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2025年 第61卷 第6期 刊出日期:2025-06-25
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林业科学. 2025, 61(6):  0-0. 
摘要 ( 23 )   PDF (11248KB) ( 53 )  
相关文章 | 多维度评价
综合评述
树木三维建模与可视化模拟技术进展与应用
崔泽宇,张怀清,刘洋,张京,杨廷栋,傅汝饶
林业科学. 2025, 61(6):  1-12.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240790
摘要 ( 46 )   HTML ( 16 )   PDF (3021KB) ( 37 )  
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树木三维建模与可视化模拟技术是研究森林结构与生长动态规律的重要手段,也是开展森林精准经营管理的关键技术和基础。本文从基于一维文本规则、二维图像、三维激光雷达点云以及多源数据融合等不同维度,系统分析了不同类型树木三维建模技术,并梳理了树木形态结构、生长、多态性可视化模拟等方面的进展。结合树木三维建模技术的发展趋势,重点讨论了生成式人工智能GAI、多源数据融合、大模型等技术在树木三维建模中的融合应用前景,论述了树木三维建模个性化、多样性、大规模、智能化发展方向,并梳理了在GAI发展背景下树木三维建模的研究思路,提出以多源数据融合为基础、GAI为驱动的智能化三维建模框架。分析了数字孪生、元宇宙等技术体系对树木三维模型的应用推广,剖析了其在树木育种培育、古树名木保护、景观设计、森林经营、生态监测灾害预警以及生态保护与修复等树木全生命周期应用场景中的特征与需求。通过树木三维模型模拟,能够有效突破时空限制,辅助智能决策,为森林精准、高效经营管理以及生态系统服务修复等提供关键技术支撑,并为树木培育、监测、保护等提供全新的研究思路与智能化的手段,助力林业全业务场景的跨模态数据协同处理与机制探索。

研究论文
基于无人机的柠条锦鸡儿生物量遥感估测
吴家敏,王亚欣,孙斌,马志杰,孙维娜,洪亮
林业科学. 2025, 61(6):  13-24.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240525
摘要 ( 25 )   HTML ( 10 )   PDF (3991KB) ( 19 )  
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目的: 运用无人机数据,通过面向对象方法对鄂尔多斯市柠条锦鸡儿进行单株识别,对比RF、SVR、XGBoost机器学习算法,实现单株柠条锦鸡儿的高精度提取及生物量精准估测,为干旱地区环境保护、碳储量研究等提供参考。方法: 综合利用无人机载多光谱和激光雷达数据,融合光谱和垂直结构信息,基于面向对象方法开展单株柠条锦鸡儿高精度提取研究。在此基础上,通过对比随机森林 (RF)、支持向量回归 (SVR)和极端梯度提升决策树 (XGBoost) 3种机器学习算法,进行生物量的遥感精准估测。结果: 1) 利用无人机获取超高分辨率影像数据,通过LSMS分割算法和SVM分类器能够实现单株柠条锦鸡儿的高精度识别,各样方柠条锦鸡儿的分割准确率在86%以上,总样方准确率在90%以上,欠分割和过分割误差在6%以下,总体分类精度达91.51%。2) 基于支持向量机的递归特征消除(SVM-RFE)方法筛选出对生物量建模贡献度高的17个变量,其中包括2个平面特征和15个高度变量,高度变量对生物量的累计贡献度显著高于平面特征(8.7 vs. 1.39)。3) 与RF和SVR模型相比,XGBoost模型对柠条锦鸡儿的单株生物量具有更高的估测结果(R2=0.95,RMSE=259.57 g,MAE=157.51 g),尤其在生物量低于2 000 g时效果最佳。4) 通过UAV-LiDAR提取的多个植被垂直结构信息,反映出植被内部生长的多样性和垂直复杂性,有助于提升生物量估测精度。此外,综合考虑高度的平均绝对偏差、变异系数、方差、高度百分位数等多维度高度变量进行生物量预测,相比单一的最大值高度变量指标更具优势。结论: 利用LSMS分割和SVM分类方法提取单株灌木,为单株植被的识别提供了技术参考;引入多维度的点云高度指标参与生物量估测,弥补了单一多光谱数据对柠条锦鸡儿垂直结构信息的缺失,提高了生物量估测精度; XGBoost模型为干旱区小尺度的灌木生物量估测提供了新的视角和工具;基于无人机数据获取的高分辨率影像和点云数据,避免了对当地生态环境造成破坏,尤其是在脆弱的沙地区域。

基于RT-DETR的林间松果检测方法
吴晨旭,张冬妍,张榄翔,陈诺,毛思雨
林业科学. 2025, 61(6):  25-37.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240518
摘要 ( 13 )   HTML ( 7 )   PDF (3784KB) ( 16 )  
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目的: 针对林间环境复杂、小目标松果纹理特征不明显,导致检测精度不足和检测实时性差的问题,提出一种基于Real-time detection transformer(RT-DETR)的林间松果检测方法,并针对RT-DETR模型进行优化,提升其检测性能。方法: 首先,为了提升检测精度,将原主干网络替换为Re-parameterized vision transformer(RepViT),以增强特征提取能力。其次,引入High-low frequency feature interactions(HiLo)高低频分离机制,提高细节纹理的捕捉能力。最后,将Re-parameterized cross stage partial bottleneck with 3 convolutions(RepC3)模块优化为Decoupled replicated bottleneck cross stage partial with 3 convolutions(DRBC3),通过融合大核卷积与扩张卷积,显著扩大其感受野。与此同时,RepViT和DRBC3均采用结构重参数设计,使得推理时模型结构得以简化,从而提升检测效率。结果: 经过优化的RT-DETR模型,针对中国黑龙江省佳木斯大来林场收集的松果图像数据集的测试结果表明,模型的各项指标均达到最佳平衡,其中AP50达到93.37%,精度和召回率分别为93.30%和92.65%。在AP50提升5%的同时,GFLOPs降低了51%,参数量减少了41%,实时帧率FPS从74.3显著提升至95.5,提升幅度达到28%。结论: 这一优化方法显著提高林间松果检测的精度、实时性和效率,为实际应用中的自动化松果采集任务提供了有效的解决方案。

