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2022年  第39卷  第4期

亚热带森林生态功能与环境变化专题(特邀主编:宋新章)
氮添加对毛竹林土壤磷组分的影响
王艺雄, 张华锋, 李全, 张君波, 王绍良, 宋新章
2022, 39(4): 695-704. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220236
[摘要](206) [HTML] (54) [PDF](71)
摘要:
  目的  了解氮输入对毛竹Phyllostachys edulis林土壤磷组分的影响及其转化机制,为实现毛竹林土壤磷的高效利用提供参考。  方法  以毛竹林为研究对象,设置4个氮添加梯度:0(对照)、30、60、90 kg·hm−2·a−1,利用生物有效磷分级方法测定表层土壤(0~20 cm)和深层土壤(20~40 cm)中的磷组分包括可溶性无机磷(CaCl2-P)、活性无机磷(Citrate-P)、酶水解有机磷(Enzyme-P)和可溶性活性无机磷质子(HCl-P)质量分数,探讨氮添加对毛竹林土壤磷组分的影响及其与土壤有效磷和理化性质的关系。  结果  与对照相比,氮添加显著(P<0.05)增加了所有土层土壤中的CaCl2-P质量分数(28.5%~63.3%)和深层土壤中Enzyme-P质量分数(16.3%~33.6%),而对深层土壤中HCl-P质量分数无显著影响(P>0.05)。低氮处理显著(P<0.05)增加了表层土壤中Citrate-P质量分数(43.5%),中高氮处理显著(P<0.05)增加了表层土壤中HCl-P质量分数(101.0%~155.2%)。在对照和氮添加处理中,表层土壤中的不同磷组分质量分数均显著(P<0.05)高于深层土壤。表层土壤中不同磷组分均与有效磷呈显著正相关(P<0.05),而深层土壤中仅Enzyme-P与有效磷呈显著正相关(P<0.01)。氮添加通过降低土壤pH,增加土壤有机碳、微生物生物量磷和酸性磷酸酶活性,促进了土壤不同磷组分向土壤有效磷的转化。  结论  氮添加提高了毛竹林土壤磷的生物有效性,为全球变化背景下毛竹林高效经营提供了科学参考。图5表3参43
天目山毛竹林皆伐后群落的恢复特征
陈旭, 刘宗悦, 徐钧杰, 祁祥斌, 余树全
2022, 39(4): 705-716. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210595
[摘要](204) [HTML] (47) [PDF](27)
摘要:
  目的  近年来,毛竹Phyllostachys edulis的不断扩张已经对森林的物种多样性和生态系统稳定性造成严重威胁,因此对毛竹林的更新管理研究受到广泛关注。对天目山毛竹林进行皆伐处理,研究分析植物群落自然恢复过程中物种组成、树种特性和物种多样性的动态变化特征,旨在促进天目山物种多样性的保护与恢复。  方法  基于天目山毛竹林皆伐后植物群落自然恢复过程中2018—2020年的定位监测数据,研究分析了植物群落的科属种组成、优势种的变化、树种功能特征组成、物种多样性等恢复特征。  结果  ①物种组成丰富且变化剧烈:乔木层有45科、86属、131种,灌木层有65科、137属、224种,草本层有45科、99属、135种;2020年与2018年相比,乔木层变化不大,但灌木层和草本层物种数快速下降,分别下降了54.1%和65.5%。②乔木层优势种均为落叶树种,并且大部分优势种的年均种群大小变化率的绝对值都高于10%;灌木层优势种主要为山茶科Theaceae和蔷薇科Rosaceae植物;草本层的优势种主要为莎草科Cyperaceae和禾本科Gramineae植物;③毛竹皆伐后群落以落叶树种为主,其种数与株数在群落中的占比分别约为80%和90%;不同生长型及光耐受性树种的种数占比变化不大,但中性与阴性树种的株数大幅增加,增长率分别为88.1%、56.2%;④乔木层的物种多样性随时间变化无显著差异并且呈现小幅上升的趋势;灌木层的Shannon指数和Margalef丰富度均显著降低,Pielou均匀度显著增高(P<0.05);草本层的Shannon多样性、Simpson指数和Margalef丰富度均显著降低,Pielou均匀度无显著差异。  结论  天目山毛竹林皆伐后的群落自然恢复过程中,物种组成丰富,物种多样性恢复效果明显,因此,毛竹林皆伐是恢复和保护天目山国家级自然保护区生物多样性的一种可行方法,同时也可用于提高亚热带毛竹林蔓延扩张区域的生态系统稳定性。表10参35
亚热带同质园不同人工林的生物量和林下植被多样性差异
刘宣, 肖洒, 朱鹏, 杜婷, 李济宏, 洪宗文, 袁春阳, 兰婷, 李晗, 谭波, 徐振锋, 张健, 游成铭
2022, 39(4): 717-726. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210562
[摘要](323) [HTML] (64) [PDF](57)
摘要:
  目的  探究不同林分的生物量及林下植被多样性差异,为营建亚热带人工林筛选适生的珍贵乡土阔叶树种。  方法  以四川农业大学崇州基地同质园试验中大叶樟Cinnamomum platyphyllum、油樟C. longepaniculatum、天竺桂C. japonicum、樟树C. camphora、桤木Alnus cremastogyne、香椿Toona sinensis、红椿T. ciliata 等7个阔叶树种林分为研究对象,通过测定各树种平均树高、平均胸径、林下植被多样性等指标,量化树种对生物量及林下植被多样性的影响。  结果  不同树种全株生物量存在显著差异(P<0.05),大叶樟的生物量最高,其次是桤木和红椿,天竺桂最低。树种各器官生物量存在显著差异(P<0.05),整体表现为干>根、枝>叶,并且大叶樟各器官生物量均最高,天竺桂各器官生物量均最低。各器官生物量占全株生物量比例在树种间存在显著差异(P<0.05),但树种大小排序无一致性规律。不同功能群之间的全株、叶、枝及干生物量无显著差异,但常绿树种的根生物量、根生物量占比和根冠比显著高于落叶树种(P<0.05),枝和干生物量占比则相反。落叶树种林分林下草本多样性显著高于常绿树种林分(P<0.05),并且红椿、桤木和香椿林分林下草本的Simpson指数显著高于天竺桂、樟树、大叶樟和油樟林分,红椿林分的林下草本Shannon-Wiener指数显著高于其他6个林分(P<0.05)。  结论  研究区培育落叶树种有利于人工林的物质循环和生物多样性保育,并且相较于其他乡土树种,选择桤木和红椿作为培育树种更有利于亚热带人工林的可持续经营与管理。图6表2参37
亚热带常绿阔叶林5个优势树种的树干碳氮磷质量分数估算及其不确定性分析
周东洋, 王晓雨, 朱向涛, 詹咪莎, 白尚斌
2022, 39(4): 727-733. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220171
[摘要](139) [HTML] (41) [PDF](23)
摘要:
  目的  相较于土壤和凋落物,树干取样破坏性强,样本获取难度大,因而通常以小样本取样估算其成分组成。本研究目的在于评估小样本采样引起的不同树种树干碳、氮、磷养分质量分数和储量估算的不确定性。  方法  基于亚热带常绿阔叶林马尾松Pinus massoniana、杉木Cunninghamia lanceolata、木荷Schima superba、青冈Quercus glauca、毛竹Phyllostachys edulis等5个优势树种的树干碳、氮、磷质量分数数据集(取样量n=18~32),采用有放回抽样方法(Bootstrap)对比一般小样本取样(n=3~5)与全样本(n=18~32)之间的估算差异,通过权衡取样量和变异之间的关系,给出对应指标的建议取样量以及不同取样量对应的估算误差范围。  结果  马尾松树干碳质量分数变异显著高于其他树种,n=3~5小样本引起估算误差约±10%,而其他树种仅±5%。对马尾松增加取样量n=10,估算误差为−4%~5%。  结论  建议在估算和评估马尾松林碳、氮、磷储量时,适当增加取样量(n=5~10)以降低估算误差,或在采用n=3~5小样本取样量的同时,将±10%估算误差范围考虑在内。其他树种碳、氮、磷质量分数估算时,取样量n=4~5时误差在可接受范围内。图2表2参27
研究论文
基于MODIS时间序列数据的竹林地上生物量估算
杨绍钦, 王翔, 许澄, 商天其
2022, 39(4): 734-741. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210431
[摘要](107) [HTML] (24) [PDF](29)
摘要:
  目的  基于浙江省中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据,对浙江省竹林地上生物量进行估算,为竹林碳汇遥感监测提供参考。  方法  以MODIS叶面积指数(LAI)、增强型植被指数(EVI)和比值指数(RVI)时间序列数据为变量,利用随机森林模型筛选变量,采用支持向量回归(SVR)模型估算研究区竹林地上生物量。  结果  随机森林模型共筛选出43个对竹林地上生物量影响最大的变量;基于43个变量,采用radial核函数构建的SVR模型预测能力最强,模型训练精度和测试精度分别为0.76和0.72,均方根误差分别为5.15和8.03 Mg·hm−2。浙江省全省竹林地上生物量均值为7.85 Mg·hm−2,总地上生物量为3.31×107 Mg;浙江省竹林地上生物量在各市具有明显的差异性,其中,湖州市、杭州市、金华市、绍兴市和宁波市的竹林地上生物量均值均大于全省均值,湖州市竹林地上生物量均值最大,为13.56 Mg·hm−2,舟山市地上生物量均值最小,为5.72 Mg·hm−2  结论  耦合了MODIS LAI、EVI、RVI时间序列数据的SVR模型可实现浙江省竹林地上生物量较高精度的估算。图3表1参31
不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性
杜寿康, 唐国勇, 刘云根, 雷晨雨, 许英杰, 阮长明, 孙永玉, 张春华, 王妍
2022, 39(4): 742-749. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210572
[摘要](216) [HTML] (43) [PDF](25)
摘要:
  目的  为更精准地保护和修复金沙江干热河谷生态环境,明晰不同立地环境下金沙江干热河谷各区段植物多样性结构特征与差异。  方法  采用标准样地调查法调查金沙江干热河谷上段、中段和下段共47个样地的植物物种丰富度和多样性等。  结果  ① 金沙江干热河谷植物丰富度、多样性和均匀度从上段到下段有增加趋势,植物丰富度从大到小依次为天然林(20.56)、人工林(12.16)、稀树灌草丛(8.00),天然林和人工林之间多样性和均匀度差异均不显著。② 随海拔上升,植物多样性有增加趋势。阴坡植物多样性显著高于阳坡(P<0.05)。③ 在海拔800~1 400 m,上段、中段和下段多样性差异不显著,而在海拔1 400~2 000 m,多样性从大到小依次为下段、中段、上段;同一坡向下段的植物多样性均高于中段和上段,且下段的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数显著高于上段(P<0.05)。  结论  受海拔和坡向等立地环境的影响,金沙江干热河谷各区段植物多样性存在明显差异,局部造林可提高当地的植物多样性。图1表4参27
