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2021年  34卷  第2期

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封面
2021-02期封面
2021, 34(2): -1--1.
摘要:
目录
2021-01期目录
2021, (2): 0-0.
摘要:
美洲黑杨表型核心种质库构建
陈存, 丁昌俊, 黄秦军, 李政宏, 张静, 刘宁, 李波, 苏晓华
2021, 34(2): 1-11. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.001
摘要:
目的 分析美洲黑杨不同类群的表型和生理特点,对比不同取样策略构建的表型核心种质库的有效性和代表性,科学有效地保存和管理种质资源的表型多样性,为美洲黑杨种质资源的深入挖掘和利用提供科学依据,同时为其他物种表型核心种质库的构建提供参考。 方法 基于前期表型生理性状群体结构的分析结果对美洲黑杨种质资源进行分组,通过多重比较分析不同类群的21个表型和生理性状的特点。计算无性系间的欧氏距离,利用组间联接法对每个类群的个体进行聚类,分别采用随机取样、偏离度取样、位点优先取样和性状频率取样策略对无性系进行筛选,构建表型核心种质库,对比分析选择最佳的取样策略。在表型核心种质库的基础上通过添加种质使表型保留比例(RPR)达到100.00%构建表型优化核心种质库,通过比较核心种质库与原始种质库的均值、方差、极差、变异系数和RPR对其代表性和有效性进行评价。 结果 美洲黑杨Was种源个体的高生长量、叶片数和叶片养分含量较高;Iow和Que种源无性系的根系生长发达;Mis、Lou和Ten种源无性系的茎生长量、叶片形态和单叶生长量突出。通过性状频率取样策略构建的表型核心种质库用最少的种质代表了原始种质库的多样性信息,核心种质库的有效性优于随机取样、偏离度取样和位点优先取样策略构建的种质库,最终构建了包括27个种质的表型核心种质库,取样比例为10.47%,均值差异百分率(MD)、方差差异百分率(VD),极差符合率(CR)、变异系数变化率(VR)和RPR分别为0.00%、80.95%、100.00%、148.94%和90.85%。在核心种质库的基础上添加5个补充种质构建表型优化核心种质库,使RPR达到100.00%,其MDVDCRVR分别为0.00%、71.43%、100.00%和142.19%。通过PCoA分析表明:表型核心种质库和优化核心种质库均具有良好的代表性。 结论 不同类群的美洲黑杨种质资源的根、茎、叶生长性状存在明显差异。通过性状频率取样策略构建的美洲黑杨表型核心种质库和优化核心种质库可以在保留原始种质多样性的基础上,较大限度的降低种质库的规模和冗余度,提高种质库表型变异水平,为有效保存、管理和利用美洲黑杨种质资源提供科学依据。
三峡库区水位消落植被土壤pH、阳离子含量随海拔及年际的动态特征
王丽君, 程瑞梅, 肖文发, 杨邵, 沈雅飞, 郭燕, 雷蕾, 曾立雄
2021, 34(2): 12-23. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.002
摘要:
目的 分析三峡水库运行10年间(2008—2018年),消落带不同海拔区段(145~155 m、155~165 m、165~175 m)土壤pH值和金属元素含量变化特征,为消落带分区段监测治理及库区土壤环境质量演变预测提供科学依据。 方法 根据三峡水库运行调度特征,在秭归县典型消落带区域内选择3块生境类型相似的次生灌丛样地,测定2008、2009、2012、2014、2015、2016、2018年不同海拔区段表层(0~20 cm)土壤的pH值和金属元素含量,分析其在不同海拔区段和年际间的差异及变化。 结果 (1)随着水库水位的周期性涨落,2008—2018年间消落带区域土壤pH值、金属元素钾、钙、镁含量的年际变化均呈现出波动式增加的趋势,铁、锰、锌含量呈现波动式下降的趋势,钠含量则呈现逐年下降的趋势。(2)在各年份的不同海拔高程间,土壤pH值和钾含量呈现145~155 m > 155~165 m > 165~175 m海拔的特征,铁、锰含量呈现出145~155 m < 155~165 m < 165~175 m海拔的特征,钙含量在145~155 m海拔区段富集,钠、镁、锌含量则无明显的海拔分布差异。至2018年,145~155 m和155~165 m海拔区段土壤已由酸性发展为碱性,165~175 m区段由酸性发展为中性。(3)相关性分析和回归分析发现:土壤pH值与金属元素含量有密切相关性。其中,土壤pH值与钾、钙、镁含量之间存在显著正相关(p < 0.01),与锰、锌、钠(p < 0.01)和铁(p < 0.05)含量之间存在显著负相关。 结论 经历10次水位涨落期间,消落带不同海拔区段土壤pH值和金属元素含量均发生了不同程度的改变,表明周期性水淹是影响消落带土壤性质的主要因素,海拔和土壤pH值是影响土壤金属元素含量的重要因素,这将为三峡库区消落带不同海拔区段土壤质量的演变趋势预测提供重要的基础依据。
