闽楠群体遗传结构分析与核心种质库构建

【目的】基于SSR分子标记技术研究珍稀濒危保护树种闽楠群体的遗传结构,构建核心种质资源库,为种质资源的科学管理、有效保护和高效利用提供理论依据。【方法】利用33对多态性SSR引物,分析来自福建、江西、湖南、浙江、广西5省(区)27个种源地218个闽楠家系425份种质资源群体的遗传多样性和遗传结构。应用DateTrans1.0联合Popgene32软件计算观测等位基因数(N_(a))、有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))、Shannon信息指数(I)和Nei’s基因多样性指数(H);运用STRUCTURE 2.3.4软件对9个闽楠群体进行遗传类群划分。采用最小距离逐步取样法构建核心种质库,通过对相关遗传参数的t检验验证核心种质库的有效性。【结果】依据种质来源地的地理分布,218个家系可分成9个群体;种质资源群体的平均有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))均值、Shannon信息指数(I)分别为2.159、0.224、0.477和0.841,表明闽楠种质资源群体具较高遗传多样性;群体遗传结构分析表明,9个群体可划分为3个亚群;425份原始种质经最小距离逐步聚类取样得到85份核心种质和340份保留种质,核心种质占原始种质的20%,其N_(a)、N_(e)、H_(o)、H_(e)、I和H保留率分别为92.318%、103.803%、116.652%、105.052%、103.341%和104.664%。t检验表明核心种质和原始种质的遗传多样性参数无显著差异,能充分代表原始种质的遗传多样性。【结论】构建的核心种质库在保留原始种质库遗传多样性的基础上,去除遗传冗余,有利于闽楠种质资源的有效保护和科学利用,为进一步育种工作奠定基础。

元宝枫色素含量、分布及超微结构与叶色的关系

【目的】探究元宝枫叶片颜色属性与不同叶色叶片各组织中色素含量和分布,以及与细胞超微结构的关系,为明确元宝枫叶片呈色的内部机制提供细胞学依据,为揭示红叶植物变色机制提供参考。【方法】分析元宝枫叶片颜色属性,测定各颜色叶片叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷含量,观察叶片各组织中色素分布情况,使用透视电镜观察叶肉细胞的叶绿体和其他细胞器的超微结构。【结果】元宝枫不同叶色叶片色素含量、分布和超微结构均存在差异。1)红叶花色素苷含量极显著(P<0.05)高于黄叶和绿叶,叶绿素含量较低。黄叶叶绿素含量最低,类胡萝卜素含量显著(P<0.05)高于红叶,类胡萝卜素与叶绿素含量比值显著高于绿叶和红叶(P<0.05)。绿叶叶绿素和类胡萝卜素含量显著(P<0.05)高于黄叶和红叶,花色素苷含量显著(P<0.05)低于红叶,与黄叶之间无显著差异。相关分析表明,元宝枫叶片色素含量比值均与叶绿素含量呈负相关关系。2)元宝枫叶片上下表皮细胞均无色素分布,花色素苷主要分布于栅栏组织。红叶花色素苷分布明显,绿叶和黄叶花色素苷分布较少。黄叶类胡萝卜素分布明显,在海绵组织也有花色素苷分布。3)嫩绿色叶片叶绿体尚在发育中;绿叶细胞发育成熟,有淀粉粒。叶片变红后,叶绿体中核糖体减少,全红叶片中出现叶绿体解体的残留物;黄叶中叶绿体受损,细胞中有嗜锇颗粒;尖端变褐的叶片细胞中有大量嗜锇颗粒,有些细胞基本为空腔。【结论】元宝枫彩叶未发生结构变异,其颜色变化是因为在叶片变红过程中,叶绿素和类胡萝卜素含量降低尤其叶绿素含量下降迅速,而花色素苷含量上升,其内部花色素苷与叶绿素和类胡萝卜素的比值上升造成的,属于色素型彩叶。叶片花色素苷主要分布于栅栏组织,在变红前就已产生,随其含量上升,最终在叶色上呈现出来。在叶色变化过程中,叶绿体逐渐解体,出现衰老症状,为衰老期型彩叶。黄叶生长势差,叶色从绿转黄,不能呈现红色,衰老速度较红叶更快。

