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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250127
摘要:
目的 探究在大气二氧化碳(CO2)摩尔分数升高与氮添加互作下,宁夏枸杞Lycium barbarum根区土壤主要理化指标与酶活性的变化。 方法 以4年生宁夏枸杞‘宁杞1号’L. barbarum ‘Ningqi 1’盆栽植株为试验材料,用开顶气室(open-top chamber , OTC)控制系统模拟CO2摩尔分数升高处理(CO2,840±20 μmol·mol−1),同时以自然环境CO2摩尔分数作为对照(ck,420±20 μmol·mol−1);设置全年氮添加量为N0(0 g·kg−1)、N1(1 g·kg−1)、N2(2 g·kg−1)3个水平,测定并分析宁夏枸杞根区土壤全氮、全磷、有机质和过氧化氢酶、多酚氧化酶等指标。 结果 ①CO2摩尔分数升高和氮添加的交互作用对整个处理时期的土壤全钾、铵态氮、有效磷和速效钾质量分数有极显著影响(P<0.01);②CO2摩尔分数升高处理下土壤多酚氧化酶、酸性转化酶和脲酶活性在处理120 d时较自然CO2摩尔分数分别提升了40.58%、30.67%和36.41%,而过氧化氢酶却降低了61.50%;③在整个处理周期中,土壤全钾质量分数与土壤酶活性始终保持显著的相关性(P<0.05)。 结论 在CO2摩尔分数升高和氮添加处理下,宁夏枸杞根区土壤全磷、有机质质量分数及多酚氧化酶、酸性转化酶和脲酶活性呈上升趋势,而土壤全氮质量分数和过氧化氢酶活性呈下降趋势。该研究结果可为全球气候变化背景下宁夏枸杞的适应性栽培调控提供依据。
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250246
摘要:
目的 探索侧柏Platycladus orientalis幼苗对弱光环境的适应机制,阐明外源硅对遮光胁迫的缓解效应。 方法 以3年生侧柏幼苗为材料,采用黑尼龙网覆盖,设置自然光、低度遮光、中度遮光和高度遮光的4种遮光梯度,结合0 (Si0)和2 mmol·L−1 (Si1)硅酸钠外源硅处理水平,两者随机组合为8种处理。测定不同处理侧柏幼苗生长指标以及光合色素、渗透调节和抗氧化等的生理指标,分析幼苗弱光适应特征及硅的调控效应。 结果 ①遮光处理显著抑制侧柏基径生长,抑制幅度达5.18%~40.51% (Ρ<0.05);施硅处理促进基径生长,增粗幅度达4.72%~16.67%。遮光环境可促进株高生长,但在自然光和中低度遮光条件下,施硅处理抑制株高生长。说明在一定的光强范围内施硅处理具有“基径增粗-顶端抑制”双向调控效应。②光强降低,叶绿素a和叶绿素b质量分数总体呈上升趋势,叶绿素a/b总体呈下降趋势,有利于在低光强时提升光合系统对光的捕获效率。③遮光诱导渗透调节物质动态响应(可溶糖、游离脯氨酸质量分数先升后降,可溶性蛋白质量分数先降后升),增强抗氧化酶保护[过氧化物酶和过氧化氢酶活性升高,丙二醛质量摩尔浓度显著降低(Ρ<0.01) ];外源硅强化渗透调节和抗氧化能力,提升了可溶性糖、蛋白质质量分数及过氧化物酶活性,降低了丙二醛质量摩尔浓度。 结论 侧柏幼苗利用叶绿素合成增强光捕获能力,激活抗氧化酶防御以提高耐荫性;外源硅能不同程度地优化形态建成,并通过提高渗透调节和抗氧化特性,提升幼苗抵御弱光胁迫的能力。图4表2参39
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250275
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目的 探明晋西黄土区不同生长阶段刺槐Robinia pseudoacacia人工林水源涵养功能的差异,为林分水源涵养能力提升及刺槐林的管理提供科学依据。 方法 以山西省临汾市吉县蔡家川流域刺槐人工林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林(林龄分别为15、23、27、34、41 a)为对象,测定刺槐林垂直方向各层(林冠层、凋落物层、土壤层)的水源涵养指标(林冠截留率、凋落物持水能力、土壤物理性质和持水特性),基于熵权-逼近理想解排序(TOPSIS)法综合评价其水源涵养功能。 结果 ①叶面积指数、林冠截留率随龄组攀升呈先升后降趋势,中龄林时最高,在达到成熟林后基本维持稳定。②中林龄凋落物层有最高的蓄积量和最大持水量,而有效拦蓄量在成熟林分中表现更佳;③幼龄林的土壤非毛管持水能力和饱和持水能力最佳,中龄林的毛管持水量最高。④熵权-TOPSIS法计算得出刺槐林地土壤层对水源涵养贡献最大,水源涵养能力整体上随龄组攀升先增强后减弱,其中,中龄刺槐人工林水源涵养功能最佳。 结论 中龄刺槐人工林水源涵养功能最佳。建议结合研究区现有低效林改造及功能提升工程,对现有低效和衰退林分进行合理采伐与补植,以更好地提升刺槐人工林水源涵养功能。图2表5参34
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250128
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目的 探讨不同热解温度及钙铁(Ca/Fe)改性对生物质炭的孔隙结构及其对水体中磷酸盐吸附性能的影响,为改性生物质炭在水处理领域的应用提供参考。 方法 在300、500和700 ℃下制备未改性及Ca/Fe改性生物质炭,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)等技术分析改性生物质炭的微观结构和表面化学性质,通过吸附实验评估不同热解温度、投加量、pH及共存离子对磷酸盐去除效果的影响,并采用等温线和动力学模型解析其吸附机制。 结果 随着热解温度的升高,生物质炭孔隙结构逐步发育,尤其在700 ℃下,Ca/Fe改性生物质炭表现出高度有序的孔隙结构和较大的比表面积,最大磷吸附量达890.836 mg·g−1,对磷酸盐的去除率达90.32%。吸附等温线分析符合Sips模型,动力学实验符合准二级模型,表明对磷酸盐的吸附过程主要由化学吸附驱动。XRD分析表明:高温下形成的氢氧化钙晶相增强了磷酸根离子的固定吸附。溶液pH、投加量和共存离子对吸附性能有影响,碱性条件和适宜的投加量可有效促进磷酸盐的去除,而硝酸根、硫酸根等阴离子则表现出抑制作用。 结论 调控热解温度和Ca/Fe改性条件能够显著优化生物质炭的孔隙结构及其吸附性能。Ca/Fe改性生物质炭是一种高效去除水体磷污染的新型材料。图5表4参32
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250164
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植物地下觅食性状对于植物的养分获取和环境适应至关重要。氮磷有效性作为关键驱动因子,深刻影响植物地下养分获取策略。本文介绍了植物地下觅食性状的划分,包括吸收根性状(形态、构型、增殖)、菌根性状(菌根真菌侵染率、菌丝密度)和分泌性状(根系碳分泌速率、根系酶活性),阐述了氮磷添加对不同觅食性状的影响。研究发现:氮磷添加对吸收根性状的影响因树种和养分条件而异,植物会通过改变其形态、构型、增殖特征来优化资源吸收;菌根真菌通过差异化策略(如丛枝菌根真菌依赖菌丝拓展无机养分吸收,外生菌根真菌分泌酶分解有机质)调控植物地下资源获取,但氮磷添加普遍抑制菌根侵染率;根系酸性磷酸酶和硝酸还原酶作为反映植物对磷氮获取与代谢的关键指标,其活性受氮磷添加显著调控。本文还探讨了地下觅食性状之间的协调机制,包括性状间的协同与权衡、资源分配中的成本效益优化。针对当前研究的不足之处,提出从氮磷养分的交互作用、根系分泌性状与吸收根及菌根性状的协同响应机制、野外成熟植物的原位观测、不同菌根类型树种觅食策略等方面进一步研究,旨在深入理解植物地下养分获取策略及其对环境变化的适应机制,为森林生态系统的经营管理提供科学依据。表2参95
植物地下觅食性状对于植物的养分获取和环境适应至关重要。氮磷有效性作为关键驱动因子,深刻影响植物地下养分获取策略。本文介绍了植物地下觅食性状的划分,包括吸收根性状(形态、构型、增殖)、菌根性状(菌根真菌侵染率、菌丝密度)和分泌性状(根系碳分泌速率、根系酶活性),阐述了氮磷添加对不同觅食性状的影响。研究发现:氮磷添加对吸收根性状的影响因树种和养分条件而异,植物会通过改变其形态、构型、增殖特征来优化资源吸收;菌根真菌通过差异化策略(如丛枝菌根真菌依赖菌丝拓展无机养分吸收,外生菌根真菌分泌酶分解有机质)调控植物地下资源获取,但氮磷添加普遍抑制菌根侵染率;根系酸性磷酸酶和硝酸还原酶作为反映植物对磷氮获取与代谢的关键指标,其活性受氮磷添加显著调控。本文还探讨了地下觅食性状之间的协调机制,包括性状间的协同与权衡、资源分配中的成本效益优化。针对当前研究的不足之处,提出从氮磷养分的交互作用、根系分泌性状与吸收根及菌根性状的协同响应机制、野外成熟植物的原位观测、不同菌根类型树种觅食策略等方面进一步研究,旨在深入理解植物地下养分获取策略及其对环境变化的适应机制,为森林生态系统的经营管理提供科学依据。表2参95
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250117
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目的 探究添加不同比例牛粪对蘑菇渣蚯蚓堆肥的影响,以提高蘑菇渣资源化处理与利用效率。 方法 设置5个处理[蘑菇渣∶牛粪(干质量比)]:T0(100∶0), T1(100∶5), T2(100∶10),T3(100∶15)和T4(100∶20),以不加蚯蚓的纯蘑菇渣堆肥为对照(ck)。混合堆置处理14 d后,在T0~T4中加入20条赤子爱胜蚯蚓Eisenia foetida进行60 d蚯蚓堆肥,测定各处理最终堆肥中蚯蚓生长和繁殖指标、堆肥产物理化性质和发芽指数(germination index,GI)。 结果 蚯蚓堆肥在促进有机质分解、降低产物碳氮比及提高堆肥的腐熟度方面优于自然堆肥。随着牛粪添加比例增加,蚯蚓的平均质量、存活率、幼年蚯蚓和蚯蚓卵数量也随之增加。添加牛粪不仅可以促进堆体中有机质的分解,降低堆体pH并提高腐熟程度,还能增加堆肥产物中的氮、磷、钾等营养元素质量分数。堆肥60 d,ck发芽指数为76.04%,未达到腐熟标准,而T0~T4处理发芽指数均大于80%,其中T3处理最高(98.27%),继续提高牛粪的添加量会增加堆肥对种子产生毒害的风险。 结论 添加牛粪改良的蘑菇渣蚯蚓堆肥更适宜蚯蚓生长和繁殖,对废弃物的分解能力及其产物的各项指标均优于普通堆肥。生产中建议添加蘑菇渣∶牛粪干质量比为100∶15。图1表6参33
