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毛竹长末端重复序列反转录转座子的全基因组特征及进化分析
陈娅欣, 周明兵
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200458
摘要:
  目的   研究毛竹Phyllostachys edulis基因组中的长末端重复序列反转录转座子(long terminal repeat retrotransposons, LTR-REs)的特征,为今后利用LTR反转录转座子对毛竹基因组的功能和对竹种资源遗传多样性的研究奠定基础。   方法   通过生物信息学方法,利用LTRharvest和RepeatMakser软件对第2版毛竹基因组中的LTR反转录转座子进行全面注释与分类,并对得到的LTR反转录转座子的分布特征、进化特性和插入时间进行分析。   结果   在毛竹基因组中共注释得到1 014 565个LTR反转录转座子,1 562个家族,占毛竹基因组的54.97%。其中solo LTR反转录转座子与完整LTR反转录转座子(S/F)的比例较高(约1.77∶1.00),表明在毛竹LTR反转录转座子中可能发生了相对较高频率的非法重组和不平衡重组。毛竹LTR反转录转座子分为Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族,Tork、Reftrofit、Sire、Oryco、Del、Reina、Crm、Tat、Galadriel、Athila等10个谱系。毛竹LTR反转录转座子的Ty1-copia和Ty3-gypsy超家族对PBS位点的偏好性呈相反趋势,较长的LTR反转录转座子具有更长的LTR序列,结构也更加完整。毛竹LTR反转录转座子的插入时间主要集中在0~2.0 Ma,且还处于不断缓慢增长的状态。   结论   第2版毛竹基因组的高质量组装,能更好地注释和分析毛竹基因组中的LTR反转录转座子。基于结构预测的LTRharvest法,能更精准地预测毛竹LTR反转录转座子。不同谱系的毛竹LTR反转录转座子在进化过程中具有不同的分化和扩增活性。毛竹LTR反转录转座子总体上处于不断扩增状态,这是导致毛竹基因组较大的主要原因之一。图3表3参52
生物与非生物因素对森林土壤氮矿化的调控机制
左倩倩, 王邵军
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200482
摘要:
温室气体排放剧增引起全球变暖,已成为全球高度关注的生态环境问题。一氧化二氮(N2O)是大气中仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的第三大温室气体,森林土壤氮矿化过程伴随着硝化和反硝化的发生,能够导致N2O的产生,进而引起大气N2O浓度的升高。森林土壤氮矿化是生物与非生物环境因素共同调控的复杂生态学过程,探明森林土壤氮矿化的影响因素及其调控机制,有助于丰富人们对森林土壤氮循环过程的认识,在全球变化研究中具有重要的地位与作用。本研究揭示森林土壤氮矿化的时空变化及影响因素,阐明非生物因素以及森林植被覆盖、森林凋落物、土壤微生物与土壤动物等生物因素对森林土壤氮矿化的影响特征及作用机制。目前,森林土壤氮矿化研究存在结果可比性不强;内容多集中于氮矿化单因素影响研究,缺乏多因子尤其是微生物-动物协同调控研究;缺乏不同气候类型及不同土地利用方式森林土壤氮矿化特征及影响机制研究;缺乏氮矿化对全球变化的响应研究等一系列问题。土壤氮矿化研究应该探索统一高效的测定方法,加强土壤微生物-动物-环境因子多因素耦合对森林土壤氮矿化影响机制研究,探讨不同气候类型及不同利用方式森林土壤氮矿化调控机制,重点阐明全球变化背景下森林土壤氮矿化的过程与机理。旨在为准确理解不同气候区森林土壤氮矿化的时空格局及其对全球气候变化的影响提供理论支撑。参69
换锦花花色苷成分及其稳定性
刘跃平, 周洋丽, 高燕会
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200291
摘要:
  目的  探讨换锦花Lycoris sprengeri花色苷组成成分及其理化因子对换锦花花色苷稳定性的影响。  方法  采用液质联用技术测定换锦花花色苷成分,并通过紫外分光光度法和高效液相色谱(HPLC-ADA)技术研究温度、光照、pH和金属离子浓度等理化因素对换锦花花瓣花色苷呈色变化规律的影响。  结果  ①矢车菊素、天竺葵素和飞燕草素是换锦花花色苷主要成分。②温度低于30 ℃、避光和pH≤3.0时换锦花花色苷溶液比较稳定;高温、强光和高pH会使花色苷降解,且随着时间的延长,降解程度越大;Al3+、Fe2+、Cu2+、Fe3+均使花色苷溶液颜色发生变化,Ca2+、Zn2+、Mg2+和K+对花色苷呈色影响不大,但金属离子浓度为0~0.01 mol·L-1时对换锦花花色苷有一定的增色效应,Fe2+浓度越高增色作用越明显。③高温、强光和pH的变化对换锦花花色苷主要成分质量分数有一定的影响。矢车菊素-3-O-葡萄糖苷质量分数随着时间、光照和温度的增加而降低,天竺葵素-3-O-葡萄糖苷则呈相反趋势,飞燕草素-3-O-葡萄糖苷在光照和温度不同条件下较稳定。随着pH增加,矢车菊素-3-O-葡萄糖苷质量分数逐渐降低,飞燕草素-3-O-葡萄糖苷逐渐增加。  结论  换锦花花色苷的主要成分是矢车菊素、天竺葵素和飞燕草素;高温、强光和高pH对花色苷有降解作用,可导致花色苷之间结构的转变。图7表1参29
县域景观生态风险评价
崔杨林, 高祥, 董斌, 位慧敏
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200461
摘要:
  目的  利用地理国情数据,定量化研究县域尺度下景观生态风险的变化趋势。  方法  以2015和2017年安徽省宿松县国情数据分类合并后的景观分布图为数据源,在地理信息系统(GIS)技术和Fragstats 4.2软件支持下,基于景观指数,采用地统计学方法,定量化分析2015−2017年宿松县土地景观动态变化、生态风险的时空变化及人类干扰活动对其的影响。  结果  宿松县景观破碎化程度不断增高, 多样化程度不断增强,景观分布呈复杂趋势;西北部景观破碎度、分离度、分维度均较低,景观多样化水平低,景观生态风险较低,中部和东南部景观破碎度、分离度、分维度较高,景观分布结构较为复杂,景观生态风险较高;宿松县低生态风险区、较低生态风险区、中等生态风险区面积呈降低趋势,而较高生态风险区和高生态风险区面积呈增加趋势。  结论  宿松县景观生态风险程度有所增加,生态等级表现为低等级向相邻的高等级转化,潜在生态风险程度从高到低排序为矿产资源区、鱼米之乡、交通枢纽镇、农业区、山地旅游区。图6表6参32
基于混合效应模型的迪庆云冷杉林地上生物量遥感估测
卢腾飞, 周律, 胡中岳, 欧光龙, 胥辉
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200327
摘要:
  目的  确定云冷杉林生物量光学遥感估测饱和值,探索提高生物量遥感估测精度。  方法  以云南省迪庆藏族自治州云冷杉林为研究对象,根据森林资源二类调查数据,结合同时期Landsat 8 OLI遥感影像,利用随机选取的小班样本数据提取遥感因子反射率统计值,并与生物量进行曲线拟合,求解云冷杉林生物量饱和值,建立云冷杉生物量回归估测模型、BP神经网络模型。同时基于回归模型构建考虑区域、龄组效应的单水平和嵌套两水平(区域+龄组)混合效应模型,反演研究区云冷杉林地上生物量。  结果  利用幂函数拟合迪庆藏族自治州云冷杉林生物量饱和值为233 t∙hm−2;最优回归估测模型调整决定系数(Ra2)为0.606,高于BP神经网络模型的Ra2(0.542),各个效应水平混合模型的拟合精度与独立性检验指标均优于回归模型。考虑两水平的混合效应模型有最优的拟合精度,而考虑龄组效应水平的混合模型有最优的独立性检验指标。混合效应模型在低生物量段(<100 t∙hm−2)和高生物量段(>233 t∙hm−2)均显著降低了回归模型和BP神经网络模型的估测平均残差。  结论  混合效应模型有更宽的估测范围,在一定程度上减小低值高估与数据饱和造成的高值低估影响,提高了预估精度。图3表12参28
