关于我国林木育种向智能分子设计育种发展的思考

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展对策等。林木遗传育种应该瞄准国家林业重大需求,有组织地选择重要树种系统布局,在推动树种高世代遗传改良及其利用的同时,准备系谱关系清晰的育种资源群体,做到等位变异有迹可循;解析重要性状遗传变异规律及其调控网络,实现基因调控有据可查;建立高效的多组学大数据整合分析以及育种群体构建、亲本选配和后代选择等分子设计育种技术方法体系,保证智能育种有“法”可依等。逐步解决我国林木遗传育种中存在的问题,为实施林木智能设计育种创造理想条件。在每一育种世代品种向理想品种选育的推进过程中,尽可能将智能分子设计育种的最新理论和技术成果应用于育种实践,选育出高产、优质、高抗的当前世代理想品种,满足国家林业发展的现实需要。

滥伐林木犯罪治理的行刑衔接规范体系重构

滥伐林木罪属于典型的法定犯,滥伐林木犯罪治理的行刑衔接规范存在前置与后置制定规范不健全、规范执行存间隙以及规范适用不协调等现实问题。健全的法律规范是实现滥伐林木犯罪治理中行刑有效衔接的前提条件,滥伐林木犯罪的治理不能囿于传统刑事治理体系,只有跳出既有的刑事治理框架,重视刑事法规范与《森林法》等前置法的有效衔接,才能使滥伐林木犯罪问题得到科学有效的应对。党的十九大报告提出打造共建共治共享的社会治理格局,关于滥伐林木犯罪规范体系的完善,应当“顺势而为”,树立融合治理思维。重构滥伐林木犯罪治理规范体系,应当遵循从有法可依到良法善治转变、从规范的隔阂走向规范的融合、从重刑轻行到行刑衔接转变的基本逻辑。重构滥伐林木犯罪治理的行刑衔接规范体系,应当坚持从重置滥伐林木罪的保护法益、滥伐林木犯罪治理规范制定场域的行刑衔接、规范执行场域的行刑衔接以及规范适用场域的行刑衔接等方面予以展开。

科研反哺教学在林木育种学教学中的探索与实践

林木育种学是高等农林院校林学专业的一门骨干课程,是以遗传进化理论为指导,研究林木优良品种选育、繁殖原理和技术的学科。其最高目标是选育林木优良品种,为林业生产提供最基本、最优质、最高效的生产资料,是林业的命脉和促进林业产业发展的原动力,在生态文明和美丽中国建设中发挥着越来越重要的作用。为了使学生更容易理解和掌握林木育种学的理论知识,深化科教融合,推进创新型人才培养,完善协同育人机制,在林木育种学授课过程中,通过将理论知识与生产实践相联系,将科技前沿贯穿于课堂教学,并以科研平台辅助实验教学的方式进行教学改革,不仅丰富了教学内容,激发了学生的学习热情,加深了对理论知识的理解,而且还利于学生良好科研素养的培养及创新能力的提高。

基于CiteSpace的林木腐烂病研究现状与趋势分析

为全面系统了解林木腐烂病国内外研究现状和进展情况,检索Web of Science(WOS)核心集和中国知网(CNKI)1990—2022年收录的林木腐烂病相关研究文献,运用CiteSpace 5.8.R3软件对纳入文献的国家、机构、作者共现、关键词聚类及突现等数据进行可视化分析。经筛选,共纳入WOS文献621篇、CNKI文献1886篇。国际上林木腐烂病研究热度总体呈上升趋势,研究国家以中、美为主,研究机构以高校为主,国内机构和学者非常活跃,合作较多,国家之间合作不足。目前较活跃的高频关键词聚类为taxonomy(分类)、antifungal activity(抗真菌活性)、mycovirus(真菌病毒)和病虫害等。国际上林木腐烂病研究热点及趋势在维度上不断发展,聚焦bark(树皮)、purification(纯化)、lectin(凝集素)、diversity(多样性)等热点问题,国内研究集中于福美砷、木质部、树势、桥接等传统角度,并逐渐关注孢子角、发病规律、抑菌活性等主题的中国国情下的研究。