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240567
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菊花 Chrysanthemums morifolium是一种历史悠久的观赏、食用和药用植物,富含的活性物质(如类黄酮、酚酸、萜类等)具有显著的抗炎、抗氧化和抗肿瘤等功效。本文系统综述了菊花主要活性物质的种类及功效机制,重点阐述了其生物合成途径及调控网络。研究表明:苯丙烷代谢途径中的8个关键酶基因(CHS、CHI、F3H、F3'H、FNS、FLS、4CL、UGT)在活性物质合成中发挥关键作用。活性物质的合成过程受到多层级调控,MYB、bHLH和AP2/ERF等转录因子家族通过特异性结合启动子元件调控结构基因表达,miRNA通过与结构基因及转录因子靶向结合影响活性物质的合成。菊花中类黄酮化合物的生物合成途径已较为明确,而绿原酸作为重要的药理成分,其合成机制研究较少,需要进一步探索。探明活性物质合成途径的总体调控以及次生代谢途径之间的协调机制,实现活性物质绿色高效的合成和品种改良,是菊花相关产业的重要方向。图5表1参81
菊花 Chrysanthemums morifolium是一种历史悠久的观赏、食用和药用植物,富含的活性物质(如类黄酮、酚酸、萜类等)具有显著的抗炎、抗氧化和抗肿瘤等功效。本文系统综述了菊花主要活性物质的种类及功效机制,重点阐述了其生物合成途径及调控网络。研究表明:苯丙烷代谢途径中的8个关键酶基因(CHS、CHI、F3H、F3'H、FNS、FLS、4CL、UGT)在活性物质合成中发挥关键作用。活性物质的合成过程受到多层级调控,MYB、bHLH和AP2/ERF等转录因子家族通过特异性结合启动子元件调控结构基因表达,miRNA通过与结构基因及转录因子靶向结合影响活性物质的合成。菊花中类黄酮化合物的生物合成途径已较为明确,而绿原酸作为重要的药理成分,其合成机制研究较少,需要进一步探索。探明活性物质合成途径的总体调控以及次生代谢途径之间的协调机制,实现活性物质绿色高效的合成和品种改良,是菊花相关产业的重要方向。图5表1参81
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250102
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目的 探究炭基肥对稻田土壤理化特性及土壤细菌群落结构的影响,为炭基肥提升稻田土壤肥力提供科学依据。 方法 在杭嘉湖平原典型稻田种植区进行田间试验,设置不施肥对照(ck)、常规施肥(CF)、炭基肥替代50%化肥(OF)及炭基肥(BF) 4个处理,各施肥处理投入等量氮、磷、钾养分。水稻Oryza sativa收获后采集植株和土壤样品,分析炭基肥对土壤性质、细菌群落结构及水稻产量的影响。 结果 与CF处理相比,OF和BF处理显著提高了土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)质量分数(P<0.05)。炭基肥对稻田土壤细菌群落丰富度和多样性无显著影响,但对细菌群落组成及功能产生了显著影响(P<0.05),增加了富营养性细菌及碳氮相关功能菌的相对丰度。相关性分析表明:土壤pH、SOC、DOC、有效磷(AP)和速效钾(AK)是影响土壤细菌群落组成变化的关键环境因子,水稻产量与土壤中的SOC、DOC和MBC质量分数密切相关。 结论 炭基肥及炭基肥替代50%化肥可提高土壤养分和富营养性细菌的相对丰度,效果优于常规施肥处理,对调节稻田土壤微生物环境和改善土壤质量产生积极影响。图5表3参53
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240606
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目的 探究刚竹属Phyllostachys竹种表型性状与纤维性状的差异性与相关性,并建立性状特征拟合方程,旨在探索刚竹属竹种表型变异,为竹子表型特征建立研究范式。 方法 以浙江安吉中国竹类博览园刚竹属111种(包括种下等级)竹种为研究对象,对其8个表型性状和8个纤维性状进行变异分析、相关性分析、聚类分析,并进行各性状之间的方程拟合。 结果 刚竹属111种竹种的8个表型性状与8个纤维性状均呈现明显种间差异。刚竹属竹种表型性状变异系数为21.75%~67.72%,其中胸径、壁厚、枝下高节数 、 秆高属于高度变异。毛竹Ph. edulis种内种下等级、栽培品种数量最多,共17个,其表型性状中壁腔比、高度、节长等指标变异程度高于全属种下等级。刚竹属竹种8个表型性状与8个纤维性状之间呈现出39对显著相关关系,表型性状中,壁厚与胸径、秆高与总节数2对相关性较高,胸径与其他7个表型性状之间皆为极显著相关(P<0.01);纤维性状中,细小纤维A类与加权细小纤维相关性最强。刚竹属111种竹种被分为7个大类,第Ⅰ类性状表现为壁厚明显大于其他竹种;第Ⅱ类性状表现为壁腔比明显大于其他竹种;第Ⅲ类性状表现为竹节长明显低于其他竹种;第Ⅳ类性状表现为胸径、秆高和枝条长度明显大于其他竹种;第Ⅴ类性状表现为各表型指标皆略低于刚竹属平均值;第Ⅵ类性状表现为壁厚、秆高、总节数、枝下高节数、节长5个表型性状明显低于其他竹种;第Ⅶ类性状表现为各表型指标皆略高于刚竹属平均值。以胸径(x)为自变量建立壁厚(y1)、秆高(y3)、总节数(y4)表型性状拟合方程,分别为y1=0.227 7x-0.001 2x2、 y3=0.232 1x-0.001 0x2、 y4=1.621 2x-0.0120 x 2。决定系数(R2)较大且皆达到极显著水平(P<0.01),能较好地预测表型性状指标。 结论 刚竹属竹种纤维性状变异程度低于表型性状,纤维性状遗传稳定性高于表型性状。毛竹、水竹Ph. heteroclada的变种、变型以及栽培品种的变异程度较高,具有较大的选育潜力。刚竹属表型之间相关性强,胸径增大其他表型性状也会随之增大。图1表3参25
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250202
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目的 探究生态系统服务与原住居民福祉的关系,对推动国家公园可持续发展意义重大。 方法 以东北虎豹国家公园东宁区域为例,从居民感知视角构建生态系统服务-原住居民福祉的分析框架,运用耦合协调度模型剖析两者关系。 结果 ①农户整体的社会关系福祉(P=0.000)和基本物质需求福祉(P=0.000)显著低于林场职工,核心区社会关系福祉(P=0.043)和基本物质需求福祉(P=0.001)显著低于一般区。②核心区文化服务(P=0.000)与支持服务感知(P=0.025)显著低于一般区,与林场职工相比,农户在文化服务(P=0.000)和支持服务(P=0.004)上的感知显著较弱,但在供给服务(P=0.006)感知上显著高于林场职工。③生态系统服务与居民福祉耦合协调性差,75%的区域处于中度失调到磨合之间,维度差异整体呈现“服务领先、福祉滞后”的不均衡特征,其中文化服务与基本物质需求、安全与健康、社会关系、精神福祉间的协调性尤为薄弱。 结论 国家公园政策的制定需关注群体差异与区域平衡,推动生态系统服务与原住居民福祉的可持续发展。图5表7参31
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250119
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目的 探究景观格局的时空变化及其驱动因子,对区域景观利用和生态环境管理具有重要意义。 方法 以土地利用数据为基础,利用景观类型转移矩阵和景观指数定量评估了2000—2020年湖南省新化县县域景观格局的动态变化特征,并运用最优参数地理探测器(POGD)与多尺度地理加权回归(MGWR)耦合模型分析了自然和社会因素对新化县景观格局的影响。 结果 ①2000—2020年,新化县耕地面积持续下降,而建设用地面积则不断扩张;2015—2020年,新化县景观类型转移强度最大,景观类型转化更加复杂。②从类型层面看,新化县林地斑块优势度最大,呈上升趋势,耕地斑块优势度下降。耕地、林地和建设用地破碎度加剧,边缘形状复杂化,斑块形状不规则化;从景观层面看,景观形态更为复杂,斑块数量增加,景观连通性差,景观多样性逐渐增强。③归一化植被指数(NDVI)、人口数量和高程是影响景观格局的主要驱动因子。自然因素和人为活动因素之间的交互作用明显强于单一因子的独立作用。NDVI和坡度对景观格局的影响存在空间异质性,其中NDVI在大部分区域对景观格局产生负向影响,而坡度则在空间上体现为正负影响共存的特征。 结论 新化县景观格局整体呈破碎化趋势,异质性增强,斑块形态趋于复杂。这种景观格局的变化主要是自然因子和社会因子共同驱动的结果。图7表5参32
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250172
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目的 探明象鼻兰Phalaenopsis zhejiangensis 茎尖超低温保存的最适条件,建立适用的小液滴玻璃化超低温保存体系,以实现该物种种质资源的长期稳定保存。 方法 以象鼻兰组培苗为试验材料,采用小液滴玻璃化法保存象鼻兰茎尖。通过单因素试验方法设置超低温保存程序中不同预培养基蔗糖浓度、不同装载处理时间和不同玻璃化溶液(PVS2)处理时间,优化保存条件,并通过石蜡切片观察超低温保存过程中茎尖组织结构的受损情况。 结果 将象鼻兰茎尖放在0.5 mol·L−1蔗糖预培养基中4 ℃黑暗条件下保存2 d,装载溶液处理20 min,玻璃化溶液处理120 min后,再将茎尖放入锡纸条的小滴中,经液氮冷冻处理1 h,卸载溶液处理20 min,最高存活率为70.0%。经再生培养后,再生率为43.33%。同时对石蜡切片进行组织观察发现:液氮冻存及卸载环节对细胞结构与功能的损伤程度较为显著。因此,在冻存前对象鼻兰茎尖进行预培养及装载处理优化,对于降低细胞损伤及维持细胞完整性具有重要的作用。 结论 成功建立了小液滴玻璃化法超低温保存体系,为象鼻兰种质资源的长期保存提供了一种高效且操作简便的方法。图4参34
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250121
