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马尾松人工林碳储量密度控制图研建及应用研究
李宇昊, 牛青云, 孟京辉
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230489
摘要:
目的 马尾松是我国重要的人工林树种,不但发挥着重要的经济效益,而且在固碳释氧,应对气候变化等生态服务方面发挥着重要的作用。开展抚育间伐,调控林分密度是人工林经营过程中的重要手段,而当前马尾松人工林抚育间伐存在“定性”不“定量”的问题,制约着经营目标的实现。本研究拟构建马尾松人工林碳储量密度控制图,实现马尾松人工林抚育间伐过程中的精准化。 方法 首先,以湖南省马尾松人工纯林为研究对象,基于森林资源连续清查(一类清查)数据,以Reineke自然稀疏模型为基础,构建湖南省马尾松基本密度控制图。其次,将碳储量等高线加入到基本密度控制图上,构建了碳储量密度控制图,增加了以碳储量调控为目标的密度调控功能。再次,基于所构建的密度控制图,以湖南慈利县为例,对马尾松人工林的林分密度合理性进行诊断,生成密度诊断图,并提出相关经营建议。 结果 湖南省慈利县(1)绝大部分马尾松人工林的密度高于合理密度区间,林木对有限的光照、温度、水分等自然资源产生强烈竞争,甚至有些林分会产生严重的自然枯死现象,亟待开展抚育间伐,降低林分密度;(2)少部分林分位于合理密度区间范围内,此时的林分能够充分利用自然资源,林木个体之间处于互相促进的状态;(3)少部分林分密度低于最优密度下限,此时的林地空间没有得到充分的利用,造成林地资源的浪费,亟待开展林下补植作业。 结论 本研究所构建的马尾松林分密度控制图,能够精准指导森林抚育,此外还能够对森林经营单位的林分密度合理性进行诊断,形成林分密度诊断图,进而为合理经营措施的制定提供依据。
基于MaxEnt模型的核桃炭疽病适生性分析
薄淑文, 喻红稠, 韩长志
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230317
摘要:
目的 核桃作为一种重要的生态经济兼用型树种,属于胡桃科落叶乔木且已在全球广泛栽培,由胶孢炭疽菌、暹罗炭疽菌等炭疽菌引起的炭疽病是核桃主要的病害之一。根据核桃炭疽病的已知分布情况,对其在中国和云南省范围内的适生区范围分别进行预测分析,明确核桃炭疽病在我国潜在的分布区范围,有助于生产上采取科学高效的监测和预防措施,降低潜在的生态和经济损失。 方法 利用MaxEnt物种分布模型,通过筛选生物气候变量和优化模型参数构建表现最佳的模型,进而应用于核桃炭疽病在中国和云南省范围内的适生区的预测。利用ArcGIS软件对预测结果进行可视化处理和面积统计,并利用模型的结果对影响核桃炭疽病的主要环境因素进行分析。 结果 MaxEnt模型预测结果显示:影响核桃炭疽病适生性的主导环境因子主要有年降雨量、最干月份降雨量、温度季节性、最冷季度平均温度、年平均温、等温性、平均日较差和最暖季度平均降雨量等。核桃炭疽病在中国生态适宜区总面积约为317.12万平方公里,占国土总面积的33.03%,主要分布在我国华中、华东、华南的全部地区以及西南大部分地区和“三北”(西北、华北、东北)少部分地区;核桃炭疽病在云南的适生区主要集中在滇西地区,约为22.64万平方公里,占国土总面积的57.44%。 结论 核桃炭疽病在中国有着较为广泛的适生区域,尤以云南省核桃炭疽病发生点数量最多和高度适生区分布区域最广泛,预测适生区与已经获取核桃炭疽病分布点结果相一致,未来应结合当地核桃炭疽病菌的生物学特征和实地分布情况进一步加强核桃炭疽病的预测和防治。
紫楠天然群落优势物种生态位与种间联结性
陆云峰, 杨安娜, 王豪, 刘伟, 张俊红, 楼炉焕, 童再康
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230245
摘要:
目的 为探究紫楠(Phoebe sheareri (Hemsl.) Gamble)天然群落优势物种种间关系和群落稳定性。 方法 基于野外样地调查,从物种组成、重要值、生态位宽度、生态位重叠指数、方差比率法和χ2检验等方面研究紫楠群落乔木层、灌木层各优势物种的生态位特征和种间联结性。 结果 紫楠在调查群落中的重要值最大,且其Levins指数生态位宽度和Shannon指数生态位宽度均最大,说明在群落中资源利用程度较高,竞争优势强;紫楠群落乔木层优势物种间总体呈不显著正联结(VR=1.247,χ20.95(12)>W>χ20.05(12)),而灌木层总体呈不显著负联结(VR=0.674,χ20.95(36)>W>χ20.05(36)),说明乔木层稳定性较高,且高于灌木层;χ2检验结果显示乔木层、灌木层优势物种间正联结种对数均多于负联结,正负联结比分别为1.8∶1和1.5∶1,且绝大部分种对联结性均不显著,表明紫楠群落大多数优势物种间的生态特征较一致。 结论 紫楠群落总体稳定性较好,但仍可进行适当的人工抚育,促进紫楠种群自然更新。
