主要环境因子，其中出仁率与海拔呈极显著正相关（P < 0.01），与纬度、经度、土壤含水率呈极显著负相关（P < 0.01）；鲜果可食率与纬度、海拔、经度、土壤砂粒含量呈极显著负相关（P < 0.01），与年均温、有效积温呈极显著正相关（P < 0.01）。3） 根据酸枣果实表型分布特征，筛选出博爱县、赞皇县等“果用型”酸枣产地，涉县、林州市等“仁用型”酸枣产地，邢台市信都区2、赞皇县等“果仁双用型”酸枣产地。结论: 酸枣果实性状间存在较强相关性，出仁率、鲜果可食率在品种选育、改良时可作为重要参考指标。酸枣出仁率、鲜果可食率等表型性状受环境因素影响较大，可将调控温度、土壤pH、含水率等环境因素作为提高酸枣果仁、果肉产量的方法之一。

目的: 建立3,5-二硝基水杨酸法最佳检测条件和最佳水解条件，以便准确测定日本落叶松木质部中阿拉伯半乳聚糖的含量及其株内变异，为深入了解阿拉伯半乳聚糖在落叶松木质部中的分布、开发与生物合成提供技术支撑。方法: 从显色剂体积、反应时间和反应温度对3,5-二硝基水杨酸法进行分析，确定最佳的落叶松阿拉伯半乳聚糖检测条件，同时利用正交试验从盐酸浓度、盐酸体积和水解时间对总糖水解条件进行优化，分别测定总糖和还原糖含量，从而计算出多糖含量。结果: 3,5-二硝基水杨酸法的最佳检测条件：3,5-二硝基水杨酸显色剂体积为5 mL，反应时间为9 min，反应温度为90 ℃；最佳水解条件：盐酸浓度为6 mol·L^?1，盐酸体积为15 mL，水解时间为40 min。在日本落叶松单株中，轴向上木质部中阿拉伯半乳聚糖含量随着树木高度的增加而逐渐降低；径向上心材含量远高于边材，总体上心材区含量随着年轮向外逐渐增加，边材区随着年轮向内逐渐增加，在边材和心材过渡区含量最高，同一年轮中早材含量高于晚材，过渡区早材中阿拉伯半乳聚糖含量远高于晚材。结论: 本研究建立了简便、稳定的不依赖于高质量样本即可准确检测阿拉伯半乳聚糖含量的方法，同时发现阿拉伯半乳聚糖在日本落叶松树干基部含量最高，并且在心材中高于边材，在早材中高于晚材，过渡区含量最高，暗示了阿拉伯半乳聚糖可能于过渡区合成，与心材的形成有关。

目的: 探究‘徐香’猕猴桃贮运过程中不同减振包装材料的减损防伤效果和对猕猴桃货架期品质的影响，以及发泡聚乙烯包装对猕猴桃采后苹果酸代谢过程中相关酶活性以及基因表达的作用，以期为物流过程猕猴桃风味品质保持提供理论依据。方法: 采取泡沫网袋、发泡聚苯乙烯（EPS）、发泡聚乙烯（EPE）3种减振材料包装猕猴桃，通过在振动实验台72 h振动实验模拟道路运输，测定果实贮藏过程货架期品质（硬度、色泽、可滴定酸、可溶固形物、维生素C和总酚含量）变化；对细胞膜损伤指标（丙二醛、相对电导率和脂氧合酶活性）进行分析；测定猕猴桃果肉苹果酸代谢相关酶和基因表达量变化。结果: 与泡沫网袋和EPS包装相比，EPE包装能够维持猕猴桃果实硬度和色泽，延缓抗氧化物质含量下降，抑制膜脂过氧化程度并维持细胞膜完整性。猕猴桃果实贮藏过程的苹果酸含量与NAD-MDH、PEPC酶活呈正相关，与NADP-ME酶活呈负相关，EPE包装能够保持苹果酸代谢相关酶NAD-MDH、PEPC的酶活性和基因表达水平。结论: 在猕猴桃鲜果贮运过程中EPE减振包装有利于贮运过程其货架期品质的保持，对猕猴桃果实苹果酸的代谢具有积极作用。