基于压力传感的微钻阻力树木年轮检测方法
胡雪杨,郑一力,田家园,张振翔
林业科学. 2025, 61(6):  38-48.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240426
摘要 ( 12 )   HTML ( 2 )   PDF (3424KB) ( 15 )  
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目的: 研究压力传感在微钻阻力年轮检测中的应用,提出并设计一种基于轮辐式压力传感器的压力传感微钻阻力年轮检测方法,为提高微钻阻力年轮检测的可靠性和准确性提供有效途径。方法: 对微钻阻力年轮检测设备的微型钻针运动过程和受力情况进行分析,提出压力传感的微钻阻力年轮检测原理。在不改变微钻阻力年轮检测设备主体结构的情况下,基于电阻应变片和全桥差动电路设计了特制的轮辐式压力传感器用于实现压力传感的微钻阻力年轮检测,并通过有限元分析对轮辐式压力传感器的受力情况进行仿真。利用集成了现有模拟型转矩检测法、数字型转矩检测法和本研究提出的轮辐式压力传感器检测法的微钻阻力年轮检测仪对圆盘样本进行对比试验。将检测结果转化为分位数进行标准化显示,并使用斯皮尔曼秩相关系数对不同方法获取的检测结果一致性进行量化分析,通过人工判读与圆盘对比的方法获取年轮检测准确度。结果: 对比试验分析表明,轮辐式压力传感器法具有较高的信号质量和检测灵敏度。在长白落叶松试验中,轮辐式压力传感器法与数字型转矩法的平均斯皮尔曼秩相关系数为0.769,检测准确度分别为95.16%和96.39%,验证了轮辐式压力传感器法的可行性。在杉木试验中平均斯皮尔曼秩相关系数为0.364,检测准确度分别为87.79%和85.47%。对不同样本的分析结果表明,在一定条件下,轮辐式压力传感器法优于数字型转矩法,能够检测到部分数字型检测法无法识别到的年轮信息。长白落叶松和杉木的复合准确度分别为96.62%和89.15%,分别较数字型转矩法提升0.23%和3.68%,较轮辐式压力传感器法提升1.46%和1.36%,均高于2种方法的单独准确度。结论: 试验表明基于轮辐式压力传感器的微钻阻力法能够有效实现微钻阻力年轮检测。该方法的引入提供了一种通过多传感器融合提高微钻阻力法年轮检测可靠性和准确性的途径,为构建多传感器融合的微钻阻力年轮检测技术提供了基础。

一种基于PDS同源基因的楸树瞬时基因沉默技术体系的建立
费越,王军辉,卢楠,张苗苗
林业科学. 2025, 61(6):  49-60.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240529
摘要 ( 20 )   HTML ( 2 )   PDF (8676KB) ( 15 )  
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目的: 构建一种作用于楸树叶片的瞬时基因沉默技术体系,以阐明楸树八氢番茄红素脱氢酶基因CbuPDS-5在楸树叶片类胡萝卜素合成途径中的作用。方法: 以楸树为研究对象,在楸树基因组中鉴定楸树PDS基因家族成员,并基于表达模式分析明确CbuPDS在楸树各组织的表达量情况。进一步通过同源克隆从楸树中获得了CbuPDS-5的cDNA序列。通过构建系统发育树和同源蛋白序列比对分析其结构和类型。利用同源重组技术,构建TRV2-CbuPDS-5表达载体,利用农杆菌注射法侵染楸树叶片创制楸树基因沉默株系。同时,通过表型观察和实时荧光定量PCR技术分析CbuPDS-5基因沉默对楸树生长和叶片色素合成的影响。结果: 在楸树全基因组中鉴定出6个楸树PDS成员,并分别在叶片、花等组织中存在显著差异。其中,选择与番茄CaPDS相似度最高和在叶片中显著高表达的CbuPDS-5基因作为目标基因。本研究分离得到的CbuPDS-5基因全长1095 bp,其中ORF长948 bp,共编码315个氨基酸,含有1个二核苷酸结合基序,但在C端存在氨基酸缺失。功能验证结果表明,侵染2个月后的新生叶片呈现明显光漂白症状,并且多次侵染可显著增加叶片白化范围。qRT-PCR结果证明出现光漂白症状的叶片,其CbuPDS-5基因的相对表达水平显著降低。结论: 试验结果表明,VIGS系统可以用于楸树的瞬时基因沉默。楸树CbuPDS-5基因可作为指示基因更快验证林木瞬转体系的有效性和沉默时长,而由CbuPDS-5基因创制的花斑叶楸树可有效提高楸树的园林观赏价值,同时为观材两用的花斑叶楸树新品种的培育奠定遗传和材料基础。