气候变化下大兴安岭南段季节冻土退化特征
孙逸晨, 魏江生, 舒洋, 赵鹏武, 齐桂萍, 张静
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230337
摘要:
目的 季节冻土退化会直接影响生长季初期的水分补给,进而影响区域森林健康。然而,目前大兴安岭南段的冻土退化,特别是气候变化下冻土如何退化尚不清楚。 方法 在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区长期实验森林中,定位观测2014—2022年气温、土壤温度、土壤体积含水量等环境因子,分析森林季节冻土退化特征。 结果 研究表明:大兴安岭南段气温加速上升,1998—2022年间年平均气温上升速率为0.42 ℃·10 a−1,比1973—1997年间的升温速率(0.34 ℃·10 a−1)加快了23.5%;且冻融期(当年11月—次年6月)平均气温上升速率更快(0.46 ℃·10 a−1)。土壤的冻融模式呈自上而下单向冻结,单向融化;冻结速率、融化速率随着土壤深度的增加而变快,在40~80 cm土层达到最大值(冻结速率2.23 cm·d−1、融化速率4.50 cm·d−1)。季节冻土持续退化,观测到的最大冻结深度由80 cm减少至40 cm;冻融期显著缩短,开始冻结时间推迟,完全融化时间提前,导致年冻融期缩短15.21%。应用本文建立的冻融多元线性回归模型计算得出,积温升高对研究区季节冻土退化的贡献率超过90%,是该区域季节冻土退化的最主要原因。 结论 在大兴安岭南段,冻土退化主要表现为冻融期缩短,气温升高是导致季节冻土退化的主要驱动因素,今后有必要监测季节冻土的变化,从而更好地进行森林经营。
亚热带不同地区苦竹叶片养分化学计量变异特征及其环境的驱动作用
张景润, 左珂怡, 郭子武, 凡莉莉, 林华, 胡瑞财, 陈双林
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230364
摘要:
目的 生态化学计量学不仅能揭示植物的养分限制状况,还能研判其生长策略,为探究地理分异对苦竹叶片养分化学计量特征的影响及其主要环境驱动因子。 方法 采用Pearson相关分析、LSD差异分析和结构方程建模的方法,分析了不同地区(安徽省潜山县、浙江省龙游县、福建省沙县区)1~3 a苦竹叶片C、N、P含量和化学计量比及其与环境因子的相互关系。 结果 结果表明:随着纬度的升高,苦竹1~3 a立竹叶片C、N、P含量均呈下降的趋势,而C : N、C : P、N : P总体呈上升的趋势。潜山县立竹叶片C、N、P含量显著低于龙游县和沙县区,而C : N、C : P、N : P龙游县和沙县区明显小于潜山县;随着立竹年龄的增大,立竹叶片C、N、P含量均呈下降的趋势,C : N、C : P呈上升趋势,而N : P不同年龄立竹间无显著变化;Pearson相关分析发现,年平均温度和土壤化学性质(土壤全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷、速效钾、有机质等)对立竹叶片养分化学计量特征具有重要影响,而年平均降水量等气候因子和土壤物理性质影响不大。结构方程模型结果显示,气候因子、土壤因子与叶片养分化学计量特征均呈显著正相关,并且其总影响效应水平接近。 结论 地理分异导致的苦竹叶片养分化学计量特征变异是气候和土壤因子共同作用的结果。其中,年平均温度和土壤水解性氮、全磷、速效钾含量是影响苦竹叶片养分化学计量变异的主要驱动因子。
滇西南29 年生柚木种源/家系多性状综合选择
梁坤南, 张荣贵, 黄桂华, 楚永兴, 王先棒, 石文革
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230324
摘要:
目的 通过对滇西南柚木种源/家系试验林早期与29 年生的适应性、生长和形质性状进行综合评价,旨为当地选出适应性强、速生、形质优良的柚木种源/家系。 方法 从国内外收集了34 个柚木种源和家系,采用完全随机区组设计,(2 × 2)株小区,8 次重复,调查、分析和比较试验林早期2~8 年生与29 年生的保存率和生长差异,对29 年生种源/家系的保存率和优势木生长与形质性状采用主分量分析,综合评价出优良种源/家系。 结果 早期2~8 年生柚木种源/家系间的保存率差异均不显著,而29 年生保存率种源/家系间差异呈极显著;但2~8 年生和29 年生种源/家系间生长和形质性状的差异均达到极显著,2~8 年生最好种源/家系的平均树高、平均胸径和平均单株材积分别是生长最差的1.38~1.91 倍、1.63~2.18 倍和3.82~5.17 倍,而29 年生最好种源优势木的平均树高、平均胸径、平均单株材积、树干通直度和主干材高分别是最差种源的1.81 倍、1.87 倍、4.84 倍、2.18 倍和12.89 倍,通过优良种源/家系选择可获得较大的增产效益。29 年生种源/家系的保存率和优势木生长性状与4~8 年生优势木的生长性状均呈显著至极显著相关;29 年生种源/家系的优势木树干通直度与优势木各生长性状、优势木主干材高与优势木的平均树高和单株材积生长相关显著至极显著。29 年生种源/家系保存率、生长和形质性状主成分分析的前三个主分量累积贡献率达97.63%,根据种源/家系在前三个主分量的综合得分,按20%的入选率评选出7个优良种源/家系:种源8410、8603、8407、8602、85131、1007和家系7564# 结论 29 年生入选的7个种源/家系的优势木树高、胸径、单株材积、树干通直度和主干材高的遗传增益分别为7.92%、9.39%、14.74%、7.06%和12.29%,其中来自云南陇川林场种源8410和海南尖峰岭种源8603更适宜当地生长。
3种我国造林树种幼苗耐盐性评价及指标筛选
甘红豪, 公帅, 刘浩, 褚建民
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230319
摘要:
目的 研究苦楝、白榆和刺槐幼苗的耐盐性差异并筛选耐盐性评价指标。 方法 以1年生苦楝、白榆和刺槐幼苗为研究对象,设置0、100、200和300 mmol·L−1 NaCl处理,对各NaCl处理下三种幼苗的生物量、生理和生化指标进行分析。 结果 (1)NaCl胁迫抑制了苦楝、白榆和刺槐幼苗的生物量,使其叶片相对含水量下降、电解质渗透率升高;(2)刺槐幼苗叶绿素含量随NaCl浓度升高而显著下降,但苦楝和白榆幼苗叶绿素a和叶绿素b含量仅在300 mmol·L−1 NaCl处理下显著降低;NaCl胁迫导致三种幼苗的光合作用参数PnGsCiE下降,而气孔限制值、水分利用效率、根和叶中游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量、根和叶中CAT和APX活性升高;(3)NaCl胁迫改变了苦楝、白榆和刺槐幼苗体内的离子平衡状态,使三种幼苗根和叶中的Na+ 含量显著升高、叶中K+ 含量升高;而根和叶中Mg2+ 和Ca2+ 以及根中K+ 含量的变化规律不完全一致。 结论 苦楝、白榆和刺槐幼苗耐盐能力强弱为白榆>苦楝>刺槐;根中游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量、根和叶中CAT和APX活性、根中Ca2+ 和叶中Na+ 含量与苦楝、白榆和刺槐幼苗的耐盐性关联度较高,可作为耐盐性评价指标。
不同外源物质对蒙古栎插穗生根及基部生理生化的影响
钟明霞, 艾万峰, 袁欣, 黄一鹤, 魏俊, 王玉涛, 陆秀君
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230362
摘要:
目的 扦插是苗木良种繁育的一种重要途径,适宜外源物质的应用能促进插穗生根。蒙古栎扦插生根困难,探究不同浓度外源物质及其组合应用对蒙古栎嫩枝扦插生根的影响,为蒙古栎规模化扦插育苗提供技术支持。 方法 采用速蘸法或浸泡法,使用不同浓度吲哚丁酸钾(IBA-K)、生根粉(ABT1)、K599发根农杆菌、丙环唑(PCZ)及其组合应用处理插穗,测定插穗生根率、愈伤率、生根数、根长、营养物质含量、酶活性和内源激素含量变化等。 结果 不同外源物质单独处理时,K599发根农杆菌(OD600 = 0.8)浸泡30 min后插穗生根率最高,可达24.71%。50 μmol·L−1 PCZ浸泡2 h后插穗根部愈伤率最高,达43.62%。其它外源物质单独处理时,插穗生根效果差。不同外源物质组合应用时,50 μmol·L−1 PCZ浸泡2 h结合K599发根农杆菌(OD600 = 0.8)浸泡30 min可显著提高蒙古栎插穗生根,生根率可达36.37%,愈伤率达51.14%,平均生根数及根长分别为2.25和5.72 cm。此外,研究结果表明,PCZ能够加快插穗生根过程中可溶性糖和蛋白消耗,促进过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,提高不定根诱导期IAA含量,增加IAA/ABA和 IAA/ZR比值。 结论 PCZ结合发根农杆菌K599组合应用能够显著提高蒙古栎嫩枝扦插生根率。营养物质(可溶性糖、蛋白)消耗慢、抗氧化酶(PPO、POD)活性弱、IAA含量低可能是蒙古栎扦插生根难的主要原因,而PCZ对此具有重要抑制作用,可在蒙古栎等扦插难生根物种中发挥重要作用。
