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基于Google Earth Engine与机器学习的黄土梯田动态监测
李万源, 田佳, 马琴, 金学娟, 杨泽康, 杨鹏辉
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200673
摘要:
  目的   梯田是黄土高原最重要的水土保持措施和农业生产措施,高效、准确地获取长时间序列黄土梯田分布信息,对黄土高原的水土保持监测和评价十分重要。   方法   在Google Earth Engine(GEE)的支持下,以宁夏回族自治区固原市为研究区,使用遥感影像监督识别技术,对比随机森林(RF)、决策树(CART)、支持向量机(SVM)等3种机器学习算法的识别精度,并探讨LandTrendr算法在长时间序列动态监测中的优化应用,最终获取固原市近30 a梯田分布信息。   结果   ①3种算法识别精度从大至小依次为随机森林、决策树、支持向量机。②使用随机森林算法识别梯田,基于样点检验总体精度达94.10%,Kappa系数达0.87,基于实地斑块检验总体精度达93.33%,Kappa系数达0.80。③ LandTrendr算法能有效校正时间序列中的错误值。④ 1988-2019年,固原市梯田面积减少了45.90%。⑤固原市西部的梯田使用时间较东部更长。   结论   采用本研究方法在GEE云平台可以高效、准确地遥感监测长时序、大尺度的黄土梯田。固原市近30 a梯田农业比例逐渐下降,促进了生态环境持续向好发展。图4表3参22
杉木人工林土壤有机碳和微生物特征及其影响因素的研究进展
朱丹苗, 陈俊辉, 姜培坤
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200598
摘要:
土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,其稳定、增长或衰减都与大气二氧化碳变化密切相关。土壤微生物作为森林生态系统不可或缺的一部分,参与了有机物分解和土壤物质转化过程,在维持土壤质量中起着重要作用。近年来对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤的研究主要集中在杉木凋落物分解、土壤养分周转、土壤微生物特征等方面,尤其是高通量测序技术的广泛应用,使杉木林土壤有机碳和微生物特征的研究取得了较多重要进展。本研究对杉木林土壤有机碳的碳库特征、活性、稳定性和土壤微生物的群落结构与多样性及其影响因素的研究进展进行了综述,并提出了未来杉木林土壤有机碳与土壤微生物的研究方向。参79
6个彩叶桂品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价
李呈呈, 吴其超, 马燕, 栗雨昊, 臧德奎
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200606
摘要:
  目的   研究6个彩叶桂Osmanthus fragrans品种对低温胁迫的生理响应,并进行抗寒性评价,以利于彩叶桂的推广和应用。   方法   以6个彩叶桂品种离体叶片为材料,进行人工低温胁迫,共设0、−4、−8、−12、−16、−20、−24、−28 ℃ 8个温度梯度,测定其相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数、可溶性蛋白质质量分数、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性等6项生理指标,结合隶属函数法,探讨几种彩叶桂对低温胁迫的响应,完成抗寒性评价。   结果   不同低温胁迫下6个彩叶桂品种的相对电导率的变化均为“S”型曲线,结合Logisitic回归分析,求出各品种的半致死温度。‘傲霜’‘Aoshuang’、‘冬荣’‘Dongrong’半致死温度较低,分别为−12.95、−11.80 ℃;‘银碧双辉’‘Yinbi Shuanghui’最高,为−8.15 ℃。低温胁迫下,彩叶桂叶片丙二醛质量摩尔浓度随温度降低,总体上呈先增加后减少再增加的变化规律,并且各品种的变化幅度有所不同。随温度的降低,各品种可溶性糖、可溶性蛋白质质量分数总体上均为先升后降,但增加幅度和拐点温度并不相同。‘罗彩1号’ ‘Luocai No.1’、‘傲霜’超氧化物歧化酶活性表现出“上升—下降—再上升—再下降”的趋势,其余品种超氧化物歧酶活性变化均呈先升后降的趋势。不同品种过氧化物酶活性的变化趋势不尽相同,‘永福幻彩’ ‘Yongfu Huancai’、‘银碧双辉’大致呈现先上升后下降的趋势,‘罗彩1号’、‘罗彩2号’‘Luocai No.2’、‘傲霜’、‘冬荣’过氧化物酶活性呈“下降—上升—下降”的趋势。利用隶属函数法对6个品种的抗寒性进行综合评价,其抗寒能力从强到弱依次表现为‘傲霜’ ‘冬荣’ ‘罗彩2号’ ‘罗彩1号’ ‘永福幻彩’ ‘银碧双辉’。   结论   低温胁迫条件下,6个彩叶桂品种叶片生理生化指标均发生了明显的变化,根据隶属函数法,‘傲霜’‘冬荣’‘罗彩2号’这3个品种较能适应北方气温。图6表2参34
浙江省公益林生物多样性和立地对生物量的影响
金超, 李领寰, 吴初平, 姚良锦, 朱锦茹, 袁位高, 江波, 焦洁洁
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200696
摘要:
  目的  探究浙江省公益林生物多样性和立地因子对生物量的影响,研究公益林群落结构的稳定性。  方法  依托浙江省3个县的公益林调查数据,探索10个土壤和地形因子(土壤吸湿水、土壤pH、土壤有机质、土壤速效氮、土壤速效磷、土壤速效钾、海拔、坡度、坡向和土壤厚度)以及生物多样性(物种丰富度和谱系多样性)对3种森林类型(针叶林、针阔混交林和阔叶林)生物量的影响。  结果  谱系多样性较物种丰富度能更好地区分森林类型,其中阔叶林和混交林有较高的生物多样性,针叶林则拥有高生物量。仅考虑单独因子的作用,谱系多样性(P=0.041)和物种丰富度(P<0.001)在阔叶林中与生物量呈显著正相关;而考虑环境因子的效应时,物种丰富度、谱系多样性、土壤速效氮、土壤厚度和土壤吸湿水对阔叶林中的生物量具有显著影响(P<0.05),土壤厚度和土壤酸碱度对针叶林的生物量具有显著影响(P<0.05)。谱系多样性会因为环境因子的影响而和生物量呈负相关。  结论  生物多样性和环境因素共同影响浙江公益林的生物量。在未来公益林的经营中,应对不同森林类型采取相应的措施,增加针阔混交林和针叶林中的土壤肥力,改善阔叶林的物种结构,以期更好地维持和提升公益林的生态系统功能。图2表2参44
不同施肥对稻-菜种植模式氮磷吸收及径流流失的影响
张崑, 徐坚, 鲁长根, 邵建均, 蔡广越, 张艳, 吴家森
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200593
摘要:
  目的  探讨不同肥料对作物养分吸收及农田氮磷流失的影响。  方法  利用水稻Oryza sativa -白菜Brassica pekinensis 轮作田间小区试验, 设置不施肥(ck)、纯化肥(FP)、半替代有机肥(50%有机肥替代,CM)、炭基肥(CC)4个处理,研究不同处理下水稻和白菜产量,作物氮磷吸收量和氮磷径流损失量的变化。  结果  与ck相比,施肥条件下水稻产量显著增加了33.5%~42.5%(P<0.05),白菜产量显著增加了26.0%~31.8%(P<0.05),水稻氮吸收量显著提高了41.9%~57.4%(P<0.05),磷吸收量显著提高了22.8%~41.7%(P<0.05),但3种施肥间没有显著差异。与ck相比,3种施肥条件下白菜氮吸收量提高了33.8%~53.6%,CM处理显著高于其他(P<0.05),磷吸收量提高了163.5%~267.8%,增幅从大到小依次为FP、CM、CC、ck,不同处理间的差异显著(P<0.05)。稻季3种施肥处理的氮磷径流流失量为13.5~15.3和2.2~2.6 kg·hm-2,径流率为3.5%~4.2%和2.0%~2.4%,菜季氮磷流失量为6.3~6.8和0.35~0.44 kg·hm-2,径流率为1.3%~1.6%和0.1%~0.4%,不同施肥处理间差异不显著(P>0.05)。  结论  相同养分当量情况下,纯化肥、半替代有机肥、炭基肥对稻菜种植模式氮磷养分吸收及径流流失无影响。图3表4参25
杭州市临安区4种绿地内细颗粒物中重金属污染特征
张天然, 郑文革, 章银柯, 黄芳, 李晓璐, 袁楚阳, 于慧, 晏海, 邵锋
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200558
摘要:
  目的  分析城市绿地内细颗粒物(PM2.5)中重金属质量浓度的时空变化规律及其影响因素,可为科学规划城市绿地,改善人居环境质量提供依据。  方法  在杭州市临安区选取居住绿地、商业绿地、广场绿地和公共绿地等4种类型绿地为研究对象,采用智能中流量TSP采样器采集空气中的PM2.5,通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)检测样品中重金属的组成及质量浓度,分析其来源。  结果  4种绿地内重金属总质量浓度平均值为冬季[(950.13±90.15) ng·m−3]大于春季[(843.55±80.70) ng·m−3],春、冬季重金属总质量浓度平均值从大到小依次为商业绿地[(1 023.18±94.10) ng·m−3]、居住绿地[(942.20±89.20) ng·m−3]、广场绿地[(861.85±84.05) ng·m−3]、公共绿地[(760.18±80.48) ng·m−3]。绿地内的重金属主要来自复合源(自然源、道路扬尘、汽车尾气和工业污染)、以燃煤为主的工业源和交通源等。  结论  合理增加绿地面积,可有效减轻城市重金属污染,在商业绿地周边控制车流量、推广新能源汽车能显著降低重金属质量浓度。图6表2参41
酸碱度对山地农村沟渠底泥营养盐动态迁移的影响
龚云辉, 刘云根, 杨思林, 王妍, 王玉莹, 杜鹏睿
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200709
摘要:
  目的  酸碱度是影响沟渠底泥营养盐迁移释放的关键性因子。探究不同pH条件下山地农村沟渠底泥营养盐释放迁移的动态变化,为农村生态环境治理提供理论依据。  方法  采集滇池流域典型山地农村沟渠底泥,通过室内模拟实验测定未灭菌与灭菌处理下不同pH (5.5、7.5、9.5、11.5)条件的底泥、上覆水中营养盐含量,估算底泥-水界面营养盐释放通量。  结果  底泥中总氮质量分数随着pH升高而减少,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和酸性(pH 5.5)条件下总氮释放通量分别是对照(pH 7.5)的8和4倍,灭菌组均为对照的2倍。上覆水中溶解性总磷质量浓度和释放通量随pH升高而增加,未灭菌组强碱性(pH 11.5)和弱碱性(pH 9.5)条件下溶解性总磷释放通量分别是对照的12和4倍,灭菌组分别是对照的30和15倍;未灭菌组溶解性总磷释放通量高于灭菌组。冗余分析表明:酸性条件促进底泥中钙结合态磷(Ca-P)的释放,碱性(pH≥9.5)条件促进总氮、总磷和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放,中性(pH 7.5)条件对底泥中氮/磷释放影响较小。  结论  碱性(pH≥9.5)和酸性显著促进山地农村沟渠底泥中氮磷营养盐释放,中性条件下释放量最小。底泥灭菌处理降低了不同pH下的微生物活性,阻碍山地农村沟渠底泥中氮磷向上覆水体迁移释放。图6表1参36
浙江建德楠木天然林群落种间联结动态
吴丹婷, 吴初平, 盛卫星, 焦洁洁, 江波, 朱锦茹, 袁位高
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200565
摘要:
  目的  将浙江省建德市寿昌林场绿荷塘林区内楠木优势程度不同的天然林作为研究对象,进行种间关系的分析,揭示楠木在天然林群落发育和演替过程中种间关联性动态变化规律。  方法  分别在2015和2019年,对2个楠木优势程度不同的天然林样地进行调查,基于2×2联列表,通过χ2检验、联结系数(\begin{document}$ \mathrm{A}\mathrm{C} $\end{document})、共同出现百分率(\begin{document}$ \mathrm{P}\mathrm{C} $\end{document}),研究调查样地内楠木在不同林分条件下,乔木层、灌木层、草本层的种间联结性。  结果  2015和2019年,天然楠木优势林样地乔木层总体种间关联性均呈显著正联结,灌木层和草本层种间总体关联性趋向于负联结;天然楠木伴生林乔木层、灌木层、草本层种间总体关联性趋向于负联结。在这2种天然林中,楠木在乔木层与其他树种之间的联结相对独立,在灌木层和草本层的种间竞争较为激烈,且均有楠木在垂直方向上表现出林分断层现象。  结论  在天然林中,将楠木作为目标树种进行管理与保护时,可采用间伐、择伐等抚育方法,保留与楠木有显著正关联的树种,伐除负关联的树种,缓和种间矛盾;疏伐上层高大乔木,增加林窗,以满足林分更新层对光照的需求,保护其更新层,以形成完整的垂直结构。图7表4参22
浙江建德典型天然次生林群落主要乔木树种空间分布格局及种间关系
詹小豪, 王旭航, 叶诺楠, 吴初平, 袁位高, 伊力塔
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200586
摘要:
  目的  探究天然次生林群落主要乔木树种空间分布格局及种间关系,为区域次生林群落的恢复、改造及抚育经营提供科学依据。  方法  于浙江建德典型的天然常绿阔叶次生林、松阔混交次生林和松林次生林3类群落中分别设置面积为1 hm2(100 m × 100 m)的样地,在每木调查基础上,运用Pianka生态位重叠指数、点格局分析方法、方差比率法(VR)、χ2检验和Spearman秩相关系数对各群落乔木层主要树种进行空间分布格局和种间关系的分析。  结果  ①样地中各次生林群落主要树种在所有尺度上呈现聚集分布;②在0~25 m尺度内,各群落空间关联性以不显著相关关系为主,负相关种对数多于正相关种对数;③各群落主要树种种间总体关联性及χ2检验种间联结性均以不显著的正联结为主,Spearman秩相关分析结果显示种对间以不显著相关关系为主,与主要树种空间关联性分析结果及生态位重叠程度较吻合。  结论  样地中各群落乔木层主要树种在各自分布格局中独立性相对较强,物种间虽存在比较相似的环境资源需求,但种间联结关系比较松散,群落演替尚未进入成熟期。图7表4参37