油桐芽苗砧嫁接育苗技术及解剖结构观察

【目的】研究油桐芽苗砧嫁接繁育新技术,建立油桐芽苗砧嫁接无性繁殖技术体系,为油桐良种无性化育苗提供新途径。【方法】以千年桐和三年桐种子培育的芽苗为砧木,以‘华桐1号’家系当年生半木质化带芽茎段为接穗,连续2年研究不同砧木物种、嫁接方法、嫁接膜类型、嫁接时期、苗床及移栽高度等因素对油桐芽苗砧嫁接成活的影响,并观察嫁接后伤口愈合的显微解剖结构。【结果】1)在其他外界因素较优的条件下,以三年桐和千年桐为砧木,油桐嫁接成活率均可达89.0%以上,前期生长无显著差异。以千年桐为砧木,采用劈接法用塑料膜绑扎的成活率比铝箔片高184.0%,差异显著(P<0.05);用塑料膜绑扎劈接的成活率比合接高58.7%,差异显著(P<0.05)。2)适宜油桐芽苗砧嫁接的接穗腋芽上、下部和叶柄长度分别为1.0、3.0和0.5 cm,适宜的砧木劈接切口长1.5 cm、移栽苗床高度15 cm、遮荫网透光率为25%、移栽时嫁接口高于地面。3)不同嫁接时期对油桐芽苗砧嫁接的成活率影响显著,6月上旬的嫁接成活率比5月中旬高51.5%,差异显著(P<0.05),且6月上旬嫁接的油桐苗后期长势较好。4)观察腋芽的生长过程及嫁接口的愈伤组织解剖结构发现,嫁接10天后伤口部分愈合,腋芽开始膨大,20天后腋芽萌发长出新叶,70天后接穗和砧木的伤口愈合度高,解开嫁接膜有利于后期嫁接苗生长。【结论】本研究建立的油桐芽苗砧嫁接无性繁殖技术体系,6月大田大量育苗的嫁接成活率整体达70.0%以上,可为今后油桐良种无性化育苗提供切实可行的途径。

关帝山3个典型森林群落优势种的氮素利用策略差异

【目的】研究关帝山林区华北落叶松林、白桦林和沙棘林3个典型森林群落优势种的新生枝叶氮含量、地上生物量和氮利用效率对5个土壤施氮梯度的差异化响应,阐明3个森林群落优势种不同的氮利用功能特性和氮利用策略,为氮沉降背景下的森林质量提升和精准经营提供理论依据。【方法】采用野外5梯度土壤氮(0、9、18、27和36 g·m^(−2) a^(−1))添加试验的方法,比较3个森林群落优势种和群落总体的新生枝叶氮含量、地上新增生物量和氮利用效率对土壤不同施氮量的响应;采用线性模型拟合地上新增生物量随新生枝叶氮含量、氮利用效率和土壤氮素供应水平的变化过程;通过构建结构方程模型,分析土壤氮添加影响地上新增生物量的作用路径。【结果】3个群落优势种的新生枝叶氮含量总体表现为华北落叶松<白桦<沙棘,新生叶氮含量显著高于新生枝,两者的差异表现为白桦>华北落叶松>沙棘,生长盛期的枝叶氮含量都高于末期,生长期之间的差异也表现为白桦>华北落叶松>沙棘;新生枝和新生叶在生长盛期和末期的氮含量都有随施氮量增加而增加的趋势,但3个优势种的变化表现出显著不同的趋势,饱和施氮量和饱和氮含量均表现为华北落叶松<白桦<沙棘;3个群落新生枝叶生物量都随施氮量的增大而升高,但递增率拟合结果表现为华北落叶松林>沙棘林>白桦林;群落氮利用效率都随施氮量增大而降低,以华北落叶松林的降幅最大,沙棘林最小,也随优势树种枝叶氮储量的升高而降低,以白桦林降幅最大,沙棘林最小;群落优势种和群落类型对群落新生枝叶氮储量和氮素利用效率直接作用显著,也受施氮量的影响,进而正向驱动群落新增生物量积累。【结论】华北落叶松林、白桦林和沙棘林3个森林群落新增生物量的差异主要取决于群落类型及其优势种的差异,直接受群落优势种的氮利用效率和新生枝叶氮含量的影响,并受土壤供氮水平的调节;三者的氮利用策略分异表现在氮需求、氮利用效率、环境氮敏感性、饱和氮供应水平4个方面;依次表现为“低需求-高效率-高敏感-低饱和”、“较低需求-低效率-较高敏感-较低饱和”和“固氮型-高需求-低效率-低敏感-高饱和”3个氮利用策略类型,可为不同氮沉降情境或林地氮含量水平下的林分优势树种选择、结构调控和林地精准管理提供依据。

木材分子考古研究进展

木材考古学研究是推动木质文物自然和历史信息挖掘、保护和修复的重要基础。近年来,随着古DNA捕获和测序技术的快速发展,从木质遗存中可获取古DNA信息,在木材解剖学基础上,创新开展以古DNA为核心的木材分子考古研究已成为木材考古学的前沿热点。本文首先对木材分子考古研究进行概述,从古DNA的保存和降解、获取以及数据处理和序列分析3方面归纳木材古DNA的研究进展,并指出古DNA因高度降解、含量极低和化学损伤特征导致其难于提取和信息解译的难题。然后总结木材分子考古在解读先民认知与利用森林资源方式、复原历史时期地域性森林植被类型和物种多样性以及重建古代树木应对气候和生境变化的微进化反应等方面的主要应用。最后提出该研究领域未来应优先开展的工作:1)建立考古木材标本库及其DNA信息数据库;2)研究不同时空维度下木材古DNA损伤及变化规律;3)构建稳定高效的木材古DNA提取及序列信息解译技术体系。通过进一步加强木材分子考古等多学科交叉研究,推动新理论、新方法、新技术在木材学和考古学领域的应用,为木质文物的用材树种识别、保护利用以及重建历史时期森林植被、环境气候与人类活动的耦合关系提供重要科学依据。