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冬青属Ilex是冬青科Aquifoliaceae最大的属,也是被子植物中最大的木本雌雄异株属。冬青属植物在观赏、药用、食用以及工业上都具有重要价值。该属植物广泛的生态分布和丰富的表型变异引起了众多科学家的探索兴趣。本文讨论了利用高通量测序技术研究冬青属植物的基因组研究的主要成果,总结了该属不同物种和不同水平的基因组之间的差异。目前冬青属植物基因组研究主要集中在:①核基因组和细胞器基因组组装;②系统发育和遗传多样性的解析;③重要性状关键候选基因的挖掘与鉴定。主要结论为:冬青属植物核基因组具有染色体数目多样性、杂合率高等特点;该属起源于始新世早期的东亚亚热带地区,其进化核心可能是染色体融合与全基因组复制事件;已鉴定出参与调控海拔适应性、三萜皂苷和果实转色的关键基因。未来冬青属植物基因组研究应着重于提升更多代表性物种的基因组组装质量与完整性,深入开展功能基因组学研究,验证关键基因的功能及其调控网络、解析复杂性状形成的遗传基础,利用基因组信息加速冬青属植物的分子育种进程。表4参51
冬青属Ilex是冬青科Aquifoliaceae最大的属,也是被子植物中最大的木本雌雄异株属。冬青属植物在观赏、药用、食用以及工业上都具有重要价值。该属植物广泛的生态分布和丰富的表型变异引起了众多科学家的探索兴趣。本文讨论了利用高通量测序技术研究冬青属植物的基因组研究的主要成果,总结了该属不同物种和不同水平的基因组之间的差异。目前冬青属植物基因组研究主要集中在:①核基因组和细胞器基因组组装;②系统发育和遗传多样性的解析;③重要性状关键候选基因的挖掘与鉴定。主要结论为:冬青属植物核基因组具有染色体数目多样性、杂合率高等特点;该属起源于始新世早期的东亚亚热带地区,其进化核心可能是染色体融合与全基因组复制事件;已鉴定出参与调控海拔适应性、三萜皂苷和果实转色的关键基因。未来冬青属植物基因组研究应着重于提升更多代表性物种的基因组组装质量与完整性,深入开展功能基因组学研究,验证关键基因的功能及其调控网络、解析复杂性状形成的遗传基础,利用基因组信息加速冬青属植物的分子育种进程。表4参51
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250155
摘要:
目的 采伐是森林生态系统重要的干扰因子。研究不同采伐强度对针阔混交林叶功能性状的影响可为采伐后树种的恢复提供科学依据。 方法 以吉林蛟河针阔混交林中4种主要树种(色木槭Acer mono、水曲柳Fraxinus mandshurica、紫椴Tilia amurensis和红松Pinus koraiensis)为研究对象,设置对照(ck,采伐强度为0)、轻度采伐(T1,17.24%)、中度采伐(T2,34.74%)和重度采伐(T3,51.85%) 4种不同处理,采集样品,分析其光合特性、叶结构性状等叶功能性状指标。运用单因素方差分析和最小显著差异法比较不同采伐处理的差异。 结果 不同采伐强度对色木槭、水曲柳、紫椴和红松4种树种的光合特性与叶结构性状产生了显著影响,色木槭、水曲柳、紫椴和红松的最大净光合速率分别在采伐强度为T3、T2、T1和ck处理下最大,分别在采伐强度为T2、T1、ck和T3时最小。通过叶结构性状分析发现:色木槭、水曲柳和紫椴比叶重在T1时最大,色木槭与水曲柳的叶干物质质量分数在T3时最大,水曲柳与紫椴的叶组织密度在T1时最大,而色木槭则在T2时最大。各树种的叶绿素相对含量在种内差异均不显著。 结论 采伐影响了各树种光合特性和叶结构性状:阔叶树种色木槭、水曲柳、紫椴分别在T3、T2、T1采伐强度下碳同化能力最强,且采伐能够提升各阔叶树种叶结构性状参数;红松的光合能力随采伐强度增加而下降,叶结构性状不随采伐强度变化。低强度的采伐可提高吉林蛟河针阔混交林中阔叶树种的光合能力及资源配置效率,高强度的采伐会造成红松适应不良。图1表4参48
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250198
摘要:
目的 WOX4基因是参与植物生长发育调控的关键基因之一。研究毛竹Phyllostachys edulis PheWOX4c启动子的生物学功能和表达调控机理,为阐明毛竹生长发育过程的调控机制提供参考。 方法 通过Plant CARE网站初步鉴定毛竹PheWOX4c基因启动子上顺式作用元件,构建不同长度5′端缺失启动子植物表达载体,报告基因为GUS,选择不同环境因子对瞬时转化后的本氏烟草Nicotiana tabacum叶片进行处理。通过 GUS染色分析PheWOX4c基因启动子全长及各长度启动子片段活性,以及启动子在不同环境因子处理下的响应模式。 结果 PheWOX4c基因启动子序列上可能包含众多激素响应元件[水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等]和非生物胁迫响应元件(低温、干旱等)。通过GUS染色发现PheWOX4c基因启动子活性会受到SA、ABA、IAA以及低温处理的抑制, 表明有负调控SA的响应元件存在于启动子序列−507~−137 bp,且该区间还存在负调控ABA的响应元件,而−137~0 bp处存在正调控ABA的响应元件,在−2 045~−1 745 bp和−137~0 bp存在MeJA应答增强元件,在−1 140~−507 bp存在与低温相关的负调控响应元件。 结论 PheWOX4c基因启动子含有多种激素响应元件和非生物胁迫响应元件,且不同调控元件对多种激素的响应存在差异,表明该基因受多个转录因子的调控,其上游调控网络十分复杂。图7表2参38
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250114
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目的 探究北京地区高速边坡喷播绿化工程施工后植被和土壤动态特征对边坡土壤抗蚀和抗剪性能的影响,为制定可持续的道路边坡植被修复方案提供参考。 方法 从3条不同恢复年限(5、10、15 a)的高速公路上分别选取基本参数相似的坡面作为研究对象,包括采用厚层基材喷播的阴坡、阳坡以及未人工干扰的自然阴、阳坡面(对照),每种坡面各选1块作为样地,通过冗余分析和构建回归方程的方法探究边坡恢复过程中植被与土壤抗蚀和抗剪性能的变化规律。 结果 ①随恢复年限的增加,边坡植被多样性和覆盖度呈极显著增加(P<0.01),但恢复15 a时仍未恢复至自然边坡水平。②在恢复15 a时土壤有机碳含量、几何平均直径和平均质量直径相较5 a时分别增长了96.10%、12.17%和26.23%,这表明土壤团聚体的稳定性逐渐增强,在15 a时恢复至自然边坡水平。③植被特征和土壤指标对于土壤抗蚀和抗剪指标的解释率为83.42%。土壤可蚀性K值随几何平均直径的增加线性降低(R2=0.902)或团聚体破坏率的增加线性增加(R2=0.776)。土壤黏聚力随多样性指数(R2=0.660)和容重的增加而线性增加(R2=0.750),内摩擦角则随饱和含水率减小而减小(R2=0.816)。 结论 容重、饱和含水率和几何平均直径是土壤抗蚀和抗剪性能的直接控制因子,可作为评价优选指标。为更有效地提高坡面浅层土的抗蚀和抗剪性能,建议在喷播绿化施工方案中采用喷播与栽种相结合的方式种植刺槐Robinia pseudocacia,并且在恢复10 a时对边坡进行适当追肥。图4表4参31
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240631
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目的 集体林地役权改革是建立国家公园体制的重要举措。在实现国家主导管理提升生态文明的同时,集体林地役权改革能否促进林农非农就业,实现“生态美、百姓富”的和谐统一值得探讨。 方法 基于2022年浙江省开化县和龙泉市实地调研的381户有效问卷,采用双重差分法评估地役权改革对林农非农就业及其质量的影响。 结果 双重差分模型基准回归结果和倾向得分匹配-双重差分模型回归结果表明:地役权改革对林农非农就业、非农就业收入、非农就业稳定性均在1%的显著性水平上存在正向影响。机制检验表明:地役权改革可以通过职业技能培训、拓宽非农就业范围、增加非农就业机会来促进林农非农就业,提高林农非农就业质量。从户主年龄、家庭人口负担和区域角度进行异质性分析,进一步检验了地役权改革对林农就业的显著正向影响。 结论 合理的地役权改革可以促进林农非农就业,并提升就业质量。提出3项对策建议:持续深化地役权改革,做优当地特色产业,为林农提供更多优质的非农就业机会;强化职业技能培训,提升林农非农就业能力,降低林农的林业经济依赖;尊重基层首创精神,遵循“激励相容”原则,实现“生态美、百姓富”的和谐统一。图3表6参31
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250203
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目的 探究保护性耕作措施处理下,宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄园土壤的理化性质、团聚体和微生物群落的变化趋势,阐明土壤理化性质与微生物群落的相关关系。 方法 以酿酒葡萄‘赤霞珠’Vitis vinifera ‘Cabernet Sauvignon’为试验材料,设置自然生草(NT)、枝条覆盖(CTS)和自然生草+枝条覆盖(NTS)作为处理,同时以清耕(ck)作为对照,测定分析宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄园葡萄开花期(5月)、果实膨大期(7月)和果实成熟期(9月)土壤pH、电导率、团聚体稳定性,氮、磷、钾、有机质质量分数,细菌、真菌相对丰度及多样性等指标。 结果 ①与ck相比,NT、CTS和NTS处理显著提高了葡萄不同生长时期的土壤pH以及全磷、碱解氮、有效磷、有机质质量分数(P<0.05),其中在9月,NT、CTS和NTS处理的土壤有机质分别增加了34.71%、93.33%、68.73%。②与ck相比,NT、CTS和NTS处理的土壤团聚体稳定性显著提高(P<0.05),特别是在9月,NTS处理的团聚体平均质量直径显著增加26.23%,团聚体平均几何直径显著增加67.65%,大于0.250 mm团聚体百分比显著增加31.33%(P<0.05),土壤结构得到了改善。③NT、CTS和NTS处理显著提高了土壤中细菌、真菌的相对丰度和多样性(P<0.05),改变了微生物群落结构。 结论 在‘赤霞珠’酿酒葡萄园中NT、CTS和NTS处理均能显著改善土壤理化性质及微生物性质。图4表3参54
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250130