珠海市城区风景游憩林三维绿量与林下游憩空间量特征
赵庆, 章驰, 胡柔璇, 许东先, 钱万惠, 魏玉晗, 唐洪辉
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200455
摘要:
  目的  明确不同生态位风景游憩林的三维绿量(3DGQ)和林下游憩空间量(FRS)特征,揭示风景游憩林构建的规律和存在的问题。  方法  采用群落生态学的方法分别在广东省珠海市前山公园(13个样方)、北理工珠海学院(14个样方)和梅华城市公园(26个样方)设置风景游憩林群落研究林地,结合高分遥感影像,进行每木调查。测算三维绿量和林下游憩空间量,分析不同区位风景游憩林的差异。  结果  位于城市近郊区(UFA)的前山公园风景游憩林单位面积绿量最低。单木绿量较大的树种有白兰Michelia × alba、小叶榕Ficus microcarpa、樟树Cinnamomum camphora、荔枝Litchi chinensis、非洲楝Khaya senegalensis、高山榕Ficus altissima、凤凰木Delonix regia、阴香Cinnamomum burmannii。3个研究林地三维绿量分布有一定差异,位于城市核心区(CUA)的梅华城市公园三维绿量分布较均匀;树木胸径与其三维绿量呈正相关,相关系数与树种树冠形状有关。凤凰木、美丽异木棉Ceiba speciosa、木棉Bombax ceiba和秋枫Bischofia javanica的空间分配策略为林下游憩空间占据绝对优势,白兰的空间分配策略有较强的多样性。  结论  随着研究林地地理位置由城市核心向城市近郊过渡,单位面积三维绿量逐渐减小,绿量分布迅速趋于集中;胸径与三维绿量的正相关关系受树冠形态影响;风景游憩林构建过程中,冠层空间和林下游憩空间的分配应结合树种特点进行。图3表1参30
桂花OfNAC转录因子鉴定及在花开放阶段的表达分析
缪云锋, 周丹, 董彬, 赵宏波
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200474
摘要:
  目的  研究OfNAC基因对桂花Osmanthus fragrans花开放的调控作用。  方法  从桂花品种‘堰虹桂’O. fragrans ‘Yanhonggui’转录组数据中,筛选获得相关OfNAC基因序列,分析预测其理化性质和结构,运用实时荧光定量PCR技术分析花开放过程的表达特性。  结果  筛选得到22条OfNAC序列。生物信息学分析发现:22条OfNAC转录因子均含有NAM结构域,氨基酸序列含有5个保守的亚结构域(A~E),其保守性由强到弱依次为C、A、D、B、E;二级结构中不同结构的占比由大到小表现为无规则卷曲、α-螺旋、延伸链、β-折叠;亚细胞定位及跨膜结构预测表明:OfNAC17、OfNAC17-X2、OfNAC53、OfNAC91、OfNTM1-9在膜上表达,其他OfNAC在细胞核内发挥功能。在桂花花开放进程中,OfNAC100-2、OfNAC43、OfNAC73相对表达量在铃梗期(S4)到达顶峰,在此之后相对表达降低; OfNAC43在铃梗期(S4)骤然升高,并且在此时期相对表达最大;OfNAC71、OfNAC29-1、OfNAC21/22从起始期(S1)呈缓慢上升趋势,在顶壳期 (S3) 到达最高,随后整体呈现下降趋势;OfNAC29-2在圆珠期(S2)相对表达量陡然上升,在铃梗期(S4)相对表达最低。  结论  推测OfNAC100-2、OfNAC43、OfNAC73、OfNAC71、OfNAC29-1、OfNAC21/22、OfNAC29-2等成员极有可能参与调控桂花的花开放。图6表3参33
浙西南地区黄甜竹地上部营养元素质量分数及分配特性
宋艳冬, 潘心禾, 杨杰, 施拥军
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200646
摘要:
  目的  研究浙西南地区不同年龄黄甜竹Acidosasa edulis地上部营养元素质量分数及分配特性,为黄甜竹林地土壤养分管理和资源开发利用提供依据。  方法  采用全收获法计算生物量,测定不同年龄(1-3 a)和不同地上部位(叶、枝、秆)的植株样品中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)和锌(Zn)等9种营养元素。  结果  ①黄甜竹地上部营养元素质量分数最高为叶(48.73 g·kg−1),其次为枝(17.61 g·kg−1),秆中最低(16.30 g·kg−1);叶中各营养元素从高到低依次为N、K、Ca、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu,枝中为N、K、Ca、P、Mn、Mg、Fe、Zn、Cu,秆中为N、K、P、Ca、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu。各部位营养元素质量分数受竹龄影响不同,其中枝受竹龄影响最大,秆次之,叶最小。②营养元素积累量秆中最大(687.38 kg·hm−2),其次是叶(333.01 kg·hm−2),枝中最小(166.29 kg·hm−2)。不同营养元素的积累量从大到小依次为N、K、Ca、P、Mg、Mn、Fe、Zn、Cu。③不同部位营养元素分配率不同,总体表现为秆中最高(57.92%),其次是叶(28.06%),枝中最低(14.01%)。黄甜竹中N元素积累量最高,表明黄甜竹有较强的氮吸收能力,生产上要适时补充氮肥。竹叶中营养元素全面,有较高的开发利用价值。图1表3参29
浙江庆元巾子峰国家森林公园植被群落的数量分类与排序
李伟成, 郑彦超, 盛海燕, 楼毅, 于辉
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200393
摘要:
  目的   了解浙江省庆元县巾子峰国家森林公园中植被群落与环境因子之间的关系。   方法   采用样方调查法调查庆元巾子峰国家森林公园中48个样方的植被群落,并进行数量分类和排序,分析群落类型、分布特征及其与环境因子的相关关系。   结果   ①共调查记录植物66科129属193种。植物物种数较多的科分别为壳斗科Fagaceae(19种)、樟科 Lauraceae(18种)、山茶科 Theaceae(9种)、杜鹃花科Ericaceae(9种)、蔷薇科Rosaceae(9种)、冬青科Aquifoliaceae(6种)、禾本科Gramineae(6种)、茜草科Rubiaceae(6种)、金粟兰科Chloranthaceae(5种)和百合科 Liliaceae(5种)。乔木层优势物种主要为杉木Cunninghamia lanceolata、木荷Schima superba、黄山松Pinus taiwanensis、青冈Cyclobalanopsis glauca、甜槠Castanopsis eyrei、红楠Machilus thunbergii、少叶黄杞Engelhardia fenzelii和拟赤杨Alniphyllum fortunei。灌木层优势种为杜茎山Maesa japonica、草珊瑚Sarcandra glabra、隔药柃Eurya muricata和映山红Rhododendron simsii。草本层优势种为蕨Pteridum aquilinum var. latiusculum、芒萁Dicranopteris dichotoma、黑足鳞毛蕨Dryopteris fuscipes、中华薹草Carex chinensis、白茅Imperata cylindrica、江南卷柏Selaginella moellendorffii和荩草Arthraxon hispidus。②双向指示种分析将植被群落分成10个群丛类型。③10个群丛在去趋势对应分析排序图中呈现有规律的分布,反映了较好的环境梯度。④典范对应分析排序结果表明:影响各群丛分布的最重要环境因子是海拔,其次为土壤类型、土壤温度和坡度;各优势树种的分布特征与各群丛的分布特征具有较好的相似性。   结论   海拔是影响庆元巾子峰国家森林公园植被群落分布的最重要环境因子,海拔对山地植被群落分布具有决定性作用。图4表4参22