香榧藻斑病病原的分离鉴定及防治药剂筛选

【目的】探明香榧藻斑病的病原种类及其生物学特性,筛选对香榧藻斑病具有良好防治效果的药剂,为香榧藻斑病防治提供科学依据。【方法】在浙江省香榧主产区采集藻斑病病叶,结合传统形态学方法与分子生物学手段对从病叶中分离获得的香榧绿藻进行鉴定,明确病原藻的生物学特性,通过室内毒力测定和林间防治试验筛选防治香榧藻斑病的优良药剂。【结果】1)从香榧藻斑病病叶中分离获得3种病原绿藻类群,结合藻株形态学特点以及SSU-ITS区间序列分析,3种绿藻类群分别被鉴定为链带藻、软克里藻和Tritostichococcus corticulus,均为香榧病原新记录种。3种香榧绿藻的培养条件相似,均适宜在初始pH 11、温度25℃、光照/黑暗为12 h/12 h光周期下的BG-11培养基中生长。2)以混合藻为靶标进行室内毒力测定试验显示,12%松脂酸铜悬浮剂灭藻效果最好,EC50可达8.33 mg·L^(-1),显著低于其他药剂(P<0.05),其后依次为33.5%喹啉铜悬浮剂、80%波尔多液、20%噻菌铜悬浮剂和45%石硫合剂。林间防治试验表明,施药30天后,12%松脂酸铜和33.5%喹啉铜悬浮剂的防治效果分别达78.11%和71.62%。【结论】从浙江省香榧上新发现3种病原绿藻类群,藻群生物学特性类似。室内毒力测定和林间防治试验表明,12%松脂酸铜和33.5%喹啉铜悬浮剂对香榧藻斑病有较好防治效果。

宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg^(-1))最高,东坡(6.42 g·kg^(-1))次之,西坡(5.65 g·kg^(-1))最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg^(-1))最大,其次为西坡(11.34 g·kg^(-1)),最小为南坡(9.72 g·kg^(-1)),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg^(-1);距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg^(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R^(2)>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

鼎湖山森林流域地表水与地下水水质的长期特征

【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化,为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象,依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范,对鼎湖山森林流域流动地表水、浅层地下水水质开展长期定位观测。【结果】研究期间(2005—2018年),鼎湖山流域大气降水整体呈现为弱酸性(pH值为5.85±1.10);相较于同期大气降水,森林流域流动地表水显著酸化(pH值为4.76±0.58,P<0.01),而流域下游浅层地下水则有一定程度的酸度改善。整体上,大气降水的矿化度较低,且无论干、湿季,浅层地下水矿化度均极显著高于大气降水和流动地表水(P<0.01);对溶解氧和化学需氧量指标的长期测定结果均表明鼎湖山森林流域地表水、地下水受人为污染的程度低,水质优。通过对水体中主要离子含量的比较分析发现,流域下游浅层地下水水体阳离子Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和阴离子SO_(4)^(2-)、Cl^(-)含量均极显著高于流动地表水(尤其是Ca^(2+)和K^(+)增幅剧烈),而NO_(3)^(-)在地下水中含量却显著低于流动地表水(P<0.05);除浅层地下水中SO_(4)^(2-)含量存在干、湿季间的显著性差异(P=0.03)外,其余离子的季节间差异均未达到显著水平。【结论】严格保护下的鼎湖山森林流域地表水、地下水水质均较优,可以作为该区域水环境治理的本底参考。