毛竹GRF基因家族全基因组鉴定与表达分析
阮诗雨, 张智俊, 陈家璐, 马瑞芳, 朱丰晓, 刘笑雨
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200544
摘要:
  目的  探究毛竹Phyllostachys edulis GRF基因家族的性质、结构特点以及在不同组织中的表达水平,为进一步研究GRF在毛竹生长发育中的分子作用机制奠定基础。  方法  采用生物信息学方法,对毛竹全基因组和转录组信息进行分析,筛选出13个毛竹GRF基因家族成员,并对GRF基因家族的理化性质、进化、基因结构、保守结构域、启动子、基因家族表达模式及三级结构进行分析。  结果  毛竹GRF基因家族成员按照其在scaffold上分布的位置,分别被命名为PeGRF01~PeGRF13;将含有3个内含子的PeGRF04和PeGRF12归为ε组,其余为非ε组。毛竹各GRF基因家族成员理化性质存在一定的差异,但是其结构域相对保守,均含有14/3/3结构域。毛竹GRF家族启动子区含有大量与光响应、低温响应、激素调控等相关的顺式作用元件。毛竹GRF存在基因复制扩增的现象,与水稻Oryza sativa的共线性关系明显高于拟南芥Arabidopsis thaliana。毛竹GRF在不同组织器官中均有表达,各家族成员的表达量存在差异;在毛竹花和根组织中的表达量略高于叶和鞭,同时家族成员间的表达量也存在一定差异。GRF蛋白质由2个单体构成,每个单体由9个α-螺旋构成,整体结构呈“W”型。  结论  毛竹GRF基因家族具有典型的14/3/3结构域,可能参与根、鞭、叶、花序及笋芽的生长发育过程。图6表1参39
竹炭与有机肥配施对土壤肥力及紫甘蓝生长的影响
陈丽美, 李小英, 李俊龙, 梁智, 史亮涛
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200723
摘要:
  目的  探讨竹炭与有机肥配施对元谋坝区燥红壤土壤肥力及紫甘蓝Brassica oleracea var. capitata f. rubra生长的影响,为生物质炭在蔬菜生产中的合理施用以及改良燥红壤提供依据。  方法  设置3个竹炭(B)质量分数水平(4%、6%、8%),3个有机肥(F)用量水平(5、10、20 t·hm−2),采用3×3完全方案设计,加空白处理(对照)共10个处理。在9−12月每月底测定1次叶片光合特性,于12月底紫甘蓝收获后,采集0~20 cm土层土壤测定土壤养分质量分数,同时测定紫甘蓝产量和品质。  结果  竹炭与有机肥配施提高了土壤pH和有机质、全磷、有效磷、全钾和速效钾质量分数,同时提高了紫甘蓝光合特性和产量及品质,且各处理间差异显著(P<0.05)。与对照相比,pH以B8F10处理最高,提高了0.9个单位;有机质和全钾质量分数以B4F10处理最高,分别提高了107.93%和46.06%;全磷以B8F5处理最高,提高了58.67%;有效磷以B6F20处理最高,提高了157.44%;速效钾以B8F20最高,提高了226.60%。与对照相比,除B8F5处理外,竹炭与有机肥配施对紫甘蓝叶片各时期净光合速率均值提高了1.14%~23.54%;对紫甘蓝叶片各时期蒸腾速率和胞间二氧化碳摩尔分数均值较对照处理分别提高了3.01%~43.52%和2.33%~9.11%;除B4F5处理外,紫甘蓝叶片各时期气孔导度均值较对照处理提高了2.33%~39.54%。增产效果、可溶性蛋白质和花青素质量分数均以B6F10处理最高。  结论  竹炭与有机肥配施为紫甘蓝生长持续供应养分,促进紫甘蓝生长,提高了紫甘蓝产量和品质,最佳配比为有机肥10 t·hm−2和竹炭6%配合施用。图4表3参34
猪粪水热炭对土壤有机碳矿化及土壤性质的影响
张曾, 宋成芳, 单胜道, 郑华宝, 张成
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200651
摘要:
  目的  评价猪粪水热炭对土壤有机碳矿化、pH、电导率及营养成分的影响,为猪粪水热炭的实际应用提供理论依据。  方法  以猪粪为原料在180 ℃和1 h炭化条件下制备水热炭,以0(对照)、1%、2%和4%质量分数水热炭与土壤混合进行培养试验。  结果  猪粪水热炭可提升土壤矿化速率、土壤矿化潜力及土壤有机碳周转速率。当添加量为4%时,土壤累积矿化量增加了1.52倍。培养过程中土壤的pH由7.17降至6.67~6.98,总体变化趋势为先降后升。碱解氮与速效磷质量分数在第10天和第15天降至最低后回升。土壤电导率及营养成分随水热炭添加量增加而增加,当添加量为4%时土壤电导率和总有机碳、水溶性有机碳、速效氮、有效磷、速效钾质量分数分别提升了58.9%、54.3%、146.4%、27.4%、591.2%和88.6%。  结论  猪粪水热炭在加速土壤有机碳矿化的同时能显著提升土壤养分质量分数,是一种较为合适的土壤改良剂。图6表3参40
浙江省天然针阔混交林非空间结构分布特征与生产力相关性
郭建辉, 韦新良, 朱锦迪, 杨晶晶, 张继艳
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200442
摘要:
  目的  研究浙江省针阔混交林非空间结构分布特征与生产力的相关性,为提升浙江省针阔混交林经营水平和森林质量提供理论依据和技术支持。  方法  以1999、2004、2009年等3期森林资源连续清查数据中的天然针阔混交林样地和样木数据为研究材料,提取胸径、树高、材积和针叶树种的非空间结构因子与单位面积蓄积量,对各时期的非空间结构分布形态进行函数建模,探究变化特征。采用生物量换算因子连续函数法进行生物量和生产力的估算,再进行非空间结构与生产力的偏相关分析。  结果  各时期森林非空间结构因子在形态上存在规律性的分布特征。非空间结构因子与生产力间呈正相关趋势。1999-2009年,浙江省针阔混交林针叶树种比例逐期上升,生产力第1期(1.39 t·hm−2·a−1)高于第2期(1.15 t·hm−2·a−1)。胸径、树高、单株材积均值的分布呈近似正态分布。  结论  在针阔混交林的经营管理中,为保有林分处于高生产力的状态,要优先考虑针阔混交的比例。针叶树种比例维持在50%以上,针叶树种比例偏低的混交林要进行人为干预。胸径若低于10.00 cm要加强抚育,高于12.00 cm应及时进行采伐。单株材积均值应维持在0.040~0.070 m3·株−1,树高在7.00~10.00 m。图6表5参34
牡丹响应高温胁迫的转录组分析及PsHSP基因表达
郝力慧, 董彬, 朱绍华, 马进
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200529
摘要:
  目的  夏季高温可导致牡丹Paeonia suffruticosa生长受限,花期缩短,观赏品质降低。研究牡丹耐热基因对牡丹热胁迫的分子机制。  方法  以牡丹品种‘羽红’‘Yuhong’为材料,对高温(40 ℃)和对照(25 ℃)处理后的叶片进行转录组测序,分析响应高温表达的差异基因;同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证差异基因,并对热激蛋白基因HSPs进行时空表达分析。  结果  测序共获得45.97 Gb数据,与对照组(25 ℃)相比,高温处理后4 220个基因上调表达,3 453个基因下调表达。通过基因本体(GO)分析发现,这些差异基因主要富集于代谢等生物学过程、细胞和膜结构等细胞成分以及结合和催化活性等分子功能条目;另外,通过全基因组及代谢途径数据库(KEGG)分析发现,碳代谢途径的差异基因数量最多。对牡丹热激蛋白PsHSP基因定量分析发现,PsHSP基因随着高温处理时间呈上升表达趋势,24 h达到最高,之后便呈现下降趋势。  结论  高温显著影响牡丹的代谢和合成等过程,进而影响牡丹的生长和发育。PsHSP基因可在短期内迅速响应高温胁迫并参与牡丹的耐热调控。图 4表6参34
