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2019年  第36卷  第6期

研究论文
生物质炭对土壤吸附Zn2+-DEP复合污染溶液中Zn2+的影响
钱钱, 杨兴, 郭明, 秦鹏, 徐颂, 王海龙
2019, 36(6): 1051-1061. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.001
[摘要](7670) [HTML] (6823) [PDF](95)
摘要:
为研究施用生物质炭后土壤对重金属-邻苯二甲酸酯(PAEs)复合污染物的吸附效果,选取猪炭和法国梧桐Platanus orientalis炭,采用批量吸附试验,并初步探究其动力学和热力学吸附机理。结果表明:猪炭(PB)和法国梧桐炭(POB)均可促进土壤对重金属-PAEs复合污染溶液中锌离子(Zn2+)的吸附,且随生物质炭施加量的增加更加明显,其中相较不加生物质炭的处理,施加质量分数为2% PB可使饱和吸附量提高31.61%,是施加质量分数为2% POB的5.90倍。动力学吸附行为可采用准二级动力模型较好描述,主要吸附过程包括液膜扩散和颗粒内扩散。热力学吸附过程为自发的吸热反应,并以氢键作用力为主。此外,DEP为典型的PAEs,其添加可促进土壤对溶液中Zn2+的吸附。
不同植物恢复措施对采石矿废弃地土壤物理性质的改良效果及评价
闫烨琛, 赵廷宁, 张艳, 王美琪, 胡平, 杨凝, 陈童
2019, 36(6): 1062-1068. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.002
[摘要](921) [HTML] (6650) [PDF](64)
摘要:
为揭示不同植物恢复措施对采石矿废弃地土壤物理性质的改良效果,选取白杨Populus tomentosa,侧柏Platycladus orientalis,油松Pinus tabulaeformis,黄栌Cotinus coggygria和油松+黄栌5种典型植物恢复措施,采用方差分析和主成分分析法对采用措施后的土壤物理性质进行综合评价。结果表明:①通过5种植物恢复措施对采石矿进行修复后的土壤粒径均主要分布在0.25~10.00 mm;②相比较于白杨、油松、黄栌、油松+黄栌4种恢复措施,侧柏恢复措施下土壤容重降低了2.51%~29.83%、土壤孔隙度增大了7.49%~24.16%、土壤持水量升高了3.74%~24.03%;③5种不同植物恢复措施治理后的表层土壤田间持水量比深层提高1.36%~24.30%;④运用主成分分析法对5种不同植物恢复措施下的土壤容重、田间持水率、土壤孔隙度等指标分析得出:矿区土壤物理性质质量从高到低排序为侧柏、油松+黄栌、油松、黄栌、白杨,其中侧柏、油松+黄栌、油松3种植物恢复措施最后综合得分无显著差异,即在采石矿的生态恢复中优先依次推荐。
黄山不同海拔植被带土壤活性有机碳、氮及其与酶活性的关系
姚兰, 张焕朝, 胡立煌, 王艮梅, 方炎明
2019, 36(6): 1069-1076. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.003
[摘要](2341) [HTML] (502) [PDF](37)
摘要:
以黄山海拔870~1 760 m的常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林Ⅰ和Ⅱ以及高山草甸4种不同海拔植被带的土壤为研究对象,分析土壤碳氮及其活性组分的分布特征,并结合土壤酶活性、pH值及林下植被多样性等因子进行相关分析。结果表明:不同海拔植被带土壤微生物生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)及全氮(TN)、微生物生物量氮(MBN)质量分数存在显著差异(P < 0.01)。不同植被带土壤微生物熵(MBC/TOC)、DOC/TOC存在显著差异(P < 0.01),且总体上随着海拔升高而增加;高山草甸的土壤MBN/TN(5.79%)显著高于其他植被带(P < 0.05)。土壤脲酶活性总体上随着海拔升高而减弱,而β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶活性总体上随海拔升高呈增强趋势。Pearson相关及冗余分析表明:土壤活性有机碳、氮组分不仅依赖于土壤总有机碳(TOC)和TN,而且与土壤酶活性和pH值密切相关。溶解性有机氮(DON)对黄山土壤酶分布影响显著(蒙特卡罗检验,P=0.006)。综上所述,黄山森林土壤活性有机碳氮组分与植被类型直接或间接相关,且极大影响土壤酶活性。
紫花苜蓿与无芒雀麦不同栽培模式下土壤团聚体形态结构、组成及有机碳特征
张家洋, 蔺芳, 詹乃才, 任敏
2019, 36(6): 1077-1086. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.004
[摘要](7106) [HTML] (288) [PDF](30)
摘要:
通过豫北地区6 a定位试验,以撂荒地为对照,研究了紫花苜蓿Medicago sativa单播、无芒雀麦Bromus inermis单播、紫花苜蓿/无芒雀麦混播3种不同的栽培模式对土壤团聚体组成与有机碳垂直分布的影响,并探讨了两者的相互关系。结果表明:人工草地建植后,土壤团聚体形态结构改善较为明显;土壤机械稳定性团聚体组成以5.00~3.00和3.00~2.00 mm粒径为主(比例为35.55%~57.12%);土壤水稳性团聚体组成以 < 0.25 mm和3.00~1.00 mm为主(比例为53.47%~74.47%);无论机械稳定性团聚体还是水稳性团聚体,不同栽培模式下土壤团聚体质量分形维数的大小顺序依次为撂荒地、无芒雀麦单播、紫花苜蓿单播、紫花苜蓿/无芒雀麦混播;土壤总有机碳、活性有机碳和腐殖质碳质量分数均随土层的增加而降低,各栽培模式下0~40 cm土壤有机碳质量分数从大到小依次为紫花苜蓿/无芒雀麦混播、紫花苜蓿单播、无芒雀麦单播、撂荒地;Pearson双侧检验结果显示:总有机碳、活性有机碳以及腐殖质碳质量分数两两之间均具有极显著的相关性(P < 0.01)。机械稳定性和水稳性团聚体的分形维数值均与小粒径团聚体(< 0.25 mm)呈极显著正相关(P < 0.01)。结论:相对于撂荒地,人工建植草地后能够显著改变土壤团聚体的分布,促进土壤固碳,其中又以紫花苜蓿/无芒雀麦混播为最佳栽培模式。
上海市林地土壤有机碳分布特征及其与土壤理化性质的关系
张青青, 张桂莲, 伍海兵, 仲启铖, 何小丽, 陈平, 朱清, 徐冰, 梁晶
2019, 36(6): 1087-1095. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.005
[摘要](783) [HTML] (272) [PDF](10)
摘要:
土壤有机碳影响着全球气候生态系统的平衡。城市林地作为城市生态系统的重要组成部分,其碳含量和密度的高低是评价城市生态环境建设成功与否的关键。以上海市7种典型林地樟树Cinnamomum camphora林、阔叶混交林、其他软阔林、其他硬阔林、针阔混交林、水杉Metasequoia glyptostroboides林、经济林为对象,分析了不同林地、不同土层(0~10,10~30,30~100 cm)的有机碳质量分数和密度分布特征,并采用Pearson相关性分析方法和逐步剔除回归法探讨了有机碳质量分数与土壤基本理化性质的关系。结果表明:①上海市林地0~100 cm土壤有机碳平均质量分数从大到小依次为:其他软阔林、樟树林、经济林、阔叶混交林、水杉林、针阔混交林、其他硬阔林。各林地土壤有机碳质量分数在0~10和10~30 cm存在显著差异(P < 0.05)。除经济林,其余林地土壤有机碳质量分数在垂直方向上均表现为逐渐降低。②上海市林地0~100 cm土壤有机碳密度从大到小依次为:樟树林、其他软阔林、经济林、阔叶混交林、针阔混交林、水杉林、其他硬阔林。上海市林地0~30 cm土层有机碳密度对0~100 cm土层的贡献率较低。③上海市7种林地土壤有机碳质量分数与全氮和碱解氮呈极显著正相关(P < 0.01),与电导率、全磷的相关性不显著。樟树林、其他软阔林、其他硬阔林、水杉林的土壤有机碳质量分数与容重显著负相关(P < 0.05)。阔叶混交林、其他软阔林、其他硬阔林的土壤有机碳质量分数与pH值呈显著负相关(P < 0.05);樟树林、水杉林的土壤有机碳质量分数与速效磷显著正相关(P < 0.05)。除阔叶混交林、水杉林的土壤有机碳质量分数的主要影响因子为全氮,樟树林、其他软阔林、其他硬阔林和针阔混交林的土壤有机碳质量分数变化的主控因子为碱解氮。
浙江省3A级景区村庄空间分布特征及其影响因素
李政欣, 包亚芳, 孙治
2019, 36(6): 1096-1106. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.006
[摘要](1916) [HTML] (431) [PDF](26)
摘要:
以浙江省3A级景区村庄为研究样本,运用最邻近指数分析、核密度分析、缓冲区分析、地理集中指数、不平衡指数、规模度指数、洛伦兹曲线等地理数学方法分析浙江省3A级景区村庄空间分布特征及其影响因素。研究表明:省域层面上,浙江省3A级景区村庄空间分布类型为集聚型,呈现多中心集聚、组团分布格局;浙东北地区3A级景区村庄分布数量与集聚程度均高于浙西南地区,杭州、绍兴、衢州、宁波等4市的3A级景区村庄数量超过了全省的50%。市域层面上,3A级景区村庄分布类型大多数为均匀型,仅杭州、衢州、台州等3市为集聚型。浙江省3A级景区村庄的空间分布受区域中心城市、交通条件、经济发展水平及自然地理环境等影响较大。建议从空间结构、规模数量的角度结合经济、交通等影响因素优化浙江省3A级景区村庄的空间布局。
浙江省杉木林生产力地理分异特性
王兰芳, 韦新良, 汤孟平
2019, 36(6): 1107-1114. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.007
[摘要](711) [HTML] (275) [PDF](12)
摘要:
杉木Cunninghamia lanceolata林是浙江省主要的森林类型之一。为科学合理地开展杉木经营管理,提高森林生态系统质量和效益,以1994-2009年浙江省森林资源连续清查数据为基础,采用生物量换算因子连续函数法计算森林生产力,以平均划分的原则将经度、纬度和海拔3个维度分别划分成几个半度带称之为梯度带,用最小显著差法分别计算差异显著性,分析杉木林生产力的地理分异特性及规律。结果表明:浙江省杉木林生产力在经度方向上差异显著(P < 0.05),第Ⅰ和第Ⅱ梯度带上的生产力明显高于其他梯度带上的生产力且其他梯度带间的生产力差异不显著(P>0.05);在沿纬度方向上差异不显著,但各梯度带上的生产力波动规律一致;在海拔方向上差异不显著(P>0.05),但随时间推移第Ⅴ梯度带的生产力明显高于其他梯度带上的生产力。总体上,浙江省杉木林生产力在经度方向上存在明显分异现象,在纬度和海拔2个地理维度上无明显分异现象,但随时间推移有分异趋势,分异现象逐渐明显。浙江省杉木林在118°~119°E之间培育可能会具有更高的生产力。
北京油松人工林竞争指数的适用性评价
李超, 裴顺祥, 张连金, 郭嘉, 辛学兵
2019, 36(6): 1115-1124. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.008
[摘要](7050) [HTML] (270) [PDF](15)
摘要:
为筛选北京油松Pinus tabulaeformis人工林的最适竞争指数,获取油松人工林科学经营管理的依据和理论支撑,以九龙山油松人工林内的1 054株油松对象木及4 216株竞争木为研究对象,通过Hegyi竞争指数、Bella竞争指数(CIOi)及基于交角的林木竞争指数(d_α_CIi)进行生物量回归分析和k折交叉验证,筛选并分析油松人工林的最适竞争指数。结果显示:油松的径级分布呈略正偏的正态分布,88.24%的个体分布在10~25 cm径级内;油松生物量与d_α_CIi,Hegyi竞争指数服从幂函数关系,CIOi服从指数函数关系。d_α_CIi与油松生物量的决定系数(R2)、10次10折交叉验证R2值均最高,R2损失量最小,量化效果最好;Hegyi竞争指数次之,CIOi最差,说明d_α_CIi是量化北京典型油松人工林竞争强度的最佳指标。林木竞争受数量、大小和物种共同影响。随着油松对象木胸径的增大,竞争指数逐渐减小,其上方遮盖所占竞争指数比例也逐渐降低,甚至没有。当油松胸径不小于20 cm时(约总体前1/4),随径级增大其竞争指数变化不显著;据此对油松胸径小于20 cm的个体进行合理抚育间伐,能改善油松林结构。油松所受竞争主要来自种内,占总竞争强度的93.64%,种内竞争木数量、竞争强度随径级呈先增大后减小的趋势,而种间竞争木数量、竞争强度随径级总体上呈先减小后增大趋势,表明种内竞争大于种间及两者间的垂直空间分离是物种共存的重要条件。
干扰对固沙樟子松林凋落物特征及持水性的影响
王东丽, 郝可欣, 梁潇洒, 方祥, 汤家喜, 连昭, 赵艳, 沈海鸥
2019, 36(6): 1125-1133. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.009
[摘要](765) [HTML] (311) [PDF](19)
摘要:
为明确干扰对樟子松Pinus sylvestris var.mongolica固沙林凋落物水文生态功能的影响,采用野外调查与室内持水法,选择章古台林龄为37和46 a樟子松为对象,以邻近立地条件一致的围封林地为对照,研究干扰对不同类型凋落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率等特征的影响。结果表明:①樟子松林下凋落物盖度、厚度与蓄积量在干扰条件下分别为60%~85%,0.4~1.4 cm和1.8~2.8 t·hm-2,均极显著小于封闭条件(P < 0.001)。②不同类型凋落物的最大持水量为(0.24±0.04)~(15.02±3.56)t·hm-2,总体表现为在干扰条件下均显著小于封闭条件(P < 0.05);在干扰条件下,不同凋落物的最大持水率从大至小依次为草本类、松针类、其他类,而在封闭条件下表现为草本类、其他类、松针类;不同凋落物的持水过程总体表现为初期大幅增加,其后趋缓,但是其快速持水的早晚各异,且草本类凋落物持水快速期在干扰条件下有所提前。③草本类凋落物的前期吸水速率明显高于松针类和其他类;草本类凋落物吸水速率在干扰条件下高于在封闭条件下;在干扰条件下,松针类凋落物的吸水速率较其他类的低,而在封闭条件下较高。总之,长期的松针收集与放牧干扰,通过影响樟子松林凋落物蓄积量、组成结构及其持水性,限制樟子松人工林的水文功能,亟需制定相应的经营与管理措施。
江苏宝华山自然保护区紫楠群落基本特征
钮峥洋, 张晓晨, 祁奇, 郗连连, 陈昕
2019, 36(6): 1134-1141. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.010
[摘要](1003) [HTML] (423) [PDF](29)
摘要:
基于10个20 m×20 m的样方,对江苏宝华山重要森林组成树种紫楠Phoebe sheareri群落的基本特征进行了调查与分析。结果表明:①该群落共有维管植物59科100属120种,其中被子植物55科95属115种,蕨类植物4科5属5种;样地内种子植物区系类型在属的层面上以温带成分占优势,具有亚热带向暖温带过渡的特征。②群落垂直结构明显,乔木层以紫楠,枫香树Liquidambar formosana,青冈Cyclobalanopsis glauca,建始槭Acer henryi和红柴枝Meliosma oldhamii为主要优势种,其重要值依次为:29.69,10.34,8.61,7.83和6.12;灌木层仍以紫楠为主要优势种,重要值为34.00;草本层以安徽碎米荠Cardamine anhuiensis为第一优势种,重要值为10.52。③群落各频度级分布规律为A > B > E > D > C(A级种频度比例最小,一般指群落偶见种或稀有种,E级种频度比例最大,一般指群落优势种或建群种,B,C,D级为物种在不同频度区间的分布情况),表明群落较为稳定;由优势种群的年龄结构分析可见,常绿树种紫楠、青冈属增长型种群,落叶的枫香树、红柴枝为衰退型种群,建始槭为稳定型种群,表明该群落正处于发展中期。④由群落物种多样性指数可见群落整体的物种多样性水平较高,但功能多样性指数偏低,单寡种占据群落较大的生态位,群落内各物种对于全部资源利用率较低。综合分析结果显示:紫楠群落暂时表现稳定,但优势种群的种内竞争加剧了环境资源的压力,宜适当择伐群落内弱势个体并加强群落的就地保护。
海口市城市森林结构及植物多样性指标相关性分析
何荣晓, 杨帆, 崔明
2019, 36(6): 1142-1150. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.011
[摘要](1317) [HTML] (469) [PDF](34)
摘要:
选取海口市主建成区随机建立的235个植物样方进行调查,评价其结构特征,分析其植物多样性指数相关性。结果表明:①主建成区常见植物共283种隶属于72科218属,其中,本地种114种,外来种169种;②优势植物主要有椰子Cocos nucifera、印度紫檀Pterocarpus indicus、王棕Roystonea regia、垂叶榕Ficus benjamina等;③树木径级结构呈现"整体偏小"的分布格局,整体立木层次较低,平均树高仅6.8 m;④物种多样性指数与功能多样性指数之间多数存在显著相关(P < 0.05);⑤谱系多样性指数(PD)与乔木层、草木层中各物种多样性指数多数存在显著相关(P < 0.05);谱系变异性指数(PSV)与多数物种多样性指数、功能多样性指数均不相关,但谱系均匀度指数(PSE)与多数物种多样性指数、功能多样性指数显著相关(P < 0.05)。为避免物种同质化现象,提倡运用乡土物种进行城市森林建设,同时选择多层次且具有针对性的多样性指数和功能性状参数,以保证对城市森林植物多样性评估的全面性和准确性。
次生常绿阔叶林群落林冠结构对林下植被的影响
徐庆华, 杨进良, 黄练忠, 张星元, 谭雪莲, 张璐
2019, 36(6): 1151-1157. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.012
[摘要](686) [HTML] (249) [PDF](22)
摘要:
采用经典群落学调查方法和半球面影像技术,以珠江三角洲城郊次生常绿阔叶林群落为研究对象,运用聚类分析、非参数检验(Kruskal-Wallis test),指示种分析(ISA)和典范对应分析(CCA)等方法,定量研究次生常绿阔叶林群落林冠结构对林下植被的影响。主要结果如下:①次生常绿阔叶林林冠结构和林下光环境各参数沿林冠梯度变化表现不一。立木密度和平均胸径沿林冠梯度差异极显著(P < 0.001),林下直射光、林下散射光和林下总光照沿林冠梯度差异显著(P < 0.05)。②林下植被物种丰富,物种数、平均树高和总盖度沿林冠梯度差异显著(P < 0.05)。林冠梯度2的林下植被物种最多,但群落平均高度和总盖度皆以林冠梯度3最大。③林下植物对不同林冠结构和林下光照参数的响应不一。水锦树Wendlandia uvariifolia和绿冬青Ilex viridis同为林下直射光和林下总光照的指示种。④典范对应分析(CCA)揭示,林冠结构以及林下光环境共同影响林下植被的物种分布,扇叶铁线蕨Adiantum flabellulatum,乌毛蕨Blechnum orientale,芒萁Dicranopteris dichotoma和狗脊Woodwardia japonica等蕨类植物均分布在林下光环境较弱的区域,油茶Camellia oleifera和锡叶藤Tetracera sarmentosa等喜阳植物则分布在林下光环境较强的区域,而木荷Schima superba和腺点紫金牛Ardisia lindleyana等中性植物受林冠层立木的高度和胸径的影响更大。不同林冠梯度下的林下植被物种组成因林下光照强弱而不同,对次生常绿阔叶林木本植物影响最大的林下光环境指标是林下总光照和林下散射光。
福州市植被覆盖度时空特征及与地形因子的关系
田地, 刘政, 胡亚林
2019, 36(6): 1158-1165. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.013
[摘要](862) [HTML] (297) [PDF](20)
摘要:
利用空间分辨率为30 m的Landsat TM/OLI遥感影像数据,采用像元二分模型对福州市1995-2015年6期植被覆盖度进行反演,并利用线性回归分析法和差值法分析植被覆盖度时空特征,同时分析了地形因子对研究区植被覆盖度时空特征的影响。结果表明:①1995-2015年,福州市植被覆盖度呈增加趋势,年际植被覆盖度均值由1995年的57.93%增加至2015年的66.44%,年均增加0.43%;各等级覆盖度植被变化趋势存在差异,其中极高植被覆盖面积不断增加,2015年面积占比达54.18%;整体而言,福州市植被以改善为主,面积占比达55.73%,但仍有约16.98%区域植被覆盖度呈退化趋势,有待进一步恢复和治理。②高程、坡度对福州市植被覆盖度空间格局和变化趋势影响较大,随着高程的升高,植被覆盖度呈增加趋势,随着坡度增大,植被覆盖度呈先增加后微弱衰减趋势;坡向对植被覆盖度影响较小,除平坡植被覆盖度略低外,其余各坡向植被覆盖度差异不显著。③1995-2015年,高程> 300 m和坡度> 5°区域植被覆盖度增加趋势明显,而低高程和平坡地区植被覆盖度变化较小,各坡向植被覆盖变化趋势相近。地形因子对福州市植被覆盖空间格局和动态具有较大影响。
青海高寒黄土区典型水源涵养林健康评价
朱柱, 杨海龙, 黄乾, 赵嘉玮
2019, 36(6): 1166-1173. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.014
[摘要](918) [HTML] (6565) [PDF](9)
摘要:
青海高寒黄土区水源涵养林的健康状况直接影响到该地区退耕还林(草)工程生态效益的发挥。以青海省大通回族土族自治县塔尔沟林场的青海云杉Picea crassifolia林,华北落叶松Larix principis-rupprechtii林,白桦Betula platyphylla林,青海云杉-华北落叶松混交林以及青海云杉-白桦混交林等5种典型水源涵养林为研究对象,采用森林健康相关理论和专家咨询法,构建森林健康评价指标体系,利用熵权法确定评价指标权重,最后根据综合指数法进行水源涵养林健康指数计算并分析比较。结果表明:青海云杉-白桦混交林为优质林,白桦林为健康林,青海云杉林和青海云杉-落叶松混交林为亚健康林,华北落叶松林为不健康林。健康评价指标体系中,森林火险等级、叶面积指数和病虫害程度等3项指标的权重较大,依次为0.242 3,0.128 8和0.122 2,是影响森林健康的重要因子。总体上看,混交林健康程度优于纯林,阔叶林健康程度优于针叶林,青海云杉-白桦混交林是相对较好的水源涵养林树种配置模式。
金叶女贞棒孢叶斑病菌的生物学特性、致病性及系统发育
王树和, 周彩勤, 张奎望, 刘慧迪
2019, 36(6): 1174-1181. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.015
[摘要](784) [HTML] (235) [PDF](6)
摘要:
对新见的金叶女贞Ligustrum×vicaryi棒孢叶斑病病原多主棒孢Corynespora cassiicola进行形态学、生物学特性、致病性及分子系统发育研究,为该病的诊断和防控提供理论基础。对病叶进行保湿培养,观察病原菌孢子形态和大小;采用菌丝生长速率法测定不同温度、pH值、光照及碳氮源对病原菌菌丝生长的影响;采用离体叶片接种方法测定其对不同寄主致病性;将病原菌的rDNA-ITS,β-tubulin基因和ef-1α基因扩增测序后,在GenBank进行序列比对,用MEGA软件进行系统发育进化分析,采用邻接法构建系统发育进化树。结果表明:多主棒孢在自然发病叶片上形成的分生孢子比马铃薯葡萄糖琼脂培养基上形成的分生孢子具有更多的隔膜且更长。多主棒孢生长的最适温度为25℃,5℃不能生长;多主棒孢在pH值为4~11时都能生长,适宜生长的pH值为6~8;光暗交替(12 h光照/12 h黑暗)有利于菌丝生长。多主棒孢能够利用多种碳氮源,对麦芽糖利用率最高,蛋白胨和酵母膏是最适合的氮源。致病性测定表明:金叶女贞上分离C.cassiicola除了侵染金叶女贞外,还可侵染黄瓜Cucumis sativus,番茄Solanum lycopersicum,辣椒Capsicum annuum和茄S.melongena,不同植物叶片上的显症时间及病斑大小存在差异,金叶女贞表现最感病。基于rDNA-ITS序列、β-tubulin基因序列和ef-1α基因序列构建的系统发育树显示金叶女贞上分离菌株与黄瓜上分离的菌株归在一个分支,自展支持率为100%。
评价芽孢杆菌脂肽产量及底物碳利用效率的新方法
王晶, 刘茗, 冯歌林, 方伟, 高竞, 梁辰飞, 秦华, 陈俊辉, 徐秋芳
2019, 36(6): 1182-1189. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.016
[摘要](692) [HTML] (244) [PDF](7)
摘要:
芽孢杆菌Bacillus代谢产生的脂肽类物质具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物活性,但芽孢杆菌脂肽产量普遍较低。探索高产量的培养条件是开发利用的重点,而简单快速的产量评价方法则可大大提高条件探索的效率。以解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens WK1为试验菌株,首先通过含发酵液培养基对病原菌的抑制实验确定最佳培养时间,然后设计初始pH值分别为5,6和7的培养基生产脂肽物质,通过测定发酵液酸沉降前后总有机碳的差值,推算脂肽类物质粗提物的产量(差减法),以传统的重量法为对照。结果表明:试验所用的解淀粉芽孢杆菌WK1菌株的最佳发酵时间为72 h。重量法与差减法所测得的不同处理脂肽物质产量差异规律相同,从高到低依次为pH 6,pH 7,pH 5,两者的相关性系数为0.563 2(n=9),但相同初始pH值条件下差减法所得的脂肽物质产量均高于重量法。初始pH值为5条件下脂肽物质合成效率和二氧化碳排放量均最低,初始pH值为6与pH值为7条件下二氧化碳排放量相同,为700 mg·kg-1,但初始pH值为6条件下产脂肽物质产量(1 228 mg·L-1)和脂肽物质合成效率(234 mg·kg-1)最高。可见,差减法是评价脂肽产量的简单快速而有效的方法。
云锦杜鹃转录组分析
许蔷薇, 楼雄珍, 杨彬, 林二培, 童再康
2019, 36(6): 1190-1198. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.017
[摘要](814) [HTML] (357) [PDF](9)
摘要:
云锦杜鹃Rhododendron fortunei具有很高的园艺观赏价值。由于缺乏相关的遗传信息,云锦杜鹃的多样性、分子辅助育种等工作进展较为缓慢。通过高通量测序技术(Illumina),对云锦杜鹃的转录组进行了测定和分析。通过测序拼接和去冗余共获得84 633条单基因簇(unigene)序列,平均长度为691.4 bp。通过与公共数据库比对成功注释到了35 526条单基因簇,其中与葡萄Vitis vinifera基因相似的序列最多。根据基因本体论数据库(GO)可将23 215个单基因簇归类于生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类的55个功能组;真核直系同源基因数据库(KOG)将11 085条单基因簇分为26个功能分类,涉及一般功能预测的单基因簇最多,多达1 970条;以京都基因与基金组百科全书(KEGG)作为参考,依据代谢途径可将9 887个单基因簇定位到272个代谢通路。进一步分析基因注释结果,挖掘获得24个编码MADS-box基因的单基因簇分属于10个不同亚家族。此外,检测到了21 900个简单序列重复(SSR)位点,可用于SSR标记开发。
光强和氮素对芒萁光响应及叶绿素荧光参数的影响
王佳佳, 张明如, 许焱, 何云核
2019, 36(6): 1199-1207. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.018
[摘要](1012) [HTML] (255) [PDF](11)
摘要:
以亚热带森林退化植被"标志种"之一的芒萁Dicranopteris dichotoma为研究材料,采取盆栽控制实验,设置不同光强[透光率35.96%(L1)、13.00%(L2)和4.75%(L3)]和氮素水平[施氮(N1)和不施氮(N0)],探究盆栽芒萁对光强和氮素的光响应,分析叶绿素荧光参数变化。结果表明:光强对光响应特征参数有显著影响(P < 0.05)。未施氮组,L2处理下盆栽芒萁最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(PLS)最大,光补偿点(PLC)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQY)最小;施氮提高了3种光强下盆栽芒萁的Pnmax,但差异不显著(P>0.05)。未施氮组,净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)大小变化顺序为L2 > L1 >对照> L3,气孔导度(GS)为L1 >对照>L3 > L2,施氮组均为L1 > L2 > L3;2种氮素水平下,胞间二氧化碳浓度(Ci)大小顺序均为对照> L1 > L2 > L3。未施氮组,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素随光强减弱而增加,叶绿素a/b随光强减弱而降低,且差异显著(P < 0.05)。L1光强下光合色素质量分数施氮组显著高于未施氮组(P < 0.05),其他光强下施氮组均降低。未施氮组盆栽芒萁叶绿素荧光参数随光强增加而下降;施氮组盆栽芒萁的初始荧光(F0)显著低于同等光强未施氮组,最大荧光(Fm)L1和L3光强低于未施氮组,L2则高于未施氮组;PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)和以吸收光能为基础的性能指数(Piabs)L1和L2光强高于未施氮组,但差异不显著。由此认为:施氮一定程度上提高各光强盆栽芒萁的净光合速率,有利于缓解强光光抑制作用,但不利于L2和L3光强下光合色素的提高。
山核桃果实成熟过程中矿质元素及脂肪酸组分变化
何国庆, 俞春莲, 饶盈, 章富阳, 沈晓飞, 黄坚钦, 刘力, 夏国华
2019, 36(6): 1208-1216. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.019
[摘要](769) [HTML] (264) [PDF](17)
摘要:
为探明山核桃Carya cathayensis果实发育成熟过程中主要矿质元素、种仁脂肪和脂肪酸的变化特征,以40年生山核桃为试材,对果皮和种仁中氮、磷、钾、钙、镁等主要矿质元素、种仁脂肪和脂肪酸进行了分析测定,并探讨了各组分间的相关性。结果表明:山核桃果实成熟过程中,果实干物质总质量没有显著增加,但果皮干物质大量向种仁转移,其中8月5-20日是种仁干物质快速积累期(从0.62 g·粒-1增长至1.34 g·粒-1)。钾大量从种仁向果皮转移,种仁钾质量分数从8月5日的11.71 mg·kg-1降至9月6日的3.44 mg·kg-1,而果皮钾质量分数从5.70 mg·kg-1升高至9.18 mg·kg-1,种仁与果皮中钾质量分数存在消长变化,拐点为8月17-20日;种仁氮、磷、镁质量分数均高于果皮;果皮和种仁中矿质元素质量分数有一定的相关性。种仁脂肪质量分数先快速上升后缓慢上升,8月5-10日是脂肪快速积累期(从243.20 mg·g-1上升至586.02 mg·g-1)。油酸、亚油酸、棕榈酸是种仁充实过程中脂肪酸的主要成分,三者占脂肪酸总量的92.33%~97.50%。脂肪与棕榈酸和亚麻酸极显著负相关(P < 0.01),与油酸显著正相关(P < 0.05);具有相近或相同碳链长度的脂肪酸存在较高的负相关关系,其中油酸与亚油酸和亚麻酸极显著负相关(P < 0.01)。氮、钾是山核桃果实发育过程中最重要的矿质营养,种仁氮、钾与脂肪酸组分的相关性最高。因此,丰产优质栽培建议施好果实膨大肥。
不同营养液配比对营养液膜栽培番茄生长及品质的影响
白嫆嫆, 高艳明, 李建设, 王兰, 张雪, 刘军丽
2019, 36(6): 1217-1224. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.020
[摘要](6989) [HTML] (242) [PDF](8)
摘要:
以营养液膜栽培(nutrient film technique,NFT)番茄京番‘302’ Lycopersicon esculentum ‘Jingfan302’为试材,设置了不同营养液配比[日本园试1.0单位(ck)、日本园试2.0单位(TA)、日本园试1.0单位添加氯化钙(TB)、日本园试1.5单位调整钾氮比(TC)],共计4个处理,比较分析了不同处理下番茄植株不同部位矿质元素累积量的吸收与分配、品质和产量等指标间的差异。结果表明:TB处理可显著促进番茄植株茎粗的生长;相对于其他处理,TB处理下番茄各部位干物质量、植株不同部位各矿质元素累积量明显提高。各矿质元素累积量在植株体内排序为钾、氮、钙显著高于钠、镁、磷,各元素在不同部位中均以叶身、茎、叶柄大于果柄和根,氮元素主要向果柄分配,磷、钠主要向根和茎分配,钙和镁主要向叶身、茎和根分配。各处理均能提高番茄的品质,相较于其他处理,TB处理的单株产量提高了4%~13%。综上,TB处理不仅可以增加植株部位干物质量,促进矿质元素的累积量,还可以提高营养液膜栽培番茄产量,提升番茄的风味物质。
林业雇工劳动质量对农户营林技术效率的影响
贾代伟, 沈月琴, 朱臻, 黄晨鸣
2019, 36(6): 1225-1232. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.021
[摘要](726) [HTML] (260) [PDF](16)
摘要:
以浙江省245户样本农户的调研数据为基础,利用随机前沿生产函数方法测度样本农户营林技术效率,分析影响农户营林技术效率的因素,重点分析雇工劳动质量对农户营林技术效率的影响。结果表明:样本地区农户营林的平均技术效率为0.57,存在着明显的技术效率损失;有雇工农户的营林技术效率的平均值为0.59,无雇工农户的营林技术效率的平均值为0.76,农户营林生产过程中雇佣劳动的存在会阻碍农户营林技术效率的提高,对营林生产造成负面影响。实证分析发现:农户营林生产过程中的雇佣劳动对营林生产有负面影响;雇工劳动质量不同,对提高农户营林技术效率的影响程度也不同;营林生产总投工中雇工所占比例越大,对提高农户营林技术效率的负面影响程度越大。基于此,提出推进适度规模经营并加大林业科技服务投入、建立有效的劳动监督和管理机制等建议。
文献综述
药用植物中GRAS转录因子的功能研究进展
刘云辉, 李珅, 王洋, 羊健, 周伟, 沈亚芳
2019, 36(6): 1233-1240. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.022
[摘要](7131) [HTML] (320) [PDF](23)
摘要:
GRAS是重要的植物转录调控因子,依据结构特征分为10个主要亚家族。目前已在许多药用植物和其他植物中开展了GRAS转录因子的研究,发现其家族成员广泛参与生长、发育、非生物胁迫响应、信号转导相关应答、初级和次级代谢等过程。对GRAS转录因子的结构特征、功能作用以及在药用植物中的研究进展进行了综述。结合自身研究对药用植物研究前景进行分析后指出,后续研究可以聚焦以下几个方面:首先重点解析每个GRAS亚家族保守结构域的功能;其次是分析GRAS蛋白N端可变序列的进化特征;再者是解析GRAS家族成员调控品质和响应逆境胁迫的分子调控网络;最后是解析表观遗传调控与GRAS的协同作用模型。
研究简报
花椒cpSSR标记开发及在种间、种内的通用性分析