黄土丘陵区退耕植被叶片-土壤生态化学计量特征与植物内稳态差异
张城伟,王兴,安可,吴子昊,张静宜,钟泽坤
林业科学. 2025, 61(6):  61-74.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240365
摘要 ( 23 )   HTML ( 3 )   PDF (2385KB) ( 14 )  
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目的: 分析黄土丘陵区不同干旱区域典型退耕植被叶片-土壤生态化学计量特征与植物内稳态差异,从植物养分利用策略和稳态维持能力的角度确定适宜不同干旱水平的植被恢复类型;并通过解析不同干旱区域典型退耕植被生态化学计量特征与植物内稳态差异驱动的养分循环过程,为黄土丘陵区植被优化调整和土壤养分管理提供科学依据。方法: 沿黄土高原由南向北的干旱梯度,在富县(干旱度0.641)、宝塔区(干旱度0.718)和米脂县(干旱度0.764)选取17年生刺槐人工林、灌木林和撂荒地,分析其叶片和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量特征,解析各组分的耦合关系并量化叶片内稳态特征。结果: 1)刺槐人工林叶片碳、氮含量分别低于和高于其他植被恢复类型,撂荒地叶片磷含量和碳氮比最高,而灌木林叶片碳磷比、氮磷比最高;撂荒地土壤碳含量、碳氮比和碳磷比总体上高于其他植被恢复类型,刺槐人工林土壤氮含量和氮磷比最低,但其土壤磷含量显著高于灌木林和撂荒地。2)随干旱度增加,宝塔区叶片碳和氮含量分别较富县降低了8.77%和6.64%,而磷含量则增加了34.25%;米脂县叶片碳和氮含量分别较富县降低了1.01%和44.53%,而磷含量则增加了16.02%;随干旱度增加,叶片碳磷比和氮磷比变化趋势分别与碳、氮相同,分别呈先降后增和降低趋势;而碳氮比则呈升高趋势。3)土壤碳含量(富县、宝塔区、米脂县平均值分别为7.47、3.44和2.67 g·kg?1,下同)、氮含量(平均值分别为0.66、0.36和0.37 g·kg?1)及碳氮比(平均值分别为11.62、9.62和7.59)、碳磷比(平均值分别为14.89、9.25和6.64)和氮磷比(平均值分别为1.37、0.99和0.92)随干旱度增加均呈降低趋势,土壤磷含量(平均值分别为0.50、0.36和0.40 g·kg?1)则呈先降后增趋势。4)干旱度增加和撂荒地向林地的转变分别加剧植被生长受氮限制和磷限制的程度;Mantel分析显示,叶片和土壤碳、氮、磷含量及其化学计量之间均存在不同水平的显著相关关系,干旱度较植被类型和土层深度对叶片和土壤指标的影响更高。5)不同退耕植被维持叶片化学计量内稳态的能力存在明显差异;各植被类型叶片碳均属绝对稳态型,撂荒地和灌木林叶片氮、磷呈现出弱稳态或敏感型特征,且撂荒地叶片碳磷比表现为敏感态或弱稳态,刺槐及灌木叶片碳氮比、氮磷比呈现出敏感型特征。结论: 干旱度是调控退耕植被叶片-土壤碳、氮、磷化学计量特征的关键环境因子;刺槐人工林在黄土丘陵区不同干旱区能更有效地维持叶片内稳性以适应不同干旱度下土壤碳、氮、磷及其化学计量变异,其适应能力强于灌木林和撂荒地,可作为该区域植被恢复与重建的主要树种;在干旱度较高的区域以及撂荒地应补充氮肥,而相对湿润的灌木林和乔木林应增施氮、磷肥。

马尾松人工林土壤有机碳及其组分对林龄的响应及驱动因素
胡建文,刘常富,勾蒙蒙,雷蕾,陈会玲,张佳佳,朱粟锋,斛如媛,肖文发
林业科学. 2025, 61(6):  75-84.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240089
摘要 ( 21 )   HTML ( 1 )   PDF (691KB) ( 20 )  
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目的: 分析不同林龄马尾松人工林土壤有机碳(SOC)及其组分碳库变化特征和影响因素,为厘清人工林SOC固存机制提供参考。方法: 以亚热带马尾松人工幼龄林(6 a)、中龄林(13 a)、近熟林(29 a)、成熟林(38 a)和过熟林(57 a)为对象,探索0~10 cm土层SOC及其组分的林龄梯度规律,分析SOC组分变化与林木特征、土壤化学性质和微生物生物量等指标的关系,探讨人工林SOC固存机制。结果: SOC含量在成熟林[(21.90±1.07) g·kg?1]显著(P<0.05)高于幼龄林[(15.35±0.37) g·kg?1]和中龄林[(13.22±0.83)g·kg?1]。成熟林矿物结合组分的干质量分数(72.98%)显著(P<0.05)低于幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林,而轻颗粒组分的干质量分数(26.08%)和重颗粒组分的干质量分数(0.93%)显著(P<0.05)高于幼龄林和中龄林(P<0.05)。成熟林矿物结合组分有机碳含量[(21.90±1.07) g·kg?1]显著(P<0.05)高于幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林,重颗粒组分有机碳含量[(21.00±1.76)g·kg?1]显著(P<0.05)低于过熟林[(55.81±9.89 g·kg?1],轻颗粒组分有机碳含量[(286.99±3.69)g·kg?1]显著(P<0.05)低于中龄林[(335.68±12.45) g·kg?1]。所有龄组矿物结合组分有机碳质量分数均大于50%,主导SOC积累。成熟林矿物结合组分有机碳质量分数(66.78%)显著(P<0.05)低于幼龄林、中龄林、近熟林和过熟林。相关性分析显示,SOC含量与轻颗粒组分的干质量分数、重颗粒组分的干质量分数和矿物结合组分有机碳含量显著(P<0.05)正相关,与轻颗粒组分有机碳含量显著(P<0.05)负相关。逐步回归分析显示,地表凋落物、轻颗粒组分的干质量分数、重颗粒组分的干质量分数和矿物结合组分有机碳含量驱动SOC积累(R2=0.98)。偏最小二乘模型显示,林分发育过程中矿物结合组分(包含矿物结合组分有机碳含量和碳磷比)对SOC积累总效应最高(0.91)。结论: 马尾松人工林林分发育过程中矿物结合有机碳主导SOC积累,且成熟林SOC的高效固存受地表凋落物和SOC组分的共同调控。

