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摘要:
  目的  千年桐是大戟科油桐属的一种重要的工业油料树种,较同属的油桐具有更强的抗枯萎病能力,近年来受到了广泛关注。然而,因千年桐栽培历史短及种质管理的不足,目前对其分子遗传方面的研究还非常有限。本研究旨在开发千年桐的基因组SSR标记,进而开展其种质的鉴定、遗传多样性与群体结构分析。  方法  采用RAD测序技术获得千年桐简化基因组以开发SSR标记,基于SSR标记利用分子变异分析(AMOVA)、非加权组平均法(UPGMA)聚类、主坐标(PCoA)与群体结构分析等方法对来自3个不同地理分布的共105份千年桐种质资源进行研究。  结果  17个多态性的三核苷酸基因组SSR标记被开发,并能够很好地鉴别所有收集的105份千年桐种质。在其中62份种质中检测到85个私有等位基因,涉及15个SSR位点。AMOVA分析发现,千年桐群体间呈现出中等程度的遗传分化,但群体内的遗传变异远高于群体间的遗传变异。群体结构分析显示,3个来自不同地理分布的千年桐群体中存在4个不同的基因库,群体间既有进化独立性,又有较高程度的遗传混合,这一结果与UPGMA和PCoA分析的结果基本一致。  结论  新开发的17个SSR标记有效鉴定了105份千年桐种质,揭示了其遗传多样性和群体遗传结构,对千年桐种质保存和育种计划具有非常重要的参考价值。
摘要:
  目的  通过对辽宁省自然保护地重叠现状进行定性与定量的分析,描述辽宁省6类235处自然保护地空间分布情况与重叠现状及特征,由此对辽宁省自然保护地空间分布格局现状进行评价,为辽宁省自然保护地的整合优化提供科学参考与理论依据。  方法  利用最邻近指数分析与核密度分析,评价辽宁省自然保护地空间分布现状,同时提出了自然保护地镶嵌体的概念,通过分析镶嵌体内部的重叠板块占比情况,对辽宁省自然保护地重叠现状进行定性与定量的分析,相较于传统重叠率分析方法,为分析一个区域内多层重叠的情况我们提出了自然保护地多元重叠率计算方法。  结果  (1)辽宁省自然保护地的最邻近比率为0.904,表明辽宁省自然保护地分布属聚集型分布;(2)结合自然保护综合地理区划,辽宁省自然保护地主要形成4个聚集区域;(3)辽宁省自然保护地存在重叠情况的自然保护地数量占自然保护地总数的50.43%,重叠面积占辽宁省自然保护地的8.63%。重叠情况主要发生在自然保护区与自然公园之间,数量共107处,面积达134 421.1 hm2;(4)辽宁省存在重叠的斑块中两层重叠82处、三层重叠13处、四层重叠1处;(5)辽宁省可划分为36个自然保护地镶嵌体,其中内部重叠率高于50%的保护地镶嵌体有8处,最高为81.34%;低于10%的保护地镶嵌体有6个,最低为1.82%。  结论  将重叠保护地进行整合优化时,镶嵌体重叠率过高代表保护服务功能与划定保护范围过剩,整合时对于这种情况所涉及的保护地建议以合并为主。下一步对于计划新建自然保护地应将现有保护服务力度较低或中等区域进行补充完善,将如辽东半岛阔叶落叶林与湿地区南部的沿海陆域利用起来。在解决重叠与地质遗迹等情况后确保保护等级不下降,保证保护力度与保护效率。
摘要:
  目的  探讨宽窄行栽植模式下毛白杨—小麦复合系统中的细根根长密度(FRLD)分布及形态特征,为优化该系统的集约栽培措施提供了理论依据。  方法  在宽窄行栽植模式下的4年生三倍体毛白杨–小麦复合系统中,于小麦收获后,采取根钻法在3株平均标准木周围进行根系取样,取样位点为窄行距树75 cm、树行距树75 cm、宽行距树100、200、300、400 cm,取样深度为80 cm,共取得根样288个。对所有样品进行形态扫描和烘干称质量,得到不同深度、位点处的毛白杨和小麦细根的分布及形态数据。  结果  垂直方向上,毛白杨和小麦的细根均主要聚集在0 ~ 20 cm的浅土层,其中FRLD分别占总根长密度的68%和45%。毛白杨(R2 = 0.679 3,P < 0.05)和小麦(R2 = 0.922 9,P < 0.05)细根均随土层指数递减;两个物种的FRLD在浅土层没有显著差异(P > 0.05),在深土层中则表现出小麦的FRLD显著高于毛白杨的特征(P < 0.05)。水平方向上,毛白杨细根主要聚集在窄行的浅土层中,而小麦细根则在宽行中大量分布。二维根系分布结果显示,毛白杨和小麦有各自的细根密集分布区域且总体上互不干涉。毛白杨的平均细根直径显著高于小麦(P < 0.05),其比根长则显著低于小麦(P < 0.05)。  结论  在宽窄行栽植模式下的三倍体毛白杨–小麦复合系统中,毛白杨和小麦的细根分布产生了空间分离,密集分布区域重叠较少;此外,为了更有效地吸收土壤资源以占据竞争优势,小麦会生产更多吸收效率更高的细根。以上结果可为优化该栽植模式下农林复合系统的集约经营技术提供理论支撑。
摘要:
  目的  探究典型黑土区主要水土保持树种的非结构性碳水化合物(NSC)在器官水平的分配规律及其种间差异,以期为水土保持植物的科学选择与培育提供理论依据。  方法  选取典型黑土区5种水土保持树种(小叶锦鸡儿、榆叶梅、白桦、糖槭和红皮云杉)作为研究对象,采集植物叶片、枝条、干材、树皮及树根,测定并比较各器官可溶性糖、淀粉及总NSC的浓度。  结果  (1)NSC浓度在树种和器官之间均差异显著(P < 0.05)。5种树种中叶和根的NSC浓度较高,树干中可溶性糖浓度最低,根中淀粉浓度最高,叶片中浓度最低。红皮云杉叶和枝的可溶性糖浓度显著高于其他树种,糖槭干和根淀粉浓度和NSC显著高于其他树种。(2)不同生活型树种的NSC及其组分的浓度和分配也有明显差异,乔木叶片的可溶性糖和NSC浓度高于灌木,乔木淀粉浓度均表现为落叶树种大于常绿树种。(3)红皮云杉将更多的NSC分配到地上部分,榆叶梅将更多的NSC分配到地下部分。(4)落叶灌木将大多数的NSC分配到细根和中根上,乔木(红皮云杉)选择将细根作为根系储存NSC的主要组织。  结论  可溶性糖和淀粉在各器官中分配不同,叶和根分别是非结构性碳水化合物的合成与储存结构,乔木树的NSC分配利于叶片碳同化和光合作用。在5种树种中,红皮云杉、榆叶梅和糖槭均具有抗旱性,此外,红皮云杉还具有良好的耐寒性,可以更好地适应低温干旱的生长环境,因此红皮云杉、榆叶梅和糖槭是研究区域适应能力相对较强的水土保持树种。
摘要:
  目的  城市人居环境中小微尺度是人们日常使用最频繁的基本空间尺度。探究小微尺度下垫面类型及其格局特征对环境微气候的影响机制,是借助风景园林规划设计改善城市热环境的理论基础。  方法  本研究基于实地测量,针对城市居住区绿地不同类型下垫面日均空气温度、湿度的差异,以及小微尺度下垫面格局对环境微气候的影响开展定量研究。  结果  四季7种下垫面类型的日均温度、湿度均存在显著差异,且7种下垫面类型的排序有季节性变化。高郁闭度植被、水体与中郁闭度植被的降温、增湿效应明显。借助景观格局指数量化不同类型下垫面的格局特征。景观指数与日均温度、湿度的相关性随不同季节而变化。各类下垫面的面积占比、斑块面积是影响小微尺度环境温度、湿度的关键格局特征,破碎度与聚集度也有一定影响。  结论  未来进行热舒适型小微尺度户外空间设计时,提高高郁闭度与中郁闭度植被的面积占比和斑块面积,控制其破碎程度,采用聚集式布局形式可有效提高环境相对湿度,降低空气温度。同时应避免配置成片的硬质铺装(占比率高,面积大,分布聚集),降低其热调节负效应。
摘要:
  目的  为提升木质素对人工林速生材的尺寸稳定性,本研究提出利用碱木质素与超支化聚丙烯酸酯乳液(HBPA)对速生青杨复合改性的方法。  方法  通过在碱木质素中引入HBPA乳液,配制了质量分数1.31%的碱木质素与质量分数4%、8%的HBPA乳液的复配乳液(4HL、8HL组),然后分别将碱木质素、HBPA乳液及复配乳液浸渍处理速生青杨,基于改性材的质量增加率、增容率及扫描电镜探究浸渍效果;利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱分析HBPA乳液的聚合情况以及改性材化学组分的变化;通过吸水、吸湿性试验对试材的尺寸稳定性进行评价;并对试材的顺纹抗压强度进行测试。  结果  微观上,随着乳液质量分数增大,固化后黏附在细胞腔内的乳液越多,整体被改性剂填充的导管和木纤维的数量也相应增多。宏观上,随着乳液质量分数的增大,改性材的质量增加率和增容率也相应提高,复配乳液改性材的4HL组质量增加率和增容率为8.14%和3.14%,8HL组质量增加率和增容率为15.05%和3.36%,且复配乳液改性材的质量增加率大于碱木质素、HBPA乳液改性材的质量增加率之和;相对于碱木质素、HBPA乳液改性材,复配乳液改性材4HL组和8HL组在吸水192 h时,吸水率分别降低了29.4%、35.3%,体积膨胀率分别降低了28.5%、29.7%,在相对湿度84%的条件下吸湿21 d后,含水率分别降低了6.9%和11.5%,体积湿胀率分别降低21.3%、26.0%;HBPA乳液及复配乳液有效提升了速生青杨的顺纹抗压强度,但其变化趋势与HBPA乳液质量分数相关不大。  结论  相对于碱木质素、HBPA乳液改性材,复配乳液改性材的质量增加率和增容率更高,吸水性和吸湿性降低更明显,尺寸稳定性提升更明显,说明碱木质素与HBPA乳液对速生青杨具有复合改性效果。
