毛竹PheMADS47a基因启动子克隆及功能分析

MADS-box转录因子家族成员SVP作为开花调控网络的中枢调控因子,也可在植物芽发育中发挥作用并参与逆境及激素途径。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)PheMADS47a基因启动子的功能,本研究克隆了PheMADS47a约2000 bp的启动子序列,构建了不同长度5′端缺失启动子(P1:1949 bp、P2:825 bp、P3:578 bp、P4:493 bp、P5:230 bp、P6:79 bp)的植物表达载体(含报告基因GUS),遗传转化至拟南芥(Arabidopsis thaliana),通过β-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色分析其活性。结果显示,PheMADS47a基因启动子中存在脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)、吲哚-3-乙酸(IAA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)等激素应答元件及低温、干旱等非生物胁迫响应元件以及众多光响应元件。在10和15 d幼苗期,除P4启动子外,其他长度的启动子片段均有活性;在23和33 d苗期,P1~P3启动子活性强。全长启动子P1驱动的GUS基因在拟南芥的根、茎、叶、花序、角果基部均有表达,而在角果和侧枝中无表达。PheMADS47a基因启动子活性明显受MeJA、SA促进,不同长度的启动子活性对ABA、GA和IAA的应答不同。不同长度的启动子活性均可被黑暗、干旱、NaCl、4℃低温抑制。推测-578~-493 bp是该启动子活性的关键区域,该启动子是MeJA诱导型启动子。本研究为应用PheMADS47a基因启动子和探究该基因的调控机制提供了理论依据。

笋竹两用林培育管理技术研究

为了进一步提高毛竹产量、保证毛竹品质,本文结合研究区实际,从林地选择及复垦,林分构建,科学施肥、水分管理、根部覆盖、钩梢管理、林间道修建和地下竹鞭调控、采伐及留竹等毛竹林的管理,采笋时间及规格、采笋方法,有害生物预防、治理等多个方面,对毛竹的笋竹两用林培育技术进行分析,为毛竹产业的发展提供技术参考。

我国毛竹林经营中的抛荒和自然扩张困境及对策

【目的】毛竹(Phyllostachys edulis)林在保护国土生态安全、保障国家竹木材供给及促进山区经济发展中发挥着重要作用。该文旨在解决新形势下毛竹林经营凸显的结构性问题。【方法】通过实地调研毛竹林经营情况,运用统计学方法分析历次全国森林资源清查数据。【结果】将我国毛竹林经营发展划分为黄金发展时期和缓慢发展时期,梳理总结出毛竹林经营发展面临的抛荒和自然扩张两大困境,剖析二者形成根源和后果。【结论】最后从“山上”“山下”双管齐下的角度出发,针对性地提出实施退竹还林工程、提高毛竹林经营现代化水平、提升笋竹制品附加值、开发竹林经营增汇和竹制品替代减排项目等使毛竹林经营实现经济效益与生态功能协同发展的对策建议,以期持续发挥毛竹林竹材生产和碳汇等多种功能。

竹茶混交模式对表层土壤有机碳储量及组分的影响

为探究毛竹林下种植茶树对土壤有机碳储量与碳组分的影响,该研究以毛竹纯林、竹茶混交林和常绿阔叶林为研究对象,采集这3种林分类型的表层(0~10 cm)土壤,测定土壤有机碳(SOC)、碳组分、生物与非生物因素指标。结果表明:(1)竹茶混交林林下植物多样性相较于毛竹纯林显著降低,但其土壤有机碳密度(22.54±2.09) t·hm^(-2)、碳组分与毛竹纯林无显著差异(P>0.05)。竹茶混交林的矿物结合态有机碳(MOC)为(20.13±1.83) g·kg^(-1),占总有机碳的92.66%。常绿阔叶林土壤有机碳密度比竹茶混交林和毛竹纯林高土壤有机碳密度分别高41.15%和41.00%(P<0.05)。(2)3种林分类型土壤微生物量碳(MBC)含量范围为0.58~3.08 g·kg^(-1),土壤16S rRNA丰度范围为2.18×10^(10 )~5.65×10^(10)copies·g^(-1),固碳基因cbbL丰度范围为0.37×10~8~1.10×10~8 copies·g^(-1),土壤微生物碳利用效率范围为0.03~0.28;3种林分类型之间微生物相关指标不存在显著差异(P>0.05)。(3)3种林分类型SOC与土壤pH、砂粒含量和地上凋落物生物量呈显著负相关,与土壤黏粒含量、粉粒含量、总氮、C∶N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。(4)就不同碳组分而言,颗粒有机碳(POC)和MOC均与土壤pH、砂粒含量和根系生物量呈显著负相关,与土壤含水量、黏粒含量、粉粒含量、总氮、C∶N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。综上表明,竹茶混交改造会造成原生毛竹纯林林下植被多样性下降,但并未造成土壤碳储量下降;而相较于常绿阔叶林,毛竹经营措施需要改进,以提升其碳汇效益。