南亚热带不同红锥混交林土壤碳库稳定性与碳库管理指数变化
王仁杰, 蒋燚, 王勇, 刘庭薇, 唐靓茹, 刘雄盛, 黄荣林
2021, 34(2): 24-31. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.003
摘要:
目的 研究不同类型红锥混交林土壤有机碳库及其碳库稳定性特征,以期为南亚热带不同红锥混交林碳平衡过程的评估和混交模式的筛选提供理论依据。 方法 本研究以南亚热带红锥人工纯林(HC)、红锥+湿地松人工混交林(HS)、红锥+火力楠人工混交林(HH)、红锥+米老排人工混交林(HM)为研究对象,分析不同林分类型土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量及碳库管理指数(CMI)的变化。 结果 4种林分类型的SOC、EOC、POC、DOC、MBC含量随着土层深度的增加而降低;SOC与EOC、POC、MBC含量呈极显著正相关(P<0.01),且与POC的相关系数最大,不同林分间SOC含量均表现为:HM>HH>HS>HC,且0~20 cm土层与0~40 cm土层的变化一致;4种林分类型0~40 cm土层的CMI表现为:HM>HH>HC>HS,且20~40 cm土层的CMI变化与0~40 cm土层的变化一致。 结论 4种林分类型SOC、EOC、POC、DOC、MBC含量主要受林分表层土的影响,CMI主要受林分下层土的影响,POC含量与SOC关系最为密切;红锥阔叶混交林较红锥针阔混交林更能提高土壤肥力,改善土壤质地,且HM的阔叶混交模式土壤碳库质量最高,在有机碳和活性碳增加的同时也有助于惰性碳的积累及碳库的稳定性。
基于EVI的大兴安岭火烧迹地植被恢复特征研究
王冰, 张金钰, 孟勐, 张秋良
2021, 34(2): 32-41. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.004
摘要:
目的 选取Landsat数据源,基于dNBREVI指数开展火烧迹地识别和植被恢复特征研究。 方法 以1987年大兴安岭北部林区根河林业局金林林场森林火灾为研究背景,在地类划分的基础上,以dNBR为基础数据,采用K-means方法识别并提取火烧迹地,并进行轻、中、重火烈度等级划分;基于火烧迹地的EVI(增强型植被指数)值,采用一元线性回归分析、Mann-Kendall和Theil-Sen median趋势分析等方法分析火烧迹地1987—2019年的植被恢复特征,探究大兴安岭火烧迹地植被恢复进程。 结果 基于dNBR得到研究区过火面积为1291.68 hm2,轻、中、重度火烧迹地面积占比分别为45.70%、32.16%和22.14%,重度过火区分布于火烧迹地中心,从中心向外,过火强度逐渐降低;林火对迹地EVI影响明显,轻、中和重度火烧迹地EVI值分别下降约30.0%、48.3%和68.8%;林火后,随着植被的恢复,迹地EVI值逐渐增加,与对照区的差异逐渐缩小。不同烈度林地火烧迹地EVI恢复速率表现为重度 > 中度 > 轻度,灌草地火烧迹地的EVI值在林火发生后2 a即与对照持平;火烧迹地植被恢复过程中,林地EVI突变点较灌草地少,林地轻度火烧迹地EVI突变点较重、中度迹地少,对照区的突变时间点均滞后于火烧迹地。 结论 dNBR可用于研究区火烧迹地和火烈度提取研究。林火使迹地EVI值明显下降,下降程度随火烈度升高而增大。植被恢复过程中,迹地EVI值逐渐增加,林地轻度和中度火烧迹地在火后6~8 a,重度火烧迹地在火后14 a左右恢复为正常植被状态;而灌草地火烧迹地在林火发生后2 a即可恢复正常。火烈度和自然环境是影响大兴安岭火烧迹地植被恢复的主要因素。
氮沉降对米槠天然林土壤有机碳及微生物群落结构的影响
刘春华, 吴东梅, 刘雨晖, 陈辉, 沈宝贵, 蒋宗垲, 刘小飞
2021, 34(2): 42-49. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.005
摘要:
目的 研究氮(N)沉降对亚热带常绿阔叶天然林土壤有机碳和微生物群落结构的影响,为亚热带森林生态系统碳循环过程的研究提供依据。 方法 选取中亚热带典型米槠天然林为研究对象,采用随机区组试验设计,设3个N沉降水平:对照(CK,0 kg·hm−2·a−1)、低N(LN,40 kg·hm−2·a−1)和高N(HN,80 kg·hm−2·a−1)。 结果 在0~10 cm土层,与对照相比,高N和低N处理总微生物生物量显著增加,低N处理土壤有机碳含量增加27.4%,而高N对土壤有机碳无显著影响;在10~20 cm土层,N沉降(低N和高N处理)对土层有机碳含量和总微生物及各类群生物量均无显著影响。相关分析和随机森林模型结果分析表明,N沉降导致土壤可溶性有机碳(DOC)、全氮(TN)、C/N和微生物生物量增加是驱动表层土壤有机碳累积的关键因子;主成分分析表明,N沉降显著改变0~10 cm土层土壤微生物群落结构,而对10~20 cm土层土壤微生物群落结构无显著影响。 结论 在亚热带常绿阔叶天然林中,短期低N沉降增加能够提高土壤碳储量,但长期N沉降对土壤碳吸存的影响仍不清楚。