摘要:
  目的  叶面滞尘会影响植被光谱特征,削弱植被指数对植被的响应能力,影响反演评估的准确性,为探究叶面滞尘量对植被光谱响应特征及预测模型的影响,本研究以北京市常见常绿绿化树种(大叶黄杨)为研究对象展开研究。  方法  从封闭区域、半封闭区域、开放区域,采集叶片样本,并收集环境灰尘;通过室内控制实验,利用ASD FildSpec Handheld光谱仪测量不同滞尘量叶片的高光谱数据;采用5个特征波段和光谱角的方法研究了叶面滞尘量对叶片光谱特征的影响,以及滞尘量对叶面滞尘预测模型的精度和稳定性影响。  结果  随着叶面滞尘量的增加,植被光谱曲线特征逐渐减弱,灰尘的特征逐渐增强,但光谱曲线的总体变化趋势基本一致;当单位面积的滞尘量大于120 g/m2时,光谱曲线的基本表现为灰尘的光谱特征。当叶面滞尘较少时,预测模型的模拟精度相对较高,随着滞尘量的增加,所有模拟预测模型的决定系数均减小;当叶面滞尘量大于120 g/m2时,预测模型对叶面滞尘量的模拟预测能力将更差,并且均方根误差(RMSE)随着单位面积滞尘量的增加而增大,模拟预测模型的稳定性及预测精度逐渐降低。光谱角对滞尘叶片350 ~ 1 770 nm波段区间的光谱变化十分敏感,利用叶片光谱角检测滞尘程度不需要分区域讨论,只需与阈值做简单的比较,方法简便易行。  结论  本研究通过室内控制试验,研究叶面滞尘量对植被光谱响应特征,可为建立滞尘植被光谱反射物理模型提供参考与借鉴。
摘要:
  目的  GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-BpPAT1)与抑制表达载体(pFGC5941-BpPAT1),利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否具有耐盐能力。  结果  多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升(P < 0.05),说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明:在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增强(P < 0.05);同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。  结论  白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增强了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效提高了白桦的耐盐能力。
摘要:
  目的  探究不同后处理方式对纳米木材防腐剂浸渍材的耐腐性,顺纹抗压强度以及对浸渍材中铜离子抗流失性的影响,旨在为纳米防腐剂的应用提供依据。  方法  通过机械共混制备了一种纳米CuO/硅溶胶制剂,并结合电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、扫描电镜(SEM)探究不同后处理方式(100 ℃蒸汽和−30 ℃冷冻)对浸渍材耐腐性、顺纹抗压强度、浸渍材制剂分布和铜离子抗流失性的变化。  结果  经过纳米CuO/硅溶胶制剂浸渍的杨木耐腐性显著提高,达到了 Ⅰ 级强耐腐标准,顺纹抗压强度较未处理材提高了24.42%。相比于浸渍试样,蒸汽后处理时间的延长使制剂更加均匀致密地分布在处理材中,而在冷冻后处理中呈颗粒状。经过蒸汽后处理90 min和冷冻后处理8 h的浸渍材质量损失率较普通浸渍材分别降低了18.30%,24.37%;在抗流失性方面,较短时间的蒸汽后处理可以提高浸渍材中铜离子的抗流失性,而经过不同时间冷冻后处理浸渍材中的铜离子抗流失性要优于普通浸渍材,铜离子流失量减少了8.72% ~ 34.40%。在抗压强度方面,蒸汽后处理浸渍材顺纹抗压强度要高于普通浸渍试样,强度提高了0.64% ~ 5.31%,而冷冻后处理浸渍材顺纹抗压强度较浸渍材略有下降。  结论  蒸汽后处理对提高纳米CuO/硅溶胶防腐剂浸渍材耐腐性和顺纹抗压强度有很大的帮助,而冷冻后处理在提高浸渍材中铜离子的抗流失性方面效果更显著。实验结果为不同处理方式在纳米防腐剂中的选择应用提供了参考。
摘要:
  目的  琼岛杨是我国热带地区发现的一种杨树,至今其分类和进化鲜有报道。本研究旨在通过三代全长转录组测序等方法了解琼岛杨在杨属中的分类与进化。  方法  基于Pacbio Sequel测序技术获取的热胁迫下琼岛杨、加杨和小叶杨完整全长转录本数据,通过直系同源基因计算非同义替换值(Ka)、同义替换值(Ks)及Ka/Ks值,比较直系同源基因在热胁迫下的表达模式,并结合毛果杨和簸箕柳的直系同源基因,构建了5个树种的进化树来分析杨树亲缘关系。通过克隆琼岛杨核基因(nrDNA:UDP-SQPOPTRDRAFT_575699)和叶绿体基因(cpDNA:atpⅠ和trnF),分析基因序列在琼岛杨种群中的多态性,计算琼岛杨种内遗传距离,及与19个树种(5个杨树组和1个类外群组)的种间遗传距离。基于最大似然法和最小进化法构建了琼岛杨与19个树种的进化树,以分析琼岛杨在杨属的亲缘关系。  结果  三代转录组测序共获得660组琼岛杨、小叶杨和加杨的直系同源基因,Ks平均值为0.150 5,峰值为0.02,Ka/Ks < 1,占比97.27%,这显示了3种杨树较近的亲缘关系。直系同源基因表达模式分析发现,3种杨树在热胁迫下具有相同的表达模式。利用遗传距离法计算琼岛杨与19个树种中atpⅠ,trnFUDP-SQPOPTRDRAFT_575699等4种基因遗传距离的平均值,发现琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系,平均值为0.011。  结论  基于三代全长转录组测序获得的直系同源基因分析显示出,琼岛杨与其他杨树具有较近亲缘关系。克隆cpDNA和nrDNA基因,计算遗传距离和构建的进化树均表明琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系。cpDNA的多态性以及进化分支置信度明显高于nrDNA,表明在琼岛杨中cpDNA比nrDNA基因更具备物种鉴别能力。
摘要:
  目的  以高能微波处理后的木材增值利用为研究目标,制备填缝型微波膨化木基金属复合材料(WMC),为微波处理人工林实木增值利用提供参考。  方法  采用抽真空浸渍方法,以锡铋低熔点合金和辐射松微波膨化木为原料,制备填缝型WMC,通过扫描电镜、能谱分析、计算机层析成像、动态热机械分析、热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、红外光谱等测试技术,表征和分析WMC的微观形貌、热稳定性、表面接触角等性能。  结果  锡铋合金填充在微波膨化木的缝隙处,与木材形成“机械互锁”方式的啮合结构,使其在缝隙处紧密结合,提高了界面结合强度。WMC中锡和铋的质量分数分别为25.97%和31.13%,计算机层析扫描图像重构了锡铋合金在WMC中的空间分布位置,实现了WMC可视化的三维渲染,展示了其独特的纹理。WMC与基材相比具有更高的贮存模量、损耗模量和残炭量,热稳定性得到提高。WMC未出现新的酯类、醚类等官能团特征峰,晶体结构未受到破坏,结晶度呈现上升趋势,由基材的25.9%增加至38.6%。60 s时接触角比基材提高了172%,疏水性显著提高。  结论  本研究制备了填缝型微波膨化木基金属复合材料,观察与模拟了锡铋合金在微波膨化木中的分布,表征了其热稳定性与表面接触角等性能,为基于高能微波处理木材研制新型木质产品提供了新思路。
摘要:
  目的  超低温保存是植物优良种质长期保存的重要方法。本文为探究梯度预处理对超低温保存存活率的影响,以期有效保存华北落叶松胚性组织的发育潜能。  方法  本研究以华北落叶松胚性组织为材料,对超低温冷冻保存程序中预培养、冷冻处理方式、解冻方式和恢复培养等关键环节开展研究。预培养和冷冻保护共设计成4种处理,以不经过预培养和冷冻保护直接冷冻保存为对照,每个处理重复3次。  结果  结果表明:处理组合1、2、3之间虽无显著差异,但结合冷冻保护剂二甲基亚砜( DMSO)对细胞具有一定毒害作用,高浓度的DMSO会影响后续胚性组织的恢复甚至造成细胞死亡,因此选出效果较好的超低温保存方法为: 0.2 mol/L、0.4 mol/L山梨醇液体梯度预处理与0.4 mol/L山梨醇 + 5%DMSO为冷冻保护剂进行冷冻保护,最佳解冻方式为37 ℃水浴,解冻后的胚性愈伤组织细胞活性最高达78%;超低温保存后的胚性组织与正常增殖的胚性组织在外观及显微结构上无明显差异,且低温保存后的愈伤组织仍保持分化形成体细胞胚的能力。  结论  研究结果为华北落叶松乃至其他针叶树胚性组织的超低温保存提供了参考。
摘要:
  目的  明确不同年龄红松根系氮素吸收及其与根形态和化学性状的关系,增进对根系资源获取策略与树木个体发育之间联系的理解。  方法  本文选取黑龙江省凉水国家级自然保护区阔叶红松林内幼龄((14 ± 1)年)、中龄((48 ± 3)年)和成熟龄((217 ± 4)年)红松为材料,采用稳定性同位素示踪技术研究了各年龄阶段红松根系氮素吸收,同时测定了根系形态和化学性状。  结果  随着红松年龄的增大,根系铵态氮、甘氨酸和总吸收速率均逐渐降低,硝态氮吸收速率则无显著变化。红松不同年龄阶段,各形态氮对根系总氮吸收贡献率均表现铵态氮(62% ~ 65%)> 甘氨酸(25% ~ 32%)> 硝态氮(4% ~ 12%),其中硝态氮贡献率随红松年龄的增大而增大,铵态氮和甘氨酸的贡献率则无显著变化。甘氨酸以分子态被幼龄、中龄和成熟龄红松根系吸收的比例非常接近,分别为78%、81%和80%。根系直径随着红松年龄的增大而显著增粗,与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈负相关(仅与甘氨酸相关性显著),与硝态氮吸收速率呈正相关;与此相反,比根长和比根表面积则随着红松年龄的增大呈现降低的趋势,均与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈正相关(仅甘氨酸相关性显著),与硝态氮吸收速率呈负相关;根系组织密度和化学性状在红松的各年龄阶段均无显著变化,与根系氮吸收的相关性很低。  结论  随着红松年龄的增大,根系氮素吸收速率和偏好均发生明显改变,这可能与根系形态性状的变化有关。
摘要:
  目的  探究由水分所引发的木材细胞壁孔隙结构变化规律与机制,为木材的热质转移、木材的渗透性与木材改性提供理论指导。  方法  将杨木和杉木制成5 mm(径向) × 5 mm(弦向) × 1 mm(轴向)的木片,基于氮气吸附法、差示扫描热孔计法考察试样在绝干状态、气干状态、纤维饱和状态和饱水状态4种典型水分状态下的孔径分布、比表面积、孔体积等特征参数,并对比不同状态及不同树种间的孔隙结构差异。  结果  木材细胞壁孔径大多在10 nm以下,尤其以4 nm以下为主,10 nm以上孔隙相对较少;随着含水率的提升,木材细胞壁孔径分布曲线显著升高,从气干状态到纤维饱和状态,杨木和杉木的孔径分布最大值分别增加了52.73%和58.62%,而从纤维饱和状态到饱水状态,二者分别增加了435.24%和470.43%。  结论  在木材由绝干状态逐渐吸湿,以及吸水至饱水状态的过程中,木材细胞壁孔隙体积呈明显增大趋势。在木材达到饱水状态后,细胞壁孔隙体积增大至极限,但由于自由水的冰点下降,其在−2 ℃左右产生大量吸热信号进而干扰测量结果,故此时差示扫描热孔计法所测得的孔径分布参考范围有限。不同树种间孔隙分布差异不明显。
摘要:
  目的  物种丰富度−生产力关系研究是天然林生物多样性保护和生态系统功能维持的理论依据。由于物种丰富度间接包含了功能多样性、系统发育多样性和基因组多样性,因此从物种丰富度的角度探讨多样性−生产力关系,可以分析发现影响植被生产力的其他多样性因素。以往关于森林物种丰富度与生产力关系的研究大多集中在群落水平,而对于单个物种生产力对邻域物种丰富度的响应是如何影响群落水平的物种丰富度与生产力关系的研究却鲜见报道。  方法  本研究以小陇山地区的锐齿栎天然林为研究对象,通过回归分析、关联指数模型和异质性泊松模型,分析群落和物种水平的木本植物物种丰富度与生产力关系。  结果  丰富度−生产力关系在群落水平上表现出明显的尺度依赖性:在10 m × 10 m的研究尺度上,物种丰富度与群落生产力呈单峰曲线关系;而在20 m × 20 m的研究尺度上,物种丰富度对群落生产力无显著影响。物种水平上,0 ~ 20 m范围内物种丰富度−生产力关系中性种占比最大,占所有目标种总和的68.8% ~ 81.3%;其次为促进种;抑制种所占比例最小。研究区部分的树种表现出明显的偏离中性关系的情况,种间促进或抑制作用对丰富度−生产力关系有重要影响。  结论  物种丰富度和物种属性均会影响小陇山锐齿栎林生产力。
摘要:
  目的  砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序,直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱,多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象,针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中,砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑,促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。  方法  本研究以中密度纤维板为试验材料,测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度,结合三维形貌图和电镜图,分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响,并对砂带寿命做出合理预测。  结果  MDF磨削初期磨粒尖锐,材料去除率较高,但随磨粒破碎和脱落,材料去除率下降速度较快;磨削中期材料去除率趋于动态稳定,磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落,材料去除率再次降低。随着磨削次数增加,磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大,在试件表面留下渐宽的磨削痕迹,试件表面粗糙度呈下降趋势,磨削前后期粗糙度值较分散,中期的粗糙度值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度在磨削前后期的值相对集中,磨削中期的值比较分散。在试验所用120目砂带的情况下,以材料去除率为评价指标时,累计磨削长度23 096 m为砂带的使用寿命终点;以磨削表面粗糙度为评价指标时,累计磨削长度18 375 m为砂带的使用寿命终点。  结论  砂带磨损至失效大致可以分为3个阶段,磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同,依据不同的考察指标,砂带寿命评判结果有差异,可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测。
摘要:
  目的  研究不同种源沙枣对于混合盐胁迫的生理响应,为筛选优良耐盐沙枣种质与沙枣的园林应用提供依据。  方法  以宁夏银川、甘肃张掖两种源地二年生沙枣幼苗为试验材料,选用NaCl、Na2SO4的1∶1(体积比)混合盐溶液胁迫40天,观测幼苗生长情况及生理指标。  结果  随盐浓度增加和胁迫时间延长,两种源沙枣幼苗叶长、叶宽、新梢和地径生长量,包括叶绿素含量均呈下降趋势。叶片细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量均呈上升趋势。可溶性蛋白含量先上升后下降再上升。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均呈先上升后下降。随盐浓度增加,幼苗净光合速率、叶片气孔导度、叶片蒸腾速率整体呈下降趋势;叶片胞间CO2浓度呈上升趋势。随胁迫时间延长,两种源沙枣净光合速率先下降后上升再下降;叶片气孔导度先下降后上升再下降;两种源沙枣叶片胞间CO2浓度先下降后上升;叶片蒸腾速率整体呈下降趋势。宁夏、甘肃种源沙枣的耐盐阈值分别为1.088%、1.153%。  结论  综合分析认为,不同种源地沙枣幼苗耐盐能力有所不同,甘肃种源沙枣耐盐能力强于宁夏种源。叶绿素含量、胞间二氧化碳浓度、丙二醛、蒸腾速率、叶片膜透性、脯氨酸等6个指标可作为评价沙枣耐盐性的重要指标,叶长、叶宽、新稍、地径生长量等指标可作为辅助评价参考指标。研究结果对沙枣种质的耐盐性评价及其引种栽培、丰富盐碱地区植物景观、改善生态环境具有重要意义。
摘要:
  目的  红外触发相机采集的雪豹监测图像质量参差不齐,且数量有限,为了提升小样本下雪豹的识别准确率,本研究提出一种雪豹监测图像自动识别方法。  方法  该方法基于具备注意力机制的ResNeSt50模型,使用祁连山国家公园的雪豹监测图像作为原始数据集,红外触发相机拍摄的非雪豹陆生野生动物图像作为扩充负样本,网络雪豹图像作为扩充正样本,生成3种数据集并依次进行对比实验,选择合适的扩充方式引导模型逐步关注到雪豹个体关键特征,使用梯度类激活热力图可视化进一步验证数据扩充后的有效性。  结果  使用原始数据集+扩充负样本+扩充正样本训练的模型识别效果最好,热力图可视化显示模型正确关注到雪豹个体花纹与斑点特征,对比基于Vgg16和ResNet50的识别模型,ResNeSt50的识别效果最好,测试集识别准确率达到97.70%,精确率97.26%,召回率97.59%。  结论  采用本研究提出的原始数据集+扩充负样本+扩充正样本数据扩充方法训练的模型,可以区分背景与前景,且对雪豹本身特征具有较强的判别能力,泛化能力最好。