基于机器学习算法的华中天然林土壤有机碳特征与关键影响因子

【目的】比较4种机器学习算法在模拟华中地区3种典型天然林土壤有机碳含量上的表现,筛选最优模型算法,明确影响该地区天然混交林土壤有机碳富集与空间分布的关键气候环境因子,为森林土壤有机碳分布格局研究提供技术参考。【方法】以华中地区3种典型天然林(常绿针叶混交林、落叶阔叶混交林和常绿阔叶混交林)为研究对象,引入4种机器学习算法(支持向量机、人工神经网络中的多层感知器、随机森林和分位数回归森林),模拟0~60 cm土层土壤有机碳含量,比较模型解释量及表现稳定性,筛选最优模型算法。【结果】4种机器学习算法均能成功模拟天然林0~60 cm土层土壤有机碳含量,多层感知器、随机森林、分位数回归森林模拟结果明显优于支持向量机,其中随机森林模型表现最稳定,决定系数最高达0.620。母质、土壤密度、孔隙度、地理位置、海拔、植被和水分亏损情况等共同影响华中地区天然林0~60 cm土层土壤有机碳含量,但显著影响表层(0~20 cm)、中层(20~40 cm)与深层(40~60 cm)土壤有机碳含量的因子并不一致且影响机制不同。在0~20 cm土层,显著影响因子最复杂,除土壤密度以外,土壤孔隙度、地形、植被和气候均产生显著影响(P<0.05);在20~40 cm土层,土壤密度和地理位置依然有显著影响(P<0.05),各因子影响呈现复杂性和过渡性;在40~60 cm土层,成土母质是最重要的影响因子,其次为土壤密度和水分亏损指数,植被的影响下降(P<0.05)。从地理分布上看,0~20 cm表层土壤有机碳含量东南高、西北低,中层和深层土壤有机碳含量表现为西部较高、东部稍低;海拔较高的南部山区土壤有机碳含量更高。蒸发强烈或供给森林的水分不足会限制各层土壤有机碳富集。森林土壤有机碳含量随土层加深显著下降,常绿针叶混交林土壤有机碳含量在各土层均最高,落叶阔叶混交林居中,常绿阔叶混交林最低。【结论】华中地区天然林土壤有机碳含量分布呈现明显差异,常绿针叶混交林土壤有机碳贡献最大,成土母质和土壤物理属性对土壤有机碳富集与分布起决定性作用;适宜天然林生长的地理立地条件和气候环境,共同造就该地区天然林土壤有机碳富集。在营林和管理时可加大本地树种混交比重,提升森林土壤碳汇功能。

香杨和大青杨木材挥发性化合物对比分析

【目的】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分离和检测,通过气味阈值与物质相对含量计算其气味活度值。在中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库中查询已鉴定的挥发性成分,选择口服生物利用度(OB)≥5%、类药性(DL)≥0.14的物质作为主要活性成分,并获得相关靶点和相关疾病信息。【结果】香杨木材比大青杨木材检测出更多挥发性有机化合物(VOCs)和香气化合物,且有较多药用活性成分。香杨和大青杨木材粉末中分别检测出18和16种化学成分,其中包括醇类、烷烃类、醛类、酮类和酯类等物质。香杨木材挥发性物质中检索到8种香气化合物,包括7种关键香气化合物和1种潜在香气化合物,其香气特征表现为黄油、清香、脂香、蘑菇、香草、树脂、花香、清香;大青杨木材挥发性物质中检索到5种香气化合物,且均为关键香气化合物。除黄油、清香、脂香等怡人气味特征外,大青杨木材中关键气味化合物2-己酮的气味较为刺鼻。香杨和大青杨木材共有挥发性成分中包括5种药用成分,分别为乙偶姻、己醛、4,6-二甲基-十二烷、3-辛酮、十四烷;香杨木材挥发物中特有的药用成分有4种,分别为2,3-丁二醇、1-辛基-3-醇、1-己醇、β-柏木烯;大青杨木材挥发物中特有的药用成分有2种,分别为十五烷醛和1-十六烷醇,其中1-十六烷醇是人体健康的有效关键成分。【结论】香杨木材挥发物中具有更多香气化合物和药用活性成分。大青杨木材中关键性气味化合物2-己酮气味较为刺鼻,可能对室内环境和人体存在潜在危害。香杨木材有更清新的香气特征且挥发物中含较多对人体健康有益的药用成分,可作为保健型木材生产的候选树种。

宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响

【目的】探究不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响,为枸杞制干工艺提供有价值的理论依据。【方法】以制干差异较大的不同品种(系)宁夏枸杞为试验材料,采用称重法、石蜡切片和扫描电镜等方法,对果实加工性状、果皮及角质层结构、果皮蜡质微形态和不同预处理枸杞果实制干时间进行探究,明确不同品种(系)宁夏枸杞果实性状和预处理对果实制干的影响。【结果】1)不同品种(系)枸杞果实纵径、百粒质量、单果体积存在显著差异,‘16-23-7-8’横径、纵径、百粒质量、单果体积均最高,‘宁杞1号’最低。2)随着果实发育,果皮和角质层厚度逐渐增加且存在显著差异。‘宁杞5号’果皮厚度最大,达768.273μm;‘宁杞1号’果皮厚度最小,为445.100μm。‘14-402’角质层最厚,达9.420μm;‘16-23-7-8’最低,为7.528μm。3)成熟期枸杞果实表皮被束状蜡质层覆盖,蜡质晶体呈无规则片状,片状蜡质层较厚,排列较紧密。4)不同品种(系)枸杞果实制干时间存在显著差异,由易到难依次为‘宁杞1号’、‘Z44’、‘16-23-7-8’、‘14-402’、‘宁杞5号’。与对照相比,碱处理后,平均制干时间缩短4.10 h;氯仿处理后,平均制干时间缩短16.94 h。【结论】枸杞果皮结构通过影响水分运输进而影响枸杞果实制干过程;预处理可破坏枸杞表皮蜡质层缩短制干时间。本研究5个枸杞品种(系)中,‘宁杞5号’不易制干,‘宁杞1号’最易制干,在枸杞制干时,应用的预处理方式必须考虑品种间存在的组织和形态解剖学特征的差异。