不同生长阶段尾巨桉人工林土壤-微生物化学计量特征
竹万宽, 许宇星, 王志超, 杜阿朋
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200536
摘要:
  目的  研究幼龄林、成熟林和过熟林阶段尾巨桉Eucalyptus urophylla × E. grandis人工林土壤化学性质及土壤微生物化学计量特征,以丰富桉树林生态系统生态化学计量学领域的基础研究。  方法  以雷州半岛3个处于不同生长阶段的尾巨桉人工林为研究对象,测定0~20、20~40和40~60 cm土层土壤化学性质及土壤微生物碳、氮、磷质量分数,分析土壤及微生物化学计量关系特征。  结果  尾巨桉人工林土壤有机碳、全氮、全磷和土壤微生物碳、氮、磷质量分数均值均以过熟林最高,分别为20.15、1.47、0.88 g·kg−1和583.09、55.20、28.03 mg·kg−1,不同生长阶段差异性特征并不一致。土壤有机碳、全氮、全磷和土壤微生物碳、氮、磷质量分数的垂直变化呈现“表层聚集性”特征,不同生长阶段的土层间差异性元素类别表现不一。成熟林土壤碳氮比(Csoil/Nsoil)和碳磷比(Csoil/Psoil)均值分别为10.52和19.25,显著低于幼龄林和过熟林(P<0.05);过熟林氮磷比(Nsoil/Psoil)均值为1.67,显著低于幼龄林和成熟林(P<0.05)。过熟林土壤微生物碳氮比(Cmic/Nmic)、幼龄林土壤微生物碳磷比(Cmic/Pmic)、氮磷比(Nmic/Pmic)均值分别为8.81、28.36、2.72,均显著低于其他2个阶段(P<0.05)。不同生长阶段土壤微生物碳与土壤有机碳比值(Cmic/Csoil)无显著差异,土壤微生物氮与土壤全氮比(Nmic/Nsoil)和土壤微生物磷与土壤全磷比(Pmic/Psoil)均为过熟林显著低于其他阶段(P<0.05)。冗余分析表明:幼龄林、成熟林和过熟林土壤微生物的首要影响因子分别为Csoil、Csoil/Psoil和Nsoil  结论  尾巨桉人工林土壤微生物生物量在过熟林阶段最高,土壤微生物生物量与土壤化学性质关系密切,林分不同生长阶段土壤微生物受土壤影响的指标和程度具有差异性,生长后期应注重养分有效性对土壤微生物生长繁殖的影响。图4表2参54
薄壳山核桃全基因组LBD基因家族的生物信息学分析
黄元城, 郭文磊, 王正加
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200454
摘要:
  目的  研究薄壳山核桃Carya illinoensis LBD基因家族结构特征、进化模式和在胚发育过程中的表达模式。  方法  运用生物信息学手段鉴定薄壳山核桃LBD基因,分析该基因结构特征、系统发生学关系、显花植物中的进化历史和在胚发育过程中3个关键阶段的表达模式。  结果  薄壳山核桃全基因组中一共鉴定到52个候选LBD基因。根据基因结构、系统发生学最大似然树和Motif分析可分为3类:GroupⅠ、GroupⅡ和GroupⅢ。多序列比对分析中,52个LBD基因LOB结构域中鉴定出3个重要的结构:CX2CX6CX3C锌指结构、高度保守的甘氨酸GAS结构和亮氨酸拉链zipper-like结构,并且在3类内都分别发生了特异性的的变异或者缺失。根据代表性显花植物LBD基因家族的系统发生学分析,从变异程度看GroupⅠ和GroupⅡ相对较为保守,而GroupⅢ内的所有LBD基因共享1支较长的分支,它们已发生了较大的变异,可能已经分化出新的功能。表达分析结果显示:LBD基因家族参与调控胚发育过程,通常控制子叶的发育和形态建成。薄壳山核桃LBD基因中又有在整个胚发育过程中都高表达的一簇基因,这些基因可能在胚发育过程中发挥了更加重要的作用。  结论  薄壳山核桃全基因组中共获得LBD基因52个,共可分为3个亚家族,不同的亚家族具有不同的基因结构、蛋白质结构、进化模式和表达模式,转录组表达分析显示:不同亚家族之间在胚发育不同阶段具有差异性表达,它们共同参与调控薄壳山核桃胚发育过程。图5表2参47
梅花2个PmWRKY2基因克隆及其在逆境胁迫下的表达模式
王楠楠, 董彬, 杨丽媛, 赵宏波
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200706
摘要:
  目的  低温是影响梅花Prunus mume栽培应用的重要环境因素。WRKY基因是一类主要存在于植物中的转录因子,参与响应非生物胁迫等过程。了解梅花WRKY基因对非生物和脱落酸(ABA)胁迫的响应,对梅花定向育种具有重要的意义。  方法  以梅花‘骨红朱砂’Prunus mume ‘Guhong Zhusha’为材料,通过反转录PCR(RT-PCR)克隆获得了2个WRKY2转录因子,命名为PmWRKY2-1和PmWRKY2-2;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PmWRKY2-1和PmWRKY2-2基因在低温和干旱下的表达模式。  结果  PmWRKY2-1和PmWRKY2-2的编码区长度分别为2 223和2 220 bp,分别编码740和739个氨基酸,包含2个WRKY结构域和C2H2型锌指结构;PmWRKY2-1与PmWRKY2-2亲缘关系较远,但两者与蔷薇科Rosaceae植物樱桃李P. avium、桃P. persica、李P. dulcis的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:在低温和干旱处理下,PmWRKY2-1与PmWRKY2-2都能被诱导;脱落酸(ABA)处理后,PmWRKY2-1与PmWRKY2-2的表达显著降低。  结论  PmWRKY2-1与PmWRKY2-2可能参与调控梅花低温和干旱响应,并可能受到ABA的调控。图6表1参28
低盐和低碱活性红染料在柞木单板染色中的应用
王敬贤, 沈隽, 王建军, 赫亮, 王月婵
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200391
摘要:
  目的  明确低盐和低碱活性染料应用于单板染色的适用性,可降低染液废液污染水平和生产成本。  方法  选择新型低盐活性大红(SNE)染料和低碱活性红(LA)染料对渗透性较差的柞木Xylosma japonicum单板进行染色,以应用较广的活性红(M-3BE)染料作为对照,测试3种染料染色柞木单板的直接性、反应性、固色率和染色效果,利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)和扫描电镜(SEM)分析其官能团、组分和细观结构的变化。  结果  与M-3BE染料相比,SNE染料硫酸钠用量降至1/2和LA染料碳酸钠用量降至1/8时,SNE染料固色率提高了15.33%、色差降低了1.35%,LA染料固色率降低了3.37%、色差提高了2.03%。染色处理后,木材表面羟基含量减少,其中低盐染料染色柞木单板羟基含量最低,除出现较弱的硫酸盐S=O吸收峰外,无新吸收峰产生。3种活性染料与木材的结合机理和产生的官能团结构相似,但因染料母体结构差异较大,导致热分解曲线略有不同。染料分子可从木材表面扩散到木材内部,扩散程度从大到小依次为SNE、M-3BE、LA。  结论  SNE染料具有较高的上染率,LA染料具有优异的颜色提升性,可用来染色木材单板,从而降低电解质盐和碱的排放。图3表3参28