长江流域濒危兰科植物的空间分布
张一林, 李功权, 刘颖
2022, 39(4): 750-757. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210551
[摘要](178) [HTML] (43) [PDF](25)
摘要:
  目的  兰科Orchidaceae植物已经成为旗舰保护类群,科学规范识别长江流域兰科植物的迁移规律,探究濒危兰科植物的空间分布,确定重点保护物种和热点地区,对于更好地研究和保护珍稀濒危兰科植物具有重要意义。  方法  以长江流域1981—2019年的代表性兰科植物为研究对象,基于野外考察和全球生物多样性信息资讯机构(GBIF)数据库选取兜被兰属Neottianthe、独蒜兰属Pleione等130个(10种)物种分布点为代表,根据植物地理学和地理信息系统(GIS)空间分析理论,采取核密度、莫兰指数和热点分布等方法,对长江流域濒危兰科植物的空间分布格局进行了研究。  结果  ①1998—2019年长江流域代表性兰科植物的密度高值区减少,分布在广西、贵州的兰科植物消失。密度中值区发生变化,兰科植物由四川中部向四川北部迁移;②长江流域代表性兰科植物的濒危等级值和空间位置呈显著正相关水平,1998—2019年比1981—1997年相关性更强;③高危险区发生变化,1981—1997年兰科植物高危险区主要分布在贵州和湖北,而1998—2019年主要分布在湖北。  结论  全球变暖、基础设施建设、非法采挖销售和过度砍伐森林都有可能成为兰科植物分布变化和数量减少的原因。湖北将成为以后需要重点关注的地区。图1表5参31
天台鹅耳枥种群数量特征及其与其他树种的关联性
许元科, 赵昌高, 廖瑜俊, 林坚, 吴传波, 吴初平, 王志高
2022, 39(4): 758-764. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210307
[摘要](132) [HTML] (40) [PDF](29)
摘要:
  目的  分析极小种群天台鹅耳枥Carpinus tientaiensis所在群落和种群数量特征及其与其他物种的种间关系,探讨其濒危原因和保护策略。  方法  采用样方法调查浙江省景宁畲族自治县上山头天台鹅耳枥群落,计算径级分布、重要值、多度和胸高断面积,测定种间联结值和群落稳定性指数。  结果  群落中天台鹅耳枥重要值排在第3位,个体数量占乔木层树种的10.6%,胸高断面积占17.79%,是群落的主要优势种之一。天台鹅耳枥最大胸径为74.6 cm,1~4 cm胸径的小径级个体和30 cm以上胸径的大径级个体分别占群落相应径级的90.00%和66.11%,但4~20 cm胸径的个体仅占群落的7.91%,且缺乏1 cm以下胸径的个体。共同出现百分率和联结系数显示:天台鹅耳枥与群落类内其他物种间关系复杂,χ2检验表明天台鹅耳枥与5个树种竞争强度较大。  结论  天台鹅耳枥在群落中具优势地位,但存在种群更新限制,且中等径级个体在群落中占比较小,受到的竞争压力较大。可采用间伐等方式适当降低天台鹅耳枥4~20 cm胸径个体的竞争压力,并为幼苗定植和生长提供必要的光环境。图4表1参24
高格斯台罕乌拉自然保护区不同阔叶林中大型真菌多样性
白慧, 姜海燕, 丛林, 史东明, 林任杰, 狄佳麟
2022, 39(4): 765-774. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210661
[摘要](142) [HTML] (51) [PDF](12)
摘要:
  目的  以高格斯台罕乌拉自然保护区为研究区域,调查保护区白桦Betula platyphylla林(Ⅰ)、蒙古栎Quercus mongolica林(Ⅱ)、白桦-蒙椴Tilia mongolica混交林(Ⅲ)、白桦-蒙古栎-山杨Populus davidiana-黑桦B. platyphylla混交林(Ⅳ)、山杨 -蒙古栎-黑桦混交林(Ⅴ)5种阔叶林中大型真菌资源分布状况及其与植被的关系,为日后保护区大型真菌保育工作提供依据。  方法  通过随机踏查和样地法采集大型真菌,结合形态学和分子学对采集标本进行鉴定,分析大型真菌种群分布、多样性、群落相似性及大型真菌与植物的关系。  结果  保护区大型真菌共有213种,隶属于2门4纲19目54科119属;优势属为红菇属Russula、蘑菇属Agaricus、香蘑属Lepista等共8属;植被类型Ⅳ的丰富度指数、多样性指数及均匀度指数在5种植被类型中为最高;乔木层、灌木层及草本层Shannon-Wiener多样性指数和乔木层、草本层Simpson多样性指数对大型真菌各项指数影响较大;植被总盖度、草本盖度、郁闭度及海拔对大型真菌优势属显著相关;类型Ⅱ与类型Ⅳ之间大型真菌相似性最高,为0.27,类型Ⅲ与类型Ⅳ之间和类型Ⅰ与类型Ⅱ之间的相似性最低,均为0.14;从种聚类上来看,在距离系数25处,分为两大类,在距离系数为14处,可分为3个小聚群。  结论  植物在多样性、相似性等方面均不同程度地影响林内大型真菌分布,且植物类型越相似,大型真菌组成越相似。图2表7参28
基于CATS模型的干旱荒漠露天煤矿排土场优势滞尘植物配比
刘琴, 杨建英, 侯健, 谭锦, 张明浩
2022, 39(4): 775-782. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210604
[摘要](149) [HTML] (33) [PDF](20)
摘要:
  目的  干旱荒漠区露天矿排土场易产生沙(粉)尘,造成大气污染。基于植物功能性状模型(Community Assembly by Trait Selection,CATS模型)模拟,得到研究区排土场优势滞尘植物及物种在恢复群落中的配比,提出植被恢复策略。  方法  于2020年8月在内蒙古自治区乌海市新星煤矿排土场周围进行样方调查,测定物种水平和群落水平的性状值,并计算功能性状目标值,将植物滞尘功能和根体积作为模型的2个因子代入模型计算。  结果  植物种的根体积与单位叶面积滞尘量呈反比;群落根体积与土壤含水量呈现“U”型曲线分布;模型模拟结果表明:各物种相对多度最高的是猪毛菜Salsola collina和骆驼蓬Peganum harmala,相对多度的中位数分别为0.41和0.32。  结论  在研究区排土场以猪毛菜和骆驼蓬的相对多度比6∶4的比例播种,可发挥相当的滞尘效益,能够很好地解释植被修复过程中的一些机制性问题,为其他研究提供借鉴。图2表1参40
长江上游典型石漠化地区生态环境质量评价
周斯怡, 殷晓洁, 汤瑞权, 吴鹏飞
2022, 39(4): 783-791. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210523
摘要:
  目的  长江上游石漠化地区影响着整个长江流域的生态安全,在国家大力推行石漠化综合防治下,石漠化形势有明显缓解,但目前缺乏石漠化地区的生态环境质量评价方法,无法实时、定量地进行生态评价。  方法  以长江上游典型石漠化地区云南省会泽县2002、2010、2018年Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8卫星影像数据为基础,划分研究区石漠化等级,利用遥感生态指数(RSEI)法对研究区生态环境质量进行定量评价与分析。  结果  ① 2002—2018年,会泽县石漠化状况整体明显改善,石漠化面积减少583.33 km2。②石漠化与生态环境质量呈显著正相关(r2 为0.688~0.873),表明RSEI法评价石漠化地区生态环境质量效果较好。③ 2002、2010、2018年研究区遥感生态指数均值分别为0.458、0.490、0.488,生态环境质量整体表现为中等水平,16 a间生态环境质量优化面积占全县面积的27.42%,生态变差的地区面积占15.09%。④干度指标对遥感生态指数的贡献度不断增加,第一主成分载荷值由−0.029变为−0.622,是制约会泽县生态环境质量优化的重要因素。  结论  2002—2018年,会泽县石漠化状况得到明显改善,生态环境质量呈中等水平,干度是制约生态环境质量优化的重要因素。今后应着重石漠化严重地区的保护。表8参28
基于运动恢复结构的多株立木因子测量方法
顾雯钧, 徐爱俊, 尹建新
2022, 39(4): 792-799. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210547
[摘要](141) [HTML] (51) [PDF](11)
摘要:
  目的  提出基于运动恢复结构的多株立木因子测量方法,以解决目前基于三维点云的立木因子测量方法获取立木树高和胸径存在效率低或成本高的问题。  方法  ①使用智能手机环绕包含多株立木的场景拍摄一段视频,并采用固定帧采样法和差异值哈希算法自动提取立木视频中的关键帧图像,然后,基于运动恢复结构(structure from motion,SfM)算法处理立木关键帧图像,从而获取立木场景的原始三维点云;②在对原始三维点云进行预处理及初步分割后,运用条件欧几里得聚类算法对多株立木三维点云进行分割,以提取单株立木三维点云;③对立木三维点云使用最值遍历法和椭圆拟合法实现立木树高和胸径的自动测量。  结果  与真实值相比,本研究方法测得的树高、胸径的平均相对误差分别为1.96%、3.19%,均方根误差分别为0.133 3 m、0.533 7 cm,相关系数分别为0.987 9、0.962 1。  结论  该方法具有较高的树高和胸径测量精度,提供了一种便捷、低成本的多株立木因子三维测量方法。图6表1参27
基于机载LiDAR的高郁闭度华北落叶松林单木识别
陈思宇, 刘宪钊, 王懿祥, 梁丹
2022, 39(4): 800-806. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210399
[摘要](176) [HTML] (53) [PDF](14)
摘要:
  目的  高郁闭度华北落叶松林Larix principis-rupprechtii林木树冠交叉重叠,传统的基于高分辨影像的单木识别方法识别精度不高。利用机载LiDAR三维点云数据可提高高郁闭度华北落叶松林的单木识别精度。  方法  在点云数据预处理基础上,提出基于点云空间特征的高斯核函数改进的均值漂移单木位置识别方法(MSP),比较并分析MSP法与基于点云空间特征的区域生长点云分割方法(RGP)、基于冠层高度模型的局部最大值单木位置识别方法(LMC)和基于冠层模型的多尺度分割单木位置识别方法(MSC)的单木识别效果。  结果  4种方法单木位置识别精度从大到小依次为MSP (89.30%)、LMC (85.60%)、RGP (77.50%)和MSC (70.00%),MSP的漏分误差和错分误差最小,分别为8.7%和8.0%,平均单木冠幅提取精度为90.18%。  结论  提出的MSP法对高郁闭度华北落叶松林单木位置识别具有较好的适用性,利用机载LiDAR可为提取华北落叶松林森林结构参数提供新的途径。图3表3参28
7个南方适生杨树无性系生长和木材纤维性状分析与评价
杨艳, 唐洁, 李永进, 汤玉喜, 黎蕾
2022, 39(4): 807-813. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210481
[摘要](158) [HTML] (84) [PDF](18)
摘要:
  目的  分析杨树Populus无性系间纤维性状差异及与生长性状的相关性,为杨树无性系优质材定向培育与选择利用提供基础信息和指导。  方法  选择树干通直,生长量大的7个杨树无性系XL-80、XL-86、XL-83、XL-58、XL-75、ZH-17、I-69(对照)为材料,对纤维长、纤维宽、纤维长宽比及纤维素质量分数、单株纤维素等性状进行了研究,利用主成分综合得分法评价了各无性系纤维性状指标。  结果  7个杨树无性系木材纤维长为0.95~1.12 mm,均达到了国际木材解剖学会规定的中级纤维长(0.91~1.60 mm)的标准;纤维长宽比为49.09~54.62,超出造纸所需纤维长宽比(30)的63.67%~82.00%;纤维素质量分数为53.06%~59.66%,均超出造纸纤维素质量分数的基本要求(40%)。纤维宽与树高、胸径及生物量呈正相关但不显著(P>0.05),纤维长、纤维长宽比及纤维素质量分数分别与胸径、树高及生物量均呈负相关,且均不显著(P>0.05)。通过主成分综合得分法评选出5个杨树优良无性系,分别为XL-80、XL-58、XL-86、ZH-17、XL-83。  结论  筛选的5个优良无性系综合了各性状的优良特性,能够最大程度地实现物尽其用,达到杨树无性系资源利用的最大化,同时也为杨树多目标育种提供了丰富的遗传资源。表6参24
米老排人工林节子时空分布特征及变色规律
何韦均, 杨锦昌, 郝建, 董明亮, 余纽, 覃国铭, 李荣生
2022, 39(4): 814-820. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210517
[摘要](139) [HTML] (73) [PDF](16)
摘要:
  目的  探明米老排Mytilaria laosensis人工林节子的时空分布特征及变色规律,为培育米老排无节材提供理论参考。  方法  以位于广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心11年生米老排人工林为研究对象,选取20株米老排样木,利用节子解析的方法,对获得的1 101个完整节子进行研究。  结果  从节子发育年龄上,米老排的枝条主要从第1~2年开始生长,第2~4年是其死亡高峰期(91.9%),这些枝条(87.2%)死亡后在第5~8年内完全愈合并形成节子,其中大部分节子(76.7%)的愈合时间为3~6 a;在第2~4年米老排枝条死亡数量较多,该时段是控制节子形成的关键时期。在节子垂直分布上,节子的数量呈现随树高的增加先上升后急剧下降的趋势,且主要集中在高度为0~8.0 m的树干上。节子变色长度与节子的直径和愈合时间呈显著正相关(P<0.05),但与分枝角度呈显著负相关(P<0.05)。通过逐步回归,得出节子直径、死节长度、节子出现年龄以及愈合时间是影响米老排节子变色长度的关键因子,相关性达极显著水平(P<0.01)。  结论  在米老排种植后的2~4 a,对树干8.0 m以下进行首次修枝,有助于该树种无节材的培育。采取相应的森林培育措施减小枝条基径和缩短节子愈合所需时间,有助于减少节子对木材带来的影响。图7表4参32
欧洲千里光SvAPETALA1基因的克隆及功能分析
郝燕敏, 陈柯俐, 冯丽君, 李菲菲, 崔敏龙, 朴春兰
2022, 39(4): 821-829. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210651
[摘要](157) [HTML] (62) [PDF](29)
摘要:
  目的  花器官发育是影响花观赏价值的重要因素,AP1类基因调控植物花器官的形成。研究菊科Asteraceae欧洲千里光Senecio vulgarisSvAP1基因在花器官形成中的重要作用,旨在探究菊科复杂花序结构产生的调控机制。  方法  以欧洲千里光为材料克隆获得了SvAP1基因,通过多序列比对、构建系统进化树、实时荧光定量PCR (qRT-PCR)反应、构建超表达载体、组织学染色观察等方法与技术,对SvAP1基因进行功能预测与分析。  结果  SvAP1基因开放阅读框长度为705 bp,编码234个氨基酸。多序列比对与系统进化分析显示:SvAP1基因属于MADS-box基因AP1类亚家族,C末端具有paleoAP1保守基序(motif)。欧洲千里光组织特异性表达分析表明:SvAP1基因在营养器官和花序中都有表达。转基因龙葵Solanum nigrum的形态学观察和石蜡切片技术分析显示:与野生型龙葵相比,转基因龙葵雌蕊发育异常,表现为子房膨大且雌蕊状组织增多。  结论  欧洲千里光SvAP1基因在龙葵中的超表达影响雌蕊发育,与ABC模型中A类基因超表达对植物花器官发育造成的影响存在差异,即转基因龙葵雄蕊无明显变化且雌蕊未转变为萼片状或叶片状器官。这可能与欧洲千里光花器官调节机制和花序结构的复杂性有关。由此可知,欧洲千里光SvAP1基因可能作为花器官特征基因在花器官形成中具有重要作用。图6表1参35
长柱紫茎的花部特征与繁育系统
李清香, 张明如, 顾翠花, 李铜攀, 万琦, 高磊, 张婷宇, 赵楠楠, 蔡益杭
2022, 39(4): 830-837. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210563
[摘要](179) [HTML] (51) [PDF](14)
摘要:
  目的  研究长柱紫茎Stewartia rostrata的花部特征和繁育系统,为紫茎属Stewartia种群更新、人工扩繁及园林推广应用提供科学依据。  方法  以3年生长柱紫茎为材料,观察(测)长柱紫茎的花部特征和昆虫访花特性,测定花粉活力和柱头可授性,测算杂交指数和花粉胚珠比,分析其传粉生物学及繁育系统特征。  结果  ①长柱紫茎居群花期为5月初至5月中下旬,约17 d,单花花期约2 d。②花粉活力开放当天最强,单花开花24~32 h,花冠和雄蕊易脱落,脱落后花粉极易失去活力。③开花前柱头已具有可授性,可授期达7 d,花粉强活力与柱头强可授性具1~2 d的相遇期。④花蕾期柱头高于花药,开花后花药高于柱头;无论开花前后,雄蕊与雌蕊均具有一定的空间分离。⑤长柱紫茎杂交指数为4,花粉胚珠比为2 108.0~195 525.0,繁育系统以异交为主,需要传粉者,部分自交亲和。⑥传粉昆虫以熊蜂Bombus sp.为主。  结论  长柱紫茎花粉寿命短,传粉昆虫单一,传粉易受阴雨天气影响,繁殖过程有较大限制;集中开花模式、花粉量大、柱头5裂及可授期长等花部特征是保障繁殖成功的基本表现。图5表1参31
