新中国果树科学研究70年——草莓

新中国成立以来,我国草莓的科学研究取得了巨大成就。据不完全统计,2018年中国草莓面积达173 333hm^2,总产量500万t,其中冷凉地区四季草莓面积达5 000 hm^2。共选育品种112个。在野生资源评价,冷凉地区育苗,穴盘苗生产,夜冷育苗,绿色防控技术,贮藏和加工研究方面发展迅速。草莓香气和色泽等品质形成机制和基因组学及抗性分子标记的研究为培育多样化的品种奠定了基础。草莓的观光采摘成为我国现代化都市农业的一大亮点,草莓产业在乡村振兴、精准扶贫‘、一带一路’中将发挥越来越重要的作用。

新中国果树科学研究70年——苹果

笔者在概述中国苹果资源、规模、区划、研发体系、人才队伍、条件建设、国际交流、流通商贸的基础上,从种质资源、遗传育种、分子生物学、果园土壤管理、肥水管理、果实发育与花果管理、病虫防治、果园机械、贮藏加工、耕作栽培制度、市场与经济等11个方面阐述了新中国成立70年来我国苹果科学研究的成就,并展望了中国成为世界苹果研究强国的前景。

新中国果树科学研究70年——樱桃

新中国成立70年来樱桃研究取得了较快的发展。我国现有樱桃栽培面积约26.67万hm^2,其中甜樱桃23.33万hm^2。在资源育种方面,收集保存种质资源500余份,自主选育甜樱桃新品种40余个,砧木品种10余个。自主培育的品种‘红灯’占我国甜樱桃栽培总面积的40%。开发出自交亲和性与果实颜色等性状基因标记,实际用于育种亲本选配和后代预先选择。绘制甜樱桃的分子遗传图谱,图距0.96 cM,并定位果实大小、糖酸比等QTLs。栽培品种DNA指纹图谱真伪与纯度鉴定工作得到商业应用。在栽培方面,研制推广了无性系砧木绿枝前插技术,研发出高精度无病毒苗木分子鉴定技术,提高了苗木整齐度和苗木质量;试验示范了高纺锤形、超细纺锤形、KGB及UFO等树形,促进了果园标准化。设施栽培技术发展迅速,形成了大连日光温室和临朐高架保温大棚两种栽培模式,栽培面积达1.33万hm^2。在采后方面,研制出MA贮藏病害控制技术等。由于樱桃科研立项困难,除育种领域外,多数领域研究处于生产经验总结阶段,严重滞后于生产发展。

北京市7种经济林空气负离子特征研究

为合理评估经济林提供空气负离子的价值量,于2015年5—10月对京市常见7种经济林开展林内空气负离子日变化监测,并对其物质量和价值量进行粗略评估。结果表明:7种经济林林内空气负离子浓度均在9:00—11:00和17:00左右出现高峰值,在15:00左右出现低谷值,各月平均浓度为746~2 056个/cm3;月变化整体表现为9月>8月>7月>6月>5月>10月,且各月差异极显著;7种经济林中提供负离子能力最强的为苹果,最弱的为枣树;负离子年物质量为2.09×1018~3.13×1018个/hm2,年价值量为7.84~18.17元/hm2。

新中国果树科学研究70年——杏

杏是原产中国的特色果树,有关杏的科学研究自1949年新中国成立以来,大致经历了起步、发展和快速发展三个阶段。种质资源研究作为基础性工作,在资源调查、收集保存、评价鉴定、指纹图谱和核心种质构建方面进展较好;种质创新与新品种选育取得丰富成果,利用远缘杂交、实生选种、芽变、杂交育种等方法,以现代生物技术辅助,培育出大量新品种用于生产;开花生物学和光合生理研究为栽培提供了有力的支撑,而在肥水高效利用方面进展相对滞后;采后生物学和贮藏保鲜研究工作较为系统深入,但在贮藏过程中如何保持果实的风味,仍然是研究的难题;杏肉和杏仁的加工产品多样,但深加工研究及符合市场需求的产品开发仍然不足。针对杏产业发展的瓶颈问题,提出了发展思路。

