桂西南岩溶区植物叶性状的系统发育信号及其关联分析

【目的】探究岩溶植物叶性状在不同生活型水平上的差异以及系统发育保守性,有助于深入理解植物对异质性生境的适应机制,进而为岩溶植被的保护与恢复提供科学依据。【方法】以桂西南岩溶区20种常见阔叶木本植物为对象,采用K值法检验了叶性状的系统发育信号,并运用系统发育独立比较(PIC)和标准化主轴估计(SMA)的方法分析了叶性状间的关联适应性。【结果】1)研究区植物群落10个叶性状均未表现出较强的系统发育保守性,系统发育结构与性状结构并不完全一致。2)叶面积(LA)与叶长(LL)、叶宽(LW)以及叶组织密度(LTD)与LL、叶体积(LV)间均呈异速生长关系,而LL与LW、LA与叶干质量(LDW)间均呈等速生长关系;其中,LTD与LL的生长关系在常绿植物组发生了改变,由异速生长关系转变为等速生长关系;其他性状组合间的生长关系并未因生活型的不同而引起差异,表明常绿植物倾向于限制LL以适应环境的变化;3)LA、LL和LW以及LTD与LL、LV在常绿和落叶植物组间的斜率均沿共同主轴方向显著漂移(P<0.05),表明常绿和落叶植物对环境的适应策略发生了位移,常绿植物倾向于选择小叶、组织密度大的资源保守型生长策略,而落叶植物则倾向于选择大叶、组织密度小的资源获取型生长策略。【结论】生态位分化在很大程度上是促进亚热带阔叶林群落物种共存和生物多样性维持的重要机制。

珍贵乡土树种江南油杉种质资源保存评价及壮苗繁育体系构建技术

8年多时间,系统开展了江南油杉(Keteleeria fortune var. cyclolepis)种质资源收集与保存、评价与筛选及壮苗繁育体系构建等方面的研究。在分类地位与形态特征方面,进一步确定了江南油杉在我国油杉属中的分类地位及其识别的形态特征;明晰了营养器官的解剖结构及其生态适应性。在种质资源收集与保存方面,确定了我国全分布区江南油杉种质资源数量及分布等情况,弄清了天然林群落植物组成、主要群落类型、集中分布区域和分布特点,掌握了天然林典型群落的植物组成、层次结构、物种多样性、群落径级和高度结构及群落更新情况;确定了人工林冠幅与胸径的相关关系及其目标径阶下的最适经营密度,并探索出了人工林生长与地形和气象因子及植物多样性与生境因子的关系;确定了广西范围内江南油杉天然林和人工林以材积最大收获量为目的的优树选择标准。在种质资源评价与筛选方面,弄清了小孢子发生和雄配子体发育及花粉活力与传粉过程;确定了花粉离体萌发最佳培养基组合和培养条件及花粉最佳贮藏温度和时间;确定了江南油杉具有丰富的遗传多样性,种源/家系苗期生长性状遗传变异丰富,并具有较高遗传力;掌握了苗期根叶的物候期观测方法及其物候期变化规律,探明了苗期物候期内养分含量变化规律,获得了苗木培育精准施肥的基础数据;确定了江南油杉能适应重度干旱胁迫、总体耐盐性不强、苗木生长量随锰浓度降低而逐渐下降、能适应短时间高锰环境胁迫等特性;揭示了江南油杉种源苗期光合特征的差异性,福建种源为苗期光合特征表现最好的种源。在壮苗繁育体系构建方面,种群间种实性状有较高的稳定性,种子性状受地理环境因子的影响比球果大,海拔是主要影响因素;种源间种实各生物学参数差异显著,果径比可作为种子质量评价的重要参考指标;千粒重是评价种子质量的重要指标,种子萌发能力随种子来源地呈由西向东萌发能力逐渐增强的趋势;恒温比变温更适合种子萌发,模型预测种子最适萌发温度为27.3℃;筛选出了较适宜种子萌发的光照、水分和基质条件,以切根为主的控根组合及显著促进根系生长的菌剂;确定了适宜苗木生长的肥料类型和配比,轻基质中复配功能菌显著提高苗木存活率和生长量;系统总结了营养杯实生苗培育技术,制定并发布了广西地方标准《江南油杉轻基质容器育苗技术规程》。