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目的 探讨喀斯特森林粗糠柴Mallotus philippensis种群的空间格局及其影响机制,有助于加深对粗糠柴种群的发展规律及潜在生态学过程的理解,同时为喀斯特森林的保护与退化林恢复提供参考依据。 方法 依托于茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林1.28 hm2固定样地,利用2023年调查的粗糠柴种群和环境因子数据,采用点格局分析、Pearson相关性分析,探讨该种群的径级结构、空间分布格局及其与环境因子的关联性。 结果 ①粗糠柴种群不同径级的植株数量不同,整体呈增长型分布。径级Ⅰ数量最多,径级Ⅲ数量最少。②随着径级的增加,从径级Ⅰ到径级Ⅳ,粗糠柴种群空间分布格局由集群分布向随机分布转化。③4个径级两两之间总体上表现为小尺度(多为0~2 m)上呈现正关联,其余尺度上无空间关联性。④粗糠柴整体分布与土壤含水率、土壤速效钾显著正相关(P<0.05),地形因子中海拔、坡度显著影响径级Ⅱ空间分布(P<0.01)。 结论 茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林粗糠柴种群呈增长型,随着径级的增加,其空间分布格局由集群分布向随机分布转化,受环境异质性(土壤和地形)、种内竞争作用等的影响。图3表2参36
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250213
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目的 明确辽宁省宽甸县月季Rosa chinensis枯枝病的病原菌种类,研究病原菌的生物学特性与防治药剂,为此病害的有效防控提供参考依据。 方法 利用组织分离法分离纯化病原菌,依据柯赫氏法则对该病害开展致病性试验,通过形态学观察与多基因系统发育学分析鉴定病原菌;采用菌丝生长速率法测定不同碳氮源培养基、pH和温度条件对病原菌生长的影响以及5种杀菌剂对病原菌菌丝生长的抑制作用。 结果 在烧伤接种处理下,分离获得的纯菌株R1007使月季枝条发病,并从发病枝条中再次分离到该菌株。R1007形态学特征与榆生丛赤壳Nectria ulmicola基本一致,Blast结果与系统发育分析中R1007与榆生丛赤壳的模式菌株CFCC52117表现出极高的亲缘性;单因素试验表明:菌株R1007在碳源为麦芽糖、氮源为酵母浸粉、pH7.17和温度为25 ℃时菌丝生长速率最快;供试药剂对病原菌均有不同程度的抑制作用,其中多菌灵对病原菌的菌丝生长抑制效果最好,其抑制中浓度(EC50)为0.338 8 mg·L−1。 结论 引起月季枯枝病的病原菌为榆生丛赤壳,该病原菌最适碳氮源分别为麦芽糖和酵母浸粉,最佳生长pH为7.17,温度为25 ℃,可用多菌灵作为防治月季枯枝病的潜在药剂。图5表2参28
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250118
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目的 栅锈菌属Melampsora病原菌引起的杨树Populus spp.叶锈病是分布最广、危害最严重的杨树叶部病害之一。本研究目的是明确辽宁省杨树国家林木种质资源基地杨树叶锈病的发生情况及病原菌物种多样性,为东北地区杨树叶锈病的早期预警和防控提供重要依据。 方法 于2024年10月在辽宁省杨树国家林木种质资源基地和辽宁省杨树研究所共采集到39份杨树叶锈病样本。通过光学显微镜和扫描电镜对发生在两地的杨树叶锈病菌的夏孢子和冬孢子的形态特征进行观察,同时提取病原菌的基因组DNA,基于rDNA ITS和28S测序分析,构建系统发育树,结合形态学和分子系统发育分析对病原菌进行鉴定。 结果 在39个病原菌中,36份被鉴定为松杨栅锈菌M. laricis-populina,2份为北美栅锈菌M. medusae,1份为山杨栅锈菌M. populnea。其中,北美栅锈菌是中国重要的对外检疫有害生物,本次检测为在中国东北地区首次发现。 结论 此次共发现3种栅锈菌属病原菌,并首次在中国东北地区发现了对外检疫性有害生物北美栅锈菌。图6表2参38
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250126
摘要:
目的 探究铁基改性提升生物质炭对砷[As(Ⅲ)]吸附固定能力的潜力与机制,构建有效的固碳控砷体系。 方法 以大宗园林废弃物细叶榕Ficus microcarpa为生物质炭原材料,采用批量吸附实验并结合扫描电子显微镜-能量色散光谱(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等技术手段,系统研究了原始生物质炭(FMB)、氯化铁改性生物质炭(FC-FMB)、硫酸铁改性生物质炭(FS-FMB)和聚合硫酸铁改性生物质炭(PFS-FMB)的结构性质及其对水溶液中As(Ⅲ)的吸附性能和作用机制。 结果 铁基改性有效提升了生物质炭的比表面积,增幅达3.36~4.22倍,且改性生物质炭表面富含更多官能团,铁氧化物成功负载在生物质炭表面。pH为5时,PFS-FMB对As(Ⅲ)的去除率最高,达到91.16%,高于其他类型生物质炭。As(Ⅲ)的吸附过程符合Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型。4种生物质炭对As(Ⅲ)的最大吸附容量从大到小依次为:PFS-FMB (13.53 mg·g−1)、FS-FMB (6.36 mg·g−1)、FC-FMB (3.11 mg·g−1)、FMB (1.29 mg·g−1)。铁基改性生物质炭对As(Ⅲ)以化学吸附为主,通过表面络合形式实现,吸附机制为砷氧阴离子与铁氧化物的配位作用以及表面羟基官能团的络合作用。 结论 铁基改性生物质炭是一种高效的As吸附剂,其中PFS-FMB展现出最佳的吸附性能。图9表3参50
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250120
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目的 作为镰刀菌属Fusarium产生的具有类雌激素效应的有毒次级代谢产物,玉米赤霉烯酮(ZEN)可广泛污染玉米Zea mays、大豆Glycine max和小麦Triticum aestivum等农作物,在谷物类食品和饲料中较为常见。因具有慢性、免疫和生殖毒性,建立ZEN高灵敏检测方法,对其进行暴露评估和风险防控具有重要意义。 方法 通过制备ZEN完全抗原-纳米磁珠复合物和生物素标记的ZEN单克隆抗体,并基于生物素-链霉亲和素系统,建立ZEN高灵敏酶联免疫检测法(MNPs-ELISA)。 结果 建立的MNPs-ELISA对ZEN检测下限(10%抑制质量浓度,IC10)达0.05 ng·mL−1,定量检测区间(20%~80%抑制质量浓度,IC20~IC80) 为0.08~1.04 ng·mL−1,半数抑制质量浓度(IC50)为0.29 ng·mL−1,与其他常见真菌毒素几乎无交叉反应。加标回收率高且稳定性好,对天然污染样本中ZEN的定量检测结果显示:该方法与商品化试剂盒及液相色谱-串联质谱联用技术一致性较好。 结论 本研究建立的MNPs-ELISA可满足对谷物和饲料样本中ZEN的快速定量检测,适用于基层检验机构和农产品加工企业对样本进行ZEN的筛查,具有较好的应用前景。图7表4参26
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240660
摘要:
温室气体排放导致了日益严重的温室效应,加剧气候变暖和极端天气频发等全球环境问题。农业生产中排放的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等是温室气体排放的重要来源。中国是世界主要的农业大国,由于耕地有限,粮食需求量大,且地形种类丰富、气候多样,产生了多种适应当地生产条件的轮作模式。研究表明:轮作模式通过土壤管理、灌溉和施肥策略显著影响温室气体的排放。例如,水稻Oryza sativa-小麦Triticum aestivum轮作因水分管理导致较高的CH4排放,小麦-玉米Zea mays轮作因频繁耕作增加了N2O排放。不同轮作模式下,土壤微生物群落结构和功能的变化也对温室气体排放产生重要影响。尽管已有研究揭示了部分机制,但关于轮作模式长期效应及其与气候变化的互作仍需深入研究。本研究综述了水旱轮作、旱地轮作等常见轮作模式对农业温室气体排放影响的研究进展,提出了未来的研究方向,以期为环境保护和温室气体减排提供理论参考。参106
温室气体排放导致了日益严重的温室效应,加剧气候变暖和极端天气频发等全球环境问题。农业生产中排放的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等是温室气体排放的重要来源。中国是世界主要的农业大国,由于耕地有限,粮食需求量大,且地形种类丰富、气候多样,产生了多种适应当地生产条件的轮作模式。研究表明:轮作模式通过土壤管理、灌溉和施肥策略显著影响温室气体的排放。例如,水稻Oryza sativa-小麦Triticum aestivum轮作因水分管理导致较高的CH4排放,小麦-玉米Zea mays轮作因频繁耕作增加了N2O排放。不同轮作模式下,土壤微生物群落结构和功能的变化也对温室气体排放产生重要影响。尽管已有研究揭示了部分机制,但关于轮作模式长期效应及其与气候变化的互作仍需深入研究。本研究综述了水旱轮作、旱地轮作等常见轮作模式对农业温室气体排放影响的研究进展,提出了未来的研究方向,以期为环境保护和温室气体减排提供理论参考。参106
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250112
摘要:
目的 研究土壤有效磷质量分数对玉米Zea mays生长、光合产物的地下分配和根际微生物群落结构的影响,探究玉米应对低磷胁迫的响应及对根际土壤碳动态的影响。 方法 采用根箱栽培法,在高磷和低磷条件下种植玉米,测定并分析土壤、根系、根系分泌物、植株样品和微生物群落结构等相关指标。 结果 高磷增加了玉米叶片磷质量分数,促进了玉米地上和地下部分的生长,增加了总根系分泌物可溶性碳的分泌,提高了根际几丁质酶、葡萄糖酶、纤维素酶、酸性磷酸酶的活性,并显著提高了根际酸杆菌门Acidobacteriota、放线菌门Actinobacteriota、芽单胞菌门Gemmatimonadota的相对丰度(P<0.05)。低磷条件下,丛枝菌根的侵染率和易提取态球囊霉素蛋白的质量分数显著高于高磷条件(P<0.05)。 结论 低磷提高了玉米的菌根侵染率和根系分泌物的分泌效率,促进了R策略微生物的生长和根际球囊霉素蛋白的质量分数。高磷条件下,玉米根际的几丁质酶、葡萄糖酶、纤维素酶、酸性磷酸酶活性更高,这些酶活性与K策略微生物相对丰度成正相关关系。图5参32
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250108