土壤微塑料污染的生态效应
周雨苗, 何刚辉, 马绍峰, 邵方雷, 费禹凡, 黄顺寅, 章海波
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200729
摘要:
土壤环境中微塑料积累量大且不易降解,因此微塑料长期残留对土壤生态系统的影响已引起广泛关注。通过收集近年来有关土壤微塑料污染及其效应相关的文献,全面系统介绍了土壤微塑料积累后,土壤物理环境的变化、土壤动物摄入及其肠道微生物的响应、土壤微生物和土壤酶活性响应、以及植物对微塑料的吸收及其效应等方面的最新研究进展。现有研究结果表明:微塑料污染对土壤容重、团聚体组成和持水性等土壤物理性质有明显改变,而这些改变是影响土壤酶活性、微生物群落组成、甚至植物生长的关键因素。也有一些研究关注土壤无脊椎动物(如蚯蚓Lumbricus terrestris、跳虫Folsomia candida等)对微塑料在土壤中迁移的影响。同时,微塑料也会被这些土壤动物所摄食,并导致土壤动物体内肠道微生物群落组成的变化以及对其生长产生影响。此外,微塑料在陆地生态系统食物链中的积累及其效应也受到关注,比如,被蚯蚓摄食的微塑料可通过鸡Gallus gallus domesticus摄食蚯蚓进入鸡体内积累。在系统介绍土壤微塑料污染生态效应的研究进展基础上,结合微塑料组成与性质的复杂性以及当前研究的不足,提出4个未来研究方向:①建立土壤微塑料污染毒理学诊断的标准化方法体系;②研究土壤微塑料与微生物、植物和土壤动物之间的作用机理;③揭示微塑料与物质转化之间的关键微生物学机制;④开展不同土壤生态系统中的“塑料圈”研究。这些研究成果可为评估土壤微塑料污染的生态效应提供科学支撑。参80
包埋肉桂精油的牦牛骨蛋白肽-钙螯合物的制备及抑菌效果
倪蕴琪, 唐静仪, 洪惠
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200503
摘要:
  目的  为充分利用牦牛Bos grunniens骨资源,改善其利用率低下,浪费严重的现状;研究包埋肉桂精油的牦牛骨蛋白肽-钙螯合物的形成机制及抑菌效果。  方法  牦牛骨经高温蒸煮,分离出蛋白质和骨渣。酶解蛋白质得到牦牛骨胶原蛋白肽,酸溶骨渣得到可溶性牦牛骨钙。通过肉桂精油与牦牛骨胶原蛋白肽混合均质形成肉桂精油-牦牛骨蛋白肽乳液,乳液与牦牛骨钙通过高速剪切法获得包埋肉桂精油的牦牛骨蛋白肽-钙螯合物。测定螯合钙浊度、粒径、多分散指数和抑菌率,并进行感官评价。  结果  牦牛骨蛋白肽多为小分子肽(小于1.0 kDa),适合钙螯合物的制备。pH小于7时多数牦牛骨蛋白肽带负电荷,受疏水作用影响,形成牦牛骨蛋白肽-钙螯合物。牦牛骨蛋白肽由大量的脯氨酸(P)和甘氨酸(G)组成,容易构成多肽二级结构β-转角,利于物质释放。包埋肉桂精油的牦牛骨蛋白肽-钙螯合物稳定性良好,平均粒径为780.2 nm;分散性良好,多分散指数小于0.2。牦牛骨蛋白肽、肉桂精油和螯合物对维氏气单胞菌Aeromonas veronii的12 h抑菌率分别为-13.70%、70.24%和77.33%,螯合物抑菌效果良好;6 h后螯合物抑菌率超过肉桂精油。感官评价结果发现:螯合物和肉桂精油的香气评分分别为7.15和4.35分,螯合物肉桂味浓郁程度显著高于肉桂精油(P<0.05),螯合物有一定缓释效果。  结论  牦牛骨蛋白肽和牦牛骨钙适用于研发复合氨基酸矿物质螯合钙产品,包埋肉桂精油的牦牛骨蛋白肽-钙螯合物可用于新型抑菌剂的开发。图4表4参32
20种千屈菜科植物rbcL基因密码子使用偏好性分析
郑钢, 顾翠花, 林琳, 王杰
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200390
摘要:
  目的  分析千屈菜科Lythraceae植物rbcL基因密码子使用特性,明确密码子偏好性的影响因素,筛选rbcL基因异源表达和遗传转化的合适受体。  方法  从美国国家生物技术信息中心(NCBI)获取20种千屈菜科植物的rbcL基因全长编码区序列(CDS)数据,运用CodonW、EMBOSS和DAMBE软件获取基因碱基组成和密码子使用偏好性的相关参数,分析该类植物叶绿体rbcL基因使用密码子的偏倚性及其影响因素。  结果  千屈菜科植物rbcL基因GC含量(GC)为0.425~0.437,密码子第3位碱基GC含量(GC3s)为0.275~0.300。GC3s、GC与有效密码子数(ENC)相关显著(P<0.01);ENC-GC3s散点图分析、中性绘图分析、奇偶偏差分析均表明:相较于突变压力,自然选择压力对千屈菜科植物rbcL基因密码子使用偏好性的影响更大。基于同义密码子相对使用度的系统聚类与CDS邻接树结果部分一致。与千屈菜科rbcL基因密码子平均使用频率相比,大肠杆菌Escherichia coli、酵母Saccharomyces cerevisiae、拟南芥Arabidopsis thaliana、烟草Nicotiana tabacum和番茄Solanum lycopersicum分别存在28、26、20、19和17个使用频率相差较大的密码子。  结论  千屈菜科植物rbcL基因碱基组成上更倾向于选择A/T碱基,且偏好使用末端A/T碱基的密码子;rbcL基因密码子使用偏好性受多种因素共同作用,但自然选择压力是最主要因素;密码子偏好性的系统聚类可为系统发育研究提供补充;酵母更适合作为千屈菜科植物rbcL基因异源表达受体,番茄更适合作为rbcL基因遗传转化和功能研究的受体材料。图6表3参32
间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响
马瑞婷, 董晓明, 靳珊珊, 胡林坡, 闫东锋
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200551
摘要:
  目的  研究间伐对栓皮栎Quercus variabilis人工林林下荆条Vitex negundo var. heterophylla根、茎、叶功能性状的影响,为人工林林分结构优化和林下幼苗更新保护提供理论基础。  方法  以间伐后3 a栓皮栎人工林灌木层荆条为研究对象,比较其叶面积、比叶面积、叶干物质质量分数、茎干物质质量分数、总根长、比根长等结构性状,以及植株各器官全氮、全磷、全钾和总有机碳质量分数等化学性状的差异性,研究植物功能性状与林下光环境及土壤理化特征的关系。  结果  间伐后荆条地上部分植物功能性状指标(叶总有机碳、叶面积、比叶面积、叶有机氮、茎总有机碳)和地下部分植物功能性状指标(总根长、根体积、根生物量、根总有机碳)均显著高于对照样地(P<0.05)。相关性和逐步回归分析结果表明:林下散射辐射是影响荆条叶结构性状的主要因子,林下直射辐射通量、光合有效辐射和太阳总辐射时间是影响叶化学性状的关键因子,茎功能性状主要受林下直射辐射和散射辐射的共同作用。总根长、比根长和根有机碳与土壤非毛管孔隙度、土壤总孔隙度、土壤有机碳和土壤全氮存在显著相关(P<0.05),其中,土壤有机质是影响荆条根功能性状的关键因子。  结论  间伐能显著促进栓皮栎人工林下荆条叶和根功能性状的发育,对茎功能性状的影响较弱。图1表6参31