结球甘蓝叶水提液对糯玉米和西葫芦幼苗生长的化感作用
赵聪, 赵敏, 黄学芳, 黄明镜, 王娟玲
2022, 39(4): 838-844. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210683
[摘要](143) [HTML] (54) [PDF](17)
摘要:
  目的  探讨结球甘蓝Brassica oleracea var. apitata化感作用与茬口障碍的关系,为建立合理轮作制度提供理论依据。  方法  以结球甘蓝风干叶片为供试材料,以适宜山西寒旱区栽培且经济收益相对较高的2种作物:糯玉米Zea mays和西葫芦Cucurbita pepo作为受体植物,采用室内生物测定法,比较了不同质量浓度结球甘蓝叶水提液对上述2种受体作物幼苗营养生长的影响,并计算相应的化感效应指数和综合效应指数。  结果  当结球甘蓝叶水提液质量浓度≥0.06 kg·L−1时均显著(P<0.05)抑制盆栽糯玉米苗期根系与地上部的生长。仅当添加的结球甘蓝叶水提液质量浓度为0.10 kg·L−1时,显著降低(P<0.05)西葫芦的苗高与根长。在水提液同一质量浓度下,对糯玉米根长的化感抑制作用始终大于苗高。对西葫芦则表现为当结球甘蓝叶水提液质量浓度≥0.08 kg·L−1时,对根长的化感抑制作用大于苗高;当水提液质量浓度降至0.06 kg·L−1时,对根长的化感抑制作用小于苗高。由综合效应指数可知,对西葫芦的化感综合抑制作用要小于糯玉米。  结论  西葫芦可用于结球甘蓝轮作体系,以减轻化感作用而引起的障碍。图2表3参28
白枪杆幼苗叶片形态和生理性状对钙的响应
张梅, 董琼, 段华超, 叶澜, 李燕燕, 金友帆
2022, 39(4): 845-851. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210597
摘要:
  目的  研究不同钙浓度对白枪杆Fraxinus malacophylla幼苗的叶片形态指标、叶绿素质量分数及酶活性的影响,了解白枪杆幼苗在不同钙浓度下的生长发育情况,以进一步探究白枪杆对不同钙浓度的环境适应性。  方法  以1年生白枪杆实生苗为材料,研究0 (对照)、25、50、75 mmol·L−1钙浓度处理对白枪杆幼苗的叶片形态指标、叶绿素质量分数和酶活性的影响。  结果  不同钙浓度处理对白枪杆幼苗的叶片形态结构、叶绿素质量分数和酶活性有不同的影响。不同钙浓度处理间,白枪杆幼苗的叶片形态结构除比叶长和比叶面积随钙浓度的增加而增加外,其余相关指标均呈先上升后下降的趋势,且叶片数、叶生物量、比叶长、比叶面积、叶绿素质量分数、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性与对照差异显著(P<0.05)。在钙浓度≥50 mmol·L−1时,对白枪杆幼苗无抑制作用,说明白枪杆幼苗对中、低钙浓度具喜适性;钙浓度为75 mmol·L−1时,对白枪杆幼苗生长发育有抑制作用,说明钙浓度过高会抑制白枪杆幼苗的生长。当钙浓度为50 mmol·L−1时,白枪杆幼苗叶片形态指标及叶片相关指标、叶绿素质量分数及酶活性均达到最大值,白枪杆幼苗生长发育最好。  结论  白枪杆幼苗适宜生长的钙浓度为50 mmol·L−1,钙浓度过高会抑制白枪杆幼苗的生长、叶片叶绿素质量分数和叶片酶活性。图1表2参28
草酸青霉和棘孢木霉对青枯劳尔氏菌的生防效果
方启航, 颜顾浙, 方伟, 高竞, 赵凯, 蒋仁强, 赵梦丽, 徐秋芳
2022, 39(4): 852-859. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210525
[摘要](232) [HTML] (61) [PDF](14)
摘要:
  目的  探究自主筛选获得的2株生防菌棘孢木霉Trichoderma asperellum QZ2与草酸青霉Penicillium oxalicum QZ8对青枯劳尔氏菌Ralstonia solanacearum(简称青枯菌)的生防效果。  方法  以青枯菌作为靶标菌,通过平板培养法、生长曲线法测定2株生防菌及其发酵液对青枯菌生长的抑制作用;通过土培试验、基于稀释涂布法测定生防菌在土壤中对青枯菌的抑制效果。  结果  平板对峙培养试验发现:棘孢木霉QZ2和草酸青霉QZ8对青枯菌有显著的抑制作用(P<0.05),抑制率分别达80.9%和45.9%;棘孢木霉QZ2与草酸青霉QZ8生防菌高温灭菌发酵液对平板培养青枯菌,同样呈显著的抑制作用(P<0.05),抑制率分别达33.3%和34.8%。无菌滤膜处理的未高温灭菌2株生防菌发酵液的青枯菌液培养结果表明:其D(600)显著小于未添加生防菌发酵液的对照D(600)(P<0.05),且棘孢青霉QZ8抑制效果好于草酸木霉QZ2。土壤培养结果显示:2株生防菌处理的土壤中青枯菌的活菌数量显著低于未添加生防菌的对照(P<0.05)。  结论  棘孢木霉QZ2和草酸青霉QZ8对青枯菌均有显著的抑制效果,可作为番茄Lycopersicon esculentum青枯病的潜在生防菌。图5表2参32
炭基肥与有机肥替代部分化肥对青紫泥水稻土微生物丰度及酶活性的影响
任依, 姜培坤, 鲁长根, 邵建均, 周雪娥, 陈俊辉