不同叶色矢竹叶片反射光谱及光化学特性
王洁, 陈柯伊, 金海, 李朝娜, 成敏敏, 杨海芸
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200360
摘要:
  目的  通过解析矢竹Pseudosasa japonica不同叶色叶片反射光谱特性、光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)特性之间的差异,探索不同叶色竹种光合能力差异,从生理角度分析矢竹叶色变异特性并为进一步探究叶色变异机制奠定基础。  方法  取生长健壮的矢竹叶片(GL)、花叶矢竹P. japonica f. akebonosuji复绿叶片(AL)、花叶矢竹条纹叶片[(SL)包括白色部分(SA)和绿色部分(SG)]、曙筋矢竹P. japonica f. akebono(VL)4种不同叶色叶片为材料,测定其光合色素质量分数、叶绿素归一化指数(ChlNDI)、光化学植被指数(PRI)、快速荧光动力学参数及820 nm相对吸收值。  结果  叶片叶绿素质量分数从大到小依次为GL、SL、VL、AL;不同叶色矢竹叶片的叶绿素归一化指数、光化学植被指数变化趋势一致,从大到小依次均为GL、SG、VL、SA、AL;4个色叶的光系统Ⅰ最大氧化还原能力从大到小依次为GL、VL、SG、AL;花叶矢竹复绿叶、条纹绿叶和曙筋矢竹都具有叶绿素荧光曲线动力学活性,但光系统Ⅱ反应中心开放降低程度与矢竹差异显著(P<0.05),能量用于电子传递份额变小;缺乏叶绿素使得单位反应中心吸收的光能不断增加,可能是因为它需要更多的反应中心来应对其较低的转化效率,但最大光化学效率(Fv/Fm)和叶片性能指数(PIABS)都逐渐降低,可能是光系统Ⅱ反应中心发生可逆失活,能吸收光能但不能推动电子传递。  结论  叶色变异导致矢竹叶片光合色素质量分数存在差异,进而影响叶绿素归一化指数和光化学反射指数特征参数,叶绿素缺乏会影响光系统Ⅱ活性反应中心发生可逆性失活。花叶矢竹条纹叶片反应中心较少,但仍具有较好的光系统Ⅱ活性和叶绿素水平,维持较好的光合能力,这可能与其独特的花叶性状有关。图8表2参31
农杆菌介导遗传转化获得转CP4基因籼稻的研究
胡欢, 李媛, 丁筠, 曹含章, 吕尊富, 李飞飞
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200436
摘要:
  目的  建立籼稻‘中恢161’Oryza sativa subsp. indica ‘Zhonghui 161’农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的转化体系。  方法  以籼稻‘中恢161’的成熟胚为材料,设置了5个草甘膦质量浓度(100、200、300、400和500 mg·L−1)进行胚性愈伤组织的草甘膦敏感性试验。利用农杆菌介导法,将草甘膦抗性基因CP4-EPSPS导入‘中恢161’的胚性愈伤组织中,转化后的胚性愈伤组织分别在含有300、350和400 mg·L−1草甘膦的选择培养基上进行抗性筛选。抗性愈伤组织进一步分化、成苗。  结果  草甘膦质量浓度为300~400 mg·L−1时,愈伤组织褐化率约50%,具有很好的选择效果。经统计,300、350和400 mg·L−1草甘膦抗性筛选后,愈伤组织阳性率分别为40.16%、61.72%和84.04%,抗性愈伤组织的分化率为46.43%,成苗率为32.84%。共获得67株再生小苗,经PCR检测,43株成功转入CP4基因,再生植株阳性率为64.18%。  结论  建立了‘中恢161’农杆菌介导的转化体系。图5参20
机械损伤及埋土深度对杉木萌蘖及抗氧化酶活性的影响
张吉玲, 陈钢, 曹光球, 林思祖, 郑宏, 李勇
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200323
摘要:
  目的  研究分析机械损伤处理下杉木Cunninghamia lanceolata无性系萌蘖能力与抗氧化酶活性的相关关系,从酶活性代谢生理角度阐述杉木萌蘖机制,为解决杉木无性系萌蘖问题提供理论依据。  方法  以杉木无性系洋020的1年生扦插苗为材料,通过盆栽试验,设置去顶和未去顶处理,0、3、6 cm埋土深度处理,在萌蘖初期、中期、后期分别取样,观测无性系萌蘖状况,通过酶活吸光度方法测定了杉木无性系萌蘖过程中枝叶、基部韧皮部、根尖等不同器官超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性差异,并进行相关性分析。  结果  随着埋土深度的增加,去顶和未去顶不同埋土深度杉木无性系苗萌蘖能力均呈降低的趋势,且不同埋土深度处理会影响植物的抗氧化酶的活性。随着埋土深度的增加,杉木幼苗枝叶SOD活性呈上升趋势,CAT活性呈下降趋势;埋土6 cm处理有利于增强枝叶及根尖POD的活性。  结论  机械损伤和不同埋土深度对杉木无性萌蘖有一定的影响;同一埋土深度,去顶处理杉木无性系的萌蘖能力高于未去顶处理。不同器官植物抗氧化酶活性是影响杉木无性系机械损伤和不同埋土深度处理萌蘖的主要影响因子之一。图3表3参18
施用原始及铁改性生物质炭对土壤吸附As(Ⅴ)的影响
戴志楠, 温尔刚, 陈翰博, 杨兴, 陈俊辉, 郭佳, 王海龙
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200392
摘要:
  目的  考察生物质炭及铁改性生物质炭对土壤吸附砷As(Ⅴ)的影响。  方法  以法国梧桐Platanus orientalis修剪枝为原料在650 ℃限氧条件下热解制备生物质炭,并通过氯化铁(FeCl3)溶液浸渍、热解,将其进一步制备成铁改性生物质炭,对比考察改性后生物质炭理化性质和表面官能团的变化;并通过批量吸附试验探究不同As (Ⅴ)初始质量浓度、吸附时间对施炭土壤吸附As (Ⅴ)效果和规律的影响,通过分析吸附等温线特征和吸附动力学特征,探明吸附机制。  结果  铁改性生物质炭较原始生物质炭pH、比表面积及官能团数量降低,但灰分质量分数和电导率有所增加;Langmuir模型能较好拟合施炭土壤对As(Ⅴ)的吸附过程,表明吸附以单分子层为主。当As (Ⅴ)溶液初始质量浓度大于25 mg·L−1后,铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的吸附量大于原始生物质炭,且最大吸附量为0.36 mg·g−1。原始生物质炭和铁改性生物质炭对As (Ⅴ)的动力学吸附符合准二级动力学方程,吸附过程在4 h前后分别为快速吸附和慢速吸附2个阶段,在24 h左右趋于平衡,且铁改性生物质炭处理下土壤的饱和吸附量比原始生物质炭处理高11%。  结论  施用2种生物质炭均能提高土壤对As (Ⅴ)的吸附效果,且铁改性生物质炭的吸附效果优于原始生物质炭。因此,施用铁改性生物质炭可以加强土壤对As (Ⅴ)的吸附作用从而降低As生物有效性。图6表3参39
不同演替程度下马尾松人工林生物多样性对生物量的影响