毛竹林下多花黄精种群生长和生物量分配的立竹密度效应

为优化出毛竹Phyllostachys edulis-多花黄精Polygonatum cyrtonema复合经营的立竹密度,以立地条件基本相似的3种立竹密度D1(1 500～2 500株.hm-2),D2(2 500～3 500株.hm-2),D3(3 500～4 500株.hm-2)的陡坡地粗放经营毛竹林为对象,调查分析了不同立竹密度毛竹林下多花黄精种群生长状况和生物量积累与分配规律。结果表明:毛竹林立竹密度对多花黄精地径、叶片叶绿素值和各构件生物量分配比例影响不明显,而对多花黄精种群密度、株高、各构件生物量和总生物量积累有一定的影响,均随着立竹密度的增大而减小。不同立竹密度毛竹林下的多花黄精生物量分配格局均为地下块茎>根、叶、地上茎,地下块茎生物量分配比例占70%以上,显著大于生物量分配比例差异不明显的其他器官(P<0.05)。立竹密度是影响毛竹林下多花黄精种群生长的重要因素,在试验毛竹林立地条件和经营水平情况下,毛竹-多花黄精复合经营适宜的立竹密度为1 500～2 500株.hm-2。

毛竹林细根生物量及其周转

通过连续土钻取样法,对湖南会同林区集约经营毛竹林地土壤细根生物量及其动态特征进行研究。结果表明:毛竹林细根生物量为7.7349t.hm-2,其中活细根和死细根分别占91.5%和8.5%,并且毛竹林0～20cm层活细根和死细根生物量分别占林地活细根和死细根总量的57.9%和60%。毛竹林活细根和死细根生物量在1年中有明显的季节变化规律,其变化范围分别为4.8647～10.7964和0.3538～1.0057t.hm-2,基本上2—6月份呈上升趋势,到6月份出现最高峰值,8—12月份下降,次年2月为最低值。采用改进的最大值、最小值法计算模型计算出毛竹林细根年生长量、年分解量和年周转率分别为6.895,0.3124t.hm-2和0.93次.a-1。

浙江省毛竹竹板材碳转移分析

木质林产品作为森林生态系统碳循环的一个重要组成部分,是森林生态系统三大碳库之一,对森林生态系统和大气之间的碳平衡起着重要作用,在减缓碳排放上具有巨大贡献（Apps et al.,1999;Dias et al.,2005;白彦锋等,2009）：一方面。

基于竹展开技术的毛竹竹板材碳转移分析

全程跟踪209株不同胸径分布的毛竹利用竹展开技术生产去青(5种规格)和带青(2种规格)2类竹板材的过程,探讨竹展开板材生产过程的碳转移特征。结果表明:1)2种不同规格带青竹板材的总计碳转移率平均为73.49%;5种不同规格去青竹板材的总计碳转移率平均为61.24%,其中长度840mm比1300mm段竹材总计碳转移率高,且二者有显著性差异(P<0.05);2)不同胸径毛竹展开板材(去青和带青)的综合碳转移率为52.37%～74.44%,平均为62.57%,其拟合方程为y=2.8665x+29.641,R2=0.3764;3)不同胸径毛竹展开板材的整株综合碳转移率为22.25%～67.84%,其拟合方程为y=8.6462x-60.735,R2=0.6455,随着胸径的增大毛竹展开板材的整株综合碳转移率增大;4)建立不同胸径单株毛竹与竹展开板材碳储量模型并拟合得到:y=0.0001x4.1377,R2=0.6943。