广西滨海植物区系特征

根据2021—2023年的野外调查和资料整理,对广西滨海植物的区系组成、区系地理成分、生长型和特有性进行统计分析;采用浪花飞溅区植物的概念,提出滨海植物划分的新方法。结果表明:(1)广西滨海植物共有1038种,隶属于159科637属,其中蕨类植物12科22属33种,裸子植物7科8属13种,被子植物140科607属992种;野生植物133科505属803种,栽培植物83科177属235种。生活型以草本种类最多,有437种,占比达42.10%;而藤本植物最少,只有133种,占12.81%。(2)外来入侵种共有66种,占广西野生滨海植物种数8.22%,其中属于国家重点管理的外来入侵种14种。(3)广西滨海植物区系具有明显的热带-亚热带性质,温带地理成分比例小,表现出热带北缘区系的特点;与广东省的关系最近,两地共有种占广西野生滨海植物种数的91.41%;广西滨海植物缺乏特有种,仅有1种,即谢氏膝柄木(Bhesa xiei)。(4)重点保护种类较多,有国家一级重点保护野生植物2种,国家二级重点保护野生植物5种,广西重点保护野生植物2种。

大花序桉径向生长相关基因表达分析

【目的】研究不同径级的大花序桉形成层的差异表达基因和表达模式,从基因表达水平揭示大花序桉径向生长的相关机制,为林木遗传育种和培育提供有益参考。【方法】采用Illumina HiSeq 2000测序平台对5个不同径级的大花序桉形成层的转录组进行测序,使用featureCount软件计算基因表达水平FPKM,通过edgeR和TCseq进行基因差异表达分析和表达模式分析。【结果】转录组测序经质控后获高质量reads共1364837824条,平均GC含量51.07%,与参考基因组的比对率平均为68.49%。对不同径级的大花序桉转录组进行差异表达基因分析,共筛选出8794个差异表达基因,其中超高径级组Vs中径级组筛选出3292个(上调表达1878个,下调表达1414个),大径级组Vs中径级组筛选出3876个(上调表达2314个,下调表达1562个),小径级组Vs中径级组筛选出3604个(上调表达1599个,下调表达2005个),超低径级组Vs中径级组筛选出4565个(上调表达2850个,下调表达1715个)。差异表达基因的GO和KEGG分析显示,差异表达基因主要富集在糖基转移酶活性、有机环化合物结合、氧化还原酶活性等功能中,参与细胞色素P450代谢、苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢、黄酮类生物合成等与次生木质部形成相关的代谢途径。基因表达模式分析将所有基因聚类为10个模式,其中模式9的基因随径级的降低表达量呈下降趋势,主要富集在Hippo信号通路、萜类骨架生物合成等代谢通路。【结论】大花序桉径向生长与多个代谢途径相关,其中与木质素合成相关的苯丙氨酸代谢途径可能是较为重要的途径,Hippo信号通路可能参与树干大小的调控。

香合欢在中国的地理分布和群落特征

为了解香合欢(Albizia odoratissima)在我国的地理分布和群落特征,通过查阅文献资料、野外踏查和群落调查相结合的方法,对6个主要分布省(自治区)的香合欢天然林资源和4个典型群落特征进行调查与分析。结果表明,香合欢主要分布于我国海南西部和西南部、广西西南各县、云南西部和南部及四川等地;多分布于垂直海拔850 m以下,干热河谷地区可分布于垂直海拔1600 m以上;分布区年均降水量788~1675.3 mm,年均气温19.3~25.7℃,最高气温42.5℃,最低气温-7℃,多属典型热带季风气候、亚热带季风性湿润气候和低(干)热河谷气候。香合欢常以优势树种或伴生树种存在于天然林群落,但其天然林群落结构不稳定,天然更新易受人为活动干扰和天然植被恢复进程影响。香合欢可作为我国南方地区高价值用材林发展的优选树种,应加强其种质资源收集与保存、苗木繁育与栽培、良种选育和加工利用等方面的研究。