2022, 39(4): 860-868. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210619
[摘要](138) [HTML] (49) [PDF](16)
摘要:
  目的  探究炭基肥施用和有机肥替代部分化肥对土壤养分含量、微生物丰度和酶活性的影响,分析土壤酶活性变化的主要驱动因子,为提高稻田土壤质量和新型肥料应用提供科学依据。  方法  在杭嘉湖平原典型稻田进行田间小区试验,供试土壤为青紫泥稻田土。设置4个处理:不施肥对照(ck)、常规施肥(CF)、炭基肥(BF)及有机肥替代50%化肥(OF),3种施肥处理的氮、磷、钾投入量一致。处理开始于2019年6月,于2019年11月水稻Oryza sativa收获后采集0~20 cm土壤样品,测定土壤碳氮组分质量分数、细菌、真菌和古菌丰度及土壤碳氮磷循环相关酶活性。  结果  与CF处理相比,BF和OF处理对土壤pH、总碳、易氧化态碳、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮质量分数无显著影响,而OF处理显著提高了土壤铵态氮和溶解性有机氮质量分数。与ck相比,OF处理显著提高了土壤微生物生物量碳质量分数(164%)、细菌16S rRNA (35%)和真菌18S rRNA基因拷贝数(98%)及真菌/细菌比(50%),而BF处理对上述指标无影响。3种施肥处理对β-葡萄糖苷酶、木聚糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶活性均无影响,而BF和OF处理显著提高了土壤α-葡萄糖苷酶(111%和136%)、纤维二糖苷酶(77%和100%)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(109%和177%)和酸性磷酸酶(97%和199%)活性,OF处理平均提高幅度高于BF处理。冗余分析表明:土壤铵态氮、溶解性有机碳和氮、真菌丰度是影响土壤酶活性变化的主要驱动因子。  结论  相比常规施肥,有机肥替代部分化肥和炭基肥施用提高了土壤碳氮磷转化相关酶活性,且有机肥替代部分化肥进一步提高了微生物丰度,对促进稻田土壤养分周转具有重要意义。图2表3参33
生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究
杜珂珂, 雍宬, 孙恩惠, 黄红英, 曲萍, 徐跃定, 陈玲, 孙倩, 关明杰
2022, 39(4): 869-875. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210647
摘要:
  目的  探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。  方法  接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S0)、经生物改性处理5 (S5)和10 d (S10)秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F0、F5、F10,比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。  结果  改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S0和S10,S5的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%。3种秸秆基复合材料中F5疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7 665.64 J·m−2);F10抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20 354 MPa,相比F0分别提高了59.00%和50.17%。  结论  生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5 d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良。图4表1参28
基于热岛效应的福州市绿色廊道优化
杨务发, 余坤勇, 赵各进, 耿建伟, 赵秋月, 杨柳青, 刘健
2022, 39(4): 876-883. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210672
摘要:
  目的  绿色廊道的空间分布和结构特征对改善城市热环境具有重要的生态效益,绿色廊道的路径选线直接影响其属性特征,因此,通过优化绿色廊道的景观格局来降低城市的热岛强度是行之有效的生态途径和方法。  方法  选取福建省福州市为研究对象,以缓解热岛效应为目标,基于最小累积阻力模型(minimum cumulative model,MCR)和水文流域模型,对福州市绿色廊道的景观格局进行优化布局。  结果  ①通过形态学空间格局模型(morphological spatial pattern analysis,MSPA),用提取的30个生态源斑块构建综合生态阻力面,利用MCR模型将其生成福州市绿色廊道,共74条,总长度918.11 km。根据源斑块重要性评价分为4级:一级9条,132.88 km;二级14条,207.48 km;三级14条,153.57 km;四级37条,424.18 km;②通过水文流域模型,将74条绿色廊道与福州市地表温度叠加分析,共提取80个生态“交点”、176个降温生态节点、35处需降温区域。  结论  据此福州市新增14条绿色廊道,其中道路型绿色廊道8条,滨水型绿色廊道6条。优化后的绿色廊道对福州市的热点区域覆盖更全面,对改善城市热岛问题具有更明显的生态调节功能。图2表4参25
