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2023年  第40卷  第5期

封面
2023 年 5 期封面
2023, 40(5).
[摘要](187) [HTML] (42) [PDF](38)
摘要:
2023 年 5 期目次
2023, 40(5): 1-2.
[摘要](171) [HTML] (56) [PDF](25)
摘要:
森林康养专题(特邀主编:周国模)
基于Meta整合与模糊综合评价的森林康养指标体系构建
周如意, 王丽, 杨正大, 金君宋, 宋艳冬, 周国模
2023, 40(5): 921-929. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230177
[摘要](446) [HTML] (47) [PDF](52)
摘要:
  目的  构建客观性和科学性更强的森林康养指标体系,为森林康养基地建设及认证提供理论指导。  方法  以现有森林康养相关指标体系评价结果作为数据源,引入Meta整合的方法进行归纳汇总,结合国内已有指标体系和已发布标准,构建综合性更强的新的指标体系,再通过模糊数学的隶属度理论和模糊关系合成原理进行评价分析。  结果  ①从资源条件、环境条件、区位条件3个方面整合构建了包含32个基础指标的三级指标体系,一定程度减轻了现有指标体系由于侧重旅游资源、景观规划、地理和林业领域,而出现的分类模糊和指代重复交叉等问题;②综合评价结果显示:环境条件权重隶属度最高,为0.497 5,其中人体舒适度和负氧离子含量2项指标被更多地认为对森林康养功效最有利;资源条件权重隶属度为0.368 8,其中森林面积和覆盖率指标权重显著高于其他指标,可能与现阶段关于具体森林结构对康养功效影响规律研究不足有关,区位条件指标隶属度最低,为0.133 7。  结论  将Meta整合的方法引入森林康养指标体系构建是可行的;综合评价结果能够呈现目前公众对森林康养指标的认可度。后续可深入研究人体舒适度、林分密度等对森林康养功效的影响以及加强基地医学实证探索。图1表2参37
丽水白云国家森林公园5种典型林分挥发性有机化合物释放特征及其与环境因子的关系
吴沁娇, 宋艳冬, 陶士杰, 王丽, 周如意, 陈武, 潘心禾, 周宇峰, 周国模
2023, 40(5): 930-939. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220676
[摘要](403) [HTML] (82) [PDF](45)
摘要:
  目的  研究不同林分挥发性有机化合物(VOCs)释放特征,为开展森林康养活动提供科学依据。  方法  2021年9月25—29日,采用吸附管采样离线分析和实时在线分析相结合,分析浙江丽水白云国家森林公园5种典型林分[杉木Cunninghamia lanceolata林、柳杉Cryptomeria fortunei林、阔叶混交林(青冈Cyclobalanopsis glauca和白栎Quercus fabri)、杉阔混交林(杉木和樟树Cinnamomun camphora)、毛竹Phyllosachys edulis林]的VOCs组分与摩尔分数。  结果  ①除毛竹林外,其他4种林分主要释放单萜;杉木林、柳杉林、阔叶混交林和杉阔混交林的单萜释放量分别占总VOCs的47.5%、60.0%、50.4%和39.9%。②不同林分单萜摩尔分数从大到小依次为柳杉林(3.15 nmol·mol−1)、阔叶混交林(1.89 nmol·mol−1)、杉木林(1.69 nmol·mol−1)、杉阔混交林(1.47 nmol·mol−1)、毛竹林(1.24 nmol·mol−1),其中柳杉林的单萜摩尔分数显著高于其他林分(P<0.05)。③不同林分的人体呼吸层单萜摩尔分数日变化趋势不同,其中:杉木林和阔叶混交林呈逐渐下降趋势,杉阔混交林和柳杉林呈逐渐上升趋势,毛竹林呈先上升后下降趋势。④单萜摩尔分数与环境因子的相关性因林分不同而不同:柳杉林与杉阔混交林均与相对湿度、细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)呈极显著负相关(P<0.001);杉木林和阔叶混交林单萜摩尔分数与湿度呈极显著正相关(P<0.001);毛竹林与各环境因子的相关性都没有达到显著水平。  结论  柳杉林单萜摩尔分数和占比均高于其他林分,在选择森林康养场所时优先推荐。图4表2参46
毛竹林挥发性有机化合物释放特征及其与环境因子的关系
陶士杰, 宋艳冬, 吴沁娇, 王丽, 周如意, 吴电, 周宇峰, 周国模
2023, 40(5): 940-950. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230249
[摘要](321) [HTML] (57) [PDF](30)
摘要:
  目的  了解毛竹Phyllostachys edulis林内挥发性有机化合物(VOCs)的季节动态变化以及日变化规律,并分析各环境因子对其VOCs摩尔分数变化的影响。  方法  采用吸附管富集采样与气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定浙江省绍兴市诸暨五泄景区中毛竹林内VOCs成分,分析其变化规律,并结合环境气象监测站数据,分析VOCs摩尔分数与各环境因子的相关性。  结果  ①在毛竹林检测出多种物质,主要为烷类、萜烯类、芳香烃类、酯类、醇类和酮类共6类,萜烯类摩尔分数最大,为7.249 nmol·mol−1,其中又以组分异戊二烯为主,约占萜烯类的80%。②从季节变化来看,总VOCs摩尔分数在夏季最大,为10.600 nmol·mol−1;其次为春季和秋季,分别为8.068 和7.254 nmol·mol−1;冬季最小,仅为4.432 nmol·mol−1,且各类主要VOCs的季节变化趋势与总VOCs相同。③从日变化来看,在春季总VOCs摩尔分数在上午最大,为9.074 nmol·mol−1,其次为中午,为8.621 nmol·mol−1,下午时段最小,为6.509 nmol·mol−1;在夏季、秋季和冬季,总VOCs摩尔分数均在中午最大,分别为11.710、8.038和5.298 nmol·mol−1,下午最小,分别为8.455、5.702和3.418 nmol·mol−1。各类主要VOCs的日变化趋势与总VOCs相同,均为上午和中午时段摩尔分数较大。④VOCs与各环境因子都存在相关性,其中萜烯类、烷类、酯类和总VOCs与气温呈显著正相关(P<0.05),与细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)和臭氧呈显著负相关(P<0.05)。  结论  在不同季节和时段,毛竹林VOCs种类和摩尔分数不同,其中异戊二烯是决定毛竹林VOCs动态变化的主要物质。图3表2参42
研究论文
桉树无性系生长性状基因型与环境互作效应及优良无性系选择
王楚彪, 熊涛, 张磊, 何文亮, 卢万鸿, 林彦, 罗建中
2023, 40(5): 951-960. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220734
[摘要](297) [HTML] (49) [PDF](50)
摘要:
  目的  对20个桉树 Eucalyptus无性系,包括1个赤桉E. camaldulensis无性系和19个杂交桉无性系,分别在广西南宁、广西钦州、广东雷州、广西扶绥和海南定安的立地条件下进行测试,探讨基因型、环境及其互作对无性系选育的影响,旨在为桉树的无性系筛选适生环境并推广提供借鉴。  方法  以各地点所测试的4.5年生桉树无性系为研究对象,基于各无性系的树高、胸径、单株材积、保存率的调查数据,比较各地点各无性系的生长表现。对单地点、多地点建立线性混合模型,计算各性状的方差分量和无性系重复力,同时计算单地点的最佳线性无偏预测(BLUP)值和多地点各性状的方差效应量。最后通过材积平均值和BLUP值进行基因型和基因型与环境互作双标图(GGE)分析。  结果  单地点分析中,各地点的最优无性系生长排序不同,无性系各性状受到环境的影响也不同。多地点分析中,桉树无性系基因型、环境以及基因型与环境互作存在显著差异,各性状的无性系重复力为0.781 6~0.868 5,其中胸径的无性系重复力最高且表现最稳定,树高易受环境影响。基于单株材积性状,筛选出EC186、EC188、EC184为优良无性系。基于材积平均值和BLUP值进行GGE模型分析得出EC183和EC184为高材积、高稳定性的无性系。  结论  20个无性系中,EC183和EC184为高材积、高稳定性的无性系。5个地点相比,广西南宁地区适合这批无性系的快速生长,广西钦州为这批无性系理想的选材环境。图1表5参38
金叶含笑与2种含笑的杂交亲和性
张峥, 邵凤侠, 金晓玲, 周宏香, 张哲, 李卫东
2023, 40(5): 961-969. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230021
[摘要](239) [HTML] (57) [PDF](24)
摘要:
  目的  探明金叶含笑Michelia foveolata与含笑M. figo和紫花含笑M. crassipes的杂交亲和性。  方法  以金叶含笑与含笑和紫花含笑作正反交授粉,于授粉2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、1 d、2 d、4 d、6 d、8 d后,通过荧光显微镜观察花粉管的生长情况。同时展开金叶含笑与含笑和紫花含笑的正反交杂交试验,统计结实情况。  结果  ①金叶含笑与含笑正反交的坐果率分别为75.0%和78.8%;②金叶含笑×紫花含笑坐果率(80.0%)显著高于紫花含笑×金叶含笑坐果率(6.7%);③含笑×金叶含笑花粉萌发较紫花含笑×金叶含笑晚2 h,花粉管在生长速度上无明显差异,均在8 d时进入胚珠;④以金叶含笑作母本的组合无明显杂交障碍,花粉管均在2~6 d内进入胚珠,种实发育良好;⑤含笑×金叶含笑存在花粉管在柱头表面杂乱生长、花粉管内部和先端有胼胝质堆积、花柱道细胞及间隙有大量胼胝质堆积等受精前障碍,虽不影响坐果,但对结籽有影响;⑥紫花含笑×金叶含笑存在受精前障碍和受精后障碍,受精前障碍包括花粉在柱头表面未萌发、花粉管在柱头表面盘旋生长未进入柱头、花粉管内部和先端堆积胼胝质而变得膨大,使花粉管生长受阻、花粉管在胚珠内弯曲缠绕成团,阻碍受精作用。但受精后障碍可能是影响落果的重要原因。  结论  金叶含笑与含笑正反交均表现亲和;金叶含笑×紫花含笑的亲和性程度高,紫花含笑×金叶含笑亲和性程度低。图5表1参23
基于代谢与转录水平的花榈木萜类合成候选基因分析
王佳琦, 王欣, 邓小梅, 吴蔼民
2023, 40(5): 970-981. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220737
[摘要](327) [HTML] (54) [PDF](30)
摘要:
  目的  花榈木Ormosia henryi是重要的木本药用植物。研究花榈木萜类次生代谢物积累规律,分析萜类生物合成通路和相关的关键酶基因,对花榈木药用价值的开发具有重要意义。  方法  采用液相色谱-质谱联用技术与高通量转录组学测序,利用生物信息学分析方法从差异代谢产物和表达基因中寻找萜类生物合成的关联酶基因。  结果  代谢组数据中共检测到了15种萜类化合物,其中含有甘草次酸、齐墩果酸和芳樟醇等具有药用活性的物质,多数在叶片中相对含量高于其他组织部位。转录组数据筛选出49个与萜类合成有关的候选基因,分析后发现:甲羟戊酸(MVA)途径中的差异基因在幼叶中表达较高,甲基赤藓糖磷酸酯(MEP)途径的差异基因在老叶中表达较高。根据加权基因共表达网络(WGCNA)分析,发现MYB、WRKY、bHLH和HB-HD-ZIP等转录因子家族在花榈木的萜类合成中起重要作用,并推测了6个可能与萜类物质生物合成有关的转录因子,即HB-HD-ZIP (c64527.graph_c1)、GRF (c76195.graph_c0)、DBB (c66970.graph_c2)、DBB (c75593.graph_c0)、HB-HD-ZIP (c63393.graph_c0) 和C3H (c70385.graph_c1)。  结论  从花榈木代谢组和转录组数据库中初步获得了重要的萜类物质及可能参与萜类化合物生物合成途径的候选关键酶基因,为进一步阐明花榈木萜类化合物生物合成的分子机制奠定基础。图8表1参36
毛竹PeCIGRs基因的克隆及表达分析
兰智鑫, 侯丹, 吴蔼民, 林新春
2023, 40(5): 982-990. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220761
[摘要](420) [HTML] (85) [PDF](63)
摘要:
  目的  探究PeCIGRs基因在毛竹Phyllostachys edulis茎秆发育和逆境胁迫中的作用,为毛竹高生长及抗逆机制研究提供参考。  方法  以3 m幼竹中部位置的节间为材料进行PeCIGRs基因的克隆,利用生物信息学分析探究PeCIGRs蛋白的理化性质和系统进化关系,基于转录组数据对PeCIGRs基因在不同组织和非生物胁迫(盐、干旱)、植物生长调节剂(脱落酸、水杨酸)处理下的表达模式进行分析。  结果  在毛竹中共克隆得到4条CIGR基因,依次命名为PeCIGR1-a、PeCIGR1-b、PeCIGR2-a、PeCIGR2-b。4条CIGR基因核苷酸序列长度为1 635~1 716 bp,氨基酸序列长度为544~571 bp。多序列比对发现:4条CIGR基因均具有保守的GRAS结构域,属于GRAS家族。组织特异性表达分析发现:PeCIGRs基因主要在毛竹茎秆表达,且在3 m高幼竹顶部达到峰值。此外,不同非生物胁迫和植物生长调节剂处理表达分析发现:在干旱(PEG)、盐(NaCl)胁迫和水杨酸(SA)处理下,PeCIGRs基因相对表达量均呈现先升高后下降的趋势。在脱落酸处理下,PeCIGR1-a、PeCIGR1-b基因相对表达量呈现先升高后下降的趋势,PeCIGR2-a、PeCIGR2-b则在处理24 h后呈现下调趋势。  结论  PeCIGRs基因参与调控毛竹茎秆生长发育、非生物胁迫(盐、干旱)响应以及植物生长调节剂(脱落酸、水杨酸)应答。图5表6参38
外源钙对盐胁迫下不同衰老类型小麦幼苗生长生理的缓解效应
颜统利, 何雨, 玛丽亚, 文爱秀, 钱峰, 周琬敏, 蒋玉蓉, 戎均康
2023, 40(5): 991-998. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220677
[摘要](227) [HTML] (53) [PDF](22)
摘要:
  目的  探讨延迟衰老型小麦Triticum aestivum与早衰型小麦的耐盐性,确定钙缓解小麦盐胁迫的最佳浓度及其机制。  方法  选用小麦加倍单倍体群体(DH)中的早衰株系DH70和延迟衰老株系DH106作为材料,以预实验所筛选的300 mmol·L−1盐溶液对小麦进行胁迫,比较2个株系之间的耐盐性,再以不同浓度(5、10、20、40、60 mmol·L−1)氯化钙(CaCl2)溶液对盐胁迫下的小麦进行处理,确定CaCl2溶液缓解盐胁迫的最佳浓度。  结果  ①300 mmol·L−1盐溶液胁迫显著抑制了小麦种子的萌发和幼苗的生长,且延迟衰老型小麦DH106表现出更好的耐盐性(P<0.05)。②施加不同浓度CaCl2溶液均一定程度上缓解了盐害,使2个株系小麦的发芽率、苗长、根长和鲜质量等指标较300 mmol·L−1 盐胁迫处理均显著增加(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较盐胁迫处理显著提高(P<0.05),而丙二醛(MDA)质量摩尔浓度较盐胁迫处理显著下降(P<0.05),并且以40 mmol·L−1 CaCl2处理缓解效果最佳。③在40 mmol·L−1 CaCl2处理下,早衰株系DH70的SOD、POD活性分别提高了58.0%、43.5%,MDA质量摩尔浓度下降了33.0%,延迟衰老株系DH106的SOD、POD活性分别提高了52.9%、42.3%,MDA质量摩尔浓度下降了21.1%。  结论  盐胁迫显著抑制了小麦的正常生长发育,且延迟衰老型小麦表现出较好的耐盐性。外源施加CaCl2可提高小麦抗氧化酶活性、降低MDA质量摩尔浓度,增强小麦耐盐能力,并且以浓度为40 mmol·L−1处理效果最佳。图4表3参24
植物生长调节剂对杜仲叶片主要次级代谢产物的影响
周文玲, 魏洪玲, 李德文, 唐中华, 刘英, 解胜男, 田叙晨, 储启明
2023, 40(5): 999-1007. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220705
[摘要](225) [HTML] (38) [PDF](28)
摘要:
  目的  探讨不同质量浓度植物生长调节剂对杜仲Eucommia ulmoides叶片次级代谢产物积累的影响,筛选促进次级代谢产物生成的最适植物生长调节剂配比条件,为杜仲次级代谢产物的调控提供参考。  方法  以2年生杜仲幼苗作为研究材料,施加不同质量浓度配比的吲哚乙酸(IAA)和6-苄氨基嘌呤(6-BA),测量杜仲叶片生长形态特征以及叶干、鲜质量,利用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)测定9种次级代谢产物的质量分数,结合生物量进行主成分分析及因子分析,筛选高产量的次级代谢产物的最适生长调剂配比条件。  结果  与对照组相比,500 mg·L−1 IAA + 500 mg·L−1 6-BA处理时,杜仲叶面积、叶周长、叶宽、叶干质量、叶鲜质量显著提高(P<0.05);相关性分析表明:IAA质量浓度与比叶面积、桃叶珊瑚苷、京尼平苷、京尼平苷酸质量分数呈显著正相关(P<0.05);6-BA质量浓度与绿原酸以及京尼平苷酸质量分数呈显著正相关(P<0.05);综合指标分析表明:单独施加500 mg·L−1 6-BA时,绿原酸、桃叶珊瑚苷、松脂醇二葡萄糖苷积累量最高,分别为0.036、0.046、0.031 µg·g−1  结论  IAA质量浓度对桃叶珊瑚苷、车叶草苷酸积累作用显著;6-BA质量浓度对绿原酸、咖啡酸的积累作用显著。当复合施加100 mg·L−1 IAA+300 mg·L−1 6-BA时有利于植株的生长;施加100 mg·L−1 IAA+ 100 mg·L−1 6-BA时,不仅利于提高杜仲生物量,也促进次级代谢产物的积累。图2表4参26
基于Fuzzy分析的茶园游猎蛛取食小贯小绿叶蝉的种间竞争作用
陈诗燕, 程鸿浩, 吴筱萌, 徐悦, 邹运鼎, 毕守东
2023, 40(5): 1008-1017. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220753
[摘要](273) [HTML] (47) [PDF](14)
摘要:
  目的  探究茶园游猎蛛取食小贯小绿叶蝉Empoasca onukii的种间竞争作用,为合理保护和利用茶园游猎蛛防治小贯小绿叶蝉提供科学依据。  方法  运用灰色关联度法、Fuzzy分级法和竞争系数法对安徽农业大学科技示范园茶树Camellia sinensis‘农抗早’‘Nongkangzao’和‘平阳特早’‘Pingyangtezao’茶园小贯小绿叶蝉与游猎蛛的种群动态进行分析,研究不同游猎蛛之间的竞争关系,并得出竞争力最强的游猎蛛,再将灰色关联度与竞争系数相结合引申出竞争强度指数的概念以验证所得结果准确性。  结果  由灰色关联度结果可知:与小贯小绿叶蝉数量相关性最大的游猎蛛,‘农抗早’茶园为斑管巢蛛Clubiona reichlini(0.896 7)和粽管巢蛛Clubiona japonicola (0.890 2),‘平阳特早’茶园也为斑管巢蛛(0.860 3)和粽管巢蛛(0.857 1);根据竞争系数和竞争强度指数的方差分析结果可知:在取食茶园小贯小绿叶蝉时,无论竞争对手为何种游猎蛛,粽管巢蛛都与其他蜘蛛差异显著,其次为斑管巢蛛,且游猎蛛里斜纹猫蛛Oxyopes sertatus与两者差异极显著。  结论  取食茶园小贯小绿叶蝉时,粽管巢蛛和斑管巢蛛竞争力最强,斜纹猫蛛竞争力最弱。通过合理保护和利用粽管巢蛛和斑管巢蛛这类竞争力强的蜘蛛可达到有效防治小贯小绿叶蝉的目的。图2表6参33
薄壳山核桃叶斑病病原菌生物学特性及室内药剂毒力测定
周洁璐, 吴天昊, 巨云为, 杨旭涛, 梁甜, 朱海军
2023, 40(5): 1018-1025. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230029
[摘要](258) [HTML] (30) [PDF](399)
摘要:
  目的  对薄壳山核桃Carya illinoinensis叶斑病4种病原菌,包括共享镰孢菌Fusarium commune、暗球腔菌属Phaeosphaeri 1种P. fuckelii、茶藨子葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea和灰葡萄孢Botrytis cinerea进行生物学特性测定和不同化学药剂的室内毒力测定,探究其最适生长环境,并筛选最佳防治药剂。  方法  采用菌丝生长速率法测量病原菌在不同培养条件下的生长速率以及不同化学药剂对病原菌的抑菌率,用DPS计算抑制中浓度(EC50)。  结果  共享镰孢菌、P. fuckelii、茶藨子葡萄座腔菌和灰葡萄孢最适生长温度分别是25、25、30和20 ℃;最适pH值分别是8.0、7.0、7.0和6.0;最适碳源分别为葡萄糖、可溶性淀粉、蔗糖和可溶性淀粉;最适氮源分别为硝酸钾、胰蛋白胨、尿素和胰蛋白胨。5种杀菌剂中450 g·L−1咪鲜胺对共享镰孢菌、茶藨子葡萄座腔菌和灰葡萄孢的毒力最强, EC50分别为0.010 8、0.091 5和0.021 0 mg·L−1,250 g·L−1吡唑醚菌酯对P. fuckelii的毒力最强,EC50值为0.004 1 mg·L−1  结论  4种病原菌在含葡萄糖和可溶性淀粉的碳源环境下以及含尿素、硝酸钾和胰蛋白胨的氮源环境下生长旺盛,咪鲜胺与吡唑醚菌酯对该病具有很好的防治作用。图4表2参31
基于铅同位素的新嵊盆地玄武岩发育土壤铅物源贡献估算
宋雨杭, 支裕优, 李建武
2023, 40(5): 1026-1034. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220552