林木病理学实验教学改革与实践

为提高实验教学质量,培养学生的创新思维和实践能力,安徽农业大学林学与园林学院教学团队针对林木病理学实验课程教学进行了改革与实践,主要措施包括优化教学团队,完善知识体系;引导学生收集病害标本,激发学生的学习兴趣;借助互联网技术,构建知识网络共享平台;合理开放科研平台,搭建“研究生—本科生”交流平台;优化考核方式,对学生综合素质和能力进行全面考核。经过4年的努力,学生的自主学习能力和积极性显著提升,科研创新能力明显增强。

基于创新创业能力培养的高校林木种苗学实践教学改革探究

在双创教育不断推进的今天,高校林木种苗学实践教学模式、策略、手段及内容产生了明显的变化。许多教师以培养学生的创新创业能力为先导,主动改革实践教学内容,积极整合实践教学环节与苗木培育竞赛活动,实现课内向课外的有效拓展及延伸,在校企合作的过程中,结合市场需求创新教学方法,拓展实践教学途径,逐步加强过程管理,构建立体成熟的考核体系。确保林木种苗学专业的学生能够打下扎实的理论基础,积累丰富的实践经验,逐步形成良好的创新创业能力,实现学校人向社会人的顺利过渡。

黔中地区马尾松-甜槠针阔混交林群落结构特征与林木空间分布格局及其关联性

为探究黔中地区天然次生马尾松针阔混交林群落结构及其空间分布格局特征,选取典型的马尾松-甜槠针阔混交林和马尾松纯林为调查对象,采用成对相关函数分析环境异质性对主要树种空间分布的影响、主要树种及径级空间格局和空间关联性研究。调查共记录91种植物,其中马尾松-甜槠针阔混交林和马尾松纯林分别为42种和68种。2个森林群落中乔木总径级整体均呈倒“J”形结构,结构稳定,自然更新良好。结果表明,生境异质性对2种群落类型在小距离上空间分布格局的影响作用明显。2块样地幼树、中树及总体分布格局相似,均为点距离在0~10 m内呈聚集分布、在10~25 m内呈随机分布,而大树在整个观察尺度内均为随机分布。马尾松纯林中马尾松-甜槠、甜槠-槲栎的空间关联性均以不相关为主,马尾松-槲栎以负相关为主;而马尾松-甜槠针阔混交林中马尾松与甜槠在10~20 m以负相关为主。2种群落类型不同径级的空间关联性总体为不相关。黔中山地天然次生马尾松-甜槠针阔混交林、马尾松纯林群落结构存在差异,环境异质性、径级结构和空间尺度对两者空间分布格局及其关联性影响明显。

阔叶红松林林木与林分生长对采伐干扰的响应

提升森林质量、修复生态功能是东北阔叶红松林生态修复的核心,而阐明林木与林分生长对采伐干扰的响应机理是其中的关键。森林对采伐干扰的响应会受到空间尺度、时间尺度以及干扰程度等因素的综合影响。以往的研究侧重于比较不同采伐处理下林木生长的相对大小,而忽视了不同恢复时间下,林木和林分生长随干扰程度的变化。以吉林蛟河阔叶红松林采伐样地为对象,基于连续四次样地调查数据(2011、2013、2015、2018年),分别探讨了林木和林分生长在不同恢复阶段对不同程度采伐干扰的响应,并通过构建分段模型确定采伐干扰阈值。结果显示:林木和林分生长对采伐干扰的响应并不一致,采伐促进了林木生长,并且林木生长量随采伐强度的升高而升高;采伐降低了林分生产力,林分生产力随采伐强度的升高而降低。林木和林分生长对采伐干扰的响应存在时滞效应:林木和林分生长在采伐后两年内并无显著变化,而在采伐三年后才发生明显变化。此外,分段模型的结果显示:当保留木断面积为21.6 m^(2)/hm^(2)时,林分生产力最高,表明通过密度调整使阔叶红松林胸高断面积维持在21.6 m^(2)/hm^(2)附近,可使林分处于较高的生产力水平、促进森林恢复。研究结果能够为制定科学的阔叶红松林生态修复策略提供技术支撑。