林火烟气沉降背景下土壤理化性质对杉木挥发性有机物排放特征的影响
陈佳宇,李哲瀚,赵平欣,詹笑宇,马远帆,郭福涛
林业科学. 2025, 61(6):  85-98.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240612
摘要 ( 14 )   HTML ( 1 )   PDF (2691KB) ( 12 )  
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目的: 揭示林火烟气沉降背景下土壤理化性质对杉木挥发性有机物释放特征的影响,探讨火后土壤-植物-大气之间的相互作用,为火后生态修复与大气环境评估提供科学依据。方法: 选择福建省三明市尤溪县国有林场的杉木幼苗作为研究对象,设置烟气空白组、低浓度组和高浓度组,分别燃烧0、50和150 g可燃物进行烟气处理。在密闭烟气处理后的第7、30和90天,利用预浓缩系统和气相色谱-质谱联用仪测定植物挥发物的化学组成及释放速率,连续监测土壤理化性质变化,并运用结构方程模型(SEM)分析林火烟气浓度、杉木挥发性有机物释放速率、土壤理化性质间的潜在关联。结果: 1)林火烟气处理后的第7天烟气浓度对10~20 cm土层氮含量和10~20 cm土层pH值有显著正效应,第30天时对10~20 cm土层氮含量有显著负效应,而对10~20 cm土层pH值有显著正效应。第90天时对10~20 cm土层pH有显著负效应。随烟气处理后时间的推移,除0~20 cm土层中磷含量和0~10 cm土层的低浓度组中碳含量在第30天下降并于90天回升外,0~20 cm土层中氮含量、pH值、电导率和10~20 cm土层碳含量均呈下降趋势。2)杉木释放出8种重要的烯烃,包括1-丁烯、1-己烯、反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯、1-戊烯、异戊二烯、反式-2-戊烯和顺式-2-戊烯,其中异戊二烯、1-己烯、1-戊烯和1-丁烯的释放速率最高,处理后30天时各杉木挥发性有机物释放速率显现差异,90天时趋于一致。烟气处理后30天时烟气浓度与异戊二烯的释放速率有显著负相关(P<0.01)。处理后90天时反式-2-丁烯的释放速率相较空白组显著下降(P<0.01)。在低浓度处理组中,处理后第7天时显著提高了1-丁烯的释放速率(P<0.01)。3)林火烟气改变了土壤的理化性质,土壤氮、磷元素含量、pH值与杉木挥发性有机物的释放存在一定联系,10~20 cm土层氮含量对异戊二烯的释放有直接的显著正效应(P<0.001),0~10 cm土层磷含量对异戊二烯的释放速率有直接的显著负效应(P<0.01),10~20 cm土层pH值对异戊二烯的释放速率有直接的极显著负效应(P<0.001)。结论: 在林火烟气沉降背景下,土壤理化性质(尤其是土壤氮含量、磷含量、pH值)的动态变化对杉木的异戊二烯等挥发性有机物的排放具有显著调控作用。这些发现丰富了林火发生后土壤-植物-大气环境的理论,也可为火后生态管理提供建议,如适量补充氮肥可以增强植物的抗氧化能力,合理地施磷和调节土壤pH值有助于控制植物挥发性有机物的排放,降低对区域空气质量的影响。

城市森林公园生态系统文化服务的公众偏好与感知
白晓航,陈洁萍
林业科学. 2025, 61(6):  99-108.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240414
摘要 ( 14 )   HTML ( 0 )   PDF (1006KB) ( 10 )  
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目的: 基于社交媒体平台的在线评论数据与实地调查数据,量化公众对南京城市森林公园生态系统文化服务的感知与偏好,助力公众满意度提升与公园精准管控,促进城市森林公园生态空间优化与可持续管理。方法: 在南京典型森林公园内,通过实地调研、社交媒体数据分析和自然语言处理技术,基于“重要性-满意度”分析模型,量化公众对生态系统文化服务的感知、偏好和影响。结果: 1)公众对美学欣赏服务和休闲游憩服务高度认可,而对情感连接服务、灵感获取服务及文化传承服务的满意度较低,服务之间存在供需错位,亟需提升公众的精神和情感需求类服务。2)年轻群体偏爱教育认知服务和休闲游憩服务,而老年群体偏爱健康促进服务和情感连接服务;男性偏爱休闲游憩服务和健康促进服务,而女性偏爱美学欣赏服务、教育认知服务和情感连接服务。3)可达性与使用频次促进社会交流服务、情感连接服务和健康促进服务,因此需加强森林公园的可达性建设。4)不同职业群体对生态系统文化服务具有各自的独特需求和偏好,因此需完善智慧景观系统提升服务体验,激励公众参与公园管理与建设。结论: 不同年龄、性别、可达性、使用频次和职业背景的访客对生态系统文化服务的偏好存在显著差异,公园管理需采取政策支持、个性化服务、科技融合和社区参与等差异化服务策略,为城市森林公园生态空间的科学规划和管理提供有力支撑。