摘要:
  目的  遥感图像分类技术在森林资源调查、生态工程规划以及森林病虫害防控等林业监测业务中,扮演着至关重要的角色。通过引入自注意力模块增强卷积网络对遥感图像的特征刻画能力,以期提高遥感图像的分类效果。  方法  该文提出了一种融合自注意力机制和残差卷积网络的遥感图像分类方法,首先利用卷积神经网络提取丰富的深度纹理语义特征,然后在卷积网络的最后3个瓶颈层嵌入多头自注意力模块,挖掘遥感图像复杂的全局结构信息。嵌入自注意力模块的卷积分类网络,能够有效提升遥感图像的分类精确度。该研究使用RSSCN7、EuroSAT与PatternNet 3个公开的遥感图像数据集,基于Pytorch深度学习库,训练与测试该方法,并增加与已有分类框架算法精度和性能的对比试验。同时,使用不同批次、不同数量大小的数据训练改研究提出的方法,并测试分类效果。  结果  试验得出,该研究提出的方法在3个遥感分类数据集上的平均识别率分别达到了91.30%,97.88%,和97.37%,其中在前两个数据集上较现有的基于深度卷积网络的算法分别提升了2.26%和3.73%。同时,该算法的总参数量为2.08 × 107,较现有参数量最低的方法减少了5.2 × 106  结论  相比已有的遥感图像分类框架,该研究提出的方法法能够在图形处理器(GPU)加速的环境中,取得更为准确的分类效果。同时有效减少了模型的参数量,提高了算法执行的效率,便于后续的实际应用部署。
摘要:
  目的  揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林中长期碳汇的影响规律,为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据。  方法  采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,同步测定小兴安岭不同透光抚育强度(对照(未采伐未栽针)、轻度透光抚育(伐除上层蓄积1/7)、中度透光抚育(伐除上层蓄积1/5)、强度透光抚育(伐除上层蓄积1/4))下的中期“栽针保阔”红松林(杨桦次生林冠下栽植红松35年,透光抚育30年)的生态系统碳储量(植被与土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量,揭示透光抚育强度对“栽针保阔”红松林中长期碳汇作用的影响规律及机制。  结果  (1)透光抚育30年后,各透光抚育强度使中期“栽针保阔”红松林的植被碳储量((81.15 ± 3.63) ~ (100.24 ± 1.10) t/hm2)显著降低了14.7% ~ 19.0%(P < 0.05),但各透光抚育强度之间却无显著差异性(源于上层阔叶树碳储量随透光抚育强度呈递减趋势(21.1% ~ 31.2%),冠下红松却呈递增趋势(39.0% ~ 107.4%))。(2)各透光抚育强度均使其土壤碳储量((108.32 ± 6.27) ~ (121.42 ± 11.75) t/hm2)与对照相近(−8.4% ~ 2.7%,P > 0.05),但轻度、中度和强度透光抚育却改变了土壤碳储量的空间分布格局(水平分布上土壤表层碳储量随透光抚育强度增大而递减;垂直分布上轻度和中度透光抚育使其由对照的上 > 中 ≈ 下转化为上 > 中 > 下或上 ≈ 中 > 下)。(3)轻度透光抚育使其生态系统碳储量((189.47 ± 5.16) ~ (218.44 ± 10.65) t/hm2)已得到恢复(−5.3%,P > 0.05),但中度和强度透光抚育仍使其较对照显著降低9.3%和13.3%(P < 0.05),且3者均使其生态系统碳储量分配比例略有改变(植被碳储量占比降低3.06% ~ 4.57%)。(4)轻度透光抚育使其植被年净初级生产力NPP((8.02 ± 0.79) ~ (9.51 ± 0.79) t/hm2)和年净固碳量VNCS((3.72 ± 0.37) ~ (4.42 ± 0.37) t/hm2)已得到恢复(−11.5%和−9.7%,P > 0.05),而中度和强度透光抚育却使其仍显著低于对照15.4% ~ 15.7%和14.0% ~ 15.8%(P < 0.05),但各透光抚育强度之间也无显著差异性(源于上层阔叶树种年净初级生产力和年净固碳量随透光抚育强度呈递减趋势(20.8% ~ 25.6%和19.3% ~ 24.5%),冠下红松年净初级生产力和年净固碳量却呈递增趋势(0.90 ~ 1.12 t/hm2和0.43 ~ 0.52 t/hm2))。  结论  轻度透光抚育30年后小兴安岭“栽针保阔”红松林生态系统碳储量及年净固碳量已得到恢复,而中、强度透光抚育使两者显著降低9.1% ~ 14.3%和14.3% ~ 16.7%,故从维持森林碳汇角度考虑在次生林恢复地带性顶极植被阔叶红松林经营实践中采取低强度透光抚育方式比较适宜。
摘要:
  目的  森林碳储量是生态系统结构与功能的重要指标,掌握森林碳储量现状有利于森林资源管理。激光雷达能够用于监测森林资源,但是存在森林参数估测的模型多、变量不确定和缺乏林分三维结构解析意义的变量等问题,因此,需要选择合适的林分解析变量和模型。  方法  借助无人机激光雷达点云数据与样地调查数据,以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸人工林为研究对象,分别使用多元线性模型与多元乘幂模型以不同变量对林分碳储量进行估测,选出最优模型并进行精度评价。  结果  研究表明:(1)模型方法而言,非线性模型的检验效果优于线性模型的检验效果:非线性模型(R2为0.66 ~ 0.86,rRMSE为23.51% ~ 9.91%),线性模型(R2为0.52 ~ 0.85,rRMSE为27.70% ~ 12.38%)。(2)模型使用平均高、郁闭度为基础变量,以穷举法筛选出来的变量组合,估算森林参数得出最佳模型,其中非线性模型以激光点云平均高、郁闭度、高度变动系数和叶面积变动系数的估算精度最高(R2 = 0.86,rRMSE = 9.91%)。  结论  通过激光雷达估测人工林碳储量时,加入垂直结构变量可以提高模型拟合效果,非线性模型比线性模型更适合人工林碳储量的估测。
摘要:
  目的  了解在自然保护区相对隔离环境中西伯利亚狍家域的季节和年度动态,分析狍对微生境和捕食风险的适应,为促进种群恢复和栖息地保护提供依据。  方法  在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区使用无线电遥测技术,以三角形法则进行个体定位,利用最小凸多边形法计算家域面积。  结果  本次研究共捕捉到8只西伯利亚狍,其中3只以红外相机影像确认被猞猁捕食,面临较高的捕食风险。狍的年度和季节家域面积存在差异,春季的家域显著大于其他3个季节,同时,活动范围在冬季有从较高海拔山坡向沟底迁移的趋势。繁殖期与非繁殖期、亚成体与成体家域面积也存在差异。个体年度家域存在重叠,显示核心家域较为稳定。  结论  影响西伯利亚狍个体家域年度和季节变化的因素为觅食机会、捕食风险和能量需求。据此提出了补加营养盐和越冬饲料的管理对策,促进保护区狍种群的复壮。
摘要:
  目的  该研究以室内模拟野外真实条件下的燃烧试验为手段,测定不同坡度和含水率条件下东北红松人工林地表可燃物蔓延速率,与基于Rothermel模型预测蔓延速率对比,并对Rothermel模型进行修正,以提高Rothermel模型预测红松人工林地表可燃物蔓延速率的适用性。  方法  以红松人工林地表可燃物为试验材料,在实验室内构建不同含水率和坡度的可燃物床层结构,平地无风条件下进行30次点烧试验,5°、10°、15°和20°条件下分别进行15次点烧试验。根据热电偶记录的温度时间数据及位置数据计算燃烧蔓延速率,在平地条件下对Rothermel模型中相关可燃物的参数进行拟合,得到最优模型,在此基础上对Rothermel模型坡度参数修正。  结果  在各试验条件下,红松人工林地表火蔓延速率最大值为0.631 m/min,最小值为0.114 m/min;直接使用Rothermel模型预测0° ~ 20°坡度条件下红松人工林地表火燃烧蔓延速率平均绝对误差为0.059 m/min,范围为0.003 ~ 0.241 m/min,平均相对误差为27.4%,范围为2.4% ~ 152.6%;在使用平地无风条件下点烧试验数据重新修正Rothermel模型的可燃物特征参数βop的基础上,基于5° ~ 20°条件下点烧试验数据修正坡度参数,修正参数后的Rothermel模型平均绝对误差平均值降低了0.024 m/min,为0.035 m/min,范围为0.003 ~ 0.102 m/min,平均相对误差降低了10.4%,为17.0%,范围为1.8% ~ 65.5%;修正参数后模型预测值与实测值的R2为0.913 5。  结论  在0° ~ 20°坡度条件下不能直接使用Rothermel模型对红松人工林地表可燃物燃烧蔓延速率进行预测,需要对模型中的可燃物特征参数和坡度参数进行修正,拟合参数后模型预测误差显著降低,预测精度显著提升,可以对我国0° ~ 20°坡度条件下红松人工林地表火蔓延速率进行预测。
