基于立德树人背景下“林木遗传学”课程思政建设

“林木遗传学”是高等林业院校林学专业的基础课程之一,在新农科高素质综合型人才培养中发挥着重要作用。课程思政承担着高校思政工作,是推进立德树人的新动能。以立德树人为核心,以林学专业“林木遗传学”课程为例,挖掘课程教学中的思政元素,与专业知识讲授进行融合,以期实现思想教育与专业传授的有机统一。

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。

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。

2013-2022年新疆林木腐烂病模拟传播轨迹数据集

新疆林业病害中腐烂病的发生较为严重,对林果产业发展造成了重大损失。本研究根据野外调查数据,确定林木腐烂病在流行区域内病菌源点;采用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提供的全球再分析气象数据,基于HYSPLIT模型,使用MeteoInfo软件模拟得到22个菌源点2013-2022年间3月至10月的腐烂病菌孢子随大气传播轨迹数据,每日分00、06、12、18,4个时次计算48小时前向轨迹;对产生的逐月轨迹文件进行合并,分别生成春季、夏季、秋季的轨迹数据,最终形成本数据集。在数据处理过程中采用多重验证方法确保了数据集的可靠性和科学性。本数据集对研究新疆林木腐烂病随气流远程传播的范围、特征和规律,制定新疆林木腐烂病监测和防控策略有重要参考价值。

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。

湖北省林木白蚁研究进展

白蚁是最古老的社会性昆虫之一,也是世界性五大害虫之一。林木白蚁不仅仅会危害林木果树,还是为害房屋建筑、水库堤坝白蚁的主要来源。本文综述了湖北省近二十年来关于林木白蚁的研究进展,并展望了未来研究方向,为未来林木白蚁的防治提供参考。

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。

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。

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。

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。

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。

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%。

基于TLS和ALS融合数据的杨树林木表型参数提取研究

基于激光雷达手段获取杨树林木表型参数的方法,探究树木点云提取更优林木表型参数的能力,为林木经营方案的编制提供有力的数据支撑与参考依据。根据地基激光雷达(TLS)与机载激光雷达(ALS)的融合点云数据,利用几何特征树木骨架、提取不完全模拟水分和养分传输的算法(ISTTWN),建立三维单木模型,并获取杨树单木的胸径、树高以及枝条属性因子。结果表明,融合数据的胸径、树高提取值的平均值均高于TLS数据的提取值,同时提取精度也更高。在所提取的枝条属性因子中,提取精度依次为着枝高度>枝长>弦长>着枝角度>分枝角度>弓高,且融合数据的提取精度更高。从RMSE、MAE、MAPE、R^(2)4个方面对枝条属性因子进行提取精度评价,枝长的拟合度最高,地基和融合点云提取值分别达到0.985、0.989;角度的拟合度相对较低,TLS着枝角度提取值的R^(2)仅0.775,但融合后的着枝角度的拟合度提升明显,达到0.887。基于不同相对着枝高度对提取精度分析,未融合前相对着枝高度0.4~0.6的枝条属性精度最高,而后其精度随着冠层高度的增加而降低,由于融合后的冠层点云密度提高,枝条属性因子的提取精度较融合前显著提升,且在相对着枝高度0.8~1.0时提高最为明显,相对提取精度最低的弓高提高了10.04%。研究认为TLS与ALS融合点云数据后,由于数据之间的相互弥补,有效提高点云密度,在三维树木模型研建中能够显著提高林木表型参数的数据提取精度,其中冠层提取精度提升最为明显。

两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征

[目的]揭示只能划分两个亚层的两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征,验证其是否与可以划分3个亚层的典型中亚热带天然阔叶林的一致。[方法]在三明格氏栲省级自然保护区内200多年生格氏栲单优群落中设置2个50 m×50 m的样地以及在建瓯万木林省级自然保护区内50多年生米槠单优群落中设置1个20 m×60 m的样地,运用Mann-Whitney U检验、偏度和峰度指标、正态分布函数、Weibull函数、Spearman秩相关系数、指数函数和双曲线函数分析只能划分两个亚层的中亚热带单优群落林木高径比特征。[结果]只能划分两个亚层的格氏栲和米槠单优群落各林层林木高径比随亚层高度升高而减小,受光层与非受光层之间的林木高径比平均值均有极显著差异(p<0.01),有必要分亚层来分析单优群落林木高径比特征;运用正态分布函数拟合各林层林木高径比分布的结果基本通过卡方检验,各林层林木高径比分布为右偏,各林层林木高径比分布基本呈正态分布;各林层林木高径比与胸径呈现极显著负相关且相关系数较高,相关系数绝对值的排序依次为:受光层(0.849~0.936)>全林分(0.741~0.881)>非受光层(0.484~0.550),各林层林木高径比与树高的关系有所差异且相关系数绝对值相对较低,各林层林木高径比特征可以采用各林层林木高径比与胸径的关系曲线来表达。[结论]只能划分两个亚层的两种典型中亚热带单优群落林木高径比特征与可以划分3个亚层的典型中亚热带天然阔叶林的基本一致,反映出中亚热带天然阔叶林林木高径比特征具有相同的规律性。

林木抗虫育种研究进展

人工纯林种植面积较大,虫害威胁严重,林木抗虫育种研究已成为当前林木保护与增产的关键领域。本研究总结了目前林木抗虫育种的相关进展,林木抗虫性是多种防御机制的协同作用,其中包括化学和物理防御方式。外界因素如机械损伤和虫害触发了植物的诱导防御机制。分子生物学的快速发展推动了林木分子育种的兴起,重组DNA技术已成功将外源抗虫基因导入林木基因组,培育出转基因抗虫林木新品种。此外,RNAi技术也成为一项热点研究,相较于传统转基因技术具有更高的选择性和安全性。未来,随着科技的进步,林木抗虫育种研究将会更加深入,并与多个学科相结合,为林木抗虫性的提升提供更广阔的前景。

基于林木热解产物的燃料电池制备与性能研究

生物质热解可产生热解炭和热解油,其中热解炭存在丰富的表面官能团和孔隙结构,热解油中含有多种可以发生氧化还原的组分,其可分别用于制备燃料电池电极材料和燃料。文章优化了林木热解油作为碱性燃料电池燃料的工作条件,并以林木热解炭为原料,采用K2CO3活化和金属负载的方法制备了林木活性炭(AC)和3种林木热解炭复合电极(AC/Fe,AC/Mn,AC/Fe/Mn),通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和电化学工作站分析了电极材料的微观结构、表面性质和电化学活性。结果表明:在以AC为阴极电极时,较优的林木热解油质量分数和环境温度分别为30%和60℃,此时电流为3.10 mA;在优化条件下,AC/Fe,AC/Mn和AC/Fe/Mn的电流分别为8.02,12.57,15.25 mA,较AC分别提升159%,305%,392%;在优化条件下,以AC/Fe/Mn为阴极电极,加入12 mL林木热解油作为燃料时,基于林木热解产物的燃料电池可持续工作408.6 min,总放电量为40.61 mAh。