Weibull分布参数辨识改进及对浙江毛竹林胸径年龄分布的测度

非线性模型迭代参数初始值的选取及拟合的结果能否可用非常重要且一直是一个难题。传统的方法只是凭感觉偿试不进行定量评估,对于用阻尼最小二乘进行拟合只注重精度高低,没有从理论上研究和分析评价得出的结果能否可用。为了克服这一不足,使参数选取较好,阻尼最小二乘得出结果可用。利用非线性回归原理在这两方面做了探讨,提出了二个判别指标:βT<1,βN<1,分析了每一指标在参数不同状态的控制作用,并在Weibull分布函数参数辨识中做了应用。针对目前毛竹林林分结构规律研究的不足,利用浙江省230个毛竹林样地资料研究了省域尺度的毛竹林胸径分布规律,经SPSS软件中的P-P图检验与柯尔莫哥洛夫检验,表明毛竹林胸径结构服从Weibull分布;再经对Weibull分布模型拟合求解与作图对比,结果显示Weibull分布能很好地描述毛竹林胸径分布规律。利用Weibull分布三参数与林分特征因子间的相关关系,经分析研究,导出了一个改进的二元分布模型,用该二元分布模型很好地测度了浙江省毛竹林胸径和年龄分布规律,最后得到了浙江省毛竹林株数按胸径年龄分布的理论频数。

模拟酸雨对毛竹入侵阔叶林缓冲区土壤细菌群落多样性的影响

为了分析酸雨对毛竹入侵阔叶林缓冲区土壤细菌群落多样性的影响,以浙江省天目山国家级自然保护区毛竹扩张形成的竹阔混交林为研究对象,选取T1(pH=4.0)、T2(pH=2.5)两个模拟酸雨梯度,并以pH=5.5为对照(CK),应用Illumina MiSeq高通量测试技术分析不同强度酸雨胁迫下土壤细菌群落组成和多样性变化及其关键影响因素.结果表明:①随着酸雨强度增加,竹阔混交林土壤w(TN)(TN为总氮)、w(OC)(OC为有机碳)、C/N和w(AN)(AN为碱解氮)显著升高,而pH、w(DOC)(DOC为可溶性有机碳)、w(MBC)(MBC微生物量碳)和w(MBN)(MBN为微生物量氮)显著下降(P<0.05).②与CK相比,模拟酸雨处理(T1、T2)显著降低了细菌群落的OTUs数量、Chao1指数和Ace指数(P<0.05).③竹阔混交林土壤细菌包括34门96纲247目401科698属,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门为3种处理下共有的优势菌门(相对丰度>1%).变形菌门和放线菌门相对丰度在CK处理下最高,酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度在T2处理下最高.与CK相比,Arthrobacter属和Elsterales属相对丰度变化显著,可作为酸雨胁迫下土壤细菌群落结构变化的指示种.主坐标(PCoA)分析和相似性检验结果显示,模拟酸雨改变了土壤细菌群落结构.④冗余分析(RDA)和相关性分析表明,不同酸雨处理的竹阔混交林土壤细菌多样性与土壤pH、w(TN)密切相关(P<0.05).研究显示,不同模拟酸雨处理下土壤细菌群落结构和多样性有明显差异,主要可能受到土壤pH、w(TN)的影响.

水培条件下不同磷水平对毛竹实生苗生长发育的影响

以毛竹(Phyllostachys edulis)实生苗为材料,采用Hoagland营养液水培方法,研究不同磷浓度下毛竹生长、根系发育、激素含量等的差异。结果表明:磷浓度较低时,可以促进毛竹实生苗根系长度及根系总表面积的增长。随着磷浓度的增加,实生苗生物量干重及根冠比呈先上升后下降趋势,磷浓度为1 mmol L-1时达到最大。无磷处理时,根中的IAA、ZR、GA3和ABA等4种内源激素含量随着处理时间的延长均先升高再降低;其他浓度磷处理根中IAA、ZR和GA3(0.5 mmol L-1磷除外)含量随着处理时间的延长大致呈先降低后升高的趋势,而ABA(0.5 mmol L-1磷除外)含量随着处理时间的延长变化不明显。不同浓度磷处理,叶片中IAA、GA3和ABA含量总体上呈下降趋势,ZR含量总体上呈上升趋势。以上结果表明不同浓度的磷处理对毛竹内源激素含量的变化有显著的影响,而内源激素含量变化与毛竹实生苗根系变化密切相关。