基于51K液相探针构建国外松良种的DNA指纹图谱
吴亚荻,刁姝,丁显印,黄琴韵,栾启福
林业科学. 2025, 61(6):  109-119.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240401
摘要 ( 15 )   HTML ( 0 )   PDF (2150KB) ( 17 )  
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目的: 由于国外松在苗期的形态特征十分相似,区分这些良种具有一定的挑战性。本研究旨在构建一套针对国外松良种的DNA指纹图谱,为国外松种质资源管理、良种知识产权保护等提供技术支持。方法: 本研究以38份国外松本种及其杂种松良种为材料,利用湿地松和火炬松的51K液相探针芯片进行SNPs捕获,获得38个国外松改良品种的基因型数据。通过次要等位基因频率、缺失率、杂合率和多态性信息含量等遗传参数筛选能够高效识别国外松种质资源的核心SNPs;根据PIC值进一步简化SNP标记的数量,达到较少数量的SNPs能高效识样本的目的。结果: 通过SNP位点捕获和基因分型,共得到560,567个SNPs位点,筛选得到344个核心SNPs,并利用PIC值进一步精简为20个SNPs,能够高效区分湿地松、火炬松、加勒比松及其杂交松,成功建立了38个松树良种的DNA指纹图谱。结论: 开发了一套针对国外松良种的DNA指纹图谱,建立了指纹图谱鉴定国外松及其良种的方法,可为良种知识产权保护、种质管理和系谱分析提供技术支持。

柏木生长性状的家系-环境互作效应及其关键影响因子
赵浩博,丰忠平,郑成忠,邱勇斌,安林辉,金国庆,张振
林业科学. 2025, 61(6):  120-129.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240413
摘要 ( 21 )   HTML ( 0 )   PDF (1583KB) ( 21 )  
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目的: 揭示柏木优树自由授粉家系生长性状的遗传变异规律,评估家系、环境及其互作效应的幅度和模式。方法: 以营建在浙江省开化(Kaihua, KH)县林场、淳安县十八坞(Shibaowu, SBW)林场和湖北省京山县太子山(Taizishan, TZS)林场3种立地环境的8年生柏木优树自由授粉家系为研究对象,分析其生长性状的遗传变异规律,估算其育种值、遗传力等参数,筛选速生和稳定性强的家系,并探讨试验点主要环境因子对柏木生长的影响。结果: 柏木家系生长性状(树高、胸径、单株材积、冠幅)的遗传变异系数为11.64%~21.20%,其中单株材积的变异最大。生长性状在地点间、家系间差异显著,TZS试点单株材积分别高于KH试点和SBW试点124.64%和171.93%,KH、SBW和TZS试点的家系遗传力变幅分别为0.30~0.73、0.22~0.51和0.75~0.87;采用独立淘汰法,以胸径和树高育种值的前20%为标准,在KH试点、SBW试点和TZS试点分别选出2个、1个和3个优良家系,单株材积的遗传增益为25.87%~59.00%;以3%为入选率,在KH、SBW和TZS试点分别选出7、7和6个优良单株,单株材积的增益为181.98%~355.53%。多地点联合方差分析和遗传参数表明,家系生长性状与环境互作(G×E)效应显著,B型遗传相关系数变幅为0.05~0.71,基于胸径和树高BLUP-GGE双标图分析,综合选出3号、7号和12号为速生和稳定性强的家系,单株材积平均增益为27.74%。试验点间的日照时间、降雨量、土壤交换钙含量、土壤有机质含量、土壤速效氮含量、土壤酸性有效磷含量可能是影响柏木生长的关键环境因子。结论: 柏木生长性状家系间存在丰富的变异,具有较大的遗传改良潜力,其受家系遗传效应、环境效应以及G×E效应共同影响,综合选出的速生和稳定家系,可为柏木跨地点品种的推广提供材料基础。

长期继代培养的楸树胚性愈伤组织难以分化的成因
赵珊,董静,郑帅,陈发菊,刘文,梁宏伟
林业科学. 2025, 61(6):  130-138.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240340
摘要 ( 14 )   HTML ( 0 )   PDF (1099KB) ( 10 )  
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目的: 探究长期继代下楸树胚性愈伤组织难以分化再生的发生机制,为楸树体细胞胚胎发生体系的分化再生和遗传稳定性提供理论基础。方法: 以新诱导的非胚性愈伤组织和初代胚性愈伤组织、继代培养7年的胚性愈伤组织为材料,开展细胞倍性、差异表达基因及内源激素水平分析。结果: 1)通过染色体计数发现,初代胚性愈伤组织染色体保持二倍体状态(2n=40),而连续培养7年的胚性愈伤组织染色体数目发生了加倍现象,染色体数目为80~162;流式细胞仪鉴定发现连续培养 7 年的胚性愈伤 DNA 含量相比楸树实生苗增加 3 倍,其细胞倍性为六倍体。2)通过对转录组数据的GO和KEGG富集分析,发现差异表达基因显著富集在植物激素激活信号通路、转录调控、MAPK 信号通路、发育过程的调控等通路,其中响应生长素信号的SAUR、ARF、AUX/IAA、GH3,脱落酸受体PYR/PYL,胞外蛋白AGP,转录因子ABI3等促进体胚分化发生的基因表达均下调,而乙烯合成抑制因子ETO1则表达上调。3)内源激素水平分析表明,连续继代 7 年的胚性愈伤组织中IAA 和 ABA 的含量显著低于新诱导的胚性愈伤组织,这与其参与植物激素信号转导基因的下调表达相对应,而高水平的IAA和ABA可能是调控体细胞胚胎发生的关键。结论: 楸树胚性愈伤组织在长期继代过程中发生的染色体加倍、促进体胚发生相关基因的异常表达以及内源激素水平的显著下降,可能是造成其难以分化再生的根本原因。