滇中亚高山不同森林土壤酶活性对模拟N沉降的响应
郑兴蕊, 王克勤, 宋娅丽, 张转敏, 张雨鉴, 潘禹
2021, 34(2): 50-62. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.006
摘要:
目的 研究不同森林类型中模拟N沉降对土壤酶活性的影响,旨在为N素对区域森林土壤酶活性及土壤活动相关研究提供理论依据。 方法 以滇中磨盘山典型森林云南松(Pinus yunnanensis Franch.)林、高山栎(Quercus semecarpifolia Smith)林、华山松(Pinus armandii Franch.)林和常绿阔叶(Evergreen broad-leaf)林为研究对象,于2018年1月—2018年12月设置:对照(CK,0 g N·m−2·a−1)、低N(LN,5 g N·m−2·a−1)、中N(MN,15 g N·m−2·a−1]和高N(HN,30 g N·m−2·a−1)4种N处理,测定不同施N水平4种林地0~5、5~10和10~20 cm土层蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性。 结果 表明:土壤深度对4种森林类型中8种土壤酶活性的影响均表现为10~20 cm土层土壤酶活性低于5~10 cm土层,降幅最高达76.8%,常绿阔叶林与云南松林土壤过氧化氢酶和高山栎林与云南松林土壤多酚氧化酶活性则在0~5 cm土层受到抑制,活性最低时仅为5~10 cm土层活性的15.4%;施N水平对土壤酶活性影响较为显著,LN显著抑制了高山栎林土壤蔗糖酶与淀粉酶活性;各N处理对脲酶、蛋白酶无显著影响;除常绿阔叶林外,LN处理显著提高了0~10 cm土层天门冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性,各N处理抑制了华山松林土壤过氧化氢酶活性和各林分土壤多酚氧化酶活性,促进了高山栎林、云南松林土壤过氧化氢酶活性;森林类型对土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶影响显著(P < 0.01)。 结论 森林类型和土壤深度是影响N沉降下土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性变化差异的重要因素;土壤多酚氧化酶对施N水平反应敏感,对森林类型反应较不敏感;8种土壤酶中,天门冬酰胺酶对不同土壤深度、不同施N水平和不同森林类型三者交互作用的响应最为敏感。
吉林蛟河不同类型阔叶红松林标记二阶特征
陈明辉, 赵中华, 惠刚盈, 宋子龙, 吴相菊
2021, 34(2): 63-71. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.007
摘要:
目的 分析阔叶红松林林分结构的标记二阶特征,探讨不同标记二阶特征函数提供的结构信息和结构形成的生态过程,为阔叶红松林保护、恢复和结构优化调整提供理论依据。 方法 以吉林蛟河4种不同类型阔叶红松林为研究对象,运用单变量双相关函数、标记双相关函数、标记变异函数、标记大小分化度和标记混交度等二阶特征函数,分析树种和林木大小分化空间特征。 结果 不同类型阔叶红松林林木分布格局差异明显,核桃楸、沙松红松林(样地A)、水曲柳红松林(样地C)和核桃楸、色木槭红松林(样地D)在一定的尺度上呈现显著聚集分布的趋势,而核桃楸、水曲柳红松林(样地B)中的林木为随机分布格局;样地A中在距离为\begin{document}$ r $\end{document}=0~50 m的范围内林木标记胸径趋向于小于平均胸径且相似大小林木聚集,其中,在r = 0~8 m和r = 13~33 m的尺度上林木胸径显著小于平均胸径,其他几类阔叶红松林仅在r小于8 m尺度内小于样地平均胸径,其它尺度上林木的胸径大小随机分布;样地B和样地C不同胸径大小的林木呈现空间上不相关的趋势,而样地D在r = 0~9 m的尺度上呈现不同胸径大小的林木聚集分布;4类阔叶红松林不同大小林木的分布并非是完全随机分布的格局,样地A在r = 0~21 m和r = 25~33 m尺度上相似大小的林木聚集在一起,样地B 和样地D分别在r = 4~6 m和r = 0~12 m的尺度上表现出相似大小林木显著聚集的特征,而样地C在r = 0~5 m的尺度上不同大小的林木聚集分布;4类阔叶红松林内树种整体属于完全随机分布,但在一定的尺度上存在同种聚集的现象,样地A、样地B、样地C和样地D相同树种聚集的尺度范围分别为r = 0~10 m,r = 0~25 m,r = 0~12 m和r = 0~8 m。 结论 不同类型阔叶红松林标记二阶特征存在明显的差异,与阔叶红松林处于不同的发育阶段及干扰程度有关。标记二阶特征进一步细化了不同尺度上的树种和林木大小的分化特征。