毛竹碳汇造林初期净碳汇量监测与不确定性分析

竹林是热带和亚热带地区一种分布广泛的森林资源类型。由于其优良的固碳功能,在林业应对气候变化的背景下,以积累碳汇和实现碳汇交易为目的的毛竹Phyllostachys edulis林营造活动日益增多。跟踪调查整个毛竹造林过程,连年监测毛竹碳储量变化和土壤有机碳变化,结合基线碳储量和造林活动过程排放泄漏估测,探究净碳汇量变化积累特征。结果表明：1项目区毛竹碳汇造林初期（1-5 a）净碳汇量二氧化碳当量（CO2-e）为443.77 t,累计净碳汇量二氧化碳当量为9.30 t·hm-2;2项目区在组成净碳汇量的多个分量中,只有毛竹碳储量变化起正面影响,而土壤有机碳变化、施肥排放和运输泄漏均对净碳汇量积累造成负面影响,5 a二氧化碳当量分别为-292.90,-18.99和-8.27 t;3毛竹造林初期（1-5 a）,毛竹碳储量（地上、地下）变化和净碳汇量变化速率并不均匀;4毛竹造林过程中的土壤扰动,对净碳汇量会带来显著影响,造林初期甚至会出现净排放。

毛竹林生态系统植硅体的分布及其影响因素

在浙江省临安市青山、安吉县船坝、新昌县巧英和新昌县大市聚等4个地点选取毛竹Phyllostachys edulis竹叶及林地土壤,运用微波消解及Walkley-Black方法,研究不同岩性土壤上发育的同一竹龄毛竹竹叶和同一岩性土壤上发育的不同竹龄毛竹竹叶中植硅体的产生和分布规律,为毛竹林植硅体碳汇调控提供科学参考.结果表明：①毛竹竹叶中植硅体质量分数为50.8～99.1 g·kg-1,基本上是由上部到下部递减,在不同岩性间的差异表现为花岗岩＞花岗闪长岩＞玄武岩＞页岩.②毛竹竹叶中植硅体的产生通量变化范围为154.9～605.9 kg· hm-2·a-1,在不同岩性间的差异表现为花岗岩＞花岗闪长岩＞玄武岩＞页岩.③若按目前全国毛竹林面积3.3x10^6 hm2,植硅体产生通量209.5～420.2 kg· hm-2·a-1以及植硅体中碳含量（3±1）％计算,那么中国毛竹林通过叶植硅体约可以固定二氧化碳（76.1～152.5）x10^6 kg·a-1.