景宁木兰PIF转录因子的生物信息学分析及极端遮阴条件下的表达模式
陆丹迎, 程少禹, 章颖佳, 刘志高, 金梦婷, 董彬, 张寿洲, 彭豪, 戴梦怡, 王卓为, 赵宏波, 申亚梅
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200488
摘要:
  目的  群落所造成的遮阴是导致景宁木兰Magnolia sinostellata濒危的重要因素之一。PIF家族转录因子在光信号传导和植物生长发育中起到重要作用。对PIF家族转录因子进行系统分析和研究,为探究其在景宁木兰光信号转导机制中的作用奠定基础。  方法  从景宁木兰转录组数据中鉴定获得PIF家族转录因子并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术对其在极端遮阴条件下的表达模式进行分析。  结果  从景宁木兰转录组中共筛选出9个MsPIFs转录因子基因,其编码的蛋白质长度为188~735 个氨基酸,蛋白质大小为20 314.56~78 957.02 Da,理论等电点范围为5.18~8.22。MsPIFs基因编码的蛋白质均为不稳定蛋白质,所有蛋白质均为亲水性蛋白质。亚细胞定位预测结果显示所有蛋白质均定位于细胞核。9个蛋白质均具有丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Try)磷酸化位点。qRT-PCR结果表明:极端遮阴条件下,9个MsPIFs家族基因表达均发生不同程度的变化。其中,MsbHLH23的表达变化较其他基因更为明显,遮阴处理5和10 d时的表达量分别上调为对照的52.77与20.03倍。  结论  景宁木兰PIF转录因子家族均能响应遮阴,为后续对MsPIFs进行生物学功能鉴定奠定了基础。
模拟氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响
林雨萱, 哀建国, 宋新章, 李全, 张君波
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200326
摘要:
  目的  模拟氮沉降和磷添加对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤呼吸的影响,对调控杉木林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以10年生杉木林为研究对象,共设置9个处理水平[对照(ck)、低氮(N30:30 kg·hm−2·a−1)、高氮(N60:60 kg·hm−2·a−1)、低磷(P20:20 mg·kg−1)、高磷(P40:40 mg·kg−1)、低氮低磷(N30+P20)、低氮高磷(N30+P40)、高氮低磷(N60+P20)、高氮高磷(N60+P40)],探讨了大气氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响。  结果  施加氮磷没有改变杉木林土壤呼吸的季节性变化,单独施氮促进了杉木林土壤呼吸作用。在高氮水平下(N60)对土壤呼吸的促进最显著(P<0.05);单独施磷促进了杉木林土壤呼吸作用,高磷水平(P40)对土壤呼吸的促进最显著(P<0.05);氮磷复合作用下低氮高磷(N30+P40)对杉木林土壤呼吸的促进作用最为显著(P<0.05)。相关分析发现:土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著正相关(P<0.01),与土壤湿度呈极显著负相关(P<0.01),低氮低磷水平下(N30+P20)土壤温度敏感性系数(Q10)高于对照。  结论  氮沉降和磷添加均对杉木林土壤呼吸有促进作用,氮磷复合作用下对杉木林土壤呼吸的促进作用更为显著,其中高氮低磷的促进作用最为显著。图1表2参46
水分胁迫对三叶青叶绿体超微结构及黄酮合成关键酶的影响
屠玲艳, 吴学谦, 许海顺
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200358
摘要:
  目的  探究水分胁迫对三叶青Tetrastigma hemsleyanum叶绿体超微结构及黄酮合成关键酶活性的影响,有利于提升三叶青的品质。  方法  以2年生三叶青实生苗为材料,通过控水盆栽试验(设置水涝、干旱和对照),分析水分胁迫对三叶青叶绿体超微结构、块根总黄酮质量分数以及黄酮合成途径中的3个关键酶[苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)]活性的影响。  结果  干旱和水涝均引起三叶青叶片叶绿体数量减少,叶绿体质体小球的数量增多、体积变大、颜色变浅,叶绿体基粒片层结构不再整齐紧密;干旱时,三叶青总黄酮质量分数在胁迫12 d达到峰值,水涝时则在胁迫16 d达到峰值,而PAL、CHS和CHI等3个关键酶则在黄酮质量分数达到峰值前期或者是同期表现出较高的活性;随着胁迫时间的延长,黄酮质量分数和关键酶活性都有不同程度的下降,黄酮质量分数与PAL、CHS、CHI活性均显著相关(P<0.05)。  结论  适度的水分胁迫可提高三叶青块根中黄酮类化合物的质量分数以及相关酶的活性。图7表1参36
基于生态位因子模型的湖北省松材线虫病风险评估
沈鹏, 李功权
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200365
摘要:
  目的   当前湖北省松材线虫Bursaphelenchus xylophilus疫情形势严峻。通过研究湖北省松材线虫病的入侵风险,分析松材线虫病在湖北省的危害程度,为当前疫情的防治工作提供建议和参考。   方法   结合“3S”技术,应用生态位因子模型(ENFA),选取影响松材线虫定殖和传播的4类影响因素(气候、植被、地形、人类活动),对松材线虫病在湖北的入侵风险进行了预测和评价。   结果   湖北省松材线虫病高风险区面积38 884.62 km2,占湖北省总面积的20.92%,高风险区主要集中于海拔较低,人类活动频繁的的中部和东部地区,中风险区面积66 501.84 km2,占总面积的35.77%,低风险区面积80 513.54 km2,占总面积的43.31%,中低风险地区主要分布在林地稀少的江汉平原和西部的高海拔山地。松材线虫偏好分布在温度较高,降水丰富,海拔较低,离人类居住点较近且人类活动频繁的针叶林地区。通过交叉验证(cross-validation)对模型的预测进行检验,得到P/E曲线,曲线呈单调递增且Boyce指数很高,说明模型精度很高。   结论   ENFA模型能很好模拟松材线虫病的风险区域,模型结果可为湖北省各县市的松材线虫病防治决策提供参考。图2表3参25
色季拉山急尖长苞冷杉幼苗天然更新的影响因子研究
王瑞红, 潘刚, 张新军, 李江荣, 张新建
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200302
摘要:
  目的  分析影响色季拉山典型天然林急尖长苞冷杉Abies georgei var. smithii天然更新影响因子,为有效提高其天然更新提供理论指导。  方法  基于野外样方调查,分析色季拉山阴坡与阳坡5种影响因子与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的相关性;通过通径分析找到影响其天然更新的关键因子。  结果  阳坡和阴坡种子带翅长度、种子千粒重、苔藓厚度、凋落物厚度及阳坡林分郁闭度与急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度均呈现极显著正相关(P<0.01);通径分析认为阳坡凋落物厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阳坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为凋落物厚度、种子千粒重、苔藓厚度、种子带翅长度、林分郁闭度;阴坡苔藓厚度是影响急尖长苞冷杉天然更新幼苗生长的最关键因子,阴坡各影响因子对幼苗密度的影响大小依次为苔藓厚度、凋落物厚度、种子千粒重、林分郁闭度、种子带翅长度。  结论  凋落物厚度是影响色季拉山阳坡急尖长苞冷杉天然更新幼苗密度的最大因子,阴坡苔藓厚度是最关键因子。表3参27
江西省石城县降雨径流对森林质量的响应
周勇, 徐童心, 罗书文, 杨皓, 常猛, 庄家尧
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200505
摘要:
  目的  分析江西省石城县域降雨径流和森林质量年代变化特征及规律,研究降雨-径流-森林之间的关系,为定量监测和科学评价南方红壤丘陵区水土流失与生态环境状况提供依据。  方法  根据石城县域1989-2018年的天然降雨、径流序列数据以及不同年代遥感影像图,采用小波分析、遥感监督解译及森林质量等级判定等方法。  结果  ①石城县域降雨径流随着年际变化表现出缓慢下降趋势,但下降趋势不显著;②森林质量指数随着解析年份的增加整体呈上升—下降—上升趋势;③森林质量提升具有显著滞洪作用;④建立石城县域小波模型,径流深与降水量呈正相关,与森林质量指数呈负相关。  结论  森林质量的提升会加强森林涵养水源能力和森林滞洪作用。图4表5参27
黄檀属珍稀树种未来适宜区变化预测
陈禹衡, 陆双飞, 毛岭峰
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200522
摘要:
  目的  黄檀属Dalbergia树种具有很高的经济价值,且其物种野外种群受到了严重的破坏。随着气候变化的加剧,该属物种分布存在着较高的不确定性,迫切需要深入认识这些物种未来分布的趋势,以便更好地进行保护。  方法  利用最大墒(MaxEnt)模型,基于当前气候环境,对列入中国生物多样性红色名录的7种黄檀属珍稀乔木树种在中国的适宜分布区进行了预测,并对未来不同气候情景下其分布区的变化进行了分析。  结果  年平均温度、等温性、气温季节变动系数、最热季降水量、最干月降水量、最干季降水量、土壤碳酸盐含量与坡度是影响7种黄檀属珍稀乔木适宜区分布模拟的关键环境因子。黄檀属珍稀乔木除黄檀D. hupeana外均将在未来获得更大的适宜分布区。黄檀的适宜分布区面积与最适分布区面积则均有所减小,其适宜分布区面积将减小28.95%,而其最适分布区则将缩小49.3%。  结论  由于分布区存在差异,同属不同物种的未来分布对气候变化的响应不同,未来的保护工作应当集中在黄檀等适宜分布区缩小的物种上。表3参39
紫柏山国家级自然保护区不同植被类型土壤碳氮分布特征及其影响因素
李华, 蔡建军, 巫翠华, 张利利, 袁岸, 康永祥
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200509
摘要:
  目的  研究陕西省宝鸡市紫柏山国家级自然保护区不同植被类型下土壤碳氮分布特征,探讨其主要影响因素。  方法  以保护区内壤土类型(槲栎Quercus aliena林、华山松Pinus armandii林)和砂质土类型(锐齿栎Q. aliena var. acuteserrata林、栓皮栎Q. variabilis林、白桦Betula platyphylla林)不同土层土壤样品为研究对象,比较5种植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度和土壤碳氮储量及碳氮比的差异,分析土壤有机碳、全氮、碳氮比与土壤理化性质的关系。  结果  ①壤土区土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量显著高于砂质土区(P<0.05),其中壤土区各土层从大到小表现为槲栎林、华山松林,砂质土区各土层从大到小表现为白桦林、锐齿栎林、栓皮栎林。②土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量在0~30 cm土层均随土层深度的增加而显著降低(P<0.05);③各植被类型不同土层的土壤碳氮比分布无明显规律且差异不显著,碳氮比为9.94~16.23,有机质的矿化能力较强;④土壤含水量、容重是影响土壤有机碳和全氮质量分数的主要因子,土壤含水量、pH是影响碳氮比的主要因子。  结论  不同植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量存在显著差异(P<0.05),土壤含水量是影响土壤有机碳、全氮和碳氮比的关键因子。图4表5参36
转座子沉默与DNA甲基化
鲁亚萍, 周明兵
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200338
摘要:
转座子(transposable elements,TEs)在生物体基因组可以通过转座或逆转座移动,它拷贝数的大规模增加是基因组不稳定的重要因素,因此,维持TEs沉默是宿主进化的方向。DNA甲基化被认为是沉默TEs的可遗传表观遗传修饰方式,同时也在维持基因组稳定、基因印迹、调节基因表达中发挥作用。本研究综述了TEs对生物基因组进化和基因表达的影响,重点总结了以DNA甲基化为主的转座子沉默机制的最新研究进展,归纳了环境因素通过DNA去甲基化调控转座子跳跃的机理。图4参82
植物乙烯响应因子(ERF)的结构、功能及表达调控研究进展
许世达, 耿兴敏, 王露露
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200346
摘要:
乙烯响应因子(ERF)是植物中AP2/ERF转录因子超家族中的一部分,其结构特征为含有1个AP2结构域,在AP2域外还含有功能各异的基序。ERF在胁迫下通常正向调控植物的抗性,但也会因为一些原因负调控植物的抗性。ERF通过调节果实的色素变化及软化等调控果实成熟过程,通过调控衰老和脱落进程以控制花叶的寿命。ERF受信号分子调控启动转录,之后受其他机制调控完成表达。ERF可以通过调控信号分子对下游基因进行大范围的调控。多种ERF与蛋白质之间互作的机制丰富了ERF调控下游基因的方式。本研究综述了ERF的结构特征、生物学功能及表达调控机制。图1表1参77
宁波市外来入侵植物及其入侵风险评估
魏子璐, 朱峻熠, 潘晨航, 王义英, 胡沁沁, 周颖, 金水虎
