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2023年  第40卷  第4期

封面
2023 年 4 期封面
2023, 40(4).
[摘要](131) [HTML] (35) [PDF](412)
摘要:
2023 年 4 期目次
2023, 40(4): 1-2.
[摘要](490) [HTML] (46) [PDF](329)
摘要:
油料植物甘油脂代谢(特邀主编:郑志富)
拟南芥和油菜3-磷酸甘油酰基转移酶的关键活性位点鉴定
林怡馨, 陈丹丹, 刘宏波, 柯星星, 郑月萍, 郑志富
2023, 40(4): 695-706. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220764
[摘要](368) [HTML] (57) [PDF](332)
摘要:
  目的  3-磷酸甘油酰基转移酶(GPAT)催化三酰甘油(TAG)生物合成途径中的第1步酰化反应,TAG合成能力是油料作物的关键性状,但亦与人类肥胖症密切相关,了解GPAT结构与功能的内在关系对于这一性状的遗传或化学遗传调控至关重要。本研究旨在鉴定调控植物GPAT活性的关键氨基酸位点。  方法  运用定点突变技术构建了58个GPAT9突变基因,结合GPAT特异的酵母遗传互补法,剖析单一和多个氨基酸位点改变对GPAT9酶活性的影响。  结果  通过对拟南芥Arabidopsis thaliana AtGPAT9和油菜Brassica napus BnGPAT9的19个氨基酸残基进行分析发现:AtGPAT9的N端6个磷酸化位点的单独突变(T10A、S11A、S13A、S28A、S30A和S31A)不能增强AtGPAT9在酵母异源表达时的活性。相反,其他6个位于酰基转移酶保守结构域外的氨基酸残基(85、114、119、230、237、322位)的改变能够显著影响GPAT9酶活性。发现这些氨基酸残基之间存在交互作用,例如,3个位点同时突变(Y85W/N119H/S237N)能使AtGPAT9活性大幅上升,加速酵母的生长并促进TAG的合成,表达这一突变酶的酵母中的TAG含量比表达野生型BnGPAT9的增加了45.7%。更值得注意的是,在114和237位磷酸化氨基酸残基对酰基转移酶活性产生负面效应,暗示植物GPAT9活性可能受磷酸化和非磷酸化机制调节。  结论  本研究获得了6个未经报道的关键GPAT酶活性调控位点,其中W85和H119是GPAT9正常功能所必需的,而L114、D230、N237和A322有利于维持GPAT9活性。图7表2参37
功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用
柯星星, 刘亚坤, 徐雪珍, 林怡馨, 郑志富, 郑月萍
2023, 40(4): 707-713. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
[摘要](298) [HTML] (77) [PDF](335)
摘要:
  目的  甘油脂是生物膜的重要组成成分,植物中的ATS1催化甘油脂原核合成途径的第1步酰化反应,但目前ATS1在植物正常生长发育中的功能并不完全清楚。本研究运用反向遗传学手段剖析ATS1功能丧失对植物生长发育的影响。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建拟南芥Arabidopsis thaliana ATS1基因功能丧失型突变体,并比较分析突变体与野生型在整个生育期的表型差异。  结果  分子鉴定显示:多个突变体中ATS1基因的第1个外显子碱基数呈非3的倍数的缺失或插入,从而导致移码突变或翻译提前终止。这些突变体的叶片中多不饱和脂肪酸C16:3的含量急剧下降,而C18:3 含量则显著增加。相随的表型分析显示:ATS1基因功能丧失有时会使叶片略显黄色,但对种子发育未产生可见影响。  结论  在正常生长条件下,ATS1并非拟南芥种子发育所必需的。图3表2参25
香榧油脂及其合成调控机制研究进展
何慈颖, 娄和强, 吴家胜
2023, 40(4): 714-722. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230224
[摘要](290) [HTML] (42) [PDF](329)
摘要:
香榧Torreya grandis‘Merrillii’是珍贵经济树种之一,具有极高的营养价值和药用价值。香榧种仁含有丰富的油脂、蛋白质、维生素等营养物质。香榧油脂的主要成分是脂肪酸及其衍生物,在降低血脂、抗氧化和预防心脑血管等方面起着重要作用。过去香榧油脂的相关研究集中在油脂组成、提取方法和功能特性等方面,随着林木分子生物学的发展,香榧油脂合成及其调控机制研究越来越多,主要包括香榧油脂合成代谢通路挖掘、油脂累积、特殊脂肪酸合成关键基因鉴定及调控网络构建等方面。本研究结合香榧油脂的相关研究,对香榧种仁的脂肪酸组成、油脂品质和油脂的提取方法、油脂合成调控机制等方面进行了综述,为后期开发利用香榧坚果资源提供方法和思路。图1表2参58
研究论文
陆地棉低磷胁迫应答基因GhGDPD1的克隆与表达分析
孟超敏, 耿翡翡, 卿桂霞, 张富厚, 李雪林, 刘逢举
2023, 40(4): 723-730. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220624
[摘要](202) [HTML] (43) [PDF](309)
摘要:
  目的  基于前期陆地棉‘新陆早 19’Gossypium hirsutum‘Xinluzao 19’根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析,挖掘相关基因,并对其克隆与表达分析。  方法  克隆陆地棉‘新陆早 19’GhGDPD1基因并进行基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhGDPD1的基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与实时荧光定量PCR (RT-qPCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花等4个组织的基因表达量的变化以及低磷胁迫下的表达模式。  结果  成功克隆GhGDPD1基因,开放阅读框序列长度为1 149 bp,共编码382个氨基酸,属于GDPD家族,其中存在一个保守结构域,名为GDPD_GDE5_like_1_plant。半定量RT-PCR和RT-qPCR试验结果均显示:GhGDPD1基因主要表达于根,中量表达于花和茎,微量表达于叶。该基因在受到低磷胁迫的刺激后,立即会对低磷胁迫做出应答,胁迫4 h相对表达量达到最高值。  结论  首次成功克隆到陆地棉‘新陆早 19’GhGDPD1基因,获得了GhGDPD1基因的组织表达以及低磷胁迫下的表达模式,为深入解析棉花GhGDPD1基因的生物学功能以及培育棉花磷高效利用新种质提供科学参考。图7表1参18
毛竹PhebHLH6基因克隆及表达分析
卓娟, 侯丹, 林新春
2023, 40(4): 731-737. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220553
[摘要](365) [HTML] (76) [PDF](338)
摘要:
  目的  研究PhebHLH6转录因子在毛竹Phyllostachys edulis逆境胁迫应答中的作用,为毛竹抗逆分子机制研究奠定一定的基础。  方法  以毛竹实生苗为材料进行非生物胁迫处理[干旱胁迫、盐胁迫、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)处理],利用转录组数据筛选出1条差异表达基因,命名为PhebHLH6,并对其进行了基因克隆及生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR方法分析PhebHLH6在干旱、盐胁迫及SA、ABA处理下的表达模式。  结果  PhebHLH6基因编码区长度为801 bp,编码266个氨基酸,包含bHLH结构域,属于典型的bHLH转录因子。组织特异性表达分析表明:PhebHLH6在毛竹各个组织均有表达,其中在1.5和3.0 m的笋顶部表达丰度最高。在干旱和高盐胁迫处理下,PhebHLH6的表达水平在处理3 h时被强烈诱导,但在处理24 h后显著下调。在SA和ABA处理下,PhebHLH6的表达水平被SA和ABA 诱导也呈先上升再下降的趋势,其中受SA强烈诱导,受ABA诱导作用较弱。  结论  PhebHLH6可能参与了毛竹干旱和盐胁迫早期响应途径,并可能在SA和ABA信号通路中起一定的调控作用。图4表2参32
木荷全同胞家系生长与分枝性状的遗传变异及效应分析
王家燚, 陈焕伟, 张蕊, 肖纪军, 高凯, 骆珍莎, 沈斌, 杜克久, 周志春
2023, 40(4): 738-746. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220634
[摘要](268) [HTML] (63) [PDF](182)
摘要:
  目的  揭示木荷Schima superba F1代全同胞家系的生长与分枝性状的遗传变异规律,为木荷科学育种提供依据。  方法  以2015年在浙江龙泉营建的4 × 4半双列交配设计的木荷全同胞家系测定林为研究对象,对木荷亲本组合生长与分枝性状的遗传变异参数、一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)等进行分析。  结果  6年生木荷全同胞家系间的生长和分枝性状存在极显著差异(P<0.01)。生长和分枝性状的变异系数为20%~53%。木荷的生长和分枝性状受较强的遗传控制(全同胞遗传率为0.86~0.93),其中,生长性状的父本遗传率更高,受基因加性和显性效应共同控制;分枝性状的母本遗传率更高,受基因加性效应控制。相关分析表明:木荷全同胞子代生长和分枝性状存在极显著的表型相关(r=0.20~0.87,P<0.01),胸径生长与一级分枝数、枝下高呈极显著遗传相关(r=0.67~0.70, P<0.01)。生长和分枝性状的GCA和SCA效应均达到显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)水平。根据GCA和SCA的结果,认为江西上犹和福建连城的优树为优良亲本,两者组合具有速生性状的特殊配合力效应,初选的6株优良全同胞子代可作为2代育种亲本材料。  结论  6年生木荷全同胞家系生长和分枝性状受较强遗传控制,生长性状父本控制力更强,分枝性状母本控制力更强。根据生长性状和分枝性状分别对亲本进行选配,可以得到速生优质的超级亲本组合。图1表7参27
夏蜡梅、光叶红蜡梅及其杂交后代花色表型和色素积累特征的差异分析
刘玉琪, 杨丽媛, 王艺光, 肖政, 周莉花, 赵宏波
2023, 40(4): 747-755. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220543
[摘要](218) [HTML] (22) [PDF](173)
摘要:
  目的  对夏蜡梅Sinicalycanthus chinensis、光叶红蜡梅 Calycanthus floridus var. glaucus及两者杂交后代的花色变化进行比较和分析,明确导致花色差异的代谢物质基础。  方法  利用广泛靶向代谢组学方法,对夏蜡梅、光叶红蜡梅及两者杂交后代花瓣中相关代谢产物进行测定,筛选差异代谢物,并对差异代谢物参与的代谢通路进行分析,解析花瓣呈现不同颜色的代谢物质基础。  结果  ①花色表型测量显示:夏蜡梅内外轮花瓣明度(L*)、黄度(b*)、色相角(h)显著高于光叶红蜡梅(P<0.05),夏蜡梅外轮花瓣红度(a*)显著低于光叶红蜡梅,夏蜡梅内轮花瓣彩度(C*)显著高于光叶红蜡梅(P<0.05)。杂交后代花瓣L*显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,也显著高于光叶红蜡梅,a*显著高于双亲,b*显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,C*显著低于夏蜡梅内轮花瓣,也显著高于夏蜡梅外轮花瓣和光叶红蜡梅,h显著低于双亲(P<0.05)。②通过广泛靶向代谢组学分析,3种花瓣中共检测到1 059种代谢物,3种花瓣差异代谢物中类黄酮相对含量最高。③KEGG代谢通路富集分析显示:注释在代谢途径、次生代谢物的生物合成和黄酮类生物合成中的代谢物数量最多。④比较3种植物中主要呈色物质的相对含量,其花青素和黄酮相对含量由高到低依次为杂交后代、光叶红蜡梅、夏蜡梅;查尔酮相对含量由高到低依次为夏蜡梅、杂交后代、光叶红蜡梅;黄酮醇的相对含量由高到低依次为光叶红蜡梅、杂交后代、夏蜡梅。⑤对色素成分与花色表型的相关性分析显示:黄酮与L*h呈显著负相关(P<0.05);黄酮醇与L*呈极显著负相关(P<0.01);花青素与h呈显著负相关(P<0.05);查尔酮与L*呈极显著负相关(P<0.01)。  结论  夏蜡梅、光叶红蜡梅及其杂交后代花瓣花色表型与代谢物质存在明显差异,3种植物之间主要以类黄酮为主的差异代谢物。图4表5参20
不同生育期施肥对浙贝母产量和品质的影响
周水灯, 孙健, 江建铭, 邵将炜, 邓惠敏, 邵清松, 王志安
2023, 40(4): 756-764. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220613
[摘要](178) [HTML] (34) [PDF](48)
摘要:
  目的  探究不同生育期施肥对浙贝母Fritillaria thunbergii产量和品质的影响,指导人工栽培。  方法  2021年10月在浙江杭州,以‘浙贝3号’‘Zhebei 3’品种为材料,设置缺失基肥、种肥、腊肥、苗肥、花肥的处理组和全肥、无肥的对照组,测定不同生育期‘浙贝3号’植株的株高、鲜质量、叶片大小等形态指标和可溶性糖、丙二醛、抗氧化酶等生理指标。2022年5月倒苗后采收鳞茎,统计产量,测定醇浸出物、生物碱等品质指标,测定栽培前后‘浙贝3号’鳞茎大量元素氮、磷、钾的变化。  结果  相比全肥对照组,缺失基肥、种肥、腊肥处理组的‘浙贝3号’产量和品质指标均无显著差异;缺失苗肥、花肥处理组的‘浙贝3号’产量分别显著下降19.15%和21.58% (P<0.05),贝母素甲和贝母素乙质量分数总和分别显著下降30.76%和15.38% (P<0.05)。相比种鳞茎,缺失基肥、种肥、腊肥处理组的新生鳞茎中,氮、钾质量分数显著升高(P<0.05),磷质量分数显著降低(P<0.05);缺失种肥、腊肥处理组的新生鳞茎中,磷质量分数显著降低(P<0.05),氮、钾质量分数无显著差异;缺失苗肥、花肥处理组的新生鳞茎中,氮、磷质量分数均显著降低(P<0.05),钾质量分数无显著差异。  结论  基肥、种肥、腊肥缺失处理对‘浙贝3号’产量和品质的影响均不显著,基肥充足条件下可适当减少出苗前施肥;苗肥、花肥的缺失会导致‘浙贝3号’产量和品质显著降低,所以在苗期、花期应当及时、足量保证适当类型肥料的供给。图1表6参24
沉水态圆叶节节菜的化感抑藻作用
陈晶莹, 周炜杰, 林果, 吴祥庭, 肖继波, 褚淑祎
2023, 40(4): 765-772. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220568
[摘要](208) [HTML] (43) [PDF](30)
摘要:
  目的  研究沉水态圆叶节节菜Rotala rotundifolia的化感抑藻效果及潜在抑藻机制,可为圆叶节节菜在藻类水华治理工程应用中提供理论基础。  方法  以铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa为代表性藻种,采用超声辅助溶剂浸提方式,研究水、乙醇和石油醚3种溶剂提取物的抑藻性能,并从叶绿素a (Chl a)质量浓度、最大光化学效率(Fv/Fm)及超氧化物歧化酶(SOD)活性等方面比较了圆叶节节菜与6种常见沉水植物的抑藻作用。  结果  圆叶节节菜3种溶剂提取物的抑藻能力从大到小依次为石油醚、乙醇、水,石油醚提取物对铜绿微囊藻有显著的抑制作用(P<0.05),抑制率最高可达99.9%;量效分析表明:圆叶节节菜石油醚提取物有低促高抑现象,半最大效应质量浓度(EC50)为11.56 g·L−1(第5天);与常见的沉水植物抑藻效果相比,圆叶节节菜和穗花狐尾藻Myriophyllum spicatum处理的Chl a质量浓度显著低于其他处理(P<0.05,第1天);所有植物处理的Fv/Fm均显著低于对照(P<0.05);圆叶节节菜和水盾草Cabomba caroliniana的SOD活性分别是对照的1.48和1.53倍,穗花狐尾藻的SOD活性显著下降(P<0.05),而苦草Vallisneria natans、金鱼藻Ceratophyllum demersum、伊乐藻Elodea nuttallii和轮叶黑藻Hydrilla verticillata处理与对照无显著差异。  结论  沉水态圆叶节节菜石油醚提取物具有较强的抑藻效应,表现为减少铜绿微囊藻细胞Chl a质量浓度、降低光化学效率及加剧氧化损伤等,在微囊藻水华防控方面具有较强的应用潜力。图5表1参35