不同良种与初植密度杉木林分密度指标动态特征
李晓燕, 段爱国, 张建国, 赵世荣, 冯随起
2021, 34(2): 72-80. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.008
摘要:
目的 探讨不同良种和初植密度杉木林分密度指标的动态特征,筛选适宜于杉木林分的密度指标,为杉木人工林密度管理提供依据。 方法 利用8年生杉木良种和密度互作试验林逐年定位观测数据,分析树冠竞争因子(CCF)、林分密度指数(SDI)、优势高—营养面积比(Z)这3个林分密度指标在不同良种和不同初植密度下的动态变化规律,并进行密度指标对初植密度和林龄的线性回归分析。 结果 在相同良种水平、不同初植密度下,3种林分密度指标随林龄增长的动态变化规律一致,均为随林龄增加而增大,低初植密度下,密度指标随林龄增长拟合直线斜率较小,随初植密度增大,拟合直线斜率增大,反映初植密度越大的林分对林木间竞争激烈程度的影响更强;同一林龄下,均随密度增大而增大,不同密度间差异达极显著水平;在相同初植密度、不同良种水平下,3种密度指标的良种效应差异均不显著,且不存在良种和初植密度的交互作用。 结论 3种林分密度指标在一定程度上可以反映密度信息,在5000~6667株·hm−2的密度范围内,CCFSDI在不同密度间差异均未达显著水平,此密度范围内难以体现不同密度之间的差别,而Z在研究设置的整个密度范围内不同密度间差异均达显著水平,能明显表示出不同密度之间的差别,适用的密度范围更广,且不含参数,计算简单,可以很好地用于杉木人工林分生长模拟和密度管理。
基于空间结构参数的大兴安岭天然落叶松单木直径生长模型
吕沅杭, 伊利启, 王儒林, 刘兆刚, 董灵波
2021, 34(2): 81-91. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.009
摘要:
目的 研究林分空间结构对兴安落叶松单木直径生长的影响,为大兴安岭天然落叶松次生林的有效恢复提供理论依据和技术支撑。 方法 以大兴安岭天然落叶松次生林为研究对象,基于塔河林业局盘古林场50株兴安落叶松解析木数据,采用S-Plus软件中的NLS函数对8种常用的林木生长模型进行拟合优度评价,进而确定最优基础模型;通过再参数化方法,考虑常用林分因子、单木因子、物种多样性以及林分空间结构等参数对林木直径生长的影响;最终,采用NLME函数构建兴安落叶松单木直径生长的最优混合效应模型,并系统评价不同模型的拟合优度。 结果 兴安落叶松单木直径生长的最优基础模型为Mitscherlich方程(调整系数Ra2 = 0.6285),其参数a分别与林分平均树高、单木胸径、混交度和角尺度显著相关,而参数b则与林分平均胸径和竞争指数显著相关;据此,建立的兴安落叶松广义直径生长模型的Ra2值相较基础模型提升约31%(Ra2 = 0.8264);通过引入随机参数(参数a1)、异方差函数(幂函数varPower)、时间序列函数(高斯结构corGaussian),单木水平的混合效应模型进一步将Ra2值提升约17%(Ra2 = 0.9710);五折交叉检验结果表明,混合模型的调整系数、平均绝对误差和均方根误差分别为0.9838、0.56 cm和0.72 cm,能够满足单木直径生长预测的需要。模型模拟结果表明,单木直径生长量随着单木胸径、角尺度和混交度的增加而增加,但随着林分平均胸径、平均树高和竞争指数的增加而减小;当各变量数值每增加10%时,其对应的胸径生长量依次为:+0.45 cm、+3.62 cm、+4.71 cm、−0.34 cm、−0.21 cm和−0.73 cm,但取决于不同的林分特征和生长阶段。 结论 林分角尺度、混交度和竞争水平对兴安落叶松单木直径生长具有显著作用,在后续森林经营中应通过合理的采伐来降低林木的竞争水平,并注重创建和维护林木的随机分布格局和混交程度。
毛果杨MAP65基因家族的扩张与表达分析
薛丽, 刘晓霞, 罗莹, 吕中睿, 张建国, 饶国栋
2021, 34(2): 92-101. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.010
摘要:
目的 以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考。 方法 利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、Wolfpsort、MAGA7.0、GSDS、MEME、MCScanX、TBtools、BioEdit Sequence Alignment Editor、DnaSP5、plantCARE等工具分析其理化性质,预测其亚细胞定位,构建系统进化树,绘制基因结构图,分析保守结构域、基因复制事件、启动子元件,并基于基因芯片数据分析PtMAP65基因家族成员在不同组织中的表达量。 结果 利用BLASTP比对方法鉴定得到了9个MAP65基因。系统进化分析结果显示:植物MAP65基因家族分为5个亚组,且每个亚组都具有相似的基因结构和保守结构域。毛果杨基因组内共线性分析及同义突变频率 (Ks)、非同义突变频率(Ka)分析结果表明:PtMAP65基因家族中有6对片段复制基因,且复制基因在进化过程中受到强纯化选择的作用。PtMAP65基因家族成员的表达数据分析显示:该基因家族成员在不同组织中有不同的表达模式,暗示其功能的分化。启动子的顺式作用元件分析表明:PtMAP65s的启动子中有较多的光响应元件和激素响应元件。 结论 片段复制是PtMAP65基因家族进化扩张的主要动力,推测基因家族成员之间存在功能分化。
马尾松PmDXR基因密码子偏好性分析
朱灵芝, 朱沛煌, 李荣, 陈妤, 季孔庶
2021, 34(2): 102-113. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.011
摘要:
目的 对马尾松PmDXR基因密码子偏好性进行分析,为后续PmDXR基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。 方法 利用CodonW、EMBOSS、SPSS等软件及在线服务器,分析马尾松与其他37个物种DXR基因密码子的偏好性。对不同物种DXR基因密码子进行中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析,推测其偏好性形成的主要影响因素;同时分析比较了马尾松PmDXR基因与4种模式生物的密码子使用频率。 结果 马尾松PmDXR基因的密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子。比较分析不同物种DXR基因的密码子偏好性参数,发现不同物种DXR基因密码子偏好性存在一定差异,整体看,裸子植物DXR基因密码子偏好性比被子植物强。与其他物种DXR基因的CDS序列及RSCU值聚类分析表明,马尾松与其它裸子植物DXR基因表现出相近的密码子使用偏好性。中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析均表明:自然选择是影响DXR基因密码子偏好性形成的主要因素。与4种模式生物的基因组密码子使用频率比较发现,在异源转化受体选择中,酵母真核表达系统较大肠杆菌原核表达系统更适合马尾松PmDXR异源表达,拟南芥和烟草均可作为马尾松PmDXR基因的遗传转化受体,其中,烟草更理想。 结论 本研究初步揭示了马尾松PmDXR基因密码子使用规律,对后续开展基因功能验证有重要的指导作用,同时也可为研究马尾松分子进化提供一定的科学依据。
不同产地幼龄秀丽四照花生长和形质性状家系变异分析
肖德卿, 沈斌, 罗芊芊, 徐肇友, 金霖芳, 周志春
2021, 34(2): 114-121. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.012
摘要:
目的 对来自不同产地幼龄秀丽四照花优树家系进行测定,以揭示其生长和形质性状的家系遗传变异规律,为秀丽四照花种质资源利用和遗传改良提供科学依据。 方法 利用2016年设置在浙江龙泉的3年生来自不同产地的秀丽四照花优树家系试验林,分析生长和形质性状在产地间和产地内家系间的遗传变异以及性状间的相关性,基于9个性状对秀丽四照花进行主成分和聚类分析。 结果 秀丽四照花家系各性状在产地间和产地内家系间均呈极显著差异,在9个表型性状中,最大分枝长变异最大(38.78%),树高变异最小(21.53%),生长性状的变异系数为21.53%~26.66%,生长性状的变异系数普遍小于形质性状,各性状在产地内家系间变异(26.61%)大于产地间变异(18.86%)。高径生长量及冠幅较大的秀丽四照花其分枝数较多、分枝较粗,树干分枝数较多、分枝角度较大;冠幅较小的秀丽四照花,其树干通直度较高。9个性状综合成3个主成分,其累计贡献率可达82.636%,树高、最大分枝长和树干通直度分别是生长、形质性状的主要区别性状。92个秀丽四照花家系被聚为2类,类型Ⅰ包括江西广丰、江西上犹、江西龙南、福建大田、福建武平和湖北兴山6个产地内的56个家系;类型Ⅱ包括浙江龙泉、湖南南岳、江西袁州、江西分宜和福建延平5个产地内的36个家系。 结论 秀丽四照花产地间及产地内家系间各性状变异幅度较大,其变异主要存在于产地内家系间。树高、冠幅、最大分枝长和树干通直度等是主要的变异因子。速生家系具有分枝数较多和分枝较粗的特点。参试的秀丽四照花家系被分为2类,类型Ⅰ家系产地在地理位置上大部分偏南部,主要特征为树形高大,株型紧凑,分枝较粗,速生性较好;类型Ⅱ家系产地则大部分偏北部,主要特征为树枝开展,树干通直度较高,速生性较差。