青檀叶片饲用营养价值分析与优良无性系筛选

【目的】全面分析与评价青檀叶片的饲用营养价值,为青檀用作木本饲料提供数据支撑。【方法】对10个青檀无性系进行叶片营养成分、抗氧化活性、次生代谢产物组分和含量、氨基酸成分和含量的测定,并采用质量评价指标综合评价其饲用特性。【结果】1)不同青檀无性系叶片各营养成分指标均达到极显著差异,粗蛋白含量介于10.15%~24.36%,平均为17.60%,其中‘福缘’(24.36%)和‘WT’(24.33%)含量最高;粗脂肪含量介于7.98%~11.45%,平均为9.31%;粗纤维含量较低,平均为4.08%;无氮浸出物含量平均为49.69%;中性洗涤纤维含量的品种间差异最大,介于17.76%~67.67%,平均为45.51%;酸洗洗涤纤维含量的差异较小,平均为24.07%;全磷和钙含量平均值分别为0.1733%和5.8633%;单宁含量远低于拒食标准,平均为2.9260 g·kg^(-1)。2)饲用质量评价指标无性系间均有极显著差异,10个无性系中有4个达到美国牧草和草地协会(AFGC)干草1级标准,分别为‘WT’、‘金玉缘’、‘慧光’和‘巨龙’。3)抗氧化活性综合指数法(APC)评价认为,‘大叶’、‘巨龙’和‘青龙’叶片抗氧化能力强,‘无量’、‘金玉缘’和‘慧光’叶片抗氧化能力弱。4)青檀叶片总类黄酮和5个黄酮类物质含量在无性系间均有极显著差异,具有筛选高生物活性物质的基础;总类黄酮含量平均为9.92 mg·g^(-1),5种物质中绿原酸含量最高(710.96μg·g^(-1)),其次是异鼠李素(27.12μg·g^(-1)),儿茶素(16.53μg·g^(-1))、槲皮素(9.09μg·g^(-1)),咖啡酸含量极低,仅为1.73μg·g^(-1)。5)检测到18种游离氨基酸和19种水解氨基酸,平均总量分别为47.87 mg·g^(-1)和108.20 mg·g^(-1),且总含量在无性系间均有极显著差异;两类氨基酸组分中均以异亮氨酸、亮氨酸含量最高。【结论】青檀叶片具有粗蛋白、粗脂肪、钙含量高,粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、单宁含量低的特点,饲用评价指标综合等级达到1级标准,具备发展成为优良木本饲料树种的物质基础;初步筛选出‘WT’、‘福缘’和‘巨龙’3个优异无性系。

重庆缙云山马尾松和润楠径向生长的酸雨响应

【目的】探究南方典型酸雨区树木生长的酸雨响应,为明晰酸雨对森林生态系统的影响提供科学依据。【方法】以重庆缙云山优势树种马尾松和润楠为研究对象,采用树轮气候学方法,分别采集马尾松40株和润楠35株建立树轮宽度年表,计算胸径断面积增长量,分析马尾松和润楠的生长趋势及其对酸雨因子的响应。【结果】1)马尾松和润楠标准年表的样本总体代表性分别为0.942和0.869,马尾松标准年表的样本总体代表性、平均敏感度、一阶自相关和第一主成分解释量均大于润楠;2)1961—2020年马尾松和润楠生长均曾受酸雨抑制,其中马尾松生长受抑制时间长于润楠,但均在2010年后出现生长恢复;3)缙云山酸雨类型从硫酸型过渡到硫酸-硝酸混合型,平均气温和降水量不是近20年树木生长的主要限制因子;马尾松和润楠径向生长与降雨pH呈显著正相关(P<0.05),与降雨中SO_(4)^(2-)浓度呈显著负相关(P<0.05);润楠径向生长与降雨中NO_(3)^(-)浓度呈显著负相关(P<0.05),马尾松径向生长与降雨中NH_(4)^(+)浓度呈显著负相关(P<0.05);4)多元线性逐步回归模型表明,年尺度的降雨SO_(4)^(2-)浓度和NO_(3)^(-)浓度分别对马尾松和润楠径向生长有极显著负面影响(P<0.01),分别可解释65.5%和29.5%的生长变异。【结论】酸雨中SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度是缙云山地区树木生长的主要限制因子,利用树轮研究酸雨对树木生长的影响具有很大潜力。