韩泽民, 李源, 王熊, 菅永峰, 周靖靖, 佃袁勇, 黄光体
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200334
摘要:
  目的  为了解决长期纯林经营模式下马尾松Pinus massoniana林地力衰退、生物多样性降低、生物量下降等问题,探究马尾松人工林在自然演替程度下生物量与生物多样性变化规律以及相关关系。  方法  以湖北省荆门市京山县太子山3种不同自然演替程度下的马尾松人工林为研究对象,采用典型样地法探究其生物量与生物多样性、林分密度之间的关系。  结果  ① 40年生林分与50年生林分的生物量相对于30年生林分具有显著差异(P<0.05),其中40年生林分的平均生物量最高。②多样性指数随着演替的进行不断增加,但在不同演替阶段有所差异。其中Shannon-Wiener指数与Simpson指数在各个演替阶段之间都具有显著差异(P<0.05);Pielou指数在40年生林分与50年生林分之间差异不显著(P>0.05),但都与30年生林分差异显著(P<0.05);功能丰富度、功能多样性与Pielou指数变化一致;功能离散度在40年生林分与其他演替阶段的林分都差异不显著(P>0.05),30年生林分与50年生林分差异显著(P<0.05);功能均匀度在各个演替阶段林分之间都具有显著差异(P<0.05)。③林分密度在40年生林分与其他演替阶段的林分都差异不显著(P>0.05),30年生林分与50年生林分之间差异显著(P<0.05),其变化趋势随着演替程度的进行有所增加。④最佳解释模型中,解释变量包含功能离散度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及Pielou指数,其中功能离散度相较于其他物种多样性指数更能有效地解释生物量的变化。  结论  生物多样性因子对生物量的变化具有一定可解释性,其中功能参数中的功能离散度对于生物量的影响最大。图1表4参34
天目铁木和多脉铁木不同器官氮磷钾生态化学计量特征
叶子豪, 吴伟峰, 彭健健, 张崑, 蔡广越, 李云, 战捷佳, 吴家森
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200470
摘要:
  目的   研究天目铁木Ostrya rehderiana和多脉铁木O. multinervis等2种极小种群植物不同器官的化学计量特征,推测2种植物生长的限制性元素,为林地土壤管理提供科学依据。   方法   以天目铁木和多脉铁木为研究对象,对植物根、枝、叶、树皮全氮、全磷、全钾的质量分数以及土壤基本理化性质进行了测定。采用SPSS软件进行差异显著性检验,分析2种植物不同器官之间的差异。   结果   天目铁木的氮、钾质量分数从大到小依次为叶、枝、皮、根,磷质量分数从大到小依次为枝、根、叶、皮;多脉铁木的氮、钾质量分数从大到小依次为叶、枝、根、皮,磷质量分数从大到小依次为根、枝、叶、皮。天目铁木的氮磷比平均值为3.18~19.22,氮钾比平均值为1.60~2.56,钾磷比平均值为1.97~11.80。多脉铁木氮磷比平均值为3.57~28.43,氮钾比平均值为1.14~4.59,钾磷比平均值为2.77~11.77。2种树种不同器官之间氮、磷、钾生态化学计量特征较为相似,仅多脉铁木根中的氮和叶、枝中的钾显著高于天目铁木的对应器官(P<0.05)。   结论   影响天目铁木生长的限制性元素是氮和磷,影响多脉铁木生长的限制性元素是磷。因此,在林地土壤管理中,天目铁木应适当增施氮肥和磷肥,而多脉铁木则应适当增施磷肥。图2表1参33
天台县大雷山夏蜡梅群落学特征分析
张忠钊, 谢文远, 张培林
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200349
摘要:
  目的  探索浙江省天台县大雷山野生夏蜡梅Sinocalycanthus chinensis群落的物种组成、种群结构和种间联结,补充大雷山野生夏蜡梅资源分布情况。  方法  在实地踏查的基础上,结合以往研究资料,选取天台县大雷山夏蜡梅的典型群落,建立5个20 m×20 m样地,进行群落学调查。  结果  ①夏蜡梅所处的群落类型多样,主要有落叶阔叶林、针叶林和竹林,分层明显,乔木层优势种有化香树Platycarya strobilacea、山胡椒Lindera glauca、灯台树Bothrocaryum controversum、杉木Cunninghamia lanceolata、毛竹Phyllostachys edulis;灌木层优势种有中国绣球Hydrangea chinensis、夏蜡梅、悬铃木叶苎麻 Boehmeria tricuspis;草本层优势种有金星蕨Parathelypteris glanduligera、辽宁堇菜Viola rossii、透茎冷水花Pilea pumila。②夏蜡梅的种群结构为“金字塔”型,第Ⅰ级个体比率最高,占56.51%,说明种群正处在增长阶段。③对夏蜡梅群落内的乔木层和灌木层物种对进行种间关联与相关性分析显示,正负关联比均大于1,夏蜡梅与大部分树种无相关关系。  结论  大雷山野生夏蜡梅群落中各树种联系紧密,群落的结构和功能趋于完善,但夏蜡梅在群落中可能处于相对独立的地位。鉴于夏蜡梅与红果山胡椒Lindera erythrocarpa、山莓Rubus corchorifolius、浙闽樱桃Cerasus schneideriana、化香树等树种呈负相关关系,具有竞争关系,建议在后期夏蜡梅野外保育过程中,采取适当人为择伐和抚育措施,营造良好的生长环境。图10表5参24
五大连池火山森林群落多样性与稳定性
谢立红, 曹宏杰, 黄庆阳, 杨帆, 王继丰, 王建波, 倪红伟
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200255
摘要:
  目的   五大连池完好的内陆单成因火山地貌,原生而完整的植被演替过程,是研究植被演替与生物多样性系统发育等的理想场所。研究五大连池火山森林群落物种多样性与稳定性特征,以及群落物种多样性与稳定性关系,为五大连池火山森林植被的演替、恢复与可持续发展提供科学依据。   方法   以4座老期火山森林群落为对象,对群落结构数量特征、群落内乔木、灌木和草本层物种多样性指数、群落年龄结构及紫椴Tilia amurensis和蒙古栎Quercus mongolica种群的年龄结构进行了研究。   结果   ①各山体森林群落的乔木层和灌木层物种数北坡较南坡丰富。总体来看,重要值≥1的树种仅南坡有1种,群落树种组成简单。②各山体整体上北坡群落物种的Margalef指数和Shannon-Wiener指数从大到小依次为乔木层、草本层、灌木层,Simpson指数和Pielou指数从大到小依次为乔木层、灌木层、草本层;南坡群落物种的各种多样性指数从大到小依次草本层、乔木层、灌木层。③森林群落的年龄结构南北坡向都是稳定型,紫椴和蒙古栎种群的年龄结构也都是稳定型,为稳定群落。④北坡乔木层和灌木层的物种多样性指数高于南坡,而草本层的多样性指数低于南坡,同时南北坡向间群落物种多样性各指数呈极显著(P<0.01)或显著差异(P<0.05),且变异系数都较大。   结论   五大连池老期火山森林群落结构较简单,北坡群落物种多样性较高,且群落稳定状态更好。图6表4参31
基于全局对比度的害虫收集方法
柳懿祥, 汪杭军, 徐铁平
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200318
摘要:
  目的  目前利用测报灯,通过灯光诱捕昆虫,并由计算机完成昆虫图像的采集、计数和识别已逐步成为害虫测报的重要方法。为了减少昆虫在采样盘上重叠造成的计数和识别误差,基于害虫图像,根据昆虫密度研究采样盘中昆虫的收集方法,从而提高采集效率和精度。  方法  根据昆虫在采样盘上姿态特点,提出基于全局对比度的图像分割方法,结合阈值迭代分割获得昆虫区域,计算昆虫比例,并控制采样盘翻转完成对昆虫的收集。  结果  通过对5种害虫的实际图像进行的试验表明:与水平集、大津法(OTSU)、阈值迭代法和基于直方图对比度的显著性检测(HC)4种算法相比,本研究方法在准确率和召回率上均提高10%以上,取得了较好的结果;同时,在分割速度上比水平集快3倍,与阈值和HC算法基本持平。  结论  基于全局对比度的分割方法简单、高效,在害虫自动测报中具有较高的实际应用价值。图7表1参17
基于行业减排的森林碳汇需求空间测度与分类
朱梅钰, 龙飞, 祁慧博, 张哲
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200386
摘要:
  目的   对全国28个省级行政区域和深圳市的森林碳汇需求空间进行分类,就提升各类地区未来的森林碳汇需求空间提出针对性的建议,为科学设计碳汇政策以及有针对性地开发森林碳汇需求空间提供客观依据。   方法   以全国28个省级行政区域和深圳市为样本地区,收集整理2008−2017年《统计年鉴》中工业行业的投入产出数据,运用方向性距离函数模型测算各地区工业行业碳边际减排成本,并采用需求空间模型,对全国28个省级行政区域和深圳市10 a的森林碳汇需求空间进行测度,对求得的需求空间数据进行聚类分析和判别分析。   结果   各样本地区的碳边际减排成本和森林碳汇需求空间数据均存在一定的地区性波动。3类地区碳边际减排成本与森林碳汇需求空间的皮尔逊相关系数为0.999,呈显著正相关。聚类结果发现:1、2、3类地区的碳边际减排成本平均值分别为1.59、1.18、0.51万元·t−1;1、2、3类地区森林碳汇需求空间平均值分别为571.91、374.93、174.15万t·a−1。最终判别方程发现:2011、2014年的需求空间数据对地区分类的影响最为显著。   结论   整体来看,分类结果与中国东中西部地区的经济发展水平大致吻合。政策情景模拟显示:差异化开发森林碳汇需求空间要将超排处罚率作为第1、2类地区的重要切入点,同时优化配额发放模式;第3类地区以鼓励引导为主。表6参16
竹笋适口性形成及其主要影响因素研究综述
徐森, 杨丽婷, 陈双林, 郭子武, 谷瑞, 章超
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200400
摘要:
竹笋是中国传统森林蔬菜,也是大宗出口农产品。适口性体现了竹笋经济价值和市场潜力,是高品质竹笋评价的重要指标,但竹笋适口性形成基础及提升技术研发相对薄弱,一定程度上限制了竹笋品质改良技术研发及生产应用。本研究综述了竹笋适口性评价的主要指标,总结了当前竹笋适口性的主要研究成果,并对未来研究提出展望。目前竹笋适口性的研究主要集中于:①竹笋适口性的种间差异;②环境因子对竹笋适口性的影响;③经营措施对竹笋适口性的影响。主要结论为:糖、酸、酚类、纤维类以及氨基酸类物质是竹笋适口性评价的主要指标,适口性的形成不仅取决于竹种自身遗传因素,同时也受到气候因素和土壤质地等的影响。通过覆盖栽培、施肥、林分结构调控和选择适宜的采笋时间等途径可以改良竹笋适口性,但其效应存在明显的种间差异。未来竹笋适口性的研究应该集中于构建适口性综合评价指标与方法,探究多因素互作对竹笋适口性的影响,从生态、生理、生化、分子等多学科层面揭示竹笋适口性形成机制。筛选适口性好、产量高、生态适应性强的优良笋用竹进行规模化栽培,并从栽培环境选择、土壤养分精准补充、笋芽萌发环境控制、竹笋器官处理等途径研发竹笋适口性改良技术。参66
楸树扦插过程中插穗内含物变化分析
王改萍, 王晓聪, 章雷, 张晨, 刘彬
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200313
摘要:
  目的  探索楸树Catalpa bungei扦插生根机制,研究插穗生根过程的形态特征和生理生化特性。  方法  采用ABT生根粉1号(GGR-6)浸泡处理楸树插穗,以蒸馏水浸泡为对照,测定扦插生根不同阶段相关酶活性、营养物质及生根抑制物质的变化规律。  结果  GGR-6处理显著促进插穗生根,生根率达到82.04%,高于对照(P<0.01)。生根过程中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性在大量愈伤组织形成期均上升;SOD、PPO最大值出现在不定根大量形成期,分别为623.33×16.67和57.44×16.67 nkat·g−1,POD在不定根大量形成期下降;3种酶均与生根率成显著正相关。插穗可溶性糖、碳氮比(C/N)在大量愈伤组织形成期急剧下降,仅为扦插初时的40%左右,扦插20 d时达到最大值。可溶性蛋白质、总氮质量分数总体呈下降趋势,25~30 d时为最小值;GGR-6处理下插穗内营养物质变化幅度大,且最大值均高于对照;总氮质量分数与生根率负相关(P<0.05),可溶性糖、可溶性蛋白质、C/N均与生根率显著正相关(P<0.05);气相色谱质谱联用仪(GC-MS)鉴定出4种与生根相关的物质,其中3种可能抑制生根,1种可能促进生根。  结论  插穗抗氧化酶活性的提高促进了楸树不定根的发生;可溶性糖与可溶性蛋白质是插穗生根的主要营养物质;初步推断槲皮素、亚油酸、棕榈酸抑制插穗生根,植物甾醇促进插穗生根。图2表4参32
不同溶解氧质量浓度对雷竹水培苗生长和生理生化的影响
杨王庭, 邵香君, 周菊敏, 桂仁意
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200286
摘要:
  目的   了解溶解氧质量浓度对雷竹Phyllostachys violascens水培苗生长、生理指标及根系结构的影响,初步探究雷竹水培苗对缺氧的适应性机制。   方法   以雷竹水培苗为材料,设置0、2、4、6、8 mg·L−1不同溶解氧质量浓度进行处理,分析不同溶解氧质量浓度对雷竹水培苗生物量积累、叶面积、根系活力、抗氧化酶活性、光合色素质量分数及根系结构的影响。   结果   雷竹水培苗生物量积累、叶面积、根系活力、叶片抗氧化酶活性和光合色素质量分数均随溶解氧质量浓度的升高而显著升高(P<0.05)。8 mg·L−1处理组中雷竹水培苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性达到峰值,分别为746.13×16.67 nkat·g−1、63.13×16.67 nkat·g−1·min−1、59 395.45×16.67 nkat·g−1·min−1和407.46 ×16.67 nkat·g−1·min−1。水培条件下,雷竹水培苗根系中形成溶生型通气组织,其面积占根系横截面面积的百分比随溶解氧质量浓度降低而显著升高(最高达到7.1%),通气组织个数变化趋势则相反(P<0.05)。   结论   水培条件下,溶解氧质量浓度越高,雷竹水培苗长势越好,且雷竹水培苗生长对氧气的需求大于8 mg·L−1。水培条件下,缺氧会诱导雷竹根中形成溶生型通气组织,但不足以使其具有高度耐水淹的能力。图5参50
应用岩棉缓解水分胁迫对番茄的生长生理影响
顾佳悦, 邵帅, 邓玉娟, 余骋博, 陈俊辉, 秦华, 梁辰飞, 徐秋芳
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200221
摘要:
  目的  探索盆栽模式下,岩棉材料及其不同埋设方式对土壤水分保蓄能力和植物栽培的实用效果。  方法  以番茄Lycopersicone sculentum幼苗为研究对象,设置植根下部埋设块状岩棉(BR)、环根周埋设片状岩棉(FR)和埋设惰性不吸水材料(ck) 3个处理,模拟水分胁迫下的植株生长;监测土表下5 cm处土壤含水量、番茄生育期内生长和生理指标变化。  结果  等量灌水条件下,土壤容积含水量从大到小依次为BR、FR、ck,岩棉处理显著高于对照(P<0.05)。同一生长期内岩棉处理(BR和FR)番茄株高、地茎、叶片数、最大叶面积、根长和干质量等指标均高于ck;不同岩棉埋设方式对同期植物的生长指标影响不显著,结果末期BR处理根长显著高于FR处理(P<0.05),同期番茄叶片叶绿素a质量分数、总叶绿素质量分数和相对含水量等从大到小依次为BR、FR、ck,而丙二醛质量摩尔浓度、脯氨酸质量分数和过氧化物酶活性从大到小依次为ck、FR、BR。  结论  岩棉材料可以有效提高盆栽土壤蓄水保水能力,缓解水分胁迫对盆栽植物生长及生理特性的不利影响,其中植根下部埋设块状岩棉(BR)对缓解水分胁迫、促进植物根系定植效果更佳。图3表1参31
基于CiteSpace的全球竹林碳汇研究回顾及展望
敖贵艳, 刘强, 吴伟光, 曹先磊
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200501
摘要:
随着全球气候变暖问题日益严重,竹林碳汇研究已经逐渐演化为碳汇相关研究领域的重要分支之一。本研究借助CiteSpace软件,对自《京都议定书》签订以来,Web of Science核心合集数据库中研究竹林碳汇的文献进行了回顾和梳理,结果表明:①竹林碳汇研究处于快速发展期,该领域正受到越来越多学者的密切关注;②发文作者之间合作紧密,核心作者发文能力较强,并且已经基本形成核心作者群,核心发文机构地域集聚性明显,对该领域贡献巨大;③现有研究主要集中于探讨竹林碳储量、竹林固碳能力、经营模式、竹制品碳储量、竹林增汇和增收效应等方面,主要观点包括竹林有着较高的碳储量、竹林固碳能力明显高于其他树林、经营模式对竹林固碳能力具有显著影响、竹制品具有较大的替代减排潜力、竹林具备增加森林碳汇和增加农户收益的双重功效等;④关键词的变迁与通过竹林碳汇应对全球气候变化,以及促进竹林可持续经营密切关联。未来应该扩大竹林碳汇领域的影响力,加强现实问题的对策类研究,以挖掘竹林碳汇减排和增收的双重效应。图2表2参39
重组竹/玻纤/PET泡沫复合多层结构保温板制备及性能评价
徐斌, 王恒旭, 陆杰, 傅深渊, 戴进峰
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200330
摘要:
  目的  为了促进木质结构保温板(SIP)的可持续发展,引入具有优良力学性能及装饰效果的可再生重组竹,结合环保型粉状环氧树脂胶黏剂,制备了重组竹/结构保温板复合材料。  方法  通过差示扫描量热法(DSC法)、力学性能测试和导热系数测试研究粉状环氧树脂胶黏剂的固化特性及复合材料的结合强度、抗弯强度、导热系数及耐热水性。  结果  ①粉状环氧树脂胶黏剂的最佳固化条件为84 ℃开始发生固化反应,在116 ℃时充分固化,于180 ℃下体系完全固化。②当涂胶量为150 g·m−2,热压时间为15 min时,重组竹/结构保温板复合材料的结合强度和抗弯强度分别可达0.83和19.80 MPa,导热系数为0.054 2 W·m−1·K−1(25 ℃)。在80 ℃热水浸泡3 h后,复合材料的结合强度仍达0.15 MPa。  结论  获得综合性能优异且具有良好耐热水性的重组竹/结构保温板复合材料。图6表2参21
不同官能团多壁碳纳米管对镉的吸附及细菌毒性
李思艳, 刘俊蕃, 李梅
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200297
摘要:
  目的  探讨不同官能团多壁碳纳米管对镉离子(Cd2+)的吸附作用,揭示多壁碳纳米管影响镉细菌毒性的机制。  方法  通过批量吸附平衡实验研究不同官能团(羟基化、羧基化、氨基化、未经修饰)多壁碳纳米管(MWCNTs)对Cd2+的吸附性能,通过细菌毒性实验评估不同官能团多壁碳纳米管和Cd2+对大肠埃希菌Escherichia coli的毒性效应。  结果  4种多壁碳纳米管对Cd2+的吸附能力从大到小依次为羧基化多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、多壁碳纳米管、氨基化多壁碳纳米管,吸附性能与碳纳米管含氧量相关。多壁碳纳米管- Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,随纳米管质量浓度增加(0~200 mg·L−1),羧基化多壁碳纳米管-Cd2+复合物作用下细菌存活率从67%提高到81%。  结论  不同官能团多壁碳纳米管对Cd2+的吸附量与碳纳米管含氧量呈正相关;多壁碳纳米管-Cd2+复合物细菌毒性低于游离Cd2+,认为多壁碳纳米管可降低游离Cd2+的细菌毒性。图4表2参26
间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响
简永旗, 吴家森, 盛卫星, 聂国辉, 郑城, 姜培坤
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200355
摘要:
  目的  探讨间伐和林分类型对森林凋落物储量及土壤持水效能的影响,为提高不同林分类型水源涵养功能提供科学依据。  方法  以浙江省建德市3个小流域的间伐与未间伐杉木Cunninghamia lanceolata林和阔叶林为对象,野外采集凋落物与土壤(0~10、10~30、30~60 cm)样品,测定凋落物的储量、持水率和持水量以及土壤的容重、孔隙度和持水量。  结果  杉木林间伐较未间伐的凋落物储量降低了25.2%(P<0.05),而凋落物最大持水率和有效拦蓄率分别增加了24.4%和47.1%(P<0.05);间伐对阔叶林凋落物储量无显著影响,但凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别比未间伐的增加了42.5%和42.2%(P<0.05);凋落物持水性能总体表现为间伐林分高于未间伐林分。间伐显著提高了杉木林10~60 cm土壤非毛管孔隙度和非毛管持水量(P<0.05);间伐显著增加了阔叶林30~60 cm土层土壤非毛管孔隙度(P<0.05)及0~10、30~60 cm土层土壤非毛管持水量(P<0.05);间伐杉木林各土层土壤最大持水量均显著高于间伐阔叶林(P<0.05),并且间伐杉木林0~60 cm土层土壤最大持水量(3 775.19 t·hm−2)高于其他林分。  结论  间伐显著提高了森林凋落物的持水能力和土壤的持水性能,其中间伐杉木林凋落物及土壤整体的水源涵养功能最强。图3表5参考24
竹林金针虫实时荧光定量PCR内参基因的筛选与应用
叶碧欢, 陈友吾, 舒金平, 张威, 张亚波, 李海波, 宋其岩
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200492
摘要:
  目的   筛选平沙绿僵菌Metarhizium pingshaense侵染条件下筛胸梳爪叩甲Melanotus cribricollis幼虫被稳定表达的内参基因,为该竹林金针虫相关基因的表达研究奠定基础。   方法   基于筛胸梳爪叩甲幼虫的转录组数据,利用实时荧光定量PCR扩增特异性引物,分析相关性和扩增效率;利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件评估筛选出的6个候选内参基因(β-actinGAPDHα-tubulinRPL13αRPS3、RPS27a),并验证其表达稳定性。   结果   GeNorm分析结果显示:PRS27aRPS3的表达最稳定,随后依次是α-tubulinRPL13αβ-actinGAPDH;最适合的内参基因数目为2。NormFinder分析结果显示:RPL13α的表达最稳定,随后依次是α-tubulinRPS3、RPS27aβ-actinGAPDH。BestKeeper分析结果显示:β-actinGAPDHP值>0.5,不适合作为本试验条件下的内参基因。不同软件分析得出的候选内参排序存在一定差异。综合分析和表达稳定性验证表明PRS27aRPS3是最佳内参基因,6个目的基因的表达水平变化趋势均基本一致。   结论   PRS27aRPS3是研究平沙绿僵菌侵染的竹林金针虫相关基因表达的最佳内参基因。图3表3参27
