第十六届中国林业青年学术年会
基本信息
2024-11-15
2024-11-18
中国林学会、华中农业大学
中国林学会青年工作委员会、湖北省林学会、华中农业大学园艺林学学院
会议论文集/摘要集
1. 基于TEM对城市森林公园秋冬季节气溶胶单颗粒研究
摘要: 大气颗粒物对人体健康、环境质量及气候变化有着重要的影响,因而一直是空气污染研究的重点。城市森林公园作为重要的生物源,不仅含有丰富的天然成分,还更容易受到周边人为排放污染物的影响。本文采用单颗粒方法和后向轨迹分析梅岭国家森林公园大气单颗粒的形貌、来源及老化特征。结果发现,梅岭国家森林公园中单颗粒类型主要为富硫颗粒和混合颗粒,分别为30.2%和43.8%。其次为烟尘颗粒、有机颗粒、矿物颗粒和富金属颗粒,分别占了13.3%、6.6%、4.4%和1.7%。清洁天和霾天的单颗粒类型、粒径也所不同,清洁天中富硫颗粒相对含量最高,占52.7%。霾天中,颗粒物经过非均相反应,混合程度进一步加强,混合颗粒相对含量最高,为49.8%。核壳结构的核壳比是混合颗粒老化的标志,观察发现霾天中R较小,颗粒老化程度较高。颗粒物的来源与气流的传输有关,梅岭国家森林公园受冬季风的影响,清洁天主要从东北方向传输而来,而霾天从东边方向传输而来。梅岭国家森林公园老化受到人为源和自然源的共同作用。
发布时间:2026-01-28
2. Characteristics,sources,and health risks of PM2.5-bound trace elements at a national forest park site in southern China
摘要: The health effects of trace elements in PM2.5 have been the subject of widespread public concern.In this study,18 trace elements in PM2.5 were measured by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer at a national forest park site in southern China.The results showed that the crustal elements are the major trace elements in PM2.5.Higher concentrations of crustal elements are associated with northwestern air masses and southeastern air masses,while higher concentrations of anthropogenic elements are associated with southwestern air masses.Natural sources,vehicle emission sources,coal combustion sources,biomass combustion sources,and industrial sources,were identified by both the APCS-MLR model and the PMF model.The total non-carcinogenic risk of the hazardous elements were 0.723 and 0.448 for adults and children,respectively,which was below the acceptable threshold.The total carcinogenic risk of the hazardous elements for adults and children was above the safe level of 1.99×10-5 and 3.63×10-6,respectively,indicating that the carcinogenic risk to adults and children from these hazardous elements is not negligible.Both the APCS-MLR-HRA model and the PMF-HRA model indicate that vehicle emissions sources and industrial sources are the main contributors to non-carcinogenic risks,while industrial sources and coal combustion sources are the main contributors to carcinogenic risks.Mn was the main contributor to the non-carcinogenic risk,while As was the main contributor to the carcinogenic risk.Mn and As should be prioritized as control elements to address the higher non-carcinogenic and carcinogenic risks from vehicle emissions sources,industrial sources,and coal combustion sources.
发布时间:2026-01-28
3. 重庆笋溪河流域土壤可蚀性K值和面源污染呈下降趋势
摘要: 土壤可蚀性因子(K)是评估土壤侵蚀脆弱性的重要参数。为了阐明重庆市笋溪河流域面源污染现状及其与K的关系,基于ArcGIS的水文分析模块和数字高程模型将流域划分为六个集水区。分别在2019年和2021年采集52个水体样品和园地、林地、耕地三种林分类型的126个土壤样品,测定土壤和水体的理化性质,并利用EPIC模型计算K值,构建以K为中间指标的结构方程模型(SEM),以桥接土壤性质与水质参数,探讨这两组变量之间的关系。结果表明:(1)林地20-40cm土壤的饱和含水量、总孔隙度和非毛管孔隙度显著高于耕地,而土壤密度则显著低于耕地(P<0.05)。林地0-40 cm土层的硝态氮含量显著低于园地和耕地,而耕地在0-20 cm和0-40 cm土层的全磷和有效磷显著高于林地。(2)林地表层土壤的K值显著低于园地和耕地,且园地和林地在0-20 cm土层的K值显著低于20-40 cm土层。土壤物理性质对K的影响大于化学性质。(3)在三种土地利用类型中,K与水体的化学需氧量、总氮和总磷显著相关。土壤性质通过中间指标K间接影响水质,K对水体的化学需氧量、总氮和总磷具有正向贡献,而对溶解氧具有负向贡献。(4)笋溪河流域的土壤可蚀性K值与面源污染均呈下降趋势。研究结果可为笋溪河流域的面源污染防控提供重要的数据支持,为更有效的流域管理和环境保护提供科学依据。
发布时间:2026-01-28
4. 区域协同视角下城市群地区乡村旅游空间分布机制研究——以长三角乡村旅游重点村为例
摘要: 乡村旅游是促进乡村振兴、实现共同富裕的重要路径,在长三角城市群一体化进程中城乡统筹和区域协调发展中发挥着重要作用。在区域协同的视角下以长三角城市群690个乡村旅游重点村为研究对象(包括国家级137个,省级553个),综合运用空间分析的方法探究长三角城市群乡村旅游重点村空间分布的机制及其特征。结果表明:(1)长三角城市群内的乡村旅游重点村呈现明显的局部聚集现象,整体布局上形成了一条以核心高密度区为中心、三次级高密度区呈带状延伸的格局,且大多邻近经济活跃、自然资源丰富和文化底蕴深厚的区域,尤其集中于城市群的东部与南部,如上海、嘉兴、湖州及芜湖等城市。(2)从影响因素来看,长三角城市群乡村旅游重点村的空间分布受自然与人文多因子综合影响,以平均海拔94.54m的低山丘陵地区,平均坡度7°,年均气温12.9-15.4°及851-1418mm的适宜温度和年降水分布最多。社会经济方面以人口密度高的地区最为显著,其次为经济发展水平以及交通条件。长三角城市群乡村旅游重点村空间分布是自然与社会经济影响因素之间的相互作用,因此双因素交互作用的影响效应比单因素的影响更为显著。基于此,本研究针对长三角城市群的空间分布现状提出了联动发展的建议,旨在强化乡村旅游在城乡融合与区域协调发展中的积极作用,助力长三角城市群实现高质量协同发展。
发布时间:2026-01-28
5. 结合电磁场仿真的聚合物基电磁干扰屏蔽复合材料的制备与应用性研究
摘要: [目的]制备可应用于绿色电磁干扰屏蔽的聚合物基复合材料。[方法]首先,利用掺杂多壁碳纳米管改善锰锌铁氧体导电性,以硫酸-硝酸体系作为多壁碳纳米管的表面活化剂,除去多壁碳纳米管表面的无定型碳和杂质颗粒,使其短切、产生官能团为锰锌铁氧体提供附着位点。然后,以聚乙烯醇和海藻酸钠为粘结剂,二维石墨烯为导电骨架,碳纳米管-锰锌铁氧体复合粉体为磁性-导电填料,采用反复冻融法合成复合气凝胶骨架。接下来,在气凝胶表面包覆杜仲胶@环氧树脂(PEUR)复合橡胶,制备聚合物基电磁干扰屏蔽复合材料。最后,使用ANSYS HFSS模块对复合材料的屏蔽效能进行仿真,使用SolidWorks软件中将其应用于电磁干扰屏蔽装置三维结构设计及优化,并结合实际情况进行屏蔽装置样机试制与性能测试。[结果]碳纳米管-锰锌铁氧体复合粉体的加入有助于石墨烯在凝胶基体上褶皱化程度的提升并提高凝胶骨架的电导率,从而形成一些局部的异质界面或微孔结构来帮助提高复合材料的电磁干扰屏蔽性能。当碳纳米管-锰锌铁氧体复合粉体的掺杂量达到200 mg时,其平均SET为49.4dB,最大SET为51.6 dB.当碳纳米管-锰锌铁氧体复合粉体的掺杂量为50 mg和200 mg时,复合材料兼具优秀的电磁干扰屏蔽效能和绿色电磁干扰屏蔽能力,其gs值,均大于1.复合材料对电磁波的主要屏蔽机制可以归纳为传导损耗和介电损耗;介电损耗又包括rGO层和PA层之间界面极化和非均相体系导致的偶极子极化。根据HFSS仿真结果,屏蔽层厚度设置为3 mm,箱体材料设置为ZL101、厚度5mm,粘结层厚度设置为4mm,工作尺寸确定为220 mm×160 mm×160 mm,门缝开口角度为0度,屏蔽门缝缝隙深度为10 mm.经过屏蔽性能测试,发现该设备能够有效地阻断移动信号以及蓝牙的连接,从而可将其用于高级别保密会议或特种装备信号保护等领域。[结论]本研究采用反复冻融法协同真空冷冻干燥技术制备了聚乙烯醇-海藻酸钠/石墨烯/碳纳米管-锰锌铁氧体凝胶三维骨架,并以其为自模板覆盖了杜仲胶@环氧树脂体系作为保护层,发现PVUR-rGO-100的配比是制备屏蔽层材料的最优选择。基于HFSS电磁场仿真计算和SolidWorks三维建模,开发了一款电磁干扰屏蔽装置。
发布时间:2026-01-28
6. 混交林比纯林有更高的土壤固碳速率
摘要: [目的]森林土壤固碳速率是衡量全球气候变化缓解能力的关键指标。许多研究报道了树种丰富度对土壤有机碳储量的积极影响,但对不同土层土壤固碳速率的影响知之甚少。[方法]我们在中国亚热带地区进行了生物多样性-生态系统功能实验(BEF-China)。2010年和2022年,从57个树种丰富度1到8种不等的样方中采集分层土壤样品(0-10、10-20和20-30cm)。2022年,我们还收集了这54个样点的凋落叶生物量、细根生物量和太阳辐射数据。采用方差分析来研究树种丰富度和土层对土壤固碳速率和土壤固碳速率的生物多样性效应(净效应、补偿效应和选择效应)的影响。利用结构方程模型(SEM)探讨了在不同土层中,树种丰富度、凋落叶生物量、细根生物量、太阳辐射和土壤固碳速率的生物多样性效应之间的间接关系。[结果]除0-10cm土层外,树种丰富度对10-20cm和20-30cm土层土壤固碳速率有显著促进作用,在4个树种丰富度水平下,土层对土壤固碳速率均有显著的促进作用,但0-10cm土层土壤固碳速率都为负值。树种丰富度对3个土层土壤固碳速率的净效应有显著促进作用,并且土壤固碳速率的净效应随着土层深度的增加而增加。除0-10cm土层外,树种丰富度对10-20cm和20-30cm土层土壤固碳速率的补偿效应有显著促进作用。树种丰富度对0-10cm土层土壤固碳速率的补偿效应和对20-30cm土层土壤固碳速率的选择效应的积极影响可以用凋落叶生物量的增加来解释,树种丰富度对20-30cm土层土壤固碳速率的补偿效应的积极影响在一定程度上可以用细根生物量的增加来解释,太阳辐射对0-10cm土层土壤固碳速率的补偿效应的抑制作用可以用凋落叶生物量的减少来解释。[结论]在造林项目中实施多物种种植策略可以提高土壤固碳速率,从而更有效地减缓全球气候变化。鉴于在本研究中,2010年至2022年0-10cm土层土壤固碳速率仍为负值,因此在人工造林后保持地表植被或在地表覆盖树叶、木屑等有机物质,以减少土壤养分流失具有重要意义。
发布时间:2026-01-28
7. 基于气候变化对食源/夜宿植物影响的海南长臂猿保护优先性分析
摘要: [目的]越来越多动植物的生存受到气候变化的严重威胁。在气候变化的影响下灵长类动物赖以生存的食物和住所资源可能会发生分布范围的缩小或转移,迫切需要依据食物和住所资源的空间分布来确定未来灵长类动物的优先保护区域。[方法]本研究利用物种分布模型确定了当前和未来气候情景下全球最濒危灵长类动物-海南长臂猿、食源植物和夜宿植物出现概率的空间格局。我们还量化了食源植物、夜宿植物和海南长臂猿出现概率三者之间的相关性。最终将海南长臂猿、食源植物和夜宿植物的出现概率纳入优先保护空间规划中,确定了当前及未来气候情景下的保护优先区。[结果]。预测结果表明,在未来气候情景下海南长臂猿适宜生境大范围缩小,食源/夜宿植物的出现概率不断降低。海南长臂猿出现概率与食源植物和夜宿植物出现概率三者之间呈现正相关关系。此外,未来气候情景下的保护优先区从中海拔地区向高海拔地区转移。气候变化导致海南长臂猿适宜生境面积下降和食源/夜宿植物出现概率降低,并对保护优先区域产生影响,这对于海南长臂猿未来的保护提出了新的挑战。[结论]我们的研究强调了考虑食源植物和夜宿植物在濒危物种保护方面的重要性,并确定了未来优先保护区域的位置,以减少气候变化对海南长臂猿的影响。
发布时间:2026-01-28
8. 不同干扰强度和海拔梯度下海南热带林地上碳储量的动态变化
摘要: [目的]热带雨林在全球碳循环中发挥着关键作用,不仅涉及陆地碳储量而且还关系到全球气候变化。然而,对不同干扰强度和海拔梯度下热带林碳储量动态变化知之甚少。在本研究中,我们评估了生物因素(森林结构、物种多样性、性状组成和功能多样性)和非生物因素(海拔梯度、干扰强度和土壤条件)如何影响碳储量的生长量、损失量、补充量和净变化。[方法]研究基于2009至2011年在海南霸王岭布设的22个1公顷动态监测样地,其中包含8块老龄林样地和14块受到不同干扰强度的退化林样地。平均以5年一次对样地进行复测,目前已获得10年内3次动态监测数据。由于第二次调查期间干旱程度明显加重,因此利用多元线性回归模型和结构方程模型分别探讨了两个时期生物因素和非生物因素对碳储量不同统计学过程的影响。[结果]随着时间的推移,老龄林和退化林的碳储量呈增加趋势,但第二阶段积累速率减小。不同海拔梯度上老龄林碳储量的生长量、补充量和净变化小于退化林,而损失量高于退化林。在第二阶段由于干旱程度的加重,不同海拔梯度上的老龄林和退化林碳储量生长量、补充量和净变化降低,而损失量呈增加趋势。生物因素和非生物因素对碳储量的不同统计学过程均有影响,干扰强度和森林结构显著影响碳储量的生长量并且呈正相关;干扰强度、森林结构和性状组成显著影响碳储量的损失量;森林结构与碳储量的补充量显著负相关;干扰强度和物种多样性与碳储量的净变化显著正相关。结构方程模型表明干扰强度通过直接作用影响碳储量的生长量、损失量和净变化。海拔通过直接和间接作用影响不同阶段碳储量的不同统计学过程。性状组成通过直接作用影响不同阶段碳储量的损失量和净变化。物种多样性只在第二阶段碳储量的补充量和净变化起直接作用,功能多样性只在第一阶段碳储量的损失量和净变化起直接作用。两个阶段均表明退化林碳储量净变化主要受生长量的影响,老龄林碳储量净变化主要受损失量的影响。[结论]总而言之,生物因素和非生物因素对热带森林的碳储量不同统计学过程均产生了强烈的影响,只有综合评估多种非生物和生物驱动因素对碳储量不同统计学过程的影响,才能更好地了解热带森林在碳封存中发挥作用的机制。
发布时间:2026-01-28
9. 中国不同气候区典型天然林群落的功能脆弱性及其决定因素
摘要: [目的]对未来环境变化的不确定性使得对森林管理的规划异常困难,评估森林群落的功能脆弱性对于制定和实施有效的生物多样性保护战略至关重要。然而,森林的复杂性使我们任然缺乏对森林群落功能脆弱性的准确和综合评估,同时对功能脆弱性多变量驱动机制的理解也非常有限。本研究对中国不同气候区典型天然林群落的功能脆弱性进行了量化分析,并考察了多变量驱动因素的综合影响。[方法]利用包含中国不同气候区典型森林群落的10个森林动态监测大样地(FDPs)观测数据,结合植物功能性状和群落特性(包括整个性状空间上功能冗余的分布、物种的丰度分布以及物种性状独特性与物种丰度之间的关系),并基于对广泛干扰的模拟,综合量化了不同气候区典型森林群落的功能脆弱性。同时,采用空间自回归模型和线性模型比较环境变量和群落特征对功能脆弱性分布格局的相对影响。[结果]森林群落功能脆弱性随着纬度增加呈单峰变化模式,寒温带和热带的森林群落功能脆弱性整体低于温带和亚热带。环境变量和群落特征对功能脆弱性均有显著影响,不同森林类型间差异显著。土壤变量和群落特征是功能脆弱性变化的主要驱动因素,且土壤变量对功能脆弱性的综合影响随纬度的增加而增加,而群落特征则呈现相反的趋势。[结论]中国不同气候区典型天然林群落的功能脆弱性差异显著,且呈现出明显的纬度梯度,并与土壤变量和群落特征密切相关。功能脆弱性多变量驱动机制的纬向规律强调了不同气候区森林类型的生态系统管理和生物多样性保护战略的差异性和个性化需求。
发布时间:2026-01-28
10. 生态产品价值实现政策的文本挖掘与量化评价
摘要: 对现有生态产品价值实现政策进行文本挖掘和量化评价,可为后续政策设计、调整、完善、更新提供决策建议。研究利用社会网络分析和关键词聚类等方法对2010-2024年间发布的1367项生态产品价值实现的政策进行文本挖掘,明确政策发布主体间的府际关系、现行政策的总体效力强度以及政策文本内容的共性特点,基于PMC指数模型构建了包括9个一级变量和42个二级变量的生态产品价值实现政策评价指标体系,并以12项典型政策作为量化评价样本。结果表明:(1)整体关系网络中,国家级政策发布主体以中国人民银行、国家市场监督管理总局、财政部、自然资源部等部门为核心,省级政策以本级人民政府和林业和草原部门为核心,地市级政策以本级林业和草原部门以及自然资源部门为核心。其中省级政策的府际关系最为密切。(2)不同层级的政策文件的发布类型均以工作文件为主,政策效力强度具有明显的阶段性特征,其中省级的平均政策效力强度最大,县级最低。(3)现行的有关政策共同反映出生态产品价值实现与生态建设、环境保护、资源利用、产业发展、机制体系建设等方面密切关联,涉及绿色高质量发展、激励约束和价值实现、生态产品生产供给和保障、水生态环境问题、国土空间优化问题、实现形式等内容。从选取的12项政策样本来看,现行的生态产品价值实现政策基本满足了适用性要求,但仍然存在较大的改进余地,整体PMC指数均值为5.73,平均等级为“可接受”。不同层级和不同区域的政策样本评价等级存在异质性,整体上表现为:地市级>国家级>县级>省级,东部>中部>西部。我国生态产品价值实现政策在政策重点、激励方式、政策结构和作用指向表现较好,需要在专项领域、政策目标、政策性质等方面加以补充完善。
发布时间:2026-01-28
11. 生态协同视域下土地利用与PM2.5浓度耦合的时空分异特征及溢出效应——以淮河生态经济带为例
摘要: [目的]PM2.5污染对社会经济和公众健康都有较大的危害,土地利用类型作为PM2.5排放源和影响因素的空间载体,其变化不可避免会影响到局地和区域PM2.5浓度,然而,土地利用对PM2.5的溢出效应、规模效应及区域差异尚不清楚,并且少有研究考虑如何通过优化土地利用结构以缓解PM2.5污染。[方法]鉴于此,以存在明显的区域发展不平衡、不充分、不协同等问题的淮河生态经济带为实证对象,从土地利用结构的视角出发,开发了一个新的框架,利用空间计量模型与时空地理加权回归模型(GTWR)、多尺度地理加权回归模型(MGWR)相结合,实现了多尺度、多时空分析,研究并探讨了1998-2021年淮河生态经济带PM2.5浓度与土地利用类型之间的关联及影响机制的时空异质性。[结果](1)1998-2021年淮河生态经济带PM2.5浓度在2013年前后呈现先上升后下降趋势,空间自相关性显著,整体基本保持西北高,西南少的分布格局;(2)土地利用与PM2.5污染密切相关,且存在显著的溢出效应。PM2.5浓度与建设用地、草地、耕地和裸地呈正相关,与林地和水体呈负相关。除草地、耕地外,各地类对PM2.5污染的直接影响效应均大于间接效应。具体来看,建设用地可以显著加剧区域内部与邻域PM2.5污染,而林地与水体则可以削减区域内部与邻域的PM2.5污染,耕地可以削减区域内部的PM2.5污染,但对邻域PM2.5污染具有加重作用;(3)土地利用对PM2.5污染的影响存在明显的时空差异,林地对PM2.5浓度的影响规模最大、耕地其次。在小范围内发现耕地与水体对PM2.5浓度有正影响,其中,林地在全域范围内的影响系数较为平均,而耕地、水体及建设用地在不同地区存在较大差异,以淮河生态经济带东北部以及南部城市最为明显。在2018年淮河生态经济带发展规划提出后,耕地对PM2.5的减弱影响逐渐减少,而林地及水体则在规划提出后对PM2.5的影响作用有略微的削弱、建设用地对PM2.5的正影响有明显加剧。本研究结果为优化土地利用结构和PM2.5的协同治理提供了新思路,并对其他类似地区的可持续发展具有参考意义。
发布时间:2026-01-28
12. 多尺度视角下建成地景观格局时空变化与PM2.5浓度变化的季节性关联——以安徽省为例
摘要: [目的]安徽省连接着中国经济增长最快的长江三角洲地区和中国污染最严重的京津冀地区,其城市建设用地的扩张显著改变了城市景观格局,影响了城市大气污染物的分布。深入探究城市景观格局对PM2.5浓度分布的时空演变及影响机制是城市污染治理的基础。在不同时空尺度下,建设用地景观格局与PM2.5浓度分布的关系尚不明确,因此,了解不同时空中建设用地景观格局的变化对PM2.5的影响,有利于城市格局的合理布局。[方法]本研究采用分段线性回归模型检测2000-2020年期间安徽省PM2.5浓度的拐点。计算PM2.5在上升期和下降期的多尺度时空格局,通过4个景观指标来量化安徽省建成地的分布特征,使用双变量空间自相关以及地理加权回归模型分析建设用地景观格局对PM2.5浓度在不同栅格尺度、不同季节分布的影响。[结果](1)2013年是2000-2020年安徽省PM2.5浓度变化拐点,第一阶段(2000-2013年)景观格局变化对PM2.5变化主要呈正相关关系,第二阶段(2013-2020年)呈负相关,且建设用地景观格局变化与PM2.5变化之间存在明显的空间自相关和空间溢出效应。(2)安徽省不同区域影响PM2.5浓度的主要景观格局指标与地形密切相关,在山地和皖南地区,建成地景观格局变化对PM2.5变化的影响更为显著。随着尺度的扩大,不同景观尺度变化与PM2.5变化的相关性持续增强。(3)总体而言,建设用地景观格局对PM2.5浓度的影响在冬季比夏季更为显著,且在第二阶段更为明显,建成地聚集度和占比上表现出相对较大的季节差异。[结论]我们建议在考虑地形影响的情况下,实施不同区域PM2.5污染控制的灵活城市策略规划。
发布时间:2026-01-28
13. 基于循证理念的合肥市绿色开放空间环境偏爱特征识别研究
摘要: 绿色开放空间是实现人类健康、城市居住环境优化和城乡可持续发展的关键要素,以往研究多采用问卷、静态图像的方式获取行人对绿色开放空间的感知与偏爱,忽视动态视角下行人获取空间特征的差异与情绪变化。循证理念从居民的感知和体验的角度,融合城乡规划、风景园林、环境心理学多学科特征,利用科学的方法和实证数据来评估及优化绿色开放空间的品质,关注人们在绿色空间中的感知、行为和需求,有助于全面理解行人对绿色开放空间的环境偏爱,提升绿色开放空间的品质和吸引力。基于循证理念采取定量和定性的方法,对城市居民在绿色开放空间中的环境偏爱特征进行识别,旨在还原绿色空间的游憩属性以解决当前森林公园中空间尺度失调、空间格局破碎、可达性较弱等突出问题,为今后城市更新中绿色开放空间设计提供一定的参考依据。研究通过GPS轨迹数据分析行人移动模式,测量行人在实际城市绿色开放空间中的步行速度,利用速度变化率提取驻留路段并记作“吸引力路段”,表征行人的环境偏爱程度。采取空间句法、街景图像语义分割等技术,收集研究路段的多源数据,包括空间可达性、连通性、绿视率、天空可视度等指标。从空间结构、环境特征方面对驻留路段的空间环境特征进行量化,分析绿色开放空间的空间结构特征与景观环境特征,构建行人对绿色开放空间的空间环境感知体系。在此基础上通过回归分析的方法解析城市绿色开放空间中行人的偏爱程度与“吸引力路段”空间环境特征之间的关联,探索行人绿色开放空间偏爱的关键影响因素,基于循证理念结合实际提出城市更新中能够引导良好步行体验的设计手法。研究结果表明,空间连通性、景观丰富度、绿视率是促进行人步行活动及适宜步行速度的关键因素,对行人在绿色开放空间中的环境偏爱具有正向效应。步行速度这一微观数据更能定量反映行人偏爱,在后续绿色开放空间感知中具有可用性。因此,在现代森林城市更新中应注重彩叶植物配置、良好绿视率设计、空间连通性布局,提升绿色空间质量,使行人充分享受绿地福祉。
发布时间:2026-01-28
14. 基于评价型数字足迹的国家森林乡村景观多维感知研究——以安徽西递村为例
摘要: [目的]中国国家森林乡村是具有重要自然生态资源与文化景观的乡村类型,在生态保护、旅游开发、国土规划等方面发挥关键作用。目前对于国家森林乡村的研究多集中于分布格局、空间结构和类型特征等宏观层面,缺乏微观视角切入下对国家森林乡村景观资源的分析整理与规划提升。景观感知理论探讨了人们在社会及个体分异性背景下,通过感官对各类景观环境进行主观解析、感知和评价的过程与结果,并最终起到对景观规划设计相关工作的指导作用。随着Web3.0时代的来临,数字足迹凭借其类型多元性、样本多样性、时空延展性和数据客观性的优势成为进行景观感知研究的新型方式。将基于数字足迹的景观感知研究引入国家森林乡村中不仅能扩展相关领域的研究视角,还有助于发现并解决国家森林乡村景观资源存在的问题,促进其景观系统规划的可持续发展。[方法]西递村位于安徽省黄山市,是第二批国家森林乡村和重要的区域绿地。通过Python收集游憩者对西递村景观系统的评价型数字足迹。进行三轮预处理后得到共计1730条、总字幅82870字的评价型数字足迹数据库。将数据库导入ROST CM6 软件中,运用语义网络分析法梳理游憩者对西递村景观感知的总体特征,以此为基础构建景观多维感知模型,从自然生态景观、历史人文景观、景观环境氛围和情绪表达状况四个层面分析游憩者对西递村景观感知的细节特征。[结果]结果表明:游憩者对西递村历史人文性景观的感知度最强,占比45.6%。景观环境氛围的感知度居中,占比29.9%。自然生态景观的感知度较弱,占比23.5%。大部分游憩者对西递村景观系统持有积极情绪,占比86.94%。6.24%与6.82%的游憩者对西递村景观系统持有中性与消极情绪,过度的商业化和同质化建设是引发消极情绪的主要因素。[结论]根据研究结果,对西递村景观系统规划设计的优化与管理提出了维持并强化西递村景观系统的现有优势、完善对西递村自然生态资源的保护利用、避免对西递村景观系统的过度商业开发和建立游憩者的多维反馈渠道四点建议。
发布时间:2026-01-28
15. 城市化背景下城市蓝绿空间降温效应的研究综述
摘要: 城市化进程加剧了城市热岛效应,而城市蓝绿空间(包括城市绿地,城市河流和城市湿地等)的降温效应被广泛认为是缓解这一现象的有效策略。然而,城市蓝绿空间的降温能力受到城市化(如建筑物和不透水下垫面的增加、人口大量迁移以及城市绿地和水体的破碎化等)等多种因素的影响,并表现出显著的空间异质性。尽管已有大量研究探讨了城市蓝绿空间的降温效果,但在考虑城市化进程中多种因素相互作用的背景下,相关文献的系统整理仍显不足。本文一方面通过文献计量学分析,揭示了城市建成环境对蓝绿空间降温效应影响的研究新趋势;另一方面,本文通过对相关文献的深入分析,总结了蓝绿空间的降温机制、降温效果及其影响因素,探讨了蓝绿空间与灰色空间之间的共同降温原理及其影响因素,并提出了批判性思考。此外,本文基于之前的研究,提出了一个总结城市蓝绿空间发挥效应的“源-径-场”概念模型,并探讨了概念模型的延展与应用。本文进一步讨论了如何将城市蓝绿灰空间的降温效应研究成果应用于城市规划设计和管理,以积极应对气候适应性规划。本文旨在为城市蓝绿空间的研究提供新的思路,并为城市规划管理者通过优化湖泊湿地及周边绿地建设以缓解高温影响提供建议,具有重要的科学价值和现实意义。
发布时间:2026-01-28
16. 城市不同生境下园林树木异速生长关系研究
摘要: [目的]基于树木异速生长模型的城市绿地碳储量测算是低碳城市建设的重要参考依据。然而,因土地利用方式、管理目标等差异,城市内部生境存在异质性,城市中不同类型的生境对树木异速生长关系的影响尚不明确。因此,本研究旨在探索城市不同类型生境对树木异速生长关系的影响。 [方法]按照植物地上、地下部分是否受限分为四种生境类型:地上地下均不受限(H1,无限制性生境)、地上受限地下不受限(H2)、地上不受限地下受限(H3)、地上地下均受限(H4)。在广州市采集了广泛种植的木兰科、樟科、桃金娘科、豆科、山茶科植物共1255株,采用激光测距仪、胸径尺等工具测量了树高、胸径、树冠半径、树冠深度等变量,探索城市生境对树木形态学异速生长关系(y=a×xb)的影响。 [结果](1)仅考虑城市不同生境对异速生长关系的影响时,在4种城市生境下,树木总体胸径vs.树冠半径的异速生长关系无显著性差异,其余形态学变量之间的异速生长关系均存在限制性生境(H2-H4)与无限制性生境(H1)间的显著差异,H4中异速生长指数相对H1的偏离程度最大。(2)在考虑不同树种时,结果显示不同树种对生境的响应也存在差异。以树高vs.树冠半径异速生长关系为例,桃金娘科和山茶科拟合程度较低(R2<0.5),木兰科和樟科的拟合结果在4种生境中无显著性差异,异速生长指数分别为1.00-1.28,0.97-1.06,而豆科在H1(1.50(95%CIs:1.37-1.65))和H3(1.09(95%CIs:0.90-1.33))两种生境间则存在显著性差异。 [结论]基于生长空间受限划分的城市生境类型与树种类型均会对树木的异速生长关系产生影响。对于城市绿地碳储量测算,在综合考虑经济成本与模型准确率的情况下,建议不区分树种,采用较为稳定的胸径与树冠半径间的异速生长模型。而对于城市生境中不同树种生长的精确评估,建议区分生境类型与树种分别建立模型。
发布时间:2026-01-28
17. 2001-2023年青藏高原植被生产力时空变化及其驱动机制
摘要: [目的]植被生产力是衡量植被生长状况和生态系统健康的重要指标。揭示青藏高原植被覆盖变化的时空变异趋势及其驱动机制,可为青藏高原生态屏障区生态保护、修复与陆地碳汇管理提供数据支撑。[方法]基于Google Earth Engine平台,获取2001-2023年青藏高原区域的MODIS逐月植被指数和植被净初级生产力(NPP)数据,并结合土地利用覆盖数据及水文气象数据,采用Theil-Sen斜率估计、Mann-Kendall趋势检验、Hurst指数和Pearson相关系数,评估青藏高原植被覆盖的时空变化及其对气候变化的响应;并利用最优参数地理探测器模型进行因子分解分析,揭示植被生产力变化的驱动因子。[结果](1)青藏高原生态屏障区的主要土地利用类型为草地,其次为裸地和林地,2023年面积依次约占62.48%、22.86%和9.34%。2000-2023年间,耕地、湿地、水体和裸地面积均发生了较大变化,其中湿地、耕地和裸地面积分别减少34.56%、5.47%和5.20%,水体面积增长了22.88%;(2)2001-2023年,青藏高原植被年均NDVI和年生长季(5-9月份)平均NDVI分别为0.3479±0.0082和0.3457±0.0069,线性增长率分别为0.0011/a和0.0015/a(P<0.05),青藏高原北部地区呈现较强的植被恢复能力;(3)植被NPP多年均值为205.80±9.75g C m⁻² a⁻¹,增加速率为0.81 g C m⁻² a⁻¹(P<0.05),NPP空间格局从西北至东南具有较强的空间异质性,增加趋势最为显著的地区集中于中部三江源和东北部地区;(4)植被NPP与气温、夜间地表温度和潜在蒸散发量呈显著正相关,其中夏季和秋季升温均显著增加植被NPP,年均降水对青藏高原植被NPP的影响并不显著;(5)驱动分析表明造成植被生产力空间分异的驱动因子,自然因子间的交互作用比单一自然因子的影响更大。[结论]2001-2023年,青藏高原植被覆盖呈总体变绿趋势,植被生产力整体逐年上升且在研究区内表现出显著的空间分异性,气温和人类活动的交互作用是驱动植被生产力变化的关键因素。
发布时间:2026-01-28
18. 长期氮添加对水杉人工林根际和非根际土壤碳氮磷计量特征的影响
摘要: [目的]土壤碳、氮和磷含量及其计量比的相互作用和平衡制约是生态系统循环过程中的关键环节。然而,土壤碳氮磷计量特征对长期氮沉降的响应及其在土壤不同生态位之间表现有何差异尚不明晰。[方法]基于此,在江苏省盐城市东台林场水杉人工林开展为期10年的野外氮添加试验,设置CK(0 kg ha-1a-1)、N1(56 kg ha-1a-1)、N2(168 kg ha-1a-1)、N3(280 kg ha-1a-1)、N4(336 kg ha-1a-1)5个处理,测定了非根际和根际土壤基本理化性质、养分计量特征、酶活性和微生物生物量等。[结果]结果表明:①相比于CK,非根际和根际土壤碳氮比总体分别显著降低13.1%和29.0%,仅非根际土壤全氮、氮磷比在N4处理下分别显著升高25.4%和28.4%,其余土壤碳氮磷计量特征对氮添加的响应在总体及各处理均不显著。②根际和根际土壤碳氮磷计量特征对氮添加的响应方向较为一致,但非根际土壤的响应强度更大。③非根际土壤有机碳、全氮、全磷含量两两间均存在显著正相关关系,而根际土壤仅有机碳和全氮含量存在显著正相关关系,非根际和根际土壤有机碳含量与计量比之间均存在显著正相关关系。④非根际土壤中微生物生物量及酶活性是影响碳氮磷计量特征的主要因素,而根际土壤中pH、硝态氮、有效磷等化学性质对碳氮磷计量特征起主要的调控作用,微生物生物量碳和酸性磷酸酶是影响非根际和根际土壤碳氮磷计量特征的共同主要因素。[结论]综合来看,非根际和根际土壤碳氮磷计量特征对长期氮添加的响应较为一致,但受到土壤化学和微生物性质的不同程度的调控。研究结果加深了对环境变化背景下不同生态位土壤碳和养分响应规律及机制的认识,为今后生物地球化学循环模型的构建提供了科学参考。
发布时间:2026-01-28
19. 空间变异导致的竹林土壤碳储量估算不确定性分析:以四川长宁县为例
摘要: [目的]本研究以四川省长宁县为例,旨在阐明不同空间变异大小对竹林土壤碳储量估算准确性的影响,以及由此产生的不确定性程度,为相关科研工作人员在大尺度地区进行碳储量估算的空间分辨率选择提供参考。[方法]以四川省长宁县竹林生态系统为研究对象,于2016年11-12月按照相邻样点间距约1.0km分三层(0-20cm、20-40cm、40-60cm)进行随机环刀取样,共采样约1500个,将环刀充满的自然状态的土样密封带回实验室内,通过重铬酸钾氧化-外加热法测定土壤中的有机碳含量。利用ArcGIS10.0软件,结合长宁县数字高程模型数据及其竹林分布矢量图,对长宁县竹林土壤有机碳密度分土层进行kriging插值,将插值后的数据转化成1*1m至15*15km的不同像元大小的栅格数据并得到结果图,对输出的不同空间分辨率的栅格数据取平均值来表征在该空间分辨率下的土壤碳储量估算值,并绘制曲线图。[结果]通过比较不同空间分辨率的碳储量估算结果图,发现各土层都呈现出空间分辨率较高的数据所得到的土壤碳储量分布更加平滑,突出了碳储量高值和低值区,对竹林土壤碳储量的空间差异刻画得更加细致。一般来说,空间分辨率越高,得到的结果越为准确。故将1m分辨率下得到的平均值近似看待为真实值,用于计算曲线的均方根误差。平均值曲线图显示,各土层1m分辨率到0.1km分辨率下估算得到的长宁县碳储量平均值几乎相等。0-20cm土层在3km到5km空间分辨率处估算得到的碳储量平均值发生少量下降,并在6*6km到15*15km呈现明显波动,均方根误差达到3.08,超出合适范围;20-40cm土层在4*4km处发生少量下降,并在7*7km到15*15km呈现明显波动,均方根误差为1.69;40-60cm土层则在4km到15km空间分辨率处呈现明显波动,均方根误差为1.76;在0-60cm全土层范围,碳储量平均值在3km分辨率处开始下降,并在7km-15km分辨率范围呈现明显波动,均方根误差达到7.19.0-60cm全土层范围下,1m到9km分辨率的均方根误差均小于2,达到10km后则大于2。[结论]在更大空间尺度范围(如全国、世界等)估算土壤碳储量时,由于高分辨率数据计算量过大,需选择分辨率相对较低的数据进行计算,但为保证估算的准确性,应控制在10*10km内。
发布时间:2026-01-28
20. 基于高速摄像技术倒伞型收集装置油茶果收集机理研究
摘要: 目前,油茶果机械化采收中的收集部分大多采用倒伞型收集装置,有人机结合、自动化、智能化等多种形式,但未对其中收集机理进行研究。[目的]本文通过对收集机理中的油茶果与伞布碰撞恢复系数测定进行试验,为油茶果倒伞型收集装置的优化设计提供理论依据。[方法]利用设计研发的伞面碰撞恢复系数测定装置模拟油茶果机械化采收过程中果实掉落及收集部分,结合两台高速摄像机对试验过程记录与分析,通过单因素初选试验和多因素正交试验探究果实掉落高度、伞布材料、伞布所受张紧力大小、伞布与水平面角度对油茶果与伞布碰撞恢复系数的影响,确定各因素对油茶果与伞布碰撞恢复系数的影响主次顺序及各因素的显著性水平。[结果]1)分析得出四种因素对碰撞恢复系数的影响主次顺序为:伞布与水平面角度、伞布材料、伞布所受张紧力大小、果实掉落高度;2)选出较优的参数组合为伞布与水平面角度25°,伞布材料帆布,伞布所受张紧力大小20N。[结论]本研究揭示了油茶果与伞布碰撞时其恢复系数的主要影响因素,并给出了较优的参数组合,为倒伞型油茶果收集装置的优化设计提供参考,并为提高油茶果收集装置的果实收集率和集中率提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
21. 油茶收集装置研究现状与展望
摘要: 油茶是我国特有的木本食用油。茶油具有营养价值高、油质好、易消化、耐储藏等优点,具有较高的药用和商业价值。随着近年来随着我国对油茶等木本油料越来越重视,现有收获技术正在制约油茶产业的发展,油茶机械化收获存在的问题逐渐凸显,油茶机械化收获体系亟需完善。在我国,目前广泛使用的油茶采摘机械主要依赖于振动技术,该技术的实施必然涉及到对油茶果的收集过程。因此,针对油茶果实收集装置的研究,能够显著提升油茶果的采收效率。本文分类综述目前国内已研制的油茶果收集装置,对其收集效率、漏采率、装备可靠性等进行总结概括对比。现有的收集装置可分为便携式、自走式、采收一体式,当前研究重点主要集中在便携性、自动展开机制以及自主移动技术上。目前,针对油茶果收集机理研究相对较少,多集中于收集伞技术问题解决,缺乏科学问题探究,这导致在分析过程中缺少关键的本构参数。本文通过总结现有油茶收集装置的结构、特点以及工作原理,指明现阶段油茶收集装置存在地形适应能力较差、自动化水平不足、装置集成化程度低等问题,并对油茶收集装置未来的发展提出建议,为油茶收集装置的改进与创新提供方向与思路。对社会节约劳动力资源、缓解劳动力短缺的社会性难题,全面提高油茶果的经济效益、促进油茶产业向生产标准化、专业化方向发展,具有重要意义。
发布时间:2026-01-28
22. 竹材索道集材运输跑车及悬索系统的设计与分析
摘要: [目的]针对山地竹子砍伐后运输下山困难,现行简易索式机械设备多由木材索式改造而来,效果不稳定,索道前期布置困难,且运输跑车续航能力不足,安全得不到保障等问题,设计了一种竹材索道集材跑车运输系统,以实现竹材下山安全、高效运输。[方法]对竹材资源丰富的福建、湖南等竹林场进行调研,确定了竹材索道集材跑车运输系统设计参数,设计了悬索和跑车整体尺寸、功能及关键部件,对跑车主要承载部件进行了有限元分析,校核了跑车强度和刚度;利用ADAMS软件对索道-跑车系统进行耦合振动分析,确定索道运输竹材过程的主要影响因素。选取跑车运输速度、跑车与竹材总质量、索道倾斜角为考察因素,以跑车运输竹材安全性和效率综合评分为指标,开展Box-Behnken仿真试验,求解优化参数组合。[结果]二次回归正交旋转组合试验结果表明:三因素对跑车运输安全性和效率的影响从大到小依次为索道倾斜角、运输速度、跑车与竹材总质量。当运输速度为3.95 m·s-1、跑车与竹材总质量为576.67kg,索道倾斜角为17.09°时,运输安全性和效率综合达到最佳。[结论]当承载索倾斜角为16.5°~20.4°、运输速度为3~4m·s-1、跑车与竹材总质量为420~580kg时,运输安全性和运输效率较好,可在竹林索道集材运输作业的同时充电蓄能、竹材安全高效运输下山。
发布时间:2026-01-28
23. 农林采摘机器人末端执行器的研究现状与发展趋势
摘要: 我国林果、蔬菜产量居世界前列,为实现果蔬采收降本增效,推动机械化、自动化采收作业是必然趋势。末端执行器作为采摘功能的直接执行单元,其性能水平对果蔬收获效率和质量有直接影响。文章对国内外农林采摘机器人末端执行器的结构形式进行介绍,从刚性手指末端执行器、柔性手指末端执行器、真空吸盘式末端执行器及其他形式末端执行器四个方面出发,阐述当前农林采摘机器人末端执行器的研究现状,总结存在问题:缺乏针对非结构化环境下的设计与试验;采摘过程易损伤果蔬表面;采摘成本高等。针对所述问题展望农林采摘机器人末端执行器的发展趋势,建议从几方面开展研究:1)加强机、艺融合,进行宜机化处理;2)多体协调采摘作业,实现一台设备同时对多个目标进行采摘;3)提高设备通用性,根据采摘对象的生物特性考虑将末端执行器进行模块化设计;4)增加非结构化环境下试验设计,更有针对性地开展户外作业环境下采摘机器人末端执行器的研究设计;5)深化智能控制技术应用,将力、距离等各类传感器合理安置在末端执行器上,与视觉系统等配合,完成对采摘目标的位姿确定、夹持力反馈等行为。提高采摘作业效率、减轻甚至消除夹持、移动过程中对果蔬外表面的损伤,提升采摘末端执行器在复杂环境下的作业质量。以期为农林采摘机器人末端执行器的发展提供参考。
发布时间:2026-01-28
24. 基于高光谱成像技术的油茶果硬度测定及其分布可视化
摘要: [目的]油茶果的硬度是影响其加工性能以及储存和运输过程中品质的关键因素。本研究旨在结合机器学习算法,利用可见-近红外高光谱成像技术(VNIR-HIS,374.98~1038.79nm)实现对油茶果硬度的快速、无损、高通量测定。[方法]获取并校准油茶果的高光谱图像后,从明确的感兴趣区域(ROI)中提取全光谱数据,利用质构仪测定硬度的理化值。将数据集按3∶1比例随机划分为校准集和预测集,并对原始光谱数据进行多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)、卷积平滑(SG)、卷积平滑一阶导数(SG1)和二阶导数(SG2)等预处理。基于这些预处理方法构建了全光谱偏最小二乘回归(PLSR)模型,并确定SG1为最佳预处理方法。为了降低数据维度,采用连续投影算法(SPA)、竞争自适应重加权算法(CARS)、蒙特卡罗-无信息变量消除法(MC-UVE)、随机蛙跳算法(RF)和迭代保留信息变量算法(IRIV)选择特征变量,并基于这些特征变量分别构建PLSR、粒子群支持向量回归(PSO-SVR)和粒子群极限学习机(PSO-ELM)模型。[结果]经过波段筛选后,特征变量占全光谱的15.7%至22.6%。研究表明,CARS-PSO-ELM模型的预测效果最佳,其R2C和R2P分别为0.908和0.907,RMSEC和RMSEP分别为1.038和0.831.最终,利用最优预测模型(CARS-PSO-ELM)计算油茶果图像中每个像素点的硬度值,并通过伪彩色映射实现了每颗油茶果硬度分布的可视化。[结论]总体而言,VNIR-HIS可用于无损快速测量油茶果的硬度检测及可视化。基于CARS-PSO-ELM模型建立的硬度预测方法具备稳健性和准确性。这一研究为油茶果硬度检测提供了理论支撑,也为其他农产品硬度的评估提供了有益参考。
发布时间:2026-01-28
25. 林果振动采收装备及研究方法
摘要: 随着机械化的发展,采用更高效的机械化采收代替人工是必然趋势。振动采收技术成为提高果实采收效率的重要手段。根据不同激振方式,和不同激振位置对振动采收装置进行分类,分析了其工作原理及应用效果。基于振动采收,国内外学者从振动采收影响因素,树体传递特性,树体动力学建模这几个方面进行研究。同时,聚焦于果实的研究,具体加速度传感器,高速摄影仪,子系统动力学建模等方法。通过对树体与果实响应的研究对采收装置进行合理的优化。并对林果采收未来发展做出展望。
发布时间:2026-01-28
26. 核桃振动采收技术及理论研究现状
摘要: 核桃是我国林果的重要一环,随着我国对坚果类需求的不断扩大,目前以人工采收为主的采收方式以无法满足日渐增长的需求,采用更高效的机械化采收代替人工是必然趋势。国内外学者对次都已经进行了较多研究。本文主要介绍了适用于我国不同核桃种植方式的振动采收机械,分析了在振动采收过程中的几个主要影响因素,并从林果振动采收机理、建立动力学模型、加速度传感器和基于高速摄像仪的果实运动实验三个方面阐述了国内外林果采收机械的理论研究现状,总结研究中存在的不足,并对我国未来核桃振动采收的研究方向进行了讨论。
发布时间:2026-01-28
27. 基于无人机的竹产品与疫木下山吊运系统设计与试验
摘要: [目的]针对目前竹产品伐后下山主要依靠人工人工搬运、拖车,存在劳动强度大、运送效率低、人力成本高以及易发生安全事故等问题,设计一种基于无人机的竹产品与疫木下山吊运系统,能够实现利用无人机在竹林或树林间的自主吊运和危险情况下紧急脱困保护无人机安全的功能,减少人工参与、保障作业人员安全并克服山地垂直落差大的问题。[方法]基于测定的竹梢、竹段形态特征参数研究设计吊挂自动脱钩装置和无人机紧急脱困装置,并通过SOLIDWORKS软件建立装置的三维模型,同时开发了驱动设备的软硬件系统。基于ANSYS Workbench软件的静态结构分析(static structural)、静磁分析(magnetostatic)对吊运装置的关键结构进行仿真和理论计算,确定结构参数和电磁铁型号。进行室内试验分析打包方式的效率、两种脱钩方式的稳定性和脱困机构的可行性。并进行林间试验,测试整套调运系统在实际工作场景下的效率和稳定性。[结果]室内试验表明,魔术贴打包方式平均用时21s、凹扣组平均用时22.2s、绳结组平均用时25.8s,选用魔术贴进行打包。重力钩脱钩成功率为80%、电磁主动脱钩成功率为90%,选用电磁主动脱钩方式。林间试验结果显示,脱钩成功率为90%,其中挂钩的平均耗时为14.69秒,脱钩的平均耗时为1.19秒。在上升、下降和前进状态下,脱困成功率分别为80%、90%和90%。[结论]该吊运系统能够减少人工参与、提高运送效率、减小人力成本和降低发生安全事故的概率,试验表明该吊运系统满足现场应用需求。
发布时间:2026-01-28
28. 三江源国家公园旅游碳排放研究
摘要: 三江源是我国设立的首批国家公园之一,是我国青藏高原生态安全屏障的重要组成部分,也是全球气候变化的敏感区和影响显著区。作为国家公园的重要功能之一,游憩是实现全民公益性的一大途径。生态环境的脆弱性决定了三江源国家公园需要科学规划、完善生态旅游体系,明晰旅游业碳排放总量与结构特征,并对未来生态旅游提出对策建议,这对于响应中国双碳目标与推动国家公园生态旅游可持续发展具有重要意义。本研究以三江源国家公园为研究区,基于生命周期评价理论(LCA),创新性使用手机信令数据,采用旅游碳排放测算模型,计算了长江源园区、澜沧江源园区、黄河源园区的交通、餐饮、旅游活动碳排放和住宿的碳排放,分析了游客概况和碳足迹热点,探讨了旅游活动主要碳足迹的时空特征及其影响机制,为完善三江源国家公园生态旅游提供数据支撑和决策依据。研究发现,旅游客源主要来自于周边省份和东部地区,各个园区的客源分布存在一定差异;游客的性别构成偏向男性,男女比例近似为3∶1;游览天数以两日游人数最多。长江源园区旅游热点区域主要位于园区东部,沿着G109国道东侧分布;澜沧江源园区旅游热点区域主要位于园区东部的三江源国家公园-大猫谷自然体验区域,在西部有少量分布在阿多乡等村庄,并沿着道路呈现规律分布;黄河源园区的旅游热点区域呈现较为离散的特点,除沿道路分布外,也有景点聚集的特征。三江源国家公园旅游总碳排放为1680014kgCO2,其中,黄河源园区的旅游总碳排放为702460kgCO2,高于另外两个园区。澜沧江源园区的人均碳排放最高,为54.18kgCO2/pep,这与参与的旅游活动和资源消耗有关。黄河源园区日人均碳排放最高,为15.36kgCO2/day.长江源园区的人均交通碳排放最高,黄河源园区的人均餐饮碳排放最高,澜沧江源园区的人均旅游活动和人均住宿碳排放最高。基于上述分析,从倡导团体旅游、使用清洁能源、规范游客行为、充分利用现有设施、优化旅游线路和产品等方面提出三江源国家公园生态旅游碳减排对策。
发布时间:2026-01-28
29. 全球自然保护区的耕地侵占程度及其国家层面的驱动力
摘要: 耕地对自然保护地的侵占阻碍了全球生物多样性保护目标的实现。在全球范围内,保护地内耕地变化的区域分化日益明显,却缺乏显式的保护区耕地密度指标指示,并且普遍的驱动因素也不清楚。本研究结合全球土地覆盖数据库(GLC_FCS30)、全球保护地数据(WDPA)和国家发展指标(国家银行数据库),分析全球保护地的景观构成,识别耕地变化;计算耕地栅格密度指数(CGD:即每平方千米的保护地自然景观平均有多少农田栅格分布),并基于此指数可视化保护地斑块的耕地侵占程度;结合国家经济和农业发展指标,在国家层面识别保护地斑块耕地侵占增长的驱动因素。研究结果表明,CGD指数及其变化具有稳定的表现,可用于可视化和捕捉耕地侵占的热点和变化,为进一步比较提供可能。耕地侵占保护地的现象在世界范围内普遍存在,通过分级分析,超过76.37%的保护地斑块的CGD值大于0(即超过75%的保护地斑块都受到一定程度的农田侵占),39.80%的保护地斑块受低程度的农田侵占;中低程度:13.65%;中等程度:8.36%;中高程度:5.91%;高度侵占:6.14%。在西欧、欧亚大陆交界处、拉丁美洲南部、中非和南亚地区,有一定比例的PA斑块具有较高的CGD.并且CGD变化的区域差异明显,1985至2020年间,欧州保护地斑块的CGD指数呈下降趋势,而拉丁美洲、非洲保护地斑块的CGD指数呈上升趋势。通过GLM模型分析,发现人均GDP、耕地面积和永久耕地比例是影响耕地侵蚀的显著因素。研究结果表明,要实现全球生物多样性保护目标,需要在农业发展和生态保护之间取得平衡,并在国家层面制定合理的政策措施。
发布时间:2026-01-28
30. 利益相关者对森林生态系统服务的认知:以中国和加拿大国家公园为例
摘要: [目的]本研究以中国神农架和加拿大班夫国家公园为例,识别并评估了主要利益相关者(农民、个体经营者、政府官员和游客)对各种森林生态系统服务的偏好特征。[方法]通过利用Q方法和半结构化访谈,研究了24名Q参与者对7类森林生态系统服务的23个Q语句进行排名的结果(范围从-3到+3)。[结果]利益相关者对森林服务的偏好可以归纳为三个不同的视角:旅游文化、生产生活、生态保护。不同类型的利益相关者在森林生态系统服务的看法既有共识,也有分歧,如对“自然生态旅游与生物多样性保护”等服务,有较强的共识,而对“森林保护”服务则持强烈反对态度。此外,利益相关者阐述解释他们偏好不同类型森林服务的原因。总体而言,本研究表明,除了考虑森林本身提供的服务外,政策制定者还需要关注国家公园利益相关者的偏好和需求差异。这确保更全面地满足多样化的社会需求,并有助于制定更有效的政策,促进国家公园的可持续管理和保护。
发布时间:2026-01-28
31. Soil fungus-bacteria interaction network of Pinus sylvestris var.mongolica plantation in the Horqin Desert
摘要: [Objective]The aim of this study was to investigate the effects of different forest ages and soil factors on the characteristics of soil fungus-bacteria co-occurrence network of Pinus sylvestris var.mongolica plantation in the Horqin Dersert,and to further understand the microbial dynamics of the ecosystem.This not only provides scientific basis for soil management and ecological restoration,but also provides important guidance for sustainable management.[Method]In this study,the different forest ages(middle age,near mature and mature)was selected as the research object,and the soil fungus-bacteria network structure and grassland was compared by molecular ecological network analysis based on 16S rRNA high-throughput sequencing technology.The stability of the network was evaluated by three indexes:robustness,absolute value of negative positive cohesion ratio and average variability.At the same time,the correlation between soil fungus-bacteria network and soil factors was discussed by heat mapping.[Result](1)With the increase of forest age,soil fungus-bacteria network became simpler and showed dynamic changes.The fungus-bacterial community interaction is the most dense in the aged forest,showing the highest anti-interference ability and stability of the network.Compared with pine plantation,soil fungus-bacteria network in sandy grassland was more complex.The synergistic relationship between bacterial communities was dominant in both plantation and sandy grassland,indicating that the interaction between bacterial communities was more intensive.(2)The key nodes in the soil fungus-bacteria network of different forest ages were different and all of them were bacterial OTU.The number of key nodes in the middle-age forest network is the largest,and the proportion of key nodes in Proteobacteria is the largest.Acidobacteria is a key node in the symbiotic network of both middle-aged and near-mature forests,indicating that Proteobacteria and Acidobacteria play a key role in maintaining the stability of the fungus-bacteria network,while the key node is not identified in sandy grassland.(3)The complexity of soil fungus-bacterial network was mainly affected by soil available phosphorus and soil water content(P<0.05),and the stability of the network was significantly correlated with soil organic matter and available phosphorus content(P<0.05),indicating that these soil factors played a direct or indirect role in shaping the structure and function of the microbial network.Therefore,it has an important influence on the ecological health of soil and plant growth.[Conclusion]Our results demonstrated that the soil fungus-bacteria network showed dynamic characteristics with the change of forest age.The complexity and stability of soil fungus-bacteria co-occurrence networks in plantations of different ages were different and affected by soil factors.To achieve sustainable management of Pinus sylvestris var.mongolica,it is recommended to pay attention to the control of soil available phosphorus,organic matter and water content in stand management,so as to maintain and improve the health and function of soil microbial community.