北京市退耕还林生态效益评估

基于北京市退耕还林工程区典型样地调查和北京市林业果树科学研究院多年以来对退耕还林生态系统服务功能的监测数据,依据中华人民共和国国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582—2020)和中华人民共和国林业行业标准《退耕还林工程生态效益监测与评估规范》(LY/T 2573—2016),分别从涵养水源、固碳释氧、保育土壤、林木积累营养物质、净化大气环境和保护生物多样性六项功能指标,对退耕还林生态效益物质量与价值量进行定量评估。结果表明,截至2018年,北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量为18.92亿元/a,其中以涵养水源(41.15%)、固碳释氧(26.73%)和净化大气环境(17.27%)分项指标的贡献作用较大。比较北京市退耕还林工程行政区间生态效益价值量大小,发现退耕面积和北京城市总体规划中各行政区功能定位为主要影响因素,其中以密云区价值量最大为4.48亿元/a,占北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量的25.56%。退耕工程区内板栗(29.51%)、仁用杏(13.54%)、核桃(12.57%)所贡献的生态系统服务功能价值量位列前三。不同林分类型单位面积价值量排序为生态林>生态经济兼用林>鲜果林。因此,建议遵循生态优先、适地适树、分类施策的原则,制定退耕还林成果保护政策,并根据各行政区生态价值评估结果确定生态补偿额度和补偿年限,为退耕还林分类补偿政策制定、低质低效林分改造和退耕还林生态系统监测网络体系奠定理论与实践基础。

北京市经济林生态系统服务功能评估

依照《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008),以北京市13个区县、14个经济林树种为研究对象,定量评估北京市经济林生态系统服务功能。结果表明,北京市年经济林生态系统涵养水源和保育土壤等7项评估指标总价值为78.41亿元,以涵养水源(30.15亿元·a^(-1))、固碳释氧(17.42亿元·a^(-1))、净化大气环境(11.59亿元·a^(-1))为主;北京市各区经济林生态系统中密云区、平谷区和怀柔区的服务价值相对高于其他区县;以板栗林生态服务价值量较高(29.90%);北京市各项生态服务功能空间分布格局由大到小基本呈现为:东北部、西北部、西南部、东南部、中部。

世界樱桃产业现状及对北京市樱桃产业发展的建议

阐述了世界和中国的樱桃生产情况,分析了北京市樱桃产业发展现状,并结合产业现状提出北京市露地栽培和设施栽培发展标准,以及对未来樱桃产业发展提出针对性建议。

北京市退耕还林工程生态效益评估

【目的】量化北京市退耕还林工程产生的生态效益,为今后退耕还林工程的发展提供借鉴。【方法】运用2015年底北京市退耕还林工程的资源数据,采用北京市及其周边的森林生态站和生态效益专项监测站的长期固定样地积累的长期定位连续观测研究数据,并运用权威机构公布的社会公共数据,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008),选取涵养水源等7项指标,采用分布式测算方法对北京市退耕还林工程的生态效益进行评估。【结果】北京市退耕还林工程生态效益总价值量为53.39亿元·a^-1,涵养水源价值量最大,为每年5.58亿元;其次是净化大气环境价值量,为每年5.25亿元;固碳释氧价值量排第三,为每年2.97亿元;森林防护价值、保育土壤价值和生物多样性保护价值排四至六位,价值量分别为每年2.66亿元、1.18亿元和0.74亿元;林木积累营养物质价值量最小,仅为每年0.02亿元;三种植被恢复类型生态效益价值量为退耕地还林(9.73亿元·a^-1)>宜林荒山荒地造林(8.67亿元·a^-1)>封山育林(0);三种林种类型生态效益的价值量为生态林(16.93亿元·a^-1)是经济林(1.47亿元·a^-1)的11.52倍,灌木林为0。【结论】北京市退耕还林工程生态效益以涵养水源、净化大气环境和固碳释氧功能为主,退耕地还林植被恢复模式和生态林的生态效益最大。