藻源溶解性有机质对汞甲基化的影响
李雨桐, 何鑫龙, 彭一帆, 胡勰克, 王昱杭, 赵婷, 吴胜春, 梁鹏
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200146
摘要:
  目的  探究藻源溶解性有机质(DOM)各亚组分在不同腐解时间、不同汞(Hg2+)质量浓度下对水体中汞甲基化的影响。  方法  应用树脂串联技术分离藻体DOM的6种亚组分,利用室内培养方式进行Hg2+的甲基化试验。  结果  藻类DOM主要由羟基、烃基和芳环C=C等官能团组成;未经腐解的DOM各亚组分中,疏水性有机组分对汞甲基化的影响高于亲水性有机组分;随腐解时间延长,DOM官能团逐渐减少,疏水性有机组分对汞甲基化的影响表现为先降低后升高;亲水性有机组分抑制汞甲基化。  结论  DOM相对含量的升高抑制了汞的甲基化,DOM降解后,释放出来的Hg2+被微生物重新利用,甲基化程度加剧。图3参24
人为干扰对雅安苍坪山公园桉树人工林物种多样性和生物量的影响
曾洪, 陈聪琳, 喻静, 向琳, 孙一淼, 胡明玥, 郝建锋
doi: 10.11833/j.issn.20950756.20200312
摘要:
  目的  揭示不同人为干扰强度对桉树Eucalyptus grandis人工林物种多样性和生物量的影响。  方法  以四川省雅安市苍坪山公园桉树人工林为研究对象,采用典型样地法,设置12块20 m × 20 m不同干扰程度的样地,对林内物种组成、物种多样性水平(丰富度指数D、Shannon-Wiener指数H、Simpson优势度指数 H'、Pielou均匀度指数 Jsw)和植物层生物量进行调查研究。  结果  共调查到维管植物87种,隶属55科82属,桉树人工林物种数随着干扰的加强而减少;乔木层与草本层DHH'值随着干扰强度的增加而降低,灌木层DHH'值在中度干扰下达到最大值,乔木层的DH值变化差异显著(P<0.05)。随着干扰强度的增加,植物各层生物量呈不同变化趋势:中度干扰下乔木层蓄积量(12.01 m3·hm−2)最高;轻度干扰下灌木层生物量(394.533 kg·m−2)和草本层生物量(104.079 g·m−2)最高。乔木层D值、草本层H'值与草本层地上生物量和生物总量呈显著正相关(P<0.05);草本层Jsw值与草本层生物总量呈显著正相关(P<0.05)。  结论  适度的干扰会促使桉树人工林物种多样性和生物量增加;物种多样性和生物量的关系受人为干扰和自然条件而改变,没有固定关系。图2表3参25
基于服务能力的福州主城区城市公园布局分析
刘艳芬, 余坤勇, 赵秋月, 高仰驰, 艾婧文, 陈凤飞, 刘健
doi: 10.11833/j.issn.20950756.20200314
摘要:
  目的  城市公园布局合理性是城市人居环境建设重要体现,对福州市主城区城市公园的服务能力分析对提高布局合理性具有重要意义。  方法  利用GIS空间统计法,提出游憩可达性与避灾覆盖率2项指标对福州主城区城市公园现状布局分析;通过城市兴趣点(POI)数据计算城市服务压力对城市公园潜在服务需求分析。  结果  台江区、鼓楼区现状服务能力较好,避灾覆盖率大且路网丰富,可达性较好,服务能力最好的是鼓楼前公园;晋安区与仓山区现状服务能力较差,避灾覆盖率小且路网较差,较偏僻地区可达性较差,服务能力最差的是飞凤山公园。城市公园潜在需求分析表明鼓楼区服务压力最大,仓山区服务压力最小,城市公园集中在鼓楼区与仓山区。  结论  城市公园的布局较好呈聚集性分布,布局合理性很好的区域主要分布在在鼓楼区北部与台江区南部。布局合理性很差的区域主要分布于仓山区的南部及东南部地区、晋安区东部及北部地区,原因是这些区域本来公园绿地就少,避灾覆盖率及游憩可达性较差。从城市空间布局上对城市公园优化,对城市公园现状优化有12个,其中,台江区4个,鼓楼区3个,晋安区2个,仓山区3个;根据土地利用情况,建设潜在城市公园:仓山区可建45个城市公园,鼓楼区可建7个城市公园,晋安区可建19个城市公园。图10表3参25
桂花己糖激酶基因家族成员的序列及表达分析
庞天虹, 钱婕妤, 付建新, 顾翠花, 张超
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200370
摘要:
  目的  研究桂花Osmanthus fragrans己糖激酶家族成员序列特征及表达变化规律。  方法  选取3个不同花色桂花品种‘堰虹桂’O. fragrans ‘Yanhong Gui’、‘玉玲珑’O. fragrans ‘Yulinglong’、‘金球桂’O. fragrans ‘Jinqiu Gui’,从转录组数据中筛选得到HXK同源基因,进行序列分析和系统进化树分析,并利用实时荧光定量PCR检测不同品种桂花不同组织及不同发育阶段的OfHXKs基因表达情况。  结果  筛选得到OfHXK1~OfHXK4基因,分析表明不同品种桂花OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因核苷酸序列相似性均高于99%。OfHXKs基因编码461~510个氨基酸残基,均包含2个保守的磷酸化作用位点和1个糖结合位点。OfHXK1和OfHXK2具有N端膜锚定结构,与拟南芥Arabidopsis thaliana AtHXK1与AtHXK2聚为一支;无跨膜区域的OfHXK3与AtHXK3亲缘关系较近,推测二者具有催化作用但无糖信号传导功能;OfHXK4蛋白腺苷结合位点处多出11个氨基酸残基,与AtHKL1和AtHKL2亲缘关系较近。4个桂花HXK基因成员在桂花1年生茎、2年生茎、嫩叶、成熟叶和花序中均有表达。随着花开放的进程,整体上OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因的表达量呈现先上升后下降的趋势,而OfHXK2基因在3个品种花序发育过程中表达模式不同。  结论  根据序列分析与进化树分析,推测桂花OfHXK1~OfHXK4均具有催化己糖磷酸化的功能,OfHXK1和OfHXK2具有糖信号感知和转导的功能。OfHXK1、OfHXK3和OfHXK4基因随花序发育呈现有规律升降的表达模式,可能与其参与糖类物质代谢有关。图6表4参30
杭嘉湖平原水稻主产区土壤重金属状况调查及风险评价
马佳燕, 马嘉伟, 柳丹, 傅伟军, 叶正钱
doi: 10.11833/j.issn.20950756.20200309
摘要:
  目的  进一步了解杭嘉湖平原水稻Oryza sativa主产区嘉兴市稻田土壤重金属污染及水稻生产安全现状。  方法  于2018年选择嘉兴市典型水稻主产区域开展调查分析。在水稻收获期进行土壤和水稻协同采样,测定土壤和大米样品中镉、铅、铬和砷等4种重金属元素质量分数,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法及生态风险预警指数法等对水稻土重金属污染水平及污染风险进行评价。  结果  研究区域土壤镉、铅、铬和砷质量分数变幅分别为0.01~1.92、17.60~34.80、47.00~123.00、3.97~9.89 mg·kg−1,平均质量分数分别为0.36、25.78、72.73和7.55 mg·kg−1;土壤重金属镉质量分数超过水稻生产的土壤安全阈值(GB/T 36869−2018《水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值》)的样本比例占31.82%;4种重金属的潜在生态风险由强至弱依次为镉、砷、铅、铬,区域整体上表现为轻微潜在生态风险;部分土壤镉质量分数超标,但水稻籽粒镉质量分数均没有超标。  结论  研究区稻米各项指标均符合GB 2762−2017《食品中污染物限量》,土壤总体上处于安全水平。在今后的水稻生产管理中仍需加强动态监测,关注土壤镉形态转化和有效性的变化,充分保障水稻粮食生产安全。图1表8参29
