林业血防理论原理、工程实践和研究展望

林业血防理论的提出,起源于“以林代芦(芦苇)、灭螺防病”科学设想中的“兴林灭螺”的概念,得出生态灭螺是根本措施的结论。为充分发挥该理论的实践价值,在实施兴林抑螺重点项目并系统性地提出“抑螺防病林”概念和实施生态血防思想的基础上,2006年启动了全国林业血防工程建设,截至目前已取得显著的成效。本文阐述了林业血防的防控策略、工程实践,分析了其中存在的问题,并对林业血防研究的前景进行了展望,对于我国林业血防理论研究和工程建设的发展具有一定的理论指导意义。

城市林木滞尘效应研究进展

近年来,城市环境状况受到广泛关注。城市林木具有滞尘、缓解城市环境污染的潜力,尤其在发挥滞尘能力作用方面发挥着极其重要的作用。许多学者通过不同研究方法测定城市林木滞尘量,并筛选、排序、分级,优化配置结构,进而探究城市林木滞尘效应机制及机理,但缺乏城市林木滞尘能力的系统性研究,导致滞尘能力评价结果缺乏参考性。如何通过不同的研究方法,使城市林木滞尘效应在多尺度、多维度进行结合、延伸,并使其滞尘效应评价结果更全面可靠、更具有实际意义,是下一步研究的重点。基于前期研究,笔者对城市林木滞尘效应研究进展的相关文献进行归纳、分析和总结,并从城市林木滞尘效应测定方法、机制与机理、时空特征、环境影响要素、其他影响因素等方面总结相关进展,最终提出城市林木滞尘效应目前存在的问题,并对未来的研究进行展望。

林分结构多样性研究进展

林分结构是森林经营与分析中的重要因子,提高林分结构多样性和复杂性是实现森林生态系统生物多样性维持和增加的基础。林分结构多样性表达方法是生态学和林学学科研究的重点议题,本研究从林分结构组成多样性、林木大小分化多样性和林木空间分布多样性3方面综述林分结构多样性研究进展。林分结构组成多样性常以林分组成属性为基本统计单位,以植物群落学中的α物种多样性指数为基础来表达;基于相邻木关系的林分组成结构多样性则通过描述林分中树种的隔离程度来体现。林木大小分化多样性以林木个体胸径、树高和冠幅等因子作为比较指标,大小变异系数、Gini系数、胸径分布偏度、大小分化度等常用来描述林木大小分化程度。林木空间分布多样性的实质是林木在水平空间上的位置分布格局多样性;点格局分析方法能够很好描述林木位置随尺度变化的差异,但对数据要求较高,需要精确的林木定位数据;标记二阶特征可以体现林分中树种和大小随尺度变化的分布情况,对生态学过程和假说具有一定分析和解释能力,但无法表达林分树种组成的丰富程度和林木大小的变异程度,也需要精确的林木定位数据。林分结构复杂性优先于林分结构多样性,二者既有联系又有区别,林分结构多样性常作为林分结构复杂性的替代指标。林分结构是一个多维度概念,现有林分结构多样性表达方法缺乏体现林分结构多维性的指标,探索林分结构多样性和复杂性表达方法仍是一项富有挑战的工作。未来林分结构多样性或复杂性指标的构建需要考虑林分结构多维性,同时要考虑多种属性的权重问题;另外,还要与具体的森林经营活动相结合,能够指导林分结构调整,最终实现增加林分结构多样性、维持和增加森林生态系统多样性的目的。