文冠果种子发育基因表达分析内参基因的选择
李麟坤, 梁重钧, 宁楚龙, 张薇, 姜国维, 张鑫, 王利兵
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230291
摘要:
目的 验证ACT基因是否适用于文冠果种子发育的相关基因表达分析,并筛选出在文冠果基因表达分析中最稳定的内参基因。 方法 本研究采用了4种数学算法(ΔCT、BestKeeper、NormFinder、geNorm)评估12个候选内参基因的表达稳定性,并利用在线工具RefFinder综合评价。 结果 在文冠果不同发育时期种子内参基因综合评分排名为PP2ATip41> EF-1α18rUCEβ-TUBUBQα-TUBCYPSAMACTGADPH;在文冠果不同组织内参基因综合评分排名为PP2ATip41>CYP18rUBQSAMEF-1αUCEGADPHα-TUBACTβ-TUB 结论 PP2ATip41基因是文冠果基因表达分析最稳定的内参基因。
孑遗植物水松不同季节根际微生物群落结构和功能特征
张晨, 周柳婷, 王炎炎, 林瑞余, 吴则焰
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230221
摘要:
目的 探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。 方法 采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。 结果 水松根际微生物群落中优势细菌为α-变形菌(Alphaproteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和δ-变形菌(Deltaproteobacteria),优势真菌为粪壳菌(Sordariomycetes)。夏季水松根际微生物量和微生物多样性最高。根际微生物的碳代谢能力在夏季最强,冬季最弱,大致表现为夏季>秋季>春季>冬季,速效氮可能是微生物群落碳代谢功能的主要驱动因子。 结论 水松根际微生物群落多样性和碳代谢能力在夏季最优,在冬季最差。季节因素显著影响着根际微生物群落结构和功能,开展相关研究时应充分考虑季节因素造成的波动。
日本落叶松瞬时转化体系的优化及初步应用
邢俊霞, 臧巧路, 叶查龙, 张陈谊, 程冬霞, 齐力旺, 杨玲, 李万峰
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230390
摘要:
目的 优化农杆菌介导的日本落叶松胚性愈伤组织瞬时转化体系。 方法 以液体增殖培养7 d的日本落叶松胚性愈伤组织为受体材料,利用携带β-葡糖醛酸酶基因(GUS)的pCAMBIA1305.1载体进行瞬时转化,根据GUS的表达量及酶活性,筛选最佳侵染液浓度、侵染时间和共培养时间。并利用筛选出的转化体系,分析落叶松scarecrow-like 6LaSCL6)启动子的活性。 结果 瞬时转化后,GUS表达明显。当侵染液浓度OD600为0.2,侵染5 min,共培养72 h时,GUS的表达量最高,∆CT值为-2.274 2;当侵染液浓度OD600为0.05,侵染5 min,共培养72 h时,GUS酶活性最高,为25.7286 U·L−1LaSCL6启动子的活性是CaMV35S启动子的1.55倍。 结论 综合考虑GUS的表达量和酶活性,当侵染液浓度OD600为0.05,侵染5 min,共培养24 h时,GUS的表达量和酶活性较高,这一条件可以用来进行日本落叶松胚性愈伤组织的高效转化。
根系分泌物提高土壤磷有效性研究概述
黄雨轩, 游欣, 张林平, 吴斐, 张扬, 黄绍华
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230477
摘要:
磷是植物生长过程中所必需的矿质营养元素,在植物生长发育过程起重要作用。尽管大多数土壤具有足够的总磷储量,但土壤中的有机磷与无机磷大多表现出了低溶解度和低有效性,导致土壤可利用磷含量极低。植物根系分泌物是土壤界面能量、物质和信息传递的重要媒介,可以直接活化土壤无效态磷,也可以通过招募根际微生物间接提高土壤磷的生物有效性。本文结合国内外已有研究,阐明不同根系分泌物提高土壤磷有效性的潜在作用机制,论述根系分泌物如何招募根际微生物促进土壤磷活化,并对未来研究方向进行展望。以期为解析植物磷高效利用机理和培育磷高效利用品种提供理论基础。
高州油茶糖积累及其代谢相关酶活性
刘祯, 陈锐帆, 申春晖, 奚如春, 邓小梅
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230398
摘要:
目的 研究高州油茶生长发育过程中各源库器官糖积累特征及其与糖代谢相关酶活性的关系,为进一步完善华南地区特色油茶品种糖积累理论提供依据。 方法 以高州油茶为研究对象,利用13C同位素脉冲标记法测定不同发育时期各源库器官的13C含量,同时测定对应时期各器官非结构性碳水化合物(NSC)含量、糖组分特征及相关酶活性的变化。 结果 1)13C标记的光合产物在运输趋于稳定后,在发育前期主要积累在叶片中,后期种仁逐渐成为了同化物分配积累的中心。2)各器官可溶性糖含量基本表现为果皮>种仁>叶片,淀粉含量表现为叶片>种仁>果皮3)SPS和SS-Ⅱ与叶片、果皮和种仁的可溶性糖含量都呈正相关关系;B-AI主要在发育后期起着作用,种仁中B-AI活性分别在8月和10月存在峰值;在叶片中,NI为主要的糖转化酶,活性在 50~60 U·g−1 之间;种仁中,S-AI与NI的活性大致相同,S-AI主要在发育前期起作用,而NI在发育后期起作用。 结论 高州油茶发育前期光合产物主要积累在源器官叶片之中,随着果实生长发育种仁逐渐成为了同化物分配的中心;在糖积累情况上,种仁在发育前期主要积累果糖和葡萄糖,发育后期则主要积累蔗糖。在发育后期运输到果皮的蔗糖会分解为果糖和葡萄糖,果皮依旧会进行增厚和延伸,继续完成木质化,此时果皮与种仁会对养分进行激烈竞争,最终呈现出果大皮厚的现象。SPS和SS-Ⅱ功能互补,同时影响着高州油茶糖分的积累,且SS-Ⅱ是糖分积累的关键酶;可能是引起各源库器官糖含量差异的主要原因,高州油茶糖积累受糖代谢相关酶的综合调控,NI为叶片的主要转化酶,S-AI与NI分别在种仁发育前后期发挥作用,果皮中蔗糖转化主要依靠S-AI;B-AI主要在发育后期起作用,但活性相对较低,转化能力有限。
毛白杨PtoS1-bZIP亚家族成员的鉴定及表达分析
吴江婷, 贾辰琳, 罗志斌, 邓澍荣
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230333
摘要:
目的 鉴定毛白杨PtoS1-bZIP亚家族成员,解析PtoS1-bZIPs基因响应干旱和盐胁迫等非生物逆境的表达模式。 方法 通过生物信息学方法对PtoS1-bZIP亚家族进行系统分析,利用实时荧光定量技术检测该亚家族成员在不同组织中的基因表达特征以及对非生物胁迫的表达响应模式。 结果 从毛白杨基因组中鉴定出10个S1-bZIPs基因,分布在8条染色体上,均无内含子结构。系统进化分析表明,PtoS1-bZIP亚家族可分为3个分支,在毛白杨基因组内有12对共线性基因。顺式作用元件分析发现PtoS1-bZIP亚家族成员的启动子中含有多个光信号、激素与非生物胁迫响应元件。荧光定量结果显示,PtoS1-bZIP亚家族成员的表达具有组织特异性。第一和第二进化分支中的多数成员在ABA和干旱处理下表达量上调,在盐胁迫下表达量下调;第三进化分支中的成员在ABA、干旱和盐处理下均表达上调。 结论 从毛白杨中鉴定出10个PtoS1-bZIPs基因,聚类为3个进化分支,第一和第二分支中多数PtoS1-bZIPs成员的表达受干旱胁迫诱导,而受盐胁迫抑制;第三分支成员的表达受干旱和盐胁迫诱导。表明毛白杨PtoS1-bZIPs不同分支成员可能具有功能分化,在响应非生物胁迫过程中发挥不同作用,研究结果为后续解析PtoS1-bZIPs基因调控杨树抗逆性的分子机制提供了基础。
油松人工林土壤微生物对结构调整的响应研究
法蕾, 裴顺祥, 杜满义, 马淑敏, 吴莎, 吴迪, 王海霞, 李佳林, 许基煌
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230389
摘要:
目的 为评估结构调整对油松人工林生态系统的影响,探索土壤微生物群落结构动态对结构调整干扰的响应机制。 方法 利用高通量测序技术,对结构调整后山西省中条山油松人工林林下土壤微生物的类群组成及多样性进行探究,分析土壤微生物群落的组成结构、多样性及其与环境因素的相关系。 结果 表明:油松人工林结构调整能够降低土壤的pH值,土壤养分含量显著低于对照样地。土壤微生物的优势菌群未发生较大的变化,土壤的优势细菌类群是变形菌门、放线菌门、酸杆菌门,而优势真菌类群为子囊菌门、担子菌门和被孢菌门。结构调整后油松人工林土壤微生物的丰富度显著增加,多样性较对照样地略有增加,但差异不显著。对结构调整前后的油松人工林微生物类群与土壤理化性质进行RDA分析,pH、总氮、土壤有机质和速效氮是驱动土壤微生物类群变化的主要因子。 结论 结构调整后的油松人工林样地仍处于恢复期,微生物类群结构与未调整样地相比具有相似性,但调整后的土壤微生物类群更为丰富,变形菌门和担子菌门的增加使得土壤中固氮菌的比例提高,土壤微生物向有助于有机质分解的方向转换。
千岛湖区马尾松林改造后的林下植物多样性和群落稳定性
周秀斌, 徐玉华, 刘敏, 罗超, 潘雯, 李生
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230348
摘要:
目的 马尾松针叶林阔叶化改造有利于提升森林生态系统结构和功能,对林下植被的更新和演替也有着重要影响。分析林分改造后的林下植物多样性和稳定性特征,可为森林的可持续经营提供参考。 方法 本研究以淳安县千岛湖林区马尾松不同改造林分(I 疏伐促新、II 疏伐补阔、III 皆伐促新、IV 皆伐补阔)为对象,周边无改造措施林分(V)为对照,进行植被调查、土壤采样与测定,分析了林下植被物种组成和多样性与林地特征因子的关系,并探究了林下群落稳定性与物种多样性的关系。 结果 样地间的林下灌木层优势种的差异低于草本层,V的林下物种多样性显著低于改造后林地(p < 0.05),IV的草本层物种多样性显著高于其它林地(p< 0.05)。林地特征因子能解释林下植物种变化的40%,且对草本层的影响程度高于灌木层,其中郁闭度是最主要的影响因素。在马尾松林分改造初期,林下植物群落稳定性V > I > II > III > IV,林下灌木层稳定性与物种多样性的相关程度较低,而草本层稳定性与物种多样性呈显著负相关(p< 0.05)。 结论 千岛湖区马尾松林阔叶化改造初期,主要通过降低郁闭度显著提高了林下草本层多样性,但皆伐措施的林下植物群落稳定性较低。因此,综合考虑植物多样性和稳定性维持,对马尾松林采取适当间伐等抚育措施能促进其林下植被的发展。
杨树响应腐皮镰刀菌侵染的转录组学分析
郝心怡, 王哲舒, 范志斌, 王丽娟
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230458
摘要:
目的 基于RNA-Seq测序技术,初步探究了杨树-腐皮镰刀菌(Fusarium solani (Mart.) Sacc)互作过程中相关基因的表达、主要信号通路和代谢途径,筛选了杨树防御腐皮镰刀菌侵染的关键基因,为进一步揭示此类病害的分子机制奠定基础。 方法 以生长2个月的银腺杨84K为材料,用1 × 107 个·mL−1的腐皮镰刀菌孢子液分别侵染根系,侵染0 h(对照组)、48 h和72 h(接菌组)后取根组织进行转录组测序,挖掘杨树响应腐皮镰刀菌侵染的相关基因。 结果 (1)与对照组0 h相比,侵染48 h和72 h分别检测到8 939个和8 246个DEGs(Differentially Expressed Genes)。(2)GO分析发现,差异表达基因主要富集在在单一生物体过程、对刺激反应、碳水化合物代谢、生物调节和对激素响应等过程。(3)KEGG分析表明,糖酵解/糖异生、碳代谢、植物激素信号转导和苯丙烷生物合成等途径在病原菌侵染后发生显著变化。(4)杨树糖转运蛋白SWEETs家族中21个成员的表达受腐皮镰刀菌侵染诱导。乙烯受体ETR、乙烯信号通路主要组分EIN3ERF1ERF2上调表达,木质素合成关键酶基因CCR4CLC3’HCOMT表达量显著升高。 结论 杨树可能通过调节体内糖代谢和转运,激活乙烯信号通路,促进木质素积累、细胞壁增厚等策略,响应腐皮镰刀菌的侵染。
不同林内环境下苦竹新鲜残体的分解特征
林大雪, 赵厚本, 黄春华, 许伟华, 李兆佳, 周志平
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230342
摘要:
目的 研究苦竹新鲜残体的分解过程及影响因素可以预测苦竹林在受到极端气候事件导致的机械损伤后生态系统物质循环变化过程,评估灾害对森林碳汇功能的影响,为灾后森林科学管理提供依据。 方法 以广东南岭地区皆伐后苦竹大量扩张的次生林为对象,设置对照(CK)和移除林下竹子(RB)两种林内环境,采用分解袋法研究了苦竹各器官新鲜残体的分解特征。 结果 苦竹各器官新鲜残体的分解过程可以分为两个阶段,即前期阶段(前2个月)质量快速损失,后期阶段(后24个月)缓慢分解。前期阶段各器官平均质量损失率依次为竹叶(51.2%)>竹枝(31.7%)>竹根(24.4%)>竹秆(16.6%),各器官间均存在显著差异(P<0.05),RB环境下竹叶的质量损失率显著低于CK。后期阶段各器官平均质量损失率依次为竹枝(40.3%)>竹叶(29.1%)>竹秆(28.1%)>竹根(19.6%),各器官间除竹叶与竹秆外均存在显著差异,RB环境下竹枝的质量损失率显著高于CK,竹根的质量损失率显著低于CK。Olson分解模型能够较好地模拟各器官的分解过程,平均分解系数(k)依次为竹叶(0.891)>竹枝(0.554)>竹秆(0.249)>竹根(0.242),各器官间除竹秆和竹根外均存在显著差异,RB环境下竹叶的k显著低于CK。各器官分解50%的周期(T0.5)依次为竹秆(2.48 a)>竹根(2.44 a)>竹枝(0.97 a)>竹叶(0.51 a),其中竹根和竹秆显著高于竹枝和竹叶,RB环境下竹根的T0.5显著高于CK。各器官分解周期(T0.95)依次为竹根(12.81 a)>竹秆(12.12 a)>竹枝(5.22 a)>竹叶(3.22 a),其中竹根和竹秆显著高于竹枝和竹叶,RB环境下竹秆的T0.95显著低于CK,竹根的T0.95显著高于CK。各器官基质质量与分解指标间的相关系数总体上表现为前期阶段高于后期阶段,CK环境下高于RB环境下,其中碳(C)、钾(K)、C/氮(N)、C/磷(P)与分解指标间相关系数较小,N、P、N/P与分解速率呈正相关,木质素/N与分解速率呈负相关。 结论 苦竹新鲜残体的分解过程表现为前期快速失重后期缓慢分解;竹叶分解速率最快,其次为竹枝,竹秆和竹根最慢;各器官基质质量中,N、P、N/P、木质素/N对分解速率影响较大,且主要影响分解前期阶段;清除林下竹子能减缓竹叶和竹根的分解,加快竹秆和竹枝的分解,减弱基质质量对分解速率的影响。
叶面喷施硒肥对香榧幼苗叶片代谢组的影响
陈振生, 李爱华, 杜拾平, 黄培耕, 许秀环, 宁博林, 李文
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20240012
摘要:
目的 分析亚硒酸钠叶面喷施后对香榧(Torreya grandis)幼苗叶片代谢组的影响,探究亚硒酸钠喷施后香榧叶片次生代谢物的累积情况及其对果实品质的影响。 方法 以苗龄2 a的香榧幼苗为供试材料,叶面喷施亚硒酸钠(浓度为100 μg·L−1)2次,间隔15 d。第二次喷施后15 d,采取1年生叶片进行代谢组分析,以色谱-质谱研究香榧幼苗叶片代谢物差异。 结果 在正离子模式下,处理组和对照组之间有909种差异代谢物,其中69种显著变化(27种显著上调,42种显著下调)。在负离子模式下,出现433种差异代谢物,其中43种显著变化(11种显著上调,32种显著下调)。对人体有益的一些次生代谢物显著增加,如车前苷(2.827倍)、川芎内酯(2.524倍)、6-唾液乳糖(2.021倍)、阿齐沙坦(1.931倍)。 结论 香榧叶片喷施亚硒酸钠有利于促进对人体有益的次生代谢物的生物合成及其在叶片中的累积。
银白杨对干旱胁迫的生理响应研究
徐慧, 薛媛
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230472
摘要:
目的 以银白杨为研究对象,探究干旱胁迫对其生长发育的影响,为解析多年生林木响应干旱胁迫的分子机制奠定基础。 方法 对生长在土里5周左右的银白杨幼苗进行干旱胁迫处理,通过观察其生长状态,测定与干旱胁迫相关生理指标以及检测相关基因表达情况,探究银白杨对干旱胁迫的耐受能力。 结果 对银白杨植株进行干旱处理8 d后,其叶片含水量明显下降、气孔开度变小;ROS含量明显上升,体内ABA积累、而与生长相关的IAA含量下降;与干旱胁迫相关的基因表达上调。 结论 通过多角度探究银白杨对干旱胁迫的耐受性,银白杨幼苗在干旱处理8 d后其生长受到显著抑制,建议及时浇水。
不同间伐保留密度对杉木人工林枝条生长的影响
王佳琪, 马东旭, 蓝伟立, 陈块明, 林开敏
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230334
摘要:
目的 探究不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响,为杉木无节材定向培育的间伐密度控制技术提供理论依据和技术支撑。 方法 以福建省沙县官庄国有林场9年生杉木人工林为研究对象,设置3种不同的林分保留密度1 200株·hm−2(间伐强度为67%, L)、1 800株·hm−2(间伐强度为51%, M)和2 250株·hm−2(间伐强度:27%, H),间伐后的第5年,在各样地内选取标准木进行观测,探讨不同间伐后的林分保留密度对杉木枝条发育的影响。 结果 1)枝条总量、8 m以下枝条数量、8 m以上枝条数量、死枝数量、活枝数量、均表现为:L>M>H,枯枝率表现为H>M>L;2)基径随间伐后的林分保留密度的减小而增大,表现为L>M>H,且L与H之间存在显著性差异(P<0.05),同时L的枝长大于M和H,说明低的林分保留密度更有利于枝条生长;3)活枝枝条基径和枝长呈明显的线性相关,死枝枝条基径和枝长线性相关性较小。4)死枝的基径、枝长、数量与活枝数量随树干垂直高度的增大而增大,活枝的基径与枝长随垂直高度的增大而减小,H、M的分枝角随垂直高度的增加而减小。5)死枝与活枝的基径、枝长与分枝角在南部区域(90°~225°)整体大于北部区域,但枝条数量在东部区域(0°~180°)大于西部区域。 结论 要根据不同的培育目的调整杉木的间伐后的林分保留密度,高的林分保留密度会抑制枝条基径和数量的生长,从而减少节子的大小和数量,提高木材质量。在杉木幼龄期时可以对林木进行修枝,以减少宿存枝条,达到提高木材质量、培育无节材的目的,综合本研究的3种间伐保留密度,其中1 800 株·hm−2的林分保留密度更适宜培育无节大径材。
欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围调查及其寄主抗性物质的初步分析
李永, 常聚普, 郭利民, 孙尚, 杨旭琦, 朴春根
摘要:
目的 为明确欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、欧美杨抗性品种及其可能的抗性活性物质。 方法 本研究通过田间接种方法开展欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、杨树品系抗性调查,并利用高效液相色谱分析杨树抗感品种树皮中活性物质含量及其染病前后含量变化情况,同时利用抑菌实验验证潜在抗性物质的活性。 结果 研究发现欧美杨细菌性溃疡病主要危害黑杨派美洲黑杨、欧美杂交杨的品系以及旱柳,而欧洲黑杨品系具有高度抗菌能力;本研究的30个美洲黑杨和欧美杂交杨品系中,中林46杨、2025杨、2001杨、313杨、中荷1号杨和16-09杨是高感病品系;16-10杨、豫抗1号杨为高抗病品系,而131杨、03-59杨、02-212杨和03-34杨为抗病杨树品种;杂交柳和垂柳抗病,金丝柳轻微感病;栎属和青杨派的种类和品系具有高度抗性。高效液相色谱分析显示,抗病和高感病品系树皮中的邻苯二酚、苯甲酸、绿原酸、儿茶素的含量较高,其中邻苯二酚和儿茶素在病菌侵染时含量明显增加。 结论 明确了欧美杨细菌性溃疡病的主要危害对象和寄主范围,明确了具有抗性、感病的杨树品系,证明了邻苯二酚和儿茶素与杨树抗病性密切相关,该研究结果为欧美杨的栽培和病害防治提供技术支持和防治建议,该研究结果对我国欧美速生杨的细菌性溃疡病的防治具有重要意义。
格氏栲天然林凋落物对马尾松种子萌发的影响
贾梅花, 王哲, 刘金福, 晋梦然, 何中声, 邢聪, 施友文, 沈彩霞
摘要:
目的 为了解格氏栲天然林凋落物对主要伴生种马尾松更新的影响。 方法 通过不同分解程度及浓度天然林凋落物浸提液探究马尾松种子萌发和胚根生长的化感效应。 结果 表明:(1)影响马尾松种子发芽的主要因素是凋落物分解程度,与空白对照相比,未、全分解层凋落物对马尾松种子萌发无显著作用;半分解层抑制发芽率和发芽指数,促进发芽势。(2)影响胚根生长的主要因素是浸提液浓度和作用时间,并受分解程度-浓度-时间综合作用,未分解层对马尾松种子整个胚根生长期除极低浓度外,随浓度降低促进作用增强,1∶100浓度时促进作用最强;半分解层呈低浓度和高浓度促进,中间浓度抑制作用;全分解层总体呈促进作用,且随浓度降低促进作用减弱。(3)对应分析表明不同分解程度-浓度对马尾松种子萌发影响不显著,对胚根生长存在显著相关性。 结论 不同分解程度凋落物浸提液对马尾松种子萌发作用较弱,对胚根生长在低浓度下呈促进作用,保证林内马尾松幼苗数量,种间竞争加剧,进而导致格氏栲自然更新受抑。