湖北省林木种质资源保存区划研究

林木种质资源是林业的战略资源,是生物多样性和林木育种创新的基础。本研究根据湖北省林木种质资源第二次普查数据对湖北省林木种质资源保存区划进行系统研究,结果将湖北省划分为5个林木种质资源保存区,即鄂西北山地丘陵保存区、鄂西南山地保存区、鄂东北低山丘陵保存区、江汉平原保存区和鄂东南低山丘陵保存区,并对各区林木种质资源概况、珍稀濒危树种、常见栽培树种及需加强保护的树种资源等进行分区布局研究,同时对各区的资源保存方式给予系统建议。该区划为湖北省制定今后一段时期的林木种质资源保护利用方案、规划决策等提供科学依据,对促进我省建立不同区域的林业生态经济具有积极作用。

7种杀菌剂对3种林木腐烂病菌的毒力测定及活性评价

林木腐烂病是苹果树、梨树和杨树等林木枝干的重要真菌性病害。为了筛选出对苹果树腐烂病菌Valsa mali var.mali、梨树腐烂病菌V.mali var.pyri和杨树腐烂病菌V.sordida等3种不同寄主腐烂病菌都能有效防控的杀菌剂,本研究开展室内毒力试验比较了7种杀菌剂对3种腐烂病病原菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制效果,并进一步通过田间活性测定试验比较7种杀菌剂对梨树腐烂病病斑扩展和分生孢子发生的防治效果,同时测定了增效剂8.6%聚乙二醇(PEG)对7种杀菌剂的增效作用。毒力测定结果表明,苯醚甲环唑、戊唑醇、吡唑醚菌酯和丙唑·多菌灵对3种腐烂病病原菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制作用较强,其中EC_(50)平均值最低的是苯醚甲环唑,而戊唑醇的MIC平均值最低,在0.33 mg/L浓度下对3种腐烂病病原菌的菌丝生长和分生孢子萌发抑制率均达到100%。田间试验结果表明,45%苯醚甲环唑SC、43%戊唑醇SC和35%丙唑·多菌灵SE对梨树腐烂病病斑扩展和分生孢子萌发的防治效果突出,其中45%苯醚甲环唑SC 30.00 mg/L对病斑扩展防治效果达到82.23%,孢子萌发抑制效果达到85.96%,田间防治效果最好。10%丙硫唑SC+8.6%PEG处理组对病斑扩展防治效果提高了15.39百分点,达到73.46%,分生孢子萌发抑制率提高了23.75百分点,达到83.06%,增效作用显著。本研究为苹果树、梨树和杨树等3种寄主腐烂病的化学防控提供了科学依据。

基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。

新型无损检测技术对林木种子活力筛选及资源保护的应用

为提升林木种子资源质量,拯救濒危植物,提高苗木成活率和保存率,选育优良品种和保护资源多样性,围绕林木种子活力筛选展开研究。重点针对基于光学特性包括红外热成像、多光谱成像、近红外光谱等新兴光谱成像,以及基于非光学特性包括电子鼻、机器视觉等无损检测技术进行原理解析,阐述并分析不同检测技术的适用场景及优缺点。未来林木种子的新兴检测技术应面向林木资源种子的发展需求和应用场景,充分利用不同技术和算法的优势,朝着“多模态,跨尺度”方向发展,以期为中国林木资源的保护和利用提供技术支持。