陕西省被子植物两个新记录属——守宫木属和杜茎山属

通过野外调查并结合标本查阅、比对,发现了陕西省被子植物的两个新记录属,分别为叶下珠科(Phyllanthaceae)守宫木属(Sauropus Blume.)和报春花科(Primulaceae)杜茎山属(Maesa Forssk),对应的新记录种分别为苍叶守宫木(Sauropus garrettii Craib)和湖北杜茎山(Maesa hupehensis Rehd.)。本研究对两个新记录属的背景进行了简要介绍,并详细描述了两个新记录种的形态特征,同时提供了两个物种野外照片及植株、叶片、花、果的照片。两个新记录属和种的发现不仅对陕西省植物分布研究具有重要意义,也为该区域相关类群的志书编写工作提供了重要参考资料。凭证标本保存于山东省林草种质资源中心植物标本馆(SDFGR,the herbarium of Shandong Forest and Grass Germplasm Resource Center)和陕西省西安植物园植物标本室(XBGH,the herebarium of Xi’an Botanical Garden,Shaanxi Province)。

生态用地空间稳定性及其格局分析——以咸阳市为例

生态用地是生态空间规划与生态保护的最核心土地利用类型集合。利用生态用地指数及空间统计学方法,对陕西省咸阳市2000—2010和2010—2020两个时段的生态用地空间稳定性的数量与格局特点进行了分析。结果表明:(1)稳定性生态用地的空间分布呈现了北部数量多、中部数量少、南部关中平原极少的空间格局;在2000—2010和2010—2020两个时段,其面积从266935.14hm^(2)增加到了275851.17hm^(2)。(2)在2000—2010和2010—2020两个时间段内,全市的生态用地稳定性指数基本上都维持在26%—28%之间,其中以黄土丘陵沟壑区最高,在43%—45%之间,黄土台塬在14%—15%,关中平原区都在0.2%以下。(3)从生态稳定性指数的动态来看,20年间全市平均增幅为0.87个百分点,其中以黄土丘陵沟壑区增幅最大,后10年比前10年增加了1.61个百分点,关中平原区增加了0.02个百分点,只有黄土台塬区降低了0.15个百分点;生态用地稳定性指数的分级结果表明,其总体呈现低稳定等级区域在减少,而中、高稳定等级区域在扩大。(4)生态用地稳定性指数的局部空间自相关分析表明,整个市域以高-高聚集区和低-低聚集区为主,其市域面积占比区间分别为48%—49%和47%—48%,前者主要分布在北部的黄土丘陵沟壑区,后者主要分布在南部的关中平原区和中部的黄土台塬区。热点分析结果表明,具有统计意义的冷点空间主要分布在南部的关中平原区和中部黄土台塬区,而热点空间则以北部的黄土丘陵沟壑区为主,仅在该区域的东南角有极小部分属于冷点区域。

菌根真菌对^(60)Co-γ辐射后铁皮石斛种子萌发的影响

为了解^(60)Co-γ射线对铁皮石斛种子萌发和幼苗形成产生的辐射效应,以及胶膜菌属(Tulasnella)菌根真菌对辐射后铁皮石斛种子萌发的影响,本研究采用不同梯度剂量(20~120 Gy)^(60)Co-γ射线辐射处理铁皮石斛种子,对辐射种子分别进行非共生萌发[1/2MS、燕麦培养基(OMA)]、菌根真菌共生萌发(OMA接种菌株JL4、JL2)培养,比较分析非共生和共生培养方法对辐射种子萌发率和成苗率的影响,观察幼苗表型变化。结果表明,在非共生萌发(1/2MS)条件下,铁皮石斛种子半致死剂量为62 Gy,在与不同胶膜菌属菌株共生萌发后,半致死剂量为69 Gy(JL2)和63 Gy(JL4)。种子萌发率随辐射剂量的增高而降低,低剂量(20 Gy)处理加速了幼苗形成,高剂量处理(90、120 Gy)抑制了幼苗形成;培养115 d后,20 Gy处理成苗率较对照显著提高,分别达到18.26%(1/2MS)、15.00%(JL2)和17.86%(JL4);高剂量(90、120 Gy)处理种子在共生萌发条件下可获得表型变化更明显的幼苗,具体表现为幼苗高长、假鳞茎粗壮。本研究将种子辐射与兰科菌根真菌共生萌发相结合,为促进铁皮石斛辐射种子恢复、提高辐射诱变效率、高效创造铁皮石斛新种质提供了技术参考和科学依据。