油茶未授粉胚珠愈伤组织诱导及形态学和细胞学特征
靳皓然, 杨善为, 袁蕾慧子, 潘倩, 侯思璐, 范晓明, 袁德义
2023, 40(4): 773-782. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220507
[摘要](222) [HTML] (49) [PDF](40)
摘要:
  目的  筛选适合油茶‘华金’Camellia oleifera‘Huajin’未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基,并对愈伤组织进行细胞学观察,为油茶单倍体育种提供依据。  方法  以油茶‘华金’为试材,筛选未授粉胚珠诱导愈伤组织的最适培养基配方,研究基础培养基类型MS培养基、木本植物用培养基(WPM)、MT培养基、1/2MS培养基、B5培养基、生长素萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)和细胞分裂素苄氨基嘌呤(6-BA)、激动素(KT)、噻苯隆(TDZ)组合,以及植物生长调节剂浓度对愈伤组织诱导的影响;选取不同外部形态的愈伤组织进行石蜡切片,并根据流式细胞仪的倍性鉴定结果,研究愈伤组织来源及发育进程。  结果  MS作为基础培养基,添加1.0 mg·L−1 NAA+2.0 mg·L−1 TDZ+40 g·L−1蔗糖的诱导率最高,为92.97%,NAA和TDZ对诱导率影响显著(P<0.05),其中TDZ的影响程度大于NAA。胚性愈伤组织呈浅绿色颗粒状,细胞学特征为排列紧密,核大,倍性鉴定为六倍体。  结论  油茶未授粉胚珠诱导胚性愈伤组织的最适培养基配方为:MS+40 g·L−1蔗糖+7 g·L−1琼脂+1.0 mg·L−1 NAA+2.0 mg·L−1 TDZ;愈伤组织由外珠被细胞脱分化形成。图4表3参33
蕙兰‘红香妃’内生真菌分离鉴定及体外抑菌效应
蒋楚楚, 辛静静, 夏树全, 罗平, 邵果园, 崔永一
2023, 40(4): 783-791. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220578
[摘要](194) [HTML] (18) [PDF](21)
摘要:
  目的  从蕙兰‘红香妃’Cymbidium faberi ‘Hongxiangfei’中筛选获得兰科Orchidaceae植物病害生防菌,为蕙兰菌根化栽培及绿色生物防治提供科学依据。  方法  通过蕙兰‘红香妃’健康根段培养、分离、纯化、鉴定内生真菌;以5株常见植物病原菌为指示菌,通过平板对峙培养法筛选出生物防治效果最优的内生真菌,并用活体接种法验证其抑菌效果。  结果  在蕙兰‘红香妃’健康植株根段培养中共分离筛选出6株内生真菌,经鉴定4株属于毛壳属Chaetomium spp.,1株属于镰刀属Fusarium spp.,另1株属于赛多孢属Scedosporium spp.。在平板对峙培养中发现:6株内生真菌对5株病原菌均具有一定的抑菌效果,其中Z2菌株腐皮镰刀菌Fusarium solani对兰花茎腐病致病菌——尖孢镰刀菌 F. oxysporum的抑制效果明显,抑制率为67.51%;Z3菌株蝇生二叉毛壳菌Dichotomopilus funicola对兰花炭疽病致病菌——胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides的抑制率达68.56%。活体接种研究表明:经Z3菌株处理,春兰‘绿云’ C. goeringii ‘Green Cloud’的病叶率、病情指数极显著(P<0.01)低于对照。  结论  Z3菌株是筛选出的防治兰科植物病害的优势拮抗生物防治菌。图4表2参35
杨树人工林土壤丛枝菌根真菌群落对氮添加的季节性动态响应
彭思利, 张鑫, 武仁杰, 蔡延江, 邢玮, 葛之葳, 毛岭峰
2023, 40(4): 792-800. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220640
[摘要](263) [HTML] (35) [PDF](36)
摘要:
  目的  探究杨树Populus spp.人工林土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌群落结构和多样性对氮添加的季节动态响应及其驱动因素。  方法  以江苏省东台林场杨树为对象,研究5种氮添加水平(0、5、10、15和30 g·m−2·a−1)处理6 a后土壤理化性质、AM真菌群落结构和多样性随季节的动态变化,并分析了AM真菌群落特征与土壤环境因子的关系。  结果  ①高通量测序共获得AM真菌有效序列1307513条,196个分类操作单元(OTU)分属于4目8科10属,其中球囊霉属Glomus和多胞囊霉属Diversispora相对丰度之和平均达99.3%;②氮添加处理对AM真菌多样性指数影响不显著,但随着氮添加水平的增加多胞囊霉属的相对丰度逐渐降低,其中高氮(30 g ·m−2·a−1)处理球囊霉属的相对丰度显著( P <0.05)高于低氮处理(5和10 g·m−2·a−1);③季节对AM真菌群落结构(基于OTUs,r=0.695)及Chao指数、Simpson指数均有显著影响,且秋季和春季的AM真菌多样性指数均显著高于夏季(P<0.01);④冗余分析结果表明:土壤pH、总磷和总氮等9个环境因子对AM真菌群落组成变化的解释量为57.6% (P=0.001),其中AM真菌群落组成与土壤温度的相关性最大(r=0.766),另外群落组成和多样性指数均与pH、总磷、总碳和铵态氮有显著相关关系(P<0.05)。  结论  氮添加下,杨树人工林土壤AM真菌群落具有季节性响应,土壤温度、pH、总磷、总碳和铵态氮是影响AM真菌群落动态变化的主要驱动因素。图2表4参34