摘要:
目的 探究薄壳山核桃Carya illinoensis青皮还田的分解过程、养分释放规律及其对土壤代谢物质的影响,为薄壳山核桃青皮的充分合理利用提供科学参考。 方法 在中南林业科技大学春晖山选取1块平整的试验样地,以薄壳山核桃‘金华’‘Jinhua’青皮为试验材料,设置对照(青皮不还田)、地表覆盖和埋深(10 cm) 3种处理,采用尼龙网袋法进行为期2 a青皮不同还田深度的分解特征研究,隔3个月对分解袋中剩余青皮的质量和养分质量分数及土壤理化性质和代谢物质进行测定分析。 结果 ①在2 a分解期内,埋深处理的青皮分解速率始终快于地表覆盖,2种处理下的薄壳山核桃青皮总有机碳和磷表现为富集-淋溶模式,氮表现为富集模式,钾表现为净释放模式。②在2 a分解期内,对照处理的土壤全氮质量分数高于地表覆盖和埋深处理,埋深处理的土壤碱解氮质量分数和速效钾质量分数均高于地表覆盖;地表覆盖处理的土壤细菌数量大于埋深处理,地表覆盖处理的真菌和放线菌数量均小于埋深处理。③同一时期地表覆盖和埋深处理之间的土壤代谢物质差异较小,不同分解时期差异较大。将青皮分解第12个月与第9个月的土样进行相比,青皮分解第18个月与第12个月的土样进行相比,均筛选出54种差异代谢物,主要富集在嘧啶代谢、泛醌和其他萜类醌生物合成、类固醇激素生物合成、ABC转运蛋白等22条代谢通路中。 结论 薄壳山核桃青皮在分解第9个月时养分流失较少,且土壤微生物数量最多,产生利于植物生长的土壤代谢物质,是对土壤肥力产生积极影响的最佳时期。图8表3参28
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240625
摘要:
目的 探讨单叶铁线莲Clematis henryi对不同光照强度的光合响应机制,为单叶铁线莲的引种栽培和园林应用提供依据。 方法 2022年3—10月,以3年生单叶铁线莲扦插苗为试验材料,设置82%(T1)、61%(T2)、53%(T3)、43%(T4)和0%(全光照,对照)5种遮光处理,研究不同遮光度对单叶铁线莲植株生长和光合特性的影响。 结果 T1和T2处理在夏季有助于保持单叶铁线莲植株叶色浓绿,促进叶面积、节间距、叶片干质量、含水量的增加(两者均值分别是对照的2.17、1.43、6.60和1.51倍);在促进叶片海绵组织扩展(两者均值是对照的1.28倍)的同时抑制了栅栏组织生长(两者均值是对照的0.76倍)。遮光度低于61%(T2)处理的植株叶片发黄、皱缩。 6—8月,伴随着光强和温度的不断提升,T1、T2和T3处理的植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化由“单峰”曲线转变为“双峰”曲线,叶片通过“光合午休”保护光合系统,同时采取降低光补偿点(PLC,三者均值是对照的81.72%)和暗呼吸速率(RD,三者均值是对照的67.70%),提高光能利用率,适应低光环境。通过稳定初始荧光(Fo)、电子传递速率(RET)和非光化学淬灭系数(QNP)的变化,保持PSⅡ的光化学效率。与此同时,T4和对照植株的光合系统受到强光、高温的过度胁迫,光合与叶绿素荧光参数呈现无规律的变化。进入10月后,T1、T2和T3处理的植株生长、光合与叶绿素荧光参数均较T4恢复得更快。 结论 单叶铁线莲具有较强的耐荫性,遮光处理可促进枝叶的生长,夏季栽培应设置61%~82%的遮光环境,避免高温、强光对光合系统造成不可逆损伤,保障植株健康生长。单叶铁线莲的耐荫性将有效扩展铁线莲属Clematis植物的园林应用范围,为林下、北侧阳台和室内空间植物景观营造提供更多选择。图2表4参32
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250103
摘要:
目的 揭示OSCA基因家族在枳Poncirus trifoliata中的结构特征及在干旱胁迫下的表达特征,为PtOSCA基因功能分析与枳抗旱性研究提供理论依据。 方法 利用生物信息学方法对全基因组范围内的枳OSCA基因家族成员进行鉴定和综合分析,通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析PtOSCA在聚乙二醇(PEG)处理下的动态表达特征。 结果 在枳基因组中共鉴定出13个PtOSCAs基因,并根据其与拟南芥Arabidopsis thaliana OSCA基因家族成员的同源性命名为PtOSCA1~PtOSCA13。染色体定位分析表明:PtOSCAs不均等地分布在枳18条染色体中的7条染色体上。系统发育分析显示:PtOSCAs可分为4组,分别包含5、6、1、1个家族成员。蛋白质理化性质和保守结构域分析表明:PtOSCAs之间的蛋白长度和分子质量存在差异,但蛋白基序较为保守且均含有Motif 1和Motif 3。顺式作用元件分析显示:PtOSCAs基因的启动子区域存在大量响应干旱、脱落酸、厌氧诱导、低温胁迫等顺式作用元件。基因表达分析表明:PtOSCAs基因表达具有组织特异性和干旱胁迫响应特征,干旱胁迫下,PtOSCA基因家族各成员在叶和根中的表达量均有不同程度变化,叶中11个PtOSCAs基因和根中10个PtOSCAs基因受干旱胁迫诱导上调表达,其中PtOSCA4在叶和根中的表达量分别上调了3.76和36.74倍。 结论 PtOSCA基因在进化过程中表现出一定的保守性,并与拟南芥和甜橙Citrus sinensis OSCAs基因呈现较近的亲缘关系。PtOSCA基因家族内部存在功能差异,其中,PtOSCA4可能在干旱胁迫响应机制中发挥着关键作用。图6 表2 参27
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doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240512
摘要:
目的 研究2种估算林木生物量的基本模型:恒定异速生长比(CAR)模型和可变异速生长比(VAR)模型,对比这2种模型的预估精度,为林木生物量监测提供可靠的理论与技术支撑。 方法 以2011年大兴安岭地区盘古林场18块固定样地中50株兴安落叶松Larix gmelinii的生物量调查数据为基础,采用非线性似乎不相关回归法构建CAR和VAR 的可加性生物量模型,对比评估2种模型的一元及二元模型。 结果 ① 2种模型的一元模型中,CAR模型的总生物量及各组分生物量模型的调整后决定系数均大于VAR模型,平均高约0.003;二元模型也是CAR模型的调整后决定系数更大。②从模型检验指标来看,一元模型中2种模型的预测精度均大于97.6%,且CAR模型的预测精度均较高;二元模型的预测精度均大于96.9%,且均是CAR模型的预测精度更高。③林木胸径等级大小与模型拟合优度存在关联,且模型普遍更适用于较小径阶林木。 结论 一元和二元的林木总生物量和各组分生物量模型中,CAR模型的拟合指标及模型检验指标优于VAR模型,CAR模型拟合和预测林木生物量效果更好;小径阶林木拟合效果优于大径阶林木。总的来说,CAR模型不仅形式上更简单,在拟合效果和估计精度方面也表现更好。图5表5参31
2025, 42(4): 657-666.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250338
摘要:
目的 卫星遥感是目前作物物候监测的主要手段,具有监测面积大、数据获取便捷等多重优点,但用于精准观测的高分辨率遥感卫星回访周期较长,而且易受大气、云雾等不利条件的影响,这使得在高分辨率时序作物物候检测的数据稀疏,无法在变化较快的作物生长期提供足够的影像。本研究提出一种新的方法,以期提高时间序列监测的准确性,更好地实现物候的精准检测。 方法 以水田和旱田为研究样地,探索结合生成式图像处理技术的时序遥感数据填补方法,用于影像重建的轻量化超分辨率生成对抗网络(generative adversarial networks, GAN),并以重建数据为基础进行作物生长季密集时序监测与物候提取。 结果 ①在影像的超分辨率重建方面,基于本研究提出的方法,结构相似性指数(structural similarity,SSIM)和峰值信噪比(peak signal to noise ratio, PSNR)分别达0.834和28.69,相较于目前的主流方法可以更好地重建异源遥感数据;②时序重建后,2个样地的遥感影像的重访周期分别由6.40、6.63 d降至5.70、5.88 d,空间分辨率提升至10 m;③4种平滑方法的物候提取结果,与原始数据提取结果相比具有一定的差异性,优于目前广泛用于时序填补的基于插值的方法。 结论 本研究提出的方法可以有效填补卫星影像时间序列,增强观测数据的连续性,并进行高时空分辨率精准作物物候监测。图9表3参27
2025, 42(4): 667-676.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250325
摘要:
目的 针对植物病害识别中大规模标注数据依赖性强、新病害适应性差的问题,本研究旨在提升小样本方法在复杂环境下的识别能力,为小样本病害识别提供理论依据。 方法 本研究提出一种结合小样本转换器和监督式掩码知识蒸馏的增强型上下文感知知识蒸馏框架(ECKD),构建包含教师网络与学生网络的协同结构,并结合全局特征对齐、局部特征对齐和监督式掩码图像建模视图策略,引入通道注意力残差模块和上下文感知模块,设计新型ViT-EC编码器以增强模型的特征提取与语义理解能力。基于PlantVillage数据集,采用原型分类器进行5-way 1-shot和5-way 5-shot的小样本任务评估。 结果 在5-way 1-shot和5-way 5-shot小样本任务中,ECKD的原型分类器平均准确率分别达74.98%和88.28%,在多个小样本任务上明显优于现有的主流方法。消融实验表明:注意力残差模块、上下文感知模块和监督式掩码图像建模视图策略对性能有正向贡献,在数据不完整场景下能增强模型对全局语义的理解与局部特征的重建能力。 结论 ECKD通过多视图增强策略与知识蒸馏机制的融合,有效缓解了植物病害中小样本的识别难题,提升了识别的精度和模型的稳定性。该方法为农业智能感知系统提供了高效、可行的解决方案,具有良好的推广潜力。图8表4参29
2025, 42(4): 677-683.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240664
摘要:
目的 林区环境通常具有丰富的纹理和不均匀的光照条件,这导致传统的导向式快速旋转二进制描述符(ORB)图像特征点提取方法在提取树干和树枝等重要特征的过程中面临挑战。通过对现有算法的研究和改进,解决林区复杂纹理环境下ORB特征点提取的问题。 方法 引入全局局部对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)图像增强技术,以改善林地特征点提取的效果。同时,探讨灰度共生矩阵(GLCM)在纹理分析中的应用,研究其对特征点筛选的影响,从而使特征点的提取更聚焦于树干和树枝的特征。通过这些方法的结合,力求提升特征点的响应值及数量,进而增强特征提取的整体性能。 结果 经过图像增强后,特征点响应值的中位数从98上升至113,均值则从99.27上升至112.05;经过GLCM纹理分析处理后,树干和树枝的特征点数量分别提升约5.78%和5.08%,而草地的特征点比例则下降至约4.88%。 结论 本方法在林区复杂环境中展现了良好的适应性,不仅提高了特征点提取的准确性,还为后续的林区图像分析奠定了基础。图4表2参28
2025, 42(4): 684-693.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250324
摘要:
目的 提出一种基于地面激光雷达点云的树木骨架提取方法,以实现高精度和高还原度的树木三维重建。 方法 针对分割后的单株树木点云,首先采用希尔伯特曲线进行下采样和降噪处理,以提高计算效率并去除噪声。在完成枝叶分离并获得完整枝干点云后,应用语义拉普拉斯收缩算法提取树木的初始骨架。最后通过树枝平滑技术对骨架进行优化,从而获得高保真、拓扑正确的树木骨架结构。 结果 相比传统方法,该方法提取的骨架节点数平均高12.3%,点云间隔精度平均提升42.0%,达0.011~0.021 m。该方法在拓扑完整性和细节保留方面具有显著优势,同时结合树枝平滑优化技术,进一步增强了骨架的连续性和自然形态。 结论 该方法能够有效克服传统骨架提取算法的局限性,鲁棒性和准确性显著提升,可为植物表型分析、树木长势评估等应用提供高保真的树木骨架数据支撑。图7表4参28
2025, 42(4): 694-702.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250177
摘要:
目的 水稻Oryza sativa品质改良已成为中国现代育种研究的核心课题。解析相关基因对稻米蛋白质、淀粉及蒸煮食味特性的调控作用,对稻米品质改良的遗传效应具有重要意义。 方法 利用CRISPR/Cas9技术,对3个粳稻品种‘武运粳30’‘Wuyungeng 30’、‘南粳9108’‘Nangeng 9108’、‘扬粳158’‘Yanggeng 158’胚乳中高效表达的OsAAP13基因(LOC_Os04g39489)进行了敲除,构建了相应的突变体。综合测定农艺性状、蛋白质与淀粉质量分数及食味值,结合多遗传背景验证基因功能。 结果 OsAAP13在花后第5天的种子中表达较强。农艺性状及稻米理化特性测定发现:OsAAP13敲除并未影响水稻的主要农艺性状,但显著降低了稻米中总蛋白质量分数(7.8%~15.8%)及部分组分蛋白质量分数(球蛋白5.5%~21.1%和谷蛋白9.0%~15.8%);总淀粉质量分数在各突变体中有一定上升(2.1%~8.7%),直链淀粉质量分数呈下降趋势(4.0%~6.9%);突变体米饭食味测定表明:稻米适口性获得了有效改善(2.9%~11.6%)。 结论 敲除OsAAP13可在保证水稻品种优良农艺性状的基础上,有效改良稻米多个理化指标并改善稻米食味值,为未来水稻品质性状的改良提供了重要的理论依据。图5表2参31
2025, 42(4): 703-713.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240570
摘要:
目的 抗性淀粉(RS)和γ-氨基丁酸(GABA)是苦荞Fagopyrum tataricum功能性成分,对苦荞籽粒功能成分进行数量性状位点(QTL)定位对苦荞分子遗传改良具有重要意义。 方法 以‘小米荞’‘Xiaomiqiao’和‘晋荞麦2号’‘Jinqiaomai No. 2’为亲本构建的重组自交系(XJ-RILs)群体作为供试材料,测定了XJ-RILs群体及其亲本的RS和GABA质量分数;基于遗传图谱定位控制RS和GABA的QTL,并对QTL区间内的候选基因进行鉴定和分析。 结果 XJ-RILs群体RS和GABA质量分数分别为4.51%~10.52%和0.37‰~2.50‰,表现出明显的超亲优势和偏正态分布。根据RS和GABA质量分数将XJ-RILs分为5类(C1~C5),其中C1类株系的RS和GABA质量分数均较高,从中筛选出高RS和高GABA优异株系各3株。对XJ-RILs群体的RS和GABA进行QTL定位,共检测到2个控制RS的QTL和1个控制GABA的QTL,这3个位点表型贡献率分别为7.59%、6.34%和5.05%。对QTL内的基因进行鉴定,共有108个RS候选基因,将其表达模式分为6类(R1~R6),其中R4、R5和R6中的30个基因在籽粒中的表达量较高。共鉴定到64个GABA候选基因,其表达模式可以分6类(G1~G6),其中G4、G5和G6中的21个基因在籽粒中的表达量较高。在RS和GABA候选基因中,分别有16和6个基因存在SNP/Indel变异。 结论 筛选出高RS和高GABA优异株系各3株,定位到2个控制RS和1个控制GABA的QTL位点,其区间内分别筛选到108和64个基因,初步锁定30个RS相关及21个GABA相关候选基因。图4表6参40
2025, 42(4): 714-724.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240508
摘要:
目的 花色苷是决定植物花色的重要成分,类黄酮糖基转移酶(UFGT)在花色苷生物合成途径下游发挥作用,将不稳定的花色素转变为稳定的花色苷。通过分析换锦花Lycoris sprengeri LsUFGT1基因功能,为进一步解析换锦花花瓣呈色的机制提供理论基础。 方法 采用基因克隆、逆转录PCR、染色体步移法、组织化学染色和双荧光素酶报告实验等多种分子生物学技术,研究LsUFGT1基因和其启动子序列的功能。 结果 ①获得长1 632 bp的LsUFGT1基因cDNA序列,开放阅读框长1 398 bp,编码465个氨基酸;LsUFGT1与水仙 Narcissus natatorium NtUFGT1同源性最高,达60.57%。② LsUFGT1表达量与总花色苷含量的变化趋势一致,在小花苞时期表达量最高,在粉瓣和蓝瓣中表达量差异不显著。③ 获得的LsUFGT1启动子序列长1 184 bp,含MYB结合位点、光响应、激素响应及逆境胁迫响应等顺式作用元件,拟南芥Arabidopsis thaliana β-葡萄糖苷酶(GUS)染色结果表明LsUFGT1启动子区域具有启动子活性。④ 双荧光素酶报告实验发现LsMYB4和LsMYB5能够显著抑制LsUFGT1启动子活性(P<0.05)。 结论 LsMYB4和LsMYB5直接结合LsUFGT1启动子反向调控换锦花花色苷的积累。图9表2参38
2025, 42(4): 725-735.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240587
摘要:
目的 苯丙氨酸解氨酶(PAL)作为酚类物质合成代谢的起始酶,对植物的生长发育及环境适应起着至关重要的作用。鉴定山核桃Carya cathayensis PAL (CcPALs)基因家族成员,分析家族成员在愈伤组织增殖褐化过程中的表达模式,为挖掘能够抑制褐化、促进再生的PAL基因提供理论依据。 方法 以山核桃全基因组数据为基础,通过比对筛选出包含PAL保守基序的PAL家族成员。运用生物信息学方法,对山核桃PAL蛋白的理化性质、基因结构等特征进行预测分析,并与多个物种的PALs序列共同构建发育进化树。同时,通过转录组测序,分析继代后愈伤组织中CcPALs基因的表达变化,并制作表达热图。 结果 山核桃共有6条PAL蛋白序列,长度为657~760个氨基酸。这些蛋白均属于酸性、稳定且亲水的蛋白,主要定位在细胞核和内质网上,蛋白二级结构以α-螺旋与无规则卷曲为主。进化关系分析表明:CcPAL1~CcPAL4聚类在双子叶植物分支,而CcPAL5和CcPAL6则聚类在裸子植物分支。表达分析显示:CcPALs基因在愈伤组织继代后呈现出不同的表达模式。 结论 CcPALs成员之间具有较高的保守性,但CcPAL5和CcPAL6在进化关系上与裸子植物PAL更为接近,可能与CcPAL1~CcPAL4在次生代谢物合成过程中的功能存在较大差异。在愈伤组织增殖褐化过程中,进化树上不同分支的CcPALs表达模式各异,可能控制着酚类物质的代谢流,进而影响山核桃的再生进程。图7表4参37
2025, 42(4): 736-744.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240594
摘要:
目的 基于南麂列岛中药资源普查工作,了解南麂列岛野生药用植物资源整体概况,为野生药用植物资源开发利用提供科学依据。 方法 采用样线调查法对南麂列岛野生药用植物资源开展调查,根据调查结果采用德尔菲法确定层次分析法的指标层与方案层,构建药用植物价值评价模型,进行模糊综合评价。最后根据评价结果对南麂列岛野生药用植物开发潜力进行综合排序。 结果 南麂列岛野生药用植物综合评价模型从资源价值、资源开发利用潜力和生态学特性3个方面,对药用功效(C1)、药用部位(C2)、药用类别(C3)、利用程度(C4)、群落地位(C5)、频度(C6)、生活型(C7)、水分生态型(C8)以及生态习性(C9)等9个指标进行了分析评估,将89科275属382种野生药用植物划分为3个等级,其中一级野生药用植物[综合药用价值估量值(hA)>4.04]有137种;二级野生药用植物(3.08<hA≤4.04)有171种;三级野生药用植物(hA≤3.08)有74种。 结论 南麂列岛野生药用植物资源丰富。可优先选择陀螺紫菀Aster turbinatus、野菊Chrysanthemum indicum、小苦荬Ixeridium dentatum等药用植物进行开发利用,而对马兜铃Aristolochia debilis、叉唇角盘兰Herminium lanceum、化香树Platycarya strobilacea等药用植物的种质资源进行保护。图1表3参32
2025, 42(4): 745-753.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250253
摘要:
目的 生物质炭因其碳封存与土壤改良功能,被认为是一种可行的保产减排措施。对生物质炭的环境与经济效益进行研究,为实现农业绿色转型、促进农田可持续发展和温室气体减排提供科学依据。 方法 整合中国稻田系统的多源数据,构建混合效应模型,结合Meta分析评估生物质炭对温室气体排放、作物产量和固碳能力的影响,并且开展亚组分析,展示了其他变量对生物质炭效应的影响。同时,基于净环境经济效益,纳入了作物产量收益、环境效益、农业成本和环境损耗,系统量化了生物质炭投入的环境经济效益。 结果 生物质炭施用可提高12.8%的作物产量与30.5%的土壤固碳速率,并提升净环境经济效益值,但对甲烷和氧化亚氮排放的影响不显著。进一步分析表明:不同生物质炭种类和施肥管理对其效应具有重要调控作用。 结论 在稻田种植中添加生物质炭不仅能通过改善土壤固碳能力间接促进温室气体减排,而且也显著提高了净环境经济效益。图6表2参28