北京城市森林空气负离子与PM2.5颗粒物交互效应研究

【目的】细颗粒物PM2.5作为大气复合型污染中最重要的特征污染物,在北京地区环境问题中备受关注。研究北京城市森林内空气负离子浓度(NAIC)与PM2.5浓度的时空动态变化及二者相关性特征,为森林康养规划以及大气治理措施提供数据支持和参考。【方法】以北京市4个不同类型城市森林(北京朝阳公园、北京西山国家森林公园、北京南海子公园、北京松山国家级自然保护区)为研究对象,选取2016年9月1日至2017年8月31日4个城市森林生态环境监测站实时获取的NAIC与PM2.5浓度数据,分析二者交互效应机制。【结果】NAIC日变化呈“早晚高,中午低”的双峰型特征:PM2.5日变化以早午高,傍晚低为主,基本为双峰型;四季NAIC由大到小依次为夏季((564.87±224.26)个/cm^3)、秋季((453.88±135.73)个/cm^3)、春季((436.91±95.65)个/cm^3)和冬季((425.46±34.37)个/cm^3),PM2.5浓度由大到小依次为冬季((123.86±84.73)μg/m^3)、秋季((91.84±14.28)μg/m^3)、春季((90.64±13.55)μg/m^3)和夏季((53.40±15.45)μg/m^3)的规律;不同城市森林NAIC差异显著,NAIC排序由大到小依次为中心城区公园、远郊区、近郊湿地公园和近郊浅山区,PM2.5排序由大到小依次为近郊湿地公园、中心城区公园、近郊浅山区和远郊区;一年四季,NAIC与PM2.5二者浓度之间均呈显著负相关(P<0.05),相关系数由大到小依次为夏季(-0.148)、秋季(-0.214)、春季(-0.271)和冬季(-0.350)。【结论】城市森林对PM2.5确有一定程度的削减作用,可以起到改善森林绿地结构、提高NAIC,净化大气环境的作用。

生长调节剂处理的洒金柏扦插不定根解剖学研究

采用不同浓度的m(吲哚丁酸)∶m(萘乙酸)=1∶1溶液浸泡洒金柏1年生半木质化插穗,研究各处理对洒金柏1年生半木质化插穗扦插的影响,并采用优化的石蜡切片技术研究不定根发育过程中插穗的外部形态及组织结构变化。结果表明:80 mg/L的m_(吲哚丁酸):m_(萘乙酸)=1∶1溶液浸泡4 h处理的插穗的生根率最佳,为91.38%。洒金柏扦插不定根形成过程可划分为愈伤形成期、诱导期、表达期、伸长期4个连续时期,历时90 d左右。洒金柏不定根原基属于诱生根原基,扦插前插穗内部没有潜伏根原基;愈伤组织是不定根形成、生长和发育的基础,必须经过诱导才能形成,属于愈伤诱导生根型。不定根原基来源于愈伤组织和髓射线与形成层交叉处,属于多位点发生。

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量。利用北京西山国家森林公园2017年9月-2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气象因素。结果显示,(1)不同季节条件下,NAI与气象因素相关关系不同。当温度在15℃以上时,NAIC与温度呈负相关;在15℃以下时,NAIC与温度呈正相关。多数情况下,NAIC与湿度呈反比,冬季湿度对NAIC负效应影响最明显(r=-0.503,P<0.01)。春秋冬NAIC与太阳辐射、气压均呈显著正相关关系,而夏季空气负离子与二者呈现负相关关系。(2)典型天气下,城市森林NAIC与晴天相比出现不同程度的差异,且与气象因子的相关性也不同。雨天条件下,NAIC日均值为2134ion·cm^(-3),比晴天NAIC高4.56%,主要受温度和降雨量的共同影响;雾霾天与冬季晴天相比,晴天昼间NAIC为2075 ion·cm^(-3),雾霾天昼间NAIC为1948 ion·cm^(-3),主要受太阳辐射量的影响;大风天气下NAIC峰值比微风天气高5.37%,日均值大于微风天气,主要受气压的影响。