高温热处理对低龄桉树木材颜色变化的影响

以低龄桉树木材为研究对象,过热蒸汽为传热介质,在处理温度170、190、210℃,恒温时间2、3、4 h,升温速度10、15、20℃·h^(-1)的条件下对其进行高温热处理,研究桉树木材在不同热处理条件下的颜色变化。结果表明,随着处理温度升高、恒温时间延长、升温速度减慢,处理材的明度值L^(*)降低,红绿指数a^(*)提高,色相值DH^(*)和色差值△E有不同程度降低,黄蓝指数b^(*)和色饱和度C^(*)有不同程度的变化。处理温度对木材颜色指标有显著影响,3个因素对木材颜色影响程度依次为:处理温度>恒温时间>升温速度。

红心杉与糠杉材质材色性状变异分析

【目的】通过测定分析红心杉和糠杉树干木质部径向转变过程中材质和材色指标的变化规律,揭示两类杉木在材质材色上的主要差异,为杉木良种选育提供理论依据。【方法】以广西融水种源30年生红心杉和糠杉各10株为研究材料,测定基本密度、含水率、年轮宽度、晚材率、材色、管胞形态、组织比量等指标,分析各指标在树干木质部径向转变及早晚材中的变化及差异性状间的相关关系。【结果】在树干木质部径向的心、中、边部,红心杉基本密度、含水率、晚材率等7个指标均大于糠杉;糠杉年轮宽、管胞长度、管胞宽度等6个指标均大于红心杉。木质部中部和边部的基本密度、心部和中部的含水率等30个指标在两类杉木间存在显著或极显著差异。16个指标在两类杉木间差异极显著,其中8对指标存在显著或极显著相关。运用这16个指标进行主成分分析,前两个主成分的累积贡献率达到65.88%。对两个主成分贡献最大的12指标中,管胞指标有6个,色差指标3个,年轮指标2个,基本密度指标1个。管胞形态及材色是在红心杉和糠杉间差异最大的两个性状。【结论】运用本研究筛选出的16个指标进行主成分分析,成功区分了红心杉和糠杉。管胞腔径是红心杉和糠杉间管胞形态差异的主要因素。Δa*和Δb*值是两类杉木材色差异的主要指标。本研究结果可为杉木种质资源利用和遗传改良提供理论基础。

不同树龄尾巨桉无性系人工林木材纤维形态变异分析

为探究不同树龄尾巨桉无性系(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林木材纤维形态特征的差异,以广西国有维都林场5年生和7年生尾巨桉无性系人工林木材为研究对象,采用解析木取样方法,对两个树龄尾巨桉无性系木材的纤维长度、宽度、腔径和双壁厚进行测定,分析其木材纤维特性。结果表明,5年生和7年生尾巨桉无性系木材纤维的平均长度分别为956.71和958.36μm,平均宽度分别为20.26和20.65μm,平均腔径分别为13.29和13.08μm,平均双壁厚分别为6.97和7.57μm,平均长宽比分别为47.32和46.48,平均壁腔比分别为0.54和0.59。由树干根部至梢部,木材纤维长度呈先增大后减小的趋势,宽度呈逐渐减小的趋势,双壁厚表现为5年生缓慢增大、7年生上下波动;自髓心向树皮,纤维长度、宽度和双壁厚均呈逐渐增加的趋势。方差分析表明,5年生尾巨桉无性系木材不同年轮间纤维长度、宽度和双壁厚差异均极显著;不同树干高度间纤维腔径差异极显著,其余差异均不显著。7年生尾巨桉无性系木材不同年轮间纤维双壁厚差异不显著,其余均差异极显著;不同树干高度间纤维长度、宽度、腔径和双壁厚差异均不显著。