2025, 42(4): 754-764.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240596
摘要:
目的 基于土壤肥力质量综合指数,开展生草栽培与生物质炭添加对梨园土壤肥力的影响评价,揭示生物质炭施用以及生草栽培的土壤培肥效应。 方法 2023年在浙江省衢州市龙游县一处梨园进行田间试验,共设置 4 个处理:行间播种白三叶Trifolium repens、行间播种紫云英Astragalus sinicus、施用生物质炭和常规耕作(对照),每个处理 3 次重复。于梨树Pyrus spp.成熟期,采集不同处理表层土壤(0~20 cm)及果实样品,并进行分析。利用雷达图分析梨园土壤肥力水平的制约因素,采用土壤肥力质量综合指数评估不同生草栽培与生物质炭添加对梨园土壤的培肥效果。 结果 ①土壤pH、全氮、可溶性有机碳、微生物生物量氮 4 个指标呈现弱变异性,其余指标属于中等强度变异,其中土壤速效钾和可溶性有机氮的变异系数相对较大,说明土壤速效钾和可溶性有机氮对不同生草处理方式的响应较为敏感。②隶属度值绘制的雷达图显示:土壤 pH、碱解氮与速效钾是制约梨园土壤肥力水平的主要因素。③通过加权模型计算的土壤肥力质量综合指数表明:与常规耕作相比,白三叶处理的土壤肥力质量综合指数值最高,生物质炭与紫云英处理次之。④生物质炭处理在改善果实品质方面效果显著(P<0.05)。⑤相关性分析表明:土壤微生物生物量碳、可滴定酸质量分数与单株产量呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),因此土壤微生物生物量碳与可滴定酸质量分数是影响梨单株产量的关键因素。 结论 基于加权模型计算得出的土壤肥力质量综合指数可表征土壤肥力质量。依据该指标,白三叶处理提高土壤肥力的效果最佳,其次是生物质炭和紫云英处理,生物质炭处理在改善果实品质方面效果更好。图5表3参40
2025, 42(4): 765-773.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240662
摘要:
目的 分析稻蛙综合种养模式对土壤团粒结构和土壤养分及水稻Oryza sativa产量的影响,为构建稻蛙综合种养模式提供理论依据。 方法 2023年4—9月在浙江省杭州市临安区进行田间试验,设置4种蛙投放处理:低密度(T1,0.9万只·hm−2)、中密度(T2,1.2万只·hm−2)、高密度(T3,1.8万只·hm−2)和对照处理(单作水稻,ck),分析不同蛙投放密度处理下土壤团粒结构、土壤养分及水稻产量的差异。 结果 与对照相比,稻蛙综合种养模式显著降低土壤容重,显著提高土壤水稳性大团聚体质量分数(P<0.05),且随着蛙投放密度的增加,土壤水稳性大团聚体质量分数呈上升趋势。稻蛙综合种养模式对土壤全氮质量分数影响不显著,土壤铵态氮质量分数随蛙投放密度的增加呈下降趋势,但显著提高土壤硝态氮质量分数(P<0.05)。T1处理显著降低土壤全磷和速效磷质量分数,但随蛙投放密度的增加,土壤全磷和速效磷质量分数均呈增加趋势。中高密度处理显著降低土壤速效钾质量分数(P<0.05)。稻蛙综合种养模式显著降低土壤有机质质量分数(P<0.05),尤其在T2和T3处理中下降幅度较大。稻蛙综合种养模式中水稻有效穗数、结实率和产量均显著低于对照(P<0.05),其中,T3处理产量下降幅度最小,为15.49%。综合效益而言,稻蛙综合种养模式均显著高于对照处理(P<0.05),且随着投放密度的增加,综合效益呈增加趋势。 结论 高密度蛙投放处理稻蛙综合种养模式的土壤团粒结构改善最为明显,土壤养分仍能保持一定水平,水稻产量下降幅度较小,综合效益最为显著,是推荐的适宜稻蛙综合种养模式。建议可在非稻蛙共生期提高氮肥与钾肥以及有机肥施用量,维持养分平衡,稳定水稻穗数,促进丰产。图4表1参37
2025, 42(4): 774-783.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240667
摘要:
目的 极限梯度提升树(XGBoost)与轻量级梯度提升机(LightGBM)模型在梯度提升决策树框架下各具优势,系统对比两者在土壤异养呼吸估算中的性能差异,有助于深入挖掘梯度提升机在生态系统碳通量预测中的潜力,并推动该类模型在大尺度碳循环模拟中的优化应用。 方法 基于全球土壤呼吸数据库(SRDB),构建了中国陆地生态系统的土壤异养呼吸及环境因子数据库,利用XGBoost和LightGBM 2种梯度提升机模型对2000—2023年中国陆地生态系统土壤异养呼吸进行估算与对比分析,并进一步探讨中国陆地生态系统土壤异养呼吸的空间分布趋势及其主要影响因素。 结果 ①2个模型均展现出较高的预测精度(测试集决定系数均为0.91),XGBoost模型在训练集上表现出较强的拟合能力,LightGBM模型则在测试集上能够更好地控制误差。②在2000—2023年,XGBoost与LightGBM模型估算的中国陆地生态系统土壤异养呼吸年平均值分别为299.57和294.60 g·m−2·a−1,年际变化幅度分别为19.51和32.43 g·m−2·a−1。③中国陆地生态系统土壤异养呼吸呈现南高北低的空间分布特征,主要受土壤性质和叶面积指数影响。这一空间异质性反映了土壤异养呼吸对环境变化的不同响应。 结论 梯度提升机模型在大尺度土壤异养呼吸建模与预测中表现出良好的适应性,能够有效捕捉土壤异养呼吸的时空变化特征,展现出较强的预测能力。图4表3参33
2025, 42(4): 784-792.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240622
摘要:
目的 植被恢复是黄土高原生态建设的主要举措,水分是该地区植被恢复的主要限制因子。开展不同土地利用类型水分动态研究,旨在为流域综合治理中的植被恢复提供科学依据,优化土地利用和水资源管理策略。 方法 在2023年生长季(5—9月),以地处黄土残塬沟壑区的山西省吉县蔡家川流域5种典型土地利用类型:乔木林(刺槐Robinia pseudoacacia)、灌木林(黄刺玫Rosa xanthina)、草地(铁杆蒿Artemisia gmelinii)、果园(苹果Malus pumila)、农田(玉米Zea mays)为研究对象,对不同土层(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100、100~120、120~140、140~160、160~180 cm)土壤水分进行系统的定位监测。基于野外实测数据,分析不同土地利用类型及土层深度对土壤水分的影响。使用最优分割法划分不同土地利用类型土壤水分垂直层次。 结果 生长季内不同土地利用类型土壤水分与降水变化趋势一致。各土地利用类型不同深度土壤水分差异显著(P<0.05)。不同土地利用类型土壤水分从高到低依次为农田(21.06%)、灌木林(17.88%)、草地(15.17%)、果园(15.02%)、乔木林(13.29%)。土壤水分垂直变化表现出一定的层次性。将各土地利用类型土层水分垂直层次划分为强变异层、中等变异层以及弱变异层。草地和乔木林地的垂直层次一致,强变异层为0~10 cm土层,中等变异层为10~100 cm土层,弱变异层为100~180 cm土层。灌木林强变异层以及中等变异层为0~140 cm土层,深度范围大于其他土地利用类型。果园强变异层以及中等变异层为0~80 cm土层,深度范围低于其他土地利用类型。农田土壤水分垂直变异不同于其他土地利用类型,100~180 cm土层变异性最强,中等变异层为0~20 cm土层,弱变异层为20~100 cm土层。 结论 土壤水分动态受降水、土地利用类型以及工程措施综合影响。在开展植被恢复时,应重点关注不同土地利用类型土壤水分的动态变化特征。图4表2参37
2025, 42(4): 793-801.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240535
摘要:
目的 探究山西主要森林类型辽东栎Quercus mongolica天然林的树种空间分布格局,掌握其生长发育现状,为该林分的合理经营和人工辽东栎林的改造提供参考。 方法 以吕梁山西侧城庄沟林场2021年调查的0.96 hm2辽东栎天然林为研究对象,用径级结构代替年龄结构,并运用点格局分析方法分析优势种群不同径级个体的空间分布格局及空间关联性。 结果 在该林分中,辽东栎和茶条槭Acer ginnala为主要优势种,其径级结构均呈倒“J”型,为增长型,种群结构稳定、更新良好。在研究尺度内辽东栎种群呈聚集分布,茶条槭种群则表现为小尺度聚集分布,大尺度随机分布的格局。2个优势种群的小径级个体在小尺度上以聚集分布为主,大径级个体为随机分布格局。辽东栎种群种内关联性仅在中小径级林木间表现为正关联,且径级差距越小,正关联的程度和空间尺度范围越大,茶条槭种群仅在小尺度的Ⅰ级和Ⅱ级林木间表现为正关联。随尺度增加,优势种群间总体关联性由无关联转变为负关联再转变为无关联,不同径级种群间的空间关联性仅出现在中小径级林木间,且为负关联。 结论 该辽东栎天然林仍处于相对稳定的演替初级阶段,优势种群结构稳定,更新状态良好。为加快演替进程,可适当辅以人工干预,促进林分向顶级群落发展。图5表1参31
2025, 42(4): 802-812.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240554
摘要:
目的 受胁水鸟是湿地生境质量的关键指示物种。构建受胁水鸟生境网络,有助于保护区域水鸟多样性,提升湿地生态系统功能。 方法 以苏州市域为研究区,选取2022年受胁水鸟分布点及相关环境变量数据,运用MaxEnt模型评价受胁水鸟生境适宜性,在此基础上结合斑块重要性指数识别生境源地,利用电路理论确定廊道并判定生境夹点和生境障碍点,构建苏州市受胁水鸟生境网络。 结果 ①2022年苏州市受胁水鸟生境适宜性良好,其中高适宜生境呈显著破碎化。②受胁水鸟生境源地31处,总面积为196.55 km²,空间分布呈现组团特征,分别聚集在长江、阳澄湖、澄湖和太湖沿岸。③受胁水鸟生境廊道62条,总长为705.55 km,其中高阻力廊道9条,低阻力廊道53条,廊道适宜宽度为600 m。④50处生境夹点和28处生境障碍点对受胁水鸟的迁移扩散产生重要影响。 结论 研究期间苏州市受胁水鸟生境适宜性良好。探索了生境网络定量构建方法,提出了生境网络优化建议,为地区生物多样性保护及应对地区生境变化提供科学参考。图6表5参38