印度梨形孢与杜鹃共生体系建立及提高抗旱性效应

【目的】从印度梨形孢入手,建立印度梨形孢与杜鹃共生体系,为提高现有园林绿化杜鹃的抗旱性提供新思路。【方法】采用国内园林绿地常用锦绣杜鹃品种‘紫蝴蝶’,持续浇灌印度梨形孢菌液6次,共计30天,建立印度梨形孢与杜鹃共生体系,探究定殖印度梨形孢的杜鹃植株形态结构变化,评价印度梨形孢对杜鹃抗旱性的作用及部分相关生理生化指标的变化。【结果】浇灌印度梨形孢菌液4次(第20天)后发现印度梨形孢已逐步定殖于杜鹃根系,浇灌5、6次(第25、30天)后的定殖率分别达91.67%、100%。定殖30天后的杜鹃叶片鲜质量、干质量、叶面积增大,叶片解剖结构的上、下表皮厚度减小,栅栏组织与栅海比增大,叶片结构更紧密,根细胞截面积增大。随着干旱胁迫时间延长,定殖印度梨形孢的杜鹃生长状态较好,干旱胁迫20天后存活率高,叶片相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性随干旱时间延长的差异不显著,半致死时间显著延长,受胁迫程度轻,抗旱性显著增强。【结论】锦绣杜鹃能与印度梨形孢建立互利共生关系,从而提高其对干旱胁迫的抗性。印度梨形孢可作为提高园林绿化植物杜鹃抗旱性的一种菌剂进行应用。

天山雪岭云杉径向生长响应气候变化的海拔分异

【目的】探究天山中部地区不同海拔雪岭云杉径向生长变化趋势、对气候因子的响应以及应对干旱胁迫的生态弹性,为预测气候变化下天山雪岭云杉林沿海拔梯度的群落发展趋势提供理论参考。【方法】在天山北坡中段雪岭云杉森林的下林线、林带中部、上林线处采集雪岭云杉树芯样品,建立3个树轮标准年表,计算胸高断面积增量,分析雪岭云杉径向生长与气候因子的关系,采用抵抗力、恢复力和恢复弹力分析雪岭云杉对干旱胁迫的响应。【结果】在过去61年,研究区各海拔雪岭云杉径向生长均受到明显抑制,受抑制程度表现为下林线处最重,林带中部次之,上林线处较轻;不同海拔影响雪岭云杉径向生长的主控气候因子存在差异,下林线主要与当年4—7月气温显著负相关(P<0.05),与上一年6月和当年4、6月降水量及上一年8月至当年9月自校准帕默尔干旱指数(scPDSI)显著正相关(P<0.05);林带中部主要与上一年6—8月和当年3—4、6—7月气温显著负相关(P<0.05);上林线主要与当年2和6—7月气温显著正相关(P<0.05),与上一年8月和当年4月降水及上一年6月至当年5月scPDSI显著正相关(P<0.05);雪岭云杉径向生长对气候因子的响应在海拔梯度和时间梯度上均有差异,由下林线至上林线,与气温的负相关性及与降水和scPDSI的正相关性均依次减弱。在时间梯度上,与气温的相关性逐渐减弱,与降水和scPDSI的正相关性逐渐加强。不同海拔雪岭云杉应对干旱胁迫的生态弹性具有差异,抵抗力和恢复弹力表现为上林线>林带中部>下林线,恢复力表现为下林线>林带中部>上林线;下林线雪岭云杉对干旱较敏感,遭受干旱胁迫时生长下降明显;在抵抗力与恢复力反向平衡关系未打破时,下林线雪岭云杉不受干旱遗留效应影响。【结论】因研究区升温迅速而降水增加缓慢,各海拔雪岭云杉遭受干旱胁迫越来越严重,其中下林线雪岭云杉径向生长降幅最大,抵抗力最小,生长衰退风险最高。