杨树和栓皮栎日光诱导叶绿素荧光及光能利用率的比较

为探究杨树与栓皮栎光合光能利用率(LUEp)和荧光光能利用率(LUEf)关系的日内变化及种间差异,从光能分配的角度进一步深入理解日光诱导叶绿素荧光(SIF)与总初级生产力(GPP)的关系,以典型落叶阔叶林树种杨树(Populus alba×Populus gllandulosa)和栓皮栎(Quercus variabilis BI.)幼苗为对象,在相同土壤水分和养分条件下,观测研究不同树种SIF、净光合速率(Pn)与LUEp/LUEf对光合有效辐射(PAR)响应的异同。结果表明:(1)SIF受PAR驱动,二者呈显著正相关关系,杨树和栓皮栎线性拟合决定系数(R2)分别为0.965和0.973,且杨树具有更高的LUEf;Pn随PAR的增加逐渐饱和,杨树光饱和点明显高于栓皮栎,分别为998.59和674μmol CO_(2)·m^(-2)·s^(-1)。(2)杨树和栓皮栎Pn均随着SIF的增大呈先上升变化,之后杨树的Pn逐渐饱和,栓皮栎则缓慢下降。(3)LUEp与LUEf呈显著负线性相关关系,LUEp/LUEf随光强的增加呈指数型逐渐下降趋势,变化规律及大小在树种间不存在明显差异。研究结果说明,在日内随PAR的升高,LUEf变化较小,而LUEp则下降明显,光能分配向碳固定的比例下降,因此,Pn在强光下饱和,SIF与GPP在日内尺度表现出指数型相关关系,且该指数型关系在树种间一致。

我国林木种苗质量管理现状与发展对策

林木种苗年度抽查制度是我国林木种苗执法管理中的一项重要内容,能够真实反映我国林木种苗质量管理工作的现状。文中概述我国林木种苗质量现状,分析我国林木种苗质量管理中存在的主要问题及可能原因,提出了强化种苗质量监督管理、严查造林绿化工程苗木'两证一签'、做好林木良种基地种苗质量示范工作和充分发挥各类种苗协会的纽带作用等建议,以期为我国林木种苗质量管理具体工作实施提供可借鉴依据。

核桃JrJAZ基因家族鉴定与转录表达分析

为了揭示核桃JAZ基因家族在核桃生长发育中的作用,本研究通过构建隐马尔科夫模型与转录组数据结合的方法,在核桃全基因组数据库搜索JAZ家族基因,对该家族进行理化性质、基因结构、保守基序、启动子元件、蛋白互作预测等生物信息学和低温胁迫下的转录表达分析。结果表明,核桃JAZ基因家族包含17个成员,蛋白长度范围为138~385个氨基酸,开放阅读框为417~1149 bp,等电点为8.47~10,全部为碱性不稳定亲水蛋白;含有典型的TIFY和jas 2个高度保守的结构域,聚类分析发现,该类基因可分为Group A、Group B、Group C和Group D 4个亚族。在低温胁迫48 h后经转录表达分析,JrJAZ1、JrJAZ3、JrJAZ4、JrJAZ5、JrJAZ7、JrJAZ9、JrJAZ15、JrJAZ16为差异表达基因,推测可能响应低温胁迫。本研究结果将为进一步研究该类基因的功能提供了重要线索和依据。