发布时间:2026-01-28
32. 芽孢杆菌接种剂量对花棒和柠条幼苗生长的影响
摘要: [目的]芽孢杆菌(Bacillus)菌剂可形成土壤微生物膜,显著提高土壤抗风蚀能力,但它对风沙区植被恢复的影响尚不明确。[方法]本文采用盆栽试实验,分析使用不同菌剂施用量(0、1、3、5、7、10g/kg)和施用方式(喷施、混施)施用芽孢杆菌混合菌剂对典型沙生植物花棒(Corethrodendron scoparium)和柠条(Caragana korshinskii)幼苗光合作用和荧光特性的影响。[结果]芽孢杆菌菌剂能有效胶结、改良风沙土,土壤固结层厚度、硬度较未施加菌剂分别提升32.23%-131.11%和79.94%-138.22%,土壤脲酶和蔗糖酶含量也显著提升,在防风固沙的同时改善风沙土性质;1-3 g/kg施用范围内芽孢杆菌菌剂对植物光合作用和荧光特性产生随菌剂施用量增加而增加的促进作用,在3-10 g/kg施用范围内促进作用随菌剂施用量增加而逐渐减少;花棒和柠条的菌剂最佳施用量分别为3g/kg和1 g/kg;不同施用方式之间无显著差异。[结论]施用适量芽孢杆菌菌剂所产生的土壤微生物膜能促进花棒和柠条幼苗生长。(800~1000字)(综述采用非结构式摘要,但字数应达到800~1000字)
发布时间:2026-01-28
33. 呼伦贝尔沙地樟子松林土壤和根内真菌泛化种和特化种结构与功能特征
摘要: [目的]为阐明樟子松(Pinus sylvestris var.mongolia)土壤和根内真菌泛化种和特化种群落结构与功能特征及其与土壤理化的相关性。[方法]以呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林(中龄林、近熟林和成熟林)为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序和FUNGuild平台鉴定分析樟子松土壤和根内真菌泛化种和特化种群落。[结果](1)土壤和根内真菌泛化种保留169个OTUs,隶属于5门12纲29目58科64属111种,其中优势属均为口蘑属Tricholoma、乳牛杆菌属Suillus、丝盖伞属Inocybe、Cadophora;土壤真菌特化种保留了603个OTU,隶属于8门25纲58目107科165属315种,根内真菌特化种保留了216个OUT,隶属于4门13纲35目59科69属110种,特化种优势属分别为青霉属Penicillium、Geminibasidium和Acephala、丝盖伞属。(2)在土壤和根内真菌中,特化种中腐生营养型真菌相对丰度显著高于泛化种(P<0.05);除此之外,土壤真菌特化种的腐生营养型和病理营养型真菌相对丰度显著高于根内真菌特化种(P<0.05)。(3)土壤和根内真菌泛化种中共生营养型真菌占比最高为8.32%~51.42%,优势生态功能群为外生菌根真菌;土壤真菌特化种以腐生营养型真菌占比最高为17.01%~40.01%;根内真菌特化种共生营养型真菌占比最高为43.87%~54.45%,优势生态功能群为外生菌根真菌。(4)土壤和根内真菌群落结构主要受土壤有机质、有效氮、全氮和全钾驱动,与泛化种和特化种群落呈显著正相关关系。[结论]呼伦贝尔沙地樟子松林真菌泛化种和特化种具有不同的群落结构,土壤和根内真菌特化种群落结构差异显著。樟子松生长过程中,真菌泛化种共生营养型真菌大量富集占据主导地位,有利于林木快速生长;特化种腐生营养型真菌发挥主导作用,有利于提高林木对外部环境抵抗能力。真菌的泛化种和特化种群落受土壤理化性质的变化的影响,其中土壤有机质、有效氮、全氮及全钾是真菌群落结构变化的主要驱动因素。研究结果有助于深入理解呼伦贝尔沙地樟子松林土壤和根内真菌生态功能,为樟子松林的可持续管理与保护提供科学依据,确保其生态健康和经济效益的双重实现。
发布时间:2026-01-28
34. 科尔沁沙地不同林龄樟子松人工林土壤真菌-细菌共现模式
摘要: [目的]明确不同林龄及土壤因子对科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌-细菌共现网络特征的影响,研究结果有助于深入理解樟子松人工林生态系统的微生物动态。这不仅为土壤管理和生态恢复提供了科学依据,也为樟子松人工林的可持续经营管理提供了重要指导。[方法]本研究选择了不同林龄(中龄、近熟和成熟)樟子松人工林土壤为研究对象,以邻近地段未造林沙质草地为对照,基于16S rRNA高通量测序技术,采用分子生态网络分析法比较分析樟子松人工林和草地土壤真菌-细菌网络结构,以稳健性、负正内聚力之比的绝对值和平均变异度这3种指标来评估网络的稳定性。同时,通过绘制热图探讨人工林土壤真菌-细菌网络与土壤因子的相关性。[结果](1)随林龄增加,土壤真菌-细菌网络愈加简单,呈现动态变化。中龄林真菌-细菌群落交互最密集,显示出最高的网络抗干扰能力和稳定性。与樟子松人工林相比,沙质草地土壤真菌-细菌网络更复杂。人工林和沙质草地均以细菌群落间的协同关系为主,表明细菌群落间的相互作用更加密集。(2)关键节点在不同林龄土壤真菌-细菌网络中存在差异且均为细菌OTU.中龄林网络关键节点最多,其中变形菌门(Proteobacteria)的关键节点占比最大。酸杆菌门(Acidobacteria)在中龄林和近熟林共生网络中均作为关键节点,表明变形菌门和酸杆菌门在维持真菌-细菌网络稳定中起关键作用,而沙质草地未识别到关键节点。(3)人工林土壤真菌-细菌网络复杂性主要受土壤速效磷和土壤含水量的影响(P<0.05),网络稳定性与土壤有机质和速效磷含量显著相关(P<0.05),表明这些土壤因子在塑造微生物网络结构和功能方面起着直接或间接的作用,从而对土壤的生态健康和植物生长产生重要影响。[结论]科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌-细菌网络随着林龄的变化呈现动态特征;不同林龄人工林土壤真菌-细菌共现网络复杂性和稳定性存在差异且会受到土壤因子的影响。为了实现樟子松人工林的可持续经营管理,建议在林分管理中关注土壤速效磷、有机质及含水量的调控,以维护和提升土壤微生物群落的健康和功能。
发布时间:2026-01-28
35. Photogrammetric technique-based quantitative measuring of gravity erosion on steep slopes in laboratory:Accuracy and application
摘要: Gravity erosion,is triggered by gravitational force and defined as the erosion and transportation processes of soil mass under its own weight.Gravity erosion,a dominant erosion type on steep hilly slopes,is widely located in gully head,gully side wall or river valley.Gravity erosion usually occurs within seconds in combination with hydraulic erosion,thus posing a great challenge to site-specific real-time measurement of gravity erosion.Compared with hydraulic erosion,the research of gravity erosion has been in a weak state because of its mechanism complexity and limited measuring methods.Quantitative measuring of gravity erosion is very important for a better understanding of soil mass failure occurrence and prediction.At present,soil erosion models(such as USLE,CSLE,and WEEP)only consider soil loss under hydraulic force,while the sediment yield produced by gravity erosion is usually indirectly analyzed through relationship between runoff and sediment or determined through the difference between the amount of total erosion and hydraulic erosion.Despite the establishment of soil erosion models involving the influence of gravity erosion by some researchers,those models are empirical equations of soil loss.The study of gravity erosion models requires a large number of direct observational data sets,most previous studies of gravity erosion are qualitative description rather than quantitative analysis,which also limits the establishment of gravity erosion models.Quantitative measuring of gravity erosion contributes to a better understanding of soil mass failure occurrence and prediction.However,the measurement of gravity erosion requires continuous monitoring of the objective terrain,due to its occurrence usually within seconds and combination with hydraulic erosion.The photogrammetric technique can quickly obtain terrain data and provide a new idea for measuring gravity erosion.Based on a continuous high overlapping image acquisition equipment,Structure-from-Motion-Multil-View-Stereo(SfM-MVS)integrated workflow,and volume calculation,a new working methodology was established for measuring gravity erosion on steep granitic slopes in the laboratory.The results showed a good match between the digital point clouds derived from SfM-MVS integrated workflow and terrestrial laser scanning(TLS),achieving millimeter-scale accuracy.The mean distance between the point clouds derived from TLS and SfM-MVS is 1.13 mm,with a standard deviation of 0.93 mm.The relative errors among the volumes calculated by SfM-MVS and TLS or the conventional oven-drying method were all within 10%,with a maximum error of 9.3%and a minimum error of 0.2%.A total of 213 gravitational erosion events were measured in the laboratory by using the SfM-MVS method,further confirming its feasibility.
发布时间:2026-01-28
36. 南方红壤侵蚀区马尾松林生态系统碳氮循环特征研究
摘要: 南方红壤区是我国仅次于黄土高原的水土流失严重地区。马尾松(Pinus massoniana Lamb.)因具有耐干旱、耐贫瘠、适应性强等特点,南方红壤区水土流失治理过程中被当作主要造林树种,形成了红壤侵蚀初步治理区大面积的马尾松纯林。虽然这些侵蚀区的水土流失得到了一定程度的抑制,但马尾松纯林还存在树种单一、物种多样性低、林下水土流失和林分抗逆性弱等系列生态问题。目前对马尾松林生态系统碳、氮循环研究较少,特别是对不同郁闭度马尾松林生态系统碳、氮元素输入、贮存、输出及循环过程尚不清楚,未能从根本上解决马尾松林生态系统存在的生态问题。碳氮循环是驱动森林生态系统变化的关键过程,对全球气候变化有重要影响。通过对不同郁闭度马尾松林生态系统碳氮循环过程的研究,比较不同郁闭度马尾松林碳氮循环过程的差异,分析郁闭度对马尾松林生态系统碳氮循环的影响,构建马尾松林生态系统碳氮循环的分室模型,揭示南方红壤侵蚀区治理过程中森林生态系统碳氮循环过程及影响机理,为南方红壤侵蚀区水土流失治理和生态文明建设提供技术支撑。结果显示:在不同郁闭度下土壤分室、植物地上部分分室、根系分室和凋落物分室的碳、氮贮量随着郁闭度的增大均呈现先增大后降低的趋势,在郁闭度0.6时最大;在相同郁闭度下马尾松林生态系统中碳、氮元素在系统各分室中的贮量表现为:土壤分室>植物地上部分分室>根系部分分室>凋落物分室,土壤分室是马尾松林生态系统碳贮量和氮贮量最多的分室;马尾松林生态系统生物循环过程中,马尾松林碳、氮吸收、存留和归还均随林分郁闭度的增加呈先增大后减小的趋势,在郁闭度0.6时碳、氮循环系数达最大值,然后循环系数随郁闭度的增加逐渐减小;在马尾松林地球化学循环过程中,碳、氮净累积随林分郁闭度增加表现为先增加后减小的趋势,在郁闭度0.6时净累积量最大。综上所述,南方红壤侵蚀区马尾松林生态系统碳、氮贮量随林分郁闭度的增大整体呈先增大后减小趋势,在郁闭度0.6时达最大,然后逐渐减小。从生态系统碳、氮循环角度分析,马尾松林分郁闭度0.6为其“阈值”,超过此“阈值”则不利于生态系统碳、氮贮存。
发布时间:2026-01-28
37. 定量评估气候变化和果树扩张对流域保水性的影响
摘要: 评估气候和人类活动背景下保水性(WR)的动态变化,是制定有效水资源管理策略的关键。然而,流域间属性的差异,如:坡度、气候、植被、土壤等和相关因子间复杂的耦合作用,使得我们对保水性(WR)时空响应机制的理解十分有限。为此,本研究构建了气候变化情景(SSP245)、果树扩张情景和双因素叠加情景(气候+果树扩张),并利用SWAT模型预测不同情景下WR在不同时期(年、雨季和旱季)和不同空间(全流域和子流域)上的响应特征。结果表明:全流域尺度上,气候变化将导致年、旱季、雨季WR增加53.8%、18.8%和44.5%。相反,果树扩张将导致年、旱季、雨季WR减少0.9%,0.9%和1.6%。这表明果树扩张将一定程度上的抵消气候变化的影响,这也在叠加情景中得到验证,其分别导致WR增加53.2%,18.4%和43.9%。在子流域尺度上,气候变化将导致流域WR增加,其中8号子流域最为剧烈,WR增加58.4%。有趣的是,果树扩张将导致子流域WR呈现出复杂的响应特征,表现为8号子流域WR增加5.3%,9号子流域WR减小3.8%。相比于气候条件,在叠加情景下,子流域WR同样呈现出复杂变化,1,9和10号子流域WR响应减弱,6,7和8号子流域WR响应增强。这些结果表明:在全流域尺度,果树扩张能一定程度上抵消气候变化的影响,但在子流域尺度则呈现出一定的差异。研究结果有利于进一步剖析不同时空尺度上水文响应机制,并为应对全球变暖提供科学的森林规划指导。
发布时间:2026-01-28
38. 浅谈优良柠檬醛型香樟种苗的高产培育问题
摘要: 香樟(Cinnamomumcamphora)隶属樟科樟属,是优良的天然植物精油资源,其植株各个部位均富含精油,含有芳樟醇、桉叶油素、樟脑、龙脑等多种化学成分,而被广泛运用于香精香料、食品保健、化工农药等行业。随着社会发展对精油需求的不断增加,香樟非木质利用价值愈发重要,如何提高香樟生产力和精油产量、质量成为亟需解决的热点问题。香樟矮林在广东、四川、湖南、湖北、福建等省的种植规模还在逐年扩大,而市场上对优质的香樟精油的需求也在逐年攀高。香樟的规模化开发多集中于左旋芳樟醇型、右旋芳樟醇型、龙脑型、樟脑型等,而柠檬醛型仍未规模化开发。天然柠檬醛是一种非常重要的植物精油成分,呈浓郁的柠檬香味,受到大众喜爱,市场需求量大。但天然柠檬醛主要从山苍子种子中提取得到,产量低、生产成本高,远满足不了市场需求。据统计,2017年柠檬醛的市场需求量高达3.09万吨,而国内市场销售规模约0.82万吨,当年市场满足率仅有26.54%,供不应求。预计2025年全球柠檬醛行业市场规模达到1000亿元规模,国内市场供求形势非常严峻。天然柠檬醛供不应求的局势尚未改善,因此探索新的天然柠檬醛开发资源显得尤为重要。同时,提升精油产量才是真正能确保我国天然精油市场稳健有序发展的关键。因此,我国香樟培育和开发利用仍需要进一步深入及优化,今后主要发展趋势可能是寻找促进精油得率的关键因子,并采取合适的调控措施进行高效培育。在前期积累及樟树研究专项开展期间,课题组(江西省樟树繁育与开发利用工程研究中心)广泛收集和保存樟树种质资源,已从香樟中发现富含柠檬醛的优良品种——樟树赣柠1号(Cinnamomum camphora'Ganning 1',良种编号:赣S-SC-CC-004-2020),是国内首个柠檬醛型樟树良种,为天然柠檬醛的生产找到新来源。开展香樟精油的研究利用为发掘新天然柠檬醛来源提供契机。但是在樟树赣柠1号栽培过程中如何通过人为调控环境因子实现高产培育和定向培育方面并未进行深入的探究。在此基础上,优良柠檬醛型香樟种苗的高产培育成为当前亟需解决的关键问题,而精油得油率和主要成分比例是其中非常重要的衡量指标,在社会需求增长背景下显得尤为重要。
发布时间:2026-01-28
39. 基于广泛靶向代谢组学分析板栗不同部位代谢物差异
摘要: [目的]细化摸清板栗地方优势品种不同部位代谢物组成,找出不同部位之间的差异代谢物,为板栗剩余物资源化利用和产业链延长提供理论和基础数据支撑。[方法]以河北迁西、陕西秦岭及湖南新化等3个地区板栗优势品种为研究对象,采用广泛靶向代谢组学技术对栗壳、内壳囊衣及栗仁代谢物进行定性定量差异分析。[结果](1)从板栗3个部位中鉴定出1590种代谢物,可分为13类,具体为酚酸类、黄酮、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、醌类、木脂素和香豆素、生物碱、萜类、有机酸、鞣质、甾体、脂质和其它类(如糖类、醇类化合物、醛类化合物、酮类化合物、色酮类及维生素等),其中黄酮类、酚酸类、脂质物质种类占比较高。(2)主成分分析和聚类分析结果表明,板栗仁与板栗硬壳和板栗内壳囊衣之间代谢物差异较大,而板栗硬壳与板栗内壳囊衣之间差异较小。(3)利用FC≥2或FC≤0.5和VIP≥1进行差异代谢物筛选,主要差异代谢物为黄酮类、酚酸类和氨基酸及其衍生物,相比于栗仁,内壳囊衣、硬壳分别有511种、434种代谢物含量显著上调,分别有425种、507种代谢物含量显著下调。(4)在板栗内壳囊衣与板栗仁组中被KEGG注释到的差异显著代谢物最多,有141种,涉及69条代谢通路;板栗硬壳与板栗仁中被KEGG注释到的差异显著代谢物个数为137种,代谢通路71条;板栗内壳囊衣和板栗硬壳中被KEGG注释到的差异显著代谢物个数为43种,代谢通路37条,筛选到2条通路富集极显著(P<0.01),分别为亚油酸代谢和亚麻酸代谢。[结论]板栗硬壳、内壳囊衣及栗仁代谢物组成差异显著,本研究为板栗全方位资源化利用和实现板栗产业绿色可持续发展提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
40. 塞外红-大豆复合系统根系时空分布与种间竞争策略
摘要: [目的]为践行大食物观,推广新品种果树种植,缓解种植初期无经济效益的种植压力,开展新品种果树与豆科植物间种的种植模式。为了解新型果豆复合系统种间竞争策略,寻找兼顾生态效益与经济效益的果豆复合种植搭配,设置塞外红(Malus pumila'Saiwaihong')-大豆(Glycine max)种植模式。[方法]通过对塞外红-大豆复合系统根长密度(RLD)、比根长(SRL)、根垂直中心、竞争能力指数、种间相对竞争能力、产量及产量构成因子、土地当量比与收益当量比的研究,揭示塞外红-大豆复合系统种间竞争对果树根系生长、竞争策略和产量的影响。[结果]间作塞外红与间作大豆的RLD均低于其单作,SRL趋势相反。大豆根系主要分布在0-20cm土壤深度、距树150-200cm处,随土壤深度增加、距树距离减少而降低。间作塞外红根系主要分布在20-40cm土壤深度。随时间推移,间作塞外红细根垂直中心下移,下移幅度比单作塞外红高245.83%。间作大豆细根垂直中心主要分布在0-20cm土壤深度,随着生育期推移,间作大豆细根垂直中心逐渐下降,下降幅度显著弱于间作塞外红。垂直方向上塞外红竞争能力指数随土层降低呈现先增加后减小的趋势,而大豆竞争能力指数随土层增加而减小,水平方向竞争能力指数始终表现为大豆强于塞外红。塞外红-大豆复合系统中各植物采取不同种间竞争策略。大豆细根通过提高SRL,降低根质量的方式在复合系统表层土壤中成为强势竞争者;间作塞外红采取下移根系分布中心、延长根长、增加根质量的方式减少与间作大豆生态位重叠和资源竞争。塞外红整体的种间相对竞争能力强于大豆,但在表土层依然有大豆竞争能力指数强于塞外红的情况发生。间作大豆产量比单作降低了34.12%,塞外红产量无显著差异,间作模式的土地当量比和收益当量比均大于1,塞外红-大豆复合系统资源利用率和经济效益均优于单作。塞外红大豆复合系统收益当量比为1.106,塞外红-大豆复合系统内大豆相对竞争能力弱于塞外红相对竞争能力,说明塞外红是系统内的优势物种。[结论]塞外红-大豆复合系统地下竞争较弱,与大豆间作有利于果树根系向深层土层生长,塞外红-大豆具有经济效益并且有助于提高土地利用率,适宜以塞外红为代表的新品种果树幼龄期推广种植。研究结果可为新品种经济林种增加经济效益和提高栽培技术做参考。
发布时间:2026-01-28
41. 间作长柔毛野豌豆和菌根定殖对核桃生长、土壤性状及代谢物的调控作用
摘要: [目的]核桃(Juglans regia)是一种重要的经济林树种。核桃也会产生化感物质(如胡桃醌)对临近植物产生调控效应。此外,长柔毛野豌豆(Vicia villosa Roth)常用于核桃园的间作。土壤中的有益真菌丛枝菌根真菌(AMF)已经证实可以显著地改善植物的生长表现以及生理活性,从而在可持续农林业中具有重要作用。因此,本研究旨在盆栽条件下,以'清香'核桃为试验植物,进行粘屑多孢囊霉(Diversispora spurca)(前期已经证实了其在核桃上的高效)接种和V.villosa间作处理,探究AMF和V.vill osa对盆栽核桃幼苗生长、矿质元素、土壤性状以及代谢物(根系和土壤)的影响。[结果]单一处理接种D.spurca和双重处理(同时接种D.spurca和间作V.villosa)证明了能提高核桃植株生长性能(株高、茎粗、叶片数、生物量和根系结构等),叶绿素指数以及叶片气体交换(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率),叶片矿质元素含量(P、K、Mg、Fe、Zn、B),植株根系总碳含量,土壤速效养分,土壤酸性、中性、碱性和总磷酸酶活性,土壤有机碳含量,土壤水稳性团聚体比率,球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量,纯化的球囊霉素相关土壤蛋白产出率,GRSP固碳能力以及GRSP碳中和能力,且难提取GRSP是实现碳中和的关键物质。提高了根系和根际土壤胡桃醌含量以及植株根系和土壤根际差异代谢物。在D.spurca侵染条件下,核桃的定植显著降低了长柔毛野豌豆叶片叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜含量,使得长柔毛野豌豆光合作用下降,生长抑制。相关性结果也表明胡桃醌含量与菌根呈正相关,但与长柔毛野豌豆生物量呈负相关。[结论]接种D.spurca能显著提升核桃叶片光合效率,促进其对必需矿质元素的吸收,改善土壤结构和肥力,进而促进植物生长。而套种长柔毛野豌豆对土壤性状也有一定的影响。此外,核桃定殖条件下,接种D.spurca抑制了长柔毛野豌豆的生长。本文为核桃的高效生长提供新的见解。
发布时间:2026-01-28
42. BBR/BPC转录因子BPC2在调控植株生长过程中的作用
摘要: 株高是重要的农艺性状,对作物产量有显著影响。以矮秆或半矮秆作物为基础的“绿色革命”证实了作物株高的重要性。控制株高的主要途径是阻断植物激素赤霉素(giberellin,GA)的生物效应。最近的研究证实,其他植物激素也在调节植物结构的发育中发挥重要作用,作为调控植物生长发育的经典植物激素,生长素在刺激细胞迅速扩增以及长期持续生长中具有重要作用。然而,生长素调控植物结构的机制尚不清楚。我们在苹果中发现了BARLEYBRECOMBINANT/BASIC PENTACYSTEINE(BBR/BPC)家族中的一个转录因子MdBPC2,该转录因子在矮化砧木中高表达,为此,本论文基于RNA-Seq和DAP-seq分析鉴定并验证了在苹果中MdBPC2调控生长素生物合成基因的表达,证明其在致矮中的机理和功能,探索了其与植物生长过程中生长素合成的关系,解析了其参与苹果致矮的分子调控机制,主要研究结果如下: 1.MdBPC2作为转录抑制因子负向调控生长素的积累。利用生物信息学方法从苹果基因组鉴定了6个MdBPC。Ⅰ类BPC转录因子MdBPC2在苹果矮化砧木中高表达。酵母中转录自激活活性与转录功能分析证实其是一个转录抑制因子。为进一步探明其功能,获得了MdBPC2转基因苹果株系,MdBPC2的过表达显著降低生长素的积累。外源生长素的补充恢复了MdBPC2过表达转基因苹果植株的高度、叶片形态和根系发育。而生长素作用抑制剂的处理抑制了野生型植物生长素的积累,导致与MdBPC2过表达转基因苹果植株的表型类似。这些结果表明,具有转录抑制功能的MdBPC2在介导生长素积累过程中发挥重要作用。 2.MdBPC2抑制生长素生物合成基因MdYUC2和MdYUC6的表达。RNA-seq数据分析表明,MdBPC2抑制几个生长素合成基因MdYUC2,MdYUC6和MdGH3.1的表达。DAP-Seq数据与电泳迁移实验(EMSA)结果显示,MdBPC2通过与GAGA-Rich元件结合调控靶基因的表达。酵母单杂交(Y1H)与染色质免疫共沉淀(CHIP-qPCR)实验证实MdBPC2直接结合MdYUC2和MdYUC6启动子中的GAGA-Rich元件,同时,双荧光素酶分析和RT-qPCR证实MdBPC2转录抑制MdYUC2和MdYUC6的表达。上述结果表明,MdBPC2通过负向调控MdYUC2和MdYUC6的表达水平,抑制生长素的积累。 3.MdBPC2蛋白将PcG蛋白MdLHP1募集到MdYUC2和MdYUC6基因座上,随后催化抑制性组蛋白标记H3K27me3来抑制MdYUC2和MdYUC6的表达。CHIP-qPCR结果显示,MdBPC2过表达后,MdYUC2和MdYUC6基因座的H3K27me3修饰水平显著增加。利用酵母双杂交筛库实验发现MdBPC2与PcG蛋白MdLHP1可能存在相互作用。在野生型和转基因植株中表达MdLHP1-Flag融合蛋白时,过表达MdBPC2的植物中MdYUC2和MdYUC6位点MdLHP1-Flag的富集水平明显增加,而在过表达转基因株系中沉默MdLHP1的表达后MdYUC2和MdYUC6基因座的H3K27me3水平明显下降。上述结果表明,MdLHP1在MdYUC2和MdYUC6基因座上富集后,催化H3K27me3来抑制MdYUC2和MdYUC6的表达。 4.MdLHP1介导的H3K27me3对MdYUC2和MdYUC6的抑制直接影响生长素含量。为了进一步探究MdBPC2与MdLHP1的互作关系对生长素含量的直接影响,获得了过表达MdBPC2的转基因苹果愈伤组织,RT-qPCR分析显示,MdBPC2的过表达抑制了MdYUC2和MdYUC6的转录,这与转基因植株结果相一致。在过表达MdBPC2的基础上,沉默MdLHP1基因后,利用DR5:GUS报告基因检测转基因愈伤组织的生长素含量,结果显示,MdBPC2的过表达抑制生长素的积累,导致GUS活性降低,相反,在沉默MdLHP1基因后这种抑制作用被消除,甚至GUS活性高于野生型。这些结果表明,MdLHP1参与了生长发育过程中MdBPC2对生长素生物合成的调控。
发布时间:2026-01-28
43. 新疆文冠果栽培现状与发展前景
摘要: 本文通过追溯新疆引种文冠果历史、实地调研疆内现有文冠果人工林生长情况及全疆29个文冠果生长区域的气候条环境和土壤条件进行分析,文冠果喜光、耐旱、耐瘠薄、不耐涝的生态习性,即使在自然生长条件下,生长表现良好,故文冠果适宜在新疆地区种植栽培。但因结实率低、移栽成活率低、无良种、无配套栽培技术等多重原因致使栽植户丧失信心,出现大面积弃管毁林现象,亟需研究攻克以上关键问题。通过实地学习访问国内文冠果主栽区内蒙古通辽地区、赤峰地区以及辽宁彰武县种植情况,总结得出:一是实生苗培育,宜应当年收获种子,秋季播种,株行距20×40cm,浇一遍透水,次年亩产苗可达6000-8000株;二是嫁接繁殖,通常当年嫁接,次年结实,结实量逐年递增,6年进入盛果期。需注意嫁接后及时抹芽和打顶,避免结果枝疯长导致的倒伏现象,在嫁接初期需着手树势培养,以开心形矮乔为宜;三是嫁接树后期管护需及时修枝,在树冠形成后每年落叶后或开花前剪去密枝、平行枝、内膛枝等;四是文冠果大小年现象明显,做好水肥保障,通过水肥、修剪综合调控年均产量;五是种植模式,株行距可根据立地条件及经营管理方式而定,在平原、丘陵地带,宜采取“密株宽行”的栽培模式,有利于实施作物间种,保障文冠果幼苗期未坐果或小年坐果率低年份的经济收益。并结合新疆文冠果林现况分析得出新疆文冠果产业低迷存在的问题,一是引种品系混杂,疏于管理,品质不佳;二是高效栽培技术欠缺,简约化集约化程度低;三是产业化配套加工技术落后,设施陈旧,加工技术研发滞后。本文对以上三个问题提出了相应的解决办法,一是选育良种,推动良种基地建设;二是采取集约化经营,强化丰产栽培技术培训;三是加大新产品、新技术研发和引进力度。最后,根据对新疆北疆文冠果市场现况调查,按照市场单价,分别对文冠果油及文冠果茶叶的亩收益做预估,文冠果油每亩利润收益为33962元,文冠果茶叶每亩利润收益为16340元。新疆现存的20万亩文冠果若种植规模大且管理较好,产油量可观,不但能够补充新疆成品油需求,还可用于外销出口,经济价值高于其他油料作物。文冠果茶叶作为新质产品,具有优质的药食同源价值,具备成为未来茶市场的“新秀”潜力。同时,新疆作为“一带一路”战略布局的核心区,2023年新疆自贸试验区成立,相关经济发展政策持续落地,为新疆的国际贸易开启了更大的窗口。综上所述,新疆的文冠果产业具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。
发布时间:2026-01-28
44. 宁夏枸杞LbNAC转录因子响应CO2浓度升高调控糖代谢机制研究
摘要: [目的]探究LbNAC转录因子在CO2浓度升高处理下对宁夏枸杞糖类物质生物合成的作用机理,为宁夏枸杞优良品种培育和应对气候变化适应性管理提供理论依据。[方法]基于多组学联合分析对响应CO2浓度升高的宁夏枸杞糖代谢关键调控基因LbSPS6及LbGALA3基因上游启动子开展分析,进一步通过酵母单杂、双分子荧光互补及双荧光素酶等开展转录因子LbNAC与糖代谢基因的互作调控功能验证。[结果]1)基于多组学联合分析对鉴定的糖代谢调控基因LbSPS6与注释的转录因子开展共表达分析,鉴定到LbNAC与LbSPS6显著关联(r=0.96,P<0.001)。进一步通过酵母单杂和双荧光素酶验证表明转录因子LbNAC能够直接与LbSPS6基因启动子结合,增强其活性和表达。2)对CO2浓度升高处理下的宁夏枸杞不同组织构建酵母双杂交核cDNA文库,通过酵母单杂筛选到LbNAC转录因子与LbGALA3基因启动子互作,双荧光素酶进一步验证了LbNAC与LbGALA3启动子直接互作,且在CO2浓度升高处理下显著增强了其表达活性。[结论]宁夏枸杞LbNAC转录因子能够与果实发育过程中糖代谢关键调控基因LbSPS6启动子直接结合增强其表达,且其在CO2浓度升高处理下与LbGALA3基因启动子互作增强其表达,表明LbNAC为响应CO2浓度升高调控宁夏枸杞糖代谢的关键调控因子。
发布时间:2026-01-28
45. Uncovering miRNA-mediated in Wood Formation of Pinus massoniana Under Brassinosteroid Treatment
摘要: [Objective]This research aims to provide a theoretical foundation for comprehending the miRNA regulatory mechanisms involved in the BR response in P.massoniana.[Method]The experimental material comprised one-year-old seedlings of P.massoniana from a single family line,grown in a substrate mixture of natural soil and perlite.Based on previous experiments conducted by the research team,treatments of 1 mg/L BR,1 mg/L PCZ,and deionized water(CK)were selected to investigate the effects of BR on the growth and development of P.massoniana seedlings.The treatments were administered by foliar spraying once every 7 days.The treatments were carried out for a total of 120 days,with at least three biological replicates for each treatment.[Result]In this study,P.massoniana seedlings were subjected to BR treatment along with the Brassinolide inhibitor PCZ.The results showed the net height growth in the BR-treated group was higher than in the control group,while the PCZ-treated group had lower height growth compared to the control.Additionally,the net growth of stem diameter in the BR-treated group increased by 143%compared to the control group,which was statistically significant;BR application significantly promotes the thickness of the xylem and phloem,as well as the number of xylem cell layers in P.massoniana stems.The BR treatment increased lignin content by 13%compared to the control group,which was significantly higher.In contrast,PCZ treatment did not significantly reduce lignin content compared to the control.High-throughput sequencing was employing for analyzing differential miRNA expression under different treatments and predicting the target gene functions.This study aims to identify miRNAs responsive to BR in P.massoniana.A total of 18 miRNA families were identified,with 49 miRNA members exhibiting significant differential expression in response to BR and 30 miRNAs showing significant differential expression in response to PCZ.Among them,15 miRNAs were found to be coordinately expressed under both BR and PCZ treatments,with their target genes,such as HD-ZIP,HSP90A,and LAT52,being closely related to plant cell growth and development.Two novel miRNAs were specifically upregulated under BR treatment but downregulated under PCZ treatment;their target genes are involved in lignin synthesis and phosphate transport.It is noteworthy that miR159 was significantly upregulated under PCZ treatment,suggesting a potential crosstalk between the BR and GA signaling pathways mediated by this specific miR159-GmMYB33 regulatory network associated with GA signaling and metabolism.miR396 has been demonstrated to play a crucial role in plant growth,development,and abiotic stress responses in other plants.Our study reveals that overexpression of miR396 leads to stunted growth and reduced leaf size in tobacco plants,which is consistent with previous research findings.In addition,the miR396-GRF regulatory module is also involved in GA signaling,suggesting that the coordination between BR and GA relies on the regulation of various miRNAs.Previous research at the mRNA level has shown involvement of the BR response module in BR signaling and GA synthesis.The responsive miRNAs identified in this study can shed light on potential molecular mechanisms of P.massoniana's response to BR stimulation at the post-transcriptional level.[Conclusion]This study provides a comprehensive compilation of tissue-specific BR-responsive miRNAs in.P.massoniana seedlings.The differential expression of miR396 was functionally validated.This study provides a valuable reference for further analysis of differential gene expression and the molecular mechanisms in P.massoniana in response to BR treatment.