[摘要](256) [HTML] (70) [PDF](21)
摘要:
  目的  土壤铅(Pb)污染有着严重的生态和健康风险。探究Pb污染来源对防治土壤污染,保障土地资源健康可持续发展意义重大。  方法  以浙江省新嵊盆地为研究区域,采集人为活动较少的乡村地区土壤和母岩样品,测定研究区的痕量元素质量分数,分析Pb质量分数变化及在土壤中的迁移规律,利用Pb同位素示踪方法定性分析研究区的Pb污染来源,并且定量分析污染源对研究区的物源贡献。  结果  研究区土壤Pb质量分数在表土层出现明显富集,最高达到土壤背景值的1.5倍,并随剖面深度的递增而逐渐减小,表明近地表层的外源输入影响显著,且研究区域的Pb质量分数较高时,其206Pb/207Pb值相对较低。研究区土壤样品的206Pb/207Pb和208Pb/206Pb值变化范围分别是1.176 3~1.186 7和2.090 6~2.103 9,206Pb/207Pb值的变化范围越大说明人为活动对土壤Pb质量分数的影响越大。Pb同位素示踪表明:研究区母岩的206Pb/207Pb端元值为1.196 0,人为源的206Pb/207Pb端元值为1.172 0,燃煤是研究区 Pb 污染的主要人为源,人为源贡献率为38.8%~82.9%。  结论  低206Pb/207Pb值表明燃煤对研究区域 Pb 的输入。颗粒污染物通过源源不断的沉降过程进入土壤表层,因此,降低颗粒污染物排放量是减轻当地 Pb 污染的重要途径。图3表2参51
黄河河岸带不同人为干扰的土壤物理性质比较
张岩, 张瑞香, 刘占欣, 冯雪琦, 郭二辉
2023, 40(5): 1035-1044. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220727
[摘要](228) [HTML] (33) [PDF](23)
摘要:
  目的  研究人为干扰强度对黄河河岸带土壤物理性质的影响,为黄河河岸带生态系统生态恢复与调控提供科学依据。  方法  2021年10月,在黄河洛阳—郑州段选择地形地貌和地表植被覆盖相对一致的河岸带区域,依据人为踩踏程度的不同,选择3种不同干扰强度的样地类型。按照5×3网格化划分近河岸带200 m×200 m样地,共设置15个样点,系统比较分析不同人为干扰强度(轻度、中度和重度)黄河河岸带土壤容重、土壤含水率、土壤毛管持水量、土壤最大持水量、土壤最小持水量、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度等土壤物理性质的差异。  结果  ①随人为干扰强度的增加,土壤容重、土壤非毛管孔隙度逐渐增加;土壤含水率先增加后减小;土壤毛管持水量、土壤最大持水量、土壤最小持水量、土壤总孔隙度与土壤毛管孔隙度逐渐减小。②土壤容重与土壤含水率、土壤毛管孔隙度呈负相关,但未达到显著水平;土壤容重与土壤毛管持水量、土壤最大持水量、土壤最小持水量、土壤总孔隙度呈极显著负相关(P<0.01),与土壤非毛管孔隙度呈极显著正相关(P<0.01)。  结论  过度的人为踩踏等干扰增加了河岸带土壤紧实度,导致土壤物理性质退化以及土壤保水和持水能力降低。图2表4参41
园林废弃物资源化处理对人工林土壤养分及微生物碳源利用的影响
闫芳彬, 郑景明, 宫殷婷, 赵一臣, 张家琦
2023, 40(5): 1045-1053. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220620
[摘要](165) [HTML] (32) [PDF](36)
摘要:
  目的  园林废弃物经资源化处理利用是人工林土壤培肥和增强碳汇功能的有效途径。研究园林废弃物不同资源化方式对人工林土壤化学性质和微生物群落功能的影响,可为园林废弃物的高效利用提供科学依据。  方法  在北京市房山区金叶榆Ulmus pumila ‘Jinye’人工林下开展试验,设置粉碎物、堆肥、生物质炭等3种园林废弃物资源化物料和1、2、4 kg·m−2 3个基于碳当量的施用量,采用Biolog-ECO微平板法测定土壤微生物代谢强度,分析了不同物料和施用量对土壤pH、养分质量分数、微生物碳源利用程度和功能多样性指数的影响。  结果  ① 3种物料均提高了土壤有机碳和硝态氮质量分数,粉碎物和堆肥处理显著降低了弱碱性土壤的pH,对铵态氮和有效磷质量分数影响不大;生物质炭处理则提高了土壤pH,降低了铵态氮和有效磷质量分数;② 土壤微生物对碳源利用程度和微生物群落功能多样性从大到小依次为粉碎物、堆肥、生物质炭;③在6类碳源中,糖类、羧酸类和氨基酸类是区分碳源微生物对3种物料利用的主要碳源种类;3种物料均促进了土壤微生物对酚酸碳源的利用,降低了对氨基酸碳源的利用,粉碎物和堆肥处理下微生物对氨基酸、聚合物等碳源利用强于生物质炭处理,且生物质炭处理下微生物对糖类利用最强;④ 不同施用量对土壤微生物碳源利用的影响差异不显著,随施用量增大微生物群落功能多样性有增加趋势。  结论  园林废弃物粉碎物、堆肥及生物质炭均能在一定程度上改善人工林土壤质量,其中,粉碎物和堆肥处理对降低弱碱性土壤pH、增加土壤肥力及提高土壤微生物群落功能多样性的效果优于生物质炭。图3表4参33
不同间伐强度对杉木人工林土壤呼吸速率的短期影响
陈炎根, 胡艳静, 黄莎, 刘波, 吴继来, 王懿祥
2023, 40(5): 1054-1062. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220704
[摘要](224) [HTML] (57) [PDF](14)
摘要:
  目的  比较不同间伐强度下杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤呼吸速率,解释影响土壤呼吸速率的主要因子,为森林经营及碳汇管理提供科学依据。  方法  采用随机区组设计,设置对照(间伐0%)、中度间伐(间伐45%)、重度间伐(间伐70%) 3种间伐处理,采用静态箱-气象色谱法对杉木人工林土壤呼吸速率进行短期原位监测。  结果  间伐显著增加了杉木林土壤呼吸速率(P<0.05),与对照相比,中度和重度间伐的土壤呼吸速率分别增加了23.30%和44.94%。土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈显著指数相关,而与土壤含水量无关。不同间伐处理下,土壤呼吸温度敏感性系数(Q10)为1.77~2.16,对照处理下Q10最高,间伐降低了杉木林土壤呼吸的温度敏感性。杉木人工林土壤呼吸速率与土壤水溶性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳呈显著正相关(P<0.01)。  结论  间伐初期,间伐对杉木林土壤呼吸速率有促进作用,且随着间伐强度的增加而增加。土壤温度是土壤呼吸速率变化的主要影响因子,土壤活性有机碳是重要因子。图3表5参44
天目山常绿阔叶林胸高断面积生长量影响因子研究
窦啸文, 吴登瑜, 张笑菁, 汤孟平
2023, 40(5): 1063-1072. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220651
[摘要](345) [HTML] (89) [PDF](46)
摘要:
  目的  研究常绿阔叶林胸高断面积生长模型,探究影响胸高断面积生长量的因素,为常绿阔叶林经营提供理论依据。  方法  以天目山常绿阔叶林为对象,先对胸高断面积生长量与胸径、竞争和地形因子进行相关性分析,随后对不同径级、冠幅等级和竞争等级的胸高断面积生长量进行差异性分析,最后基于岭回归分析法,建立以胸高断面积生长量对数为因变量的单木生长模型,定量描述胸高断面积生长量与胸径、竞争和地形因子的关系。  结果  胸径、冠幅、竞争与胸高断面积生长量的斯皮尔曼(Spearman)相关系数分别为0.531、0.427、−0.340。林木胸高断面积生长量随着林木胸径的增大而增大,不同径级间差异极显著(P<0.01)。林木胸高断面积生长量随着林木冠幅的增大而增大,不同冠幅等级间差异极显著(P<0.01)。不同竞争等级的林木胸高断面积生长量差异极显著(P<0.01),且低度竞争时的林木胸高断面积生长量最大。基于径阶平均值的单木生长模型优于基于单株林木的单木生长模型,且2类模型中胸径因子的回归参数均达极显著水平(P<0.01)。   结论  在天目山常绿阔叶林中影响胸高断面积生长量的主要因子是胸径、冠幅和竞争指数。图3表4参45
天目山常绿落叶阔叶混交林细叶青冈种群结构与空间分布格局
宋思婧, 丁山, 庞春梅, 郑枭, 王通, 余树全
2023, 40(5): 1073-1081. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220784
[摘要](254) [HTML] (37) [PDF](24)
摘要:
  目的  细叶青冈Cyclobalanopsis gracilis是中亚热带森林主要构成树种,也是天目山国家级自然保护区常绿落叶阔叶混交林的优势树种之一。研究自然状态下天目山常绿落叶阔叶混交森林群落中细叶青冈种群结构和空间分布格局,探讨其动态规律及其影响机制,对该区域森林生态恢复、细叶青冈种群发展以及常绿落叶阔叶混交林的保护管理等具有重要意义。  方法  基于天目山常绿落叶阔叶混交林1 hm2 (100 m×100 m)固定监测样地2012和2017年2期调查数据,从种群数量特征、龄级结构及空间分布等方面分析细叶青冈种群结构与分布格局的动态变化特征。  结果  ①2012—2017年细叶青冈种群个体从276株增加到291株,死亡个体共25株,新增个体共40株,种群年增长率为1.06%。种群平均胸径从10.65 cm增加到10.82 cm,胸高断面积从4.71 m2·hm−2增加到5.15 m2·hm−2。②细叶青冈种群年龄结构呈倒“J”型,种群自然更新良好,种群结构稳定。③细叶青冈种群新增与死亡个体集中分布在幼苗幼树阶段 (Ⅰ~Ⅱ龄级),且随龄级增加总体呈下降趋势。④细叶青冈整体呈聚集分布,随着龄级的增加转为随机分布。相比2012年,2017年幼苗聚集强度有所减弱,幼树、中树聚集强度稍有增强。⑤各生长阶段间的空间关联均在小尺度表现为正相关,随着尺度的增加过渡到无相关或负相关,2017年除幼树与中树、幼树与大树外,其余生长阶段间的空间正相关稍有增强。  结论  天目山常绿落叶阔叶混交林中细叶青冈种群属于稳定增长型种群,种群整体呈聚集分布,各生长阶段间的空间关联在小尺度空间呈正关联,体现细叶青冈生长发育过程中的一种生存策略和适应机制。5 a间种群结构及空间分布格局变化不显著,幼龄个体因聚集分布受密度制约而竞争激烈。为维持种群的长期稳定,必要时可分阶段进行人工调控。图4表1参25
基于多时相光学和雷达遥感的太平湖生态保护区森林地上生物量反演
卢佶, 张国威, 吴昊
2023, 40(5): 1082-1092. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220682
[摘要](266) [HTML] (78) [PDF](21)
摘要:
  目的  探究光学和雷达卫星遥感对亚热带森林生物量的反演潜力。  方法  利用不同季节时间序列的合成孔径雷达(Senitinel-1)和光学数据(Sentinel-2),对太平湖生态保护区森林地上生物量进行反演。基于后向散射系数、光谱波段、植被指数和生物物理参数,采用回归随机森林算法探究Sentinel-1和Sentinel-2在地上生物量制图中的精度,探究对亚热带森林地上生物量制图的最佳影像采集时期,评估光学和雷达遥感特征参数对提高地上生物量估计精度的贡献。  结果  Sentinel-2对研究区森林地上生物量的估计精度[决定系数(R2)=0.68,均方根误差(ERMS)=37.69 Mg·hm−2]要优于Sentinel-1 (R2=0.47,ERMS=49.11 Mg·hm−2),但两者联合产生了最佳结果(R2=0.78,ERMS=31.56 Mg·hm−2)。生长季(6和9月)的光学数据和旱季(12月)获得的雷达数据结合有利于提高地上生物量估算精度。另外,Sentinel-2提取的叶面积指数(LAI)、光合有效辐射吸收比(fapar)和覆盖度(fcover)与Sentinel-1提取的VH极化和VH+VV指数对地上生物量估算具有重要的贡献度。  结论  通过联合不同季节的光学和雷达数据,明确了6、9、12月与LAI、fapar、VH极化、VH+VV指数是地上生物量反演的最佳时相和预测变量。图8表3参29
基于SEDMs模型的海口市城市公园绿地景观格局演变及空间配置评价
吴庚鸿, 王一茹, 刘铁冬, 龚文峰, 林世平, 陈翀
2023, 40(5): 1093-1101. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220702
摘要:
  目的  研究城市公园绿地体系动态特征与城市空间布局关系,为海口市城市绿地空间格局合理配置、城市景观生态规划和高质量绿化模式提供参考。  方法  以海口市2008—2020年4期遥感数据和兴趣点(point of interest,POI)数据为主要数据源,在研究公园绿地景观格局演变特征的基础上,基于状态与演变监测模型(State-and-Evolution Detection Models,SEDMs),通过公园绿地空间评价(公园可获得性水平与可达性水平),探究城市环境与公园绿地的空间配置关系。  结果  2013—2017年社区公园和历史名园的景观格局变化明显,其他类型公园无明显演变特征;2008—2020年海口市城市公园绿地面积持续增长,各类型绿地发展不平衡且建成区居民公园绿地保持稳定增长;海口市建成区东部和北部的大型公园可达性较高且辐射范围较广;西部和南部的公园数量较少、辐射范围小且可达性差。  结论  海口市公园绿地景观格局由复杂化趋于景观破碎化和局部规则化,景观空间结构由离散非连续布局向局部中心集聚式布局发展,绿地植被总体趋势向高集聚空间、高质量绿化模式发展。图5表5参26
雄安新区土地利用变化及其对生态质量的影响
潘婷, 王懿祥, 刘宪钊, 徐成立, 刘志军
2023, 40(5): 1102-1110. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220596
[摘要](416) [HTML] (94) [PDF](33)
摘要:
  目的  研究雄安新区建区前后土地利用变化和生态质量动态变化,以期为雄安新区各行业建设和管理提供理论依据和数据支撑。  方法  以雄安新区3个县为研究区,基于2000、2017和2020年3期土地利用数据,利用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)模型评价生态质量的时空变化特征,研究土地利用变化对生态质量的影响,探讨土地利用变化的生态效应。  结果  ①传统城镇化建设阶段(2000—2017年)土地利用类型主要由耕地向建设用地和未利用地转移,新区建设阶段(2017—2020年)土地利用类型主要由耕地和未利用地向林地转移;②2000—2017年雄安新区RSEI均值从0.62下降至0.57,生态质量总体有所退化;2020年RSEI均值增加至0.59,生态质量轻微改善;③土地利用与生态质量的分布和变化在空间上基本一致,林地、耕地面积的增减对生态质量的变化影响显著。在当前建设水平和1 km空间尺度下,未利用地转耕地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加13%;未利用地转林地面积比每增加10%,则生态质量改善的面积比约增加7%。  结论  雄安新区应维护林地和耕地质量和数量,改善雄安新区生态质量,从而有效促进雄安新区可持续健康发展。图4表6参29
资源型城市“三生空间”土地利用变化及其风险和价值研究
陈曦, 叶可陌, 李坤, 金阳
2023, 40(5): 1111-1120. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220666
[摘要](341) [HTML] (46) [PDF](12)
摘要:
  目的  以大庆城市边缘区为研究对象,在生产空间、生活空间和生态空间(“三生空间”)视域下,探究资源型城市土地利用及其风险和价值时空变化特征,为维护区域生态安全提供保障。  方法  基于1980、1990、2000、2010、2020年共5期多源数据,利用地学信息图谱、时空立方体模型、局部空间自相关分析等方法,分析“三生空间”土地分布特征、土地利用转移规律及风险-价值时空异质性、空间关联性,探讨人类活动对“三生空间”变化的影响、“三生空间”耦合协调发展趋势以及土地未来发展路径。  结果  研究区“三生空间”面积从大到小依次为生态空间、生产空间、生活空间。其中,生产空间与生态空间之间的转移最为活跃,1980—2020年面积为418.44 km2。研究区景观生态风险与生态系统服务价值指数呈上升趋势。矿区内呈现高风险、低价值特征。矿区外呈现低风险、高价值特征。  结论  受人口数量、油田开采与产业产值等人为干扰因素的影响,矿区内“三生空间”失调,矿区外“三生空间”协调。大庆城市边缘区在生态环境建设过程中应以缩小矿区内外差异为首要任务,加强各区政府与油田管理局之间的协作机制,使矿区内外协同发展。图6表3参35