模拟氮沉降对一年生香椿幼苗生长和光合特性的影响

为研究氮沉降对一年生香椿(Toona sinensis)幼苗夏季生长以及光合特性的影响,通过在夏季模拟氮沉降控制试验,以尿素为氮源供体,设置0 kg(N)×hm^-2×a^-1(CK)、20 kg(N)×hm^-2×a^-1、40 kg(N)×hm^-2×a^-1、80 kg(N)×hm^-2×a^-1、120 kg(N)×hm^-2×a^-1、180 kg(N)×hm^-2×a^-1不同氮添加水平以模拟氮沉降,对香椿幼苗地径、苗高、生物量及其分配和光合作用等进行研究。结果表明:1)不同氮添加量均促进了香椿幼苗地径、苗高和生物量的增加,地径、苗高和生物量均以氮添加水平180 kg(N)×hm^-2×a^-1下最高,分别较CK高42.5%、64.4%和304.9%,且生物量向根、叶分配较多;2)香椿幼苗叶片相对叶绿素含量(SPAD)随氮添加水平的增加而增加,在180 kg(N)×hm^-2×a^-1下最高,较CK增加73.9%;3)香椿幼苗表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及暗呼吸速率(Rd)随氮添加水平的增加均呈现先升高后降低的趋势,其中LCP以80 kg(N)×hm^-2×a^-1下最高,AQY、Pnmax、LSP和Rd均以120 kg(N)×hm^-2×a^-1下最高。结果表明,适量氮沉降能够促进香椿幼苗生长和光合能力的提高,但更高水平的氮沉降可能对香椿幼苗产生一定抑制作用。

核桃JrGRAS基因家族鉴定与响应低温胁迫基因筛选

为深入解析核桃GRAS基因家族在低温胁迫中的生物学功能,本研究根据生物信息学模型搜索核桃基因组中GRAS基因,采用ExPASy、MEME、GSDS、MEGA6.0、String和Plantcare等软件分析该家族成员理化性质、基因结构、保守基序、进化关系、启动子区域结合位点及蛋白功能互作等,分析GRAS基因家族在低温胁迫下表达模式。聚类分析发现,据拟南芥分类将核桃GRAS基因家族分为9个亚族,分别为HAM、DELLA、SCR、SCL、LISCL、LS、SHR、PAT1和NEWCLASS;每个成员蛋白磷酸化和糖基化的位点和数目各异,均存在丰富的激素信号和胁迫应答调控元件;蛋白互作预测发现JrGRAS和其他响应非生物胁迫蛋白可以发生互作。在低温胁迫48 h后经转录表达分析,JrGRAS8、JrGRAS14、JrGRAS15、JrGRAS20、JrGRAS33、JrGRAS39、JrGRAS41、JrGRAS48、JrGRAS49、JrGRAS51、JrGRAS59、JrGRAS63为差异表达基因,推测可能响应低温胁迫。本研究结果将为深入研究核桃GRAS基因功能奠定基础。

相容性单木生物量模型估计方法的比较——以青冈栎为例

【目的】生物量模型是估算森林生物量的有效手段,非线性联立方程组是构建相容性生物量模型的常见方法。本研究以青冈栎为例,比较常用的2种生物量模型构建方法和3种参数估计算法,以期选出最好的生物量模型构建方法和算法,为生物量的模型计算和研究提供技术支撑。【方法】以南方25株青冈栎地上生物量实测数据为例,选择比例总量直接控制和代数和控制2种结构形式的相容性生物量模型,分别使用普通最小二乘法、二阶最小二乘法和三阶最小二乘法作为模型参数估计算法,建立地上总生物量与各组分生物量的相容性模型,比较不同相容性生物量模型的拟合效果。【结果】在3种参数估计算法下,2种结构的生物量模型均能解决地上生物量与干、枝、叶各组分生物量之间的相容性问题,各组分生物量模型的确定系数都在0.8以上,地上生物量模型的确定系数最高,树叶生物量模型的确定系数最低;使用相同的参数估计算法,2种结构的相容性生物量拟合效果差异不大;对比3种参数估计算法,采用二阶最小二乘法和三阶最小二乘法拟合的相容性生物量模型的参数估计值和评价指标是一致的,而与普通最小二乘法差别较大,但使用普通最小二乘法的拟合精度更高,且计算过程更简单。【结论】鉴于林业实践中通常以计算地上生物量为主要目的,利用基于普通最小二乘法得到的比例总量直接控制模型,可以以较高的预估精度直接计算出地上生物量,具有良好应用前景。