笼养条件下不同性别朱鹮个体繁育成效的年龄差异
段文斌,徐向龙,高洁,刘义,叶元兴,丁长青
林业科学. 2025, 61(6):  139-146.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240261
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目的: 探明笼养条件下朱鹮繁殖成效及其与个体性别及年龄的相关性,更准确了解其繁殖生物学特性,从而指导建立稳定的朱鹮人工种群和推动实施再引入保护工作。方法: 收集2018—2020年间陕西汉中朱鹮国家级自然保护区朱鹮繁育中心常规饲养笼舍和野化训练网笼2种笼养条件下朱鹮的自然繁育数据,深入探究笼养条件下朱鹮个体性别及年龄对繁殖成效的影响。结果: 不同笼养条件下朱鹮的繁殖参数整体上差异不明显,但均受到个体年龄不同程度的影响。窝卵数随个体年龄增长呈先增加后降低的趋势(LM:t =–2.651,P<0.01);4~9岁雌性个体的窝卵数显著大于1~3岁和10岁以后的个体(ANOVA:F = 5.713,P<0.05)。孵化成功率随亲鸟年龄增长呈下降趋势(LM:t =–2.405,P<0.05);对于雌性个体,1~3岁的孵化率显著高于4~9岁个体(t-test:t = 2.751,P<0.05),抚育出飞的幼鸟数量没有显著差异。雌雄亲鸟繁殖产出的年龄分布相似。结论: 亲鸟的年龄显著影响笼养朱鹮的自然繁育成效,性成熟初期的亲鸟由于繁殖经验不足,窝卵数较低,9岁以后表现出繁殖衰老,繁殖产出较低。朱鹮野化放飞应优先选择 2~3岁个体,避免放飞9岁以上个体。

合肥市城市绿色廊道中传粉昆虫多样性及其影响因素
张君瑶,李晨亮,刘慧,段春明,曾海聪,王嘉楠
林业科学. 2025, 61(6):  147-158.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240086
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目的: 探究城市绿色廊道中传粉昆虫(蜂类、蝶类和食蚜蝇类)类群与环境影响因素之间的关系,为城市传粉昆虫群落保护及城市绿色廊道建设和优化提供科学依据。方法: 以安徽省合肥市建成区内5种典型绿色廊道为研究对象,对收集到的廊道环境因子数据与传粉昆虫多样性指标进行相关分析和回归分析,并构建拟合模型探究传粉昆虫与环境因子之间的关系。结果: 1) 6个月的调查中,15个样地共记录到传粉昆虫5860头,隶属于3目17科50属77种,其中,鳞翅目昆虫的丰富度最高,优势科为灰蝶科和蜜蜂科。2) 绿色铁路廊道、高压廊道和河流廊道生境对传粉昆虫更具吸引力,不同类型绿色廊道在传粉昆虫组成上的相似性差异较大。3) 传粉昆虫的物种丰富度、多度和Shannon指数与蜜源植物丰富度、土壤pH值、蜜源植物开花多度和裸地盖度呈显著正相关(P<0.05),与林冠郁闭度、人为干扰程度和土壤湿度呈显著负相关(P<0.05)。4) 最优拟合模型表明,廊道中林冠郁闭度、蜜源植物开花多度和丰富度是影响传粉昆虫生存和繁衍的重要环境因子。5) 廊道中的外来入侵物种占调查植物总科数的21.92%,部分入侵植物对传粉昆虫具有较高的蜜源价植,但也增加了传粉昆虫传播非本地物种的风险。结论: 城市不同类型绿色廊道中传粉昆虫群落分布存在显著差异,蜜源植物开花多度和丰富度、林冠郁闭度、人为干扰程度等环境因子是影响城市廊道传粉昆虫群落特征的重要因素。

乡村数字化影响林业新质生产力发展的理论逻辑与作用机制
徐彩瑶,钱一莹,孔凡斌,柯水发,王浩
林业科学. 2025, 61(6):  159-182.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240541
摘要 ( 15 )   HTML ( 0 )   PDF (2276KB) ( 11 )  
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目的: 厘清并剖析乡村数字化影响林业新质生产力发展的理论逻辑、作用机制与路径,为数字赋能林业高质量发展并推动建设现代林业产业体系提供科学依据。方法: 基于2012—2020年中国30个省级行政单元面板数据,构建乡村数字化水平和林业新质生产力发展水平的综合评价指标体系,采用双向固定效应模型、中介效应模型和空间杜宾模型等实证分析乡村数字化对林业新质生产力发展的影响及其作用机制。结果: 1) 基准回归结果表明,乡村数字化对林业新质生产力发展具有显著促进作用,乡村数字化水平每提升1个单位,林业新质生产力发展水平增加0.064 5个单位,经过工具变量一系列稳健性检验后,该结论依然成立。2) 区域异质性分析结果表明,乡村数字化能够显著促进中国东部和西部地区的林业新质生产力发展。不同林业新质生产力发展水平的异质性分析结果表明,在低林业新质生产力发展水平地区,乡村数字化能够显著促进林业新质生产力发展。维度异质性分析结果表明,数字基础设施和数字产业发展能够显著促进林业新质生产力发展,数字基础设施的促进作用更大;乡村数字化能够显著促进新型林业劳动者的形成。3) 作用机制分析结果表明,乡村数字化通过发挥技术创新突破效应、劳动力资源配置效应、产业升级驱动效应和资源管理提质效应能够促进林业新质生产力发展。4) 空间计量模型结果表明,乡村数字化对林业新质生产力发展的影响存在显著的负向空间溢出效应。结论: 2012—2020年中国30个省级行政单元乡村数字化水平不断提高,对林业新质生产力发展水平产生显著提升作用,且林业科技创新水平、林业人力资本存量、林业产业结构高级化水平和环境规制强度在不同程度上影响乡村数字化促进林业新质生产力发展。各省级行政单元应坚持持续推进乡村数字化发展,加强乡村数字基础设施建设,有效推动数字产业发展,积极鼓励林业技术创新,提升林业人力资本水平,持续推动林业产业结构高级化,优化环境规制并适度提高其强度,以加快提升中国林业新质生产力发展水平。