不同营养元素配比对大花序桉林木生长的影响

[目的]开展N、P、K、B不同营养元素配比组成的处理对17月生大花序桉(Eucalyptus cloeziana)林木生长试验,筛选林木生长效果好的试验处理。[方法]以N、P、K三大营养元素和微量元素B为试验因素,采用正交试验并建立包括CK(不施肥)在内的试验林,根据各处理施肥后林木生长量变化的分析结果,筛选最佳施肥处理。[结果]施肥后600 d左右,对林木胸径生长的影响的元素从大到小排序为P、B、K、N;而对树高、单株材积生长的影响的元素从大到小排序为P、K、N、B;施肥处理与CK间及不同施肥处理间均在林木胸径、树高、材积增长量上有极显著或显著差异,处理⑧、⑨、④、⑤的林木胸径、树高、材积生长量均分别排第1~4位;CK的林木增长量最小。综合林木增长量与施肥效率的分析结果,选择处理④为最佳施肥处理,施肥后600 d其林木胸径、树高、材积增长量比CK分别高出36.4%、11.7%、54.3%。[结论]大花序桉幼林追肥可参考的施肥处理为处理④,其有效养分总量为460.25 g/株(N 34.2%、P 26.6%、K 38.0%、B 1.2%),分2年施放,每年1次,第1次用量占42.9%,第2次占57.1%。

泸州市叙永县林木种质资源调查与开发利用研究

[目的]2019—2020年,对叙永县林木种质资源的类别、数量、分布以及生长情况进行了全面普查,以期摸清全县种质资源家底,为种质资源开发利用奠定基础。[方法]通过资料查阅、访谈、样线调查、优良林分调查等,调查野生、栽培利用、收集保存的种质资源以及古树名木,详细记录种类、分布、数量,并采集标本。[结果]叙永县共有乔木、竹类、灌木和木质藤本等木本植物资源84科230属456种,其中裸子植物7科14属18种,被子植物77科216属438种。[结论]建议从种质资源利用区划、古树及特异资源的保护利用、乡土资源产业化利用、保护稀有种和濒危种、构建复合型植物群落等方面开展工作,做到保护与利用相结合,以期促进当地林竹产业可持续发展。

基于多光谱无人机及机器学习的林木火灾受损信息提取研究

为探究中小尺度森林火灾过火区域林木受损程度的准确提取,以2020年5月13日云南省安宁市青龙街道森林火场为研究对象,通过精灵4多光谱无人机获取火场影像,借助红边及近红外波段构建植被指数,结合纹理指标建立影像特征参数,利用机器学习中常用的随机森林(random forest,RF)和支持向量机(support vector machine,SVM)方法提取烧毁、烧死、烧伤及未伤林木空间分布信息,并探讨2种方法对于多光谱无人机遥感林木受损信息提取的精度。结果表明:不同受损程度的林木在红边波段和近红外波段范围内反射率差异较大,但以此构建的植被指数分离能力不同,呈现NDVI>mSR rededge>NDVI rededge>PSRI。基于影像光谱及纹理等多特征的林木受损程度提取方法中,RF精度明显优于SVM,总精度达89.76%,Kappa系数为0.85,相比SVM分别提升4.41%和6.25%。多光谱无人机可用于小范围典型森林火灾区域林木受损程度信息精确提取,而对于大面积范围的林木火灾受损信息的精确提取,综合多光谱无人机数据及多光谱卫星影像数据是解决问题的方向。

天目山针阔混交林立地因子对林木更新的影响

【目的】研究天目山针阔混交林立地因子对林木更新的影响,为亚热带针阔混交林的经营管理提供理论依据。【方法】以天目山针阔混交林为研究对象,将林木更新因子与土壤因子、地形因子进行Spearman相关分析,再利用单因素方差方法分析不同土壤、地形因子间林木更新的差异性,构建线性回归模型来定量描述林木更新与地形因子和土壤因子之间的关系。【结果】①天目山针阔混交林更新树种为79种,其中优势树种为连蕊茶Camellia fraterna、青冈Cyclobalanopsis glauca、短尾柯Lithocarpus brevicaudatus、小叶青冈Cyclobalanopsis myrsinifolia、润楠Machilus pingii、马银花Rhododendron ovatum、榧树Torreya grandis、山胡椒Lindera glauca、柃木Eurya japonica、豹皮樟Litsea coreana。②速效钾与更新树种总株数呈现极显著负相关(P<0.01),海拔与更新树种总株数呈现极显著正相关(P<0.01),有机质与更新树种种数呈现显著负相关(P<0.05),速效钾与更新树种种数呈现极显著正相关(P<0.01)。③不同等级坡向和速效钾的更新树种总株数具有显著差异(P<0.05);不同等级坡度和有机质的更新树种种数有显著差异(P<0.05)。④在以更新树种总株数为因变量的线性回归模型中,速效钾、海拔的回归系数显著(P<0.05)。【结论】在天目山针阔混交林中,海拔、坡度、坡向、有机质和速效钾对林木的更新产生显著影响。