间作黄豆、花生对核桃幼苗及土壤化学性质的影响

为研究间作黄豆与间作花生2种模式对核桃幼苗生长发育及土壤化学性质的影响,改善土壤肥力、提高经济效益,以当年播种核桃园为对象,以无间作核桃园为对照,通过田间调查与实验室检测方法,对间作后核桃幼苗生长特征与土壤化学性质变化进行分析,并通过SPSS 17.0软件进行主成分分析及综合评价。研究结果表明:间作黄豆、间作花生对核桃幼苗株高、干径及叶片中部分矿质元素影响显著,间作黄豆、花生的核桃幼苗株高较对照分别增大了27.66%、16.88%,干茎较对照分别增大了49.84%、46.07%。间作对土壤中pH、含水量、有机质、全氮、全磷及钾、钙、镁、锌4种矿质元素含量影响较大。其中,间作后pH显著增大,含水量显著减少。通过主成分分析综合评价,认为间作黄豆的得分最高,间作花生次之,但都比无间作得分要高。因此,在核桃建园幼苗期间可以间作黄豆或花生,可改善土壤营养状况,为幼苗生长提供一个营养丰富的生长环境,以提高经济效益。

杉木幼龄期良种与密度控制的生长动态效应

【目的】探讨杉木良种和初植密度2个控制因子对杉木幼龄期林分生长的影响及其互作效应,旨在为杉木良种与初植密度的优化配置提供理论依据,以切实通过良种良法的有效结合提升杉木人工林产量与质量。【方法】采用随机区组试验设计,在福建省邵武卫闽国有林场营造杉木良种和初植密度互作试验林,根据8年的逐年定位观测资料,分析杉木良种和密度控制的林分生长动态效应。【结果】林分生长前期密度效应差异不显著,后期随林龄增长各密度间树高、胸径、冠幅、单株材积生长差异逐渐增大,一般到7~8 a时,各密度间生长差异达显著性水平;整个调查期间,各密度间蓄积量生长差异达极显著水平。在6 a时,冠幅生长的良种效应差异达显著性水平,8 a时,胸径生长的良种效应差异达显著性水平;整个调查期间,树高、单株材积和蓄积量生长的良种效应未达显著性水平。初植密度与良种水平交互作用对幼龄期林分生长未达显著性水平。【结论】良种和初植密度对杉木幼龄期林分生长的影响具有叠加效应,且随林龄增长,这种叠加效应愈明显,8 a时,林分平均单株材积在3世代良种和初植密度为1667株/hm^2这一组合下最大,为0.0372 m^3,比其他组合至少高27.96%;而蓄积量在3世代良种和初植密度为6667株/hm^2这一组合下最大,为75.3865 m^3/hm^2,比其他组合至少高2.91%。

内蒙古东部区不同林龄油松人工林的固碳特征

为了探究油松人工林的固碳特征及其影响因素,以内蒙古东部区的油松人工林为研究对象,利用空间代替时间的方法,对研究区内不同林龄的油松人工林各器官和土壤的碳含量进行测定,分析其植被和土壤的固碳特征。结果表明:随着林龄的增加,乔木层和土壤层碳储量均逐渐增加,各器官平均碳含量为502.49 mg/g,乔木层平均碳储量为39.59 t/hm^2,土壤层平均碳储量为60.30 t/hm^2,植被和土壤的总平均碳储量为99.88 t/hm^2,相同林龄碳储量均表现为土壤层高于乔木层。气候特征、林分结构、土壤深度等是影响油松人工林碳储量大小的主要因素,边缘分布区与中心分布区的碳储量存在差异,这主要与气候梯度变化和人工林的经营管理措施相关。