北京松山自然保护区典型植物群落物种多样性研究

基于2017年对北京松山自然保护区6种典型植物群落物种调查数据,选取α、β多样性指数描述植物群落乔、灌、草本层植被多样性特征,分析影响植物群落多样性的主导因素。结果表明:(1)研究区内共有40科58属75种植物种;主要乔木优势种为油松(Pinus tabulaeformis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、毛白杨(Populus tomentosa)和山杨(Populus davidiana);灌木层优势种为土庄绣线菊(Spiraea pubescens Turcz.)和扁担杆(Grewia biloba G.Don);林下草本多以菊科植物(Compositae)为主。(2)不同植物生长型间Shannon-Wiener多样性与丰富度指数排序均为草本层>灌木层>乔木层;随着山体高度的增加,林下草本α多样性指数增大,草本物种丰富度、均匀度都对其α多样性影响较大。(3)分析从山底到山顶草本β多样性指数的变化趋势发现,草本共有种经历先减少后增加,物种替代率则呈先增大后降低的变化模式。研究认为,在今后生物多样性保护实施过程中,需按照自然演替规律,综合考虑冠层物种组成与结构、微地形的调控作用,制定合理可行的保护经验和技术,为森林群落多样性保护及其生态功能的发挥提供科学支撑。

北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM(2.5)功能研究

以北京西山8种针叶树为研究对象,应用气溶胶再发生器对不同植物叶片冬季PM_(2.5)吸附量进行测定,应用环境扫描电镜观察了叶表面微形态特征结构,阐释了不同树种叶表面结构与吸滞PM_(2.5)关系。结果表明:冬季单位叶面积PM_(2.5)吸附量排序为雪松((3.04±0.39)μg/cm^2)>油松((2.93±0.32)μg/cm^2)>红松((2.87±0.28)μg/cm^2)>白皮松((2.79±0.29)μg/cm^2)>侧柏((2.19±0.20)μg/cm^2)>冷杉((1.89±0.33)μg/cm^2)>龙柏((1.80±0.25)μg/cm^2)>桧柏((1.75±0.19)μg/cm^2),从冬季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量表现为2月((2.81±0.59)μg/cm^2)>1月((2.45±0.53)μg/cm^2)>12月((2.33±0.51)μg/cm^2)>11月((2.05±0.48)μg/cm^2);雪松、白皮松和油松有大量凹陷和突起,气孔密度和开度较大,叶表面较粗糙,吸滞PM_(2.5)能力强;冷杉、龙柏和桧柏因其叶表面平滑、气孔密度较小,绒毛较少,吸滞PM_(2.5)能力较弱。因此,为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM_(2.5)等颗粒物的树种。

北京松山4种典型林分枯落物持水特征研究

为研究北京松山国家自然保护区不同林分枯落物持水效能差异,采用典型样地调查和室内浸泡法,对松山国家级自然保护区内4种典型林分类型,即蒙古栎(Quercus mongolica)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林、山杨(Populus davidiana)纯林和毛白杨(Populus tomentosa)-油松针阔混交林的枯落物水文效应进行分析。结果表明,(1)4种典型林分类型枯落物层蓄积量为8.05—23.78 t·hm^(−2),大小排序为蒙古栎纯林(23.78 t·hm^(−2))>山杨纯林(21.26 t·hm^(−2))>油松纯林(15.85 t·hm^(−2))>针阔混交林(8.05 t·hm^(−2))。(2)山杨纯林枯落物最大持水量最大(7.19 t·hm^(−2)),蒙古栎纯林最小(4.37 t·hm^(−2));比较4种典型林分类型枯落物平均持水率发现,针阔混交林最大(230.9%),蒙古栎纯林最小(106.85%)。(3)4种林分枯落物层持水量与其浸水时间呈对数相关(R2>0.75,P<0.01);其持水速率与浸泡时间符合幂函数关系(R2>0.89,P<0.01)。山杨纯林有效拦蓄量(13.67 t·hm^(−2))与有效拦蓄率(114.3%)均较高,而油松纯林有效拦蓄量(4.46 t·hm^(−2))及其有效拦蓄率(58.11%)均显著低于其他林分类型。根据水文指标评价上述4种典型林分枯落物持水能力,松山自然保护区内山杨纯林枯落物持水能力最佳,其水源涵养综合能力优于其他3种类型林分枯落物。研究结果可为区域植被恢复和水土流失防治提供理论基础。