宁夏枸杞果皮蜡质积累与气象因子的关系

【目的】分析不同采摘时期枸杞果皮蜡质含量与成分差异,探究不同采摘时期气象因子与枸杞果皮蜡质积累的关系,为不同采摘时期适宜制干方式的选择提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’和‘宁杞5号’3个采摘时期(老眼枝时期、七寸枝时期和秋果时期)的果实为材料,应用GC-MS技术对果皮蜡质含量、组分进行测定与分析,利用JL-18空气温、湿、光照记录仪监测不同采摘时期的气象因子,采用逐步回归分析法探究果皮蜡质含量及其组分与气象因子之间的关系。【结果】1)2个枸杞品种在3个采摘期的青果期、转色期和红果期果实蜡质含量均存在显著差异,红果期果实蜡质含量显著高于青果期和转色期,而青果期和转色期果实蜡质含量差异不显著。2)‘宁杞1号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十八烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和β-香树精,‘宁杞5号’的蜡质成分主要为二十六烷、二十七烷、1-碘代二十八烷、1-碘代三十烷、二十二醇和2-己基-1-癸醇。3)老眼枝时期,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’果皮蜡质含量与光照强度显著负相关,相关系数分别为-0.759(P<0.05)和-0.838(P<0.01)。‘宁杞1号’酯类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.712(P<0.05),‘宁杞5号’酸类和酯类与日均湿度显著正相关,相关系数分别为0.728(P<0.05)和0.739(P<0.05)。‘宁杞1号’和‘宁杞5号’酮类与夜均温度显著正相关,与光照强度显著负相关,相关系数分别为0.717(P<0.01)和-0.649(P<0.05);烷烃类与日均湿度和夜均温度显著负相关,相关系数分别为-0.772(P<0.01)和0.637(P<0.05);碘代烷烃类与夜均湿度显著正相关,相关系数为0.820(P<0.01)。七寸枝时期,‘宁杞1号’烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数为0.779(P<0.05);碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数为-0.724(P<0.05);酸类与日均湿度显著负相关,相关系数为-0.680(P<0.05)。‘宁杞5号’蜡质含量与夜均湿度和光照强度显著正相关,相关系数分别为0.795(P<0.01)和0.748(P<0.01);酮类和碘代烷烃类与日均温度显著负相关,相关系数分别为-0.887(P<0.01)和-0.749(P<0.05)。秋果时期,‘宁杞1号’烷烃类和碘代烷烃类与夜均温度显著正相关,相关系数分别为0.887(P<0.01)和0.767(P<0.05)。【结论】不同采摘时期的气象因子对宁夏枸杞果皮蜡质含量与成分产生不同影响,温度与碘代烷烃类、酮类和烷烃类积累有关,湿度与酯类、酸类和烷烃类积累有关,光照强度与酯类、醇类积累有关。

亚热带树种在未成林造林地的凋落物量和周转与叶片性状的关系

【目的】测定亚热带树种的叶片功能性状、凋落叶质量、凋落物量和周转期,揭示叶片性状对凋落物量和周转的影响,为杉木采伐后如何选择造林树种以改善土壤肥力提供科学依据。【方法】选取在二代杉木林采伐迹地营造的17种亚热带树种,测定其在3年生未成林造林地的凋落物量和周转期,同时测定各树种的叶片功能性状(比叶面积、干物质含量、氮含量等)和凋落叶质量(碳氮比、单宁含量、可溶性糖含量等),建立叶片性状与凋落物量和周转期的回归关系。【结果】17种树种中,米老排凋落物量最高(6.67 t·hm^(-2)a^(-1)),杉木凋落物量最低(0 t·hm^(-2)a^(-1));江南桤木凋落叶周转期最短(0.09年);深山含笑凋落叶周转期最长(1.09年)。凋落物量随比叶面积增加而增加,随叶氮含量增加而降低;凋落叶周转期随凋落叶碳氮比和单宁含量增加而增加,随凋落叶最大持水率增加而降低。【结论】在亚热带未成林造林地中,凋落物量受比叶面积和叶氮含量的影响,凋落叶周转期受凋落叶碳氮比、单宁含量和最大持水率的影响;杉木在未成林造林地阶段的凋落物归还量极少。经营亚热带人工林时,要考虑种植比叶面积和凋落叶最大持水能力较高、凋落叶单宁含量和碳氮比较低的树种,以提高林地凋落物归还量和周转速率,改善退化人工林的土壤肥力。

定制家具板件数控钻孔作业时间预测模型

【目的】为实现大规模定制家具更高效、更低碳的智能制造,有必要在自动化、连续化生产的基础上实施更精准的智慧生产决策,将生产管理由传统的批次级推进到板件级,以差异化的工序作业时间为基础开展生产调度。本研究通过分析数控钻孔作业时间的关键影响因素,构建可预测每一张板件数控钻孔作业时间的数学模型,在生产前获得较为精准的作业时间数据,解决定制家具板件差异化作业时间数据缺失的现实问题,为定制家具的板件级生产调度夯实数据基础。【方法】基于定制家具制造实际,从数控钻孔加工中心的作业逻辑着手,分析不同数据条件下影响数控钻孔作业时间的关键因素,通过MES(制造执行系统)从设备底层采集6万余条历史作业时间数据,构建解析程序提取关键影响因素,搭建使用Mish激活函数的3层人工神经网络模型,并引入动量和学习率衰减算法提高模型精度和运算效率,实现定制家具数控钻孔工序板件级作业时间的预测。【结果】不同数据条件下,人工神经网络模型可实现良好预测效果,其中基于数控程序提取的9维变量对平均作业时间的预测误差率为2.68%,具备对工序总体效能进行预测的能力;单一板件预测结果平均绝对误差为2.87 s,显著优于同等数据条件下的常规线性回归模型,对指导板件级精准调度具有实际意义。【结论】通过MES大量采集历史作业时间数据,构建解析程序,提取关键影响因素,基于制造大数据搭建3层人工神经网络模型,能够较精准预测板件级数控钻孔作业时间,为实现定制家具制造过程的设备与工艺优化、基于单张板件开展精准生产调度、构建家具制造数字孪生车间打下良好数据基础,推动智能制造在定制家具领域的实践。