地面激光雷达扫描参数与点云简化对林木参数提取的影响

【目的】林木参数是森林蓄积量、森林生物量估算的基础指标,传统的人工调查方式费时费力,已难以适应新形势下数字化森林资源监测技术的要求。地面激光雷达扫描技术能够获取小尺度高分辨率的林分内部结构信息,为林分环境条件下林木胸径、树高提取提供一种新的思路。【方法】以芦头实验林场杉木林样地为研究对象,针对FARO Focus 3D X330三维激光扫描仪设计了7种不同的扫描组合方式对样地进行扫描,提出象限角点云简化思路进行参数提取和精度评价,探究不同扫描组合方式对林木胸径、树高参数提取精度与效率的影响。【结果】1)当扫描分辨率为1/2、质量为4X时,胸径参数提取精度最高;当扫描分辨率为1/4、质量为4X时,树高参数提取精度最高。2)在林木参数提取结果没有显著性差异的前提下,扫描分辨率为1/4、质量为4X的扫描参数工作效率最高。3)选取同时兼顾精度和效率的1/4扫描分辨率、质量4X的扫描结果,进行象限角点云简化,简化的点云能够准确地提取出林木胸径参数。【结论】研究结果对于具有相同或相似地理条件和树种的林地选择扫描参数和点云简化方式具有重要参考价值,可以提高内业工作效率,同时也为地面激光雷达野外样地调查提供方法和技术参考。

林木单倍体研究进展

单倍体与双单倍体(DH)植株具有基因组纯合、遗传变异率高等独特的遗传学特点,在分子生物学及育种应用研究等方面具有明显优势,因此备受人们的重视。林木在木材生产及生态建设中具有不可替代的作用,但是林木生长周期缓慢,且多数品种为雌雄异株或自交不亲和,难以通过自交或回交获得纯合个体,因而单倍体诱导将是获得林木纯合系的可行方法。林业科学家自1960年开始就已开展林木单倍体的诱导研究,本文结合现有的研究报道,对林木单倍体育种研究进展进行综述,并对该领域的研究进行了展望。

农林高校“林木育种学”课程思政的探索与实践

课程思政是涉农高校提升卓越农林人才培养质量的关键,是培养学生“一懂两爱”、“三农”情怀和助力乡村振兴实践能力的重要手段。文章从“林木育种学”自身学科特点出发,在阐述课程开展思政教育必要性和紧迫性的基础上,通过完善课程思政机制建设,打造西农特色思政案例库,提升教师教学实践能力等方面对课程思政教育模式进行了探索,形成了特色突出、成效显著的课程思政教学体系,以期为农林相关专业课程思政教学提供参考。

信息化时代林木育种学课程改革路径研究

信息化时代背景下,教学改革是高职院校提升人才培养质量的必经之路,是构建现代化课程体系的应然之态,其改革成果是衡量“双高”专业群建设成效的重要标准。信息化对高职教育的影响也是多方面的,如教学形式、教学内容、教学组织方式、学校与社会的联系方式等。本文以“林木育种学”课程为研究对象,针对信息化时代大学课堂教学的特点,进行“三教”改革的探索与实践,研究构建教师团队、构建新型教学模式以及构建多元化考核评价体系,提高学生自主学习能力、创新能力、社会实践能力等,以适应信息化时代对林业人才的需求。