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200351
摘要:
  目的  掌握浙江省宁波市外来入侵植物的危害现状,评估其入侵风险等级,为入侵植物的生态安全管理提供参考。  方法  调查了宁波市不同区域外来入侵植物,并采用层次分析法对入侵植物的传入阶段、适生阶段、扩散阶段、入侵分布现状、危害影响及治理难度等指标进行综合评估,确定外来入侵植物的入侵风险等级。  结果  宁波市外来入侵植物种类较多,共77种,隶属27科58属。外来入侵植物优势科现象明显,其中菊科Asteraceae最多,达21种,其次是茄科Solanaceae、豆科Leguminosae和禾本科Poaceae,各6种。草本植物71种,占总种数的92.21%。37种属人为有意引入,占所有入侵植物的48.05%;32种属无意引入,占41.56%;入侵途径不明的有8种,占10.39%。58种来自美洲,占外来入侵植物总种数的75.32%;15种来自欧洲,占19.48%。层次分析表明:Ⅰ级风险的外来入侵植物15种,Ⅱ级风险的14种,Ⅲ级风险的18种,Ⅳ级风险的22种,Ⅴ级风险的8种。  结论  宁波市外来入侵植物的入侵风险等级较高,建议根据其评估的风险等级,采取相应的综合治理方法,防控外来植物的入侵危害。表2参28
海口市热力景观时空格局与分异特征
李玉杰, 卢娟, 陈思佳, 付晖
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200648
摘要:
  目的  为了解海口市热力景观的时空演变特征,缓解快速城市化引起的城市热环境问题。  方法  以2000、2005、2010、2015和2019年共5期Landsat遥感影像为数据源,采用单窗算法反演地表温度研究热环境时空演变;基于地理信息系统(GIS)平台,结合地统计学和景观格局指数法定量分析城市热岛时空分异特征。  结果  热岛强度等级面积曲线符合正态分布特征,其中较弱冷岛、弱冷岛和弱热岛斑块始终占主导格局;热岛等级中心集中区由西海岸分别向江东新区和西南老城方向扩散转移。温度剖面分析可知:中心城区始终是“高原”区,工业区、美兰机场区域多“高峰”值,大面积水域、林地处通常出现“谷”值。2000-2010年高温区扩张快,热岛斑块不断缩小,大型斑块逐渐分解,斑块形状愈加复杂,热岛效应不断增强;2010-2019年扩张慢,热岛斑块不断扩张,小版块逐渐连接成片,斑块形状变化趋于平稳,热岛效应不断减弱。研究期间,同类别热力斑块连通性始终较高。  结论  海口热力景观演变与城市不同发展阶段相对应,基于等级理论的热力景观格局指数分析,有助理解热力景观的时空演变趋势,为生态可持续城市发展规划提供理论依据。图7表3参20
红壤氮转化对土壤水分变化的响应
但小倩, 陈招兄, 程谊, 蔡祖聪, 张金波
doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200624
摘要:
  目的  土壤水分变化会影响微生物介导的氮转化。探明土壤氮初级转化速率,反映土壤内部氮素动态变化,探索氮转化对土壤水分变化的响应机制。  方法  采用15N成对标记技术,利用数值优化模型,量化不同水分条件(最大持水量的20%、60%、80%、100%)下,有机氮矿化、铵态氮(\begin{document}${{\rm{NH}}_4^{+}} $\end{document})微生物同化、自养硝化、异养硝化和硝态氮(\begin{document}${{\rm{NO}}_3^{-}} $\end{document})消耗等主要氮转化过程的初级转化速率。  结果  土壤不同氮转化过程对水分变化的响应不同。随土壤含水量上升(从最大持水量的20%升至100%),土壤中易分解有机氮库初级矿化速率(\begin{document}${M_{{\rm{N}}_{\rm{lab}}}} $\end{document})从1.757 mg·kg−1·d−1增加到2.598 mg·kg−1·d−1,难分解有机氮库初级矿化速率(\begin{document}${M_{{\rm{N}}_{\rm{rec}}}} $\end{document})变化不显著,总初级矿化速率(M,即\begin{document}${M_{{\rm{N}}_{\rm{lab}}} }$\end{document}\begin{document}${M_{{\rm{N}}_{\rm{rec}}}} $\end{document})显著上升。初级自养硝化速率(\begin{document}${O_{{\rm{NH}}_4}} $\end{document})随土壤含水量增加而增加,在最大持水量为100%时达到最大值(0.266 mg·kg−1·d−1);初级异养硝化速率(\begin{document}${O_{{\rm{N}}_{\rm{rec}}}} $\end{document})随土壤含水量增加先上升后下降,在最大持水量为60%时达到最大值(0.115 mg·kg−1·d−1);土壤在最大持水量为80%和100%时\begin{document}${O_{{\rm{NH}}_4}} $\end{document}显著大于\begin{document}${O_{{\rm{N}}_{\rm{rec}}} } $\end{document},总初级硝化速率(N,即\begin{document}${O_{{\rm{NH}}_{4}}} $\end{document}\begin{document}${O_{{\rm{N}}_{\rm{rec}}} } $\end{document})随土壤含水量增加而增大。总初级\begin{document}${{\rm{NH}}_4^{+}} $\end{document}微生物同化速率(\begin{document}${I_{{\rm{NH}}_{4}} } $\end{document})随土壤含水量增加线性上升,土壤在最大持水量的100 %时达到最大值(1.941 mg·kg−1·d−1);初级\begin{document}${{\rm{NO}}_3^{-}} $\end{document}消耗速率(\begin{document}${C_{{\rm{NO}}_{3}}} $\end{document})在最大持水量的80%和100%时明显增加,总无机氮消耗速率(\begin{document}${I_{{\rm{NH}}_{4}}} $\end{document}\begin{document}${C_{{\rm{NO}}_{3}}} $\end{document})随土壤含水量增加显著增大,并在最大持水量的80% 时超过总氮初级矿化速率。因此,随含水量增加土壤氮净矿化速率先上升到最大值,然后迅速下降为负值。  结论  红壤不同无机氮产生和消耗过程对水分变化的响应不同;适当增加土壤含水量可提高红壤氮素的可利用性。图5表1参48
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
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
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
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