天然林资源保护政策对重点国有林区林业新质生产力的影响——基于林业绿色全要素生产率视角
张少鹏,付瑶,朱洪革,赵梦涵
林业科学. 2025, 61(6):  183-195.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240575
摘要 ( 13 )   HTML ( 1 )   PDF (918KB) ( 10 )  
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目的: 基于林业绿色全要素生产率视角,探究天然林资源保护政策对重点国有林区林业新质生产力的影响机制,为完善天然林资源保护政策、促进林业新质生产力提升提供参考。方法: 利用2011—2020年重点国有林区87家森工企业面板数据,运用效率驱动测度(EBM)模型测算林业新质生产力水平,采用双向固定效应模型和机制检验模型实证分析二者间的因果关系及其作用机制。结果: 1) 天然林资源保护政策实施对重点国有林区林业新质生产力具有显著正向影响,经一系列稳健性检验后,该结论依然成立;2) 林业产业结构升级、经济模式转型和人力资本积累在天然林资源保护政策实施与重点国有林区林业新质生产力之间的影响关系中发挥传导作用;3) 天然林资源保护政策实施对内蒙古森工集团、企业规模较小以及森林面积较大的森工企业林业新质生产力发展的促进作用更明显。结论: 天然林资源保护政策通过林业产业结构升级、经济模式转型和人力资本积累显著促进林业新质生产力发展,且其影响作用具有异质性。应加大天然林资源保护政策的财政投入,制定更为精细化的差异化政策,以适应不同地区的具体需求,优化林业资源配置,提升产业效率,以加速林业新质生产力的形成和培育,为林业可持续发展提供坚实的政策支持和实践指导。

经营权安全对规模户营林基础设施投入的影响——基于全国8省林业规模户的调查数据
朱臻,王宇,夏晨晨,钱文荣,刘璨
林业科学. 2025, 61(6):  196-208.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240289
摘要 ( 13 )   HTML ( 0 )   PDF (651KB) ( 11 )  
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目的: 在全国深化林权制度改革和推动适度规模化经营的背景下,探究经营权安全对规模户营林基础设施投入的影响机制与差异,以健全林权制度改革配套政策,推动建立多元化的营林基础设施供给体系。方法: 在理论分析基础上,利用全国有关林业规模户的调查数据,基于规模户经营权安全视角,采用面板Tobit模型从流转契约规范性、流转契约期限性、林地经营冲突性3个维度分析经营权安全对规模户营林基础设施投入的影响及其作用机制。结果: 无林权冲突的林地经营对规模户营林基础设施具有显著正向影响;长期、规范的流转契约能够激励规模户营林基础设施投入。不同特征规模户营林基础设施投入结构存在差异,经营权安全对南方样本组营林基础设施投入的激励作用强于北方样本组,对普通规模组营林基础设施投入的激励作用强于大规模组。结论: 安全的经营权能够激励规模户营林基础设施投入,通过增强信贷获取能力缓解其资金流动性约束。政府部门应加强林地流转监管,鼓励林业规模户长期经营并给予一定补贴,强化绿色金融服务,提升规模户融资能力和预期收益激励其营林基础设施投入。