晋西清水河流域不同土地利用类型土壤质量评价
左启林, 于洋, 查同刚, 张恒硕, 梁一鹏, 欧阳佳焕
2023, 40(4): 801-810. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220498
[摘要](294) [HTML] (177) [PDF](300)
摘要:
  目的  探索和评价黄土高原残塬沟壑区清水河流域不同土地利用方式下的土壤质量,并量化其与环境因子的关系。  方法  以该流域4种典型的立地类型(农地、林地、果园、灌草地)为研究对象,基于土壤容重、土壤机械组成、土壤养分(有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾)质量分数等9种土壤理化性质指标,采用主成分分析和相关性建立最小数据集(MDS),并根据加权求和指数法计算不同土地利用类型的土壤质量。  结果  ①清水河流域内林地各土层的有机质、全氮质量分数在4种立地类型中均为最高;在0~20 cm土层,农地的容重和全磷质量分数显著高于其他立地类型(P<0.05);在0~20 cm土层,林地的速效钾质量分数显著高于其他3种土地利用类型(P<0.05);各土地利用类型间的pH无显著差异;有机质质量分数均随土壤深度的增加逐渐降低,且与全氮表现出显著正相关关系(P<0.05)。②土壤质量指数评价的最小数据集包括土壤容重、砂粒体积百分比以及速效钾质量分数。4种土地利用类型间的土壤质量从高到低依次为林地、灌草地、农地、果园,土壤质量指数随海拔的升高而升高。  结论  清水河流域土壤质量整体状况较好,林地和灌草地土壤质量较高,而农地和果园土壤质量相对较低。图4表2参34
村域尺度山核桃林地土壤肥力空间变异特征及影响因素
王潇璇, 何诗杨, 叶子豪, 胡颖槟, 傅伟军, 吴家森
2023, 40(4): 811-819. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220544
[摘要](192) [HTML] (37) [PDF](47)
摘要:
  目的  为村级尺度山核桃Carya cathayensis林地合理培肥提供科学依据。  方法  在浙江省岛石镇大山川村山核桃主产区,系统采集土壤(0~30 cm)样品134个,运用地统计学与地理信息系统(GIS)相结合的方法、主成分分析法(PCA)探究林地土壤肥力空间变异结构特征、土壤肥力状况及其主控因素。  结果  山核桃林地土壤pH 5.39,土壤容重为1.14 g·cm−3,有机质、全氮质量分数分别为42.13和2.33 g·kg−1,土壤碱解氮、速效钾、有效磷质量分数均值分别为115.89、82.69、1.47 mg·kg−1;容重、全氮、有效磷和速效钾的块基比均小于25%,具有强烈的空间相关性,结构因素为主导。pH、有机质具有中等空间相关性,碱解氮受随机因素影响较大;相关性分析表明:土壤pH、有机质、速效钾和碱解氮与海拔、容重显著相关(P<0.05);土壤综合肥力指数均值为0.66,肥力水平适中。主成分分析表明:有机质和碱解氮在第1主成分上具有较大载荷。  结论  山核桃林地土壤酸化及养分失衡现象严重,土壤肥力呈中部高四周低的分布格局。有机质、碱解氮是影响土壤肥力水平的主控因子,受海拔、容重影响显著。今后可按照“大配方,小调整”的原则补施生石灰、氮、磷、钾等单一肥料,以改良山核桃林地土壤酸化并提升土壤肥力质量。图4表5参28
硝化抑制剂对稻田土壤氧化亚氮排放及硝化作用的影响
张闻汉, 陈照明, 张金萍, 林海忠, 何杰, 张耿苗, 赵钰杰, 王强, 马军伟
2023, 40(4): 820-827. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220605
[摘要](313) [HTML] (55) [PDF](45)
摘要:
  目的  为探究硝化抑制剂对土壤硝化作用及氧化亚氮(N2O)排放的影响。选取稻田土为研究对象,采用微宇宙培养,研究尿素配施硝化抑制剂[3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)]对稻田土pH、无机氮、N2O排放以及氨氧化微生物的影响。  方法  设置不加尿素和硝化抑制剂(ck)、单施尿素[氮(N)200 mg·kg–1,U]、尿素+DMPP (添加量为氮量的1%,DMPP)和尿素+CP (添加量为氮量的2%,CP) 4个处理。  结果  添加硝化抑制剂可以显著提高土壤pH (P<0.05)。与ck相比,施用尿素显著增加了土壤铵态氮(NH4 +-N)质量分数(P<0.05),而两者之间硝态氮(NO3 -N)质量分数无显著差异。DMPP和CP处理的NO3 -N质量分数处于较低水平,且2个处理的净硝化速率都显著低于ck和U处理(P<0.05),有明显的硝化抑制效果。与ck相比,施用尿素显著提高了土壤N2O排放(P<0.05),而配施硝化抑制剂显著降低了N2O的累积排放(P<0.05)。与单施尿素相比,添加硝化抑制剂可有效降低氨氧化细菌(AOB) amoA基因拷贝数,而对氨氧化古菌(AOA) amoA丰度没有显著影响。相关性分析显示:N2O排放量与土壤pH、AOB丰度和NO3 -N质量分数呈显著相关(P<0.05),说明土壤pH、AOB丰度和NO3 -N质量分数是影响土壤N2O排放的关键因素。  结论  在中性稻田土中,AOB主导了土壤N2O的排放和硝化作用,DMPP和CP可通过有效降低AOB丰度来抑制硝化作用和减少N2O排放。图4表3参34