江南油杉苗期在低锰环境下的生理响应

采用Hoagland营养液+MnCl2·4H2O为胁迫溶液,以用营养液培育的幼苗作为对照,设置T1中度低锰(20%营养液)和T2重度低锰(5%营养液)作为胁迫处理。分别在第10 d和第20 d取样,进行株高和地径生长量、生物量和生理特性等指标的测定,以探索江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)苗期在低锰环境下的生理响应特征。结果表明,随着锰浓度降低,江南油杉幼苗的生长受到抑制。随着锰浓度的降低,株高和地径生长量、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量逐渐下降,细胞受损和膜脂过氧化程度加重,叶绿素总含量逐渐降低;脯氨酸含量在短时间内随锰浓度降低呈先上升后小幅下降的趋势,随着胁迫时间增加,含量逐渐上升;可溶性糖含量在短时间内随锰浓度降低呈上升趋势,随着胁迫时间增加,含量逐渐下降;SOD活性呈先上升后下降的趋势,POD活性逐渐下降。

高温热处理对低龄桉树木材密度的影响

以低龄桉树(Eucalyptus spp.)为试验材料,通过蒸汽热处理,研究热处理条件变化对木材密度的影响。结果表明,经高温热处理后,桉树木材全干密度、气干密度均有不同程度降低,基本密度有增大趋势。升温速度对处理材3种木材密度有显著或极显著影响,处理温度对气干密度、基本密度有显著影响,恒温时间对3种木材密度影响不显著。3种因素对木材密度影响程度为升温速度>处理温度>恒温时间。对低龄桉树木材进行热处理,要准确把握升温速度和处理温度,才能有效控制热处理材密度降低。

江南油杉花粉离体萌发的适宜条件与萌发特征

以江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)花粉为研究对象,采用液体培养法,通过单因素试验设计研究不同培养基组分、pH值和温度对花粉萌发的影响。结果表明,江南油杉花粉在无蔗糖、无H3BO3及无CaCl2的培养基中均能萌发,但萌发率较低。添加蔗糖、H3BO3和CaCl2均可显著促进花粉萌发和花粉管生长,但高浓度的蔗糖、H3BO3和CaCl2均会抑制花粉萌发和花粉管生长。pH值和培养温度均对江南油杉花粉的萌发影响显著,培养基最适pH值为6.5,花粉萌发的最适温度为25℃,过高或过低均会抑制花粉萌发。综合萌发率和花粉管长度,江南油杉花粉萌发的最适培养基为250 g/L蔗糖+200 mg/L H3BO3+100 mg/L CaCl2,pH值为6.5,置于25℃光照培养96 h,萌发率为42.4%。

江南油杉半同胞家系子代测定及早期选择

对8个种源35个家系的江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)优树子代林的生长性状进行调查与分析,并进行优良家系和优良单株选择。结果表明,江南油杉半同胞家系子代各生长性状间差异极显著。4年生子代林的胸径、树高和单株材积的均值分别为3.36 cm、3.74 m和0.003217 cm^3,遗传力分别为0.9405、0.9487和0.9432,变异系数分别为41.93%、29.54%和99.27%。胸径、树高和单株材积间呈极显著相关,相关系数均在0.9以上。35、32、8、23、58、55和49号家系早期表现优秀,胸径、树高和单株材积均值分别为5.07 cm、5.08 m和0.007256 cm^3,分别为群体均值的1.51、1.36和2.26倍;平均遗传增益分别为47.78%、33.91%和118.43%。选出了17个优良单株,胸径、树高和单株材积均值分别为7.17 cm、6.40 m和0.015221 cm^3,平均现实增益分别为108.46%、64.41%和346.42%,最优单株的胸径、树高和单株材积年均生长量分别为2.10 cm、1.89 m和0.005873 cm^3。