摘要:
  目的  评价和选择优质红松种质资源,为种子园升级换代提供材料。  方法  本研究以吉林省汪清林业局国家红松良种基地相同优树的30个37a生亲本无性系和35a生子代半同胞家系为材料,对其生长性状进行评价分析。  结果  方差分析结果表明,无性系和家系各测定指标差异均达极显著水平(P < 0.01)。无性系和家系各指标表型变异系数变化范围分别为4.19% ~ 25.88%和4.51% ~ 34.33%;无性系各指标重复力变化范围为0.45 ~ 0.74,家系各指标遗传力变化范围为0.70 ~ 0.85,家系单株遗传力变化范围为0.29 ~ 0.66,属于中高重复力和遗传力。相关性分析结果表明,无性系和家系间胸径、树高、材积和冠幅均呈极显著正相关(r > 0.47,r > 0.57)。主成分分析结果表明,无性系和家系的两个主成分的累计贡献率分别达68.50%和73.37%,胸径、树高、材积和冠幅对主成分Ⅰ的贡献最大,因此可以作为红松种质资源评价的指标。利用多性状综合评价法对无性系和家系进行筛选,以10%为入选率,分别筛选出3个优良无性系和3个优良家系,入选无性系和家系胸径、树高、材积和冠幅遗传增益变化范围为3.03% ~ 14.40%。对优良家系内单株进行综合评价选择,筛选出9株优良单株,入选优良单株胸径、树高、材积和冠幅遗传增益变化范围为6.98% ~ 37.37%。  结论  利用生长性状初选出优良无性系、优良家系和优良单株,可用于红松良种申报,并为红松良种选育提供理论基础。
摘要:
  目的  随着风景园林数字化技术的应用发展,大数据技术和人工智能技术逐渐被应用到风景园林专业,解决了众多问题,机器学习技术同时作为大数据处理工具和人工智能核心技术之一也逐渐成为风景园林研究的热门话题。  方法  本文对近年来国内外的相关实践进行系统地总结和分析,先进行应用背景的介绍,分析机器学习在风景园林应用的适用性;再基于机器学习在风景园林中解决问题角度的不同,从场地信息提取,景观分析与评价和基于深度学习的方案自生成系统三个应用角度,对国内外已有实验的方法过程进行举例分析。  结果  最后基于对机器学习技术在风景园林应用的不同领域间的关系、同领域间的不同应用的关系的分析对未来的趋势进行了展望  结论  从技术层面上,构建基于多种数据的综合性景观评价模型,景观分析模型是未来较有前景的研究方向;从应用层面上,随着多种智能化技术的整合,多源数据的整合,结合实际规划设计项目构建基于多种人工智能方法的数字化规划设计方法是机器学习在风景园林应用领域未来的重要趋势。
摘要:
  目的  科学地评价环境空气质量对大气污染防治具有重大的现实意义。环境空气质量的好坏是一个不确定性问题,常用的模糊综合评判法综合了多种大气污染物来评价空气质量,但评价结果往往低于我国AQI标准等级,弱化了多种污染物同时超标对空气质量的影响。DS证据理论在处理模糊或不确定等问题时具有很大优势,但是目前较少有DS证据理论评价空气质量的研究。DS证据理论的关键问题是基本概率分配(BPA)和证据冲突可能引起反直觉的结果。  方法  因此本文首先利用Pearson和Spearman相关系数分析了大气污染物浓度数据,确立了高可信度的非线性BPA函数,并提出渐进式DS证据理论策略(Pro-DS)避免了冲突证据的融合问题,建立了环境空气质量综合评价模型。然后将该模型实际应用于2019年天津市空气质量评价,并以国家标准AQI为评价指标,与主因素型与加权型常用的模糊综合评判模型对比。最后本文提出了综合污染相对系数(CPRC)量化了多种污染物对总体空气质量的影响。  结果  以AQI为评价指标,本文模型F1-score比常用的模糊综合评判模型最少提高了4.58%,最大提高了27.46%,验证了本文模型的优越性。由于AQI标准空气质量评价取决于某个污染物而不是综合多个污染物,几种模糊综合评判模型的F1-score都低于50%。以CPRC为评价指标,AQI评价结果的F1-score超过99.1%,几类模糊综合评判模型F1-score都超过89.0%,验证了CPRC的有效性。而Pro-DS模型F1-score为93.1%,综合评价空气质量的模型最优,具有很强的实际应用价值。  结论  Pro-DS模型的综合评价结果低于或高于AQI评价级别,更好地体现了多种污染物对空气质量的综合影响。相比AQI评价方式,本文Pro-DS模型得出了综合空气质量级别的概率值,CPRC指标能够对综合空气质量日排名,为相关部门预防治理空气污染和生态环境工程建设提供实质性参考。
摘要:
  目的  本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响,以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据。  方法  本研究以北京市典型城市绿地土壤−圆明园为研究对象,通过野外试验设置4种不同处理:不覆盖(CK)、上层木片 + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥(处理A)、上层木片 + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥(处理B)、上层木片 + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥(处理C),进行室内分析测定,结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,运用Pearson相关性及逐步回归分析,分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响。  结果  0 ~ 10 cm土层中,C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量(P < 0.05);10 ~ 20 cm土层中,C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量(P < 0.05)。土壤综合肥力指数显示,C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力(P < 0.05)。修正的内梅罗指数法中Fimin值及逐步回归分析表明,土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷,土壤综合肥力最主要影响因子为有机质,其次为土壤有效磷及土壤密度。  结论  综上,园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响,结果显示处理C为最佳覆盖方案,今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子(土壤有机质、土壤密度及有效磷)的动态变化及改善。
摘要:
  目的  为研究相同环境中不同树种采取的水分适应策略多样性,在山东省高唐地区选取分别在根系分布深度、材性和生长速度方面有着较大差异的4个典型适生树种,元宝枫、紫叶李、毛白杨和刺槐。  方法  研究比较了这4个树种叶片的水力学特性和等水评价,其中水力学特性包括栓塞脆弱性参数,压力−容积(PV)曲线参数,水力结构和功能性状。  结果  结果表明,适应相同的环境的不同树种采取的水分适应策略差异较大,其中紫叶李和元宝枫的水分适应策略较为保守,而刺槐和毛白杨则采取了较为冒险的水分适应策略:浅根性散孔材速生树种紫叶李,其叶片栓塞抗性最强(栓塞脆弱性P50为−2.67 MPa),用水安全性非常高(水力安全边际HSM为1.57 MPa),水分适应策略较为保守;浅根性散孔材慢生树种元宝枫,其叶片偏向于等水调节(水力学面积为0.049 MPa2),可以在水分胁迫时更早的关闭气孔来维持叶片水势和膨压稳定,由于P50比较高而HSM比较低,表现出了低抗栓塞能力和低水力安全性,叶水势的调节范围较窄,但其高Huber值(Hv)显示其具有较高的抗旱性,采用了较为保守的水分适应策略;浅根性环孔材速生树种刺槐,其叶片偏向不等水调节方式,抗栓塞能力较强,叶水势调节范围较广,水分适应策略较为冒险;深根性散孔材速生树种毛白杨,栓塞抗性不强,用水安全系数接近极限(HSM为0.0015 MPa),其叶片维持膨压能力最强(膨压损失点水势ψtlp为−3.36 MPa),确保其在缺水情况下从土壤深处获取水分,采取的水分适应策略较为冒险。  结论  综上所述,树木可以采用不同的水力学特性,等水特性,形态结构特征,应用不同的水分适应策略来适应相同的环境,这种水分适应策略的多样性有利于维持生态系统的稳定性。
摘要:
  目的  探究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)对药物敏感能力产生的分子机制,为防治松材线虫提供理论基础。  方法  本研究从松材线虫基因组中获得秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)同源解毒基因Bx-pgp23,并对该基因蛋白编码区进行PCR扩增,随后通过生物信息学对蛋白质Bx-PGP23理化性质、亲疏水性、跨膜区分布、磷酸化位点、二级结构和三级结构进行了分析和预测。并通过RNAi技术对Bx-pgp23进行沉默处理,分析Bx-pgp23沉默与否对松材线虫药物敏感程度的影响。  结果  生物信息预测结果显示PGP蛋白稳定系数为38.31,亲水系数为−0.018,三级结构预测PGP蛋白具有多个氨基酸参与构成α螺旋和β折叠并且具有多个核苷酸结合域(NBD)和跨膜结构域(TMD)。应用RNAi技术对Bx-pgp23基因进行基因沉默,沉默后的Bx-pgp23基因表达量变为原来的42.65%。生测实验结果显示,在1.5和2.5 g/L苦参碱溶液处理24 h后,RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高了7.2%和6.4%,在1.5和2.5 g/L的苦参碱溶液处理48 h后,RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高9.0%和7.2%。  结论  蛋白质Bx-PGP23是一种稳定的亲水蛋白,具有跨膜外排功能。成功克隆Bx-pgp23基因并合成了该基因dsRNA。Bx-pgp23基因沉默影响了松材线虫对苦参碱的敏感性,在相同质量浓度的苦参碱胁迫下,RNAi组线虫死亡率明显高于对照组,说明Bx-pgp23基因在松材线虫药物代谢调控中发挥着正向调控作用。
摘要:
  目的  核算我国森林资源碳储量和价值量,摸清我国森林资源家底,了解森林资源状况,合理制定林业发展规划。预测森林碳储量及碳汇潜力,提高森林经营管理水平,为我国实现碳达峰碳中和的林业发展目标提供参考。  方法  利用1973—2018年间9次森林资源清查数据,采用森林蓄积量法核算我国森林资源总的碳储量及其变化情况,并按照不同林种分类核算森林资源的碳储量和价值量。采用GM(1,1)灰色预测模型和幂函数模型联合预测我国森林资源碳汇发展潜力,并通过构建林分单位面积生长量和碳储量的回归模型,分析不同经营管理水平下碳汇量的变化率。  结果  (1)40多年来中国森林资源单位面积蓄积量平均为73.56 m3/hm2,林木碳储量由1976年的51.96亿t增加到2018年的87.9亿t,年均增汇0.855 7亿t/a,森林资源总碳储量(包括林木、林地和林下植被)由125.06亿t增加到214.39亿t;其中,人工林碳储量增速明显,年均增加5.05%。(2)我国林木碳储量价值量由1976年的1 482.09亿元增加到2018年的8 823.85亿元,年均增加174.80亿元,年复合增长率达到4.34%;其中,人工林碳储量价值年均增长8.24%。(3)GM(1,1)灰色模型预测2030年森林碳储量达到100.13亿t,2018—2030年年均增汇1.59亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到210.8亿m3;2060年中国森林碳储量将达到180.32亿t,2018—2060年年均增汇2.36亿t/a。幂函数模型预测,2030年中国森林碳储量达到108亿t,2018 ~ 2030年平均年碳汇量为2.25亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到227.38亿m3;2060年中国森林碳储量达到212.27亿t,2018—2060年年增汇3.12亿t/a。(4)在近15年的森林碳储量平均基准上,森林经营管理水平提高5%,森林碳储量将增加4.30% ~ 6.86%;提高10%,森林碳储量将增加9.89% ~ 12.47%;提高15%,森林碳储量将增加15.48% ~ 18.09%;提高20%,森林碳储量将增加20.96% ~ 21.07%。  结论  在不考虑经济、政策等外部因素的影响下,基于森林生物量和蓄积量的变化,中国森林碳储量和价值量都是增加的。按照这个发展趋势,可以实现2030、2060年碳达峰碳中和时中国林业的预期发展目标。如果目前森林经营管理水平再提高,森林碳储量的变化率将逐步增加,碳汇潜力巨大。
摘要:
  目的  SPL是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建了BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件(根、花粉),10种激素响应元件(生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸),4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。
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综合述评
摘要:
近年来,随着气候变化和人类活动的加剧,全球森林面积持续减少、质量下降,生态环境事件频发,森林健康的问题受到前所未有的关注,已经成为生态文明战略的重要组成部分。我国森林资源持续增长,但同时也面临一些问题,如:造林结构单一、林分质量不高、生态稳定性弱等,如何系统准确评价其森林健康状况仍然是当前难点。相对于传统地面调查方法,遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度等优势,并且随着高分遥感和人工智能等技术的飞速发展,大幅提高了解决森林健康评价难题的能力。为系统评估新型遥感技术应用于评价森林健康的潜力,本文在文献分析基础上,指出了现有路径和方法,具体包括:(1)通过文献计量学方法分析并明确了森林健康评价的4大核心内容(活力、组织结构、抵抗力和恢复力)和4大关键问题(树种分类、林木活力、林业有害生物、干旱胁迫)。(2)从不同尺度(单木−林分−生态系统−景观)、不同平台(近地面遥感−航空遥感−卫星遥感)和不同传感器(包括RGB相机、多/高光谱相机、激光雷达、热红外相机、微波雷达和叶绿素荧光扫描仪)3个角度,系统梳理现有遥感技术的优缺点。(3)围绕4个关键问题,阐述近年来应用遥感技术评价森林健康的路径和方法。进一步,本文指出了包括多数据源融合分析、森林健康监测网络与近地面遥感、森林健康大数据应用在内的挑战与机遇,以期为我国森林资源智慧管理提供参考。
摘要:
潜伏侵染指病原物侵入植物组织后,由于寄主或环境条件的限制,暂时停止生长活动,但仍保持其生命,寄主植物不表现症状的现象。松材线虫病是世界范围内重要的松树流行性病害,也是我国目前危害最为严重的森林病害。潜伏侵染在松材线虫病的发生地广泛存在,目前因为其发生发展机制不明确,给松材线虫病的防控带来了一定的难度。此外,由于潜伏侵染的无症状携带者识别难度大,导致疫木清除过程中容易被忽视,最终会吸引媒介昆虫取食和产卵,作为侵染源引起松材线虫病扩散蔓延。因此,建议对松材线虫病潜伏侵染的发生机制、发展规律及快速识别等加强研究,推动更为有效的防控技术产出。
林学
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  目的  植物病害生防菌在植物根际土壤中的定殖情况是影响其发挥生防作用的重要因素之一。近年来,由核桃炭疽病菌引起的核桃炭疽病对云南省核桃产业的发展产生了较为严重的危害,已成为该省核桃产业发展的重要制约因素。前期,通过对大理州漾濞县光明村核桃根际土壤生防菌的筛选工作,获得了具有重要生防潜力的钩状木霉YB-4-15和枯草芽孢杆菌yb33。为了推广上述生防菌株,需首先明确上述菌株在核桃根际土中的定殖情况。  方法  本研究利用不同浓度钩状木霉孢子悬浮液对无菌的核桃根际土壤进行处理,采用定期测定根际土壤中上述生防菌的定殖量。  结果  通过长达一个月的定殖试验,发现钩状木霉在土壤中定殖后的最大量为5 × 104 cfu/g,最小为2 × 104 cfu/g;同时,利用抗利福平枯草芽孢杆菌yb33-Rif在无菌土壤中定殖的最大量为1.08 × 108 cfu/g,最小为7.07 × 106 cfu/g,而在核桃根际土壤中的定殖能力明显低于无菌土,其最大量为7.53 × 106 cfu/g,最小为1.03 × 106 cfu/g。利用上述生防菌钩状木霉YB-4-15孢子和枯草芽孢杆菌yb33菌体浇灌在核桃、桂花、香樟以及石楠等不同根际土壤试验,发现二者在核桃根际土壤中定殖良好。  结论  该研究为这两株生防菌的田间应用提供了理论基础。