不同植物生长调节剂对定植当年矮砧苹果树生长的影响

以新栽1年生天红2号/SH40/八棱海棠单干树为试材,进行不同种类不同浓度植物生长调节剂处理,研究其对叶芽萌发和新梢生长的影响。结果表明:春季萌芽前,在新栽幼树中心干上喷施1000 mg/L 6-BA+GA_(4+7)处理的萌芽率为76.64%,长枝数量12.44个,长枝长度56.30 cm,中心干延长枝生长量78.33 cm;生长季,在新栽幼树中心干上着生的一次梢上,定位涂抹抽枝宝,或在梢尖喷施25 mg/L环丙酸酰胺(Cyc)、发枝素2号可促发3个以上副梢,且分别形成5.87、2.47、3.00个中短枝。综合上述试验结果,春季萌芽前,新栽苹果幼树中心干喷施1000 mg/L 6-BA+GA_(4+7)促进叶芽萌发效果好,生长季在新梢中部涂抹抽枝宝或梢尖喷施25 mg/L Cyc、发枝素2号促发副梢效果佳。

植物病毒来源的小干扰RNA及其在果树病毒研究中的应用

RNA沉默是植物中重要的抗病毒机制之一。病毒侵染后,寄主细胞中产生大量病毒来源的小干扰RNA(virus-derived small interfering RNA,vsiRNA),vsiRNA装载到寄主ARGONAUTE(AGO)蛋白中形成RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)靶向病毒基因组,发挥抗病毒作用。近年来,科学家们通过对拟南芥的遗传分析和多种植物vsiRNA的高通量测序,揭示了vsiRNA的起源和生物合成过程。本文综述了vsiRNA的研究现状及其在果树病毒研究中的应用,为果树病毒研究及病毒病防控提供一定的思路和借鉴。

北京鲜食品种枣果解剖结构与开裂性关系的研究

为研究北京鲜食品种枣果开裂的原因,本文应用石蜡切片技术,对北京地区4个鲜食枣品种(‘京枣31’、‘马牙枣’、‘京枣39’、‘京枣60’)进行解剖结构观察,并结合枣果的开裂性状,探索枣果开裂与解剖结构的关系。结果表明:北京地区不同鲜食品种枣果的解剖结构存在明显差异,其果实开裂性与果皮、果肉的解剖结构关系密切;枣果角质层厚度和表皮细胞大小与裂果率正相关,表皮厚度、亚表皮细胞大小、中果皮细胞大小和果肉细胞空腔大小等与裂果率负相关。‘马牙枣’角质层薄、表皮细胞小,裂果率低,其抗裂能力强,属不易裂果型;‘京枣39’角质层厚、表皮细胞大,裂果率高,抗裂能力差,属易裂果型。

广西桂林物候期比对估算桃需冷量研究

在广西桂林地区,根据需冷量与桃始花期、盛花期高度正相关特性,探索在完全自然条件下通过比对需冷量标准品种物候期估算桃品种需冷量的方法。连续4年试验结果表明,在桂林地区采用比对需冷量标准品种的叶芽开放期、展叶期估算桃需冷量的相对标准偏差(RSD)平均值分别为12.0%、10.3%,始花期、盛花期估算桃需冷量的RSD平均值分别为8.5%、7.9%。因此,在广西壮族自治区桂林市种植系列桃需冷量标准品种,以需冷量标准品种的花期来估算桃测试品种的需冷量是可行的,其结果误差小、稳定性好。

北京地区不同绿期白蜡资源及生长节律研究

本文对北京地区行道树白蜡种质资源进行调查,观测其植物学特征及生物学特性,并研究其生长规律。绿期长的白蜡树叶片颜色较深,11月底或12月初开始落叶,全年最长绿期达261天;而绿期短的白蜡树叶片一般呈浅绿色,于10中旬开始落叶,全年绿期200天左右。白蜡树叶片一个完整发育周期约为25天。不同性状的单株,其叶片在发育过程中有的是1次生长峰值,有的出现2次生长峰值。