模拟CO_(2)浓度和温度升高对宁夏枸杞果实品质形成的影响

【目的】探究CO_(2)浓度和温度升高对3个宁夏枸杞品种形态特征和营养组分积累的影响,为未来气候变化背景下培育高抗性优良枸杞品种以及经济林应对气候变化的适应性管理提供依据。【方法】采用开顶气室(OTC)模拟控制系统,对3个宁夏枸杞品种(‘宁杞1号’、‘宁杞7号’、‘宁杞10号’)分别进行CO_(2)浓度(e CO_(2))和温度(e T)升高处理。在果实发育的幼果期(YF,处理60天)、青果期(GF,处理70天)、转色期(CF,处理80天)和红果期(RF,处理90天)采集果实,测定其形态特征和营养组分含量。【结果】1)形态特征分析表明,在CO_(2)浓度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期纵、横径及红果期横径和单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期纵径和转色期横径显著增加,‘宁杞10号’幼果期横径和转色期单果质量显著增加。在温度升高处理下,‘宁杞1号’果实转色期和红果期纵径以及红果期单果质量显著增加,‘宁杞7号’青果期和转色期纵径、转色期和红果期横径和单果质量也显著增加,‘宁杞10号’单果质量显著增加(P<0.05)。2)营养组分分析表明,CO_(2)浓度升高处理显著增加‘宁杞1号’果实4个发育阶段的半乳糖、蔗糖、甜菜碱和黄酮含量,‘宁杞7号’果实红果期果糖、总糖、蔗糖、多糖、类胡萝卜素及甜菜碱含量显著增加,‘宁杞10号’果实红果期半乳糖、果糖、葡萄糖、多糖含量显著增加(P<0.05)。温度升高处理显著增加‘宁杞1号’红果期半乳糖、果糖、总糖、多糖、甜菜碱及黄酮含量,‘宁杞7号’4个发育阶段半乳糖、葡萄糖、蔗糖及红果期果糖、总糖、多糖、类胡萝卜素及甜菜碱含量显著增加,‘宁杞10号’4个发育阶段蔗糖、类胡萝卜素和黄酮含量及红果期半乳糖、总糖、甜菜碱含量显著增加(P<0.05)。【结论】CO_(2)浓度和温度升高对宁夏枸杞果实形态发育和营养组分积累均产生影响。‘宁杞10号’表现出更强的适应性,该品种在发育期,果实大小、单果质量和百粒质量增长最大,果实半乳糖、果糖、总糖、多糖、类胡萝卜素、甜菜碱含量增加显著。

木竹产品碳足迹评价研究进展

气候变化是全球治理的一个重要方面,评估人类活动引起的温室气体排放量是应对气候变化的基础性工作,受到世界各国政府、科研机构和企业广泛关注。随着我国“碳达峰”“碳中和”(简称“双碳”)目标的提出以及相关政策的落地实施,碳足迹作为温室气体排放测度指标,其重要性日益凸显。开展木竹产品碳足迹评价是我国木竹加工企业落实国家“双碳”目标的核心工作,对木竹产业低碳高质量发展亦具有重要意义。本文全面分析锯材、改性材、人造板及其制品、结构用集成材和胶合木等主要木竹产品碳足迹评价的研究现状,以及碳足迹评价方法的研究进展。目前,生命周期评价法是国际主流的碳足迹评价方法,依据的标准主要为ISO/TS 14067、GHG Protocol和PAS 2050;在木竹产品中储存的生物碳及其延迟碳排放效应的评估方法,以及计入产品碳足迹评价结果的形式等方面尚未形成国际共识;因不同国家木竹加工技术水平和能源结构有所不同,同一类别产品碳足迹差异显著。此外,不同科研人员采用的评价标准和研究假设等各异,导致同一产品碳足迹评价结果可比性不强。未来应:1)研制木竹产品延迟碳排放效应的评估方法,科学量化木竹产品对应对气候变化的积极贡献;2)制定适于木竹产品碳足迹评价国际统一的产品种类规则,进一步增强碳足迹核算结果的可比性,推动木竹产品碳足迹评价结果国际互认;3)建立木竹产品全生命周期回溯跟踪体系,助力木竹产品全生命周期碳足迹评价工作的顺利开展;4)构建契合我国木竹产业特点全国统一的碳排放因子数据库,为准确计量木竹产品碳足迹提供数据支撑。