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  目的  欧美杨细菌性溃疡病是革兰氏阴性细菌Lonsdalea populi引起的杨树枝干病害,其危害严重,已造成欧美杨人工林的重要经济损失。双组分系统是细菌致病过程的关键调控途径之一。目前,欧美杨细菌性溃疡病菌的双组分系统如何调控致病过程仍缺乏系统研究。因此,本研究开展欧美杨细菌性溃疡病菌的双组分编码基因的缺失突变及突变体表型分析,为深入解析其致病机制提供遗传材料。  方法  本研究以欧美杨溃疡病菌菌株N-5-1为研究对象,利用双亲结合方法获得了28个双组分系统基因的缺失突变体,并通过表型测定方法分析了这些基因突变体的致病性、生长、游动性、生物膜形成和抗逆性等表型特征,研究不同双组分系统编码基因对该病菌致病过程的调控。  结果  构建了36个欧美杨溃疡病菌的双组分编码基因的敲除重组载体,获得了28个基因的缺失突变体。致病性测定表明18个双组分基因的敲除降低了病原菌的毒性,其中8个突变体毒性丧失。此外,还获得了调控游动性和生物膜形成能力的突变体以及在逆境胁迫反应(金属离子、盐离子、抗生素等胁迫)有缺陷的突变体。  结论  本研究获得了5个显著影响欧美杨细菌性溃疡病菌毒性及其他生物表型的双组分基因,为后续双组分信号调控致病机制研究提供了遗传材料。
摘要:
  目的   类毒素过敏原蛋白(VAPs)是松材线虫侵染松树过程中分泌的一类蛋白。此类蛋白可通过抑制松树的防卫反应,从而利于松材线虫在松树内的定殖与扩散。本研究对4种类毒素过敏原蛋白进行原核表达、多抗制备和基因的表达模式分析,明确松材线虫Bx-VAPs蛋白的结构与功能,为阐明该类蛋白在松材线虫与寄主松树互作中的作用机理提供基础支撑。   方法   本研究利用聚合酶链式反应(PCR)扩增松材线虫4个Bx-VAPs基因,通过实时荧光定量(RT-qPCR)方法检测不同龄期松材线虫4个Bx-VAPs基因的表达量。同时,将扩增的4个基因全长产物分别转化至pET32b原核表达载体,构建重组质粒pET-32b-VAPs,经鉴定正确后的重组质粒转化至大肠杆菌BL21DE3进行诱导表达。利用纯化的Bx-VAPs蛋白分别免疫Balb/c鼠,4次免疫后获得多克隆抗体;采用间接酶联免疫吸附法ELISA测定抗体血清效价;利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹法(Western-blot)进行蛋白鉴定。最后,应用生物信息学方法分析这四个蛋白的理化性质、二级结构和表面特性,预测B细胞抗原表位。   结果   松材线虫4个Bx-VAPs基因在不同龄期的表达量存在显著差异,其中Bx-VAP1Bx-VAP2基因在成虫期表达量较高,Bx-VAP3Bx-VAP4基因在繁殖型L3时期表达量较高。构建获得的重组质粒pET-32b-VAPn诱导表达的蛋白分子量介于21 ~ 31 kDa之间,纯化后的多克隆抗体anti-VAP1、anti-VAP2和anti-VAP3均对松材线虫蛋白液具有较高的特异性,但anti-VAP4抗体未能与松材线虫蛋白液结合反应。4个Bx-VAP蛋白的二级结构均以α螺旋和无规则卷曲为主,存在信号肽,具有SCP结构域,无跨膜结构域,Bx-VAP1潜在的优势B细胞抗原表位较多。   结论   重组质粒pET-32b-VAPn诱导表达的蛋白大小与预测的蛋白大小一致,均为包涵体表达,制备的多克隆抗体anti-VAP1、anti-VAP2和anti-VAP3效价高,特异性良好,Bx-VAP1具有潜在的B细胞抗原表位优势,为进一步研究松材线虫VAPs蛋白的功能及其相关致病机制研究提供了实验材料和基础。
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  目的  研究毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子PtrSPI的抗虫功能,为开发新型林木抗虫生物农药奠定基础。  方法  本研究通过研究毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子基因PtrSPI的启动子及其在舞毒蛾幼虫取食胁迫下的表达模式,分析PtrSPI基因功能;利用真核重组蛋白PtrSPI饲喂舞毒蛾幼虫,观察记录幼虫的取食量、体质量和死亡率,并测定取食后的幼虫体内丝氨酸蛋白酶活性,探讨PtrSPI蛋白的抗虫能力。  结果  结果表明毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子基因PtrSPI的启动子区域共包含5个与植物抗病虫相关的元件;经舞毒蛾幼虫取食后,毛果杨叶片的PtrSPI基因呈先降后升的表达模式,且在取食30 h达到峰值,为空白对照的2.03倍;高质量浓度重组蛋白PtrSPI(300和500 mg/mL)对舞毒蛾幼虫的取食量和体质量有显著的抑制作用,而且分别在取食4和6 d后舞毒蛾幼虫死亡率均达到60%以上,而幼虫体内丝氨酸蛋白酶的活性在取食初期显著上升。  结论  本研究验证了毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子PtrSPI的抗虫能力,可为进一步研发新型无公害抗虫生物农药提供理论基础和研究材料。
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  目的  舞毒蛾是一种食叶性的国际性检疫害虫,给世界上许多国家和地区造成了严重的经济损失。该研究筛选出限制舞毒蛾分布的环境变量,利用MaxEnt软件预测舞毒蛾当前及未来气候条件下的全球适生区范围,明确舞毒蛾在不同气候条件下的适生区变化。  方法  利用ArcGIS软件设置缓冲区筛选舞毒蛾在全球的分布点数据;利用MaxEnt、SPSS和ArcGIS软件根据环境变量贡献率、刀切法和变量相关性分析对生物气候变量、月总降水量、月平均最高温度和月平均最低温度4种环境变量进行筛选;利用R软件计算调控倍频和特征组合等因子调整MaxEnt模型参数;利用MaxEnt模型预测当前和未来不同情境条件下舞毒蛾全球适生区的分布范围。  结果  经过缓冲区筛选得到734个舞毒蛾的分布点数据;MaxEnt模型结果中,测试遗漏率与理论遗漏率吻合度高,而且模型AUC值为0.940;MaxEnt模型预测当前条件下舞毒蛾在全球的高、中度适生区主要集中在欧洲的大部分地区,北美洲中东部,亚洲的东西部,而非洲、大洋洲和南美洲分布较少。此外,舞毒蛾在未来气候条件下北半球适生区的边界向北偏移,北美洲以及欧亚大陆的高、中度适生区的面积扩增明显。  结论  舞毒蛾的分布受多种环境变量影响,并且温度和降水与舞毒蛾的特定发育阶段相吻合。MaxEnt模型的预测结果能够反映舞毒蛾在全球的分布特征。该研究可为防治舞毒蛾和制定相关检疫措施提供理论依据。
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  目的  炭疽病是油茶的主要病害,导致巨大的经济损失。果生炭疽菌是油茶炭疽病优势致病菌。对果生炭疽菌的转录因子CfHac1的结构域进行分析,为进一步解析转录因子CfHac1调控病菌致病的分子机制奠定基础,对挖掘油茶炭疽病防控新途径具有重要的理论意义。  方法  采用点突变技术构建转录因子CfHac1结构域缺失载体,通过PEG介导法将该回补载体转化至CfHAC1基因完全缺失突变体的原生质体中,通过博来霉素抗性和荧光筛选获得结构域缺失回补菌株,进一步研究BRLZ结构域在果生炭疽菌中的生物学功能。  结果  结果发现转录因子CfHac1含有一个碱性亮氨酸拉链结构域(BRLZ),该结构域包含58个氨基酸残基;与野生型菌株和完全互补菌株相比,BRLZ结构域缺失突变株ΔCfhac1ΔBRLZ生长速率显著降低,分生孢子产量显著减少,不能形成附着胞,对内质网压力胁迫更敏感,丧失对油茶叶的致病力,其表型与ΔCfhac1突变体一致。  结论  上述结果表明,BRLZ是转录因子CfHac1重要的结构域,对CfHac1在果生炭疽菌中行使正常的生物学功能具有重要的调控作用。
摘要:
  目的  松针鞘瘿蚊是近几年新发现入侵我国的林业有害生物,已经在山东省青岛市黄岛区造成了以黑松为主的沿海防护林大面积衰弱枯死。作为新入侵种对于松针鞘瘿蚊的防控基础研究极为薄弱,为了研发有效的防控技术,尽快遏制该虫的严重危害,避免进一步扩散,本文从松针鞘瘿蚊的寄主识别机制出发,以期开发针对性的引诱剂来进行监测诱杀。  方法  本研究基于松针鞘瘿蚊触角转录组数据筛选到的气味结合蛋白TjapOBP1的序列,通过同源模建的方法,得到了蛋白三维结构模型,利用Procheck、Verify_3D和ERRAT程序评估模型的可靠性。通过AutoDock软件将TjapOBP1与黑松针叶挥发物中测得的67种气味分子进行分子对接。  结果  同源模建结果显示,模建蛋白的氨基酸有95.5%落在最佳合理区,83.3%的氨基酸评分大于0.2,模建结构的误差值在73.2%,这表明此次构建的松针鞘瘿蚊气味结合蛋白TjapOBP1三维模型有很高的可靠性。分子对接结果显示,β-月桂烯与TjapOBP1的结合效果最好,结合能为−5.26;另外,2,6-二甲基辛-1,5,7-三烯-3-醇、乙酸橙花酯、桧烯、乙酸薰衣草酯和1-异丙基-4-亚甲基二环[3.1.0]己-2-烯,这5种化合物与TjapOBP1的结合能依次升高,但均在−5.0以下。上述6种化学物质均有可能是能够被松针鞘瘿蚊TjapOBP1识别并结合的气味物质。  结论  三维结构模型的构建,为进一步研究松针鞘瘿蚊OBP的功能奠定基础。分子对接初步筛选了可能与TjapOBP1特异性结合的寄主挥发物,从而为引诱剂的开发提供支撑。