发布时间:2026-01-28
46. 高州油茶花芽分化期内源物质差异研究
摘要: [目的]为了探究高州油茶纯林中存在物候和生长指标接近但果实产量存在明显差异的植株在花芽分化期花芽形态及內源物质的动态变化,为调控高州油茶花芽分化及产量提升提供理论参考和技术支持。[方法]以连续多年果实产量差异显著高州油茶植株“High Yield-HY”、“Low Yield-LY”为试材,对不同产量植株花芽分化期花芽形态、花芽的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉及内源激素进行定量对比分析。[结果]高州油茶HY与LY花芽分化区间均在6-10月,且LY在形态分化阶段更活跃而HY在生殖分化阶段更活跃;形态分化期LY花芽NSC含量和可溶性糖/淀粉比大于HY,生殖分化期HY消耗了更多的可溶性糖,且C/N比大于LY;10月(雌雄蕊成熟期)HY花芽可溶性蛋白含量显著大于LY,高水平的可溶性蛋白含量能促进高州油茶成花;在花芽形态分化阶段,CTK和ETH与高州油茶花芽形态分化呈正相关,而IAA与形态分化呈负相关;在生殖分化阶段,IAA、ETH和BR与花芽生殖分化呈正相关,CTK与生殖分化呈负相关。在雌雄蕊成熟期,HY与LY的IAA、ETH、BR和JA含量差异显著。[结论]高州油茶HY与LY花芽分化重点时期存在差异,在生殖分化期高水平可溶性糖及可溶性蛋白有利于花芽分化,且在花芽分化过程中不同时期激素功能有所差异,CTK和ETH有利于高州油茶花芽形态分化,而IAA、ETH和BR则有利于花芽生殖分化。
发布时间:2026-01-28
47. Multifaceted Analyses Reveal Sugar and Organic Acid Metabolism Af fecting the Palatability in Mulched Phyllostachys violascens Shoots with Va ried Sheath Colors
摘要: The color of bamboo shoot sheaths influences both appearance and palatability in mulched Phyllostachys violascens shoots,but the mechanisms linking sheath color to flavor and texture are uncle ar.This study combined metabolomics and transcriptomics to investigate the relationship between sheath color and palatability,focusing on sugar and organic acid metabolism.We identified 5,698 metabolites an d 33 differentially expressed genes across bamboo shoots with different sheath colors.Darker shoots(bla ck-brown,BSD)exhibited enhanced organic acids and flavor amino acid synthesis,contributing to moder ate sweetness.In contrast,as the sheath color lightens(bright-red,BSM;yellow-green,BSL),sugar degra dation and cell wall metabolism(e.g.,lignin,pectin,cellulose)became more pronounced.BSL shoots,wi th the lightest sheath color,demonstrated reduced sugar degradation and increased synthesis of pectin and cellulose,resulting in greater sweetness and improved texture. These findings demonstrate that variations in sheath color are closely linked to metabolic shifts that influence both flavor and texture,offering valuable insights for targeted breeding programs aimed at enha ncing bamboo shoot quality.
发布时间:2026-01-28
48. 中国古典园林中竹景观与诗词感知体验的共通性研究
摘要: [目的]竹子在园林营造与诗词创作中的应用历史悠久,不仅是一种自然景观,更是一种文化象征。竹景与诗词之间的相互作用和融合,孕育出独特的意境表达。园林与诗词的共通性虽得到了广泛认可,但二者在感知体验方面的共通性,即游人在竹景观的实际体验中是否能够感知到诗词中所描绘的意境、感知体验的程度如何,均尚未进行量化研究。本研究以中国古典园林中竹景观为研究主体,分析竹景观与诗词在感知体验方面的共通性及影响因素,为园林中的植物景观营造提供新的研究思路与设计策略。[方法]采用定性、定量相结合的方法,结合图文因子以及问卷数据两方面进行分析。通过文献资料收集归纳古典园林中典型的竹景观与相关诗词语句,筛选出8个具有代表性的中国古典园林竹景观,搜集整理选定竹景观的景名、相关诗词、照片、竹种类、功能、栽植方法、景观元素等信息。运用SD语义差异法,从诗词中提取关于空间环境、感官体验、场景氛围的主观意象词汇,基于情感层次理论归纳建立“空间环境——感官体验——场景氛围”三层次的评价维度。设计对应不同竹景观的评价问卷,以竹景观客观指标和调查人群条件背景为变量,收集560份感知评价问卷,对评价量表分值数据进行平均值、标准差运算分析。总结古典园林中的竹景观与诗词感知体验的共通性与影响因素,尝试提出提升诗词感知的竹景观营造策略。研究跨越主观与客观界限,量化人们对于竹景观的感知与体验,使科学研究方法与诗词创作、竹景观设计艺术相契合,为园林设计与诗词意境融合的研究提供了新的视角。[结果]结果表明,在图文因子方面,竹景观与诗词具有语法与结构、文化与精神两方面的互文与共通,竹景观在感官体验和场景氛围两个维度的感知共通性较高,而空间环境的共通性较低。不同学科背景的人群在感知体验上存在差异,具有园林设计知识背景的受访者对竹景观的感知更为统一。通过对比分析不同古典园林中竹景观要素,结合对中国古典园林中游人对竹景观感受的访谈,发现游人对竹景观的感知体验主要基于生理行为与文化价值观。[结论]游人在游览竹景观时,能够较为明显地感知到诗词中所描绘的感官和氛围层面的意境,但对于空间环境的感知则受到个人经验和文化背景的影响,存在较大的差异。基于竹景观的观游体验中感知到的诗词意境氛围,结合园林设计理论,本文提出增强竹景观空间对比感受、提升感官体验及融入文化科普三方面策略,以提升游人对竹景观的文化与意境感知度,加深竹景观的诗词意境文化内涵。
发布时间:2026-01-28
49. 竹屑栽培大球盖菇对竹林地土壤健康的影响
摘要: [目的]竹林地栽培大球盖菇(Stroparia rugosoannulata)已成为推动林下经济发展的重要途径。竹屑作为栽培基质,可以有效解决竹材滞销问题。然而,目前缺乏关于竹屑作为栽培基质对竹林地土壤影响的系统性评估。[方法]本试验通过开展4%菜籽饼发酵竹屑栽培大球盖菇的田间试验,采用土壤化学和酶分析、微生物组测序和代谢组学技术,评价了栽培大球盖菇后土壤相关指标变化情况。[结果]使用4%菜籽饼发酵竹屑栽培大球盖菇后显著提高了竹林地养分积累和酶活性,有机碳、速效氮、全氮、全钾以及蔗糖酶、脲酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、中性蛋白酶含量显著提升;细菌和真菌α多样性显著提升,并显著改变了土壤细菌和真菌的整体群落结构和组成;代谢组学分析表明,栽培大球盖菇后土壤代谢物谱显著变化,差异代谢物显著富集到5条代谢途径,如甘油脂类代谢、植物次生代谢产物的生物合成、淀粉和蔗糖代谢、亚麻酸代谢、精氨酸脯氨酸代谢途径。此外,关联分析显示,栽培大球盖菇后4个细菌属及7个真菌属与有机碳(SOC)、全氮(TN)、速效氮(AHN)、全磷(TP)、全钾(TK)、PH显著性相关,6个细菌门及8个真菌属与蔗糖酶(SSC)、脲酶(UE)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PO)、中性蛋白酶(NPT)、磷酸酶(ACP)显著性相关,且真菌多样性对土壤养分变化的响应大于细菌多样性。[结论]4%菜籽饼发酵竹屑栽培大球盖菇有利于竹林土壤健康。本研究为竹屑的有效利用和维持林地生态平衡提供了新的认识。
发布时间:2026-01-28
50. 施氮对毛竹林土壤胞外酶活性的影响
摘要: [目的]以中国重要的经济和生态资源竹种毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,在全球氮沉降加剧的背景下,通过设定不同施氮水平的田间实验,系统探讨施氮对毛竹林土壤碳、氮、磷相关的胞外酶活性的影响,并阐明土壤胞外酶在毛竹林土壤养分循环中发挥的关键作用,进一步深入理解施氮对土壤养分循环的综合效应。[方法]使用随机区组设计,包含四种施氮处理(0、242、484、726 kg N·ha⁻¹·yr⁻¹),试验自2021年10月开始。每个处理在3个15m×15m的样地内重复,并在样地间设置5m的缓冲区;试验所施氮肥为尿素(N 46.4%),各处理配施磷、钾肥(过磷酸钙、氯化钾)。土壤样品按年份从样地中用土钻采集,样品过2mm筛后,储存在4℃下以备分析。土壤胞外酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)使用酶标仪法测定;土壤PH、有机碳、全氮和有效磷等遵循标准方法。采用单因素方差分析(ANOVA)评估施氮对土壤性质和土壤胞外酶活性的影响,采用Pearson相关分析研究了土壤胞外酶和土壤性质之间的关系,使用R软件对土壤性质和土壤胞外酶活性进行冗余分析(RDA)分析,确定影响土壤施氮最显著因素。[结果]研究结果表明,适量施氮(242kg N·ha⁻¹·yr⁻¹)能够显著提高土壤胞外酶活性,尤其是亮氨酸氨基肽酶(LAP)、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP),进而促进土壤碳氮磷的转化与矿化过程,表明适度施氮有助于增强土壤微生物的分解能力和养分释放效率。然而,高剂量施氮(726 kg N·ha⁻¹·yr⁻¹)抑制了部分胞外酶活性,导致土壤养分有效性下降,可能对生态系统产生负面影响。冗余分析结果进一步表明,胞外酶活性与土壤有机碳、有效氮等养分含量存在显著相关性。[结论]本研究揭示了施氮对毛竹林土壤胞外酶活性和养分循环的复杂影响,适量施氮不仅促进了土壤养分的转化与可用性,还有助于维持土壤生态系统的健康。而过量施氮则可能引发负面反馈,降低土壤微生物活动和胞外酶活性,从而影响养分循环的效率。因此,为了促进土壤健康和毛竹林生产力的可持续发展,建议施氮量应控制在中等水平。此外,未来的研究可以进一步探讨不同施氮策略对胞外酶活性的长期影响及其在不同土壤类型中的适用性,以提供更具针对性的管理建议。
发布时间:2026-01-28
51. 气候、景观和人为干扰对岛屿竹类植物物种丰富度分布格局的影响
摘要: [目的]探讨岛屿竹类植物物种丰富度的分布格局及其影响机制,不仅能够加深对岛屿生态系统动态的理解,还为岛屿竹类植物资源的保护与管理提供了重要的科学依据。[方法]本研究通过分析福建30个岛屿竹类植物的种-面积关系,进一步探讨了景观、人为干扰和气候三大类共13个环境因子对竹类植物总物种丰富度及不同繁殖类型(单轴型、合轴型和复轴型)物种丰富度的影响。[结果]福建岛屿竹类植物的种-面积关系总体上呈现物种丰富度随着面积增加而增加的趋势,总物种丰富度的种-面积关系的斜率(z)为1.69,单轴型为0.24,合轴型为1.43,复轴型为0.02.景观方面环境因子的面积是解释福建岛屿竹类植物及不同繁殖类型物种丰富度的重要决定因素,总物种丰富度物种丰富度随着面积的增加而增加,随着建筑与农田面积占比(BFA)的增加而减少。此外,不同繁殖类型的物种丰富度对海岛环境因子的响应存在差异,除面积外,周长面积比也对合轴型贡献了较高的相对解释率。[结论]相比于其他海岛生态系统,福建岛屿竹类植物及不同繁殖类型的物种丰富度对面积的依赖性较高,具有更高的解释率,而气候变化和人为干扰的相对影响较小。研究结果为今后岛屿竹类植物多样性保护和生态管理提供了科学依据,有助于制定更加有效的生物多样性保护和岛屿植物资源科学合理利用策略。
发布时间:2026-01-28
52. 光照处理下氮素对笋期麻竹笋芽萌发的调控
摘要: [目的]光照强度和氮肥浓度是影响笋芽萌发和麻竹生长发育速率的关键因素。在麻竹生长过程中,只有保持光、氮平衡并协调供给,才能对麻竹生长发挥最佳的交互作用。由于光照、氮素对不同植物侧芽发育影响的研究较少,因此,开展这项研究对于指导大田生产中合理施肥和提高肥料的利用效率,以及通过氮肥施用来缓解弱光胁迫对侧芽发育的影响具有重要意义。本研究通过分析遮阴环境中麻竹对氮素的吸收利用情况,探究光照和氮素耦合对麻竹笋期笋芽萌发的影响,可进一步为关于光照强度和氮素耦合调节麻竹笋芽萌发提供理论基础,也为实际麻竹笋培育过程中林分密度的调整和养分的高效管理提供科学依据。[方法]通过设置低、中、高三种氮素供应(1.5、4.5和7.5g·丛-1)条件,研究不同梯度光照(10%、40%和100%光照强度)中麻竹笋芽萌发状况及生理生化特征。利用双因素方差分析等方法,分析遮阴环境下麻竹对氮素的吸收利用情况,探究不同光照强度下氮肥水平对麻竹笋萌发能力的影响程度。[结果]结果表明:在出笋初期,低氮(1.5g·丛-1)和中氮(4.5g·丛-1)添加对各光照强度下笋芽萌发数影响不显著,但在40%光照强度呈最高值;高氮(7.5 g·丛-1)添加下笋芽萌发数在10%光照强度高于100%光照强度,但显著低于40%光照强度(P<0.05)。出笋中期,光氮处理对笋芽萌发影响显著(P<0.05);低氮添加下笋芽萌发数经10%光照强度后高于100%光照强度;在高氮添加下,40%光照强度下笋芽萌发能力最强,叶片C、N和淀粉含量与笋芽萌发数呈强正相关。出笋末期,笋芽萌发数随光照强度降低显著减少(P<0.05);低、中氮添加,经10%光照强度后,停止出笋;在低、中和高氮添加,40%和100%光照强度下笋芽萌发数均与Pn、气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)、蔗糖、可溶性糖、淀粉、叶片铵态氮和硝态氮呈较强正相关性。[结论]氮素添加对笋期笋芽萌发受不同光照强度调控的影响机理不同。光照强度与麻竹叶片、土壤碳氮和氮肥浓度之间存在明显的交互作用。在出笋初期和出笋中期氮素对弱光抑制笋芽萌发具有补偿作用;在出笋末期,氮素无法弥补弱光对笋芽萌发的抑制作用。
发布时间:2026-01-28
53. 油茶林尿素施肥土壤氧化亚氮排放不受脲酶抑制剂和生物质炭的交互影响
摘要: [目的]氧化亚氮(N2O)气体是一种重要的温室气体,且其百年尺度上的增温潜力是二氧化碳的265倍,减少N2O气体排放有利于减缓全球气候变化。目前,减排剂的应用为N2O气体减排提供了新的策略。其中,脲酶抑制剂和生物质炭是当下热门的两种N2O气体减排剂。然而,脲酶抑制剂和生物质炭联用对土壤N2O气体减排的交互作用仍具有很大的不明确性,限制了脲酶抑制剂和生物质炭在N2O减排领域的应用。[方法]本文通过一项93天的室内模拟试验,研究了不同梯度的脲酶抑制剂丁基硫代磷酰三胺(NBPT)(0%、0.08%、0.16%、0.24%)和生物质炭(0%、2.5%、5%)对油茶(Camellia oleifera Abel.)林施尿素(200 mg N/kg)土壤N2O气体排放的影响。试验以非破坏性取样的方式,在2、4、7、12、15、19、28、39、52、69、86和93天分别监测了土壤N2O气体排放和土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)含量的变化。使用气相色谱仪检测集气前(0时刻)和集气后(2h时刻)气体样本中N2O气体的含量。通过间断化学分析仪分析土壤NO3--N和NH4+-N含量。通过双因素方差分析法分析生物质炭和脲酶抑制剂对累积土壤N2O气体排放的影响。通过皮尔逊相关法分析两变量之间的相关性。[结果]脲酶抑制剂能够减缓N2O气体排放[0%>(0.08%NBPT=0.16%NBPT=0.24 NBPT),P<0.001],但生物质炭应用却促进了N2O气体排放(0%生物质炭<5%生物质炭<2.5%生物质炭,P<0.001);累积N2O气体排放量不受脲酶抑制剂与生物质炭的交互影响(P=0.117);在2.5%的生物质炭添加速率下,NBPT的添加降低了累积N2O气体排放量;在不添加生物质炭或生物质炭添加速率为5%时,NBPT的添加对累积N2O气体排放无影响;随着培养时间的增加,N2O气体排放速率呈现先增加后缓慢降低的趋势;在未添加NBPT的情况下,2.5%生物质炭添加增加了N2O气体排放,但5%生物质炭添加却对N2O气体排放无影响;在NBPT添加情况下,2.5%或5%的生物质炭添加都增加了N2O气体排放,且两者之间无显著差异;在N2O气体排放速率与净氨化速率(相关系数为-0.239)和净氮矿化速率(相关系数为-0.221)呈负相关,但N2O气体排放速率与净硝化速率呈正相关(相关系数为0.458)。[结论]NBPT在降低施尿素土壤N2O气体排放方面优于生物炭。同时建议使用较高的生物质炭添加速率用于减少N2O气体排放。
发布时间:2026-01-28
54. 森林土壤碳库空间变异研究进展
摘要: 森林土壤碳库是全球碳循环系统的关键组成部分,其数量和稳定性深刻影响大气二氧化碳水平,对生态碳汇具有重要意义。明确变化环境下森林土壤碳库的时空异质性和复杂性是开展森林土壤碳库管理的前提,但目前对此仍缺乏深入了解。本文旨在通过回顾国内外相关研究文献,梳理森林土壤碳库形成机理,系统分析森林土壤碳库空间变异特征及其关键影响因素相关进展,探讨森林碳库空间异质性研究方法,明确今后森林土壤碳库空间变异研究的重点问题,为森林土壤碳库的维持与提升研究提供关键基础。总体而言,森林土壤碳库的空间变异研究仍然存在较大的不确定性。在不同气候区,森林土壤碳库的差异尤为明显:热带地区的土壤有机碳(SOC)输入和输出均较高,因而其土壤碳库相对丰富;而寒带地区由于低温,土壤碳库则表现出高度稳定性。与湿润地区相比,干旱地区因水土流失严重,森林土壤碳库的空间异质性则显著增强。此外,在不同海拔和地形条件下,高海拔地区的土壤碳库积累更为显著,更适合SOC的固存,而低海拔地区的土壤碳库周转速度较快。不同土层深度的环境下,SOC含量差异显著,深层土壤储存了大量的SOC,受全球气候变化影响,其释放大量CO2的潜力不容忽视。不同国家和地区的森林经营管理和土地利用方式差异明显,发达地区的森林土壤碳储量普遍高于欠发达地区。此外,森林土壤碳库的空间变异受到气候、植被、地形、人类活动和火灾等多重因素的影响,这些因素之间的关系并非简单的线性,而是相互作用形成了森林土壤碳库的异质性特征。在研究方法上,传统调查方法适用于小范围的研究,而新型模型方法能够扩展研究区域并进行未来预测,尽管其精度略逊于传统方法。今后应扩大研究的区域尺度,进一步探索土地利用变化的平衡点,并加强在多种因素影响下的森林土壤碳库研究。此外,结合不同研究方法的优点,全面理解土壤碳库的动态特征,同时关注深层土层的土壤研究,以获取更全面的森林土壤碳储量数据。
发布时间:2026-01-28
55. 气候变暖增加武功山山地草甸土壤CO2和N2O排放取决于植被修复类型
摘要: [目的]二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)是重要的温室气体,且百年尺度上,N2O的增温潜势是CO2的265倍。草地是组成陆地生态系统的重要部分,占据着陆地表面的四分之一,草地土壤蕴含着大量的碳(C)和氮(N)库。其中,草甸是草地的主要类型之一,且是气候变化的重要指示植被。目前,世界各地的草甸大部分仍处于退化状态,草甸生态系统可能在全球气候变化(如气候变暖和N沉降)背景下变得愈加脆弱,甚至可能会产生大量的土壤CO2和N2O排放。针对草甸退化,相应的人工植被修复过程也在进行。然而,气候变暖和N沉降背景下退化草甸植被修复过程对土壤CO2 N2O排放的影响却不明确,限制了减排策略的植被修复方案制定。[方法]基于此,本文以江西武功山山地草甸为研究对象。武功山草甸具有面积广和分布基准海拔低的特点。因为旅游践踏,山地草甸出现了明显的退化现象,出现了很多裸地。团队在武功山收集了退化草甸(裸地(Bare soil))和三种植被修复(中华薹草(Carex chinensis)、飘拂草(Fimbri stylis dichotoma)、芒(Miscanthus sinensis))所在小区的土壤用于室内培养试验。土壤在不同温度(15℃、25℃或 35℃)和N添加(对照 vs.4 g m-2)条件下培养,培养周期为82天,选择其中1、2、5、11、20、32和82进行温室气体样本采集。使用气相色谱仪测定温室气体样本中CO2和N2O气体的含量。[结果]相比于裸地,修复小区具有较高的可溶性C含量(特别是飘拂草)和较低的无机氮含量。CO2排放速率因植被修复而增加,因N沉降而减少,因气候变暖而增加。三个修复物种在15℃和25℃时具有相似的土壤CO2排放速率,但是在35℃时,芒最低。飘拂草和中华薹草小区比之退化或者芒小区的土壤具有较高的N2O排放(特别是在25℃)。[结论]生态系统修复对土壤温室气体排放的影响取决于修复所用的植物物种。此外,这些随气候变暖和N沉降的差异表明:当选择植物进行修复并预测土壤CO2 和N2O排放以及全球变暖潜力时,应该考虑未来的气候变化。
发布时间:2026-01-28
56. 不同林下植被配置模式对柑橘园的水土流失控制、杂草调控的影响
摘要: [目的]探究不同林下植被配置模式对红壤坡地柑橘园的土壤水土流失的控制、杂草的调控,为指导帮助红壤区柑橘园林下植被配置,柑橘园的生态系统服务与经济效益的权衡与协同关系提供理论依据。[方法]本研究以江西省信丰县的红壤坡地柑橘园为研究对象,通过在整地完成后的土壤上布设径流小区,设置狗牙根+紫云英、狗牙根+箭舌豌豆、狗牙根、地毯草+紫云英、地毯草+箭舌豌豆5种常用柑橘园生草模式,收集并测定各草种模式下的地表径流与壤中流情况。探究柑橘园下草种与裸坡对比下的水土流失和土壤N、P元素的流失规律。同时,还对不同年份柑橘园林下草种的地表径流情况进行收集分析,研究不同年份的柑橘园自然降雨情况下对水土流失的控制效果。[结果]不同林下植被配置模式中,狗牙根和地毯草对于柑橘园的土壤水土保持和土壤元素流失有较好的效果。不同林下植被配置模式对柑橘园在自然降雨条件下的水土流失控制效果与植被覆盖度以及坡地柑橘园的坡度相关。[结论]红壤坡地柑橘园在建立柑橘园时可以考虑狗牙根与地毯草的模式组合,有助于减少柑橘园土壤在自然降雨条件下的水土流失量。同时还有助于控制柑橘园林下杂草的生长。
发布时间:2026-01-28
57. 基于密度效应的杉木闽楠复层林邻株根系养分与AMF多样性的关系分析
摘要: 复层林改造能够调节林分结构,改善立地质量,对于维持森林的可持续经营具有重要作用。但复层林中树种的密度效应仍然是林分生产力的主要限制因素。为研究复层林内树种密度效应对林木根系生长及共生AMF群落组成的影响。本文选择杉木(19 a生)林下套种闽楠形成的杉楠异龄复层林为研究对象,共设置4个不同闽楠保留密度(300株·hm-2、600株·hm-2、900株·hm-2、1200株·hm-2)。采用根系原位挖掘法,在测定分析杉木-闽楠邻间公共区域杉木及闽楠根系养分特性的基础上,结合根系组织内丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性及群落组成的变化特征,分析根系养分含量和AMF群落组成的内在关系,及其对竞争强度变化的响应规律。研究表明:闽楠根系总氮、总磷及总钾含量随着竞争强度的增大均显著增加(p<0.05),对于邻株杉木而言,其根系养分含量未受竞争强度的显著影响(p>0.05),在不同竞争强度处理中,闽楠根系总氮、总碳、总磷及总钾含量均高于杉木;杉木根系中分离出的AMF为4目4科7属48个种,闽楠根系中分离出的AMF则为3目4科8属52个种,闽楠根系中检测到的AMF物种数量要大于杉木根系,AMF在Top5水平上的物种基本上均划归于球囊霉属,球囊霉属均为主要优势属。林木可能通过促进根系内AMF多样性来帮助自身获取养分,调节种间关系,以应对竞争胁迫。
发布时间:2026-01-28
58. 南方丘陵红壤区森林土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素
摘要: [目的]生态化学计量学在了解土壤养分对植被的约束以及维持森林生态系统服务方面具有重要作用,为明确南方丘陵红壤区森林碳、氮、磷(C、N、P)生态化学计量学特征及其影响因素,明晰该区域森林土壤主导养分元素,为南方丘陵红壤区森林可持续经营和土壤改善管理提供理论依据。[方法]本研究采取随机布点、专题布点和林分布点相结合的方法,并依据DEM衍生的地形、水文信息和DOM提高的植被信息等高分辨率多源数据,共计布设323个样点,包括针叶林31个、常绿阔叶林98个和针阔混交林134个(分别记为CF、BF和CBF)。并通过测定森林土壤中有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量,并提取对应点的典型生物多样性指标[归一化植被指数(NDVI)、氮反射指数(NRI)、叶面积指数(LAI)和叶光合有效反射分量(FPAR)],采用地质统计学、Person相关性分析和回归分析等方法对森林土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素进行评价和分析。[结果]结果表明:在3种典型林分类型中,均为在BF土壤SOC、TN和TP含量最高,具体为不同林分类型土壤SOC和TN含量变化表现为:BF>CF>CBF,而土壤TP含量则表现为:BF>CBF>CF;而3种典型林分类型中,均为在CF土壤C∶N、C∶P和N∶P最高,且土壤C∶N、C∶P和N∶P在针叶林中均属于中等变异,而在常绿阔叶林和针阔混交林中均属于强变异。土壤SOC和TN之间存在较强的关联性,且二者均主要受到海拔和土壤pH的影响,而土壤TP含量空间变异性较小。土壤C、N、P化学计量比主要是受到植被类型、坡位、海拔和土壤pH等环境因子的影响,且海拔因素呈正相关,而与土壤pH呈负相关。而在土壤养分因素中,土壤SOC含量是该地区土壤C、N、P化学计量比主要的影响因素。土壤C、N、P化学计量比与生物多样性指标之间并没有明显的关系。[结论]南方丘陵红壤区3种典型林分类型土壤中,常绿阔叶林土壤SOC、TN和TP含量较高,土壤养分相对丰富,但整体上研究区TP含量相对匮乏,森林植被主要受P元素的抑制。土壤C、N、P化学计量比受到海拔、土壤pH、植被类型、坡位等的影响。该区域森林植被生长状况相对旺盛,生态系统相对健康。这些结果将有助于改善森林经营和森林土壤保护管理。
发布时间:2026-01-28
59. Sprout density-induced tree species diversity enhances soil organic carbon accrual and microbial C-fixation during subtropical plantation regeneration
摘要: Forest structure can influence soil microbial communities and soil organic carbon(SOC)sequestration.However,soil microbes and,especially,microbial C-fixation pathways,respond to changes in stand structure during forest succession,and the mechanisms underlying their effects on SOC accumulation have not been fully explored.Here,we conducted an experiment using different retained sprout densities in 30-year natural regeneration stands of Chinese fir(Cunninghamia lanceolata)with different initial retained sprout densities.We investigated variations along decreased sprout density in plant diversity(tree species,structural,and functional diversities)and SOC fractions(particulate organic carbon and mineral-associated organic carbon),microbial diversity and CO2 fixation pathways using metagenomic sequencing.Tree species,structural,and functional diversities,and the concentration of SOC fractions increased with decreasing sprout density.Fungal diversity increased with reduced sprout density,but bacterial diversity did not.The composition of bacterial and fungal communities differed among the different sprout density treatments because changes in plant diversity resulted in different litter inputs and root biomass,whereas variation patterns in microbial C-fixation pathways did not change.Most microbial C-fixation pathway abundances significantly increased with decreasing sprout density,and the reductive citrate cycle,Dicarboxylate-hydroxybutyrate cycle,and 3-hydroxy-propionate bicycle were the key C-fixation pathways in all sprout density treatments,indicating that low-energy-consumption anaerobic pathways exerted a great impact on soil CO2 fixation during subtropical plantation succession.Majority of CO2 fixation genes associated with microbial species were from the phyla Pseudomonadota and Actinomycetota(~98%).Although the microbial composition(~60%)dominated SOC fraction variations,especially those affected by fungi,microbial C fixation(~40%)also played a key role in SOC accumulation.These findings highlight that sprout density-induced plant diversity greatly alters microbial diversity and C-fixation capacity and enhances SOC accumulation.Our study provides new insights into above-and belowground biodiversity jointly regulating SOC sequestration during forest succession.
发布时间:2026-01-28
60. 油茶林尿素施肥土壤氧化亚氮排放不受脲酶抑制剂和生物质炭的交互影响
摘要: [目的]氧化亚氮(N2O)气体是一种重要的温室气体,且其百年尺度上的增温潜力是二氧化碳的265倍,减少N2O气体排放有利于减缓全球气候变化。目前,减排剂的应用为N2O气体减排提供了新的策略。其中,脲酶抑制剂和生物质炭是当下热门的两种N2O气体减排剂。然而,脲酶抑制剂和生物质炭联用对土壤N2O气体减排的交互作用仍具有很大的不明确性,限制了脲酶抑制剂和生物质炭在N2O减排领域的应用。[方法]本文通过一项93天的室内模拟试验,研究了不同梯度的脲酶抑制剂丁基硫代磷酰三胺(NBPT)(0%、0.08%、0.16%、0.24%)和生物质炭(0%、2.5%、5%)对油茶(Camellia oleifera Abel.)林施尿素(200 mg N/kg)土壤N2O气体排放的影响。试验以非破坏性取样的方式,在2、4、7、12、15、19、28、39、52、69、86和93天分别监测了土壤N2O气体排放和土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)含量的变化。使用气相色谱仪检测集气前(0时刻)和集气后(2h时刻)气体样本中N2O气体的含量。通过间断化学分析仪分析土壤NO3--N和NH4+-N含量。通过双因素方差分析法分析生物质炭和脲酶抑制剂对累积土壤N2O气体排放的影响。通过皮尔逊相关法分析两变量之间的相关性。[结果]脲酶抑制剂能够减缓N2O气体排放[0%>(0.08%NBPT=0.16%NBPT=0.24NBPT),P<0.001],但生物质炭应用却促进了N2O气体排放(0%生物质炭<5%生物质炭<2.5%生物质炭,P<0.001);累积N2O气体排放量不受脲酶抑制剂与生物质炭的交互影响(P=0.117);在2.5%的生物质炭添加速率下,NBPT的添加降低了累积N2O气体排放量;在不添加生物质炭或生物质炭添加速率为5%时,NBPT的添加对累积N2O气体排放无影响;随着培养时间的增加,N2O气体排放速率呈现先增加后缓慢降低的趋势;在未添加NBPT的情况下,2.5%生物质炭添加增加了N2O气体排放,但5%生物质炭添加却对N2O气体排放无影响;在NBPT添加情况下,2.5%或5%的生物质炭添加都增加了N2O气体排放,且两者之间无显著差异;在N2O气体排放速率与净氨化速率(相关系数为-0.239)和净氮矿化速率(相关系数为-0.221)呈负相关,但N2O气体排放速率与净硝化速率呈正相关(相关系数为0.458)。[结论]NBPT在降低施尿素土壤N2O气体排放方面优于生物炭。同时建议使用较高的生物质炭添加速率用于减少N2O气体排放。
发布时间:2026-01-28
61. 森林土壤碳库空间变异研究进展
摘要: 森林土壤碳库是全球碳循环系统的关键组成部分,其数量和稳定性深刻影响大气二氧化碳水平,对生态碳汇具有重要意义。明确变化环境下森林土壤碳库的时空异质性和复杂性是开展森林土壤碳库管理的前提,但目前对此仍缺乏深入了解。本文旨在通过回顾国内外相关研究文献,梳理森林土壤碳库形成机理,系统分析森林土壤碳库空间变异特征及其关键影响因素相关进展,探讨森林碳库空间异质性研究方法,明确今后森林土壤碳库空间变异研究的重点问题,为森林土壤碳库的维持与提升研究提供关键基础。总体而言,森林土壤碳库的空间变异研究仍然存在较大的不确定性。在不同气候区,森林土壤碳库的差异尤为明显:热带地区的土壤有机碳(SOC)输入和输出均较高,因而其土壤碳库相对丰富;而寒带地区由于低温,土壤碳库则表现出高度稳定性。与湿润地区相比,干旱地区因水土流失严重,森林土壤碳库的空间异质性则显著增强。此外,在不同海拔和地形条件下,高海拔地区的土壤碳库积累更为显著,更适合SOC的固存,而低海拔地区的土壤碳库周转速度较快。不同土层深度的环境下,SOC含量差异显著,深层土壤储存了大量的SOC,受全球气候变化影响,其释放大量CO2的潜力不容忽视。不同国家和地区的森林经营管理和土地利用方式差异明显,发达地区的森林土壤碳储量普遍高于欠发达地区。此外,森林土壤碳库的空间变异受到气候、植被、地形、人类活动和火灾等多重因素的影响,这些因素之间的关系并非简单的线性,而是相互作用形成了森林土壤碳库的异质性特征。在研究方法上,传统调查方法适用于小范围的研究,而新型模型方法能够扩展研究区域并进行未来预测,尽管其精度略逊于传统方法。今后应扩大研究的区域尺度,进一步探索土地利用变化的平衡点,并加强在多种因素影响下的森林土壤碳库研究。此外,结合不同研究方法的优点,全面理解土壤碳库的动态特征,同时关注深层土层的土壤研究,以获取更全面的森林土壤碳储量数据。
发布时间:2026-01-28
62. 气候变暖增加武功山山地草甸土壤CO2和N2O排放取决于植被修复类型
摘要: [目的]二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)是重要的温室气体,且百年尺度上,N2O的增温潜势是CO2的265倍。草地是组成陆地生态系统的重要部分,占据着陆地表面的四分之一,草地土壤蕴含着大量的碳(C)和氮(N)库。其中,草甸是草地的主要类型之一,且是气候变化的重要指示植被。目前,世界各地的草甸大部分仍处于退化状态,草甸生态系统可能在全球气候变化(如气候变暖和N沉降)背景下变得愈加脆弱,甚至可能会产生大量的土壤CO2和N2O排放。针对草甸退化,相应的人工植被修复过程也在进行。然而,气候变暖和N沉降背景下退化草甸植被修复过程对土壤CO2 N2O排放的影响却不明确,限制了减排策略的植被修复方案制定。[方法]基于此,本文以江西武功山山地草甸为研究对象。武功山草甸具有面积广和分布基准海拔低的特点。因为旅游践踏,山地草甸出现了明显的退化现象,出现了很多裸地。团队在武功山收集了退化草甸(裸地(Bare soil))和三种植被修复(中华薹草(Carex chinensis)、飘拂草(Fimbri stylis dichotoma)、芒(Miscanthus sinensis))所在小区的土壤用于室内培养试验。土壤在不同温度(15℃、25℃或35℃)和N添加(对照vs.4 g m-2)条件下培养,培养周期为82天,选择其中1、2、5、11、20、32和82进行温室气体样本采集。使用气相色谱仪测定温室气体样本中CO2和N2O气体的含量。[结果]相比于裸地,修复小区具有较高的可溶性C含量(特别是飘拂草)和较低的无机氮含量。CO2排放速率因植被修复而增加,因N沉降而减少,因气候变暖而增加。三个修复物种在15℃和25℃时具有相似的土壤CO2排放速率,但是在35℃时,芒最低。飘拂草和中华薹草小区比之退化或者芒小区的土壤具有较高的N2O排放(特别是在25℃)。[结论]生态系统修复对土壤温室气体排放的影响取决于修复所用的植物物种。此外,这些随气候变暖和N沉降的差异表明:当选择植物进行修复并预测土壤CO2和N2O排放以及全球变暖潜力时,应该考虑未来的气候变化。
发布时间:2026-01-28
63. 不同林下植被配置模式对柑橘园的水土流失控制、杂草调控的影响
摘要: [目的]探究不同林下植被配置模式对红壤坡地柑橘园的土壤水土流失的控制、杂草的调控,为指导帮助红壤区柑橘园林下植被配置,柑橘园的生态系统服务与经济效益的权衡与协同关系提供理论依据。[方法]本研究以江西省信丰县的红壤坡地柑橘园为研究对象,通过在整地完成后的土壤上布设径流小区,设置狗牙根+紫云英、狗牙根+箭舌豌豆、狗牙根、地毯草+紫云英、地毯草+箭舌豌豆5种常用柑橘园生草模式,收集并测定各草种模式下的地表径流与壤中流情况。探究柑橘园下草种与裸坡对比下的水土流失和土壤N、P元素的流失规律。同时,还对不同年份柑橘园林下草种的地表径流情况进行收集分析,研究不同年份的柑橘园自然降雨情况下对水土流失的控制效果。[结果]不同林下植被配置模式中,狗牙根和地毯草对于柑橘园的土壤水土保持和土壤元素流失有较好的效果。不同林下植被配置模式对柑橘园在自然降雨条件下的水土流失控制效果与植被覆盖度以及坡地柑橘园的坡度相关。[结论]红壤坡地柑橘园在建立柑橘园时可以考虑狗牙根与地毯草的模式组合,有助于减少柑橘园土壤在自然降雨条件下的水土流失量。同时还有助于控制柑橘园林下杂草的生长。
发布时间:2026-01-28
64. 基于密度效应的杉木闽楠复层林邻株根系养分与AMF多样性的关系分析
摘要: 复层林改造能够调节林分结构,改善立地质量,对于维持森林的可持续经营具有重要作用。但复层林中树种的密度效应仍然是林分生产力的主要限制因素。为研究复层林内树种密度效应对林木根系生长及共生AMF群落组成的影响。本文选择杉木(19a生)林下套种闽楠形成的杉楠异龄复层林为研究对象,共设置4个不同闽楠保留密度(300株·hm-2、600株·hm-2、900株·hm-2、1200株·hm-2)。采用根系原位挖掘法,在测定分析杉木-闽楠邻间公共区域杉木及闽楠根系养分特性的基础上,结合根系组织内丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性及群落组成的变化特征,分析根系养分含量和AMF群落组成的内在关系,及其对竞争强度变化的响应规律。研究表明:闽楠根系总氮、总磷及总钾含量随着竞争强度的增大均显著增加(p<0.05),对于邻株杉木而言,其根系养分含量未受竞争强度的显著影响(p>0.05),在不同竞争强度处理中,闽楠根系总氮、总碳、总磷及总钾含量均高于杉木;杉木根系中分离出的AMF为4目4科7属48个种,闽楠根系中分离出的AMF则为3目4科8属52个种,闽楠根系中检测到的AMF物种数量要大于杉木根系,AMF在Top5水平上的物种基本上均划归于球囊霉属,球囊霉属均为主要优势属。林木可能通过促进根系内AMF多样性来帮助自身获取养分,调节种间关系,以应对竞争胁迫。
发布时间:2026-01-28
65. 南方丘陵红壤区森林土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素
摘要: [目的]生态化学计量学在了解土壤养分对植被的约束以及维持森林生态系统服务方面具有重要作用,为明确南方丘陵红壤区森林碳、氮、磷(C、N、P)生态化学计量学特征及其影响因素,明晰该区域森林土壤主导养分元素,为南方丘陵红壤区森林可持续经营和土壤改善管理提供理论依据。[方法]本研究采取随机布点、专题布点和林分布点相结合的方法,并依据DEM衍生的地形、水文信息和DOM提高的植被信息等高分辨率多源数据,共计布设323个样点,包括针叶林31个、常绿阔叶林98个和针阔混交林134个(分别记为CF、BF和CBF)。并通过测定森林土壤中有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)的含量,并提取对应点的典型生物多样性指标[归一化植被指数(NDVI)、氮反射指数(NRI)、叶面积指数(LAI)和叶光合有效反射分量(FPAR)],采用地质统计学、Person相关性分析和回归分析等方法对森林土壤C、N、P生态化学计量特征及其影响因素进行评价和分析。[结果]结果表明:在3种典型林分类型中,均为在BF土壤SOC、TN和TP含量最高,具体为不同林分类型土壤SOC和TN含量变化表现为:BF>CF>CBF,而土壤TP含量则表现为:BF>CBF>CF;而3种典型林分类型中,均为在CF土壤C∶N、C∶P和N∶P最高,且土壤C∶N、C∶P和N∶P在针叶林中均属于中等变异,而在常绿阔叶林和针阔混交林中均属于强变异。土壤SOC和TN之间存在较强的关联性,且二者均主要受到海拔和土壤pH的影响,而土壤TP含量空间变异性较小。土壤C、N、P化学计量比主要是受到植被类型、坡位、海拔和土壤pH等环境因子的影响,且海拔因素呈正相关,而与土壤pH呈负相关。而在土壤养分因素中,土壤SOC含量是该地区土壤C、N、P化学计量比主要的影响因素。土壤C、N、P化学计量比与生物多样性指标之间并没有明显的关系。[结论]南方丘陵红壤区3种典型林分类型土壤中,常绿阔叶林土壤SOC、TN和TP含量较高,土壤养分相对丰富,但整体上研究区TP含量相对匮乏,森林植被主要受P元素的抑制。土壤C、N、P化学计量比受到海拔、土壤pH、植被类型、坡位等的影响。该区域森林植被生长状况相对旺盛,生态系统相对健康。这些结果将有助于改善森林经营和森林土壤保护管理。
发布时间:2026-01-28
66. Sprout density-induced tree species diversity enhances soil organic carbon accrual and microbial C-fixation during subtropical plantation regeneration
摘要: Forest structure can influence soil microbial communities and soil organic carbon(SOC)sequestration.However,soil microbes and,especially,microbial C-fixation pathways,respond to changes in stand structure during forest succession,and the mechanisms underlying their effects on SOC accumulation have not been fully explored.Here,we conducted an experiment using different retained sprout densities in 30-year natural regeneration stands of Chinese fir(Cunninghamia lanceolata)with different initial retained sprout densities.We investigated variations along decreased sprout density in plant diversity(tree species,structural,and functional diversities)and SOC fractions(particulate organic carbon and mineral-associated organic carbon),microbial diversity and CO2 fixation pathways using metagenomic sequencing.Tree species,structural,and functional diversities,and the concentration of SOC fractions increased with decreasing sprout density.Fungal diversity increased with reduced sprout density,but bacterial diversity did not.The composition of bacterial and fungal communities differed among the different sprout density treatments because changes in plant diversity resulted in different litter inputs and root biomass,whereas variation patterns in microbial C-fixation pathways did not change.Most microbial C-fixation pathway abundances significantly increased with decreasing sprout density,and the reductive citrate cycle,Dicarboxylate-hydroxybutyrate cycle,and 3-hydroxy-propionate bicycle were the key C-fixation pathways in all sprout density treatments,indicating that low-energy-consumption anaerobic pathways exerted a great impact on soil CO2 fixation during subtropical plantation succession.Majority of CO2 fixation genes associated with microbial species were from the phyla Pseudomonadota and Actinomycetota(~98%).Although the microbial composition(~60%)dominated SOC fraction variations,especially those affected by fungi,microbial C fixation(~40%)also played a key role in SOC accumulation.These findings highlight that sprout density-induced plant diversity greatly alters microbial diversity and C-fixation capacity and enhances SOC accumulation.Our study provides new insights into above-and belowground biodiversity jointly regulating SOC sequestration during forest succession.