竹林密度和施肥种类对幕阜山区毛竹笋产量和品质及土壤理化性质的影响

【目的】研究竹林密度、施肥种类等经营措施对毛竹笋产量、品质及土壤理化性质的影响,分析影响竹笋品质的主要因素,为幕阜山区毛竹笋用林经营提供理论依据。【方法】采用双因素完全随机区组,设置3种竹林密度(2100~2550、2700~3150、3300~3750株·hm^(-2))和3种施肥种类(复合肥、有机肥、配施肥)的9种组合处理,以未经营过且研究期间未进行密度调控和施肥的自然竹林为对照,分析毛竹笋的产量差异和品质特征变化;基于主成分分析法,评价不同经营措施对土壤理化性质的影响;利用冗余分析,探索竹笋品质与土壤理化性质和竹林密度的关系。【结果】1)在研究的竹林密度范围内,毛竹笋产量随密度减小而增大,在密度2100~2550株·hm^(-2)时产量最高;施肥种类对竹笋产量有显著影响,施用复合肥时产量最高,施用有机肥时产量最低。2)施肥种类对竹笋营养品质影响较明显,施用有机肥时竹笋可溶性糖含量最高,施用配施肥时竹笋蛋白质含量最高;竹笋草酸含量和单宁含量随竹林密度减小而减小,低密度经营可使竹笋食味品质更佳。3)采取竹林经营措施后,土壤密度减小,同时也加剧土壤酸化,仅在施用有机肥时土壤pH值未显著降低;竹林密度调控对土壤全氮、全钾含量无显著影响,但可提高土壤的水解氮、有效磷和有机质含量;各施肥种类均可显著提高土壤的水解氮和有效磷含量。4)土壤理化性质随竹林密度降低而改善;施用配施肥后的土壤理化性质最好,其次为有机肥;除“3300~3750株·hm^(-2)+复合肥”外,其他组合经营措施均能改善土壤理化性质,其中以“2100~2550株·hm^(-2)+配施肥”、“2100~2550株·hm^(-2)+有机肥”和“3300~3750株·hm^(-2)+配施肥”处理的效果最好。5)土壤理化性质和竹林密度能较好解释竹笋的品质特征,其对竹笋营养品质和食味品质的解释量分别达74.7%和69.1%,其中土壤pH值是影响营养品质的主要因素,竹林密度是影响食味品质的主要因素。【结论】采用“2100~2550株·hm^(-2)+复合肥”可较好提高竹笋产量。采用低密度经营,施用有机肥或配施肥,同时调节土壤pH值,不仅可较好提升竹笋的营养品质和食味品质,还利于改善土壤理化性质。

基于最小尺度的浙江省毛竹生物量精确估算

以浙江省为例,提出基于最小尺度的区域生物量估算新方法,包含3方面内容:1)利用二元Weibull生存函数推导二元Weibull分布函数,并用二元Weibull分布函数估算浙江省各径阶、各龄级毛竹的总株数;2)利用已有毛竹胸径、年龄二元单株生物量模型f(D,A),计算各径阶、各龄级毛竹的生物量;3)利用公式MT=∑mi=5∑nj=1kijf(Di,Aj)实现区域尺度生物量的精确估算。用该方法估算得浙江省毛竹总生物量为1.4716×1010kg。

北亚热带次生毛竹林冠生态水文效应及其影响因素分析

对长江三角洲森林生态定位站北亚热带次生毛竹林(Phyllostachys edulis)林冠水文作用进行了观测研究。结果表明:(1)毛竹林林冠截留量、透流量、树干茎流量变化范围分别为0.21~4.55 mm,0~105.88 mm,0~2.8 mm;截留率、透流率、树干茎流率变化范围分别为1.3%~100%,0~96.3%,0~11.8%;年截留量、透流量、干流量分别为171.7,864.78,74.3 mm;年截留率、透流率、树干茎流率分别为15.5%,77.9%,6.7%。(2)毛竹林林冠截留量(率)、透流量(率)、树干茎流量(率)均与降雨量、降雨强度存在着不同程度的相关性,降雨特征对毛竹林林冠分配降雨的各环节影响最大。(3)不同雨量级、雨强条件下,毛竹林分配降雨效果差异显著。

毛竹拉丝材加工利用碳转移分析

毛竹Phyllostachys edulis竹材经拉丝可加工成竹席、竹筷和竹帘,是毛竹竹材加工利用中的重要产品。调查了179株不同胸径分布的毛竹,截取拉丝段竹杆按照4种不同的规格进行粗刨开片和拉丝,将毛竹拉丝段加工成竹席丝,竹筷条和竹帘丝。分析了不同规格竹片的刨片对竹拉丝碳转移的影响,不同胸径的竹拉丝对碳转移率的影响,并建立不同胸径单株毛竹与拉丝材产品的碳储量模型。结果表明:①4种不同规格竹片的竹青和竹黄粗刨碳转移率差异显著(P<0.05),竹筷条比竹席丝和竹帘丝碳转移要高;由于拉丝段的竹材随着壁厚的减小变窄的趋势,导致不同规格随着小头壁厚的减小,碳转移率呈逐渐下降。不同规格竹片的拉丝材平均综合碳转移率为34.11%。②不同胸径毛竹拉丝材生产的综合碳转移率为24.20%～41.83%,平均为32.51%。③不同胸径毛竹拉丝材生产的整株综合碳转移率为9.97%～29.30%,平均为18.09%;④建立不同胸径单株毛竹与拉丝材产品碳储量模型为y=0.006 5x2.236 2,R2=0.631 8。