李思巧, 韦伊, 刘洪妤, 张志东, 张野, 王丽华, 刘玉林
2019, 36(6): 1241-1246. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.023
[摘要](7146) [HTML] (250) [PDF](12)
摘要:
叶绿体基因组为母系遗传,保守性高,因此叶绿体基因组中的简单序列重复(SSR)标记可在更高分类水平上进行种质资源鉴定和群体遗传结构分析。利用TRF软件和SSR Hunter软件相结合对花椒Zanthoxylum bungeanum叶绿体基因组中的SSR位点进行筛选。结果显示:花椒叶绿体基因组中共有144个SSR位点,位点间的平均分布距离为1 100.00 bp。基于检测软件设置参数,SSR重复类型主要集中在一、三核苷酸重复,二者占SSR位点总数的91.67%。此外,随机设计合成30对SSR引物对10份花椒种质、5份竹叶花椒Zanthoxylum armatum种质和1份日本花椒Zanthoxylum piperitum种质进行PCR扩增检测,共筛选出10对多态性引物,其中单核苷酸重复位点的多态性高于多核苷酸重复位点。本研究开发的叶绿体SSR标记可有效区分花椒、竹叶花椒和日本花椒,但在花椒种内并未检测出多态性。表明花椒叶绿体基因组的SSR标记可用于花椒属Zanthoxylum不同种间的遗传多样性分析。
1个含有SDR结构域PKS/NRPS基因的克隆
原晓龙, 李娟, 李云琴, 王毅
2019, 36(6): 1247-1253. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.024
[摘要](771) [HTML] (291) [PDF](9)
摘要:
聚酮和非核糖体多肽的复合化合物具有独特的生理活性,它们由聚酮合酶/非核糖体肽合成酶(PKS/NRPS)催化合成。目前球孢白僵菌Beauveria bassiana中含SDR结构域的PKS/NRPS酶的生物合成机制尚不清楚,采用基因挖掘技术从球孢白僵菌基因组中分离得到1个PKS/NRPS基因(命名Bbpks2),利用生物信息学分析对其功能进行预测并检测该基因在以6.0 g·L-1麦芽提取物和3.0 g·L-1酵母提取物为基本氮源培养基,7种碳源添加物和以1.8 g·L-1麦芽糖和6.0 g·L-1葡萄糖为基本碳源培养基,4种氮源添加物培养基上的具体表达情况,其中每种添加物含量为4.0 g·L-1。结果显示:Bbpks2基因长度为12 051 bp,编码4 016个氨基酸;其结构域组织顺序为KS-AT-DH-MT-KR-ACP-C-A-PP-SDR,是一种含有SDR结构域的PKS/NRPS;系统进化分析发现,BbPKS2与球孢白僵菌JEF007菌株(PMB64475.1)、头状虫草Tolypocladium capitatum(PNY25600.1)等的PKS/NRPS蛋白聚在同个分支中,可能参与一种聚酮/非核糖体多肽类化合物的生物合成;比较不同氮源、碳源添加物对Bbpks2基因表达的影响,发现该基因在添加了乳糖的培养基上的表达量是其他碳源添加物的3.4倍以上,添加了牛肉浸粉的培养基上表达量是其他氮源添加物的1.3倍以上。该研究为下一步通过异源表达鉴定Bbpks2基因的具体功能,及其调控机理研究和基因资源利用奠定基础。
白枪杆生长特性及光合特性对不同土壤水分的响应
黄俊威, 孙永磊, 周金星, 刘玉国, 万龙
2019, 36(6): 1254-1260. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.025
[摘要](7070) [HTML] (300) [PDF](10)
摘要:
中国西南喀斯特地区石漠化现象日益严重。白枪杆Fraxinus malacophylla作为该地区的乡土物种,被广泛应用于当地的植被恢复工程中,研究白枪杆对不同土壤水分的响应规律,明确白枪杆对西南喀斯特区土壤水分时空分布不均的适应方式,有助于推动西南石漠化地区植被恢复进程。以1年生白枪杆实生苗为材料,通过盆栽控制试验,测定土壤含水量为40%,34%,28%,22%和16%条件下白枪杆生物量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率等参数,探究白枪杆对不同土壤水分的响应情况。结果表明:①白枪杆在5种土壤水分条件下均能存活,其生长的最适土壤含水量为28%,总生物量为17.16 g。土壤含水量过多或不足都会显著降低白枪杆的净光合速率和生物量积累。②土壤含水量不足28%时,白枪杆将生物量优先分配到根系生长以适应干旱环境,当土壤含水量低至16%时,根生物量比例超过50%。在一定的土壤水分范围内,白枪杆通过关闭一部分气孔保证植物光合作用的正常进行,表现出较强的抗旱能力,但土壤含水量低至16%时,白枪杆受到干旱胁迫影响,总生物量、净光合速率和水分利用效率均显著降低。③土壤含水量高于28%时,白枪杆根系生长受阻,进而导致地上生物量显著降低,净光合速率显著下降。白枪杆的耐涝能力稍逊于其抗旱能力,多雨季节应当注意排水防涝。④除土壤含水量16%处理以外,白枪杆在不同土壤水分条件下的水分利用效率均能保持在2.40 mmol·mol-1以上,能极大适应西南喀斯特地区土壤水分时空分布不均的现状。