2025, 42(4): 813-824.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240590
摘要:
目的 分析西南高山峡谷区的土地利用变化和不同情景下生态系统服务演变规律,能够为该地区的生态环境保护和未来发展提供理论依据。 方法 基于中国土地覆盖数据集(CLCD)分析区域内土地利用的变化规律,运用InVEST模型评估2002—2022年西南高山峡谷区4种生态系统服务(产水量、碳储存、生境质量和土壤保持量)的时空演变规律。利用PLUS模型模拟2032、2042、2052年不同情景下的土地利用空间分布格局,结合InVEST模型评估未来不同情境下西南高山峡谷区4种生态系统服务的演变规律。 结果 ①2002—2022年西南高山峡谷区土地利用类型以林地和草地为主,均占总面积的44%以上,土地利用转移集中在林地、耕地、草地。②2002—2022年西南高山峡谷区4种生态系统服务的产水量降低,碳储量增加,生境质量增加,土壤保持量降低。③2032—2052年在自然发展情景下4种生态系统服务功能平均值都有所增加,耕地保护发展情景下4种生态系统服务功能平均值都有所降低,经济优先发展情景下产水量和土壤保持量降低,碳储量和生境质量增加。 结论 西南高山峡谷区地形复杂,区域内林地和草地面积较多,碳储量和生境质量整体情况较好,但大量雪域和未利用地也导致产水量、土壤保持量都降低。图9参39
2025, 42(4): 825-834.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240614
摘要:
目的 分析与模拟曲靖市土地利用变化引发的区域生境质量时空演变特征,为区域土地资源空间配置与生态建设提供科学依据。 方法 基于1980、2000、2020年的土地利用数据,分析曲靖市1980—2020年土地利用变化特征,并采用PLUS-InVEST模型,综合运用转移矩阵、多情景模拟及生境质量评价等方法,模拟2040年4种情境下土地利用变化及生境质量的时空特征,总结驱动机制。 结果 曲靖市主要用地类型包括山区草地、林地及坝区耕地和建设用地,其中以草地和林地2类生态用地为主,占72%以上。2000—2040年,生境质量整体呈下降趋势,但高等级区域面积呈增加趋势;生境质量与土地利用空间分布密切相关,均呈北高南低的“山-坝”“锁定”效应,北部为生境质量热点集中区,南部为冷点集中区。生态保护情景更适合区域的发展需求,水域对生境质量贡献虽小,但极为重要。 结论 未来应加强山区林草地退化区修复,缓解生态退化;强化坝区内部生态用地保护与建设,提高生境质量;适度增加水域用地面积,减缓区域生境质量水平的降低。图4表6参33
2025, 42(4): 835-843.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240406
摘要:
目的 水体氮污染依然是当前流域水环境的首要威胁。太湖流域是中国东部经济发达地区的重要水源地,但目前流域水质处于轻度污染状态,因此探究太湖流域水体氮素特征,可为流域水环境的改善提供参考依据。 方法 以太湖上游重要水源区西苕溪流域为研究区,基于浙江省安吉县水文站1956—2023年的降雨观测数据及2016—2023年的水质监测数据,分析该区降雨在不同时间维度上的差异,探究研究区水体氮素的时空动态分布特征,明确西苕溪流域水库型水源地水体氮素随时间的变化特征。 结果 研究区降雨量呈上升趋势,且每年5—9月为雨季,降雨量占全年降雨量的60.04%。时间维度上,由于雨季较多的降雨对水体有稀释作用,因而雨季水库型水源地水体氮素质量浓度一般低于非雨季,特别是2023年雨季老石坎水库水体氮素质量浓度仅为0.02 mg·L−1,已达Ⅰ类水标准;空间维度上,流域整体呈现西南部流域源头水体氮素质量浓度较低,而中部及东北部人类活动较多的中下游氮素质量浓度较高的特征。对于流域整体水质而言,2016年西苕溪流域水体氮素质量浓度最大值为9.09 mg·L−1,均值为3.19 mg·L−1,流域整体水质属劣Ⅴ类。而在2023年,西苕溪流域水体氮素质量浓度均值为1.32 mg·L−1,整体符合Ⅳ类水的要求。 结论 2016—2023年,流域水质整体呈现好转态势。降雨是影响水体氮素质量浓度的关键因素,在全年尺度上水体氮素质量浓度与降雨量呈负相关,而在季节尺度上水体氮素质量浓度与降雨量呈正相关。图4参29
2025, 42(4): 844-852.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240589
摘要:
目的 探究城郊森林公园游憩者健康效益感知的驱动机制,为优化公园建设管理提供科学支撑。 方法 以浙江省湖州市梁希国家森林公园为例,结合问卷调查与地理探测器技术,构建“动机-属性-效益”分析框架,解析动机因素与个人属性对健康效益的非线性作用规律。 结果 ①动机因子对健康效益感知的解释力显著高于个人属性,关系强化动机作用最强,其次为虚拟绿地暴露与网络环保公益参与;②动机与健康效益呈非线性关联,新奇动机、自我实现动机等呈倒“U”型曲线,自然动机与关系强化动机呈线性关系;③个人属性中,性别、年龄等虽独立影响弱,但与动机交互后产生非线性增强效应。 结论 城郊森林公园健康效益感知受多维度动机系统驱动,具有阈值效应与空间异质性特征。虚拟环境暴露通过认知迁移机制强化现实场景疗愈效果,线上线下的行为耦合是提升资源集约化利用效能的关键路径。图1表4参32
2025, 42(4): 853-863.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240639
摘要:
植物的次生细胞壁对维持结构完整性、提供机械支撑以及促进水分和矿物运输具有关键作用。随着分子生物学和生物信息学的发展,次生细胞壁形成的分子调控机制被深入揭示。研究显示:转录因子(如NAC、MYB等)和微RNA(microRNA)构建起了多层次的调控网络,在次生细胞壁的形成过程中发挥了重要作用。其中,NAC和MYB家族转录因子能激活木质素、纤维素和木聚糖合成相关的基因,从而直接参与次生细胞壁的生物合成;microRNA则通过靶向这些转录因子及其下游基因,实现对次生细胞壁发育的精细调控。本研究综述了次生细胞壁形成的最新研究进展,重点探讨了转录因子和microRNA在该过程中的相互作用及调控机制。此外,还对该领域当前的研究挑战和未来方向进行了探讨,为加深对植物木质部发育分子基础的理解以及为木材改良和生物质能源开发提供理论支撑。图1表2参87
植物的次生细胞壁对维持结构完整性、提供机械支撑以及促进水分和矿物运输具有关键作用。随着分子生物学和生物信息学的发展,次生细胞壁形成的分子调控机制被深入揭示。研究显示:转录因子(如NAC、MYB等)和微RNA(microRNA)构建起了多层次的调控网络,在次生细胞壁的形成过程中发挥了重要作用。其中,NAC和MYB家族转录因子能激活木质素、纤维素和木聚糖合成相关的基因,从而直接参与次生细胞壁的生物合成;microRNA则通过靶向这些转录因子及其下游基因,实现对次生细胞壁发育的精细调控。本研究综述了次生细胞壁形成的最新研究进展,重点探讨了转录因子和microRNA在该过程中的相互作用及调控机制。此外,还对该领域当前的研究挑战和未来方向进行了探讨,为加深对植物木质部发育分子基础的理解以及为木材改良和生物质能源开发提供理论支撑。图1表2参87
2025, 42(4): 864-874.
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20240642
摘要:
广义蓼属Polygonum植物包括蓼科Polygonaceae多个属的1年生和多年生草本植物,广泛分布于北温带,在中国南北方地区均有分布,具有重要的药用、生态和经济价值。随着天然药物及生态资源开发研究的不断深入,广义蓼属植物因资源丰富、化学成分多样及生物活性广泛,逐渐成为植物资源研究的重要方向之一。本研究围绕广义蓼属植物的系统分类、代表性物种、多样化次生代谢产物及其药理活性进行系统梳理,重点分析了叉分蓼Polygonum divaricatum、何首乌P. multiflorum、虎杖Reynoutria japonica、萹蓄P. aviculare、血三七P. amplexicaule、木蓼Atraphaxis frutescens等12个代表性物种。当前广义蓼属植物研究集中于以下几个方向:①化学成分的提取与结构解析,已发现了大量黄酮类、酚酸类、蒽醌类、萜类及糖苷类等活性物质;②药理作用的实验验证及作用机制研究表明:广义蓼属植物在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌、降血糖及神经保护等方面具有显著活性;③传统药用功能的现代研究与临床转化,如何首乌在抗衰老领域的潜力,虎杖中白藜芦醇的应用等;④生态功能及资源应用探索,部分种类显示出较强的环境适应性与修复潜力。综上,广义蓼属植物具有广阔的基础研究价值与应用前景。未来研究应进一步阐明广义蓼属植物药效物质的靶向筛选及机制,结合分子生物学与组学技术推动功能基因及合成途径解析,同时关注广义蓼属植物在生态修复、绿色农业及功能性食品等领域的综合利用。参80
广义蓼属Polygonum植物包括蓼科Polygonaceae多个属的1年生和多年生草本植物,广泛分布于北温带,在中国南北方地区均有分布,具有重要的药用、生态和经济价值。随着天然药物及生态资源开发研究的不断深入,广义蓼属植物因资源丰富、化学成分多样及生物活性广泛,逐渐成为植物资源研究的重要方向之一。本研究围绕广义蓼属植物的系统分类、代表性物种、多样化次生代谢产物及其药理活性进行系统梳理,重点分析了叉分蓼Polygonum divaricatum、何首乌P. multiflorum、虎杖Reynoutria japonica、萹蓄P. aviculare、血三七P. amplexicaule、木蓼Atraphaxis frutescens等12个代表性物种。当前广义蓼属植物研究集中于以下几个方向:①化学成分的提取与结构解析,已发现了大量黄酮类、酚酸类、蒽醌类、萜类及糖苷类等活性物质;②药理作用的实验验证及作用机制研究表明:广义蓼属植物在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌、降血糖及神经保护等方面具有显著活性;③传统药用功能的现代研究与临床转化,如何首乌在抗衰老领域的潜力,虎杖中白藜芦醇的应用等;④生态功能及资源应用探索,部分种类显示出较强的环境适应性与修复潜力。综上,广义蓼属植物具有广阔的基础研究价值与应用前景。未来研究应进一步阐明广义蓼属植物药效物质的靶向筛选及机制,结合分子生物学与组学技术推动功能基因及合成途径解析,同时关注广义蓼属植物在生态修复、绿色农业及功能性食品等领域的综合利用。参80
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