发布时间:2026-01-28
67. 不同繁殖阶段中华穿山甲肠道菌群研究
摘要: [目的]研究中华穿山甲妊娠前后生殖激素、肠道菌群组成结构、短链脂肪酸浓度的变化规律,揭示肠道菌群与生殖激素之间的关联性。[方法]采集10只中华穿山甲114份粪便样本(n=25配种前;n=56妊娠期;n=33分娩后)。采用放射免疫技术(RIA)检测粪便雌二醇、孕酮、卵泡刺激素、黄体生成素的浓度。通过16S rRNA技术分析中的微生物分类组成,用液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)法对粪便中的短链脂肪酸进行检测。Spearman相关性分析筛选与生殖激素和短链脂肪酸相关的差异菌群。[结果]粪便孕酮浓度在妊娠前期达到高峰后逐渐下降,卵泡刺激素和黄体生成素水平在从妊娠中期到分娩后逐渐下降。妊娠期粪便菌群α多样性显著低于配种前,毛螺菌科(Lachnospiraceae)相对丰度在妊娠后显著减少,相反乳杆菌科(Lactobacillaceae)相对丰度在妊娠后显著升高。值得关注的是,分娩后的穿山甲有更高丰度的变形菌门(Proteobacteria),一些潜在的致病菌如埃希氏-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)的丰度增加。相较配种前和分娩后,妊娠穿山甲的粪便乙酸、丁酸浓度最低,而异丁酸、异戊酸和戊酸浓度随着妊娠和分娩的发展显著升高。Spearman相关性分析显示,韦荣氏球菌科(Veillonellaceae)和Lachnospiraceae_unclassified相对丰度与粪便乙酸、丁酸浓度呈显著正相关;Lachnospiraceae_unclassified、Clostridium_sensu_stricto_1与红球菌属(Rhodococcus)的相对丰度与粪便孕酮水平呈正相关,Lachnospiraceae_unclassified与卵泡刺激素和黄体生成素水平呈负相关。[结论]中华穿山甲的肠道微生物的组成结构在妊娠阶段发生了显著变化,其中一些细菌的变化与短链脂肪酸和生殖激素生成具有相关性,这些细菌可能是益于中华穿山甲繁育的候选益生菌。需要进一步的研究来阐述肠道微生物对中华穿山甲妊娠的影响,挖掘提高繁殖成功率、改善产后恢复和子代生长发育的潜在益生菌,促进中华穿山甲的人工繁育发展。
发布时间:2026-01-28
68. 中华和马来穿山甲肠道线虫流行病学调查
摘要: [目的]消化道线虫病是影响野生动物健康的主要寄生虫病,由多种线虫寄生于胃肠道引起,能够导致穿山甲生长发育受阻、增重减慢等。并且防治上广泛使用驱虫药会产生大量耐药性虫株,造成药物残留,加剧寄生虫感染的危害。目前缺乏关于人工圈养的中华和马来穿山甲消化道线虫快速、准确、高效的检测方法,流行学调查及防控的研究还很有限。为了研究中华和马来穿山甲消化道线虫的流行情况,本研究调查了人工圈养中华和马来和中华穿山甲体内外寄生虫的感染率及种类,有助于评估其健康状况以及寄生虫对个体生存的威胁。[方法]采集人工圈养中华和马来粪便样本117份,其中马来穿山甲76份,中华穿山甲42份。采用饱和食盐水漂浮法富集虫卵,并对虫卵进行形态学观察。基于肠道线虫5.8S基因的PCR方法对所有样本进行检测,对获得的线虫5.8S基因进行测序和分析,并统计线虫感染率。[结果]共检测出53份胃肠道寄生虫阳性样本,中华和马来穿山甲胃肠道线虫阳性样本感染率为45.3%,其中中华穿山甲阳性样本共计18份,感染率为42.96%;马来穿山甲肠道线虫阳性样本共计35份,感染率为46.05%。[结论]本研究结果表明,人工圈养的中华和马来穿山甲消化道线虫的感染率较高,提示消化道线虫的防控不能忽视。这对于人工圈养的穿山甲肠道线虫流行病学的研究具有重要的意义,为人工圈养的中华和马来穿山甲消化道线虫的感染现状提供了最新的调查数据,并制定了综合防控技术方案,为人工圈养的中华和马来穿山甲消化道线虫的科学防控提供依据。
发布时间:2026-01-28
69. 中华穿山甲洞穴生境选择的季节变化
摘要: 生境选择是生态学研究中的热点和重点领域,是动物为了生存权衡考虑各种因素对环境变化的响应。中华穿山甲(Manis pentadactyla)是我国国家一级重点保护野生动物,然而,中华穿山甲洞穴生境选择的季节性变化目前仍不清晰。我们选取广东省2个中华穿山甲分布较多的地区(和平林区、乌禽嶂林区)为研究区域,通过样线法和样方法获取中华穿山甲洞穴的分布位点和生境样方信息等数据,其中雨季利用洞穴81个、旱季利用洞穴70个。运用3S技术、资源选择函数模型等方法,在不同季节对其生境选择的变化展开研究。我们发现:在雨季,中华穿山甲利用洞穴出现概率与海拔、坡度、隐蔽度和距河流距离呈显著正相关,同时对中上坡位、优势乔木为杉木的生境有强烈选择;在旱季,中华穿山甲利用洞穴出现概率与坡度和隐蔽度呈显著正相关,与距河流距离呈显著负相关,对上坡位,坡向朝南的生境有强烈选择。我们的结果表明中华穿山甲偏爱坡度较大、隐蔽条件好的生境,但在不同季节,中华穿山甲对水源的选择表现出明显的差异性,雨季中华穿山甲不受水源的限制,而旱季,中华穿山甲偏爱距水源较近的生境。我们的研究对中华穿山甲野外栖息地和种群的保护具有重要意义。
发布时间:2026-01-28
70. 中华穿山甲对共栖物种群落种间互作的影响机制研究
摘要: 穿山甲挖掘的洞穴微生境作为生态系统中生物多样性分布的热点,为其它利用洞穴的共栖物种提供了多种关键资源。然而,中华穿山甲对共栖物种群落结构和种间互动的级联影响机制仍不清晰。在2020-2023年间,我们使用红外监测了184个中华穿山甲(Manispentadactyla)洞穴,以揭示共栖物种的洞穴利用模式。我们在被中华穿山甲重新访问的洞穴微生境中共记录到57种物种,包括19种哺乳动物、32种鸟类和1种爬行动物;而在未被重新访问的洞穴中记录到19种哺乳动物和25种鸟类。在这些物种中,大多数鸟类作为外围物种主要利用洞穴土堆,而哺乳动物则主要作为洞穴利用物种利用了洞道。相比中华穿山甲只访问一次的洞穴,被中华穿山甲重复访问的洞穴形成了更加复杂的动物群落结构,且群落物种之间的正相关性也更强。我们的结果表明,中华穿山甲的存在和重复访问可以增强利用洞穴资源的共栖物种之间的正向互动(即一个物种的出现促进另一个物种的出现),尤其是对于利用洞道的哺乳动物。我们的研究首次证明了中华穿山甲及其挖掘的洞穴微生境在促进共栖物种共存方面的生态作用,并且保护中华穿山甲种群可能有助于恢复当地的生物多样性和生态过程。
发布时间:2026-01-28
71. 一种用于热带雨林濒危灵长类动物个体的身份识别算法
摘要: 野生动物的持续性监测和保护需要获取动物个体身份信息。海南长臂猿是我国一级保护野生动物,目前仅有42只个体,仅分布于海南热带雨林国家公园霸王岭片区内。为了能够准确掌握海南长臂猿种群结构,迫切需要开发自动化的个体识别算法,提供海南长臂猿的个体身份信息。然而,海南长臂猿个体间的相似性导致了大部分有效视觉信息都分布在细粒度层面,使得提取和编码有区分性的个体特征极具挑战性。同时,由于海南长臂猿是树栖动物,长期生活在热带雨林冠层,树叶遮挡和光照不均匀现象使个体的关键信息丢失,导致单一尺度特征无法表征个体完整的视觉信息。我们基于深度卷积神经网络编码海南长臂猿个体层面的特征,利用Transformer架构远距离建模个体与所处环境之间的依赖关系,并提出高效的多尺度特征融合模块,快速地融合个体面部特征、身体姿态特征和环境特征。结果表明,算法模型在海南长臂猿26只成年个体上识别的准确率达到96.7%,在海南长臂猿7个家庭群上识别准确率为97.3%。模型可以充分关注到个体在不同尺度下的特征变化。除此之外,模型可以区分未知的野生长臂猿个体。
发布时间:2026-01-28
72. 蛔虫全发育阶段单细胞图谱揭示了调控蛔虫行为的关键的温度感受器Twk-24a
摘要: [目的]蛔虫的宿主范围涵盖人类在内的绝大多数脊椎动物,其卵及幼虫能在适宜温度的刺激下迅速启动发育随后感染宿主,环境温度(≥25℃)是诱导幼虫发育的关键因素,但蛔虫感知温度信号并调控幼虫行为的分子机制尚不清楚,阐明该机理可为建立针对蛔虫早期传播的温度防控策略提供新的分子靶点。 [方法]本研究通过单细胞测序技术构建蛔虫休眠期、八个发育阶段(一细胞至L2/L3期幼虫)、体内感染阶段(L4期)以及成虫全组织的发育图谱。通过注释得到胚胎各细胞群及分化细胞类型。从典型的温度变化期前后,即由休眠期(<15℃)至发育早期(≥28℃)阶段的细胞类型中鉴定差异表达的基因集,利用电生理实验测定目标基因温度敏感性,识别蛔虫温度感受器。使用RNAi等手段使用饲喂法对L2期幼虫进行功能实验验证,明确在不同温度条件下温度感受器基因沉默是否会影响二期幼虫对不同温度的反应,其活力及发育速率是否发生显著变化。 [结果]本研究过滤得到共计233,826个细胞,注释得到58种不同的细胞类型或状态,并通过拟时序分析绘制得到蛔虫早期胚胎的分化轨迹表明原肠胚和L2幼虫期是器官发生和感染的关键时期。根据温度变化期(4℃-30℃)差异表达分析,基因功能富集和电生理实验验证,鉴定得到蛔虫温度敏感型离子通道基因Twk-24a,其温度敏感范围为25℃-37℃。通过设计Twk-24a基因的dsRNA探针对L2期幼虫进行RNAi实验表明Twk-24a抑制能够有效降低幼虫活力。 [结论]本研究通过构建蛔虫单细胞全发育图谱阐明蛔虫各发育阶段的基因转录谱,筛选与鉴定得到蛔虫温度敏感型离子通道基因Twk-24a并揭示了其在高温条件下对蛔虫发育的重要意义。进一步实验表明,抑制该基因可导致幼虫对温度变化的敏感性显著降低,同时伴随着生存能力下降和潜在感染能力的丧失,阐明了蛔虫“环境信号-感受器-幼虫行为”发育过程具体的生物学意义,对研究蛔虫的环境适应性具有重要价值。本研究也为以温度为手段防控蛔虫感染提供了一个潜在有效的分子靶点,为全球范围内控制土源性寄生虫感染提供了重要参考。
发布时间:2026-01-28
73. 极端气候事件对兴安落叶松树木生长的影响
摘要: [目的]北方森林是全球重要的生态系统之一,具有较高的气候敏感性。随着全球变暖,强降水事件导致极端湿润年份的发生频次显著增加。在极端湿润年份下,森林碳汇水平及生态水文过程都将发生相应变化,进一步影响森林生态系统结构与功能。然而,在高纬度地区,特别是在北方森林湿地生态系统,极端湿润年份对树木生长的影响研究相对较少,湿润年份后树木的恢复机制尚不清楚。[方法]本研究以大兴安岭森林湿地优势树种兴安落叶松(Larix gmelinii)为主要研究对象,基于树木年轮宽度指数(RWI)和卫星遥感植被指数(NDVI)时间序列数据,量化树木生长-气候敏感性,揭示兴安落叶松径向生长与冠层盖度对极端湿润事件的响应机制,探索林龄与森林生态系统稳定性的关系。[结果]研究发现,极端湿润事件后,落叶松RWI和NDVI立即降低。落叶松RWI和NDVI对温度的响应表现出显著的不一致性,但降水抑制落叶松的生长。在极端湿润年份中,RWI表现出从高抵抗力和低恢复力到低抵抗力和高恢复力的变化,而NDVI表现出相反的模式。此外,兴安落叶松对极端湿润事件的恢复受林龄的影响。[结论]本研究将有助于我们准确全面地掌握北方森林优势树种对极端气候变化的反馈,对预测当前以及未来生态系统过程与功能的变化、生态系统稳定性具有重要的意义。
发布时间:2026-01-28
74. 新疆天山中东部地区野猪栖息地适宜性及种群相对丰度研究
摘要: [目的]野猪造成的人兽冲突已成为我国当前野生动物管理中的热点问题,然而缺乏关于野猪种群和生态学相关的基础知识会严重阻碍科学管理工作的开展。本研究旨在明确新疆天山中东部地区野猪适宜栖息地与种群丰度的空间分布以及影响其变化的关键环境因子,进而为确定野猪管理优先区域和缓解人与野猪冲突提供参考。[方法]于2022年10月至2023年5月期间,以野猪为研究对象,采用红外相机法和样线法在天山东部国有林管理局管辖范围内开展野外调查,共布设336台红外相机与280条样线。分别使用最大熵模型(MaxENT)和贝叶斯N混合模型,结合野猪出现点位、红外相机数据和有关环境变量,量化野猪栖息地适宜性和野猪种群相对丰度。[结果]调查共获得1130张野猪独立有效照片和240个野猪出现点位。MaxENT模型结果表明,最冷季最低温度、气温年较差、归一化植被指数(NDVI)与土地覆盖类型是影响野猪栖息地适宜性的主要环境因素,NDVI与最冷月最低气温越高,野猪发生的概率越高。野猪偏好封闭的落叶针叶林。研究区域内共有适宜栖息地7973km²,约占整个区域的25.63%。N混合模型结果表明,野猪相对丰度受NDVI的积极影响,同时受到最冷月最低气温和气温年较差的消极影响。[结论]本研究确定了当地野猪管理的优先区域,并为制定科学有效的管理策略提供了重要依据。
发布时间:2026-01-28
75. 不同草地管理模式下高原鼠兔与鸟类多样性关系研究
摘要: [目的]祁连山是中亚-东亚鸟类迁徙通道重要迁徙停歇地,鸟类资源丰富,自然景观独特。祁连山青藏高原片区的高原鼠兔种群密度高,鼠洞洞穴数量多。受人类活动与全球环境变化的共同影响,高原鼠兔种群及分布产生相应的变化,并进一步通过改变草地植被结构与组成,直接或间接影响区域内鸟类群落组成与多样性。提升草地生境质量与植被生产力水平,同时有效提高生物多样性水平是当前智慧化草原管理函待解决的重要问题之一。然而,对不同草地管理模式下高原鼠兔与鸟类多样性关系的研究却非常有限。[方法]基于此,本研究于2023年8月-9月期间,以高原鼠兔与鸟类为研究对象,采用样线法和样点法在祁连山国家公园范围内开展野外调查,量化不同管理模式下(包括春季休牧、免耕补播和对照样地)鼠洞特征,并探索鼠洞密度梯度下鸟类多样性及鸟类功能特征的变化。[结果]研究发现,不同草地管理模式下鼠兔洞穴密度在不同年份间有显著差异,相比于2022年,2023年夏季在免耕补播与对照样地内鼠洞密度有所下降。在2023年植被生长季,鸟类多样性香农威纳指数呈现先上升后下降的趋势。随着鼠洞密度上升,特别是当单位面积内鼠兔洞穴数量超过一定数量后,鸟类物种多样性显著下降。同时,鸟类功能丰富度在三种不同草地处理类型存在明显的差异,且在对照样地数值最大,免耕补播样地高于春季休牧样地。体重相对较大、肉食性鸟类在生境选择上更倾向于对照样地,而体重较小、植食性鸟类易选择于春季休牧样地,而体型中等、杂食性鸟类则偏向选择免耕补播样地。[结论]本研究将有助于填补草原管理模式下草原鼠兔与鸟类多样性关系研究空白,从而应用于恢复相关种群数量、种群监控、草地生境评估等方面,为珍贵濒危物种保护提供帮助。
发布时间:2026-01-28
76. 生态过滤机制对吉林省西部农田防护林繁殖鸟类群落结构的影响
摘要: 鸟类群落是农田生态系统的重要组成部分,对鸟类群落结构的研究有助于为农田生物多样性保护提供理论参考。为揭示生态过滤机制对吉林省西部农田防护林繁殖鸟类群落结构的影响,2022及2023年每年4月及6月,采用样点法对吉林省西部农田防护林繁殖鸟类群落进行调查,同时记录样点周边农田防护林的环境变量,利用联合物种分布模型(Joint species distribution models,JSDMs)分析环境因子及种间相互作用对鸟类群落的影响。研究共调查167个样点,记录鸟类17目36科65种。结果表明,吉林西部农田防护林繁殖期鸟类群落同时受到环境因子和种间相互作用的影响,其中种间相互作用占据了主导地位。生态位重叠程度较高鸟类通过资源分割而降低种间竞争。联合物种分布模型的分析结果显示,吉林省西部农田防护林内的繁殖鸟类分布较为集中,觅食和繁殖环境较为相似,不同物种间的相互作用影响物种分布模式,进而对繁殖鸟类群落的组成产生影响。研究明确了生态过滤机制对吉林省西部农田防护林繁殖鸟类群落结构的影响,为现有农田防护林的合理配置及优化提供了依据。
发布时间:2026-01-28
77. 龙凤湿地育雏期内普通鸬鹚幼鸟肠道微生物群落结构特征及功能
摘要: 为探究育雏期普通鸬鹚(Phalacrocorax carbo)幼鸟肠道微生物的群落结构特征及功能,本研究在普通鸬鹚育雏期内对5只绒羽期幼鸟和5只针羽期幼鸟肠道微生物进行16S rRNA高通量测序,共获得1559个ASVs,隶属25门48纲81目121科181属。其中厚壁菌门(Firmicutes)(49.82%)、变形菌门(Proteobacteria)(29.23%)、梭杆菌门(Fusobacteria)(20.27%)为优势菌门,梭菌属(Clostridium)(21.63%)、邻单胞菌属(Plesiomonas)(17.28%)、梭杆菌属(Fusobacterium)(15.20%)为优势菌属。通过Wilcoxon检验比较了针羽期与绒羽期幼鸟肠道微生物的α多样性指数(包括Observed_species指数、Pielou_e指数、Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数),结果显示,针羽期与绒羽期Chao1指数差异显著(p<0.05)而其他α多样性指数并没有显著差异(p>0.05)。结果表明在幼鸟生长发育的不同阶段,肠道微生物的物种组成发生了变化,但总体多样性水平保持相对稳定。基于Bray-Curtis距离指数的PCoA分析表明绒羽期和针羽期幼鸟肠道微生物群落组成结构具有显著差异,通过PERMANOVA分析(p=0.001,q=0.001)进一步证实了这一点。LEfSe分析表明,门水平上绒羽期幼鸟和针羽期幼鸟间仅放线菌门(Actinobacteria)具有显著差异,而属水平上共有7个属具有显著差异,绒羽期5个属(消化链球菌属(Peptostreptococcus)、鲸杆菌属(Cetobacterium)、肠球菌属(Enterococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、节肢念珠菌属(Candidatus arthromitus)),针羽期2个属(梭菌属(Clostridium)、志贺氏菌属(Shigella))。绒羽期幼鸟肠道微生物群落中以益生菌为主,有助于建立健康的肠道环境,促进营养吸收和免疫系统的发展。而针羽期幼鸟肠道微生物群落中梭菌属和志贺氏菌属潜在致病菌的出现可能反映了肠道环境的某种不稳定因素。在基于PICRUSt2的第2层级MetaCyc途径微生物群落功能分析中共确定了60个功能类群,核苷和核苷酸生物合成(16.82%)、辅因子、辅基、电子载体和维生素生物合成(14.60%)、氨基酸生物合成(14.03%)为前3位主要的功能类群。通过Wilcoxon秩和检验发现共有74条代谢通路在绒羽期和针羽期间存在显著差异,其功能可归纳为生物合成(45条)、降解/利用/同化(16条)、前体代谢物和能量的产生(12条)、大分子修饰(1条)。作为幼鸟发育的两个重要阶段,其差异代谢通路的存在反映了幼鸟在不同发育阶段对于营养物质、能量和生物分子的需求差异。本研究揭示了育雏期普通鸬鹚幼鸟肠道微生物的群落结构特征和功能,为理解肠道微生物与宿主生长发育及环境的关系提供了重要信息。
发布时间:2026-01-28
78. 上海市野生貉疫源疫病调查与监测研究
摘要: [目的]随着上海市建成区域绿化覆盖率的显著提升以及城市生态环境的日益优化,众多城市公园、湿地、森林成为了吸引周边小动物栖息的乐园。特别是国家二级保护动物——貉,其在上海这座超大城市中的栖息数量正稳步增长。据估算,目前全市范围内貉的数量已接近5000只。然而,相关研究结果显示,野生貉种群中可能潜藏着诸如狂犬病毒这类能够引发重大公共卫生危机的病原体。此外,它们还可能携带细小病毒、犬瘟热病毒等严重威胁宠物犬、猫健康的病原。这一发现不仅引发了公共卫生领域的高度关注,也提醒我们必须加强野生动物疫源疫病的监测与防控。然而,当前上海市野生貉病原携带情况未知,相关研究亦匮乏。鉴于此,本着习总书记提出的“人病兽防、关口前移”的指导思想,探索上海市野生貉病原携带情况已迫在眉睫。此举旨在通过科学手段提前预判并有效防控上海市野生貉潜在的健康风险,保障城市公共卫生安全,同时维护人与自然和谐共生的美好愿景。[方法]2022-2024年,上海市野生动植物和自然保护地研究中心于上海市有貉出没的松江、青浦、闵行等区诱捕到66只野生貉,并进行肛、咽拭子等样本的采集。为探究这些野生貉可能携带的病原情况及其传播机制,研究团队利用PCR技术以及当前研究火热的宏病毒组及宏基因组测序技术等手段对样本中的病原进行检测。[结论]最终从样本中检测到星状病毒、乳头瘤病毒这类能够引发人畜共患病的病毒,以及细小病毒、犬瘟热病毒这类能够导致犬、猫严重致死的病毒。此外,还从样本中首次发现对“最后一道防线”类抗菌药物万古霉素耐药的vanR耐药基因。综合三年来的监测与研究成果,可暂时得出结论:上海市野生貉在病原携带方面还是相对较“洁净”的,并未检测到新冠病毒、狂犬病毒这类能够引发重大公共卫生事件的病毒。这一发现不仅为都市公共卫生安全提供了积极的信号,也体现了上海市在野生动物疫源疫病监测与防控方面所取得的成效,彰显了人与自然和谐共生的努力与实践。
发布时间:2026-01-28
79. 基于近地面激光雷达技术的森林可燃物三维结构估测与潜在火行为预测
摘要: 随着气候变化和极端干旱事件频发,林火干扰已成为森林生态系统中最突的生态问题之一。林火行为在很大程度上取决于可燃物的结构特性。当前森林可燃物参数的估计主要依靠野外地面调查或遥感估算,难以穿透冠层获得林下可燃物垂直结构信息,使其在精细量化可燃物结构和预测林火行为方面存在局限性和不确定性。本研究以赣南地区典型林分为研究对象,选取5种典型林分(马尾松林,湿地松林,杉木林,阔叶混交林,针阔混交林),采用背包激光雷达获取每个林分密集点云数据,通过点云数据估测每个样地森林可燃物三维结构参数并揭示其垂直结构分布特征。然后结合激光雷达获取的三维结构参数、野外调查数据与Behave Plus林火行为模型结合,模拟和预测研究区典型林分的林火行为,为区域林火防治管理提供科学依据和技术支撑。主要结果和结论如下:(1)5种典型林分中,树冠基高和中间冠层(1.5-10m)的植被面积指数(VAI)差异十分显著。其中,杉木林和湿地松林具有较高的树冠基高(杉木林mean=6.23m,湿地松林mean=5.02m),且中间冠层VAI低于其他林分,说明该林分的阶梯可燃物密度较低,发生树冠火的可能性相对较小。相比之下,马尾松林的树冠基高显著低于其他林分,且中低冠层(1.5-10m)的VAI也处于较高水平,表明该林分梯形可燃物密度较大,垂直连续性较强,具有较高的地表火向树冠火蔓延的风险。(2)基于Behave Plus火行为模拟显示,针阔混交林和马尾松林的地表火蔓延速率、火线强度和火焰长度均高于其他林分,杉木林最低。树冠火行为模拟结果显示,湿地松林的火线强度、火焰长度和单位热值明显低于其他林分,说明其转化为树冠火的概率较小,而针阔混交林在这些值中表现最高。(3)基于FARSITE模型模拟结果表明,在高火险天气条件下,海拔和树冠容重对林火行为的影响最为显著,研究区内高强度的林火行为多发生于半阳坡(225°-315°)、坡度为陡坡(25°-35°)、树冠容重介于1-4 kg/m3、树冠基高为2-3 m和平均树高为5-10 m的林分区域内。
发布时间:2026-01-28
80. 红松人工林地表火蔓延速率预测模型对比与分析
摘要: 红松(Pinus koraiensis)人工林因其枝叶内油脂含量较高而具有极高的火灾风险。地表火蔓延是森林火灾火场扩展的主要模式,探究地表火蔓延的发展规律和机制,构建地表火蔓延速率预测模型对森林火灾的扑救具有重要意义。本研究以黑龙江省帽儿山地区成熟期的红松人工林地表可燃物为研究对象,设置不同梯度的可燃物含水率(5%,15%,25%)、载量(0.5 kg∙m-2,0.7 kg∙m-2,0.9 kg∙m-2,1.1 kg∙m-2)和坡度(0°,10°,20°,30°,40°)模拟野外真实条件进行60场室内点烧试验。应用Rothermel原模型和修正模型、王正非模型和随机森林算法对火蔓延速率进行预测并对比分析,评估预测红松人工林地表火蔓延速率的最优模型。结果表明:(1)可燃物含水率与蔓延速率极显著负相关,载量与蔓延速率无明显相关性,坡度与蔓延速率极显著正相关;坡度和含水率对蔓延速率的影响存在极显著的交互作用。(2)拟合最优压缩比和坡度参数后的Rothermel模型在所有试验条件下预测效果均好于直接使用Rothermel模型。(3)王正非模型预测效果最差,其在低坡度条件下(0°~30°)的整体效果较好,但无法预测高坡度条件(40°)下的蔓延速率。(4)随机森林模型在所有试验条件下预测效果最好,但随机森林模型因其本身特性,还需进一步进行评估和验证。
发布时间:2026-01-28
81. Exploring the impact of biological fire prevention forest belts on forest and grassland fire risks in the China Mongolia border based on the Burn-p3 model
摘要: In recent years,large-scale fires have occurred frequently worldwide,posing a significant threat to human life and the environment.As a green and manageable fire-blocking measure,biological firebreaks have been increasingly applied in forest fire management.However,research on biological firebreaks mainly focuses on the selection of tree species for biological firebreaks and the configuration of planting space,while lacking quantitative assessment of their fire-blocking effects.Thus,studying the fire-blocking efficacy of biological firebreaks is of great value and significance for fire prevention and resistance,economic development,and ecological security.This study selects the biological firebreaks in the border area between China and Mongolia as the research area.Based on field investigations,historical fire data,and high-resolution remote sensing data,the Burn-P3 model is utilized to analyze the influences of different densities and widths of biological firebreaks on forest flammability and fire behavior at the landscape scale.The aim is to quantitatively evaluate the fire-blocking efficacy of the existing biological firebreaks in the border area between China and Mongolia and propose corresponding construction parameters and improvement suggestions,with the expectation of providing a scientific basis for the fire management strategies in the border area between China and Mongolia.The simulation results indicate that:(1)The biological firebreaks in the border area between China and Mongolia can effectively reduce the probability of fire occurrence,the spread speed,and the fire intensity.(2)Under the existing construction density scenario of biological firebreaks,as the width of biological firebreaks increases,the probability of fire occurrence,the spread speed,and the fire intensity all show a decreasing trend,suggesting that the widening of biological firebreaks enhances the fire-blocking efficacy.
发布时间:2026-01-28
82. 计划烧除对云南松林林下植被群落结构的影响
摘要: 云南松林是中国西南地区一个独特而重要的植被类型。因其自折枝特点及其分布区独特的气候特征,云南松林区向来是林火高发频发区,通常采用计划烧除的方法来减轻危险火灾的风险。然而,计划烧除对云南松林植物群落结构和物种多样性的潜在影响尚不确定。本研究以云南省玉溪市新平傣族彝族自治县昭壁山云南松林为研究对象,于2021年12月和2022年12月分别设置7个未烧除样地(对照样地)和烧除样地,每个样地包含3-5个20m×20m乔木样方,每个乔木样方中设置5个2m×2m的灌木样方和5个1m×1m的草本样方,探讨计划烧除引起的植物群落特征的变化。结果表明,(1)计划烧除对林冠树木的影响很小,但在一定程度上改变了林下植被的群落特征。计划烧除改变了林下层植物物种丰富度,降低了灌木的平均高度。灌木林种类由26种减少到19种,优势树种由未实施烧除区域的光叶柯(Lithocarpus mairei)和云南松树幼苗向实施烧除区域的羊耳菊(Duhaldea cappa)和金叶子(Craibiodendron stellatum)转变。计划烧除使草本植物的种类从27种增加到40种,但对草本植物的高度和重要值的影响很小。(2)计划烧除对灌木和草本植物的物种多样性指数有不同的影响,计划烧除显著降低了灌木的α物种多样性指数,但对草本的α物种多样性指数影响不大。Β多样性指数表明,火烧区和未火烧区物种组成相似,但计划烧除对灌木的影响大于对草本植物的影响。(3)结构方程模型(SEM)表明,计划烧除是影响灌木物种多样性指数的主要因素,而海拔、森林结构和土壤养分含量对草本层物种多样性指数的影响较大。(4)计划烧除是影响研究区云南松林灌木丛群落结构和物种多样性的主导因素,灌层树木的树苗缺失可能在未来很长时间内影响云南松林的演替。
发布时间:2026-01-28
83. Research on Surface Fuel Moisture Content Retrieval Model Based on Satellite Remote Sensing and Machine Learning
摘要: Forest fires are significant natural disasters worldwide,causing severe impacts on the ecological environment and socioeconomic development.Accurate prediction of forest fire risk levels and timely implementation of effective measures are crucial for preventing forest fires and ensuring ecological security.Traditional forest fire warning systems primarily rely on meteorological factors,neglecting the critical factor of fuel moisture content,resulting in limited warning accuracy.This study leverages machine learning algorithms and satellite remote sensing data to invert the surface dead fine fuel moisture content,exploring a more precise forest fire warning method.The research findings indicate:(1)Four machine learning models(Linear Regression,Random Forest,Convolutional Neural Network,XGBoost)were employed to construct a surface dead fine fuel moisture content(DFFMC)inversion model.Model training results demonstrate that the XGBoost model performs best,with an R2 of 0.8228,MAE of 0.0613,and RMSE of 0.0845.(2)Ground validation of the model was conducted by comparing the inverted DFFMC data with real-world measurements from 10 validation sites in the Greater Khingan Mountains.The results show that the XGBoost model exhibits a good fit across different sites,with an average R2 of 0.6178,surpassing other machine learning models.(3)A daily DFFMC dataset for the Greater Khingan Mountains region was constructed by integrating SMAP soil moisture data,EAR5 meteorological data,and the XGBoost model.This dataset can be utilized in forest fire warning systems,providing vital data support for fire prevention and control.This study provides an effective method and technical support for inverting DFFMC based on microwave remote sensing,offering crucial scientific evidence for forest fire prevention and control.It also lays a foundation for further enhancing the accuracy and timeliness of forest fire warnings.
发布时间:2026-01-28
84. 计划烧除对滇中云南松林地上生物量的影响
摘要: 森林具有吸收和固定大气中CO2的能力,是陆地最大的碳库,在调节全球碳循环和缓解气候变化中发挥着至关重要的作用。计划烧除作为森林可燃物管理的有效手段之一,有效降低了很多地区野火发生频率和火烧范围的同时,在一定程度上改变了森林的结构和功能。本文以滇中地区玉溪市新平彝族傣族自治县照壁山云南松林为研究对象,通过野外调查和室内实验相结合的手段,采用收获法和异速生长方程获得云南松林乔灌草地上生物量和凋落物层载量,基于各树种和各层次的碳含量计算各层生物量,采用非参数检验(Kruskal-Wallis test)比较计划烧除对云南松林各层生物量的影响,并运用结构方程模型(SEM)分析计划烧除及其它可能的影响因子对云南松林地上生物量的变化相对贡献,结果表明(1)计划烧除对云南松林各层植物多样性的影响有差异。烧除对样地乔木层高度、胸高断面积、乔木密度和物种多样性指数无显著影响。烧除增加了灌木层树种的物种数量,灌木层树种由对照样地25种增加到烧除样地33种,优势树种由未火烧样地白皮柯(Lithocarpus dealbaths)和枹栎(Quercus serrata)转变为烧除样地的西南木荷(Schima wallichii)和金叶子(Craibiodendron stellatum)。计划烧除对灌木层物种α多样性指数无显著影响。计划烧除使草本层物种数由未烧除样地53种增加到烧除样地97种,禾本科Poaceae物种数量减少的同时唇形科Lamiaceae和菊科Asteraceae等非禾本科物种数有增加,草本层物种丰富度显著增加。(2)计划烧除对云南松林各层植物生物量的影响有区别。与未烧除样地相比,烧除样地乔木层地上生物量略有增加,灌木层、草本层和凋落物层的生物量显著降低。虽然烧除样地地上总生物量增加不显著,但其抵消了云南松林林下植被层和凋落物层生物量的损失。(3)烧除、地形和林分结构等因子对研究区云南松林生物量及其分配格局的影响有差异。SEM结构方程模型表明,研究区云南松林地上生物量主要受到土壤因子的影响(0.40),其次是林分结构(0.24),环境因子(海拔、坡度、火烧)、林分结构(乔木高度、胸高断面积、乔木密度、灌木高度、灌木盖度、草本高度和草本盖度)和土壤因子(TC、SOC、TN、AN、AP、AK和pH值)解释了总地上生物量变化的93%。海拔、坡度、火烧、林分结构、乔木层物种多样性和土壤因子解释乔木层地上生物量变化的98%;环境因子、林分结构、灌木层物种多样性和土壤因子解释灌木层地上生物量52%;环境因子、林分结构、灌木因子、草本层物种多样性和土壤因子解释草本层地上生物量26%,而环境因子、林分结构、灌木因子、草本因子和土壤因子解释凋落物层地上生物量54%。
发布时间:2026-01-28
85. 基于人工记录数据和卫星遥感数据的内蒙古草原火驱动因素识别及预测模型差异研究
摘要: 频繁而强烈的草原火灾会给内蒙古林草部门带来巨大挑战,了解草原火灾发生的潜在驱动因素和火灾火险高发区对于制定有效和基于科学的火灾管理政策和管理计划至关重要。本研究基于2001-2022年2种火点数据(历史火点数据、遥感火点数据),以内蒙古的防火期(全区锡林郭勒盟以东地区防火期为春季3月15日至6月15日、秋季9月15日至11月15日,乌兰察布市以西地区防火期为当年9月15日至翌年6月15日)将内蒙古划分为东部和中西部。应用六种模型(逻辑斯蒂回归模型(LR)、增强回归树模型(BRT)、随机森林算法(RF)、支持向量机(SVM)、极限梯度(XGBoost)、Gompit回归(GR))来确定内蒙古不同尺度下的最优预测模型以及重要的驱动因素和火灾高发区;并比较2种数据源的差异。结果表明:(1)在历史火点数据中,BRT模型对于内蒙古全区,内蒙古中西部地区,内蒙古东部地区春、秋季防火期和内蒙古中西部地区防火期这些尺度预测效果优于其他五种模型,SVM模型对于内蒙古东部地区和内蒙古东部地区秋季防火期这些尺度预测效果最好。在遥感数据中,BRT模型对于内蒙古全区,内蒙古东部地区,内蒙古中西部地区这些尺度预测效果最优。内蒙古东部地区春、秋季防火期尺度下的左右预测模型是SVM模型。XGBoost模型对于内蒙古中西部防火期尺度预测效果最好。(2)内蒙古草原火灾更有可能发生在低海拔地区,气象数据中的温度、湿度显著影响火灾的发生,此外当地GDP、火点距离居民点、公路、铁路的距离被认为是影响火灾发生的重要驱动因素。内蒙古火灾次数从东到西依次减少,火险高发区从东到西也依次降低。(3)内蒙古全区火灾高发区主要集中在内蒙古东北部呼伦贝尔市西部地区、东部地区兴安盟市、通辽、赤峰北部地区、锡林郭勒西部地区、乌兰察布南部地区、呼和浩特市、巴彦淖尔市东部地区以及鄂尔多斯市东部地区等。
发布时间:2026-01-28
86. Surface Fuel Load Estimation in the China-Mongolia Border Forests Based on Multi-Source Remote Sensing Satellite Data
摘要: Management approach may influence biomass production as well as carbon contents in plant component Frequent wildfires occur in the China-Mongolia border region,with fires spreading into China,potentially causing severe forest fires.Surface fire spread is the primary mode of fire expansion in forest fire areas.Therefore,accurately estimating surface fuel load is of great significance for predicting fire occurrence probability and fire behavior.This study used three machine learning algorithms(RF,XGBoost,MLR)combined with three satellite remote sensing data sets(optical data from Landsat 8 Operational Land Imager(OLI),Synthetic Aperture Radar(SAR)data from Sentinel-1,and L-band Synthetic Aperture Radar(PALSAR)data from the Advanced Land Observing Satellite(ALOS)>along with 300 ground-truth sample points to estimate surface fuel load.The study first explored the correlation between fuel load and optical/SAR data and developed corresponding estimation models.The differences in estimation performance between various remote sensing data combinations were analyzed and evaluated.Using K-fold cross-validation,the RMSE of the remote sensing-based model was compared with the RMSE between the forest-type-based average and the field-measured fuel load to understand the differences between remote sensing-based estimates and field-measured average fuel load.The results show that combining optical and SAR data significantly improved the estimation of surface dead fuel load(R²=0.61,RMSE=1.75,MAE=1.24),emphasizing the importance of data selection and combination in fuel load estimation.
发布时间:2026-01-28
87. 基于高分辨率遥感的野地-城镇交界域(WUI)区划研究——以中国沈阳市为例
摘要: [目的]野地-城镇交界域(Wildland-Urban Interface,WUI)是城市郊区化发展模式产生的复合景观,火灾易发、高发且危害性极强。针对WUI区域进行空间区划是合理制定交界域火灾管理策略和优化消防资源配置的迫切需求。WUI划定的关键问题是区划要素的精细获取与判定准则的本地化制定。[方法]本研究以中国沈阳市为例,基于美国WUI空间区划框架发展了基于高分辨率卫星遥感的WUI空间划定方法。首先,综合U-Net与迁移学习技术改进建筑物语义分割精度,提高筑物密度计算准确性;结合WorldCover数据集与多尺度遥感影像分割技术实现野地植被斑块信息提取。其次,结合历史火灾暴露度最大化与随机森林算法实现WUI判定准则的阈值自适应获取。最后,采用WUI-P方法实现研究区WUI空间划定并与以往研究进行对比。[结果]采用高分遥感影像可显著改进孤立建筑、农村建筑的提取精度,进而降低交界域遗漏。在火险暴露度最高原则下,混合型交界域判定准则及阈值:植被覆盖度≥69.7%,建筑物密度≥4.47/km²;界面型交界域判定准则及阈值:距离测度≤2.0 km,建筑物密度≥4.47/km²,野地斑块最小面积为2 km²。在此情景下,沈阳市交界域总面积约为656.46 km²,以界面型交界域为主(面积占比74.6%)。与现有两种全球WUI产品(S23和C24)叠加分析发现,本研究划定的混合型WUI与二者重叠面积比分别为66.6%和62.7%,界面型WUI重叠面积比分别为:87.9%和91.2%,均高于二者之间重叠面积比58.5%(混合型)和61.5%(界面型)。[结论]本研究有效提升了沈阳市WUI空间区划的准确性与合理性,为交界域火灾管理、生态环境保护和消防资源配置提供了重要科学依据。
发布时间:2026-01-28
88. 森林地表可燃物含水率研究进展与展望
摘要: 森林地表可燃物含水率对森林火灾的预警、发生和蔓延具有重要影响。如何准确预测森林地表可燃物含水率是林火管理面临的一大挑战。本文首先综述了森林地表可燃物含水率预测的主要技术和方法;其次,剖析了可燃物含水率研究需要解决的关键和前沿问题,涵盖了不同时滞地表可燃物含水率研究、可燃物含水率监测方式、含水率时空异质性及影响因素、含水率与林火行为关系及森林火险预警等方面;最后,针对当前研究中存在的不足和挑战,提出了5点展望:(1)深化可燃物含水率预测模型研究。(2)加强可燃物含水率时空异质性研究。(3)加强可燃物含水率的空天地一体化监测研究。(4)加强多源遥感多波段卫星数据融合预测可燃物含水率。(5)深入探索可燃物含水率对森林火险及林火行为的预测影响。
发布时间:2026-01-28
89. A comparison of five models in predicting surface dead fine fuel moisture content of typical forests in Northeast China
摘要: The spread and development of wildfires are deeply affected by the fine fuel moisture content(FFMC),which is a key factor in fire risk assessment.At present,there are many new prediction methods based on machine learning,but few people pay attention to their comparison with traditional models,which leads to some limitations in the application of machine learning in predicting FFMC.Methods:Therefore,we made long-term field observations of surface dead FFMC by half-hour time steps of four typical forests in Northeast China,analyzed the dynamic change in FFMC and its driving factors.Five different prediction models were built,and their performances were compared.Results:By and large,our results showed that the semi-physical models(Nelson method,MAE from 0.566 to 1.332;Simard method,MAE from 0.457 to 1.250)perform best,the machine learning models(Random Forest model,MAE from 1.666 to 1.933;generalized additive model,MAE from 2.534 to 4.485)perform slightly worse,and the Linear regression model(MAE from 2.798 to 5.048)performs worst.Discussion:The Simard method,Nelson method and Random Forest model showed great performance,their MAE and RMSE are almost all less than 2%.In addition,it also suggested that machine learning models can also accurately predict FFMC,and they have great potential because it can introduce new variables and data in future to continuously develop.This study provides a basis for the selection and development of FFMC prediction in the future.