提高森林生态产品价值实现效率的林业高质量发展评估——以东北、内蒙古重点国有林区为例
黄显乔,李敬烨,吴家欣,任月,曹玉昆
林业科学. 2025, 61(6):  209-223.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240420
摘要 ( 14 )   HTML ( 3 )   PDF (884KB) ( 12 )  
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目的: 针对林业高质量发展理念、发展理论与森林生态产品价值实现实践的错位,尝试提出一个可观测的概念框架,分析森林生态产品价值实现能否推动重点国有林区林业高质量发展,解决森林生态产品价值实现与林业高质量发展的重大实践问题。方法: 优化重点国有林区生态产品价值实现效率的投入产出指标体系,运用ArcGIS、当量因子、Super-SBM模型、Super-Malmquist指数以及变异系数等技术和方法,测算重点国有林区87个森工林业局2003—2020年森林生态产品价值实现效率这一林业高质量发展程度的重要标准。结果: 1) 重点国有林区森林生态资产价值流量巨大,主要由森林支持调节服务价值构成,符合绿色高质量发展的基础条件。截至2020年,支持调节服务价值量为7 283.4亿元,供给服务价值量为460.6亿元,文化服务价值量为377.0亿元;然而,森林生态产品产值整体呈先增加后减少的趋势,2020年减至98.7亿元。2) 重点国有林区森林生态产品价值实现效率均值较低,林业高质量发展目标没有完全实现,2003—2020年森林生态产品价值实现效率均值仅0.39,每年能够达到有效水平的林业局数量低于整域的25%。按区域分,吉林森工集团生态产品价值实现效率最高,均值为0.63;大兴安岭森工集团生态产品价值实现效率最低,均值为0.32。3) 根据全要素生产率及其分解结果发现,2003—2020年重点国有林区全要素生产率均值为1.025,技术进步指数均值为1.042,技术进步引发的创新效应是重点国有林区生态产品价值转化增长的主要源泉。4) 不同森工集团的效率变异系数先减小后增加,价值实现效率数值差距随着时间发展不断扩大,2009年整体变异系数最小为0.81,2020年最大为1.38。区域发展不协调,相较其他林业局,吉林森工集团下属林业局率先迈进林业高质量发展阶段。结论: 重点国有林区通过森林生态产品价值实现,推动科技创新和组织创新作为发展动力,厚植生态资本作为关键要素,贯彻创新、绿色的发展理念,推动林业迈向高质量发展。然而,生态资本产出弹性水平低、区域间发展差距大以及发展成果共享程度低,依然是制约重点国有林区高质量发展的瓶颈,需因地制宜、分类施策地推动森林生态产品价值实现加以克服。本研究结果可为贯彻“培育经济高质量发展新动力”的战略导向、因地制宜推动生态产品价值实现提供可观测的概念框架与实证支撑。

综合评述
我国林木育种与良种应用需重视的问题再思考
康向阳
林业科学. 2025, 61(6):  224-231.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240768
摘要 ( 38 )   PDF (581KB) ( 34 )  
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林木育种与良种制种及其应用是关系国家森林质量提升的国之大者,具有经济性、公益性、地域性、长期性、继承性等特性。面对我国有限的林木遗传育种科技资源,有必要从国家层面系统布局,形成长期且可持续的国家资助机制,聚焦重要树种主要目标性状遗传改良关键理论和技术重点持续攻关,其中重点把握好如下问题应该更为有益:首先在保证按育种区育种以及按种子区制种和用种的前提下,重视木材产量和品质等主要目标性状遗传改良,保证有限的林木遗传育种科技资源发挥更大的作用;其次,重视林木主要目标性状遗传基础的系统性研究,揭示决定重要目标性状关键基因及其等位变异规律,为当代林木智能设计育种乃至未来理想品种选育创造条件;第三,重视初代选择群体以及高世代育种群体建设,在拥有更为优异遗传品质的种质资源基础上持续推动轮回选择,保证遗传增益不断提高;第四,重视根据森林经营模式采取最适合的育种及制种方法,避免科技资源浪费以及可能因良种使用不当而产生的生态问题,满足国家森林质量提升乃至理想森林经营的现实与长远发展需求。从而在快速推动林木良种选育进程及其应用的基础上,铸牢国家森林遗传基础,推动国家森林遗传进展,重塑国家森林遗传品质,促进国家森林健康和高质量发展。
研究简报
碳输入改变对湿地松人工成熟林土壤微生物群落的影响
李威, 于珍珍, 何徽, 赵佳璐, 刘西军
林业科学. 2025, 61(6):  232-242.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240238
摘要 ( 20 )   PDF (1107KB) ( 10 )  
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目的 探究凋落物和根系碳输入改变对湿地松人工成熟林土壤微生物群落结构和多样性的影响,为湿地松人工林可持续经营提供理论依据。方法 以亚热带北缘的湿地松人工成熟林为研究对象,设置对照(CK)、根系去除(NR)、凋落物去除(NL)、凋落物加倍(DL)、根系和凋落物去除(NRNL)5种处理,在凋落物处理4年后采用高通量测序技术对0~20 cm土层的土壤细菌16S rDNA和真菌ITS基因进行测序,结合土壤理化特征探讨碳输入改变对土壤微生物群落结构组成和多样性的影响。结果 1) 土壤测序共获得3 496个细菌操作分类单元,隶属30门186属,优势菌门为酸杆菌门、变形菌门和绿弯菌门;获得2 547个真菌操作分类单元(OTUs),隶属13门248属,优势菌门为担子菌门、子囊菌门和被孢霉门。与对照相比,根系去除显著降低变形菌门和疣微菌门的相对丰度(P<0.05),而碳输入改变对土壤真菌群落结构影响不显著。2) 与对照相比,根系去除显著降低了土壤细菌群落Alpha多样性指数(P<0.05),凋落物加倍处理显著降低土壤细菌Pielou均匀度指数、ACE指数;根系去除、根系和凋落物去除处理均显著降低土壤真菌ACE指数。3) 冗余分析表明,土壤可溶性有机碳(DOC)和硝态氮(NO3-N)含量与细菌群落的变形菌门相对丰度呈显著正相关;土壤pH值与真菌群落的被孢霉门相对丰度呈显著负相关,但与毛霉门相对丰度呈显著正相关。结论 根系去除与凋落物加倍显著改变了湿地松人工林土壤细菌群落结构和Alpha多样性指数,根系去除、根系和凋落物去除处理显著降低了土壤真菌ACE指数。土壤可溶性有机碳、硝态氮含量可能是湿地松林土壤细菌群落结构的限制因子,土壤pH值、可溶性有机氮含量可能是土壤真菌群落的限制因子。