汽蒸预处理白栎木材弯曲蠕变的时温等效特性
张毓格, 侯俊峰, 岑俊杰, 章卫钢, 姜志宏, 俞友明
2023, 40(5): 1121-1129. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220688
[摘要](280) [HTML] (59) [PDF](11)
摘要:
  目的  在采用MATLAB 2019a软件对早材导管带特征进行数字化表征的基础上,探究汽蒸预处理和早材导管带对白栎Quercus alba木材弯曲蠕变的时温等效特性影响规律。  方法  采用饱和蒸汽(100 ℃)及过热蒸汽(110、120 ℃)对试样进行预处理,利用动态热机械分析仪(DMA-Q800)在不同测试温度(20~80 ℃)条件下测试试样的弯曲蠕变曲线,最后选用测试温度20 ℃探究试样弯曲蠕变的时温等效特性,并运用Williams-Landel-Ferry (WLF)方程对水平移动因子与测试温度的关系曲线进行拟合。  结果  ①试样的瞬时应变和恒定载荷5 MPa保持的45 min应变均随测试温度的升高而增大。然而,试样的瞬时应变和45 min应变均随汽蒸预处理温度的升高而减小。②基于时温等效原理,可将不同汽蒸预处理试样45 min的短期蠕变曲线平移得到测试温度20 ℃下白栎木材的长期蠕变曲线。试样的水平移动因子与测试温度的关系曲线满足WLF方程,回归系数(R2)均大于0.93,用WLF方程可以对蠕变特性的时间与测试温度关系进行有效表达。  结论  汽蒸预处理、测试温度和早材导管带对白栎木材的弯曲蠕变性能均影响显著;在20~80 ℃测试温度范围和汽蒸预处理温度(100 ~120 ℃)范围内,时温等效适用于白栎木材的弯曲蠕变。图9表2参25
气化温度对生物质气化的可燃气、炭和焦油特性的影响
苏锶如, 薛俊杰, 马中青, 蔡博, 张文标, 袁世震, 卢如飞
2023, 40(5): 1130-1138. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220693
[摘要](355) [HTML] (284) [PDF](31)
摘要:
  目的  生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制,构建气化产物特性的演变规律,对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。  方法  以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料,以空气为气化剂,采用自制的微型固定床气化装置,开展3种生物质的气化多联产研究,系统研究了不同气化温度(700、800、900 ℃)对气化性能的影响,以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。  结果  随着气化温度从700 ℃增加至900 ℃,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中,马尾松可燃气的热值最高,一氧化碳、氢气和甲烷体积分数分别为40.03%、18.27%和18.29%,低位热值达13.58 MJ·m−3。随着气化温度的增加,生物质炭中的碳元素质量分数增加,氢元素质量分数下降,灰分质量分数大幅增加,其中马尾松炭的热值最高,达29.70 MJ·kg−1。随着气化温度的增加,3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小,而芳烃类化合物相对含量大幅增加,其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高,达到61.12%。  结论  气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响,选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。图6表2参25
综述
油料作物与根际微生物相互作用研究进展
王东, 杨新元, 赵燕昊, 叶晨洋, 黄振兴, 甘毅
2023, 40(5): 1139-1148. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20230139
[摘要](468) [HTML] (78) [PDF](39)
摘要:
花生Arachis hypogaea、油菜Brassica napus、大豆Glycine max等油料作物是中国食用和工业用油脂的重要来源,其根系微生物的活性和相互作用,会直接影响油料的产量和品质。近年来,有关油料作物根际微生物的研究已逐渐成为国内外的研究热点。本研究从油料作物微生物群落组成及其影响因素、相互作用机制和农业生产应用3个层面,综述了近年来国内外油料作物根际微生物的相关研究进展。结果发现:①影响油料作物根际微生物组成主要因素有油料作物的品种、生育期、土壤环境和耕作方式等;②油料作物与根际微生物相互作用的研究主要在利用有益根际微生物对油料作物抗逆性、产量以及品质的提升方面;③目前在农业生产中,主要通过调控根际微生物、调控宿主油料作物以及调节耕种方式来促进油料作物生长。通过对油料作物与根际微生物相互作用的研究,为今后探究油料作物与根际微生物之间的相互作用关系,以及拓展微生物菌剂在油料作物中的应用提供科学参考。图1表1参75