发布时间:2026-01-28
90. 武汉市常见树种凋落枝叶易燃性分析
摘要: 研究武汉市4种常见树种,马尾松(Pinus massoniana Lamb.)、栓皮栎(Quercus variabilis Blume,)、油茶(Camellia oleifera Abel.)和山胡椒(Lindera glauca(Siebold&Zucc.)Blume)的凋落枝叶为研究对象,进行理化性质试验,采用聚类分析和主成分分析将凋落物分难燃、可燃、易燃三个等级。结果表明:油茶叶及小枝的热值低、燃点高、点燃时间长、木质素含量低,表现出较强的阻火性能,同时,与油茶叶及小枝混合的树种,均表现阻火性能提升;山胡椒枝的燃点高、点燃时间长,燃烧性较弱,但其落叶却相反,可见山胡椒落叶易燃,小枝耐火;马尾松落叶凋落枝热值高、燃点低、点燃时间快、木质素和纤维素含量高,易燃性较强,与马尾松枝叶混合的树种,均有易燃趋势。油茶凋落枝叶难燃,可作为森林防火树种。由马尾松组成的混交林,具有较高火灾风险,应重点监管。该研究可为武汉市防火树种筛选以及防火林带的建设提供参考。
发布时间:2026-01-28
91. 关于林火对林下土壤理化性质及土壤微生物影响的研究进展综述
摘要: 全球每年发生森林火灾约20万次,烧毁森林面积占全球森林总面积的1%以上。中国每年约发生1万多次森林火灾,烧毁森林面积占全国森林面积的5~8%。森林火灾是森林生态系统的重要干扰因素,对土壤生物和非生物特性、生态系统养分循环和平衡产生深刻影响。因此,评估林火对森林生态系统的具体影响显得尤为重要。随着气候变化,全球森林火灾的范围、严重程度和频率都在增加,对森林生态系统产生实质性持续影响。森林火灾通过直接对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)施加不同程度的作用,驱动森林生态系统养分元素在时空上的重新分配。林火对土壤微生物群落产生显著影响,包括微生物数量的减少、群落结构的改变以及微生物功能的调整。林火可以改变土壤含水率、pH和土壤元素含量等大部分土壤理化特性。过去几十年,人们致力于研究森林火灾对土壤的影响及管理全球森林火灾。研究集中在林火蔓延、预测、生态影响、防控技术。尽管已有进展,但研究仍需深入,以完善知识体系,为未来森林火灾管理和生态保护提供科学依据。
发布时间:2026-01-28
92. 基于水分散性植物纳米纤维素复合体系仿生制备超疏水阻燃柔性材料及其油水分离应用中的吸附-燃烧解吸性能研究
摘要: 大量含油废水因排放不当,对生态系统和人类健康安全构成严重威胁。本研究以玉米秸秆为原料,将制得的纳米纤维素悬浮液依次与二氧化硅纳米颗粒、甲基三甲氧基硅烷共混并完成反应后,再与低浓度聚乙烯醇(PVA)溶液共混,得到水分散性植物纳米纤维素复合物,经进一步冷冻干燥与热处理,制得超疏水阻燃柔性材料(CSM-PVA)。该方法以水替代常规有机溶剂作为疏水材料制备过程中的分散介质,有效规避了因溶剂挥发造成空气污染与引发火灾等安全隐患;借助SiO2 NPS附着于纳米纤维素表面模拟荷叶表面微/纳粗糙结构的同时,赋予其阻燃性能;通过甲基三甲氧基硅烷对材料表面及其内部进行多碳链接枝改性以达到类荷叶表面的低表面能疏水效果;引入PVA溶液共混,并采用冷冻干燥与热处理技术进行牵引,增强其结构稳定性的同时,赋予其更好的柔韧性。结果表明,CSM-PVA超疏水阻燃柔性材料表面与内部的超疏水性能稳定,其密度很低(55mg·cm-3),吸油容量高达34.2 g/g,对油水混合物的分离通量与效率可达18462 L·m-2·h-1和99.6%。即使经过12次循环后,该柔性材料的分离通量和效率依然保持在初始值的76.3%和98.5%。CSM-PVA超疏水阻燃柔性材料对油包水乳化液的分离通量与效率高达13333 L·m-2·h-1和99.4%。即使经过10次循环后,该柔性材料的分离通量和效率依然保持在初始值的80.2%和98.8%。当CMS-PVA6超疏水阻燃柔性材料分别浸泡于pH=1的强酸溶液、pH=14的强碱溶液以及5 wt%的盐溶液中168 h后,均依然保持着优异的结构稳定性能,展示了良好的油水分离效果、显著的循环稳定性以及优良的强酸、强碱、高浓度盐溶液耐受性。在燃烧测试中,完全暴露在空气中的CSM-PVA超疏水阻燃柔性材料的持续燃烧时间为6 s,仅在2 s内自行熄灭,展现了优异的阻燃与防火性能。值得注意的是,吸油后CSM-PVA超疏水阻燃柔性材料还能够通过燃烧解吸进行重复使用,经10次吸附-燃烧解吸循环后,该材料吸油量为初始时的90.5%,自重为初始时的94.1%。这充分展示了CSM-PVA超疏水阻燃柔性材料作为有机燃料载体的稳定性,以及作为油水分离材料的高效性、优良的重复使用性与可再生能力,为含油废水净化、绿色资源与废弃能源循环利用提供了重要的理论依据。
发布时间:2026-01-28
93. 基于ARGET ATRP法合成大豆蛋白基木质复合材料的研究
摘要: 随着石油资源日渐减少,以石油化工产品为原料合成胶黏剂将面临资源短缺的问题,其中大豆蛋白(SPI)来源广、环保再生等优点,在胶黏剂领域受到了大量关注。由于存在的耐水性差、分子量大导致渗透性差和强度低等问题。以大豆蛋白为研究对象,通过配置不同体系的低共熔溶剂对大豆蛋白进行预处理,以氯化胆碱作为氢键受体(HBAs),选择不同类别的氢键供体(HBDs)体系制备低共熔溶剂(DES),与大豆分离蛋白(SPI)共混处理后,分别以DES与SPI共混时的含水量、反应温度、反应时间和反应物的固液比等因素作为实验条件。预处理打开大豆蛋白的球形结构,暴露更多的疏水基团和活性位点。通过红外光谱、紫外光谱的测定,内部氨基酸残基含量提高,水接触角由46.3°变为88.5°,疏水性增强。疏水性的变化影响大豆蛋白的进一步应用,为后续大豆蛋白的接枝改性与提高耐水性能奠定了基础。以预处理后的SPI作为研究对象进行接枝共聚,利用大豆蛋白上的氨基和部分羧基与2-溴代异丁酰溴发生酯化反应,引入溴功能化基团制备大分子引发剂(SPI-Br),以添加20%的尿素在水-甲醇体系对大分子引发剂进行分散处理,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)法制备大豆蛋白接枝共聚合物,通过更强的共价键将二者更紧密的结合起来,提高豆胶的胶合强度,通过红外光谱、核磁的表征结果表明SPI-Br和SPI-g-PGMA共聚物的制备成功。通过胶合板强度的测试,胶合强度可达1.090 MPa,符合中国国家标准GB/T 9846-2015对Ⅱ类胶合板要求。此方法具有绿色环保等优点,使得该方法制备的大豆蛋白胶黏剂在绿色环保方面有良好的工业应用前景。
发布时间:2026-01-28
94. 木质纤维素基近红外高透过滤光片
摘要: 近红外滤光片在隐私保护、环境监测和夜视等领域具有重要应用;然而,传统的滤光片依赖于复杂的设计和对环境有害的基材,而木质纤维素衍生的滤光片往往无法满足所需的阻断波长。在这项研究中,我们引入了一种木质素捕获-融合策略,其中木质素在纤维素网络中自组装并融合形成致密、稳定的结构,并且通过简单调整薄膜厚度,以精确控制生物滤光片的波长阻断能力。由此产生的生物滤光片在可见光区域(400-650nm)表现出选择性阻断,高近红外透过率(超过90%)和低雾度。此外,生物滤光片具有综合稳定性,包括水稳定性、溶剂稳定性、热稳定性和环境稳定性。由于其独特的性质,生物滤光片在近红外区域显示在数据安全、隐私保护和近红外夜视方面的巨大潜力。
发布时间:2026-01-28
95. 高耐水木纤维基高压装饰板的制备与性能研究
摘要: [目的]纤维板是人造板行业的一种传统板材,由木质纤维与合成树脂粘合剂在高温高压条件下压制而成,主要应用于建筑和家居领域,其具有密度均匀和易于加工等优点。作为一种资源利用率高的产品,其不仅能取代传统木单板得到更好的经济效益,还对环境保护和城市绿色发展产生了重要影响。然而,纤维板的耐水性能差、强度低、同质化高这些问题严重制约了其在建筑和家居领域的发展,对于包装等其他领域更无法适用。[方法]为了解决纤维板耐水性能差、同质化现象严重的问题,通过将低密度轻质纤维板浸渍酚醛树脂,在进行高温热压的方法,将低密度轻质纤维板转化成为木纤维基高压装饰板。[结果]通过浸渍热压后得到的高压装饰板密度为1.42g/cm3,扫描电子显微镜(SEM)观察结果证实酚醛树脂与纤维紧密结合,在纤维表面形成了覆盖层。同时高压装饰板耐水性能得到改善,得到最优的浸渍酚醛树脂质量占比为20%,弯曲强度达到84.05 MPa,弹性模量达到7681.69MPa;其24h吸水厚度膨胀率为6.57%,24h吸水率为8.3%,2h沸水水煮吸水厚度膨胀率为16.44%,2h沸水水煮吸水率13.03%。此外,浸渍热压后得到的高压装饰板拉伸强度和柔性变形性能也得到了提高。[结论]这种高耐水、高强度的高压装饰板有望应用于建筑、包装、家具等领域,为提高纤维板应用领域和范围提供了一定的理论依据。
发布时间:2026-01-28
96. 木材横纹受压性能增强及数值模拟研究
摘要: [目的]木材是一种典型的各向异性材料,其横纹抗压强度远低于顺纹抗压强度。在木结构设计与建造过程中,由于横纹受压所导致的建筑倾斜甚至坍塌现象普遍存在,目前用于加固的植筋材料多为钢筋或螺钉,且未能分析植筋木材的内力变化。[方法]本研究以日本落叶松为材料,通过植入木销进行增强,探究木销数量、长度对木材横纹抗压强度和弹性模量的影响规律,并采用有限元软件ABAQUS建立仿真模型,模拟分析木销植入后试样的应力、应变变化,并预测、模拟木销直径对木材横纹抗压强度和弹性模量的影响。[结果]通过分析显示,木材横纹受压性能随植入木销的长度和数量的增加而增大,而有限元模拟结果则显示,植入木销可以改变木材内部结构的应力、应变分布,且随着木销长度的增加,其上分布的应力和应变逐渐增大,但是当木销长度较短时,仅通过增大木销直径对木材横纹抗压强度和弹性模量的提升有限,当木销长度达到90 mm时,改变木销直径能有效提升木材的横纹抗压强度和弹性模量。[结论]通过植入木销可以有效提高木材的横纹受压性能,而有限元数值模拟则为“植筋”技术提供了一定的理论依据。
发布时间:2026-01-28
97. 基于不匹配折射率的激光驱动木基散射体
摘要: [目的]基于激光二极管的固态照明主要用于最先进的照明系统,其具有高功率密度、高亮度、小尺寸和低能耗的特性。然而,这些系统依赖于光转换无机荧光粉,不仅制造条件复杂且不可持续。此外,即使在高电流密度下,集成的照明系统依然存在光量子转换效率低的问题,严重限制了它们在汽车前灯、投影显示器和泛光灯投影仪等高亮度领域的应用。[方法]为了解决固态照明用散射体存在的低量子效率、制备工艺复杂、不可持续等问题,提出了一种不匹配的折射率策略,通过简单的脱木质素和聚合物(聚乙二醇二丙烯酸酯)浸渍方法,直接将天然木材转化为激光驱动的木基散射体。[结果]以轻木、泡桐、杉木、杨木等不同密度的天然木材通过不匹配的折射率策略成功制备了六种木基散射体。通过改变天然木材的密度来优化激光驱动木基散射体的光学性能,这有助于调整光扩散特性。最优的0.12 g·cm-3木基散射体获得几乎均匀和各向同性的光照度分布,其最佳照度变化系数低至17.7%,显著低于商用散射体。0.12 g·cm-3木基散射体的照度均匀度大于0.9,明显高于室内工作场所照明的ISO要求。最优的木基散射体的激光损伤阈值为7.9J·cm-2,远高于市售荧光粉衬底的损伤阈值。此外,优化后的木基散射体还具有出色的机械性能、优异的热稳定性、对恶劣环境条件的耐受性和低散斑对比度。[结论]这些结果表明,激光驱动的木基散射体是一种有前途的激光颜色转换器,适用于室内、远距离室外、海底等高亮度激光照明应用。
发布时间:2026-01-28
98. 纤维改性对柔性超薄木质复合材料性能影响研究
摘要: [目的]超薄纤维板作为纤维板行业的新型产品,主要用于替代木单板作为胶合板的贴面材料从而避免木单板因各向异性而引起胶合板表面开裂问题,这进一步拓展了纤维板的应用领域。作为低质材高效利用的产品,超薄纤维板替代传统大幅面木质单板不仅能提供更好的综合性能,还可以节约大量优质木材资源,减少大径级原木砍伐,具有显著的生态效益。规格较大的超薄纤维板具备一定的弯曲能力,亦可用于微曲面的贴面等工作,但是即使凭借其本身微弱柔性进行贴面后也会回弹,导致贴面层开裂,对于曲面弧度较大、形状不规则的表面则更是无法适用。[方法]为了解决大弧度曲面、不规则表面的贴面问题,需要对超薄纤维板进行柔化改性。由于木纤维本身具有一定刚性,故我们从纤维角度入手,通过氢氧化钠(NaOH)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对杨木纤维进行柔化改性并与聚氨酯弹性体热压制成柔性超薄纤维板。[结果]傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)观察结果证实,NaOH改性后木纤维中的部分半纤维素和木质素被去除,KH550改性后成功接枝了烷氧基结构。NaOH&KH550协同改性改善了杨木纤维与聚氨酯的界面相容性。超薄纤维板的柔性得到改善(纤度值降低了113%),可实现弯曲、扭转和打结等柔性变形。此外,热稳定性、拉伸强度(提高105%)、断裂伸长率(提高125%)和耐水性能也得到了提高。[结论]这种柔性超薄纤维板有望应用于曲面材料和异型结构家具的贴面,为提高超薄纤维板产品的附加值提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
99. A green-modification strategy for high-performance bamboo-based composites via persimmon lacquer and iron ion complexation
摘要: Natural bamboo-based fiber composites offer unique advantages in terms of renewability,eco-friendliness.However,challenges such as dimensional stability,and color stability in outdoor applications remain to be addressed.Here we report a straightforward method to impregnate an oriented bamboo fiber mats with a natural persimmon lacquer solution to fabricate bamboo scrimber composites.Due to the introduction of the complex,the water resistance of bamboo scrimber composite has been significantly enhanced,while having a slight negative effect on mechanical properties.The presence of the complex promoted a denser carbon structure,and the generated metal oxides acted as smoke inhibitors,reducing the total smoke production rate by 62.43%.Additionally,the bamboo scrimber exhibited excellent mildew resistance,hydrophobicity,and color stability,making it suitable for use in outdoor flooring,and furniture.Consequently,the results of this study provide a green processing strategy to prepare high performance bamboo-based fiber composites suitable for outdoor construction and furniture application.
发布时间:2026-01-28
100. 薄木/PE复合层积装饰板的制备与性能研究
摘要: [目的]重组装饰薄木厚度小、机械强度低,在使用过程中极易发生开裂和变形。为了拓宽装饰薄木的应用领域,制备层积结构的木质装饰板,优化多层重组装饰单板层合组装工艺,阐明多层重组装饰单板的界面复合机理。[方法]采用层压的方式,将PE薄膜与重组装饰薄木进行顺纹组装和热压,制备5层结构薄木/PE复合层积装饰板,通过设计响应面试验分析热压工艺参数对装饰板层间结合强度、顺纹抗拉强度和浸渍剥离性能的影响。[结果]PE受热熔融后受到压力和时间的作用渗透到重组装饰薄木的孔隙结构中,形成连续的胶层和机械啮合结构。热压工艺条件影响PE的渗透程度,进而影响装饰板的层间界面结构。界面是应力传递的“纽带”,影响装饰板的综合性能。在低温短时条件下(130℃)热压复合时,几乎每层PE薄膜与重组装饰薄木之间都存在较大的胶接间隙,装饰板的层间结合强度降低。适当施加热压压力有助于良好胶合界面的形成,但是随着压力的持续增大也会导致PE分子间的作用力增加进而使黏度增大。当热压温度155℃、热压时间110s、热压压力1.25 Mpa时,木质装饰板的层间结合强度最大(0.9 Mpa),浸渍剥离长度为0.薄木/PE复合层积装饰板的顺纹抗拉强度主要由重组装饰薄木自身的强度和厚度决定,热压工艺对薄木-PE复合层积装饰板顺纹抗拉强度的影响较小。[结论]本研究制备了新型薄木/PE复合层积装饰板,无游离甲醛释放,其耐水性达到了GB/T 17657-2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中Ⅱ类浸渍剥离性能测试要求,可满足普通室内装修领域的需求。但是,顺纹抗拉强度低于轨道运输内饰的要求(≥68.8 Mpa),且木质材料遇火易燃,后续需对其强度和阻燃性进行改进和增强。
发布时间:2026-01-28
101. 基于化学组分与热解特性的褐腐木材降解程度分类研究
摘要: [目的]木材的生物学特性导致其易被褐腐真菌降解,木材的结构和性质随降解程度不同而变化。准确量化褐腐木材的降解程度,掌握解析褐腐程度与其化学组分、热解性能之间的关系对指导褐腐木材热化学转化利用至关重要。[方法]本研究利用密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)对云杉(Piceaa bies)和马尾松(Pinus Massoniana Lamb)样品进行不同时间的褐腐菌降解处理(0-18周)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-光电子能谱(XPS)和热重分析仪(TG)对褐腐木材的化学结构和热解特性进行分析。[结果]红外分析表明在褐腐降解过程中,半纤维素和纤维素等碳水化合物发生了不同程度的降解,初期以半纤维素的降解为主,XPS分析也证实了碳水化合物的降解致使O/C比值随降解时间的延长呈下降趋势。降解18周后,云杉和马尾松的O/C值由原样中的0.66和0.65分别下降至0.46和0.48,表明木质素在褐腐木材表面发生富集。利用主成分分析和分层聚类分析对红外光谱进一步解析,将不同降解时间的褐腐木材归类为三种降解程度;初级降解阶段(0-6周);中级降解阶段(10-14周);深度降解阶段(大于18周)。深度降解样品受树种影响较小,其化学组成的变异性减小。主成分分析表明PC1载荷与褐腐木材中的木质素含量高度相关(R2=0.98),且PC1载荷的正向和负向分别与木质素和纤维素关联的红外特征峰有关。热重结果表明褐腐松木的残炭率随降解时间延长由原样的14.18%升高到36.79%,且残炭率与木质素含量高度相关(R2=0.95)。此外,褐腐降解过程中的纤维素降解和结构破坏会导致褐腐木材热解温度和初始活化能的下降。[结论]褐腐木材的热解特性与降解程度密切相关,本研究利用红外光谱建立了一种快速、简便的方法用于评估褐腐木材的化学组分和降解等级,以期优化褐腐木材的高效热化学转化利用。
发布时间:2026-01-28
102. 氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂提取褐腐材木质素及其结构性能研究
摘要: [目的]明确氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂体系对褐腐材木质素的提取效率及对木质素结构与性能的影响。[方法]以褐腐真菌茯苓(Poria cocos)降解后的马尾松褐腐材为试验原料,人工粉碎、过筛后收集大于200目的粉末,经苯醇抽提后干燥保存。褐腐材粉末与氯化胆碱-乳酸DES(ChCl/LA,摩尔比1∶15)以固液比1∶20混合后,分别于80℃、100℃和120℃条件反应6h.反应结束后的残渣使用无水乙醇洗涤、旋蒸,在浓缩液中加入去离子水沉淀得到DES木质素。通过湿化学法和傅里叶红外光谱对提取前后粉末中化学组分含量进行分析,通过凝胶渗透色谱与二维碳氢相关谱对DES木质素的分子结构进行表征,利用热重分析对DES木质素的热解速率、残炭率等热稳定性参数进行研究。[结果]褐腐马尾松粉末中木质素、纤维素和半纤维素的含量分别为67.61±1.67%,25.33±2.45%和8.11±0.76%,木质素含量约为马尾松健康材的两倍。ChCl/LA-DES对褐腐木粉木质素的提取率在三种反应温度下分别为39.33%、45.94%和64.01%,提取DES木质素纯度较高(≥78.80%)。凝胶渗透色谱结果表明ChCl/LA-DES提取对于木质素的分子量具有影响,但不同温度提取后DES木质素的重均分子量较为稳定(3005 g/mol~3549 g/mol)。二维核磁图谱显示DES木质素结构中存在γ-乙酰化信号,与红外中检测出1730 cm-1中C=O伸缩振动相对应;处理过程中β-O-4等醚键发生断裂,G单元在相对温和的条件下优先被脱除或发生解聚;随温度升高木质素发生氧化、缩合结构单元相关信号增强。与褐腐木粉相比,DES木质素的热稳定性均有提高,其中120℃条件下提取的DES木质素残炭率最高(41.93%)。[结论]经茯苓真菌(Poria cocos)降解后的马尾松富含木质素,具有巨大的应用前景;ChCl/LA-DES可以有效提取马尾松褐腐材中木质素,提取率随反应温度升高而上升,木质素纯度不受提取温度影响,但不同温度下木质素结构差异较大。ChCl/LA-DES提取过程中木质素大分子侧链先发生断裂,酸性高温条件可能导致碎片化的木质素片段重新缩聚,进而增加了DES木质素的热稳定性,但也降低了木质素的反应活性。考虑到后续的功能化改性,可在100℃条件下对ChCl/LA-DES提取褐腐马尾松木质素的工艺条件与相关机理进行深入研究。
发布时间:2026-01-28
103. 农林生物质无废化精炼与能源-环境功能应用
摘要: 由于生物质组分纤维素、半纤维素和木质素三者之间化学结构的复杂性,传统的“预处理→合成转化”的方法具有污染严重、提取组分结构不完整并且反应活性差、单组分利用、转化效率低的缺点,迫切需求开发基于生物质无废化精炼技术将三种组分清洁分离并实现分级转化的方法。本系列研究在前期探索的基础上,提出低温水热、离子液体、低共熔溶剂等绿色解离方法及其耦合体系,将生物质组分清洁高效分离,获得高反应活性的半纤维素、木质素和纤维素,然后逐级转化成高附加值材料与化学品,即建立“组分清洁解离→结构调控平台→逐级定向转化”的木质纤维无废化精炼方法与体系。深入理解木质纤维结构衍变有利于对其大分子多尺度结构的调控与定制,通过农林生物质的“吃干榨尽”实现以天然材料解决可持续发展面临的材料-能源-环境问题。
发布时间:2026-01-28
104. 高效纳米木聚糖抗菌剂的开发及其在木材防腐中的应用研究
摘要: 针对我国森林资源有限与木材消费需求日益增长的矛盾,开发了一种新型环保且具有强杀菌能力的生物质木材防腐剂。木材作为一种绿色、低碳、可持续的生物材料,易受微生物侵蚀,导致腐朽、蓝变和霉变等问题,影响其使用寿命。木材防腐处理对于提高木材耐久性和扩大应用范围至关重要。从玉米芯中提取木聚糖,并采用碱法进行二次处理,制备出粒径小、分子量低的纳米木聚糖。通过响应面法优化了纳米木聚糖的制备工艺,确定了最佳条件:处理温度59℃、时间2小时、碱浓度3%,得到的纳米木聚糖粒径为9.36纳米。进一步,通过“一步熔融法”合成了端羟基超支化聚合物(HBP-OH),并在其羟基上引入季铵基团,制备出具有抗菌功能的阳离子超支化聚合物(HBP-L)。该聚合物的成功合成经过了凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)的确认。利用戊二醛作为交联剂,将阳离子超支化聚合物交联到纳米木聚糖上,制备出新型纳米木聚糖木材防腐剂。通过现代分析测试技术,如GPC、FTIR、1H-NMR和元素分析,证实了阳离子超支化聚合物成功引入纳米木聚糖中,实现了改性。参照国家标准《木材天然耐腐性实验室试验方法》(GB/T13942.1-2009),对改性纳米木聚糖生物抗菌剂进行了室内防腐试验,以评估其耐腐朽能力。研究结果表明,该新型防腐剂具有优异的环保性能和杀菌能力,对推动木材行业的可持续发展具有重要意义。
发布时间:2026-01-28
105. 超聚态杜仲胶解离机制及其功能材料研发
摘要: [目的]系统研究不同生长时期和不同部位杜仲胶的积累规律,构建超聚态杜仲胶清洁高效分离预处理体系,开发符合多功能电磁屏蔽应用场景的杜仲胶基复合材料。[方法]通过原位观察方法解译了杜仲胶在各含胶器官中的形态和分布;创新性提出了低共熔溶剂分离杜仲胶的技术思路;基于提取的优质杜仲胶,采用共溶剂法和热压成型工艺制备出兼顾耐磨性、疏水性和抗腐蚀性能的锰锌铁氧体-炭黑-杜仲胶复合材料。[结果]研究表明,杜仲胶在不同组织中的理化性质变化与橡胶颗粒的形态有关。含胶细胞由原始细胞分化和融合而来。在含胶细胞发育过程中,细胞质首先产生有限数量的橡胶颗粒,并伴随少量聚集和融合。随后橡胶颗粒逐渐积累,最终填满整个细胞质,细胞器消失,形成高度聚集的丝状结构。基于杜仲胶在细胞壁中的分布,创新性提出了低共熔溶剂分离杜仲胶的技术思路。结果表明,低共熔溶剂可有效解离籽壳细胞壁中木质素和半纤维素,促进纤维素酶解,提升杜仲胶分离效率(91.0%)和纯度(>99%)。同时,处理过程中可获得纳米木质素、可发酵糖等增值组分。基于提取的优质杜仲胶,采用共溶剂法和热压成型工艺制备出兼顾耐磨性、疏水性和抗腐蚀性能的锰锌铁氧体-炭黑-杜仲胶复合材料,电磁屏蔽性能达到32.9dB.结合材料结构特征,揭示了该材料是以介电损耗为主导,协同磁损耗的电磁干扰屏蔽机制。此外,杜仲胶基复合材料在兼顾电磁干扰屏蔽性能的同时,也能满足复杂工况的要求,进一步拓宽的其在多功能电磁屏蔽应用场景。[结论]以上研究结果为杜仲胶清洁高效规模化提取分离提供了技术支撑;同时为以杜仲胶为聚合物基体,开发多功能电磁干扰屏蔽产品提供了理论参考,对于助推高端橡胶产业发展具有重要的战略意义。
发布时间:2026-01-28
106. 通过PH-超声处理制备性能良好的纳米大豆蛋白聚集体
摘要: 研究了超声处理和超声-PH联合处理制备可溶性纳米大豆蛋白聚集体的特性,将大豆分离蛋白(1-5%)在不同超声强度(0-500W)或先进行碱性处理(PH=12),然后超声(0-500W),最后将PH调回中性的条件下进行处理。我们研究了其粒径大小、多分散指数、浊度以及它门对PH和离子强度变化时的稳定性。大豆分离蛋白(1%)在PH为12的值处理,然后超声处理5分钟是最有效的,在此条件下,纳米大豆蛋白聚集体具有最小的粒径(72nm),多分散指数均在0.1以下,高的溶解度(80.2%)及表面疏水性,具有最高含量的暴露的游离巯基和二硫键,而低强度的超声处理的大豆蛋白粒径明显偏大。在透射电子显微镜下,纳米大豆蛋白为形状均一的球型,并且在4℃条件下14天内具有良好的稳定性。它们在CaCl2(0-100mM)浓度下保持稳定。纳米大豆蛋白聚集体的内部结构主要由二硫键、疏水作用稳定。大豆球蛋白的变性是形成稳定纳米聚集体的前提。纳米大豆蛋白具有核-壳结构,其中碱性多肽和β亚基相互作用形成疏水核,酸性多肽、α′和α亚基位于核外形成亲水壳。超声-PH制备SPI纳米聚集体在未来具有较大应用潜力。
发布时间:2026-01-28
107. 季铵化纳米木聚糖制备及其对木材霉变抑制作用的研究
摘要: 市场上的木材抗菌剂常含有重金属等有害物质,对环境造成污染,因此开发绿色、环保的抗菌剂显得尤为重要。木聚糖作为一种天然且可再生的生物质材料,具有极大的潜力被改性成为高效的抗菌剂。从玉米(Zea mays L.)的秸秆中提取木聚糖并制备纳米木聚糖(XYL),在碱性环境下制备木聚糖得率最高的优化工艺条件为:碱液浓度10%、处理温度80℃、处理时间2.5h和固液比1∶20.采用二次碱处理法制备纳米木聚糖,最佳制备工艺参数:当处理温度为58.79℃、处理时间为2.03h、碱浓度为2.99%时,纳米木聚糖粒径为9.55nm.其较小的粒径和较高的比表面积有助于提升抗菌效率。对纳米木聚糖季铵化改性,分别以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTA)、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHMAC)为季铵化试剂制备环氧基季铵化纳米木聚糖(QX)和羟丙基季铵化纳米木聚糖(CX)。通过核磁氢谱、红外光谱等表征验证了QX、CX的合成。季铵化试剂在水溶液中产生季铵阳离子,通过静电吸附到微生物细胞膜上,抑制其生长。按照中国国标《防霉剂对木材霉菌及变色菌防止效力的实验方法》(GB/T18261-2013),QX和CX两种抗菌剂对黑曲霉(Aspergillus niger)和可可球二孢(Lasiodiplodia theobromae)的抑制效果可达99%,QX效果更优。这种环保高效的抗菌剂为开发生物基杀菌剂提供了新思路。
发布时间:2026-01-28
108. 柠檬醛基抗菌衍生物的合成与构效关系研究
摘要: [目的]柠檬醛是山苍子精油的主要成分,本研究开展了新型柠檬醛基衍生物的合成、对油茶炭疽菌的抗菌活性的测试和构效关系研究;以期获得绿色高效的柠檬醛基抗菌剂。[方法]设计合成了49个柠檬醛基衍生物,采用核磁共振、红外光谱、高分辨质谱对49个衍生物的结构进行表征。采用菌丝生长速率法测试了柠檬醛及其衍生物以及市售农药对三环唑油茶炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioide)的抗菌活性,计算半数有效浓度(EC50值)。采用启发式回归法研究了柠檬醛基衍生物与油茶炭疽病菌抗菌活性的构效关系,建立QSAR模型。[结果]筛选获得11个对油茶炭疽病菌的抗菌活性优于三环唑的衍生物,分别是化合物e1、e3、e4、e5、e6、e14、e15、e18、e20、e22、g.其中化合物g对油茶炭疽病菌表现出极强的抗菌活性其EC50=0.1617 mg/L.初步构效关系分析可知,在柠檬醛分子骨架中引入酰基硫脲基团有利于增强柠檬醛的生物活性,而在柠檬醛分子骨架中引入缩苄基氨基硫脲基团会降低柠檬醛的生物活性。通过定量构效关系分析,得到了一个R2=0.8424,F=67.72,的最佳3参数QSAR模型。由模型可知,影响衍生物对油茶炭疽病菌抗菌活性的3个描述符为:Kier&Hallindex(order 3)(Kier&Hall指数);Max resonance energy for a C-H bond(碳氢键的最大共振能);Tot dipole of the molecule(分子的偶极矩)。通过对描述符的解析可知,在后续的衍生物分子结构设计时,可以通过减小Kier&Hall指数、增加碳氢键的最大共振能以及减小分子的最大偶极矩,以影响衍生物与靶标蛋白之间的相互作用,有望提高衍生物物的对油茶炭疽病菌抗菌活性。[结论]本研究合成并筛选获得了11个对油茶炭疽病菌有高效抗菌活性的衍生物,可作为先导化合物用于进一步开发更高活性的抗菌剂。也构建了一个柠檬醛基衍生物与其抗油茶炭疽病菌活性之间的QSAR模型,可为以后设计高活性抗菌剂提供理论指导。为设计具有更好抗油茶炭疽病菌活性的柠檬醛衍生物提供理论指导,对于山苍子精油创新深加工利用以及新型抗菌剂的开发具有积极的意义。
发布时间:2026-01-28
109. 樟树精油提取剩余物吸附性能研究
摘要: [目的]本文采用磷酸-氢氧化钾二次活化法将樟树叶精油提取残渣进行活化,产生具有高附加值的多孔炭,有助于樟树资源化的深度利用。[方法]以精油提取后的樟树叶为原料,使用磷酸-氢氧化钾活化法得到多孔碳并研究其对亚甲基蓝的吸附性能。利用扫描电子显微镜、BET比表面仪、傅里叶红外光谱仪对多孔炭的物理化学性质进行表征。考察了吸附剂用量、溶液PH、吸附温度和吸附时间对活性炭吸附性能的影响。[结果]对多孔炭表征结果表明,二次活化法得到的多孔炭具有较大的比表面积(1450m2/g)、丰富的孔结构以及含氧官能团,有利于亚甲基蓝的吸附;吸附实验结果表明在温度60℃和pH=10.0时吸附240min,其对初始浓度为50 mg/L亚甲基蓝的最大吸附容量为527 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温模型;此外,经过五次循环使用,吸附量有所减小,但去除率均达到了90%以上,多孔炭循环使用性能良好。[结论]采用磷酸-氢氧化钾二次活化法得到的樟树叶精油提取残渣多孔炭表现出良好的孔结构和吸附性能。
发布时间:2026-01-28
110. MOF基光催化材料的设计及其在化学合成与生物质转化中的应用
摘要: 近年来,金属有机骨架材料(MOFs)因其各种优异的性质(高比表面积及孔隙率、规整及可调结构等)吸引了大量的关注,从而在各个领域成为研究的热点。在人工光催化领域,MOFs的类半导体结构、可控的带隙能使其不仅能够作为优异的载体,还能作为良好的光催化剂。因此,各种基于MOFs的高效光催化剂设计策略被广为研究,包括配体功能化、结构缺陷、异质结构建及衍生化等[1,2]。近期,我们分别设计并研究了配体功能化的UiO-66-X(X=OH、(OH)2及NH2)[3]、配体缺陷的UiO-66-NH2[4]及以CAU-17为模板制备的Z型ZnIn2S4/Bi2S3异质结[5]对光催化产H2O2性能的影响、能够自引发氧空位的MIL-121对光催化芳香醇选择性氧化的构效关系[6]、缺陷工程[7]及MIL-125衍生的TiO2[8,9]在木质素C-O键断裂上的应用等。在这些工作中,我们深入研究并阐明了MOFs配体功能化、结构缺陷、异质结构建及衍生化等改性策略对不同光催化反应的特异性影响机制。通过这些研究,能够对MOF基光催化剂的设计及其构效关系有个更深入的了解和认识。
发布时间:2026-01-28
111. Unleash the Potential of Lignocellulosic Biomass with Green Solvents:C hemical Component Isolation and Mechanism
摘要: [Objective]Conversion of lignin to value-add chemicals and materials in high-efficiency is trapped in the inevitably cleavage of β-O-4 linkages and formation of highly condensed structures with deep colors during lignin isolation.The aim of this study was to develop a series of novel deep eutectic solvent to ultrafast isolate light-colored lignin with near-proto structures in a record-high yield for further application.[Method]The novel DES was prepared by mixing hydrogen bond acceptor with hydrogen bond donator in a molar ratio of 1∶2 at 80℃ for 1 h.The preparation of control groups was the same as the abovementioned process.The liquid HBAs and DESs were placed in an NMR tube to record 1H NMR spectra(Bruker AVIII 400 MHz,Germany),where D2O was loaded in a capillary inside the NMR tube.A solid HBA or HBD of 1H NMR was directly dissolved in the D2O.The FT-IR spectra of HBAs,HBDs,and DESs were conducted employing an FT-IR spectrometer(Bruker Tensor Ⅱ,Germany).The HBAs,HBDs,or DESs were mixed with KBr(1∶100)and then ground,and a pellet was prepared.FT-IR spectra were recorded in the 1800-800 cm-1 range at a resolution of 4 cm-1 and 32 scans.Kamlet-Taft solvatochromic parameters(acidity α,basicity β,and polarizability π*)of DESs were tested using a UV-Vis spectrometer(Shimadzu 2600i,Japan).Typically,2.00 g of poplar sawdust was loaded into a preheated round-bottom flask(100 mL)with 20.00 g of DES,which was treated for a fixed time(0.5,1.0,and 1.5 h)at specified temperatures(120,130,and 140 ℃).For the high solid loading,4.00 g of poplar was treated with 20.00 g DES.Then 50 mL anhydrous ethanol was poured into the mixture of poplar and DES and vigorously stirred.The cellulose residue of poplar was obtained after filtering and freeze-drying.The lignin dissolved in a concentrated liquid was extracted with 20 mL THF and 10 mL water thrice,and the extracted solution was further concentrated and regenerated by carefully dripping into a saturated brine.Finally,the isolated lignin was obtained after filtering,washing,and freeze-drying.Lignin samples were characterized thoroughly.[Result]Both the dissolved lignin was recovered by water precipitation.The delignification efficiency of the new DES was 1.58 times higher than that of ChCl/LacA(a classical,non-functional binary,and high-efficiency DES)under the same conditions.The delignification efficiency of our method was ca.57 times higher than that of ChCl/OA/EG(the representative ternary single functional DES)within 1 h under the same solid-liquid ratio.The contents of total β-O-4 linkages were calculated to be 29.71-31.85/100 C9,which were 1.80-1.93 times higher than that in CLacL,i.e.,51-55%of CEL.This was also considerably higher than that in other DES systems,e.g.,ChCl/OA and ChCl/AA.As the poplar loading was increased to 20%,the content of β-O-4 linkages further increased to 45.80/100 C9,accounting for 79%of CEL.The signals of condensed structures were not observed in the spectra,even if the reaction temperature was increased to 140 ℃.The S/G ratios remained comparable to that of CEL,indicating that the resulting lignin was not further condensed during isolation.The mechanism was investigated by DFT calculation.The monomer types from lignin hydrogenolysis were the same as those from reductive catalytic fractionation(RCF)of raw poplar,including 4-propyleugenol(S-3),4-propylguaiacol(G-3),4-propanoleugenol(S-3OH),4-propanolguaiacol(G-3OH),4-ethyleugenol(S-2),and 4-ethylguaiacol(S-2).Unlike alkylation of aromatic rings by formaldehyde resulting in unselective product mixture,the hydrogenolysis of the isolated lignin led to a high selectivity(73.64%)to the propylphenols(S-3 and G-3).As expected,the isolated lignin with its uncondensed structure and abundant β-O-4 linkages,delivered a satisfactory monomer yield(up to 20.51 wt%).It was approximately 7.5 times higher than that of CPL with a poor 2.73 wt%yield owing to the extensive condensation of 43%and the trace amounts of β-O-4 linkages in CPL.The monomer yields of the DES-isolated lignin samples were approximately equivalent to the theoretical values.The monomer yield of CLacL with a low content of β-O-4 linkages was higher than its theoretical values,which was similar to that obtained in previous works.That may be attributed to α-OH groups esterified by lactic acid.The monomer yield of the isolated lignin was comparable to that of the poplar lignin isolated via the ternary diol-based functional DES(ca.20-24 wt%)consumed within 42 h(24 h for lignin isolation and 18 h for hydrogenolysis);whereas the new DES decreased the processing time to 5 h(1 h for lignin isolation and 4 h for hydrogenolysis).[Conclusion]This work unleashes the valorization potential of lignin by a green and fast strategy for sustainable biorefineries.