江南油杉幼苗接种AMF的菌根浸染及依赖性分析

为探索接种丛枝菌根真菌(AMF)对江南油杉(Keteleeriai fortunei var.cyclolepis)苗木生长的影响,选择4个菌剂(HUN03B、XJ08A、HEB04、XJ04B)进行接种,检测接种AMF后幼苗的菌根浸染情况,测定苗高、地径和生物量等生长指标,并进行菌根依赖性分析。结果表明,4个菌剂均能对根系进行浸染,形成丛枝菌根结构,但浸染所需时间较长,接种360天后才检测到菌根结构;接种XJ08A菌剂处理的浸染率最高(41.57%),接种其他菌剂处理的浸染率较低(16.87%~35.96%)。接种AMF一定程度上促进了苗木的生长。接种4个菌剂后,苗木表现出的菌根依赖性不同,对HEB04表现为弱依赖,对HUN03B表现为中等依赖,对XJ08A和XJ04B表现为强依赖。综合比较,接种XJ08A菌剂处理表现较优,对江南油杉幼苗生长的促进效果最佳。

广西主要用材林产业发展概况与展望

推动广西主要用材林产业可持续发展,平衡生态环境与经济发展之间的关系,对确保国家木材安全具有重要战略意义。本文通过回顾广西主要用材林的发展进程,对主要用材林的社会价值、经济价值、产业发展优势及发展过程中存在的主要问题进行分析,针对广西主要用材林产业的可持续发展提出了相应对策,为人工林定向培育及其加工利用提供参考。

黄冕林场江南油杉优树子代林测定

对来自广西、福建的31个江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)家系进行种子品质测定、育苗和造林试验。结果表明,江南油杉不同家系间种子千粒重、饱满度、发芽率的差异极显著(P<0.01),分别为125.67~196.58 g、37.87%~77.63%、44.14%~88.19%,变异系数分别为20.42%、42.39%、41.39%。31个家系的生长性状差异也达到极显著水平(P<0.01),平均地径为1.68~6.46 cm,变异系数为3.24%~58.71%;平均树高为1.32~4.28 m,变异系数为2.11%~47.40%。3年生子代测定初步结果表明,参试家系可分为4个类型,其中35号为Ⅰ类家系,是表现最优秀的家系,地径和树高分别为群体均值的2.15和2.08倍,平均遗传增益分别为99.05%和97.03%;其次是32号,为Ⅱ类家系,地径和树高分别为群体均值的1.71和1.63倍,平均遗传增益分别为61.37%和56.82%。

多代连栽桉树人工林林下植被和土壤物理性状的变化

【目的】林下植被抚育是桉树人工林的重要经营措施之一,研究多代连栽桉树人工林林下植被与土壤渗透性能等物理性状的变化为科学管理林下植被提供依据。【方法】通过调查不同连栽代次桉树人工林林下植被多样性和生物量、枯枝落叶现存量、土壤容重、渗透性能等指标,分析了林下植被和土壤物理性状的变化。【结果】1)随着连栽代次的增加,桉树林下植被Margalef丰富度指数呈现先增加后降低的变化趋势,在种植前期对林下植被丰富度有促进作用,而Pielou均匀度指数表现出下降趋势,说明连栽导致林下植被种间的个体差异变大;2)随着连栽代次的增加,桉树林地土壤孔隙度、持水量、渗透性能和土壤蓄水量大致呈现先增加后降低的变化趋势,而土壤容重变化趋势则相反,表明种植前期土壤物理性能不断得到改善,第4代是生产经营者需注重改善土壤物理状况的关键阶段;3)通过相关分析发现林下植被Margalef丰富度指数与毛管持水量和田间持水量呈显著正相关;林下植被生物量与容重呈显著负相关,与最大持水量和部分孔隙度指标呈现显著正相关;枯枝落叶现存量与总孔隙度、渗透性能指标呈显著或极显著正相关;土壤孔隙状况和持水性能受林下植被的影响更大,土壤渗透性能则主要受枯枝落叶现存量的影响;4)第3代桉树人工林林下植被生物量和枯枝落叶现存量分别达到4.98和8.84 t/hm^(2),最有利于土壤结构、孔隙度和渗透性能的改善。【结论】保留恢复林下植被与保留枯枝落叶是提高桉树人工林地力恢复能力、提高林地生产力的有效措施之一。