浙江省森林乡村空间分布特征及其影响因素
黄晓芬, 白鸥
2022, 39(4): 884-893. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210558
摘要:
  目的  探讨森林乡村的空间分布特征及其影响因素,便于优化森林乡村的空间布局。正确认识森林乡村的形成因素,助推生态文明建设及乡村振兴。  方法  以浙江省447个森林乡村为研究对象,综合运用空间基尼系数、核密度分析、空间自相关等方法分析森林乡村的空间分布特征,并采用皮尔逊(Pearson)相关性分析、地理探测器等方法探究影响其空间分布的自然及人文因素。  结果  ① 从整体空间上看,浙江省森林乡村呈现集聚型的分布状态,具有“小范围聚集,大范围分散”的多中心组团分布特点。②从区域空间上看,在五大分区及市域层面上分布不均衡,整体呈现“西多东少”的分布格局。③从整体空间密度上看,形成了双核心集聚区和双核心连绵区。④从空间分布关联上看,呈现西南部热,东北部冷的空间关联特征,次冷点区域变化较小,热点区域呈现条带状分布向条状及零星分布状转变。⑤浙江省森林乡村的空间分布受地形地貌、气候条件、河流水系、森林资源、文化资源、社会经济基础、交通通达性的综合影响。  结论  由于自然及人文的综合影响,浙江省森林乡村的空间分布差异显著。森林乡村的建设与发展中,地形、气候及河流孕育其生态环境,而交通、文化资源及社会经济基础关乎其发展的基础条件、资源优势及经济支撑。今后浙江省在森林乡村建设中,要基于资源优势、基础条件及本地发展政策,坚持科学规划、因地制宜、协同布局等举措以实现全域发展,为生态文明建设提供高质量的浙江样板。图4表2参32
基于景观特征识别和评价的乡村景观营造模式
黄莹莹, 谈石柱, 陈倩婷, 吴倩倩, 斯娜莎, 申亚梅, 严少君
2022, 39(4): 894-901. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210644
[摘要](191) [HTML] (35) [PDF](25)
摘要:
  目的  探索符合乡村个性特征的景观营造模式,提出优化乡村景观风貌的规划方法。  方法  以杭州市瓶窑镇为例,从乡村景观特征识别和景观综合评价的角度出发,基于瓶窑镇的空间数据和调研信息,通过ArcGIS对景观特征要素进行空间图示表达,划分景观特征区域,并构建与景观特征相联系的景观功能评价模型,对乡村景观特征区域进行评价。  结果  ①瓶窑镇形成北部山体林地生态文化区、中部平原农业文化区、东部平原遗址文化区、南部平原湿地生态文化区4个乡村景观特征区域;②4个乡村景观特征区的项目层指标得分从高到底排序分别是:北部山体林地生态文化区(生态性景观>生活性景观>生产性景观)、中部平原农业文化区(生产性景观>生活性景观>生态性景观)、东部平原遗址文化区(生活性景观>生产性景观>生态性景观)、南部平原湿地生态文化区(生态性景观>生产性景观>生活性景观)。  结论  景观特征识别能为乡村景观规划提供准确信息,鉴于此,本研究为杭州市瓶窑镇提出了4种兼顾景观特征和景观价值的典型乡村景观营造模型:瓶窑镇山地聚落景观营造模式、平原农业景观营造模式、历史遗址景观营造模式和平原湿地景观营造模式,可为乡村景观建设提供了科学依据。图4表3参25
文献综述
木本植物不定根发生机制研究进展
苗大鹏, 贾瑞瑞, 李胜皓, 席烁, 朱葛, 文书生
2022, 39(4): 902-912. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210652
[摘要](177) [HTML] (55) [PDF](23)
摘要:
不定根是植物的茎或叶等非中柱鞘组织产生的根,不定根发生困难是诸多木本植物无性繁殖和工厂化育苗的瓶颈问题,然而相关机制尚不明晰。目前,对于木本植物不定根发生机理的研究主要包括3个方面:①根原基的形成是不定根发生的关键,利用石蜡切片技术对根原基的形成时间和部位进行观察,同时依据组织形态观察结果将不定根发生过程划分为3个主要时期。②不定根发生是一个复杂的生理生化过程,内源激素含量和生根关联酶活性的动态变化在不定根发生过程中发挥着重要调控作用。此外,营养物质、酚类物质以及多胺等物质也被认为是影响不定根发生的重要因素。③探究了部分木本植物不定根发生过程中的关键代谢通路,并挖掘出多个调控不定根发生的基因,鉴定出诸多参与不定根发生的转录因子和非编码的微小核糖核酸(microRNA)。综上,本研究系统概述了木本植物不定根发生的组织学、生理学和分子调控机制的研究进展,并展望了未来该领域的可行性研究方向。表1参80
野生蔬菜功能性成分及其生物活性研究进展
李瑶晨, 范紫佩, 杨静, 刘庭付, 祝彪, 朱祝军, 陈小央
2022, 39(4): 913-922. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210550
[摘要](182) [HTML] (56) [PDF](20)
摘要:
野菜在中国有悠久的使用历史,是栽培蔬菜的重要补充,也是人类获取矿质元素、氨基酸、维生素、多糖、黄酮类化合物等多种功能性成分的重要来源之一,开展野菜的基本成分研究对全面了解其营养物质和生物活性具有重要的科学意义和应用价值。本研究综述了野菜的主要营养与功能性成分,总结了当前野菜生物活性方面的主要研究成果,内容包括:①野菜基本营养成分;②野菜功能成分;③野菜活性成分分析及其功效性;④常见检测分析方法与技术。主要结论为:野菜含有丰富的基本营养成分和生物活性物质,其中维生素、酚类和萜类等化合物在抗菌、抗氧化、抗肿瘤和抗炎症等方面具有良好功效,今后野生蔬菜的研究可聚焦于功能性成分及生物活性分离提取与功能鉴定,为后续的开发应用提供参考。表2参74