3种药用植物单/混播对沙化土壤碳、氮质量分数及酶活性的影响
吴羽晨, 蔺芳, 张家洋, 张路路
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200486
摘要:
  目的  探究3种药用植物单/混播对土壤品质的影响。  方法  以金银花Lonicera japonica (LJT)、杭白菊Chrysanthemum morifolium (CMR)、内蒙黄芪Astragalus membranaceus (AMB)为材料,以沙化裸地为对照(ck),在豫北地区连续4 a进行定位试验。分析单/混播种植模式对不同土层(0~40 cm)中有机碳、碱解氮和土壤酶活性的影响,并分析其相关性。  结果  杭白菊/内蒙黄芪(CMR/AMB)和金银花/内蒙黄芪(LJT/AMB)混播模式下土壤有机碳、碱解氮质量分数、土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均显著高于杭白菊(CMR)和金银花(LJT)单播模式(P<0.05)。CMR/AMB模式下土壤有机碳质量分数较ck、CMR和AMB分别提高了29.32%、20.16%和10.25%,碱解氮质量分数较ck和CMR分别提高了28.02%和13.24%;LJT/AMB模式下土壤有机碳质量分数较ck、LJT和AMB分别提高了25.46%、18.09%和6.96%,碱解氮质量分数较ck和LJT分别提高了25.56%和11.80%。土壤有机碳、碱解氮和4种土壤酶彼此之间均呈极显著相关(P<0.01)。从土壤剖面看,不同种植模式下土壤有机碳、碱解氮含量及4种酶活性均呈表聚性特征。  结论  LJT/AMB和CMR/AMB混播模式能通过内蒙黄芪的生物固氮作用提高土壤养分有效性,是适合在当地推广的可持续发展的生态种植模式。图2表3参28
盐胁迫对望春玉兰幼苗形态和相关生理指标的影响
沈徐悦, 张浪, 陈蓉蓉, 申亚梅, 金荷仙
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200449
摘要:
  目的  探讨盐胁迫对望春玉兰Magnolia biondii幼苗形态和相关生理指标的影响,并筛选盐胁迫下的指示性生理指标,为木兰科Magnoliaceae植物的耐盐性评价与筛选优质种质资源提供理论依据。  方法  以望春玉兰1年生实生苗为材料,采用水培法,测定200 mmol·L−1氯化钠胁迫下叶片的相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度、叶绿素质量分数、渗透调节物质质量分数和抗氧化酶活性,通过主成分分析筛选关键生理指标。  结果  随着盐胁迫时间的延长,可溶性糖质量分数、相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度和超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈上升趋势;可溶性蛋白质质量分数、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数和过氧化物酶(POD)活性总体呈先上升后下降的趋势。利用主成分分析法筛选出3个指示性指标,分别为丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数和SOD活性。  结论  氯化钠胁迫引起望春玉兰幼苗叶片丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数和SOD活性显著变化,可作为指示性生理指标用于评价氯化钠胁迫下望春玉兰等木兰科植物的耐盐性强弱。图4表2参19
生物质炭输入影响土壤氮素转化与氧化亚氮排放的研究进展
屈田华, 李永夫, 张少博, 郦琳琳, 李永春, 刘娟
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200549
摘要:
全球气候变暖的持续性和不确定性显著影响人类社会的可持续发展。大气氧化亚氮(N2O)的持续增加是导致全球气候变暖的主要原因之一。土壤是氮素转化的重要场所和氮循环生物化学反应库,也是N2O的重要排放源,土壤N2O排放速率的变化会显著影响大气N2O含量。生物质炭是指生物质在完全或部分缺氧的情况下经热裂解制备而成的芳香类化学物质,具有多孔性、强吸附性、化学稳定性、高pH和较大阳离子交换量等特性。生物质炭施入土壤后,会直接或间接影响土壤氮素的转化,并对土壤N2O排放产生显著影响。本研究综述了生物质炭输入对土壤生态系统氮素转化与N2O排放的研究进展,分别阐述了生物质炭输入对土壤无机氮动态变化、硝化作用、反硝化作用以及N2O排放的影响,并从生物质炭吸附和减少氮素淋滤、影响土壤理化性质、土壤氨氧化菌的丰度和多样性以及反硝化菌功能基因等方面具体分析了影响上述过程的作用机制。在此基础上,对今后生物质炭在土壤增汇减排以及缓解温室效应方面的进一步理论研究和相关技术推广进行了展望。参109
大气二氧化碳摩尔分数升高对土壤有机碳稳定性的影响
韩米雪, 郁红艳, 刘潘洋, 饶德安, 滕跃, 邹路易
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200502
摘要:
随着工业的不断发展,全球大气二氧化碳(CO2)呈明显增加趋势。大气CO2的增加将会影响土壤有机碳(SOC)转化和更新,进而改变土壤碳的稳定性。研究大气CO2升高对SOC稳定性的影响,不但是评价陆地生态系统对气候变化反馈效应的重要环节,也对实现碳元素在土壤中的有效储存,对保持土壤肥力的可持续性具有重要意义。利用现有的文献资料,综述了大气CO2升高对SOC稳定性的影响及其稳定性指标(生物指标、化学指标、其他指标等),外源氮和大气CO2升高的交互作用对SOC稳定性的影响,以及SOC稳定性随时间尺度的变化趋势等。总结发现:大气CO2升高导致活性有机碳(溶解性有机碳、颗粒性有机碳、易氧化有机碳等)比例增多,SOC稳定性降低,尤其在氮限制的环境中,SOC稳定性更差。总结近年的研究成果发现:随着高CO2处理时间的加长,SOC稳定性降低速率逐渐减小,表明土壤本身具有一定的适应能力和自我恢复能力。最后展望了SOC稳定性变化对植物生理、生长的反馈影响。未来大气CO2升高对SOC稳定性的影响研究,应该着力于提高农田生态系统土壤肥力可持续性,提高农作物的产量产能。图1参74
十字花科植物黄化突变特性及其分子机制研究进展
吴砚农, 郑伟尉, 陆伟杰, 臧运祥
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200132
摘要:
十字花科Brassicaceae植物多数生长发育时间短,生长过程中自然发生,或使用物理或化学方法诱导,常会出现一些颜色较淡或金黄的突变个体即黄化突变体。这些突变体表型直观,表现为植株矮小,叶绿素较低,植株光合作用受抑制,产量降低,因此黄化突变常被视为有害突变。但近20 a来黄化突变体日益受到研究者们的重视与青睐,被用于研究植物叶绿体结构、叶绿素合成代谢等方面。本研究简要介绍了十字花科植物常见的黄化突变类型及其主要的外观特征,综述了十字花科植物黄化突变体的叶绿体超微结构、光合色素及其光合性能,并对十字花科植物黄化突变的遗传特性、分子机制进行了讨论,为十字花科植物叶色突变研究及新品种选育提供理论基础。参52