云南松林下计划烧除的火行为特征
王劲, 张文文, 王秋华, 曹恒茂, 张曦妍, 白万辉, 李晓娜, 高桂清
2023, 40(4): 828-835. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220560
[摘要](277) [HTML] (47) [PDF](28)
摘要:
  目的  计划烧除是当前应用最广泛有效的森林可燃物管理措施。研究云南松Pinus yunnanensis林地表可燃物进行计划烧除时的火行为特征,可有效清理林地易燃物,降低林地火烧可能性,实现林火管理以预防为主的目的。  方法  使用点烧下山火技术在云南松林开展计划烧除。森林防火期内防火前期,在滇中地区新平县照壁山云南松连续分布区进行外业调查,包括样地设置和野外计划烧除点烧试验,记录烧除过程中火行为的动态变化,包括火蔓延速度、火线强度、火焰温度和高度等,评估烧除效果。  结果  滇中地区防火前期,云南松林地表可燃物含水率为11.99%~12.06%,处于干燥、易燃状态。烧除试验表明:火蔓延速度为0.14~0.29 m·min–1,火线强度为147~332 kW·m–1,火焰温度为386~578 ℃,火焰最大高度为0.9 m。不同可燃物类型烧除时火行为参数差异显著(P<0.05),但均为低强度火。云南松林的平均枝下高达7 m以上,可燃物垂直连续性较差,林下计划烧除火焰很难蔓延到树冠,不会形成树冠火。花脸率占5.00%,整体烧除率为59.00%~75.00%,达到了预期效果,能有效调控可燃物。  结论  云南松林计划烧除火蔓延速度缓慢,为稳进地表火(蔓延速度小于4.0 km·h–1),可燃物燃烧彻底;火线强度小于750 kW·m–1,为低强度火,计划烧除为控制性火烧,不会跑火;平均烧除率为63.05%,烧除效果良好,能调控易燃可燃物载量,达到预防森林大火的目的。图2表5参33
营林措施对路域加杨人工林林下植物种间关联的影响
吴茜, 傅红, 郝建锋, 齐锦秋
2023, 40(4): 836-847. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220604
[摘要](101) [HTML] (16) [PDF](20)
摘要:
  目的  路域森林已成为现代林业的重要组成部分,但仍存在脆弱性和敏感性等问题,研究不同营林措施对成都绕城高速路域加杨Populus canadensis人工林林下植物种间关联及群落稳定性的影响,可为高速路域人工林提出适当林分抚育措施,以提高其整体生态效益。  方法  以成都第一绕城高速路域加杨人工林为研究对象,采取典型抽样法设置20个样地,以造林开始后未发生任何经营活动的样地为对照,通过方差比率法、χ2检验、联结系数、Spearman秩相关系数、M. Godron稳定性等测度,比较不同营林措施(种植、翻耕、割灌、弃耕、对照)对高速路域加杨人工林林下植物种间关联和群落稳定性的影响。  结果  不同营林措施样地中草本层联结系数从大到小依次为种植、割灌、翻耕、对照、弃耕,其中种植、割灌样地的联结系数大于1,总体关联性为正关联;灌木层联结系数从大到小依次为种植、割灌、对照、种植、弃耕,仅弃耕样地的联结系数小于1,总体关联性为负关联。种间关联分析表明:种植、割灌的灌草层优势种正、负相关种对数呈相反变化趋势,种植、对照主要是对草本优势群落产生影响。M. Godron稳定性分析表明:5种营林措施样地群落整体均不稳定,为演替的初级阶段,其中种植、割灌群落整体稳定性相对较好。  结论  营林措施中,种植、割灌的灌草优势种种间关联强度更好,可促进群落演替更新及高速路域加杨人工林林下植物群落整体稳定性。图5表5参29
遂昌乌溪江流域山蜡梅生境群落特征与物种多样性
张川英, 李婷婷, 龚笑飞, 潘江炎, 龚征宇, 潘军, 焦洁洁, 吴初平
2023, 40(4): 848-858. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220570
[摘要](292) [HTML] (54) [PDF](37)
摘要:
  目的  山蜡梅Chimonanthus nitens是中国特有的茶药两用野生珍稀植物。随着对山蜡梅药用功能的开发和市场需求的增加,野生资源受到严重破坏。研究山蜡梅种群生境群落的结构特征及物种多样性,探讨山蜡梅的适生环境,可为山蜡梅种群的保护和开发利用提供科学依据。  方法  在实地踏查的基础上,于遂昌乌溪江流域选取山蜡梅典型群落,设置5块400 m2样地,调查分析该群落的植物区系特征、物种组成、群落结构及物种多样性。  结果  ①山蜡梅生境群落区系组成物种以泛热带分布、东亚和北美洲间断分布、北温带分布为主,热带与温带分布属比例分别为50.70%和40.85%,具有典型中亚热带植物区系特点。② 2 000 m2样地内共有维管植物47科80属105种,科属种类丰富、组成分散,优势科为樟科Lauraceae、蔷薇科Rosaceae、壳斗科Fagaceae、豆科Fabaceae和茜草科Rubiaceae。③山蜡梅种群和生境群落径级结构均呈倒“J”型,为增长型结构,乔木层重要值前5位的树种为杉木Cunninghamia lanceolata (11.67%)、山蜡梅(11.63%)、苦槠Castanopsis sclerophylla (9.05%)、檵木 Loropetalum chinense (7.28%)和石栎Lithocarpus glaber (7.08%)。群落垂直结构层次丰富。运用K-means聚类,乔木层胸径≥1 cm的个体根据树高可分为5个林层,山蜡梅主要位于乔木Ⅰ层[1.0, 4.5) m和乔木Ⅱ层[4.5, 7.0) m。④不同样地物种多样性指数差异较大,Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数及优势度指数分别为1.98~3.84、1.56~2.37、0.72~0.87、0.69~0.86、1.98~3.85。  结论  遂昌乌溪江流域山蜡梅生境群落物种组成丰富,垂直结构复杂,小、中径级林木占绝大多数,为增长型群落,物种多样性整体较高。建议在保护现有群落生境前提下,在乌溪江流域开展山蜡梅仿野生栽培试验,合理开发利用山蜡梅资源。图2表7参26