不同林龄杉木人工林细菌群落多样性及其影响因素

研究杉木(Cunninghamia lanceolata)生长过程中土壤养分、土壤细菌群落变化特征,有助于了解杉木经营中地力衰退的成因。采用Illumina PE250平台测定了幼林(3年)、中龄林(8年)、近熟林(12年)、成熟林(21年)的土壤细菌群落多样性,并研究了其与土壤养分等环境因子的相关性。结果表明:(1)随着林龄增长,除有效磷(AP)外,土壤有机碳(SOC)及有效氮(AN)、有效钾(AK)并未出现下降趋势,中龄林的SOC、AN、AP、AK相对最高。(2)细菌群落中酸杆菌门(43.79%—57.66%)、变形菌门(14.21%—31.83%)、绿弯菌门(11.52%—24.23%)的菌群占优势地位。(3)成熟林土壤细菌群落中OTU数量最少,Chao指数也最低。对于细菌群落Shannon-Wiener指数,A层土壤(0—20 cm)为幼林最高,成熟林最小,B层土壤(20—40 cm)为中龄林最高,近熟林最低。(4)基于Unweighted Unifrac距离的RDA分析表明,杉木人工林细菌群落组成主要受坡度、海拔、树高、AK的影响,其中坡度、树高、海拔更多解释林龄间的差异,而AK更多解释土壤层次间的差异。研究表明,研究区杉木林土壤养分并未随着林龄增长而下降;林龄间细菌群落组成差异主要受坡度、树高、海拔影响,AK主要引起土壤层次间细菌群落的差异。

广西桉树林下植被抚育现状调查与分析

林下植被抚育是桉树人工林经营中的关键环节。采用调查问卷的方式,在广西区直林场开展桉树林下植被抚育现状的调查,对林下草灌保留、除草方式、除草剂使用等情况进行汇总分析。结果显示,各林场通常采取人工和除草剂两种方式相结合进行桉树林下植被抚育;第一年抚育1~3次,第二年至第四年抚育0~1次,采伐前抚育1次;林下植被抚育时草灌保留高度在10~20 cm以下,部分林场林下灌木保留10%~30%;抚育成本675~1275元/hm^(2);使用的除草剂主要是草甘膦、草舒、草乙疏等,均含有草甘膦成分,施用量为7.5~18.75 kg/hm^(2)。采取多样化的桉树林下植被抚育方式,以平衡桉树生长和林下植被多样性的关系,促进桉树人工林可持续经营。

桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响

以人为恢复了13年的落叶阔叶林(DF)、落叶常绿阔叶混交林(EDF)和常绿阔叶林(EF)为研究对象,以自然封育林(ENF)为对照,测定土壤理化性质、酶活性、土壤真菌群落丰度和多样性的变化,分析真菌群落与土壤因子的相关性。结果显示,相较于ENF,人为恢复的土壤全氮、速效磷含量,及土壤蔗糖酶活性显著(P<0.05)提高。人为恢复整体上提高了土壤真菌群落的相对丰度,以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌门。土壤中的真菌以腐生营养型和病理营养型为主,相较于ENF,DF提高了病理营养型真菌的相对丰度,EDF、EF提高了共生营养型真菌的相对丰度。总的来看,相较于ENF,人为恢复可以有效提高喀斯特退化区土壤的养分含量、酶活性和真菌群落相对丰度。

广西国有雅长林场森林资源现状及可持续经营建议

根据广西国有雅长林场2019年森林资源二类调查数据,从林地、林木蓄积、森林类别和森林质量等方面研究了雅长林场森林资源现状,并与2014年雅长林场森林资源进行比较,从森林起源、林种、龄组和优势树种(组)等方面对雅长林场森林资源进行综合评价,提出了高价值森林培育、多功能森林经营、加强森林资源管理和人才队伍建设等森林资源保护和发展建议,为实现林场可持续经营提供参考。