赤松混交林枯梢病不同病级针叶内部细菌多样性研究
谢宪, 梁军, 朱彦鹏, 时良, 高燕, 张铭, 程元, 张星耀
2021, 34(2): 122-130. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.013
摘要:
目的 揭示赤松枯梢病不同病级针叶的内部细菌多样性及群落结构。 方法 利用高通量测序技术和生物信息学技术,对针阔混交林(赤松 Pinus densiflora—麻栎Quercus acutissima)和针叶混交林(赤松—黑松Pinus thunbergii)两种林型中赤松无病斑和不同染病程度针叶内的细菌16s rRNA基因的v3-v4区进行测序和分析。 结果 针阔混交林的针叶中细菌有效序列388 587条,共计679个OTU,分属28个门、69个纲、205个属;在针叶混交林的赤松针叶中的细菌有效序列336 600条,共计656个OTU,分属29个门、65个纲、190个属;在针阔混交林和针叶混交林中,赤松无病斑针叶内生细菌的多样性显著高于染病针叶;无病斑针叶中相对丰度较高的内生细菌菌属为MassiliaEndobacterBryocellaSphingomonas,染病针叶中乳杆菌属(Lactobacillus)、BryocellaEndobacter、甲基杆菌属(Methylobacterium)、Singulisphaera相对丰度升高,MassiliaSphingomonas占比下降;主成分分析结果显示,枯梢病侵染较严重的针叶细菌聚在一起,与无病斑针叶以及染病程度较轻的针叶细菌相区分。 结论 枯梢病菌的侵染影响了内生细菌的群落结构和多样性,不同混交林中赤松针叶内生细菌受枯梢病菌影响变化趋势一致,细菌多样性及相对丰度随枯梢病的加重而降低。
5个观赏雷竹变型对低温胁迫的生理响应
杨振亚, 赵建诚, 袁金玲, 王波, 李琴, 周本智
2021, 34(2): 131-140. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.014
摘要:
目的 比较不同程度低温胁迫对5个观赏雷竹变型生理指标的影响,研究不同雷竹变型的低温耐受生理学特性,为观赏雷竹引种和栽培提供技术依据。 方法 将5个雷竹变型叶片于7个温度(0、−5、−10、−15、−20、−25、−30℃)下处理24 h,测定叶片相对电导率、抗氧化酶活性(超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))以及可溶性蛋白、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量。经Logistic方程拟合获得5个雷竹变型的半致死温度(LT50),通过主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA),探究5个雷竹变型的生理指标与温度的相关性以及抗寒能力。 结果 5个雷竹变型的相对电导率曲线均符合典型的“S”型曲线,LT50为弯秆雷竹(−18.73℃)< 细叶乌头雷竹(−17.09℃)< 黄条雷竹(−16.98℃)< 黄皮雷竹(−16.82℃)< 花秆雷竹(−14.57℃)。5个雷竹变型抗氧化酶活性及可溶性蛋白、MDA、脯氨酸含量均随温度的下降呈先上升后下降的趋势。可溶性蛋白和脯氨酸在第1主成分中载荷量较高,而SOD和POD活性在第2主成分中载荷较高。 结论 5个雷竹变型耐寒性综合排名为:弯秆雷竹 > 细叶乌头雷竹 > 黄皮雷竹 > 黄条雷竹 > 花秆雷竹。渗透调节物质(可溶性蛋白和脯氨酸)和抗氧化酶(SOD 和POD)在雷竹耐寒过程中发挥主要作用。
水淹持续胁迫对湿地松光合特性及生理生化的影响
郭燕, 沈雅飞, 程瑞梅, 肖文发, 杨邵, 王丽君
2021, 34(2): 141-148. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.015
摘要:
目的 分析三峡库区消落带经历冬季水淹持续胁迫后对幼苗针叶光合特性以及生理生化的影响,揭示其变化规律,为消落带分区段监测和治理及植被恢复提供重要的科学依据。 方法 本研究以2年生湿地松幼苗为试验材料,研究了经历夏季干旱后,通过人为设置对照组、根淹组和全淹组等来模拟长达5个月的冬季水淹持续胁迫对幼苗针叶光合特性以及生理生化的影响。 结果 表明:经历夏季干旱胁迫45 d后,随着水淹时间增加,根淹组1和全淹组2植物的净光合速率(Pn)呈现出“下降-平缓”的趋势,但根淹组3和全淹组4植株的Pn处于一直下降趋势,且60 d后的Pn低于前者,水淹150 d后,湿地松的Pn分别比初始值下降30.9%、33.0%、51.9%和62.3%;同时,水淹显著降低了针叶气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。