丽水九龙国家湿地公园三叶虫萤生境特征对其种群密度的影响
王泽胜, 李胜, 陶一舟, 朱志欣, 汪婧, 王华珍
2023, 40(4): 859-866. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220616
[摘要](229) [HTML] (58) [PDF](29)
摘要:
  目的  研究分析九龙国家湿地公园三叶虫萤Emeia pseudosauteri生境特征以及相关生境因子对其种群密度的影响,了解三叶虫萤的生境需求,为开展物种资源保护利用、种群繁育、栖息地保护管理等研究提供科学参考。  方法  2022年4月上旬,以九龙国家湿地公园及其周边三叶虫萤栖息地为研究区,设置34个调查点,实地调研获取每个调查点的三叶虫萤种群密度和12个生境因子数据,建立多元逐步回归模型分析不同生境因子对种群密度的影响。  结果  郁闭度[XCC,标准化系数(β) = 0.505,P<0.001]和土壤含水量(XSWCβ = 0.143,P = 0.029)对三叶虫萤种群密度(D)呈显著正相关,风速(XWSβ =−0.424,P<0.001)对种群密度呈显著负相关。逐步回归方程为D=7.446XCC−1.666XWS+9.337XSWC−6.584。调整后的R2为0.930,德宾-沃森检验(Durbin-Watson)结果为1.615,方差膨胀系数<5, P<0.05,说明纳入分析模型的3个生境因子之间相互独立,不存在共线性,该结果具有统计学意义。  结论  较高的郁闭度、较低的风速和较高的土壤含水量是三叶虫萤根据自身生物特性和生活习性对环境作出的选择,反映了三叶虫萤在通信交流、求偶交配、繁殖产卵等方面的生境需求。在开展三叶虫萤种群繁育保护和栖息地管理中应注意增加郁闭度、降低环境风影响、维持适宜的土壤湿度和空气湿度。表4参32
生活垃圾焚烧炉渣泥陶粒的制备及性能研究
马鹏, 张成, 宋成芳, 曹玉成
2023, 40(4): 867-874. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220518
[摘要](196) [HTML] (40) [PDF](26)
摘要:
  目的  城市生活垃圾焚烧后产生较多的炉渣泥废弃物,尝试通过将炉渣泥烧制成陶粒,起到合理处置炉渣泥的作用。  方法  根据粒径大小从炉渣中分离出的炉渣泥,与粉煤灰、石英粉和高岭土按照质量比3∶3∶3∶1的配比制作成球形颗粒,放入马弗炉中烧结。按照GB/T 17342.1测试陶粒性能,并对陶粒微观形态、晶体结构和重金属浸出等进行测定。  结果  炉渣泥中有2种重金属超标,分别为镉和锌。生活垃圾焚烧炉渣泥陶粒在烧制温度为1 175 ℃时,所得陶粒堆积密度和抗压强度有较大增长,1 h吸水率下降。烧结时间在10~15 min时,陶粒1 h吸水率变化幅度最大。预热温度过高,预热时间过长,不利于陶粒产生良好膨胀效果。在最佳烧制工艺条件下,所制得的陶粒堆积密度为783 kg·m−3,抗压强度为7.9 MPa,1 h吸水率为9.8%,符合轻集料GB/T 17431.1的国家标准。最佳工艺烧制的陶粒重金属镉和锌的浸出质量浓度分别为0.006 5和0.511 7 mg·L−1,远低于炉渣泥本身镉和锌的浸出质量浓度。通过生活垃圾焚烧炉渣泥制作陶粒,实验室中制作陶粒的成本为28.0元·m−3,根据市场陶粒价格,每立方米的陶粒可获取102.0元利润。  结论  最佳烧制工艺的烧结温度为1 175 ℃,烧结时间为15 min,预热温度为400 ℃,预热时间为20 min。陶粒的性质和重金属浸出含量符合国家标准。图6表5参28
基于离散元的竹粉颗粒接触参数标定
刘东, 刘子昕, 王琦, 李晓旭, 闫承琳
2023, 40(4): 875-882. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220662
[摘要](158) [HTML] (39) [PDF](22)
摘要:
  目的  建立竹粉颗粒材料的离散元模型并标定其相关接触参数。  方法  基于毛竹Phyllostachys edulis粉末物理堆积角实验结果,采用离散元法(DEM)模拟仿真和实验设计(DOE)相结合的方法,通过Plackett-Burman (P-BD)实验、爬坡实验和响应面实验获得竹粉堆积角和仿真参数之间的二次多项式回归模型,以物理堆积角为目标值预测得到接触参数的最优组合。  结果  实测竹粉物理堆积角为49.29°;P-BD实验结果表明了竹粉-竹粉滚动摩擦系数、竹粉-竹粉恢复系数和竹粉-不锈钢板静摩擦系数对堆积角影响显著(P<0.05);响应面实验结果进一步证实了P-BD实验的结果,同时表明竹粉-竹粉滚动摩擦系数自身交互作用、竹粉-竹粉滚动摩擦系数和竹粉-竹粉恢复系数的交互作用对堆积角有显著影响(P<0.05);最优因素组合为竹粉-竹粉恢复系数0.44,竹粉-竹粉滚动摩擦系数0.22,竹粉-不锈钢板静摩擦系数0.45。  结论  本研究在41.20°~55.27°堆积角范围内建立的竹粉颗粒堆积角定量模拟标定与预测平台具有较高的可靠性,DEM标定方法可为后续建立评估生物质颗粒运动行为及其与设备相互作用的材料模型提供参考。图5表6参27