目的: 在挖掘杉木次生壁发育相关NAC调控因子基础上，分析其生物信息学特征、表达模式，以及在拟南芥中过表达的作用，以期为杉木次生壁发育分子机制解析和分子辅助育种提供重要参考价值。方法: 基于杉木不同器官和组织的转录组测序数据，通过共表达网络分析（WGCNA）筛选与木质化相关的NAC基因，克隆其全长序列，进行序列比对和系统进化树分析；利用实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）分析其在不同组织和应压木形成中的表达模式；构建NAC基因过表达重组载体，利用花序侵染法获得转基因拟南芥，并进行转基因植株花序茎横切面染色观察和木质素合成相关基因的表达分析。结果: 分离得到1个杉木NAC基因（ClNAC40），其cDNA序列长度为1 556 bp，开放阅读框（ORF）为1 344 bp，编码447个氨基酸。获得ClNAC40基因组序列共3 430 bp，由6个外显子和5个内含子组成。进化树分析发现ClNAC40与已报道的次生发育相关NAC转录因子聚为一类。ClNAC40基因在木质部（XY）优势表达，而在根（RT）、雌球花（FC）、雄球花（MC）和皮层（BK）中的表达量相对较低；同时，在茎中表达呈现随木质化程度升高而递增趋势，在木质化茎（S3）中的表达量是未木质化茎（S1）的3.2倍。在应压木诱导形成过程中，ClNAC40在应压木中的表达量呈上升趋势，斜放处理30天和60天时的表达水平均显著高于直立木（对照）。在拟南芥中过表达ClNAC40导致花序茎的高度和直径均明显增加；花序茎横切面经间苯三酚染色，显色较野生型深且染色区域占比更大，表明木质素沉积更多。RT-qPCR分析结果表明，ClNAC40过表达显著提高了拟南芥木质素合成途径关键酶基因的表达。结论: 杉木ClNAC40基因通过激活木质素生物合成相关酶基因表达，参与调控次生壁的发育。

目的: 探析低氮胁迫下杨树杂交子代苗期性状适应性，筛选耐低氮能力强的优良基因型，为选育速生、适应性强的耐低氮性杨树新品种提供理论依据。方法: 以226个小黑杨×欧洲黑杨杂交子代为试验材料，利用温室盆栽方法，在低氮（LN）和正常供氮（NN）处理条件下，测定生长、叶片形态、叶绿素荧光参数和氮同位素参数性状，基于线性混合模型的限制最大似然/最佳线性无偏预测（REML/BLUP），分析性状遗传变异和估算遗传参数及育种值，利用多性状指数MGIDI法，对杂交子代进行基因型排序，综合评价供试杂交子代适应性。结果: 生长和叶片形态性状均值在两组供氮水平间差异显著，且LN﹤NN，大多数性状基因型效应为显著，基因型与供氮处理环境的交互效应（G×E）均为极显著，而叶绿素荧光参数的基因型和G×E效应均不显著。性状广义遗传力（$ {h}_{\mathrm{g}}^{2} $）、均值遗传力（$ {h}_{\mathrm{g}\mathrm{m}}^{2} $）和遗传变异系数（CV_g）分别小于0.38、0.56和22.30%。利用生长和形态性状育种值和氮同位素参数观测值，进行主成分分析（PCA）并提取前4个主成分（特征值﹥1，占总方差的84.10%）进行因子分析（FA），4个因子（FA1、FA2、FA3和FA4）分别反映了生长、叶片形态、氮同位素组成和氮同位素含量的信息，获得MGIDI多性状指数，并对杂交子代进行基因型排序，以选择强度20%筛选出了排名前42个子代基因型，其性状遗传增益为2.00%~16.50%，其中有7个、8个、7个和3个基因型分别在生长、叶片形态、氮同位素组合和氮同位素含量上表现出优势。结论: 在低氮胁迫条件对杨树杂交子代苗期生长、叶片形态和生理性状均具有显著抑制作用，生长和叶片形态性状受遗传因素和环境交互作用的影响显著，多性状指数综合评价筛选出的基因型，耐低氮适应性强，可用于耐低氮杨树新品种选育。

目的: 研究国内外80株绿僵菌的系统发育关系及其对松褐天牛成虫的毒力，为筛选用于防治松褐天牛成虫的高毒力菌株提供参考。方法: 提取80株绿僵菌的DNA，使用引物ITS1/ITS4和T1/T22分别扩增真菌的ITS区域和β-tubulin基因序列并测序。采用MAFFT比对序列，通过IQ-TREE和Mrbayes 3.2.7软件分别采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。使用羽化3天内的健壮松褐天牛成虫测定绿僵菌的毒力。在PDA培养基上培养绿僵菌，将收集获得的孢子用0.05%的吐温-80溶液分别配置成浓度为10⁷ 个·mL^–1的孢子悬浮液，0.05%的吐温80溶液作为空白对照。采用浸渍法处理松褐天牛成虫，以累计校正死亡率为指标评价菌株的致病力。结果: 从国内外菌库中收集的123株菌株中80株为绿僵菌，分为6个主要类群，其中57株属于金龟子绿僵菌复合种，11株属于黄绿绿僵菌复合种，6株属于莱氏绿僵菌，4株属于M. viride，1株属于柱孢绿僵菌，1株属于新西兰绿僵菌。高毒力菌株主要分布在金龟子绿僵菌复合种和黄绿绿僵菌复合种；蝗绿僵菌、柱孢绿僵菌、新西兰绿僵菌、莱氏绿僵菌和M. viride对松褐天牛的成虫未表现出致病力。14株绿僵菌菌株毒力较高（LT₅₀<15天，15天校正死亡率>80%），可作为防治松褐天牛的备选菌株。结论: 基于国内外80株绿僵菌菌株的系统发育和毒力测试结果，筛选出对松褐天牛成虫具有高毒力的菌株，其中14株具有较大应用潜力，建立了绿僵菌的系统发育关系，确认了高毒力菌株的分布。