通过比较CiLs(气孔限制值)的关系得出:湿地松Pn下降前期主要由气孔因素决定,而后期则大多由非气孔因素决定。根淹组植株可溶性蛋白含量在淹水阶段大多与对照组植株差异不明显;全淹组的湿地松针叶内可溶性蛋白含量在淹水初期(水淹前60 d)出现了显著的增加,而在水淹后期逐渐下降。水淹45~60 d时,湿地松针叶内的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照。不同淹水处理下,湿地松在水淹前30 d内丙二醛(MDA)含量均与对照组相比差异不显著,但水淹60 d后,湿地松针叶中的MDA含量显著增加并逐渐稳定在一定水平。 结论 这些研究结果对未来消落带适生物种选择以及植被恢复与重建具有重要的参考价值。
粤北针阔混交林不同器官碳氮磷钾的生态化学计量特征
张天霖, 邱治军, 吴仲民, 陈志红, 胡辉, 周光益, 赵厚本, 李兆佳, 蔡章林
2021, 34(2): 149-157. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.016
摘要:
目的 为充分了解粤北地区针阔叶混交林碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素在树木不同器官中的分配格局及其生态化学计量特征,以期揭示粤北地区南亚热带针阔混交林中树木不同器官的养分平衡机理及环境适应机制,为合理经营管理南亚热带森林生态系统提供科学依据。 方法 以广东南雄小流坑-青嶂山省级自然保护区的木荷、南酸枣、米槠、杉木、马尾松5个主要树种为研究对象,分析比较不同树种枝、叶、根、干的养分元素含量、生态化学计量特征及其C、N、P、K含量和计量比之间的相关关系。 结果 5个树种不同器官的N、P、K元素含量均表现为叶最高,干最低,根、枝居中;5个树种不同器官的C:N、C:P、C:K均表现为干最高,叶最低,根、枝居中。5个树种叶的平均C、N、P、K含量分别为512.04、14.29、0.74、10.30 mg·g−1,且叶的N、P、K含量与其他器官存在显著差异(P < 0.05)。相关性分析表明:树木具有复杂的内在协调机制。 结论 粤北针阔混交林树种不同器官的C含量较高,但N、P、K元素较缺乏,树木生长主要受P限制;米槠、南酸枣、杉木具有较高的P利用能力,且南酸枣具有更合理的养分分配格局,有利于在群落竞争中保持优势地位。
西藏工布自然保护区高山松林土壤种子库空间分布动态特征
高郯, 李照青, 卢杰, 李江荣, 郑维列
2021, 34(2): 158-165. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.017
摘要:
目的 旨在深入了解高山松林的土壤种子库现状,为高山松林的保护及合理经营提供科学依据。 方法 本研究以工布自然保护区不同地点的高山松林为研究对象,采用野外调查采样和室内试验分析相结合的方法,对高山松林土壤种子库的空间分布格局进行系统的研究。 结果 (1)不同时期各样点高山松林土壤种子库的种子密度总体上在东、南、西、北四个水平方向上差异不显著(P > 0.05),但随着取样时间的变化,东久样点各时期高山松林土壤种子库的种子密度呈递减趋势,而林芝样点和比日神山样点随着取样时间的改变,其各时期高山松林土壤种子库的种子密度先增加后减少。(2)随着与母树水平距离的增加,种子密度逐渐变小,即1 m > 3 m > 5 m,呈现出明显的近母树分布趋势。不同时期各样点高山松林土壤种子库密度均表现为:比日神山 > 林芝 > 东久。(3)随着土壤深度的增加,种子数量逐渐减少,枯落物层和0~2 cm土层分布了总量89%以上的种子。(4)总体上,高山松林的土壤种子库种子密度随海拔的升高而增大;但从东久和林芝样点分开看,各山体均表现为:山腰 < 山顶及山脚,即呈“V”字型。(5)土壤种子库中被虫蛀的种子数量最多,占种子总量的35%以上,随着采样时间的变化,霉变种子数量逐渐增加,完好种子比例降低,有活力种子的数量极少,仅占种子总量的1.43%,且73.38%的有活力种子储存在枯落物中。 结论 高山松林土壤种子库在不同时期各样点不同方位分布无明显差异,而在距母树不同距离和不同土壤深度有明显分布规律,主要是由种子自身特性和外界风等因素的共同影响而形成的,且随着采样时间的变化,霉变种子数量增多,主要与工布自然保护区高湿多雨的气候有关。
鹅掌楸天然林物种组成与林分空间结构特征研究
薛卫星, 郭秋菊, 艾训儒, 姚兰, 朱江, 黄阳祥, 李玮宜, 罗西, 刘毅
2021, 34(2): 166-173. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.018
摘要:
目的 以湖北省恩施土家族苗族自治州鹤峰县鹅掌楸(Liriodendron chinense)天然林为研究对象,通过分析其物种组成与林分空间结构,直观、精准的描述其林分结构特征,为我国珍稀植物鹅掌楸的可持续经营提供理论依据。 方法 在两个鹅掌楸典型分布区域共建立40个20 m × 20 m调查样地,进行每木定位与检尺调查,利用Winkelmass软件与R 3.5.1计算胸径(DBH) ≥ 5 cm的林木个体的角尺度(W)、大小比(U)、混交度(M)与密集度(C),分析其一元分布、二元分布及四元分布特征。 结果 群落中物种总计251种,其中乔木88种、灌木61种、草本77种、木质藤本25种,隶属于76科172属,鹅掌楸为该群落的优势种群,但优势不明显。鹅掌楸天然林林分角尺度均值为0.566,整体呈现轻微团状分布,林木生长处于中庸状态(U = 0.508),各树种呈现高度混交状态(M = 0.742),林分郁闭度较高,密集度均值为0.865。角尺度对大小比数、混交度与密集度均有一定影响,且林木混交状态与林分密集程度呈现相互促进的状态。 结论 研究区鹅掌楸天然林各树种高度混交,正处于森林自然演替的中后期阶段。森林经营过程中应调整林木个体之间的竞争关系,减少同种聚集现象,选择性地伐除处于绝对劣势且弱度混交的林木个体,改善林内环境,增加林下光照,促进鹅掌楸天然更新,以维持森林结构的稳定与可持续发展。
研究简报
麻栎天然群体种子表型变异分析
吕锋, 解孝满, 韩彪, 乔婕, 董昕, 吴丹, 陆璐, 李文清
2021, 34(2): 174-179. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.019
摘要:
目的 揭示麻栎种子变异程度和变异规律,为促进麻栎种质资源保护和遗传改良提供科学依据。 方法 采用方差分析、聚类分析和相关分析等分析方法对7个天然群体麻栎种子的表型性状进行分析比较。 结果 在群体间和群体内,不同群体麻栎种子的长度、宽度、长宽比、表面积、体积和千粒质量存在极显著差异,各性状变异系数范围为10.34%~28.18%,平均表型分化系数为78.84%,表明群体间变异为主要变异来源。各表型性状间呈极显著相关关系;利用系统聚类可将7个群体分为2个组群。 结论 麻栎种子在群体间和群体内都存在丰富的表型变异,聚类分析结果显示与各个群体的地理位置分布无明显相关性,此研究为麻栎多样性种质资源保护和利用提供了理论依据。
花绒寄甲1龄幼虫触角及口器感器的超微结构
韩潇, 段彦丽, 李秀芬, 王志勇, 张翌楠, 乔鲁芹
2021, 34(2): 180-184. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.020
摘要:
目的 明确花绒寄甲1龄幼虫触角及口器上的感器类型、分布与数量。 方法 挑选孵化12 h以内的花绒寄甲1龄幼虫,经前处理,利用场发射扫描电子显微镜观察。 结果 花绒寄甲1龄幼虫头部着生触角、上颚、下颚、下唇各1对。触角为丝状,由柄节、梗节、鞭节组成,柄节上分布着Bohm’s鬃毛1个、梗节上有凹窝感器1个,锥形感器Ⅰ 1个,锥形感器Ⅱ 3个,鞭节上无感器分布;口器为前口式,嚼吸式,上颚具毛形感器1个、Bohm’s鬃毛1个,下唇具指形感器9个,下颚具指形感器6个。 结论 花绒寄甲1龄幼虫触角及口器上既有物理感器,又有化学感器,共计5种感器23个,其中指形感器成簇分布,其他感器皆零散分布。
板栗叶焦枯病相关病菌分离及病因初探
任菲, 董炜, 史胜青, 汪慧华, 窦桂铭, 严东辉
2021, 34(2): 185-192. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.02.021
摘要:
目的 近年河北板栗主产区大面积严重发生板栗叶焦枯病,造成板栗减产和栗农经济损失,该病害发病原因亟待明确,尽早进行有效的防控。 方法 通过林间症状调查和病叶组织样本微生物分离、离体叶片及盆栽苗接种致病柯赫法则验证,结合果园管理措施和环境因素分析,对病因进行了探讨。 结果 该病栗园病树率可达10%~50%,单株树病叶率可至90%以上,病叶主要症状为叶缘及叶脉间组织干枯。林间、室内湿培及显微镜切片均未发现病组织存在病症或病原菌组织。组织分离纯化获得相关微生物菌株102株,均为真菌,归属10科12属15种,丰度最高为Alternaria alternata。致病性接种试验表明,其中的Ophiognomonia setaceaConiothyrium pyrinum能引起接种组织局部褐变发病,但症状表现与林间叶焦枯病有差异。 结论 研究发现Ophiognomonia setaceaConiothyrium pyrinum两种真菌具有致病性,可在中国板栗引发叶斑病,但症状不同于发生于栗园的板栗叶焦枯病。当前频发性树叶焦枯病类病害常见诱发因素,多与气候变暖、异常天气、环境污染以及生产和病虫害管理措施不当引起的品种生长不适应密切关联。河北大面积发生的板栗叶焦枯病病因有待综合非侵染因子进行深入研究和探明,以期为尽快采取有效防控措施奠定基础。