摘要:
  目的  通过对松材线虫效应因子基因的克隆和功能研究,揭示Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用,为防治松材线虫提供理论依据。  方法  用松材线虫Bx1022株系接种黑松,20 d后提取线虫总RNA进行转录组测序,将该转录组设为松材线虫植食阶段转录组。提取由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)培养的Bx1022的总RNA进行转录组测序,将该转录组设为菌食阶段转录组。比较分析两个转录组,筛选到差异表达基因Bx-Hh-grl。对Bx-Hh-grl编码蛋白质的跨膜结构域和信号肽进行预测。利用原位杂交检测Bx-Hh-grl表达部位。应用RNAi技术干扰Bx-Hh-grl表达以探究Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用。通过Q-PCR验证,确定RNAi效果显著。将经RNAi处理的松材线虫接种3年生黑松枝条,以未经处理的松材线虫(CK组)和ddH2O(Mock组)处理的黑松作为对照,比较黑松发病情况进而比较不同处理后松材线虫的致病性差异。  结果  筛选出植食阶段与菌食阶段转录组差异表达基因Bx-Hh-grl,其编码蛋白质具有跨膜结构域和信号肽。原位杂交试验结果显示Bx-Hh-grl在松材线虫食道腺表达,符合效应因子基因特征。Q-PCR结果显示经RNAi处理后的松材线虫Bx-Hh-grl表达量下调,RNAi处理效果显著。接种实验表明,Bx-Hh-grl-RNAi组显症的时间明显晚于CK组,Mock组黑松一直保持健康状态。  结论  Bx-Hh-grl是与松材线虫致病相关的效应因子基因。明确Bx-Hh-grl功能有利于进一步了解松材线虫致病机理,为降低松材线虫危害,防治松材线虫奠定理论基础。
摘要:
  目的  氨肽酶N(APN)是昆虫中肠一类重要的Bt受体蛋白,Bt细菌产生的Cry毒素对昆虫的毒杀作用机理在学术界存在一定争议,但是普遍认为毒素与Bt受体蛋白的结合是产生毒力的必要环节。本研究通过基因克隆、生物信息学分析以及不同龄期组织中的表达对木毒蛾APN1基因进行研究,为后续研究APN基因家族、其他Bt受体蛋白及Cry毒素作用机制提供有益补充。  方法  以木毒蛾中肠cDNA为模板,对木毒蛾APN1基因进行克隆并进行生物学分析,利用实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析该基因在木毒蛾发育阶段及不同组织中的表达模式。  结果  克隆获得木毒蛾APN1基因的全长DNA,命名为LxAPN1。LxAPN1序列全长为3 159 bp,ORF为3 054 bp,编码1 017个氨基酸,序列比对和进化树分析表明,LxAPN1与舞毒蛾的LdAPN1高度同源,在N-端都具有信号肽,都具有锌结合位点HEXXH(X18)E以及保守区域GAMENWG,在末端具有GPI结合位点;LxAPN1在木毒蛾卵期无表达,在所有幼虫阶段中均有表达,幼虫期过后LxAPN1表达量锐减;LxAPN1在肠道的表达量明显高于头部和表皮。  结论  LxAPN1在木毒蛾中肠被成功克隆,LxAPN1与LdAPN1高度同源,并且在进化树的分布上也极其相近,推测两者的APN1功能上近似;LxAPN1在木毒蛾2龄幼虫期表达量最高。并且在6龄幼虫肠道中表达量最高,肠道高表达与LxAPN1作为Bt受体在木毒蛾中肠发挥作用息息相关。
摘要:
  目的  本文克隆了舞毒蛾的气味受体基因LdOR2,并阐明该基因在舞毒蛾各发育期和组织中的表达特征及其对CO2浓度胁迫下的行为响应,为进一步研究气候变化下舞毒蛾的嗅觉反应机制提供理论依据。  方法  通过转录组文库筛选克隆出LdOR2基因,利用生物信息学分析其基因特性,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测LdOR2基因在不同发育阶段和组织以及不同CO2浓度(397、550和750 μL/L)下的表达水平,并利用RNA干扰(RNAi)技术研究不同CO2浓度下LdOR2基因沉默后舞毒蛾的行为学反应。  结果  舞毒蛾LdOR2基因开放阅读框(ORF)为1 203 bp,编码400个氨基酸,蛋白分子量为45.76 kDa,理论等电点为8.22;进化树分析结果表明,舞毒蛾LdOR2与黏虫MsepOR24和双委夜蛾AdisOR21亲缘关系较近,并聚为一类;RT-qPCR结果显示,LdOR2在舞毒蛾各发育阶段均有表达,在雌蛹中表达量最高,雄成虫中表达量最低;在雌、雄成虫不同组织中,雌、雄触角中表达量显著高于其它组织(P < 0.05),但雌、雄虫触角间的表达量差异不明显。高CO2浓度下LdOR2基因表达量降低,其中,550 μL/L和750 μL/L条件下雌虫触角中其表达量与对照组相比分别下降21%和29%(P < 0.05),雄虫触角中其表达量与对照组相比分别下降了43%和7%(P < 0.05)。LdOR2基因沉默后,舞毒蛾雌、雄成虫对丁香酚和顺-3-己烯-1-醇的趋向性减弱,而在高浓度CO2处理条件下,舞毒蛾沉默体对7种挥发物的反应率均有所下降。  结论  舞毒蛾LdOR2在其气味识别过程中发挥重要作用,CO2浓度变化通过调节舞毒蛾LdOR2基因的表达进而影响其对气味的敏感性。
摘要:
  目的  基于感器形态、类型、数量、分布特征,探究桉蝙蛾幼虫触角及体表感器与其蛀道生活的适应性。  方法  利用扫描电镜观察桉蝙蛾4龄幼虫触角、胸部及腹部体表感器的形态特征并分类,结合测量、统计分析和等比例绘图,分析感器数量和分布特征。  结果  桉蝙蛾幼虫触角感器主要分布在鞭节末端,共有8对感器,分别是3对刺形感器、4对锥形感器和1对栓锥形感器,推测其感器类型能满足幼虫感受化学及机械刺激的需求。胸腹部体表的感器类型是Bohm’s鬃毛及刺形感器;其中刺形感器分3个亚型,基部至中部均为螺旋状;刺形感器Ⅱ型最独特,外壁具有刺状突起,推测其在幼虫的机械伸缩及防御上起作用。  结论  桉蝙蛾幼虫触角及体表感器类型与其蛀道生活相适应,该结果为桉蝙蛾幼虫寄主选择与适应研究提供基础。
摘要:
  目的  通过比较核桃缘吉丁成虫对核桃、苹果和山楂这3种植物在取食选择和取食量上的差异,并分析植物挥发物的组成与含量,该研究为进一步开发核桃缘吉丁植物源引诱剂提供了依据。  方法  测定核桃缘吉丁成虫对核桃、苹果和山楂叶片的取食选择和取食量,采用动态顶空法收集这3种植物的枝叶挥发物组分及相对含量的测定,通过卡方检验分析比较核桃缘吉丁对植物挥发物的行为反应。  结果  核桃缘吉丁成虫对不同植物的取食选择和取食量存在显著差异,成虫对核桃的取食选择性最高且取食核桃叶片,对苹果和山楂的选择性较低,且存在不取食现象。从核桃、苹果和山楂的枝叶挥发物中,共收集到45种植物挥发性化合物,包括烷烃类5种、酯类8种、芳香烃类3种、萜类18种、醛类2种、醇类4种和酮类5种。在行为反应测定中,莰烯对核桃缘吉丁雌雄成虫均具有明显的趋向反应,而乙酸冰片酯、癸醛和桉叶油醇这3种单体化合物仅对雄虫具有一定的引诱效果。  结论  核桃可作为核桃缘吉丁成虫补充营养的寄主植物,该成虫不取食苹果和山楂。莰烯、乙酸冰片酯、癸醛和桉叶油醇对核桃缘吉丁成虫具有一定的吸引效果,需要重点关注,这些枝叶挥发物成分在核桃缘吉丁成虫寄主植物识别与选择的阶段中可能发挥着重要作用。
摘要:
  目的  由于森林病虫害频发,大量化学农药用于病害虫防治。而农药残留进入水体造成了水资源的污染,因此,拟建立一种新颖的实现现场处理的样品前处理方法,对环境水体中的农药进行检测。  方法  称量0.499 2 g柠檬酸、0.405 6 g磷酸二氢钠、0.218 4 g碳酸氢钠和0.180 0 g己酸钠,研磨混合均匀,使用压片机压制成泡腾片待用。将吸油棉裁卷为2 cm高度和60 mg/cm密度的圆柱体,填装入过滤柱,手动制成聚丙烯吸油棉过滤柱。将10 mL样品盛于注射器中,加入泡腾片,待完全反应后,经自制过滤柱过滤,200 μL乙腈洗脱,气相色谱-电子捕获检测器检测。最佳条件下,该方法在5 ~ 500 μg/L范围内,相关系数均大于0.999 0,具有良好的线性。按照3倍信噪比和10倍信噪比计算检出限和定量限,检测限为0.22 ~ 1.88 μg/L,定量限为0.75 ~ 6.25 μg/L。加标回收率在88.2% ~ 113.0%之间,相对标准偏差为4.5% ~ 11.8%,富集倍数在65 ~ 108之间。  结论  本研究建立了一种基于可转换亲水性溶剂的泡腾片辅助现场分散液液微萃取−气相色谱法,检测了环境水样中的5种拟除虫菊酯类农药。该方法不需要使用用电设备,能够实现样品现场预处理,减少了人力物力的消耗,具有广阔的应用前景。

1979年创刊

CN 11-1932/S

ISSN 1000-1522

主管:中华人民共和国教育部

主办:北京林业大学