安吉天荒坪森林特色小镇景观绩效评价
陶一舟, 李朝晖, 严少君
2023, 40(4): 883-891. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230327
[摘要](163) [HTML] (33) [PDF](24)
摘要:
  目的  构建符合森林特色小镇协同发展特征的景观绩效评价体系,为科学评价其建设效益及发展水平提供依据。  方法  以浙江省安吉县天荒坪森林特色小镇为研究对象,通过问卷调查、实地调研,运用层次分析法、德尔菲法构建相应的评价指标体系,并对其景观绩效进行综合评价。  结果  ① 安吉天荒坪森林特色小镇2022年森林生态服务价值为7.16亿元,单位面积生态系统服务价值为7.6万元·hm−2·a−1,高于全省平均水平,其中固碳释氧与水源涵养的价值占比较大,分别为46%和41%;② 环境绩效方面,小镇宜居环境指标优良,但林相景观相对单一,特色景观营造有待提升;③ 经济绩效方面,三产联动成效显著,产业结构得到有效调整,林业产业生产总值、人均可支配收入等指标均高于浙江省平均值;④ 社会绩效方面,以“两山”文化为代表的生态文化得到充分挖掘与弘扬。  结论  安吉天荒坪森林特色小镇的景观绩效评价结论为“优秀”,其规划建设兼顾生态保护与经济发展,实现了绿水青山向金山银山的有效转换,可为同类型森林特色小镇的规划建设提供参考依据。表5参30
浙江省城市发展质量时空差异性及影响因素
张燕飞, 周晓光, 吴亚琪
2023, 40(4): 892-900. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220623
[摘要](138) [HTML] (36) [PDF](19)
摘要:
  目的  探索和评价浙江省城市发展质量时空差异性,分析影响因素,为城市发展提供科学依据。  方法  从社会功能、经济发展、生态环境和文化特质4个维度,采用熵权-优劣解距离法(TOPSIS)模型评价浙江省城市发展质量差异,运用障碍度模型探索影响城市发展质量的主要障碍因子。  结果  从时序变化来看,浙江省城市发展质量总体水平稳步提升,且城市间排序相对稳定,但城市间的差异性呈扩大趋势;从空间变化上来看,浙江省城市发展逐步形成了以杭州市和宁波市为中心的环杭州湾高质量城市群格局;从子系统评价结果来看,各城市在社会功能、经济发展、生态环境及文化特质等方面发展质量不均衡,其中,经济发展子系统不均衡现象最明显。对影响浙江省城市发展的障碍度分析发现:不同城市的障碍因子在子系统层面和指标层层面的高值区及变化趋势都存在差异性,但文化特质和经济发展都是制约各城市高质量发展的主要子系统,而生态环境子系统对城市发展质量影响最小。  结论  浙江省城市发展质量总体呈上升趋势,各城市具有不同的发展优劣势,体现了发展不平衡现状;障碍因子存在明显差异,需要制定差异化发展策略。图2表3参26
山区县数字乡村产业发展的浙江经验与启示
任秦, 沈月琴, 朱哲毅
2023, 40(4): 901-909. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220592
[摘要](184) [HTML] (86) [PDF](28)
摘要:
  目的  通过数字经济带动共同富裕,助力农业农村现代化,浙江走在全国前列。研究浙江县域数字化影响乡村产业发展的作用机制,总结实践经验,对推动山区县发展,促进乡村振兴和共同富裕具有重要作用。  方法  选取浙江省常山县、遂昌县和淳安县3个山区县,开展实地访谈调研,从县域层面分析数字化发展对经济社会发展的影响,并借助“遂昌县农村电商模式”“常山县物联网模式”和“淳安县互联网+特色农业模式”3种典型模式剖析数字化促进乡村产业发展的作用机制。  结果  数字化对乡村产业发展有促进作用,具体作用途径包括创造新业态带动就业,降低成本扩大获利空间,提升人力资本吸引返乡创业等。  结论  未来应当在充分考虑地区特色产业发展实际情况的基础上,通过优化数字化基础设施建设,培养农村数字人才,充分挖掘地区特色资源等举措,推动山区县跨越式、高质量发展,助力农民农村共同富裕。图3表4参31。
文献综述
土壤胞外酶活性对气候变化响应的研究进展
张孝良, 车荣晓, 段兴武, 刘开放, 宋清海, 张一平, 沙丽清, 周文君
2023, 40(4): 910-920. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220619
[摘要](364) [HTML] (34) [PDF](55)
摘要:
土壤胞外酶在驱动生态系统碳、氮、磷等元素的生物地球化学循环中发挥着不可或缺的作用。在全球变化背景下,揭示土壤胞外酶活性对气候变化的响应可促进有关碳、氮、磷生态系统关键过程对气候变化响应的认识,但目前不同生态系统碳、氮、磷相关的土壤胞外酶活性对气候变化响应机制的认识程度仍需加强。本研究综述了参与碳、氮、磷生物地球化学过程的土壤胞外酶的来源、分类及调控因子,并且对土壤胞外酶参与的生物地球化学过程进行了综述。在此基础上,阐述了土壤胞外酶活性对氮沉降、增温、降水及二氧化碳(CO2)变化的响应规律及机制。总结了生态酶化学计量对常见全球变化因子的响应机制,基于近年来对完善生态酶化学计量理论的探讨,提出了此理论发展的新角度。为此,在全球变化背景下需结合代谢组与分子生物学加强土壤胞外酶对气候变化响应机制的研究。本研究可为进一步理解气候变化情景下,土壤胞外酶在生物地球化学循环中的作用提供了新视角。参112