发布时间:2026-01-28
112. Streptomyces hygroscopicus sp.抗真菌活性及其代谢产物研究
摘要: [目的]太湖底泥中分离到的吸水链霉菌Streptomyces hygroscopicus sp.具有广谱抗植物病原真菌活性,为进一步明确其活性代谢产物。[方法]通过硅胶、凝胶柱层析及制备高效液相色谱等方法对菌株发酵粗提物进行分离纯化,得到单体化合物;利用质谱和核磁共振谱(1D,2D)等进行结构表征,单体化合物并采用滤纸片法测定其对6种植物病原真菌的活性。[结果]经鉴定,得到6个单体化合物,结构鉴定为Ascomycin(1)、3-(1-hydroxypropyl)phenol(2)、Abierixin(3)、(2E,4Z)-8-hydroxydeca-2,4-dienoicacid(4)、Cuevaene A(5)和29-O-methylnigericin(6)(图1)。 并采用滤纸片法测定其对6种植物病原真菌的活性。活性测试结果表明,化合物1和2在30μg/滤纸片时,对苹果腐烂病原菌有较强的拮抗作用,抑制率分别达89.87%和76.31%,均强于阳性对照戊唑醇(73.22%)抑菌效果;化合物1、2、3和6在浓度为30μg/滤纸片时,对玉米圆斑病原菌有较强的拮抗作用,抑制率分别达64.38%、52.29%和46.08%,均强于阳性对照戊唑醇(38.44%);化合物1、2和5在浓度为60μg/滤纸片时,对山核桃干腐病菌的拮抗作用与阳性对照戊唑醇(22.98%)相当;化合物1、2、3、5和6在浓度为30μg/滤纸片时,对番茄早疫病病原菌的拮抗作用与阳性对照戊唑醇(32.16%)相当;化合物1在浓度为60μg/滤纸片时,对黄瓜棒孢病原菌的抑制率达29.12%,强于阳性对照戊唑醇(19.65%),其他化合物与阳性对照戊唑醇抑制效果相当;化合物1、2和3在30μg/滤纸片时,对灰霉病菌的抑制率分别达85.83%、75.74%和70.15%,均强于阳性对照戊唑醇(61.43%)。100mg/L的6个单体化合物及阳性对照药物戊唑醇对番茄果实接种灰霉病的抑制效果如表2和图3所示。与对照组相比,化合物1、2、3和6均对灰霉病菌有明显的抑制作用,病斑直径明显减小,其中化合物1和2可以完全抑制番茄灰霉病的发生,化合物3和6对番茄灰霉病的抑制率达到了90.18%和74.35%,均高于阳性对照药物戊唑醇(62.31%)。[结论]化合物1~3,表现出较好的抗真菌作用,能有效保护番茄果实免受灰霉病危害,具有开发为新型农用抗生素的应用价值,但其安全性及活性作用机理等,还有待于进一步的研究探讨。
发布时间:2026-01-28
113. 库尔勒香梨树腐烂病发生对其树皮微生物群落特征的影响
摘要: [背景]香梨树腐烂病(Fragrant Pear Valsa Canker)严重威胁库尔勒香梨产业健康持久发展。香梨树皮微生物群落在维护宿主健康中起着不可估量的作用,但关于库尔勒香梨树皮微生物的多样性和群落结构的研究报道比较缺乏。通过解析患腐烂病不同侵染阶段的库尔勒香梨树皮微生物的多样性、群落结构和功能特征,为揭示树皮微生物在腐烂病发生中的作用提供理论依据。[方法]采用组织分离法、浓度梯度稀释法对香梨树皮的微生物进行分离,基于形态特征和分子生物学特征对分离得到的菌株进行分类鉴定,并对树皮微生物的多样性、群落结构及功能性特征进行分析。[结果]共分离获得532株真菌和细菌,经鉴定隶属于5门12纲21目32科42属。患腐烂病不同侵染阶段的香梨树皮微生物组成存在明显差异。健康树皮微生物中,优势细菌属为厚壁菌门芽孢杆菌属(Bacillus)、放线菌门链霉菌属(Streptomyces)和变形菌门假单胞菌属(Pseudomonas),优势真菌属为半知菌亚门曲霉属(Aspergillus)、子囊菌门篮状菌属(Talaromyces)和子囊菌门青霉属(Penicillium)。在腐烂病发生的树皮,厚壁菌门芽孢杆菌属、放线菌门链霉菌属的细菌与半知菌亚门曲霉属、子囊菌门青霉属的真菌的分离频率显著下降,变形菌门欧文氏菌属(Erwinia)、变形菌门泛菌属(Pantoea)的细菌与子囊菌门黑腐皮壳属(Valsa)、子囊菌门亚隔孢壳属(Didymella)的真菌分离频率显著上升。其中厚壁菌门芽孢杆菌属、子囊菌门篮状菌属、放线菌门链霉菌属和变形菌门假单胞菌等有益微生物在患病树皮中大量分离。子囊菌门黑腐皮壳属、变形菌门欧文氏菌属、变形菌门泛菌属和子囊菌门亚隔孢壳属等引起植物病害的微生物分离频率在树皮发病部位显著提高。在功能性测试中,筛选得到73株微生物可抑制香梨树腐烂病优势菌Valsapyri的生长,抑菌率达25%以上;12株菌具有产蛋白酶能力;5株菌具有固氮能力;14株菌具有溶磷能力;24株菌具有产嗜铁素能力。[结论]库尔勒香梨树皮微生物多样性丰富,患腐烂病不同侵染阶段香梨树皮微生物的群落结构具有显著差异,且香梨树腐烂病的发生对可培养微生物群落特征具有重要影响。本研究结果为揭示香梨树皮微生物在腐烂病发生中的作用提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
114. 基于克里金插值法构建中国地区舞毒蛾地理来源指示模型
摘要: 利用稳定同位素技术对昆虫的地理来源进行判别分析是一种新型的溯源技术,然而,该方法需要一个丰富同位素数据库来与之匹配。[目的]本研究对中国已有舞毒蛾报道发生的省份进行了代表性地采样,并首次使用基于环境相似性的空间插值模型来预测舞毒蛾的δ13C值在中国主分布区域的分布格局。[方法]2020至2021年间,在中国的12个省市地区设置了60个样点,累积采集到的795只舞毒蛾样本,然后对这60个采样点的21个气象数据进行共线性筛选得到6个主要的气候因子并结合经纬度和海拔与舞毒蛾δ13C值进行相关性分析。然后,选取相关性最高的气象因子“等温系数”和采样点的海拔数据分别协同舞毒蛾δ13C值进行克里金插值。在ArcGIS中使用“交叉检验”对插值模型中的11种候选模型分别进行精度和正态性检验并选取最优的变异函数模型进行建模。[结果]筛选出最优的半变异函数模型“Exponential”,并将其用于构建协同克里格金插值模型。两种插值模式(分别采用等温系数插值和海拔插值)下,舞毒蛾δ13C值的地理分布格局基本一致。δ13C值在区域尺度上变化显著,空间分布呈规律性变化。[结论]利用空间插值法所构建的模型可以丰富舞毒蛾碳稳定同位素参考数据库,并极大提高舞毒蛾地理溯源的分析的效率。
发布时间:2026-01-28
115. 基于害虫生态调控的柑橘园乡土植物配置物种筛选
摘要: [目的]柑橘木虱与斜纹夜蛾是柑橘园中最为常见的害虫,柑橘木虱是柑橘黄龙病传播的唯一昆虫媒介,而斜纹夜蛾是一种食性很杂的暴食性害虫,异色瓢虫则是两者的捕食性天敌昆虫,探究对柑橘木虱具有驱避作用的植物,以及斜纹夜蛾相较于柑橘更喜好的植物、天敌昆虫异色瓢虫的喜好植物,为柑橘园生态防控科学配置植物提供理论依据。[方法]运用Y型嗅觉仪研究柑橘木虱对40种乡土植物气味的行为反应,通过新鲜枝条选择法探究斜纹夜蛾对30种不同乡土植物的喜好选择,运用Y型嗅觉仪研究异色瓢虫对40种乡土植物气味的行为反应。[结果]柑橘木虱对6种植物气味产生显著的驱避行为,分别为菊科植物一点红、茼蒿、芦蒿、艾纳香和伞形科植物茴香、唇形科植物藿香,斜纹夜蛾对7种植物产生显著的喜好选择倾向,分别为猕猴桃科植物猕猴桃、榆科植物朴树、菊科植物芦蒿、十字花科植物白菜、葫芦科植物南瓜、桃金娘科植物番石榴、茄科植物茄子,异色瓢虫对6种植物产生显著的吸引行为,分别为榆科植物榔榆、木犀科植物小蜡、无患子科植物栾树、苏铁科植物苏铁、茄科植物茄子、十字花科植物白菜,异色瓢虫对3种植物产生显著的驱避行为,分别为伞形科植物芹、茄科植物番茄、马鞭草科植物黄荆。[结论]当前的研究与实践中多采用藿香蓟、假臭草、薇甘菊等外来物种作为驱避植物,因此存在一定的生物入侵风险,而从乡土植物中筛选出柑橘木虱驱避植物和斜纹夜蛾、异色瓢虫喜好植物,通过合理配置植物、控制害虫种群数量的生态调控方式具有发展潜力。
发布时间:2026-01-28
116. 阿拉善平颜蚜蝇对肉苁蓉不同器官挥发物的选择行为
摘要: [目的]阿拉善平颜蚜蝇Eumerus alxaensis Huo&Liu是一种主要危害肉苁蓉Cistanche dese rticoia(Y.C.Ma)的钻蛀性害虫,鉴于其寄主为药理植物,探究适宜的生物防治手段显得尤为重要。本研究筛选了对不同生理状态阿拉善平颜蚜蝇Eumerus alxaensis Huo&Liu有引诱作用的花序和肉质茎挥发性物质并选出最适浓度,旨在为阿拉善平颜蚜蝇引诱剂研发提供理论基础。[方法]以Y形嗅觉仪分别测定阿拉善平颜蚜蝇雌雄成虫交配前以及雌虫产卵前期,对肉苁蓉花序和肉质茎相对含量较高的8种挥发物,在3个浓度(原液、10%溶液和1%溶液)条件下的选择行为反应,并在此基础上于梭梭Haloxylon ammoden dron(C.A.Mey.)Bunge林结合黄板的缓释瓶进行最适挥发物浓度单体的田间引诱试验。[结果]室内试验结果显示,阿拉善平颜蚜蝇成虫对8种花序、肉质茎挥发物具有较强的正趋性。雌成虫对1%苯甲醛原液和石竹烯原液的反应率较强,分别为50.00%和48.30%,对花序挥发物中十六烷原液反应率较强,为38.30%,不同挥发物和浓度间交互差异显著;雄成虫对石竹烯原液和丁香酚原液的反应率较强,分别为60.00%和51.7%,对花序挥发物中1-氯十二烷原液反应率较强为43.30%,不同挥发物和浓度间交互差异显著;产卵前雌虫对石竹烯和苯甲醛原液的反应率较强分别为48.40%和46.70%,对花序挥发物中柠檬烯原液和十六烷原液反应率较强,分别为38.30%和36.70%,不同挥发物和浓度间无显著性交互差异。田间试验表明,肉质茎挥发物中石竹烯和丁香酚对成虫有较好的诱集效果,3d平均诱捕量分别为13.50/张和13.60/张,花序挥发物中柠檬烯诱捕效果较好,3d平均诱捕量为9.30/张,上述3种挥发物诱捕量均显著高于CK;其中石竹烯对雌虫诱集效果较强显著高于雄虫(P=0.03),3d平均诱捕数量7.3头/张,丁香酚和柠檬烯对雄虫的诱集作用较强且在两性间有显著差异,3d平均诱捕数量分别为9.12头/张和6.08头/张。[结论]试验结果证明,丁香酚和石竹烯可作为阿拉善平颜蚜蝇引诱剂的首选化合物来使用。
发布时间:2026-01-28
117. 核桃挥发物对苹果蠹蛾雌成虫的引诱效果研究
摘要: [目的]苹果蠹蛾Cydia pomonella(L.)是世界范围内仁果类果树的毁灭性蛀果害虫。传统的综合防治中,防治苹果蠹蛾大多采用化学农药,近年来,化学生态调控逐渐受到重视,已有的研究较多集中在信息素调控,但是该方法对于雌虫无效。为降低虫口数量以及防止抱卵雌虫扩散危害,本研究根据苹果蠹蛾雌成虫主要利用嗅觉寻找产卵场所的特性,找出了一种基于植物源控制害虫雌成虫的方法,为苹果蠹蛾田间防治提供理论依据。[方法]本研究采用田间试验探明了苹果蠹蛾产卵时主要偏好的核桃品种与器官,使用动态顶空提取结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对核桃不同组织的挥发物进行提取与分析,系统地研究核桃不同组织间挥发物的成分差异,通过气相色谱-触角电位联用仪(GC-EAD)和四臂嗅觉仪,测定了苹果蠹蛾对核桃挥发物的电生理和行为反应,筛选出关键活性挥发物。最后,使用筛选出的活性化合物在田间进行单方及混配试验,利用正交的方法优化了诱捕配方,最终得到了对苹果蠹蛾雌成虫有效的配方。[结果]苹果蠹蛾更偏向危害'温185'核桃,第一代成虫主要将卵产在果实上,90.3%的卵附近都有核桃果实。核桃挥发物主要由萜烯、芳香烃及烷烃组成,能引起苹果蠹蛾产生触角电位响应的有十三种挥发物:月桂烯、桉叶油醇、罗勒烯、芳樟醇、壬醛、(3E)-4,8-二甲基-1,3,7壬三烯、(E)-β-金合欢烯、(-)-菊酯D、水杨酸甲酯、α-法尼烯、庚醛、乙酸叶醇酯、乙酸香叶酯。苹果蠹蛾雌雄成虫均存在浓度依赖性,在不同浓度之间的EAG响应值存在显著差异。行为选择试验结果表明,芳樟醇、桉叶油醇和高剂量的乙酸香叶酯会对苹果蠹蛾起到驱避作用,月桂烯、罗勒烯、壬醛、水杨酸甲酯、α-法尼烯、乙酸叶醇酯、庚醛会对苹果蠹蛾起到吸引作用。单方挥发物对苹果蠹蛾雌成虫的诱捕效果较差,但混配化合物的诱捕效果很好,经筛选的化合物中,影响雌成虫诱捕量的关键因素是乙酸香叶酯,其次是乙酸叶醇酯、壬醛、水杨酸甲酯、梨酯和己酸丁酯。各配方的较优比例为水杨酸甲酯3份、梨酯4份、乙酸香叶酯4份、壬醛4份、乙酸叶醇酯6份和己酸丁酯6份,最终该配方在田间平均3d对苹果蠹蛾雌成虫诱捕量达到6.91±1.89头。[结论]仅在核桃果实内检出的乙酸香叶酯及果实中含量较高的壬醛和水杨酸甲酯可能与苹果蠹蛾雌成虫对核桃果实的定位有关。田间试验受降雨、栽培作物、温度及湿度的影响,在各地的诱捕量可能存在差异,后续应对选用的缓释材料进行优化,进行有效成分释放速率的相关研究,以期提高诱捕效果。
发布时间:2026-01-28
118. 基于GIS空间技术和MaxEnt模型的湖北省松材线虫病入侵风险预测
摘要: [目的]松材线虫是我国林业领域的头号外来入侵种。根据中国国家林业和草原局2022年公布的松材线虫病疫区表,目前我国有19个省(直辖市)和731个县(区)级行政区发生松材线虫病疫情,这使中国成为当前受到松材线虫病威胁最严重的国家之一。对疾病风险的预测关系到我国的林业生态安全。[方法]本文基于湖北省松材线虫病的分布信息和环境变量,采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS对其在湖北省的潜在分布区进行预测,用ROC曲线检验模型精度、刀切法(jackknife test)筛选主要环境变量及其适宜值。两次模拟的AUC值分别为0.976和0.978,表明预测结果与实际拟合程度很高。[结果]研究发现松材线虫病在湖北的高适生区主要位于武汉、鄂州、咸宁、孝感、荆州、荆门、随州、襄阳、宜昌以及十堰的大部分区域、恩施州和神农架林区的少部分区域,占湖北省面积的56.38%。中适生区则以高适生区为中心向外扩散。最干月份降水、温度季节变化、最冷月份最低温是影响松材线虫病潜在分布的主要环境变量,即:最干月份雨量为10.25~45.82mm、温度季节变化为808.06~923.77(标准差×100)(℃)、最冷月份最低温为-3.19~1.49℃时松材线虫病潜在发生风险最高。[结论]研究结果显示MaxEnt模型是一种可靠的物种分布预测工具,其预测范围也具有可信度。然而,该模型反映物种存在概率与单一环境变量的关系,而松材线虫的生活活动受多种环境因素影响。因此,这一结果可作为评估松材线虫与环境因素关系的参考,但在湖北省,松材线虫的传播和发生存在较大不确定性。因此,林业部门应采取相应的检疫措施,划定相应的疫区和保护区,以确保湖北省的松林生态安全。
发布时间:2026-01-28
119. 云杉大墨天牛迁飞扩散能力的测定
摘要: [目的]云杉大墨天牛是新疆地区潜在的松材线虫媒介昆虫,本研究明确了云杉大墨天牛飞行能力及相关影响因子,分析其迁飞扩散潜力,为预测种群扩散趋势及新疆地区松材线虫病的监测预警提供参考依据。[方法]以飞行磨系统室内吊飞,测定云杉大墨天牛不同性别、不同光照时间和补充营养状态下的飞行能力;在野外条件下,通过标记法标记观测云杉大墨天牛单次飞行距离、停留部位、飞行方向、飞行持续时间和飞行高度。[结果]飞行距离在1 km内的天牛数量占总天牛数量的26.09%,飞行距离在1~2km的天牛数量占总天牛数量的41.30%;32.61%的云杉大墨天牛飞行距离超过2km,有4.35%的天牛飞行距离超过6km,飞行距离最远的天牛成虫达到7.185 km,云杉大墨天牛的平均飞行距离为2.062 km;在室内条件下,雄虫的总飞行时间显著高于雌虫,雄虫为(0.61±0.42)h(n=13),雌虫为(0.32±0.19)h(n=10),但两者总飞行距离、平均飞行速度和最大飞行速度差异不显著;云杉大墨天牛在16 L/8 D光周期下的总飞行距离和时间显著高于24 L,总飞行距离16 L/8 D为(2.498±1.155)km(n=10),24 L为(0.957±0.148)km(n=10),总飞行时间24 L为(0.33±0.17)h,16 L/8 D为(0.63±0.37)h,但平均飞行速度和最大飞行速度差异不显著;补充营养组的成虫总飞行距离、总飞行时间和最大飞行速度显著高于饥饿组的成虫,总飞行距离补充营养组为(3.287±1.990)km(n=13),饥饿组为(1.250±0.790)km(n=13),总飞行时间补充营养组为(0.61±0.33)h,饥饿组为(0.37±0.32)h,最大飞行速度补充营养组为(9.390±2.040)km·h-1,饥饿组为(6.968±1.836)km·h-1,但平均飞行速度差异不显著;云杉大墨天牛最大飞行速度为 12.878 km·h-1,最大累计飞行时间为1.31 h。;在野外正午观测中,成虫主要停留在寄主西伯利亚云杉树枝上约3.0 m部位,主要飞行方向为南,单次飞行的最远距离为30.0 m,飞行的最高高度为15.0 m,最长飞行时间为20 s。[结论]云杉大墨天牛室内吊飞条件下具有较强迁飞扩散潜力,其迁飞扩散能力直接影响到松材线虫病的传播速度和范围,且飞行能力受到环境、营养状况及个体差异等因素的影响;野外观测单次飞行能力有限,难以全面反映云杉大墨天牛的迁飞扩散潜力。室内吊飞实验虽然在一定程度上模拟自然环境,但仍存在一些局限性。为更准确地评估云杉大墨天牛的迁飞扩散能力,需要结合室内实验和野外观察的数据。
发布时间:2026-01-28
120. 五种新型助剂对梅下毛瘿螨两种防治药剂的增效作用
摘要: [目的]为了增强虫瘿的渗透性,提高依维菌素和阿维·螺螨酯对梅下毛瘿螨Acalitusphloe ocoptes Nalepa的防治效果。[方法]分别采用浸虫浸液法和喷雾法,比较了五种喷雾助剂(卡倍拉、阿普顿、迈诺安、泉帮、优若派)对两种药剂室内毒力增效作用和田间药效的减量作用。[结果]室内测定结果为,依维菌素LC50为4.408mg/L,5种喷雾助剂对依维菌素的增效作用顺序依次为:迈诺安>泉帮>阿普顿>优若派>卡倍拉,增效比介于9.04%~38.72%之间。阿维·螺螨酯LC50为1.81mg/L,5种喷雾助剂对阿维·螺螨酯的增效作用顺序依次为:迈诺安>阿普顿>泉帮>优若派>卡倍拉,增效比介于32.04%~44.58%之间。田间试验结果表明,两种药剂减量20%添加5种助剂均显著高于2种单剂的防效。施药后3d,两种药剂减量30%添加阿普顿防效较好,表现出优异的速效性。施药后6d,各处理减量20%添加助剂的防治效果较3d均有上升,添加卡贝拉和迈诺安的防治效果达70%以上。施药后9d,各处理减量10%、20%的防效持续上升,添加阿普顿和卡贝拉的防治效果为80%以上。施药后12d,各处理对梅下毛瘿螨的防效达到最高,伊维菌素减量20%添加阿普顿对梅下毛瘿螨的防效达93.00%;阿维·螺螨酯减量20%添加迈诺安对梅下毛瘿螨的防效达91.67%。[结论]依维菌素推荐剂量减量20%添加阿普顿和阿维·螺螨酯推荐剂量减量20%添加迈诺安可推荐应用于防治梅下毛瘿螨实际生产中。
发布时间:2026-01-28
121. 白蜡窄吉丁成虫对不同寄主植物的选择行为
摘要: [目的]白蜡窄吉丁(Agrilusplanipennis Fairmaire)是木犀科Oleaceae白蜡属树木(Fraxinus)的重要蛀干害虫。为明确白蜡窄吉丁成虫对美国白蜡(Fraxinusamerican Linn.)、新疆小叶白蜡(Fraxinus sogdiana Bunge)叶片、枝条和韧皮部的选择行为。[方法]本研究在室内利用四臂嗅觉仪测定羽化自两种寄主植物性别不同、交配经历和取食经历不同的白蜡窄吉丁对受害和健康寄主植物叶片、枝条和韧皮部的行为反应,明确白蜡窄吉丁对寄主植物不同组织的选择性。随后用四臂嗅觉仪测定白蜡窄吉丁对两种寄主植物叶片及韧皮部的行为反应,进一步明确白蜡窄吉丁对美国白蜡和新疆小叶白蜡的选择性。[结果]研究结果表明羽化自美国白蜡和新疆小叶白蜡未交配、已交配和已产卵的白蜡窄吉丁雄性、雌性成虫对两种寄主植物叶片均存在趋性反应(P≤0.001),且对受害寄主植物不同组织的选择性高于健康寄主(P≤0.001)。其中,未交配白蜡窄吉丁成虫对叶片趋性最强,羽化自两种寄主植物的雌雄成虫对叶片的选择反应率均>60%,交配后的白蜡窄吉丁雌成虫对寄主植物的趋性由原本的叶片逐渐转变为韧皮部,选择反应率由10%上升至30%。此外,羽化自两种寄主植物5种交配状态的白蜡窄吉丁对美国白蜡叶片和韧皮部的选择性均强于新疆小叶白蜡(P≤0.001)。[结论]白蜡窄吉丁对寄主植物叶片和韧皮部存在选择性,产卵期的雌成虫对韧皮部的选择性增强,且白蜡窄吉丁成虫对美国白蜡的选择性强于新疆小叶白蜡,对受害寄主植物的选择性强于健康寄主植物,后续可用GC-MS测定白蜡窄吉丁羽化期和产卵期两种寄主植物受害、健康叶片和韧皮部的次生挥发物,明确影响白蜡窄吉丁取食和产卵选择的关键挥发物,为进一步阐明白蜡窄吉丁寄主选择机制及寄主植物抗性形成机制奠定理论基础。
发布时间:2026-01-28
122. 基于无人机高光谱影像峨眉含笑冠层叶绿素含量反演
摘要: ##叶绿素含量是检测植物生理状态的关键指标。高光谱遥感技术以其高光谱分辨率、覆盖范围广、数据获取便捷等优势,在植物叶绿素含量监测中展现出巨大潜力。本文以四川省雅安市周公山的峨眉含笑为研究对象,基于无人机高光谱激光雷达一体机在低空获取的峨眉含笑冠层尺度高光谱影像,提取影像反射率并结合地面实测叶绿素含量(SPAD)值进行分析研究。高光谱影像经过Savitzky-Golay滤波、一阶微分,包络线等处理,提取了光谱特征参数、敏感波段和24种与叶绿素相关的植被指数,分析了叶片叶绿素含量与不同波段光谱反射率一阶微分值、光谱特征参数以及植被指数之间的相关关系,并以峨眉含笑叶绿素含量敏感波段及构建的植被指数与叶绿素含量进行了拟合。采用随机森林回归(RFR)、K近邻回归(KNN)、XGBoost决策树(XGB)三种常见的模型反演峨眉含笑叶绿素含量,确定峨眉含笑叶绿素含量反演的最优估算模型。结果表明:(1)以波长495、658、675、756nm等处的光谱反射率一阶微分值与叶绿素含量的相关性较高;(2)在所提取植被指数中,比值植被指数(RVI)、结构加强色素植被指数(SIPI)、归一化植被指数(NDVI)与叶绿素含量相关性较高,相关系数R分别为0.84、0.81、0.81。(3)在输入变量相同的情况下,基于XGBoost决策树(XGB)回归的预测模型(R2=0.93,RMSE=0.19)均优于随机森林回归(RFR)模型(R2=0.91,RMSE=0.2)、K近邻回归(KNN)模型(R2=0.79,RMSE=0.38)。得出XGBoost决策树模型为峨眉含笑叶绿素含量反演的最优模型。研究结果可以为峨眉含笑叶绿素含量的快速无损测定以及生长动态变化提供参考。
发布时间:2026-01-28
123. 基于IBN-Net和UAV影像的台风桉树林受灾检测研究
摘要: [目的]通过开展山地桉树林风灾损失无人机影像智能检测与评估关键技术研究,为降低用材林风灾损失、加快损失评估以及灾后恢复生产提供技术支撑。[方法]收集并处理广西壮族自治区上思县和博白县在2022年台风“马鞍”(Ma-on)和2023年台风“泰利”(TALIM)危害后桉树风倒林的数据,构建了相应的深度学习数据集。基于该数据集,提出了一种带有非对称全局注意力模块的改进型IBN-Net深度学习图像分割模型。并与目前较为流行的深度学习图像分割网络模型进行对比。[结果]消融实验结果表明,IBN-Net模型的综合评价指标除精度在当前流行的深度学习图像分割网络中综合评价指标最优。其中OA(Overall Accuracy)为0.9405,精确率(Precision)为0.8879,召回率(Recall)为0.9105,IoU为0.8248,F1-Score为0.8722.此外,研究还对不同的数据处理方法以及数字表面模型(DSM)的融合合进行了对比实验。其中我们的数据处理方法检测的桉树风倒林边界更为准确,检测结果更好。但是,在加入DSM层后降低了精确率等一系列评价指标,即表明DSM层不适合基于无人机图像的风倒桉树林智能检测。[结论]无人机和IBN-Net可以有效地检测台风破坏的桉树林,加快风灾后经济损失和生态破坏的评估,并为灾后恢复提供建议。本研究为台风受损桉树林的智能检测提供了实际应用,为基于无人机的灾害数据调查和损失评估提供了关键技术支撑。
发布时间:2026-01-28
124. 采伐能够缓解气候变化对红松的不利影响
摘要: [目的]全球变暖已成为不可否认的事实,对森林生态系统的生长、分布、结构和功能将产生深远影响。气候变化严重威胁红松(Pinuskoraiensis)生境质量,可能导致亚洲东北部地区红松阔叶混交林生态系统的结构和功能发生广泛变化。因此,制定合理的经营策略来缓解气候变化对红松的影响已成为关键问题。[方法]本研究运用气候敏感的转移矩阵生长模型,模拟了4种气候情景和7种经营情景下中国东北地区红松阔叶混交林的动态变化。4种气候情景包括SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5和气候不变情景;7种经营方案包括不采伐(NC)、常规抚育(BAU)、上层抚育(LST5和LST10,强度分别为5%和10%)、下层抚育(UST5和UST10,强度分别为5%和10%)和综合抚育(LUT,强度为10%)。此外,分析了气候、经营及两者的交互作用对红松蓄积量的影响。[结果]胸高断面积和蓄积的动态变化主要受经营措施的影响,气候的影响较小。然而,在UST5、UST10、NC三种经营模式下,林分密度受气候的影响较大,气候变化加剧时林分密度有所增加。气候变化还改变了树种组成,随着气候条件的加剧,红松比例随时间显著下降,但适当的采伐措施能有效提升红松比例。到2100年,在4种气候情景下,LUT和LST10经营方式下的红松比例均约为不采伐模式(NC)的两倍。到2100年,红松在NC下占比18.8%,而LUT和LST10下分别为36.2%和33.1%;在SSP1-2.6情景下,NC、LUT和LST10经营方案下的红松占比分别为4.6%、11.3%、10.1%;在SSP2-4.5下,分别为3.2%、8.6%、6.0%;在SSP5-8.5下,分别为1.6%、3.8%、3.3%。气候和经营对模拟末期(2099年)红松蓄积的影响均显著(P<0.05),交互作用不显著(P=0.965)。在SSP1-2.6和SSP2-4.5气候情景下,采伐措施显著缓解了气候变化引发的红松蓄积损失,相较于不采伐,LST10分别缓解了30.3%和19.6%的蓄积下降,而LUT则分别缓解了23.1%和24.4%的蓄积下降。然而,在SSP5-8.5情景下,缓解效果几乎消失。[结论]在较温和的气候变化情景下,有效的经营措施可缓解气候变化对红松的不利影响。但当气候变化超过一定阈值时,当前的采伐措施可能无法维持红松的健康和生产力。因此,本研究为在气候变化背景下红松阔叶混交林中的红松保护提供了框架,并强调了适应性经营策略的重要性。
发布时间:2026-01-28
125. 林龄和密度对塞罕坝主要优势树种应对干旱的影响
摘要: ##干旱影响了升高的内在水分利用效率(iWUE)对树木生长的影响。然而,对于林分密度和年龄如何影响干旱、iWUE对人工林树木生长的影响缺乏一定的认知。我们使用三种主要树种(落叶松、云杉和樟子松)的树轮生长和稳定碳同位素数据来评估干旱和iWUE之间的密度和年龄依赖关系,以及它们与温带人工林树木生长的关系。不同密度和年龄的华北落叶松、樟子松和云杉的BAI无显著差异。当考虑不同因素的相互作用时,iWUE对所有林分的BAI都有负面影响。CO2的增加对iWUE有积极影响,但iWUE的升高对所有地点的BAI都有负面影响。PDSI对大多数立地的树木生长没有直接影响,但可以通过负面影响iWUE间接影响树木生长。CO2增加对树木生长的积极影响主要见于高密度林分。随年龄和密度而变化,水分利用效率的增加转化为不同的生长模式。干旱对低密度老林比高密度幼林的树木生长影响最大。在干旱条件下,低密度老树比高密度幼树更能通过关闭气孔来节水。CO2的增加促进了水分利用效率,然而在低密度老龄林中这种水分利用效率增加并未促进生长,而高密度幼龄林中,树木生长对水分利用效率不敏感。低密度的老龄林对干旱更为敏感,在干旱时需要通过关闭气孔降低蒸散发,然而这也降低了生长速率。高密度幼龄林对干旱不敏感,表现为气孔活动不仅需要考虑蒸散发还要考虑生长,以避免在竞争中被淘汰。因此,在干旱频发的区域,需要保持高密度林分以减轻干旱的不利影响。如果以间伐的形式减缓干旱的影响,由于间伐对干旱的缓解时间有限,则需要考虑间伐的周期。
发布时间:2026-01-28
126. 东北地区红松枝条空间分布模拟研究
摘要: [目的]树枝的大小作为树木生长和木材质量的关键特征,其重要性不言而喻。特别是一级枝条,其分布直接塑造了树冠的形态结构,并决定了树干内部节子的数量。因此,对一级枝条数量和大小的垂直分布进行定量模拟,不仅有助于更深入地理解树冠的形态特征,还能有效预测树冠内节子的数量。这一研究更是预测节子基径、长度以及着枝角度等其他关键特征因子的基础,对于木材加工和利用具有重要意义。[方法]本研究聚焦于东北地区,选取181棵红松作为研究样本。为了构建准确的枝条垂直分布模型,引入了枝条、单木和林分方面等多个常见且易于测量的变量。通过详细的枝条解析,分析不同林分年龄、立地条件和竞争条件下红松的枝条形成和发育数据。同时,还测定了对象木及其相邻木的竞争环境,以探究这些因素如何影响枝条的形成和分布。基于混合效应模型的统计方法,成功地模拟了各轮内树枝直径和长度沿树冠的垂直分布。总体而言,本研究建立的红松枝条分布模型展现出了良好的拟合性能,为森林经营管理提供了有力的理论支持和实践指导。此外,这一研究还为后续建立节子分布模型奠定了坚实的数据基础,有助于更全面地了解红松的生长特性和木材质量。
发布时间:2026-01-28
127. 基于无人机激光雷达数据的落叶松人工林单木分割算法的综合比较
摘要: 通过无人机激光探测和测距数据的单木分割(ITCD)可以直接获得区块水平高精度的单木级结构信息。这些信息是森林监测和管理的基础,可以减轻人力和时间成本。尽管已经提出了许多ITCD算法,但尚未对这些算法在人工林中进行综合和全面的比较。本研究评估了七种典型的ITCD方法在不同林分密度和树冠等级下的性能,并分析了参数敏感性以及分割精度与最佳参数和林分指标的相关性。结果表明,森林特征影响算法的准确性,森林冠层结构的复杂性和被抑制树木的遗漏误差是影响ITCD准确性的关键因素。在选择算法时,应综合考虑算法的分割和冠描述精度、稳定性和适应性。此外,本研究表明,通过林分测量来控制算法的参数是可行的。这些结果将有助于指导ITCD方法的选择,并为未来改进ITCD算法提供支持。
发布时间:2026-01-28
128. 长白落叶松-水曲柳人工混交林种内和种间相互作用对枝条基径可塑性的影响研究
摘要: [目的]分析和模拟长白落叶松-水曲柳混交林由带状混交产生的种内种间相互作用对枝条基径的影响。[方法]选取不同混交比例下的长白落叶松、水曲柳各105株解析木进行枝条解析,分析枝条基径对两树种混交种植的响应;采用层次分割法分析单木活力、种内竞争、种间竞争和林分结构对不同树冠位置处的枝条基径的解释量;此外,采用两水平混合效应模型对两树种枝条基径进行定量模拟,为混交林的造林和管理计划提供建议。[结论]两树种混交对枝条基径产生了影响:落叶松枝条基径不仅受到种内竞争的影响还受到了种间竞争的影响,而水曲柳枝条基径仅受到种内竞争的影响。位于树冠上部的枝条基径受枝条自身在冠内位置的影响很大,而树冠下部的枝条则受树木活力、竞争和林分结构的强烈影响。引入两水平混合效应模型显著提高了对枝条基径的预测精度。枝条基径是影响树木生长和木材质量的关键因素,对混交林内枝条基径的分析和模拟为后续混交林的造林和管理计划提供了理论基础,并可根据实际木材质量要求和林分发展需求确定合适的树种混交比例。
发布时间:2026-01-28
129. 云冷杉阔叶混交林不同树种组单木枝下高非参数模拟
摘要: [目的]对比不同非参数建模方法和不同变量类型对云冷杉阔叶混交林不同树种组单木枝下高的模拟差异和拟合精度比较,为云冷杉阔叶混交林科学经营决策提供理论依据。[方法]基于12块1公顷大样地数据,运用广义可加模型、BRT模型、Cubist模型、MARS模型来模拟中国东北云冷杉阔叶混交林不同树种组单木的HCB并评估不同类型变量的重要性和这些变量对HCB影响的趋势,并对影响枝下高的各类因子的变量重要性进行评估。[结果]就变量重要性而言,单木变量(针叶、云冷杉、硬阔叶和软阔叶组分别为77.54%、31.02%、31.12%和73.69%)和林分变量(针叶组、云冷杉组、硬阔叶组和软阔叶组分别为5.00%、20.34%、11.03%和8.71%)具有较高的相对重要性,而林分空间结构变量(针叶类、云冷杉类、硬阔叶类和软阔叶类分别为4.57%、12.14%、21.91%和5.89%)、密度指数变量树种变量(针叶树、云冷杉、硬阔叶和软阔叶组分别为10.79%、35.20%、31.90%和8.84%)的相对重要性较低。[结论]BRT和Cubist是模拟云冷杉阔叶混交林四个树种组单木HCB的最佳方法。单木和林分变量对不同树种组的单木HCB影响最大,虽然空间结构变量的相对重要性较小,但应深入研究。
发布时间:2026-01-28
130. 气候和竞争对东北地区红松枝条动态生长的双重和协同影响
摘要: [目的]定量模拟红松枝条生长动态和分析其影响因素是制定红松人工林科学合理经营决策的前提。[方法]选取中国东北地区人工红松54棵解析木、745个标准枝为研究对象。采用混合效应模型评估树木变量、竞争、气候以及两者的交互作用的影响。此外,对不同梯度的竞争和气候组合条件下的枝条生长进行模拟,为红松人工林提供实际的针对性建议。[结论]除了枝条年龄、自身大小以及树高生长量外,竞争、气候及其交互作用均显著的影响和改进了枝条生长模型。相互作用甚至比气候的单独效应更大,进一步强调了考虑交互作用的必要性;气候和竞争的影响因树木的地位不同而有所差异,与劣势木相比,优势木和平均木表现出较高的竞争和气候敏感性,说明未来研究这一方向时为了节约成本应该考虑取优势木和平均木;由于相互作用的存在,气候对枝条生长的影响受到竞争的调节,这表明根据气候压力水平对竞争适当进行调整或许可以获得理想的枝条生长量。解开枝条生长量变化的不同来源有助于推进我们对树木生长及树冠动态等方面的理解和更好地制定可持续经营管理的政策,并减少在气候变化背景下预测枝条生长的不确定性。
发布时间:2026-01-28
131. 不同气候区日本落叶松人工林树冠体积和树冠表面积预估模型
摘要: [目的]构建拟合精度较高的日本落叶松树冠体积和树冠表面积预估模型,为量化树冠大小提供依据,为进一步制定森林经营管理措施提供参考。[方法]基于从中国三个气候区利用破坏性采样的方法获取的228株人工日本落叶松解析木数据,以幂函数方程为基本形式,采用林木易测因子作为预测变量,并考虑气候变量作为协变量,拟合并选出树冠体积和表面积最优基础模型。在最优基础模型中,利用R软件的nlme软件包引入样地水平的随机效应,构建树冠体积和表面积的非线性混合效应模型,采用AIC、BIC、LL为评价指标,在具有相同随机效应参数组合的模型中,选出具有最优拟合精度的随机效应矩阵、方差-协方差矩阵和方差函数的组合,通过LRT检验选出最优模型形式,作为日本落叶松人工林树冠体积和树冠表面积的预估模型。[结果]日本落叶松人工林树冠体积和表面积基础模型的自变量分别为冠幅(CW)、冠长(CL)和胸径(DBH)、冠幅、冠长,气候变量均为冬季降水(PPT_wt),考虑样地水平后的非线性混合效应模型的Radj2比基础最优模型分别提升了0.168和0.161,显著提高了模型的拟合效果。[结论]考虑气候和样地水平的混合效应模型提升了日本落叶松树冠体积和表面积预测的准确性,具有生物学上的合理性和统计上的稳健性,为进一步优化林分结构和制定的森林管理方案奠定了基础。
发布时间:2026-01-28
132. CMIP5模型下森林结构动态多目标优化研究
摘要: [目的]气候变化是一个重要的全球性研究课题,也是当今世界面临的最紧迫的问题之一。森林对温度、降雨和二氧化碳水平敏感,使其容易受到气候变化的影响,气候变化显着影响森林分布、物种组成、林分结构、生长和其他功能,因此,模拟未来气候变化下森林结构的动态变化并制定优化解决方案以适应它至关重要。[方法]本研究在第五耦合模式比较预测(CMIP5)模式下考虑了3种不同气候情景下的森林生长变化,构建气候敏感性矩阵生长模型(生长模型、进界模型和枯损模型);结合各种林分结构参数,基于各参数在林分水平的相等或不相等权重,建立了不同气候变化下的动态林分空间结构多目标优化指数(L-index)。5年后在RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5气候情景下实施森林空间结构优化研究。[结果]结果表明:气候敏感性矩阵生长模型在不同气候情景下预测林分未来生长变化情况,在不同气候情景下,当各参数同等权重时L指数增加13.8%—35.7%不等。此外,最佳收获强度范围为13.2%至20.5%,在RCP4.5气候情景中观察到的强度最高;与RCP4.5和RCP8.5气候情景相比,RCP2.6情景在各项指标中表现出最大的变化趋势和幅度,表明RCP2.6情景下林分生长状态更加敏感。在不同气候情景下,当各参数不等权重时L指数增加13.7%—34.4%,其中最佳收获强度为14.6%—19.8%。更重要的是,在不同气候情景下,L指数和RIP的增加值都高于所有三个样地采用不等权重时的值。[结论]总体而言,与使用相同或不相同的林分结构变量权重进行优化之前相比,调整后的全混交度增加,角尺度、大小比数和竞争指数减少,这很明显,对林分结构的调整得到显着的改善;因此,构建的森林空间动态多目标优化指数L-index既合理又有效。
发布时间:2026-01-28
133. 森林生长发育阶段划分方法综述
摘要: [目的]辨识森林的生长发育阶段是实现森林全周期经营的前提,本研究系统梳理了森林生长发育阶段划分的主要方法,提出了各类方法的优势、局限及其应用场景,为森林全周期精准经营提供科学依据,推动森林经营的可持续发展。研究分为单木生长发育阶段划分和林分生长发育阶段划分两大部分,分别介绍了各自的五大主要方法。[方法]在单木生长发育阶段划分中,克拉夫特分级法、寺崎分级法、霍莱分级法、Dunning分级法和林木分级指数法是常用的五种方法。克拉夫特分级法是最经典的划分方法,基于树木生长势和树冠形态,将林木分为五个等级,具有操作简便、适用性强的特点,尤其适合同龄纯林。尽管它忽略了树干缺陷,但因其操作简单和广泛应用,成为森林经营中的重要工具。寺崎分级法和霍莱分级法则分别适用于针叶纯林和阔叶混交林,前者更关注树冠形态,后者则侧重树木在林冠中的竞争状态。Dunning分级法适合异龄混交林,基于林木年龄、树冠发育等多项指标进行划分,但应用较复杂。林木分级指数法则通过量化的分级模型,结合竞争指数等指标,为复杂林分提供了量化依据,是较为创新的分类方法。在林分生长发育阶段划分方面,研究介绍了龄组划分法、森林循环阶段划分法、正向演替阶段划分法、发育演替阶段划分法和基于数学方法的阶段划分法。龄组划分法基于林木年龄特征,操作简便,适用于人工林,但对异龄天然林的描述较为局限。森林循环阶段划分法主要适用于天然林,通过森林动态循环的概念划分生长阶段,尤其适合未受干扰的原始林区。正向演替阶段划分法通过次生演替中的物种更替过程划分多个阶段,尽管能够解释演替规律,但在森林经营中的直接应用较为有限。发育演替阶段划分法结合了自然演替和森林经营需求,既反映了生态过程,又为人工林和天然林的多功能管理提供了实际指导,具有较高的应用价值。基于数学方法的阶段划分法运用大数据和建模技术,如最优分割法、聚类分析法、TWINSPAN双向指示种分析法等,提升了阶段划分的客观性和精确性,但生物学解释性不足,仍需进一步优化。[结论]总体而言,克拉夫特分级法和发育演替阶段划分法因其理论完善、应用广泛,在实际经营和研究中更具实用价值,但相关的标准体系还需进一步完善。随着大数据和人工智能技术的发展,未来的阶段划分方法可将数学方法与生物学理论相结合,提高划分阶段的适用性和生物学意义,并推动森林生长发育阶段划分方法的优化与推广应用,为森林可持续经营提供更加精确的技术支撑。
发布时间:2026-01-28
134. 基于环境敏感的毛竹林碳密度估算
摘要: [目的]准确估算竹林碳密度有助于应对气候变化和实现碳中和愿景。然而,竹林的分布广泛、研究数据的代表性差以及碳估算方法的差异可能导致碳汇结果的不确定性。[方法]使用中国南方532个样地调查数据,开发了两水平非线性混合效应竹林碳密度模型,该模型考虑了土壤、气候和立地因素作为预测因素,并使用随机效应描述了区域和海拔对竹林碳密度的影响。[结果]随着海拔的增加,毛竹的含碳系数呈正弦曲线。在评估的许多预测变量中,二次平均直径(QMD)、基面积(BA)、冠层密度(CD)、枯损株数、土壤容重(BD)、土壤碎石含量(RF)和de Martonne干旱指数(M)对竹林碳密度有显著影响。在适当范围内增加QMD、BA、RF、温度或减少CD、BD和降水可能有利于毛竹碳密度的积累。[结论]研究方法和结果可作为大规模不同地理区域和环境的研究提供参考。
发布时间:2026-01-28
135. 造林模式对幼林期树种抵御极端寒潮能力的调控作用
摘要: [目的]积极应对极端气候变化,探索提高华南地区人工幼林对极端低温天气防御能力的造林模式。[方法]研究以广东省北部不同低质低效林人工林间伐后种植珍贵树种的幼林为研究对象,通过比较各类改造模式中4个树种在不同类型寒流中的受害情况,从寒流特征、林分结构和立地条件等方面探讨树种抗冻性差异及其影响因素。[结果]从寒流特征来看,伴随降温发生的霜冻、大风等气象因子对树种的影响大于单纯的降温。树种间抗冻性存在差异,处于天然分布区的树种红锥Castanopsis hystrix和闽楠Phoebe bournei的抗冻性强,而从分布区向北引种的树种格木Eryrophleum fordii和西南桦Betula alnoidas受极端低温天气影响较大,受害程度则因树种生物学特性而异。抗寒性较低的树种在皆伐造林模式中的受害风险高于套种模式。各类套种模式中,套种树种受害程度随上层林分保留密度下降而升高、随林窗面积增大而增加,且林窗形状对受害程度具有较大影响。地形对树种受害程度具有明显影响,北坡等迎风坡的受害程度远大于南坡等背风坡。[结论]珍贵树种发展需在掌握树种适应性的基础上,科学合理选择造林模式,珍贵树种向分布区以北引种需考虑潜在极端低温天气影响,维持一定的林分环境可以有效提高其对极端低温天气的防御能力。研究结果对于寒流频发地区的人工林培育和森林质量提升具有借鉴意义。
发布时间:2026-01-28
136. 不等周期长度的天然林单木枯损建模分析与方法比较
摘要: [目的]树木的死亡是森林生态系统动态变化中的关键组成部分,直接影响着森林的结构、组成和功能。准确理解并模拟树木死亡过程,对评估森林的可持续性及其生态服务功能至关重要。然而,树木的死亡过程复杂多样,受到多种内在和外在因素的共同影响,这使得其成为森林生态学中最难以精确预测的现象之一。尤其是在基于不均匀测量间隔的多期固定样地数据的背景下,树木死亡的预测和建模面临着诸多挑战。为了更好地理解和模拟这一现象,本研究采用了几种常见的单木枯损模型的建模策略,旨在提升单木模型的预测精度。[方法]基于中国东北地区云冷杉针叶混交林的20年的固定样地监测数据,探讨了如何在不均匀的复测周期和层次化数据结构的条件下,对单木枯损进行有效建模。研究考虑了影响枯损模型的三个要素:(1)不同的模型形式(包括常用的Logit函数和Gompit函数);(2)对不均匀测量周期的不同调整方法(包括年化法、协变量法和周期暴露法);(3)不同的数据结构(即传统的非重叠非递减数据结构与时间序列重叠的多重组合数据结构)。[结果]表明:(1)在模型形式的选择方面,Gompit函数相较于常用的Logit函数表现出更好的拟合优度,Gompit函数的累积概率分布特性更能捕捉单木枯损过程中潜在的非线性关系,从而提供更为准确的模型预测。(2)不同的周期长度调整方法中:尽管年化法在传统数据结构下能够生成明显的U型死亡率曲线,这种方法的实际预测结果并不可靠。协变量法则通过引入额外的变量来调整不同周期的影响,尽管其在某些情况下能够改善模型的拟合效果,但在应对复杂数据结构时仍显得不足。相比之下,周期暴露法(Gompit-exposure)在处理多重组合数据结构时表现出更为显著的优势,其拟合优度明显优于其他两种方法,是提高单木枯损模型建模准确性的重要策略。(3)数据结构方面:尽管多重组合数据结构在拟合优度上略有提升,但并未显著提高模型的预测能力。这一结果提示,样本量的增加虽然能够增强模型的拟合效果,但也可能导致预测结果的变异来源增多,反而不利于模型的精确预测。[结论]本研究通过比较不同的单木枯损建模策略,探讨了如何在不均匀周期长度和复杂观测数据的条件下提升模型的预测精度。研究结果显示:基于Gompit-exposure的混合效应模型是一种稳健且准确的建模方法,能够在处理具有复杂数据结构的森林样地数据时,提供更好的单木枯损模拟与预测能力。这一发现为天然林中不等周期长度的单木枯损与其他类似的生态现象的建模策略提供了理论依据。
发布时间:2026-01-28
137. 采伐强度对马尾松中龄林林分状态的影响
摘要: [目的]对比分析不同采伐强度对马尾松中龄林林分状态的影响,旨在为马尾松人工林的科学经营提供理论依据。[方法]本研究以中龄阶段马尾松人工林为研究对象,设置了5种采伐强度(0%、10%、20%、30%、40%),从结构、活力和多样性3个方面选取9个典型指标构建林分状态评价体系,并利用单位圆方法检验了采伐强度对马尾松中龄林林分状态的短期影响。[结果](1)林分密度、林木健康、树种组成和树种多样性这4个林分状态指标对采伐强度响应相对敏感,采伐后短期内可以显著改善(P<0.05);而树种均匀度、胸径分布、树高分布、林木优势度和林分长势等林分状态指标对采伐强度的响应相对较差,需要更长时间的恢复。(2)马尾松中龄林林分状态综合评价指数随采伐强度呈先增加后降低的趋势,约30%采伐强度下林分状态最理想。(3)单位圆方法与主成分分析对林分状态评价结果呈极显著线性相关(R2=0.909,P<0.001),但单位圆方法较主成分分析更为直观且反应更敏感。[结论]采伐强度显著影响马尾松中龄林的林分状态,中度采伐(约30%采伐强度)有助于改善林分状态。单位圆方法能够科学有效地反映采伐强度对马尾松中龄林林分状态的短期影响,并对具体森林经营措施制定具有较高的指导意义。
发布时间:2026-01-28
138. 泥沙对人工湿地水流结构影响的实验研究