目的: 探究温度对毛竹抗弯力学性能的影响，为竹材在极端环境下的建筑结构应用提供数据支持和理论依据。方法: 以贵州省赤水市3~6年生毛竹为研究对象，制作有竹节和无竹节2种类型试件各66个；设置11个目标温度（?60、?40、?20、0、20、60、100、130、175、185和200 ℃）进行三点弯曲试验，测试毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量，分析温度对毛竹抗弯力学性能的影响规律；利用相关性分析，探讨温度与抗弯强度、抗弯弹性模量的关系，并提出毛竹抗弯强度温度影响系数与温度以及抗弯弹性模量温度影响系数与温度的二次函数方程；通过微观结构观察，分析低温和高温条件下毛竹细胞壁的变化情况，揭示毛竹抗弯力学性能变化的内在机制。结果: 温度对毛竹抗弯力学性能具有显著影响，随着温度升高，毛竹的抗弯强度和抗弯弹性模量呈显著下降趋势；当温度升至200 ℃时，有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下（20 ℃）抗弯强度的31%和31%，抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的44%和41%；相较而言，当温度降至?60 ℃时，有竹节和无竹节试件的抗弯强度分别为常温下（20 ℃）抗弯强度的116%和115%，抗弯弹性模量分别为常温下抗弯弹性模量的135%和128%；低温条件下毛竹表现出较高的强度和明显的脆性，高温条件下则表现出较低的强度和较大的塑性变形；竹节对抗弯强度的影响较小，无论是低温还是高温条件，有竹节和无竹节试件的抗弯强度差异均不明显；竹节对抗弯弹性模量具有显著不利影响，尤其在?40~130 ℃范围内表现明显；微观结构分析表明，低温条件下毛竹细胞壁保持完整且紧密，有助于力学性能提升，高温条件下由于水分蒸发和化学成分转化，毛竹细胞壁软化并逐渐变薄，其力学性能显著下降。结论: 在极端环境条件下，毛竹抗弯力学性能受温度变化的显著影响，低温有助于增强毛竹强度，但会导致更高的脆性；高温会削弱毛竹强度，并导致较大的塑性变形；竹节对毛竹抗弯强度影响较小，但对弹性模量具有一定不利影响。

目的: 探究梯度热解过程中竹材灰分质量分数变化及组成转化规律，重点探讨硅元素在竹材不同部位的分布特点，揭示高温热解对硅元素分布的影响机制，为开发高效的竹材脱灰工艺和制备高纯度竹炭提供数据支撑。方法: 选取1年生毛竹，采用SEM-EDXA、XRF、XRD等分析技术，对比研究不同梯度热解时（350、500、800、1 000 ℃）竹材不同部位（竹材内外表皮、气孔、节间、竹节）灰分质量分数变化及组成转化规律，探讨硅元素在竹材内外表皮、气孔、竹青、竹肉、竹黄处的分布特点，阐明高温热解对硅元素分布的影响机制。结果: 竹材灰分主要由CaO、K₂O、SiO₂、Al₂O₃等组成，也含有一定量的硫氧化物（SO₃）、磷氧化物（P₂O₅）。XRD分析表明，节间炭灰分组成为KCl、K₂SO₄、KalSiO、KFeSiO₄等，竹节中除上述无机盐外，还含有明显结晶态的SiO₂。当热解温度达800 ℃时，KAlSiO、KFeSiO₄等含硅无机盐类生成，炭基体中出现短程有序的涡轮层状结构。对比节间和竹节硅元素分布发现，二者在外表皮、气孔处均具有极高质量分数的硅；与节间不同，竹节处除临近表皮的薄壁细胞中出现含硅颗粒外，竹肉和竹黄薄壁细胞中也出现微米级含硅颗粒，且均以硅氧化物形式存在。SEM-EDXA元素分布半定量分析表明，节间和竹节硅元素质量分数在500 ℃达到最高，竹材外表皮硅元素质量分数在800 ℃达到最高。随着高温条件硅酸盐和硅铝酸盐的生成，硅元素质量分数逐渐降低。钾元素质量分数在整个热解过程中呈线性升高趋势。高温热处理过程中，因氢、氧等元素挥发以及少量碳元素消耗，细胞壁中部分硅裸露出来，形成硅氧化物沉积于导管和薄壁细胞的细胞腔中。结论: 1） 节间和竹节中灰分组成近似，节间灰分质量分数更高；硅元素广泛分布于竹材外表皮、气孔以及临近竹青的薄壁细胞中；2） 当热解温度达500 ℃时，竹节和节间中CaO、K₂O等无机盐的质量分数达到最大，持续升温至800 ℃时，这些无机盐类转化为硅酸盐和硅铝酸盐；3） 高温热处理造成节间硅的释放，沉积于导管和薄壁细胞的细胞腔中。