乌蒙山区土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

根据乐山市2010~2016年土地利用数据、气象数据和经济数据,并运用生态系统服务价值理论测算了研究区生态系统服务价值变化的情况。研究表明:2010~2016年期间林地、园地分别以1.45%、13.08%的变化率持续增加,耕地、牧草地、其他农用地、湿地面积均缓慢减少;生态系统服务价值由377.88亿元增加至382.35亿元,增长率为1.45%;由于林地和园地的生态系统服务价值系数较高,并且两者增加量远大于其他类型土地的减少量,因而各单项生态系统服务价值均为增长趋势,增长幅度较小。土地利用结构调整方向总体是科学合理的,土地利用生态效益明显提升。林地具有较高的敏感性,应切实加强林地资源保护与管理。

绿洲荒漠过渡带涡动相关仪和大孔径闪烁仪的通量源区特征

以甘肃民勤绿洲荒漠过渡带涡动相关仪(EC)和大孔径闪烁仪(LAS)的同步观测数据为基础,借助通量足迹模型,分析生长季和非生长季通量源区的分布与变化特征,比较了源区在不同风向下,足迹权重比的变化对二者观测值之间差异的影响。结果表明:(1)研究区在非生长季盛行西北风,在生长季则盛行东风,EC和LAS源区的空间分布与盛行风向一致,二者在非生长季源区的面积均大于生长季。(2)大气稳定条件下EC和LAS的源区面积普遍大于不稳定条件下。随着源区贡献率的增加(由50%增至90%),EC和LAS源区的重叠面积和足迹权重比也增加,并且非生长季的源区重叠程度优于生长季。在生长季和非生长季,EC和LAS源区都呈现不规则分布的特点。(3)相比于东西风向,生长季南北风向下的足迹权重比更高,二者所观测显热通量值更为接近,决定系数(R^(2))也更高。说明源区的足迹权重比在一定程度上可以解释EC和LAS在观测结果上的差异,这为地表通量的尺度扩展提供了方法学上的参考。

弗兰克氏菌共生固氮与分离培养技术研究进展

弗兰克氏菌是一种能与非豆科植物共生形成根瘤并实现生物固氮的放线菌,因其生长周期、营养方式以及生理生化特性等原因,导致分离培养中难以获得纯培养菌株,使其研究进展缓慢,而探索新型培养基与新的分离方法有望成为新的出路。本文对弗兰克氏菌的共生固氮与分离培养的研究现状进行较详细的综述,以期为进一步探究提供参考。

不同绿地类型植物色彩的配置与应用

为提升植物景观视觉效果,阐述了植物色彩配置的相关理论,从协调性、对比性、均衡性、季相性4个方面分析了色彩在植物景观中的配置原则,探讨了植物色彩在道路绿化、居住区绿化、公园绿化中的应用,以期为植物景观营造和质量提升提供借鉴。

太行山南麓栓皮栎径向生长的海拔差异及其气候响应变化

研究气温突变前后栓皮栎(Quercus variabilis Blume)径向生长海拔差异及其气候响应的变化,可为不同海拔栓皮栎林的养护管理提供参考数据.基于太行山南麓海拔1507 m和909 m的栓皮栎样地年轮宽度数据,结合树轮序列的差值年表(RES)与气候因子分析两个海拔栓皮栎径向生长在气温突变前后对气候响应的差异,并利用胸高断面积年增长量(BAI)分析两海拔栓皮栎生长速度的差异.结果显示,高海拔栓皮栎的BAI年增长速度[0.63 cm^(2)/(10 a)]高于低海拔[0.23 cm^(2)/(10 a)],且在温度上升作用下二者差值逐渐增大.在具有明显快速升温变化(1992年)之前,高海拔栓皮栎生长主要与当年2、7月温度显著正相关,低海拔栓皮栎生长则主要与夏季(6-8月)降水呈正相关.快速升温变化之后,高海拔栓皮栎生长与当年7月平均与最低温度由正相关转变为负相关;低海拔栓皮栎生长与当年3月最高温度和7月最低温度由正相关转变为负相关.本研究表明温度升高使两海拔栓皮栎径向生长-气候因子关系发生了改变,温度对树木生长的限制作用增强,升温促使研究区内高海拔相对低海拔区域成为栓皮栎的适生区.(图7表3参38)