摘要: 利用昆明理工大学水利水电系水力学实验室内平坡矩形玻璃水槽实验,研究三种流量5.304l/s,8.368l/s,10.267l/s下用有植物时无沙、水槽底部铺沙和水槽前端加沙,进行模拟人工湿地水流流速的分析。通过实验研究,发现人工湿地中泥沙对水流结构影响的主要表现有:有无泥沙情况下的垂向主流区流速基本均符合对数流速分布,且流速值均大于无植物无沙的情况;但有植物的底部流速梯度比无植物无沙时明显增大,流速分布在推移质泥沙作用下在模拟人工湿地的水槽底部出现流速梯度反转值;由于悬移质泥沙的存在,随着时间的变化植物和泥沙的交互作用不断变化,使河床底部的形态在不断变化使水槽底部流速明显减小,而在有底沙存在时,和纯植物时相比,底部流速梯度反转值消失,不再符合单纯有植物存在时的“S”型分布,在y/h小于0.7的范围内,流速变化基本呈线性变化;纵向流速分布:悬移质时,在植物高度相同,上游悬沙浓度相同的条件下,随着流量的增大,水流流速在越靠近植物带的前端接近于纯植物时的流速;推移质时,植物带内的流速和纯植物时相比,在流量为5.304l/s时,流速值增大且变化趋势两者相似。在流量为8.368l/s和10.267l/s时,流速的基本变化趋势和纯植物时相同,但是变化的幅度较流量为5.304l/s时大;水槽底部的淤积形态,影响了水流的过水断面和水流在一定距离内的能量转换,流量增加时,水流的流速变化幅度和紊动强度也随之增加。
发布时间:2026-01-28
139. 武功山草甸土壤真菌群落调控有机碳组分的海拔变异
摘要: [目的]草地土壤储存着巨量的碳,且极易受环境变化的影响,进而向大气释放CO2,加剧全球变暖,其中的关键驱动者是真菌。草地土壤有机碳(SOC)组分决定着SOC的稳定性,然而,高山草甸(特别是属于亚热带地区)土壤有机碳组分随海拔的变化以及其中真菌群落驱动机制尚不清晰。武功山草甸是亚热带高山草甸的典型代表之一。因此,本研究明确武功山草甸土壤SOC组分和真菌群落随海拔的响应,揭示SOC组分海拔变异的真菌调控机制。[方法]在武功山草甸设计了一个优势植被为芒的海拔梯度试验,研究两个土层(0~20cm和20~40cm)土壤真菌群落、微生物残体碳、有机碳组分随海拔(海拔高度分别为1500、1700和1900m)升高的变化,并分析SOC组分与真菌残体碳、真菌群落特征的关系。[结果]微生物源残体碳对土壤有机碳的贡献仅为16.09%,其中真菌的贡献(15.30%)远高于细菌(0.29%);海拔虽然改变了真菌群落结构和群落多样性,且对表层(0~20cm)土壤真菌群落的影响高于下层(20~40cm)土壤,但却没有影响两个土层土壤真菌残体碳含量;在土壤SOC组分中,矿物结合态有机碳(MAOC)对SOC的贡献(66.63%)明显高于颗粒有机碳(POC)(20.63%);海拔虽然没有改变土壤有机碳含量,却显著影响了有机碳组分,POC含量及其对SOC的贡献随海拔的升高而升高,MAOC则相反;海拔显著影响土壤POC/MAOC比值,其值随海拔的升高也逐渐升高,且这种趋势在下层土壤中表现更明显;结构方程模型显示土壤有机碳组分和POC/MAOC比值随海拔的变异主要是由真菌群落和氮共同调控。[结论]武功山草甸土壤有机碳稳定性随海拔的升高而降低,其中真菌群落是主要调控因素,这些发现能为亚热带高山草甸土壤有机碳固存和稳定性维持提供科学指导。
发布时间:2026-01-28
140. 一株橡胶树魏克汉品种子代自然四倍体的来源鉴定
摘要: 橡胶树是一种重要的热带经济树种。橡胶树皮的乳管中流出的胶乳,是天然橡胶的主要来源,在社会经济发展和国防安全中起重要作用。通过筛选自然多倍体培育橡胶树多倍体新品种,是提高橡胶树的产量和抗性的一种重要育种策略。在通过流式细胞术对橡胶树魏克汉品种子代进行倍性鉴定筛选橡胶树自然多倍体过程中,发现一株自然四倍体,并经染色体压片计数确认。[目的]明确橡胶树魏克汉品种子代自然四倍体的来源。[方法]采用12对荧光标记的低重组频率SSR位点引物对自然四倍体、母本和8个候选父本进行PCR扩增和毛细管电泳分析。[结果]12对引物在10个材料中共扩增出53个多态性位点,有且仅有母本天任31-45和候选父本热研8813符合自然子代四倍体的每个多态性位点中至少一个等位基因来自母本或父本的条件。四倍体的每个位点的等位基因最多两个,且两个等位基因分别来自母本和父本,类似同源四倍体。[结论]表明天任31-45和热研88-13分别是自然四倍体的母本和父本。自然四倍体的来源有两种可能。一是来合子染色体加倍,即正常1n卵细胞(雌配子)和1n花粉(雄配子)受精,形成2n合子,但在合子进行第一次有丝分裂过程中发生异常,导致染色体加倍,并发育成四倍体种子。二是母本产生的SDR型2n卵细胞和父本产生的SDR型2n花粉受精,形成4n合子,并直接发育成四倍体种子。
发布时间:2026-01-28
141. 樟树柠檬酸合酶基因在干旱胁迫下的表达
摘要: 樟树(Camphora officinarum Neesex Wall.)是我国南方的珍贵乡土树种,耐涝不耐旱。在全球变暖、干旱日益严重的环境下,找到樟树的干旱相关基因,有助于抗旱樟树新品种的培育。柠檬酸是重要的渗透调节剂之一,也是三羧酸循环的关键中间产物。柠檬酸合酶基因(Citrate synthase,CS)是合成柠檬酸的关键酶基因,是细胞内多种代谢途径的关键限速酶,在干旱环境下表达量升高。[目的]研究樟树的柠檬酸合酶基因(CoCS)在干旱胁迫下的表达模式,为樟树的抗旱性遗传改良和种质创制提供理论依据。[方法]以樟树叶片RNA为原材料,通过PCR、转化克隆菌、测序等技术克隆CoCS基因,得到完整序列,通过生物信息学手段,预测其结构与功能。同时,对樟树无性系设计为期44天的干旱处理试验,利用荧光定量PCR技术,分析其表达模式。[结果]克隆出三个CoCS基因(CoCS1、CoCS2、CoCS3),全长分别为1594bp、1542bp和1503bp,分别编码508、473和471个氨基酸,分子式分别为C2506H3960N690O725S17、C2375H3752N634O676S18和C2370H3744N632O679S17,分子量分别为55900.22、52580.84和52500.64,均为稳定的亲水性蛋白。CoCS1基因与澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、蒂罗花(Telopea speciosissima)等的同源性最高(80%以上);CoCS2基因与油棕(Elaeis guineensis)、无油樟(Amborella trichopoda)等的同源性最高(80%以上);CoCS3基因与莲(Nelumbo nucifera)、白栎(Quercus lobata)等的同源性最高(80%以上)。构建进化树,CoCS1单独为一支;CoCS2与沉水樟(Cinnamomum micranthumf.kanehirae)聚为一支;CoCS3与华盖木(Magnolia sinica)聚为一支。三个CoCS的蛋白质二级结构均由α螺旋、延伸链、β转角和无规则卷曲四种结构构成,三级结构均为椭球型。CoCS1定位在乙醛酸循环体中,具有拟南芥过氧化物酶体(AthCS_per_like)结构域。而CoCS2和CoCS3定位在线粒体基质中,具有柠檬酸合酶C末端结构域(Citrate_synt)。三个CoCS基因都在一定程度上受干旱胁迫诱导表达,但表达模式有所差异。在受干旱胁迫的一周以内,以诱导CoCS3基因表达为主,在受干旱胁迫两周左右,主要诱导CoCS1基因表达,在受干旱胁迫3周左右,主要诱导CoCS2基因表达。[结论]樟树依靠CoCS3基因增加有氧呼吸的强度来应对早期干旱胁迫,依靠CoCS1基因通过乙醛酸循补充能量代谢来应对中期干旱胁迫,依靠CoCS1基因维持细胞内渗透压以应对晚期干旱胁迫。三个CoCS基因都是典型的CS家族成员,且均与樟树的抗旱机制有关,可作为抗旱樟树种质创制的候选基因。
发布时间:2026-01-28
142. 樟树SPS基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析
摘要: [目的]蔗糖作为生物体内至关重要的渗透调节剂,在植物抵抗旱中扮演着核心角色。作为蔗糖合成过程中的关键酶基因,蔗糖磷酸合成酶基因SPS在干旱的胁迫条件下表现出显著的表达活性。为了明确樟树SPS基因的家族成员的序列信息及干旱胁迫下的表达情况。[方法]对樟树SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4序列进行了克隆和序列分析,并通过模拟干旱处理,采用实时荧光定量PCR技术,分析干旱胁迫下樟树SPS基因的表达情况。[结果]克隆了SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4,序列的总长度分别为为3195、3120、3036 bp,分别编码1065、1039、1012个氨基酸。经比对分析发现,SPS1基因与莲(Nelumbo nucifera)同源性最为高,为80.77%;SPS3基因与澳洲坚果(Macadamia integrifolia)的同源性最高,为80.81%;SPS4基因与莲的同源性最高,达到了79.97%。SPS1、SPS3、SPS4蛋白均为不稳定的亲水性蛋白,二级结构分别含α螺旋结构41.41%、42.64%、43.08%,延伸链结构13.71%、13.19%、13.24%,β转角结构6.10%、6.35%、6.32%和无规则卷曲结构38.78%、37.82%、37.35%。蛋白N末端区域均包含蔗糖合酶结构域,中心区域包含一个糖基转移酶结构域,C末端区域具有一个蔗糖磷酸酶结构域;均不存在跨膜序列;均呈无规则螺旋型。qPCR结果显示,在干旱胁迫下,SPS1与SPS3基因在干旱处理前期,随着处理时间的延长,表达量增加,但到了干旱处理后期,表达量开始下降。SPS4基因在干旱处理初期表达量相对较低,随后开始显著上升。[结论]本研究成功克隆樟树SPS基因家族成员SPS1、SPS3、SPS4.干旱条件下,樟树SPS基因的表达量均发生了显著变化,证明了该基因家族在樟树响应干旱胁迫中的关键作用。
发布时间:2026-01-28
143. 香樟自交不亲和细胞组织学研究
摘要: [目的]樟树俗名香樟,为樟科樟属常绿大乔木,是我国南方各省广泛应用的园林绿化树种。同时它还是珍贵的香料用树种,市场对樟树精油的需求量巨大,市场前景广阔。目前关于樟树生殖生物学方面的研究较少,其自交是否亲和还不清楚。基于前期研究,香樟自交在合子前是亲和的,推测其自交不亲和类型应属于受精后障碍。本研究通过对比观察香樟自交与异交胚发育过程,从花粉管生长行为和早期胚发育过程综合判断香樟自交不亲和障碍发生的时期与类型,完善其生殖生物学背景,为今后的杂交育种提供理论基础。[方法]以“赣芳1号”为实验材料进行自交与异交授粉实验,统计坐果率,观察杂交果实发育的外部形态,并利用石蜡切片观察5d、7d、14d自交与异交果实的胚和胚乳的细胞形态,阐明杂交后期不亲和性的特点和细胞学机制。[结果]授粉后第5天绝大多数花柱枯萎脱落,第7天所有杂交组合花冠基部成环状脱落,14天的子房均明显膨大,自交与异交子房外部形态发育正常;第3周开始自交坐果率显著降低,说明自交果实败育严重;异交授粉后14d的子房内胚的发育还处于球形胚阶段,而自交胚胎则多数发育不正常,败育现象严重。[结论]香樟自交不亲和原因主要是受精后障碍,表现为胚或胚乳发育不正常而败育。
发布时间:2026-01-28
144. 美洲黑杨不同生长势子代及其亲本叶片淀粉和蔗糖代谢特征差异分析
摘要: [目的]研究美洲黑杨不同生长势F1子代及其亲本在不同林龄生长关键时期的叶片淀粉、蔗糖代谢关键指标差异,解析淀粉、蔗糖代谢在美洲黑杨生长优势形成和维持中的作用,明确杨树生长性状优势杂交子代的糖代谢特征。[方法]采用空间替代时间方法,以生长旺季(6、7、8、9月)1、3年林龄的美洲黑杨高生长势子代(H1、H2、H3),低生长势子代(L3、L4)及其父(MP)、母(FP)本为研究对象,采用微量法测定不同时间点叶片淀粉(Starch)、蔗糖(Sucrose)含量及ADP-葡聚糖焦磷酸化酶(AGPase)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、β-淀粉酶(BAM)和蔗糖合成酶(分解方向,SS-Ⅰ)活性,通过亲子代间的各指标差异比较、相关性、回归和通径分析,解析淀粉、蔗糖代谢关键指标对不同生长势形成作用规律。[结果]生长旺季1、3年生的高生长势子代的树高、地径、胸径均表现出明显超亲优势,并显著高于低生长势子代(p<0.05);8、9月高生长势子代的夜间淀粉、蔗糖分解能力和日间合成能力的中亲或超亲优势明显,其中淀粉夜间消耗量、AGPase活性、BAM活性中亲优势率MPH分别为1.24%~12.20%、0.42%~18.40%和0.54%~5.20%,蔗糖夜间消耗量和SPS活性超亲优势率HPH分别为0.29%~26.05%和0.61%~16.03%,且上述指标在低生长势子代中具相反趋势;但低生长势子代SS-Ⅰ活性为超亲优势(HPH:0.87%~11.81%),并高于高生长势子代。美洲黑杨在生长旺季的树高、胸径(地径)单月净增长量主要与AGPase活性、SPS活性和淀粉夜间消耗量显著正相关;此外,SPS、AGPase和BAM酶活性对生长旺季美洲黑杨的树高、胸径(地径)单月净增长量的直接正影响效应显著。[结论]美洲黑杨高生长势子代具有稳定的生长优势,高生长势子代淀粉、蔗糖的夜间分解能力和日间合成能力中亲和超亲优势明显,SPS、AGPase和BAM酶活性的提高能有效促进和维持美洲黑杨高生长势形成。研究结果为解析淀粉、蔗糖代谢对林木杂交子代生长优势形成的作用机制和超高产育种提供有益参考。
发布时间:2026-01-28
145. 沙地云杉体细胞胚胎发生全长转录组分析
摘要: 沙地云杉(Piceamongolica)是松科云杉属常绿乔木,具有耐沙埋、耐寒、耐旱等特性,为我国特有珍稀树种。由于天然林更新慢,种子收获量小,病虫害严重等原因,严重影响沙地云杉种群的稳定性和遗传多样性,阻碍了沙地云杉的推广应用。本研究以课题组建立的沙地云杉体细胞胚胎发生体系为基础,以胚性细胞系A23为材料,分别收集胚性愈伤组织、球形体细胞胚,晚期体细胞胚和成熟体细胞胚,利用SMRT测序技术进行全长转录组测序,并将获得的转录本在NR、SwissProt、KEGG和KOG四大数据库中进行功能注释,对AS、SSR、LncRNA、TF等基因结构进行分析。SMAT测序最终获得的数据量为33.88G,沙地云杉全长转录本序列12232条,平均长度2331.98 bp,N50为2486 bp,Reads长度主要分布在1000-4000bp之间。全长转录本序列在四大数据库中共有12092条被成功注释。其中NR数据库注释到12092条、SwissProt数据库注释到10751条、KEGG数据库注释到11895条、KOG数据库注释到8444条,未被注释的全长转录本有140条。比对发现最相似物种为加西云杉。通过结构分析发现AS事件83个,SSR位点108个,LncRNA35条和转录因子家族46个。因沙地云杉无公布的基因组序列,研究中常以挪威云杉(P.abies)基因组为参考,但由于裸子植物基因组庞大,二代测序读长较短,导致组装后质量难以满足目前研究需求。三代全长转录组采用单分子实时测序技术,具有精度高、读长长、能够检测碱基修饰等优点。因可获得全长基因和基因结构,在研究无基因组物种时有很大优势。本研究获得的沙地云杉全长转录序列有助于弥补缺少基因组序列对相关分子生物学研究的影响,为沙地云杉体细胞胚胎发生关键调控基因挖掘及机制研究、高效稳定体胚发生体系的建立奠定基础。
发布时间:2026-01-28
146. 樟树钙调蛋白基因CAM的克隆与表达
摘要: 当今,干旱现象频发,影响的范围极广,持续的时间很长。干旱胁迫对植物的危害很大。钙调蛋白(calmodulin,CAM),是一种耐热的小分子蛋白质,钙调蛋白本身是没有酶活性,但是与钙离子结合后,便可作为第二信使去调节植物的各种生理活动。CAM对植物生长发育有重要作用,它能应对包括干旱在内的许多生物和非生物胁迫,在干旱胁迫下高度表达。本课题通过从樟树中克隆CAM基因,分析它与其他植物CAM基因的同源性,对该基因进行序列分析,以及研究该基因在干旱胁迫下的表达模式,为樟树的干旱生理研究及耐旱樟树新品种选育奠定基础。研究成果如下: (1)CoCAM1与CoCAM2基因序列总长都为454bp,都编码149个氨基酸。CoCAM1与华盖木、无油樟、罂粟、油棕的同源性80%以上,其中与华盖木同源性尤为显著,达到了90.60%的高水平。CoCAM2与华盖木、澳洲坚果、蒂罗花、莲的同源性80%以上,其中与华盖木同源性尤为显著,达到了91.28%的高水平。 (2)预测出CoCAM1的氨基酸分子式为C727H1144N190O255S10,分子量为16946.80,等电点4.14,不稳定系数27.39.CoCAM2的氨基酸分子式为C728H1146N190O255S10,分子量为16960.83,等电点4.15,不稳定系数29.58.预测出CoCAM1和CoCAM2均定位于细胞核,均无信号肽,均为亲水蛋白质; (3)CoCAM1蛋白质的二级结构:α螺旋占61.74%,β折叠占5.37%,β转角占9.40%和无规则卷曲占23.49%。CoCAM2蛋白质的二级结构:α螺旋占64.43%,β折叠占3.36%,β转角占8.72%和无规则卷曲结构占23.49%; (4)CoCAM1和CoCAM2蛋白质都具有哑铃型的三级结构,N端和C端有两个相似的球型结构域。并且每个球型结构域中存在两个EF-Hand结构域。 (5)荧光实时定量PCR试验显示,在干旱胁迫下,CoCAM1和CoCAM2的表达量均增加。
发布时间:2026-01-28
147. 基于转录组解析CRISPR/Cas9介导的PagHyPRP编辑杨树耐盐性提高分子机制
摘要: [目的]盐胁迫是影响植物生长发育的主要环境制约因素,杨树富含脯氨酸蛋白PagHyPRP1是响应盐和干旱胁迫负调控因子基因,但其在杨树中耐盐的负调控分子机制还尚不完善。[方法]本文以前期创制PagHyPRP1基因编辑杨树为材料,通过高通量转录测序结合生理生化指标,从组学水平深入解析基因编辑杨树耐盐性提高的分子机制。[结果]研究结果显示,盐胁迫下基因编辑株系(prp4)株系与过表达株系(OE1)响应盐胁迫的方式不同,与WT相比,盐胁迫下prp4株系和OE1株系基因表达趋势相反,筛选出340个应激反应激素(ABA、JA、Ethylene)、生长促进激素(Auxin、Brassinosteroid、Cytokinine和Gibberellin)、ROS产生等信号通路以及光合作用相关DEGs.盐胁迫下,prp4株系可能通过调节ABA、JA和Ethylene中59个DEGs的上调或下调表达参与盐胁迫应激响应;调节Auxin、Brassinosteroid、Cytokinine和Gibberellin信号通路116个DEGs参与盐胁迫下植物的生长;降低H2O2、flg22与Ca2+信号通路43个DEGs的表达来减少H2O2产生、ROS积累;增加22个光合作用相关DEGs的表达来增强光合作用。OE1株系可能通过上调20个ABA、JA和Ethylene信号通路DEGs,16个Auxin、Brassinosteroid、Cytokinine和Gibberellin信号通路DEGs,以及10个H2O2、flg22与Ca2+信号通路DEGs的表达参与盐胁迫反应。表明通过WGCNA和蛋白互作网络分析,筛选出MYC2、BRI1、和Lhcb6等调控生长的6个关键基因,调控ROS产生的30个关键基因(PP2Cs,ERF1s,JAZs,SAURs等)以及10个参与MAPK信号通路的关键基因。[结论]盐胁迫下,prp4株系一方面通过上调6个生长关键基因表达促进生长,下调30个ROS产生关键基因表达减少ROS损伤,另一方面通过调控ABA、H2O2、flg22与Ca2+等多个信号分子相互作用关键基因表达,增强器对盐胁迫的响应,共同协调提高耐盐能力。研究结果从组学水平解析基因编辑杨树耐盐能力提高的分子机制,为更加深入了解林木PRP基因抗逆功能的分子机制提供理论基础。
发布时间:2026-01-28
148. 赤霉素联合盐处理下白桦基因调控网络的构建及关键基因挖掘
摘要: 在植物适应逆境的基因调控网络中,转录因子是调控胁迫响应基因表达的分子开关,相比功能基因,转录因子可以调控多个相关基因的表达,在揭示植物抗逆机制中起关键作用。因此,通过转录因子解析植物抗逆性一直是学者们研究的前沿热点问题之一。然而,转录因子数量众多,且其作用和分工各不相同,能形成复杂的基因调控网络,网络中的上层转录因子在转录调控中起着控制全局的作用。因此,通过构建多层级基因调控网络可以找到在特定生物学途径中起关键作用的转录因子,进而能更有效、深入地解析特定生物学途径的调控机制,对揭示植物抗逆分子机制有重要意义。一些研究发现,激素可能影响植物的抗逆能力,因此,在本研究中,首先利用不同的植物激素处理白桦,结果显示赤霉素可以提高白桦的耐盐能力。我们将赤霉素与盐胁迫联合处理白桦后,进行RNA-Seq分析,获得响应盐胁迫的差异表达基因,利用它们构建基因调控网络,结果显示该网络分为三层,顶层包含7个转录因子,中层包含39个转录因子,底层包含185个结构基因。选取顶层和中层的转录因子进行ChIP-PCR和ChIP-qPCR试验,验证网络的调控关系,证明了基因网络的可靠性。并将顶层和中层的转录因子的过表达载体进行白桦的遗传转化,然后将转基因植株进行生理指标检测、组织化学染色以及气孔开度测量,发现它们能够影响白桦的耐盐能力,其中5个转录因子可以正调控白桦的耐盐能力,5个起负调控作用,说明它们在白桦响应盐胁迫的调控过程中起重要作用。并且由于顶层转录因子在植株的抗逆调控中起着更关键的作用,因此可以选择其中的顶层转录因子及进行后续的耐盐机制及林木遗传育种研究。本研究为挖掘耐盐关键基因及林木高抗新品种的培育奠定了一定的基础。
发布时间:2026-01-28
149. 基于简化基因组测序的落叶松高效KASP标记的开发和应用
摘要: [目的]:建立高世代育种群体,加速落叶松的遗传改良。[方法]:通过简化基因组测序获得20245个SNP(单核苷酸多态性),并采用一般线性模型(GLM)、混合线性模型(MLM)及固定和随机模型循环概率统一(FarmCPU)方法,将落叶松的基因型与表型数据关联,筛选出23个与生长、材性及结实相关的SNP位点。接着,提取各位点上下游150bp的序列,剔除包含较多其他SNP或Indel的序列,最终保留16个SNP进行KASP标记的开发与引物设计。从268株杂种落叶松中提取DNA,利用设计好的引物在CFX荧光定量仪中进行PCR扩增。PCR结束后,使用荧光定量PCR仪进行分型分析,显示红色、绿色和蓝色的分簇,并且红色和蓝色的分簇分别靠近X轴和Y轴的为有效引物。[结果]:根据分型结果与分型图,成功筛选出10个KASP标记。数据分析显示,与胸径相关的KASP标记为sca235-1015388,与结实相关的为sca1151-1431418,与纤维素含量相关的为sca3332-283854.构建了268份落叶松材料的指纹图谱,为后续的育种和鉴定提供了基础数据。[结论]:本研究基于简化基因组测序成功开发了KASP分子标记,获得了与落叶松早实性、纤维素含量及生长速度相关的标记。这些标记将有助于加速落叶松的选育进程,并为后续的科学研究和育种提供重要依据。
发布时间:2026-01-28
150. 水曲柳响应干旱胁迫基因的多层级调控网络构建及抗旱功能分析
摘要: 本研究通过自下而上图形高斯模型(Bottom-up GGM algorithm)算法构建了一个三层的水曲柳响应干旱胁迫的基因调控网络(Gene Regulatory Network,GRN),筛选并鉴定了5个干旱胁迫相关的关键基因,分别为FmLOB1、FmLOB2、FmbHLH1、FmbHLH2、FmAP2/ERF-ERF2,均位于调控网络的顶层。对上述5个基因构建融合Flag标签的过表达载体,瞬时转化水曲柳后进行ChIP-PCR和RT-qPCR分析。发现67%以上的调控关系是正确的,验证了基因网络的可靠性。选取位于网络顶层的FmbHLH2进行抗旱功能分析。本研究通过对调控网络的构建及调控关系的验证,为后续水曲柳基因功能的研究及分子遗传改良奠定了基础。结果表明:(1)筛选了265个水曲柳干旱胁迫响应基因,构建三层基因调控网络,第一层为顶层,包含10个转录因子,调控22个下游转录因子,共有88个调控关系;第二层有22个转录因子,调控195个下游结构基因,共有2273个调控关系,这195个结构基因参与了8个GO分类,分别为响应缺水、调节气孔移动、响应渗透压胁迫、对活性氧的反应、细胞响应脱落酸刺激、响应乙烯、响应茉莉酸以及响应水杨酸。(2)利用农杆菌介导的水曲柳高效瞬时转化技术,得到瞬时过表达(Over-expression,OE)植株,来进行ChIP-PCR验证顶层转录因子与下游转录因子间的调控关系,试验结果表明第一层转录因子对第二层基因存在直接调控关系,占调控关系的67%。(3)硝基蓝四唑(NBT)、二氨基联苯胺(DAB)跟伊文思蓝染色三种染色结果都表明5个过表达瞬时表达植株中,FmbHLH2的抗旱能力最强。正常生长条件下,瞬时表达植株及对照植株的电解质渗透率、POD酶活性表达量、叶绿素含量数据的趋势一致;干旱胁迫的水曲柳植株,相较于对照,水曲柳瞬时侵染后能够有效提高POD酶的活性,降低电解质渗透率,叶绿素含量下降幅度最低,表明5个基因中,FmbHLH2的抗旱能力最强。(4)对八周苗龄水曲柳敲除植株,进行抗逆生理指标分析。结果表明:FmbHLH2的敲除使植株的丙二醛、电解质渗透率显著升高,SOD、POD酶活性显著降低。FmbHLH2基因敲除后,水曲柳植株的抗旱性降低,说明FmbHLH2基因正调控水曲柳的抗旱性。
发布时间:2026-01-28
151. 青山杨响应美国白蛾胁迫的生理与分子机制研究
摘要: 青山杨(Populus pseudo-cathayana×Populus deltoides)是东北地区重要的人工林树种。美国白蛾(Hyphantria cunea)的存在对这些杨树构成了重大威胁,造成了巨大的经济和生态破坏。本研究以杨树为研究对象,对不同取食时间下杨树的生理指标、转录组和代谢组进行了研究。结果表明,不同取食时间的苯丙氨酸解氨酶活性、总酚含量和总黄酮含量存在显著差异。转录组学分析发现了许多差异表达基因,包括AP2/ERF、MYB和WRKY转录因子家族,表现出最高的表达差异。差异代谢物分析显示,杨树叶片中黄酮类化合物和酚酸类化合物含量最高。富集分析显示在植物激素信号转导和类黄酮生物合成途径中有显著富集。茉莉酸和茉莉酰基异亮氨酸的含量随采食时间的延长而增加。此外,二氢山奈酚、儿茶素、山奈酚和柚皮素在黄酮类生物合成途径中的积累量在不同样品之间存在显著差异,表明它们在应对害虫侵害中起着重要作用。这些发现为杨树如何应对美国白蛾的侵袭提供了新的见解。
发布时间:2026-01-28
152. 马尾松顶芽的转录组和JAZ基因家族分析表明茉莉酸途径积极响应了异胚性叶的发育
摘要: 为明确马尾松顶芽如何调控腋芽的生长以及对异胚性叶发育的响应,以马尾松PN幼苗以及SNB幼苗的顶芽为材料,使用转录组分析、GO、KEGG富集分析、基因家族鉴定和生信分析等方法,共同探讨了顶芽如何响应异胚性叶的发育。在两种类型幼苗的顶芽中共有967个基因(其中包括88个TFs)差异表达,研究通过KEGG和GO分析发现植物激素信号转导途径以及ABC转运蛋白途径在PN和SNB的顶芽中显著富集,且植物激素信号转导途径的连通度最高。差异表达基因(DEGs)与差异表达转录因子(DETFs)的相关性分析发现,茉莉酸负调控因子PmJAZs与DETFs有显著的相关性。使用生信分析的方法从马尾松幼苗全长转录组中鉴定出30个PmJAZs家族成员,分为3个亚家族,该蛋白家族为碱性不稳定亲水蛋白,无跨膜结构。系统进化分析表明JAZ家族基因进化较保守,PmJAZs和油松JAZ家族(PtJAZs)的亲缘关系近,且JAZ成员多于其它植物,针叶数JAZ基因的扩增可能与针叶树的全基因组复制事件有关。不同组织的表达谱显示,PmJAZs在根茎中的表达量高于针叶和顶芽,在PN顶芽中的表达量高于针叶,而在SNB针叶中的表达量高于顶芽。PmJAZs作为茉莉酸(JA)信号转导途径中的负调控因子,在马尾松异胚性叶发育过程中发挥着重要作用。以上结果可为深入揭示PmJAZs基因家族功能、系统进化关系及其对马尾松顶芽响应异胚性叶发育的机制提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
153. 转录因子AREB和MYB介导的串联染色质修饰赋予杨树持续耐旱性
摘要: 前期研究表明,PtrMYB161基因在杨树中的过量表达导致了典型的耐旱表型。本研究证实,该基因通过表观遗传途径调控基因表达,以响应干旱胁迫。研究发现,PtrMYB161蛋白直接与干旱响应基因PtrNA120启动子中的MYB-core元件结合,并招募组蛋白乙酰转移酶(HAT)二聚体(PtrGCN5-1-PtrADA2b-3),形成三元蛋白复合物(PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3)。该复合物增强了核小体组蛋白H3第9、14和27位赖氨酸(H3K9、H3K14和H3K27)的乙酰化,提高了PtrNAC120启动子中RNAPol Ⅱ的富集,从而激活PtrNAC120的表达。PtrAREB1-2是一种重要的干旱诱导型转录因子,也可以介导PtrNAC120的转录激活,从而提高杨树的耐旱性。与PtrAREB1-2不同,PtrMYB161的表达不受干旱影响。然而,在干旱条件下,诱导的PtrAREB1-2也与HAT二聚体形成三元复合物PtrAREB1-2-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3,并结合在PtrNAC120启动子的PtrAREB1结合位点(ABRE)处,通过提高PtrNAC120的组蛋白H3乙酰化和RNAPol Ⅱ水平,激活PtrNAC120的转录以响应干旱。在PtrAREB1-2诱导PtrNAC120转录激活的过程中,PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3复合物在长期和严重干旱胁迫(低于40%土壤相对含水量)时被激活。通过过量表达和突变体植株的木质部材料以及原生质体的实验,进一步说明了在干旱胁迫下,PtrAREB1-2调控系统激活了由PtrMYB161介导的辅助调控。因此,研究结果表明,由HAT复合物PtrAREB1-2-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3和PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3介导的串联表观调控共同维持杨树的耐旱性。
发布时间:2026-01-28
154. 木材形成过程中木质素生物合成的表观遗传调控
摘要: 木质素是木材的主要成分,也是限制木材转化效率的关键因素。其生物合成受转录因子(TF)-DNA相互作用的转录调控。然而,这些相互作用在木质素生物合成中的表观遗传机制仍然在很大程度上未知。解析其调控功能,将为揭示木材形成的分子机制和创制材质材性优异的林木新品种提供线索。本研究以杨树为对象,通过酵母单杂交、染色质免疫沉淀和凝胶迁移实验,分析了关键的木材形成转录因子PtrbZIP44-A1,与木质素生物合成相关酶基因PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子的相互作用。此外,利用酵母双杂交、双分子荧光互补、生化分析、瞬时转化和CRISPR介导的杨树遗传转化,分析了组蛋白去乙酰化酶PtrHDA15与PtrbZIP44-A1之间的蛋白相互作用,以及PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子区染色质上的组蛋白修饰水平。得出以下结论:(1)转录因子PtrbZIP44-A1可以直接结合并抑制PtrCCoAOMT2和PtrCCR2的表达。(2)PtrbZIP44-A1与组蛋白去乙酰化酶PtrHDA15,这一表观遗传抑制因子发生相互作用;PtrHDA15被PtrbZIP44-A1招募后进行染色质组蛋白修饰,从而抑制PtrCCoAOMT2和PtrCCR2的表达,减少木质素的沉积。(3)在过量表达PtrbZIP44-A1或PtrHDA15的转基因杨树株系中,PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子上的组蛋白乙酰化水平降低,导致其表达和木质素含量下降。而在功能缺失的ptrbzip44-a1和ptrhda15突变体中,PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子上的组蛋白乙酰化水平升高,其表达水平增加,并且木质素含量也提高。本研究揭示了一种抑制木质素生物合成的表观遗传调控机制。这一发现可能有助于填补杨树木材形成过程中表观遗传调控与木质素生物合成之间的知识空白。
发布时间:2026-01-28
155. 闽楠DOF基因家族的鉴定和表征及其在非生物胁迫——干旱、高温和光胁迫中的作用
摘要: [目的]明确闽楠中Dof转录因子基因家族成员,并且分析得出闽楠Dof基因家族在响应非生物胁迫中起的作用。[方法]本研究在全基因组尺度上对闽楠Dof基因家族进行了综合测定和分析,包括其系统发育关系、基因结构、蛋白质的理化性质、顺式作用元件、共线性和共线分析、Ka(非同义替换率)、Ks(同义替换率)和Ka/Ks(omega(ω))值、组织表达谱、SSR位点预测和非生物下实时定量PCR测定基因相对表达水平。[结果]在这项研究中,我们在全基因组水平上鉴定并分析了34个PbDof基因成员。结果表明,34个PbDof基因在12条染色体上分布不均匀。我们利用来自闽楠和拟南芥的Dof基因构建了系统发育树,并将这些基因分为8个亚组。在种间共线性分析中,AtDof和Pb Dof之间存在16个同源基因对,ZmDof和PbDof之间存在9个同源基因对。我们还进行了顺式作用元件分析,发现参与光响应的顺式作用元件在PbDof基因中最丰富。通过SSR位点预测,我们根据结果得出闽楠Dof基因的进化水平较低。此外,我们进行qRT-PCR实验评估了8个PbDof基因在高温、干旱和光照胁迫下的表达谱。特别是,PbDof08和PbDof16在3种胁迫下显著上调。[结论]闽楠是中国特有的二级濒危保护物种,具有重要的生态和经济价值。DNA结合单锌指(Dof)转录因子是植物特异性调节因子。大量研究表明,Dof基因参与植物的生长、发育和对非生物胁迫的反应。我们通过系统发育分析,发现PbDof11与AT5G60850.1表现出高度同源性,而PbDof07与AT3G50410.1表现出高度同源性。基因共线性分析结果表明,34个PbDof基因形成了24对同源基因对。在干旱、高温和光照处理下,分析7个PbDof基因的表达模式。推测PbDof08和PbDof16是参与光响应的主要基因。此外,还讨论了植物处于非生物胁迫下Dof基因的作用机制。本研究为PbDof基因研究提供了基础信息,并为进一步研究Dof转录因子响应逆境的机制以及闽楠Dof基因家族对环境变化的适应提供了新的见解。
发布时间:2026-01-28
156. 基于细胞周期进程精确识别的同步诱导提高多倍体诱导效率
摘要: [目的]细胞周期的不同步性是限制多倍体诱导效率的关键因素。为快速实现有效的细胞周期同步化预处理并基于此提高多倍体诱导效率,有必要建立一套系统的方法精准识别细胞周期进程来为之助力。[方法]本研究以银腺杨84K为材料,选取5-氨基尿嘧啶(5-AU)为同步化诱导剂,秋水仙碱为加倍诱导剂,利用流式细胞术和EdU荧光标记精确追踪了离体培养过程中外植体分化的细胞周期进程,并使用彗星实验确定了外植体对诱导剂的耐受性,最终在合适的范围内确定了有效的处理体系。[结果]结果表明银腺杨84K叶片分化过程中S期细胞的增长始于分化两天之后,而G2/M期细胞则在分化四天后开始出现。彗星实验等方法,确定了材料对5-AU的耐受浓度(1.1-1.7mM)和处理时长(12-24小时),缩小了后续正交实验的范围。最终将同步化有效激发处理优化为在叶片分化的两天后使用1.5mM的5-AU处理24h,随后脱药恢复24h后进行染色体加倍。其中S期细胞同步效率从28.48%提高至38.13%,G2/M期细胞同步效率从1.59%提高至7.47%,并将四倍体诱导率的平均水平提高至40.90%。[结论]研究表明通过精确识别关键的细胞周期阶段,可以快速有效的优化同步化技术,从而提高多倍体诱导效率。我们的研究提供了一种系统化的方法,有助于开发更高效的多倍体诱导系统,能够提高木本植物的倍性育种效率。
发布时间:2026-01-28
157. Promoter区CHH DNA甲基化水平提高增强美洲黑杨气候适应性
摘要: [目的]研究不同气候区美洲黑杨DNA甲基化变化模式与基因表达的关系,明确影响美洲黑杨气候环境适应性的分子特征,为杨树适应环境分子机制研究和应对气候变化育种提供参考。[方法]以引种于6个天然分布区种源地的334个美洲黑杨基因型分别栽植于自然条件差异明显的热带季风气候区(海口定安,年平均气温25.9℃,年日照时长1999.2h;高温短日照)和温带季风气候区(山东宁阳,年平均气温15.8℃,年日照时长2424.8h;常温长日照)的进行高强度自然选择筛选出适应性表现不同的5个美洲黑杨基因型为材料,对其3年生叶片进行高通量转录组、单碱基DNA甲基化测序,利用生物信息学方法进行差异比对、关联分析、调控网络构建等,明确调控美洲黑杨气候适应性的DNA甲基化调控模式,鉴定增强美洲黑杨适应性的关键DNA甲基化区域及功能基因。[结果]1)5个美洲黑杨基因型在温带和热带地区生长差异不同;引种于加拿大魁北克省(QC)的PD5(环境胁迫高敏感型)在两个地区表现出最大的生长差异,而引种于美国路易斯安那州(LA)的PD1/3/4(中度敏感型)以及PD6(不敏感型)生长差异相对较小,其中PD6在两地无显著差异。2)整体上,热带地区5个美洲黑杨基因型的总mCs平均甲基化水平(8.06-9.42%)明显高于温带(6.68-8.36%),特别是CHH类型(平均上升了53.35%)。3)以热带地区为对照,5个基因型在两个地区的CHH类型显著差异甲基化区域(CHH-DMRs)76.84-90.84%为hyper-Promoter-CHH-DMRs,受种植地环境(温带和热带)影响,且各对比组共有CHH-DMGs数量(1493)明显高于其特有的(70-853);而HKPD5vs.NYPD5中特异性的存在大量CG/CHG-DMRs,特别是在Promoter/exon/intron区,受种源环境(LA和QC)影响。4)鉴定到56个在5个对比组具有相同差异趋势的共有hyper-Promoter-CHH-DMEGs,包括显著高表达的热胁迫(HSP15.7和HSFA6b)和脱落酸相关基因(CYP707A4),显著低表达的生长素(ARF6)和细胞分裂素相关基因(CYCB2和NACK2);HKPD5 vs.NYPD5特异性的CG-DMGs和CHG-DMGs中分别鉴定到1个与环境胁迫敏感性显著负相关的模块,其中148个Promoter/exon/intron区的CG-DMEGs负向调控了热带地区PD5的碳代谢、糖代谢和氨基酸代谢等基本生命活动。[结论]高强度自然选择压下,美洲黑杨主要通过CHH类型DNA甲基化差异适应环境变化,而不同种源美洲黑杨基因型的CG和CHG类型DNA甲基化水平调控了其对种植环境的适应性。适生范围内,hyper-Promoter-CHH-DMRs通过调控早期信号、热和光胁迫响应以及植物激素(生长素、脱落酸和细胞分裂素)合成及传导提高美洲黑杨的普遍适应性;而当超过适生范围时,Promoter/exon/intron-CG-DMRs负向调控了其基本生命活动基因的表达,通过抑制其生长以最大化维持其在极端环境的生存。研究结果初步揭示了CG/CHH类型DNA甲基化在调控美洲黑杨对气候变化普遍适应性和特异适应性的新见解,为林木对激烈环境变化的适应性机制研究以及应对气候变化育种提供了有益参考和有价值基因。
发布时间:2026-01-28
158. 小叶杨分枝角度变化的分子机制研究
摘要: 小叶杨(Populus simonii),属杨柳科杨属,具有抗逆性强、适应性广和杂交兼容性好等特点,是我国北方城市绿化和用材造林的优良杨树品种。在探索小叶杨生长特性的过程中,我们注意到其树冠形态各异,分枝角度展现出显著的多样性。然而,关于这种分枝角度变异背后的遗传调控机理仍然是不清楚的。本研究旨在利用具有单倍型解析的端粒至端粒(T2T)级参考基因组和群体重测序数据,通过全基因组关联分析(GWAS)方法,以期解析对分枝角度形成具有关键调控作用的功能基因。本研究中,我们成功构建了两个单倍型且无间隙的小叶杨参考基因组,其大小分别为411.24Mb与412.12Mb,contig N50分别为23.55 Mb和23.91 Mb.并且本研究对207份小叶杨种质材料进行重测序分析,共发现了4,196,773个单核苷酸多态性(SNP)位点。通过梯度森林(GF)模型我们探索了小叶杨在不同环境梯度下等位基因频率的动态变化,成功鉴定出1,690个与种群适应环境变化紧密相关的SNP位点。此外,针对分枝角度性状,本研究利用全基因组关联分析(GWAS),共筛选出了50个显著相关的SNP位点,其中我们进一步关注了p值远低于阈值的Chr16-7,640,424位点。结合基因组注释信息及连锁不平衡(LD)衰减距离的分析,研究锁定了一个包含6个候选基因的基因簇。通过整合GWAS结果与极端表型样本的转录组数据,我们进一步锁定了包括posm16ag0083200在内的三个潜在基因可能对小叶杨的分枝角度具有正向调控效应。这些研究成果为小叶杨树冠形态的改良及分子育种工作提供了宝贵的参考依据。
发布时间:2026-01-28
159. PUB79-MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水分子机制研究
摘要: 短周期的干旱/湿润循环是植物在自然界中最为普遍经历的环境过程,然而对植物如何适应这一过程而维持生长和发育问题的研究较为匮乏。本研究以杨树抗旱基因PUB79的启动子作为诱饵进行酵母单杂筛库,筛选鉴定到一个受干旱和ABA显著诱导的转录因子MYB96.并通过酵母双杂交筛选获得MYB96的互作蛋白BTB/POZ.进一步利用转基因技术明确了MYB96和BTB/POZ在抗旱中的功能,并解析了两者之间互作及与ABA的MeJA关系。转录因子MYB96受到干旱和ABA的显著诱导,并直接正调控抗旱相关基因PUB79的表达。过表达MYB96显著增强杨树的抗旱能力,而敲低表达MYB96降低杨树抗旱性。进一步以MYB96为诱饵筛选到受干旱和茉莉酸甲酯(MeJA)显著抑制的BTB/POZ家族基因BTB/POZ.BTB/POZ与MYB96发生蛋白水平互作,并介导了后者的泛素化降解。过表达BTB/POZ杨树表现出干旱敏感性,而RNAi株系增强杨树抗旱。检测杨树干旱、复水后的ABA和MeJA水平,显示两者在旱后迅速上调而复水后下降。同时,分别利用MYB96和BTB/POZ特异性抗体检测两者在干旱和复水下的蛋白水平变化,发现MYB96会被干旱迅速诱导积累,并在复水后降解,而BTB/POZ的蛋白水平变化与之相反。进一步研究发现,MYB96受ABA、MeJA诱导表达,而高水平MeJA会导致BTB/POZ蛋白丰度降低。本研究提出了由ABA和MeJA共同介导的MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水的响应机制。即在干旱环境下,ABA和MeJA水平提高,促使MYB96在转录和蛋白水平迅速上调,同时BTB/POZ表达被抑制,减弱对MYB96的泛素化降解,促使其通过调控PUB79等基因增强杨树抗旱;复水后,ABA和MeJA含量减少,BTB/POZ解除抑制,增强了转录和蛋白水平积累,从而促进对MYB96的泛素化降解,减弱抗旱基因的过量表达,使植物恢复正常的生长发育。
发布时间:2026-01-28
160. 杨树非整倍性群体创制及染色体组成分析
摘要: 多倍化和非整倍化是植物中最常见的染色体数目变化现象。由于染色体变异幅度不同,二者有着显著不同的遗传效应。一条染色体或者多条染色体剂量的改变比一套基因组剂量的改变具有更多的表型效应,这种现象称为基因组不平衡。本研究通过二倍体杨树与三倍体杨树之间杂交创制染色体数目变异的非整倍体群体,通过倍性检测,重测序鉴定和荧光原位杂交(FISH)等技术手段解析非整倍体群体的染色体组成。进一步的RNA-seq分析结果表明基因组不平衡材料的基因表达模式为顺式基因表达范围在剂量效应(1.5)到剂量补偿(1.0)之间,而反式基因表达范围在表达量不变(1.0)到反式剂量效应(0.5)之间。上述基因表达模式受基因组不平衡程度的影响,当染色体增量达到基因组2/3以上时,部分株系的顺式基因会呈现“过量补偿效应”(<1.0),表达量下降到二倍体水平以下。对杨树非整倍性群体的株高,地径,茎节数,茎节长度,叶长,叶宽,叶面积和叶片细胞表面积等表型的观察结果显示,非整倍体所表现出来的生长缺陷的幅度与基因组不平衡程度具有较强的关联性。拷贝数变异的染色体增加量越趋近染色体组的中间区域时,表现出的生长缺陷越大。染色体增加量越趋近于整倍体时,所受到的生长抑制就越小。非整倍体株系70-1A和103A的石蜡切片结果显示这两个株系的形成层细胞发育趋势完全相反。相较于两个亲本,70-1A第6茎节到第9茎节的形成层细胞数量显著减少,而103A第6茎节到第9茎节的形成层细胞数量显著增多。
发布时间:2026-01-28
161. 杨树-微生物协同抗逆机制
摘要: ##土壤旱胁迫、盐渍化等逆境严重制约着农林业发展。多年生木本植物在长期外界环境下经历了连续的次生生长过程,与根系微生物逐渐形成了木本植物-微生物独特的互作体系。林木根系微生物对于提升林木在干旱和盐碱胁迫下的耐受性具有重要作用。林木生态基因-根系代谢物-根际微生物通路可能是其作为生态系统主体重要的调控链路,极有可能是木本植物提高抗逆能力的重要机制。 围绕这一重要科学假设,团队借助多组学数据分析方法,分别从转录模式-代谢调控规律、微生物重塑机制、核心调控通路、关键基因功能分析四个方面系统揭示年龄效应下杨树抗性机制。团队解析了1至35年树龄毛白杨(Populus tomentosa)的根系代谢物、转录组和根际微生物组组成随树龄变化的变异规律。证明了类黄酮生物合成调控基因TT8与放线菌的募集有关。进一步的放线菌接种实验表明,放线菌定殖能显著改善寄主生长。此外,本研究收集了低氮环境下4大派9种杨树的根系和根际土壤,获得了根系代谢组、转录组和根际微生物组,并进行了全面的多组学分析。木本植物可通过重要调控基因如PopGL3、PopTT8等合成类黄酮、芹菜素和苜蓿素招募更多有益菌,其定殖可以显著提高杨树的抗病、耐旱能力,宿主植株具有更大的叶面积、更高的株高。本研究阐明了林木关键基因-代谢物-微生物调控模式对杨树适应性的影响,对林木与微生物互作响应逆境胁迫研究具有重要的科学与理论价值。