目的: 提出南方林区不饱和红壤环境轮-壤耦合作用数值模型，基于该模型分析林用小型轮式移动平台轮胎尺寸参数对其行驶性能的影响，为具有高通过性能的林用小型轮式移动平台轮胎尺寸参数设计提供理论依据。方法: 以林用小型轮式移动平台车轮常用的橡胶轮胎为研究对象，通过单轴拉伸试验获得橡胶轮胎物理参数，使用有限元软件Abaqus准确建立轮胎模型；采集南方林区不饱和红壤，通过测量和三轴压缩试验获得不饱和红壤物理参数和力学特性，使用离散元软件PFC3D精确建立南方林区不饱和红壤模型。结合有限元和离散元法，创新性地提出南方林区不饱和红壤环境轮-壤耦合作用数值模型，解决单独采用有限元或离散元法分析轮胎与土壤交互作用存在的局限性问题。基于南方林区不饱和红壤环境轮-壤耦合作用数值模型，仿真分析轮胎直径（D = 65、75、85 mm）、宽度（W = 20、25、34 mm）和轮胎径宽比（D/W = 2.2、2.6、3.0、3.4、3.8）对林用小型轮式移动平台挂钩牵引力和轮胎下陷量的影响。建立与仿真分析一致的轮-壤交互土槽试验，进一步验证南方林区不饱和红壤环境轮-壤耦合作用数值模型的有效性和轮胎尺寸参数对林用小型轮式移动平台行驶性能影响分析的准确性。结果: 1） 挂钩牵引力随轮胎直径和宽度增加表现增大趋势；2） 轮胎下陷量随轮胎直径和宽度增加表现减小趋势，但达到一定范围后，轮胎直径和宽度对下陷量影响变小；3） 轮胎直径和宽度综合指标径宽比（D/W）对林用小型轮式移动平台挂钩牵引力和轮胎下陷量影响显著，其中相较仿真和试验数据而言，D/W = 2.2时产生的挂钩牵引力最大、轮胎下陷量最小，行驶性能表现最优。结论: 本研究准确建立南方林区不饱和红壤环境轮-壤耦合作用数值模型，可用于分析轮胎尺寸参数对林用小型轮式移动平台行驶性能的影响，同时也可为林用小型轮式移动平台的设计、优化和通过性能研究提供科学依据。

杨树因速生、适应范围广等特点作为经济林、生态防护林和国家储备林建设树种，是实现“碳达峰、碳中和”双碳目标的重要固碳载体，但食叶害虫和蛀干害虫危害严重影响了杨树人工林生产力。因此，解析杨树抗虫分子机制、培育抗虫高产杨树新品种是杨树人工林发展的紧迫任务。本文首先概述了杨树通过形成叶片毛状体、提升木材硬度等物理防御以及内在酚苷、挥发性物质等次生代谢物和蛋白酶抑制剂等大分子物质快速响应以降低生物胁迫的分子机制研究进展；然后归纳了杨树杂交育种技术、转基因育种技术和多组学联合分析在杨树抗虫新品种培育和关键抗性位点和基因挖掘上的主要应用，并分析了抗虫转基因杨树生物安全评价方法和进展；最后提出未来应着重解析抗蛀干害虫分子机制，并围绕育种目标进一步融合传统杂交育种和转基因、基因编辑、全基因组选择等现代生物育种技术，实现抗虫、优质、高产多性状聚合育种。同时建立健全转基因和基因编辑杨树生物安全评价方法、法规，为杨树抗虫遗传改良和分子设计育种提供理论依据和实践基础。