浙、川、湘毛竹主产区冬笋重金属质量分数及健康风险评估

测定了浙江省、四川省和湖南省毛竹Phyllostachys edulis冬笋中砷、铅、镉和铬等元素的质量分数,并统计超标情况;采用单因子污染指数、综合因子污染指数法和目标风险系数法对毛竹冬笋中各重金属健康风险系数的比重和食用安全性进行评价。结果表明:各地冬笋中4种重金属均存在超标现象;浙江省冬笋砷、铅、镉和铬的超标率分别为0.6%,2.3%,1.1%和0.6%;四川省冬笋铅和镉的超标率分别为46.0%和45.3%;湖南省冬笋砷、铅和镉的超标率分别为2.5%,9.3%和18.6%。综合因子污染指数大小顺序为四川省>湖南省>浙江省;成人高危系数大小顺序为四川省>湖南省>浙江省,儿童高危系数则为湖南省>四川省>浙江省,即使按最大摄入量计算,食用产自这3省的冬笋时,这4种重金属也不会对成人造成健康风险;但是当儿童摄入湖南冬笋超过134 g·d-1时,可能存在重金属健康风险。

毛竹原状和粉状叶片分解特征对施氮和温度的响应

[目的]毛竹(Phyllostachys edulis)叶片分解与竹林碳循环和养分周转关系密切,通过室内模拟氮沉降和温度升高试验,为预测未来气候变暖和氮沉降条件对凋落竹叶分解的调控提供参考,为科学管理毛竹林提供科学依据。[方法]以毛竹原状叶片及粉状叶片(粉碎过2 mm)为研究对象,布设3因素2水平试验,即施氮(添加氮5 mg·g-1)和不加氮对照,12℃和28℃培养温度,原状和粉状叶片,恒温箱中培养78 d,采用密闭碱液吸收法定期测定CO2释放量,并计算分解速率。[结果]表明:施氮处理、培养温度和叶片形态及其交互作用对凋落竹叶分解速率的影响因培养阶段不同而存在差异,总体上表现为培养前期(0—23 d)和培养中期(24—48 d)的分解速率高于培养后期(49—78 d)。从均值来看,施氮处理抑制原状叶片在12℃培养下的分解速率,而对两种形态叶片在28℃培养条件的分解速率影响不显著;施氮处理可增加原状凋落竹叶分解速率的温度敏感性(Q10),但对粉状凋落竹叶分解速率的Q10值影响不显著,且原状凋落竹叶分解速率的Q10值高于粉状凋落叶。凋落竹叶C/N在培养后期显著升高,且氮添加显著促进粉状竹叶C/N增加。[结论]氮沉降对毛竹凋落叶分解的影响效应与培养温度和叶片形态有关。凋落物分解的影响因素众多,凋落物分解对全球环境变化的响应不仅应该深入研究其化学和生物学机制,还要关注物理过程及其调控潜能。

不同经营措施对鄂南毛竹笋用低产林形态特征及产量的影响

采用2 100～2 550、2 700～3 150、3 300～3 750株/hm^2 3个立竹密度和复合肥、饼肥、配方肥3种施肥种类双因素试验设计,分析不同处理间鲜笋地径、笋高及鲜质量差异,研究不同经营措施对鄂南地区毛竹笋用低产林竹笋形态特征及产量的影响。结果表明:采取经营措施后,竹林竹笋产量显著高于CK。立竹密度和施肥种类的交互作用对毛竹笋地径有显著影响,其中,以高密度、复合肥处理的地径值最大,为9.65 cm,随着毛竹林立竹密度的增大,其形态特征由"胖、矮"型逐渐变为"瘦、高"型。立竹密度对毛竹笋产量的影响较施肥种类更为明显,较低立竹密度的竹林更有利于竹笋产量的提高。在不同处理中,产量最高的为低密度、复合肥处理,毛竹笋产量为2 174.40kg/hm^2;产量最低的为高密度、饼肥处理,为1 299.15 kg/hm^2。在自然立竹密度处理中,以配方肥的产量最高,为1 721.55 kg/hm^2,综合考虑经营成本等因素,在该地区毛竹笋用林的经营初期可考虑施用配方肥。