发布时间:2026-01-28
162. 国家自然科学基金对林学学科发展的促进作用——以中国林业科学研究院为例
发布时间:2026-01-28
163. 一株橡胶树魏克汉品种子代自然四倍体的来源鉴定
摘要: 橡胶树是一种重要的热带经济树种。橡胶树皮的乳管中流出的胶乳,是天然橡胶的主要来源,在社会经济发展和国防安全中起重要作用。通过筛选自然多倍体培育橡胶树多倍体新品种,是提高橡胶树的产量和抗性的一种重要育种策略。在通过流式细胞术对橡胶树魏克汉品种子代进行倍性鉴定筛选橡胶树自然多倍体过程中,发现一株自然四倍体,并经染色体压片计数确认。[目的]明确橡胶树魏克汉品种子代自然四倍体的来源。[方法]采用12对荧光标记的低重组频率SSR位点引物对自然四倍体、母本和8个候选父本进行PCR扩增和毛细管电泳分析。[结果]12对引物在10个材料中共扩增出53个多态性位点,有且仅有母本天任31-45和候选父本热研8813符合自然子代四倍体的每个多态性位点中至少一个等位基因来自母本或父本的条件。四倍体的每个位点的等位基因最多两个,且两个等位基因分别来自母本和父本,类似同源四倍体。[结论]表明天任31-45和热研88-13分别是自然四倍体的母本和父本。自然四倍体的来源有两种可能。一是来合子染色体加倍,即正常1n卵细胞(雌配子)和1n花粉(雄配子)受精,形成2n合子,但在合子进行第一次有丝分裂过程中发生异常,导致染色体加倍,并发育成四倍体种子。二是母本产生的SDR型2n卵细胞和父本产生的SDR型2n花粉受精,形成4n合子,并直接发育成四倍体种子。
发布时间:2026-01-28
164. 樟树柠檬酸合酶基因在干旱胁迫下的表达
摘要: 樟树(Camphora officinarum Nees ex Wall.)是我国南方的珍贵乡土树种,耐涝不耐旱。在全球变暖、干旱日益严重的环境下,找到樟树的干旱相关基因,有助于抗旱樟树新品种的培育。柠檬酸是重要的渗透调节剂之一,也是三羧酸循环的关键中间产物。柠檬酸合酶基因(Citrate synthase,CS)是合成柠檬酸的关键酶基因,是细胞内多种代谢途径的关键限速酶,在干旱环境下表达量升高。[目的]研究樟树的柠檬酸合酶基因(CoCS)在干旱胁迫下的表达模式,为樟树的抗旱性遗传改良和种质创制提供理论依据。[方法]以樟树叶片RNA为原材料,通过PCR、转化克隆菌、测序等技术克隆CoCS基因,得到完整序列,通过生物信息学手段,预测其结构与功能。同时,对樟树无性系设计为期44天的干旱处理试验,利用荧光定量PCR技术,分析其表达模式。[结果]克隆出三个CoCS基因(CoCS1、CoCS2、CoCS3),全长分别为1594bp、1542bp和1503bp,分别编码508、473和471个氨基酸,分子式分别为C2506H3960N690O725S17、C2375H3752N634O676S18和C2370H3744N632O679S17,分子量分别为55900.22、52580.84和52500.64,均为稳定的亲水性蛋白。CoCS1基因与澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、蒂罗花(Telopea speciosissima)等的同源性最高(80%以上);CoCS2基因与油棕(Elaeis guineensis)、无油樟(Amborella trichopoda)等的同源性最高(80%以上);CoCS3基因与莲(Nelumbo nucifera)、白栎(Quercus lobata)等的同源性最高(80%以上)。构建进化树,CoCS1单独为一支;CoCS2与沉水樟(Cinnamomum micranthum f.kanehirae)聚为一支;CoCS3与华盖木(Magnolia sinica)聚为一支。三个Co CS的蛋白质二级结构均由α螺旋、延伸链、β转角和无规则卷曲四种结构构成,三级结构均为椭球型。CoCS1定位在乙醛酸循环体中,具有拟南芥过氧化物酶体(AthCS_per_like)结构域。而CoCS2和CoCS3定位在线粒体基质中,具有柠檬酸合酶C末端结构域(Citrate_synt)。三个CoCS基因都在一定程度上受干旱胁迫诱导表达,但表达模式有所差异。在受干旱胁迫的一周以内,以诱导CoCS3基因表达为主,在受干旱胁迫两周左右,主要诱导CoCS1基因表达,在受干旱胁迫3周左右,主要诱导CoCS2基因表达。[结论]樟树依靠CoCS3基因增加有氧呼吸的强度来应对早期干旱胁迫,依靠CoCS1基因通过乙醛酸循补充能量代谢来应对中期干旱胁迫,依靠CoCS1基因维持细胞内渗透压以应对晚期干旱胁迫。三个CoCS基因都是典型的CS家族成员,且均与樟树的抗旱机制有关,可作为抗旱樟树种质创制的候选基因。
发布时间:2026-01-28
165. 樟树SPS基因克隆及其在干旱胁迫下的表达分析
摘要: [目的]蔗糖作为生物体内至关重要的渗透调节剂,在植物抵抗旱中扮演着核心角色。作为蔗糖合成过程中的关键酶基因,蔗糖磷酸合成酶基因SPS在干旱的胁迫条件下表现出显著的表达活性。为了明确樟树SPS基因的家族成员的序列信息及干旱胁迫下的表达情况。[方法]对樟树SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4序列进行了克隆和序列分析,并通过模拟干旱处理,采用实时荧光定量PCR技术,分析干旱胁迫下樟树SPS基因的表达情况。[结果]克隆了SPS基因的家族成员SPS1、SPS3、SPS4,序列的总长度分别为为3195、3120、3036bp,分别编码1065、1039、1012个氨基酸。经比对分析发现,SPS1基因与莲(Nelumbonucifera)同源性最为高,为80.77%;SPS3基因与澳洲坚果(Macadamia integrifolia)的同源性最高,为80.81%;SPS4基因与莲的同源性最高,达到了79.97%。SPS1、SPS3、SPS4蛋白均为不稳定的亲水性蛋白,二级结构分别含α螺旋结构41.41%、42.64%、43.08%,延伸链结构13.71%、13.19%、13.24%,β转角结构6.10%、6.35%、6.32%和无规则卷曲结构38.78%、37.82%、37.35%。蛋白N末端区域均包含蔗糖合酶结构域,中心区域包含一个糖基转移酶结构域,C末端区域具有一个蔗糖磷酸酶结构域;均不存在跨膜序列;均呈无规则螺旋型。qPCR结果显示,在干旱胁迫下,SPS1与SPS3基因在干旱处理前期,随着处理时间的延长,表达量增加,但到了干旱处理后期,表达量开始下降。SPS4基因在干旱处理初期表达量相对较低,随后开始显著上升。[结论]本研究成功克隆樟树SPS基因家族成员SPS1、SPS3、SPS4.干旱条件下,樟树SPS基因的表达量均发生了显著变化,证明了该基因家族在樟树响应干旱胁迫中的关键作用。
发布时间:2026-01-28
166. 香樟自交不亲和细胞组织学研究
摘要: [目的]樟树俗名香樟,为樟科樟属常绿大乔木,是我国南方各省广泛应用的园林绿化树种。同时它还是珍贵的香料用树种,市场对樟树精油的需求量巨大,市场前景广阔。目前关于樟树生殖生物学方面的研究较少,其自交是否亲和还不清楚。基于前期研究,香樟自交在合子前是亲和的,推测其自交不亲和类型应属于受精后障碍。本研究通过对比观察香樟自交与异交胚发育过程,从花粉管生长行为和早期胚发育过程综合判断香樟自交不亲和障碍发生的时期与类型,完善其生殖生物学背景,为今后的杂交育种提供理论基础。[方法]以“赣芳1号”为实验材料进行自交与异交授粉实验,统计坐果率,观察杂交果实发育的外部形态,并利用石蜡切片观察5d、7d、14d自交与异交果实的胚和胚乳的细胞形态,阐明杂交后期不亲和性的特点和细胞学机制。[结果]授粉后第5天绝大多数花柱枯萎脱落,第7天所有杂交组合花冠基部成环状脱落,14天的子房均明显膨大,自交与异交子房外部形态发育正常;第3周开始自交坐果率显著降低,说明自交果实败育严重;异交授粉后14d的子房内胚的发育还处于球形胚阶段,而自交胚胎则多数发育不正常,败育现象严重。[结论]香樟自交不亲和原因主要是受精后障碍,表现为胚或胚乳发育不正常而败育。
发布时间:2026-01-28
167. 美洲黑杨不同生长势子代及其亲本叶片淀粉和蔗糖代谢特征差异分析
摘要: [目的]研究美洲黑杨不同生长势F1子代及其亲本在不同林龄生长关键时期的叶片淀粉、蔗糖代谢关键指标差异,解析淀粉、蔗糖代谢在美洲黑杨生长优势形成和维持中的作用,明确杨树生长性状优势杂交子代的糖代谢特征。[方法]采用空间替代时间方法,以生长旺季(6、7、8、9月)1、3年林龄的美洲黑杨高生长势子代(H1、H2、H3),低生长势子代(L3、L4)及其父(MP)、母(FP)本为研究对象,采用微量法测定不同时间点叶片淀粉(Starch)、蔗糖(Sucrose)含量及ADP-葡聚糖焦磷酸化酶(AGpase)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、β-淀粉酶(BAM)和蔗糖合成酶(分解方向,SS-Ⅰ)活性,通过亲子代间的各指标差异比较、相关性、回归和通径分析,解析淀粉、蔗糖代谢关键指标对不同生长势形成作用规律。[结果]生长旺季1、3年生的高生长势子代的树高、地径、胸径均表现出明显超亲优势,并显著高于低生长势子代(p<0.05);8、9月高生长势子代的夜间淀粉、蔗糖分解能力和日间合成能力的中亲或超亲优势明显,其中淀粉夜间消耗量、AGPase活性、BAM活性中亲优势率MPH分别为1.24%~12.20%、0.42%~18.40%和0.54%~5.20%,蔗糖夜间消耗量和SPS活性超亲优势率HPH分别为0.29%~26.05%和0.61%~16.03%,且上述指标在低生长势子代中具相反趋势;但低生长势子代SS-Ⅰ活性为超亲优势(HPH:0.87%~11.81%),并高于高生长势子代。美洲黑杨在生长旺季的树高、胸径(地径)单月净增长量主要与AGPase活性、SPS活性和淀粉夜间消耗量显著正相关;此外,SPS、AGPase和BAM酶活性对生长旺季美洲黑杨的树高、胸径(地径)单月净增长量的直接正影响效应显著。[结论]美洲黑杨高生长势子代具有稳定的生长优势,高生长势子代淀粉、蔗糖的夜间分解能力和日间合成能力中亲和超亲优势明显,SPS、AGpase和BAM酶活性的提高能有效促进和维持美洲黑杨高生长势形成。研究结果为解析淀粉、蔗糖代谢对林木杂交子代生长优势形成的作用机制和超高产育种提供有益参考。
发布时间:2026-01-28
168. 沙地云杉体细胞胚胎发生全长转录组分析
摘要: 沙地云杉(Picea mongolica)是松科云杉属常绿乔木,具有耐沙埋、耐寒、耐旱等特性,为我国特有珍稀树种。由于天然林更新慢,种子收获量小,病虫害严重等原因,严重影响沙地云杉种群的稳定性和遗传多样性,阻碍了沙地云杉的推广应用。本研究以课题组建立的沙地云杉体细胞胚胎发生体系为基础,以胚性细胞系A23为材料,分别收集胚性愈伤组织、球形体细胞胚,晚期体细胞胚和成熟体细胞胚,利用SMRT测序技术进行全长转录组测序,并将获得的转录本在NR、SwissProt、KEGG和KOG四大数据库中进行功能注释,对AS、SSR、LncRNA、TF等基因结构进行分析。SMAT测序最终获得的数据量为33.88G,沙地云杉全长转录本序列12232条,平均长度2331.98bp,N50为2486bp,Reads长度主要分布在1000-4000bp之间。全长转录本序列在四大数据库中共有12092条被成功注释。其中NR数据库注释到12092条、SwissProt数据库注释到10751条、KEGG数据库注释到11895条、KOG数据库注释到8444条,未被注释的全长转录本有140条。比对发现最相似物种为加西云杉。通过结构分析发现AS事件83个,SSR位点108个,LncRNA35条和转录因子家族46个。因沙地云杉无公布的基因组序列,研究中常以挪威云杉(P.abies)基因组为参考,但由于裸子植物基因组庞大,二代测序读长较短,导致组装后质量难以满足目前研究需求。三代全长转录组采用单分子实时测序技术,具有精度高、读长长、能够检测碱基修饰等优点。因可获得全长基因和基因结构,在研究无基因组物种时有很大优势。本研究获得的沙地云杉全长转录序列有助于弥补缺少基因组序列对相关分子生物学研究的影响,为沙地云杉体细胞胚胎发生关键调控基因挖掘及机制研究、高效稳定体胚发生体系的建立奠定基础。
发布时间:2026-01-28
169. 樟树钙调蛋白基因CAM的克隆与表达
摘要: 当今,干旱现象频发,影响的范围极广,持续的时间很长。干旱胁迫对植物的危害很大。钙调蛋白(calmodulin,CAM),是一种耐热的小分子蛋白质,钙调蛋白本身是没有酶活性,但是与钙离子结合后,便可作为第二信使去调节植物的各种生理活动。CAM对植物生长发育有重要作用,它能应对包括干旱在内的许多生物和非生物胁迫,在干旱胁迫下高度表达。本课题通过从樟树中克隆CAM基因,分析它与其他植物CAM基因的同源性,对该基因进行序列分析,以及研究该基因在干旱胁迫下的表达模式,为樟树的干旱生理研究及耐旱樟树新品种选育奠定基础。研究成果如下: (1)CoCAM1与CoCAM2基因序列总长都为454bp,都编码149个氨基酸。CoCAM1与华盖木、无油樟、罂粟、油棕的同源性80%以上,其中与华盖木同源性尤为显著,达到了90.60%的高水平。CoCAM2与华盖木、澳洲坚果、蒂罗花、莲的同源性80%以上,其中与华盖木同源性尤为显著,达到了91.28%的高水平。 (2)预测出CoCAM1的氨基酸分子式为C727H1144N190O255S10,分子量为16946.80,等电点4.14,不稳定系数27.39.CoCAM2的氨基酸分子式为C728H1146N190O255S10,分子量为16960.83,等电点4.15,不稳定系数29.58.预测出CoCAM1和CoCAM2均定位于细胞核,均无信号肽,均为亲水蛋白质; (3)CoCAM1蛋白质的二级结构:α螺旋占61.74%,β折叠占5.37%,β转角占9.40%和无规则卷曲占23.49%。CoCAM2蛋白质的二级结构:α螺旋占64.43%,β折叠占3.36%,β转角占8.72%和无规则卷曲结构占23.49%; (4)CoCAM1和CoCAM2蛋白质都具有哑铃型的三级结构,N端和C端有两个相似的球型结构域。并且每个球型结构域中存在两个EF-Hand结构域。 (5)荧光实时定量PCR试验显示,在干旱胁迫下,CoCAM1和CoCAM2的表达量均增加。
发布时间:2026-01-28
170. 基于转录组解析CRISPR/Cas9介导的PagHyPRP编辑杨树耐盐性提高分子机制
摘要: [目的]盐胁迫是影响植物生长发育的主要环境制约因素,杨树富含脯氨酸蛋白PagHyPRP1是响应盐和干旱胁迫负调控因子基因,但其在杨树中耐盐的负调控分子机制还尚不完善。[方法]本文以前期创制PagHyPRP1基因编辑杨树为材料,通过高通量转录测序结合生理生化指标,从组学水平深入解析基因编辑杨树耐盐性提高的分子机制。[结果]研究结果显示,盐胁迫下基因编辑株系(prp4)株系与过表达株系(OE1)响应盐胁迫的方式不同,与WT相比,盐胁迫下prp4株系和OE1株系基因表达趋势相反,筛选出340个应激反应激素(ABA、JA、Ethylene)、生长促进激素(Auxin、Brassinosteroid、Cytokinine和Gibberellin)、ROS产生等信号通路以及光合作用相关DEGs.盐胁迫下,prp4株系可能通过调节ABA、JA和Ethylene中59个DEGs的上调或下调表达参与盐胁迫应激响应;调节Auxin、Brassinosteroid、Cytoki nine和Gibberellin信号通路116个DEGs参与盐胁迫下植物的生长;降低H2O2、flg22与Ca2+信号通路43个DEGs的表达来减少H2O2产生、ROS积累;增加22个光合作用相关DEGs的表达来增强光合作用。OE1株系可能通过上调20个ABA、JA和Ethylene信号通路DEGs,16个Auxin、Brassinosteroid、Cytokinine和Gibberellin信号通路DEGs,以及10个H2O2、flg22与Ca2+信号通路DEGs的表达参与盐胁迫反应。表明通过WGCNA和蛋白互作网络分析,筛选出MYC2、BRI1、和Lhcb6等调控生长的6个关键基因,调控ROS产生的30个关键基因(PP2Cs,ERF1s,JAZs,SAURs等)以及10个参与MAPK信号通路的关键基因。[结论]盐胁迫下,prp4株系一方面通过上调6个生长关键基因表达促进生长,下调30个ROS产生关键基因表达减少ROS损伤,另一方面通过调控ABA、H2O2、flg22与Ca2+等多个信号分子相互作用关键基因表达,增强器对盐胁迫的响应,共同协调提高耐盐能力。研究结果从组学水平解析基因编辑杨树耐盐能力提高的分子机制,为更加深入了解林木PRP基因抗逆功能的分子机制提供理论基础。
发布时间:2026-01-28
171. 赤霉素联合盐处理下白桦基因调控网络的构建及关键基因挖掘
摘要: 在植物适应逆境的基因调控网络中,转录因子是调控胁迫响应基因表达的分子开关,相比功能基因,转录因子可以调控多个相关基因的表达,在揭示植物抗逆机制中起关键作用。因此,通过转录因子解析植物抗逆性一直是学者们研究的前沿热点问题之一。然而,转录因子数量众多,且其作用和分工各不相同,能形成复杂的基因调控网络,网络中的上层转录因子在转录调控中起着控制全局的作用。因此,通过构建多层级基因调控网络可以找到在特定生物学途径中起关键作用的转录因子,进而能更有效、深入地解析特定生物学途径的调控机制,对揭示植物抗逆分子机制有重要意义。一些研究发现,激素可能影响植物的抗逆能力,因此,在本研究中,首先利用不同的植物激素处理白桦,结果显示赤霉素可以提高白桦的耐盐能力。我们将赤霉素与盐胁迫联合处理白桦后,进行RNA-Seq分析,获得响应盐胁迫的差异表达基因,利用它们构建基因调控网络,结果显示该网络分为三层,顶层包含7个转录因子,中层包含39个转录因子,底层包含185个结构基因。选取顶层和中层的转录因子进行ChIP-PCR和ChIP-qPCR试验,验证网络的调控关系,证明了基因网络的可靠性。并将顶层和中层的转录因子的过表达载体进行白桦的遗传转化,然后将转基因植株进行生理指标检测、组织化学染色以及气孔开度测量,发现它们能够影响白桦的耐盐能力,其中5个转录因子可以正调控白桦的耐盐能力,5个起负调控作用,说明它们在白桦响应盐胁迫的调控过程中起重要作用。并且由于顶层转录因子在植株的抗逆调控中起着更关键的作用,因此可以选择其中的顶层转录因子及进行后续的耐盐机制及林木遗传育种研究。本研究为挖掘耐盐关键基因及林木高抗新品种的培育奠定了一定的基础。
发布时间:2026-01-28
172. 基于简化基因组测序的落叶松高效KASP标记的开发和应用
摘要: [目的]:建立高世代育种群体,加速落叶松的遗传改良。[方法]:通过简化基因组测序获得20245个SNP(单核苷酸多态性),并采用一般线性模型(GLM)、混合线性模型(MLM)及固定和随机模型循环概率统一(FarmCPU)方法,将落叶松的基因型与表型数据关联,筛选出23个与生长、材性及结实相关的SNP位点。接着,提取各位点上下游150bp的序列,剔除包含较多其他SNP或Indel的序列,最终保留16个SNP进行KASP标记的开发与引物设计。从268株杂种落叶松中提取DNA,利用设计好的引物在CFX荧光定量仪中进行PCR扩增。PCR结束后,使用荧光定量PCR仪进行分型分析,显示红色、绿色和蓝色的分簇,并且红色和蓝色的分簇分别靠近X轴和Y轴的为有效引物。[结果]:根据分型结果与分型图,成功筛选出10个KASP标记。数据分析显示,与胸径相关的KASP标记为sca235-1015388,与结实相关的为sca1151-1431418,与纤维素含量相关的为sca3332-283854.构建了268份落叶松材料的指纹图谱,为后续的育种和鉴定提供了基础数据。[结论]:本研究基于简化基因组测序成功开发了KASP分子标记,获得了与落叶松早实性、纤维素含量及生长速度相关的标记。这些标记将有助于加速落叶松的选育进程,并为后续的科学研究和育种提供重要依据。
发布时间:2026-01-28
173. 水曲柳响应干旱胁迫基因的多层级调控网络构建及抗旱功能分析
摘要: 本研究通过自下而上图形高斯模型(Bottom-up GGM algorithm)算法构建了一个三层的水曲柳响应干旱胁迫的基因调控网络(Gene Regulatory Network,GRN),筛选并鉴定了5个干旱胁迫相关的关键基因,分别为FmLOB1、FmLOB2、FmbHLH1、FmbHLH2、FmAP2/ERF-ERF2,均位于调控网络的顶层。对上述5个基因构建融合Flag标签的过表达载体,瞬时转化水曲柳后进行ChIP-PCR和RT-qPCR分析。发现67%以上的调控关系是正确的,验证了基因网络的可靠性。选取位于网络顶层的FmbHLH2进行抗旱功能分析。本研究通过对调控网络的构建及调控关系的验证,为后续水曲柳基因功能的研究及分子遗传改良奠定了基础。结果表明:(1)筛选了265个水曲柳干旱胁迫响应基因,构建三层基因调控网络,第一层为顶层,包含10个转录因子,调控22个下游转录因子,共有88个调控关系;第二层有22个转录因子,调控195个下游结构基因,共有2273个调控关系,这195个结构基因参与了8个GO分类,分别为响应缺水、调节气孔移动、响应渗透压胁迫、对活性氧的反应、细胞响应脱落酸刺激、响应乙烯、响应茉莉酸以及响应水杨酸。(2)利用农杆菌介导的水曲柳高效瞬时转化技术,得到瞬时过表达(Over-expression,OE)植株,来进行ChIP-PCR验证顶层转录因子与下游转录因子间的调控关系,试验结果表明第一层转录因子对第二层基因存在直接调控关系,占调控关系的67%。(3)硝基蓝四唑(NBT)、二氨基联苯胺(DAB)跟伊文思蓝染色三种染色结果都表明5个过表达瞬时表达植株中,FmbHLH2的抗旱能力最强。正常生长条件下,瞬时表达植株及对照植株的电解质渗透率、POD酶活性表达量、叶绿素含量数据的趋势一致;干旱胁迫的水曲柳植株,相较于对照,水曲柳瞬时侵染后能够有效提高POD酶的活性,降低电解质渗透率,叶绿素含量下降幅度最低,表明5个基因中,FmbHLH2的抗旱能力最强。(4)对八周苗龄水曲柳敲除植株,进行抗逆生理指标分析。结果表明:FmbHLH2的敲除使植株的丙二醛、电解质渗透率显著升高,SOD、POD酶活性显著降低。FmbHLH2基因敲除后,水曲柳植株的抗旱性降低,说明FmbHLH2基因正调控水曲柳的抗旱性。
发布时间:2026-01-28
174. 青山杨响应美国白蛾胁迫的生理与分子机制研究
摘要: 青山杨(Populus pseudo-cathayana×Populus deltoides)是东北地区重要的人工林树种。美国白蛾(Hyphantria cunea)的存在对这些杨树构成了重大威胁,造成了巨大的经济和生态破坏。本研究以杨树为研究对象,对不同取食时间下杨树的生理指标、转录组和代谢组进行了研究。结果表明,不同取食时间的苯丙氨酸解氨酶活性、总酚含量和总黄酮含量存在显著差异。转录组学分析发现了许多差异表达基因,包括AP2/ERF、MYB和WRKY转录因子家族,表现出最高的表达差异。差异代谢物分析显示,杨树叶片中黄酮类化合物和酚酸类化合物含量最高。富集分析显示在植物激素信号转导和类黄酮生物合成途径中有显著富集。茉莉酸和茉莉酰基异亮氨酸的含量随采食时间的延长而增加。此外,二氢山奈酚、儿茶素、山奈酚和柚皮素在黄酮类生物合成途径中的积累量在不同样品之间存在显著差异,表明它们在应对害虫侵害中起着重要作用。这些发现为杨树如何应对美国白蛾的侵袭提供了新的见解。
发布时间:2026-01-28
175. 马尾松顶芽的转录组和JAZ基因家族分析表明茉莉酸途径积极响应了异胚性叶的发育
摘要: 为明确马尾松顶芽如何调控腋芽的生长以及对异胚性叶发育的响应,以马尾松PN幼苗以及SNB幼苗的顶芽为材料,使用转录组分析、GO、KEGG富集分析、基因家族鉴定和生信分析等方法,共同探讨了顶芽如何响应异胚性叶的发育。在两种类型幼苗的顶芽中共有967个基因(其中包括88个TFs)差异表达,研究通过KEGG和GO分析发现植物激素信号转导途径以及ABC转运蛋白途径在PN和SNB的顶芽中显著富集,且植物激素信号转导途径的连通度最高。差异表达基因(DEGs)与差异表达转录因子(DETFs)的相关性分析发现,茉莉酸负调控因子PmJAZs与DETFs有显著的相关性。使用生信分析的方法从马尾松幼苗全长转录组中鉴定出30个PmJAZs家族成员,分为3个亚家族,该蛋白家族为碱性不稳定亲水蛋白,无跨膜结构。系统进化分析表明JAZ家族基因进化较保守,PmJAZs和油松JAZ家族(PtJAZs)的亲缘关系近,且JAZ成员多于其它植物,针叶数JAZ基因的扩增可能与针叶树的全基因组复制事件有关。不同组织的表达谱显示,PmJAZs在根茎中的表达量高于针叶和顶芽,在PN顶芽中的表达量高于针叶,而在SNB针叶中的表达量高于顶芽。PmJAZs作为茉莉酸(JA)信号转导途径中的负调控因子,在马尾松异胚性叶发育过程中发挥着重要作用。以上结果可为深入揭示PmJAZs基因家族功能、系统进化关系及其对马尾松顶芽响应异胚性叶发育的机制提供理论依据。
发布时间:2026-01-28
176. 转录因子AREB和MYB介导的串联染色质修饰赋予杨树持续耐旱性
摘要: 前期研究表明,PtrMYB161基因在杨树中的过量表达导致了典型的耐旱表型。本研究证实,该基因通过表观遗传途径调控基因表达,以响应干旱胁迫。研究发现,PtrMYB161蛋白直接与干旱响应基因PtrNA120启动子中的MYB-core元件结合,并招募组蛋白乙酰转移酶(HAT)二聚体(PtrGCN5-1-PtrADA2b-3),形成三元蛋白复合物(PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3)。该复合物增强了核小体组蛋白H3第9、14和27位赖氨酸(H3K9、H3K14和H3K27)的乙酰化,提高了PtrNAC120启动子中RNAPol Ⅱ的富集,从而激活PtrNAC120的表达。PtrAREB1-2是一种重要的干旱诱导型转录因子,也可以介导PtrNAC120的转录激活,从而提高杨树的耐旱性。与PtrAREB1-2不同,PtrMYB161的表达不受干旱影响。然而,在干旱条件下,诱导的PtrAREB1-2也与HAT二聚体形成三元复合物PtrAREB1-2-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3,并结合在PtrNAC120启动子的PtrAREB1结合位点(ABRE)处,通过提高PtrNAC120的组蛋白H3乙酰化和RNA Pol Ⅱ水平,激活PtrNAC120的转录以响应干旱。在PtrAREB1-2诱导PtrNAC120转录激活的过程中,PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3复合物在长期和严重干旱胁迫(低于40%土壤相对含水量)时被激活。通过过量表达和突变体植株的木质部材料以及原生质体的实验,进一步说明了在干旱胁迫下,PtrAREB1-2调控系统激活了由PtrMYB161介导的辅助调控。因此,研究结果表明,由HAT复合物PtrAREB1-2-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3和PtrMYB161-PtrGCN5-1-PtrADA2b-3介导的串联表观调控共同维持杨树的耐旱性。
发布时间:2026-01-28
177. 木材形成过程中木质素生物合成的表观遗传调控
摘要: 木质素是木材的主要成分,也是限制木材转化效率的关键因素。其生物合成受转录因子(TF)-DNA相互作用的转录调控。然而,这些相互作用在木质素生物合成中的表观遗传机制仍然在很大程度上未知。解析其调控功能,将为揭示木材形成的分子机制和创制材质材性优异的林木新品种提供线索。本研究以杨树为对象,通过酵母单杂交、染色质免疫沉淀和凝胶迁移实验,分析了关键的木材形成转录因子Ptrb ZIP44-A1,与木质素生物合成相关酶基因PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子的相互作用。此外,利用酵母双杂交、双分子荧光互补、生化分析、瞬时转化和CRISPR介导的杨树遗传转化,分析了组蛋白去乙酰化酶PtrHDA15与PtrbZIP44-A1之间的蛋白相互作用,以及PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子区染色质上的组蛋白修饰水平。得出以下结论:(1)转录因子PtrbZIP44-A1可以直接结合并抑制PtrCCoAOMT2和PtrCCR2的表达。(2)PtrbZIP44-A1与组蛋白去乙酰化酶PtrHDA15,这一表观遗传抑制因子发生相互作用;PtrHDA15被PtrbZIP44-A1招募后进行染色质组蛋白修饰,从而抑制PtrCCoAOMT2和PtrCCR2的表达,减少木质素的沉积。(3)在过量表达PtrbZIP44-A1或PtrHDA15的转基因杨树株系中,PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子上的组蛋白乙酰化水平降低,导致其表达和木质素含量下降。而在功能缺失的ptrbzip44-a1和ptrhda15突变体中,PtrCCoAOMT2和PtrCCR2启动子上的组蛋白乙酰化水平升高,其表达水平增加,并且木质素含量也提高。本研究揭示了一种抑制木质素生物合成的表观遗传调控机制。这一发现可能有助于填补杨树木材形成过程中表观遗传调控与木质素生物合成之间的知识空白。
发布时间:2026-01-28
178. 闽楠DOF基因家族的鉴定和表征及其在非生物胁迫——干旱、高温和光胁迫中的作用
摘要: [目的]明确闽楠中Dof转录因子基因家族成员,并且分析得出闽楠Dof基因家族在响应非生物胁迫中起的作用。[方法]本研究在全基因组尺度上对闽楠Dof基因家族进行了综合测定和分析,包括其系统发育关系、基因结构、蛋白质的理化性质、顺式作用元件、共线性和共线分析、Ka(非同义替换率)、Ks(同义替换率)和Ka/Ks(omega(ω))值、组织表达谱、SSR位点预测和非生物下实时定量PCR测定基因相对表达水平。[结果]在这项研究中,我们在全基因组水平上鉴定并分析了34个PbDof基因成员。结果表明,34个PbDof基因在12条染色体上分布不均匀。我们利用来自闽楠和拟南芥的D of基因构建了系统发育树,并将这些基因分为8个亚组。在种间共线性分析中,AtDof和PbDof之间存在16个同源基因对,ZmDof和PbDof之间存在9个同源基因对。我们还进行了顺式作用元件分析,发现参与光响应的顺式作用元件在PbDof基因中最丰富。通过SSR位点预测,我们根据结果得出闽楠Dof基因的进化水平较低。此外,我们进行qRT-PCR实验评估了8个PbDof基因在高温、干旱和光照胁迫下的表达谱。特别是,PbDof08和PbDof16在3种胁迫下显著上调。[结论]闽楠是中国特有的二级濒危保护物种,具有重要的生态和经济价值。DNA结合单锌指(Dof)转录因子是植物特异性调节因子。大量研究表明,Dof基因参与植物的生长、发育和对非生物胁迫的反应。我们通过系统发育分析,发现PbD of11与AT5G60850.1表现出高度同源性,而PbDof07与AT3G50410.1表现出高度同源性。基因共线性分析结果表明,34个PbDof基因形成了24对同源基因对。在干旱、高温和光照处理下,分析7个Pb Dof基因的表达模式。推测PbDof08和PbDof16是参与光响应的主要基因。此外,还讨论了植物处于非生物胁迫下Dof基因的作用机制。本研究为PbDof基因研究提供了基础信息,并为进一步研究Dof转录因子响应逆境的机制以及闽楠Dof基因家族对环境变化的适应提供了新的见解。
发布时间:2026-01-28
179. 基于细胞周期进程精确识别的同步诱导提高多倍体诱导效率
摘要: [目的]细胞周期的不同步性是限制多倍体诱导效率的关键因素。为快速实现有效的细胞周期同步化预处理并基于此提高多倍体诱导效率,有必要建立一套系统的方法精准识别细胞周期进程来为之助力。[方法]本研究以银腺杨84K为材料,选取5-氨基尿嘧啶(5-AU)为同步化诱导剂,秋水仙碱为加倍诱导剂,利用流式细胞术和EdU荧光标记精确追踪了离体培养过程中外植体分化的细胞周期进程,并使用彗星实验确定了外植体对诱导剂的耐受性,最终在合适的范围内确定了有效的处理体系。[结果]结果表明银腺杨84K叶片分化过程中S期细胞的增长始于分化两天之后,而G2/M期细胞则在分化四天后开始出现。彗星实验等方法,确定了材料对5-AU的耐受浓度(1.1-1.7mM)和处理时长(12-24小时),缩小了后续正交实验的范围。最终将同步化有效激发处理优化为在叶片分化的两天后使用1.5mM的5-AU处理24h,随后脱药恢复24h后进行染色体加倍。其中S期细胞同步效率从28.48%提高至38.13%,G2/M期细胞同步效率从1.59%提高至7.47%,并将四倍体诱导率的平均水平提高至40.90%。[结论]研究表明通过精确识别关键的细胞周期阶段,可以快速有效的优化同步化技术,从而提高多倍体诱导效率。我们的研究提供了一种系统化的方法,有助于开发更高效的多倍体诱导系统,能够提高木本植物的倍性育种效率。
发布时间:2026-01-28
180. Promoter区CHH DNA甲基化水平提高增强美洲黑杨气候适应性
摘要: [目的]研究不同气候区美洲黑杨DNA甲基化变化模式与基因表达的关系,明确影响美洲黑杨气候环境适应性的分子特征,为杨树适应环境分子机制研究和应对气候变化育种提供参考。[方法]以引种于6个天然分布区种源地的334个美洲黑杨基因型分别栽植于自然条件差异明显的热带季风气候区(海口定安,年平均气温25.9℃,年日照时长1999.2 h;高温短日照)和温带季风气候区(山东宁阳,年平均气温15.8℃,年日照时长2424.8 h;常温长日照)的进行高强度自然选择筛选出适应性表现不同的5个美洲黑杨基因型为材料,对其3年生叶片进行高通量转录组、单碱基DNA甲基化测序,利用生物信息学方法进行差异比对、关联分析、调控网络构建等,明确调控美洲黑杨气候适应性的DNA甲基化调控模式,鉴定增强美洲黑杨适应性的关键DNA甲基化区域及功能基因。[结果]1)5个美洲黑杨基因型在温带和热带地区生长差异不同;引种于加拿大魁北克省(QC)的PD5(环境胁迫高敏感型)在两个地区表现出最大的生长差异,而引种于美国路易斯安那州(LA)的PD1/3/4(中度敏感型)以及PD6(不敏感型)生长差异相对较小,其中PD6在两地无显著差异。2)整体上,热带地区5个美洲黑杨基因型的总mCs平均甲基化水平(8.06-9.42%)明显高于温带(6.68-8.36%),特别是CHH类型(平均上升了53.35%)。3)以热带地区为对照,5个基因型在两个地区的CHH类型显著差异甲基化区域(CHH-DMRs)76.84-90.84%为hyper-Promoter-CHH-DMRs,受种植地环境(温带和热带)影响,且各对比组共有CHH-DMGs数量(1493)明显高于其特有的(70-853);而HKPD5 vs.NYPD5中特异性的存在大量CG/CHG-DMRs,特别是在Promoter/exon/intron区,受种源环境(LA和QC)影响。4)鉴定到56个在5个对比组具有相同差异趋势的共有hyper-Promoter-CHH-DMEGs,包括显著高表达的热胁迫(HSP15.7和HSFA6b)和脱落酸相关基因(CYP707A4),显著低表达的生长素(ARF6)和细胞分裂素相关基因(CYCB2和NACK2);HKPD5 vs.NYPD5特异性的CG-DMGs和CHG-DMGs中分别鉴定到1个与环境胁迫敏感性显著负相关的模块,其中148个Promoter/exon/intron区的CG-DMEGs负向调控了热带地区PD5的碳代谢、糖代谢和氨基酸代谢等基本生命活动。[结论]高强度自然选择压下,美洲黑杨主要通过CHH类型DNA甲基化差异适应环境变化,而不同种源美洲黑杨基因型的CG和CHG类型DNA甲基化水平调控了其对种植环境的适应性。适生范围内,hyper-Promoter-CHH-DMRs通过调控早期信号、热和光胁迫响应以及植物激素(生长素、脱落酸和细胞分裂素)合成及传导提高美洲黑杨的普遍适应性;而当超过适生范围时,Promoter/exon/intron-CG-DMRs负向调控了其基本生命活动基因的表达,通过抑制其生长以最大化维持其在极端环境的生存。研究结果初步揭示了CG/CHH类型DNA甲基化在调控美洲黑杨对气候变化普遍适应性和特异适应性的新见解,为林木对激烈环境变化的适应性机制研究以及应对气候变化育种提供了有益参考和有价值基因。
发布时间:2026-01-28
181. 小叶杨分枝角度变化的分子机制研究
摘要: 小叶杨(Populus simonii),属杨柳科杨属,具有抗逆性强、适应性广和杂交兼容性好等特点,是我国北方城市绿化和用材造林的优良杨树品种。在探索小叶杨生长特性的过程中,我们注意到其树冠形态各异,分枝角度展现出显著的多样性。然而,关于这种分枝角度变异背后的遗传调控机理仍然是不清楚的。本研究旨在利用具有单倍型解析的端粒至端粒(T2T)级参考基因组和群体重测序数据,通过全基因组关联分析(GWAS)方法,以期解析对分枝角度形成具有关键调控作用的功能基因。本研究中,我们成功构建了两个单倍型且无间隙的小叶杨参考基因组,其大小分别为411.24Mb与412.12 Mb,contig N50分别为23.55 Mb和23.91 Mb.并且本研究对207份小叶杨种质材料进行重测序分析,共发现了4,196,773个单核苷酸多态性(SNP)位点。通过梯度森林(GF)模型我们探索了小叶杨在不同环境梯度下等位基因频率的动态变化,成功鉴定出1,690个与种群适应环境变化紧密相关的SNP位点。此外,针对分枝角度性状,本研究利用全基因组关联分析(GWAS),共筛选出了50个显著相关的SNP位点,其中我们进一步关注了p值远低于阈值的Chr16-7,640,424位点。结合基因组注释信息及连锁不平衡(LD)衰减距离的分析,研究锁定了一个包含6个候选基因的基因簇。通过整合GWAS结果与极端表型样本的转录组数据,我们进一步锁定了包括posm16ag0083200在内的三个潜在基因可能对小叶杨的分枝角度具有正向调控效应。这些研究成果为小叶杨树冠形态的改良及分子育种工作提供了宝贵的参考依据。
发布时间:2026-01-28
182. PUB79-MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水分子机制研究
摘要: 短周期的干旱/湿润循环是植物在自然界中最为普遍经历的环境过程,然而对植物如何适应这一过程而维持生长和发育问题的研究较为匮乏。本研究以杨树抗旱基因PUB79的启动子作为诱饵进行酵母单杂筛库,筛选鉴定到一个受干旱和ABA显著诱导的转录因子MYB96.并通过酵母双杂交筛选获得MYB96的互作蛋白BTB/POZ.进一步利用转基因技术明确了MYB96和BTB/POZ在抗旱中的功能,并解析了两者之间互作及与ABA的MeJA关系。转录因子MYB96受到干旱和ABA的显著诱导,并直接正调控抗旱相关基因PUB79的表达。过表达MYB96显著增强杨树的抗旱能力,而敲低表达MYB96降低杨树抗旱性。进一步以MYB96为诱饵筛选到受干旱和茉莉酸甲酯(MeJA)显著抑制的BTB/POZ家族基因BTB/POZ.BTB/POZ与MYB96发生蛋白水平互作,并介导了后者的泛素化降解。过表达BTB/POZ杨树表现出干旱敏感性,而RNAi株系增强杨树抗旱。检测杨树干旱、复水后的ABA和MeJA水平,显示两者在旱后迅速上调而复水后下降。同时,分别利用MYB96和BTB/POZ特异性抗体检测两者在干旱和复水下的蛋白水平变化,发现MYB96会被干旱迅速诱导积累,并在复水后降解,而BTB/POZ的蛋白水平变化与之相反。进一步研究发现,MYB96受ABA、MeJA诱导表达,而高水平MeJA会导致BTB/POZ蛋白丰度降低。本研究提出了由ABA和MeJA共同介导的MYB96-BTB/POZ分子模块调控杨树抗旱/复水的响应机制。即在干旱环境下,ABA和MeJA水平提高,促使MYB96在转录和蛋白水平迅速上调,同时BTB/POZ表达被抑制,减弱对MYB96的泛素化降解,促使其通过调控PUB79等基因增强杨树抗旱;复水后,ABA和MeJA含量减少,BTB/POZ解除抑制,增强了转录和蛋白水平积累,从而促进对MYB96的泛素化降解,减弱抗旱基因的过量表达,使植物恢复正常的生长发育。
发布时间:2026-01-28
183. 杨树非整倍性群体创制及染色体组成分析
摘要: 多倍化和非整倍化是植物中最常见的染色体数目变化现象。由于染色体变异幅度不同,二者有着显著不同的遗传效应。一条染色体或者多条染色体剂量的改变比一套基因组剂量的改变具有更多的表型效应,这种现象称为基因组不平衡。本研究通过二倍体杨树与三倍体杨树之间杂交创制染色体数目变异的非整倍体群体,通过倍性检测,重测序鉴定和荧光原位杂交(FISH)等技术手段解析非整倍体群体的染色体组成。进一步的RNA-seq分析结果表明基因组不平衡材料的基因表达模式为顺式基因表达范围在剂量效应(1.5)到剂量补偿(1.0)之间,而反式基因表达范围在表达量不变(1.0)到反式剂量效应(0.5)之间。上述基因表达模式受基因组不平衡程度的影响,当染色体增量达到基因组2/3以上时,部分株系的顺式基因会呈现“过量补偿效应”(<1.0),表达量下降到二倍体水平以下。对杨树非整倍性群体的株高,地径,茎节数,茎节长度,叶长,叶宽,叶面积和叶片细胞表面积等表型的观察结果显示,非整倍体所表现出来的生长缺陷的幅度与基因组不平衡程度具有较强的关联性。拷贝数变异的染色体增加量越趋近染色体组的中间区域时,表现出的生长缺陷越大。染色体增加量越趋近于整倍体时,所受到的生长抑制就越小。非整倍体株系70-1A和103A的石蜡切片结果显示这两个株系的形成层细胞发育趋势完全相反。相较于两个亲本,70-1A第6茎节到第9茎节的形成层细胞数量显著减少,而103A第6茎节到第9茎节的形成层细胞数量显著增多。
发布时间:2026-01-28
184. 杨树-微生物协同抗逆机制
摘要: ##土壤旱胁迫、盐渍化等逆境严重制约着农林业发展。多年生木本植物在长期外界环境下经历了连续的次生生长过程,与根系微生物逐渐形成了木本植物-微生物独特的互作体系。林木根系微生物对于提升林木在干旱和盐碱胁迫下的耐受性具有重要作用。林木生态基因-根系代谢物-根际微生物通路可能是其作为生态系统主体重要的调控链路,极有可能是木本植物提高抗逆能力的重要机制。 围绕这一重要科学假设,团队借助多组学数据分析方法,分别从转录模式-代谢调控规律、微生物重塑机制、核心调控通路、关键基因功能分析四个方面系统揭示年龄效应下杨树抗性机制。团队解析了1至35年树龄毛白杨(Populus tomentosa)的根系代谢物、转录组和根际微生物组组成随树龄变化的变异规律。证明了类黄酮生物合成调控基因TT8与放线菌的募集有关。进一步的放线菌接种实验表明,放线菌定殖能显著改善寄主生长。此外,本研究收集了低氮环境下4大派9种杨树的根系和根际土壤,获得了根系代谢组、转录组和根际微生物组,并进行了全面的多组学分析。木本植物可通过重要调控基因如PopGL3、PopTT8等合成类黄酮、芹菜素和苜蓿素招募更多有益菌,其定殖可以显著提高杨树的抗病、耐旱能力,宿主植株具有更大的叶面积、更高的株高。本研究阐明了林木关键基因-代谢物-微生物调控模式对杨树适应性的影响,对林木与微生物互作响应逆境胁迫研究具有重要的科学与理论价值。
发布时间:2026-01-28
185. 航天诱变对四种木本花卉幼苗生长与生理特性的影响
摘要: 为研究航天诱变处理对四种木本花卉生长指标及生理生化特性的影响,利用新一代载人试验飞船搭载凤凰木、蓝花楹、多花红千层、腊肠树种子,返回地面后进行生长指标、叶片形态、色素含量、生理生化活性等指标的测定。结果表明:航天诱变处理的凤凰木、腊肠树和蓝花楹群体的平均株高、平均地径、平均叶片数均低于对照组,红千层高于对照组;航天诱变处理的凤凰木和腊肠树群体的平均叶面积减小,蓝花楹和红千层的群体的平均叶面积增大;航天诱变处理影响了四种木本花卉叶片的总叶绿素平均含量或其组分的变异幅度,显著提高了凤凰木叶片类胡萝卜素的平均含量;较大程度地影响了凤凰木和蓝花楹群体的可溶性糖含量的变异幅度、红千层和腊肠树群体的Pro含量的变异幅度及四种木本花卉的PDHA平均活性及其群体变异幅度;四种木本花卉均有生长、生理指标与航天诱变处理显著相关。以上结果表明,航天诱变处理效果因树种自身特性不同而异,可根据具体变异情况改良四种木本花卉的生长与生理特性,是木本花卉育种的一种有效途径。
发布时间:2026-01-28
186. 广西特色杉木优树选择标准研究
摘要: 采用5株优势木对比法,对广西特色大横枝杉展开调查,探索大横枝杉的生长特性,以期为杉科植物良种选育提供理论依据。共初选优树35株,优势木175株。经统计分析,确定了大横枝杉优树选择最低标准:胸径和材积分别是优势木均值的207%和569%,树高大于优势木均值。根据该标准,对35株候选优树进行复选,获得大横枝杉Ⅰ级优树19株,Ⅱ级优树6株,入选率分别为:54.29%和17.14%,可为大横枝杉无性系种子园营建提供优质种质材料。
发布时间:2026-01-28
187. GEDI L4A地上生物量产品精度验证与误差分析
摘要: [目的]森林地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)是衡量森林碳汇和评估森林固碳能力的重要指标。全球生态系统动力学调查(Global Ecosystem Dynamics Investigation,GEDI)作为专为林业设计的星载LiDAR系统,为获取高精度的森林地上生物量数据提供重要支持。然而,目前对于GEDIL4A产品缺乏系统性的精度评估,同时尚未明确哪些因素对其精度影响最大。[[方法]本研究选择国国华顿州的Hood_canal、Solduc和King_county三个研究区进行精度验证与误差分析。主要是在这三个研究区内利用机载AGB数据集验证GEDI L4A数据产品的森林地上生物量精度,并综合分析了地形因素(坡度\坡向)、GEDI质量指标(信噪比\波束类型)、其他环境因素(森林类型\太阳高度角\生长季)对森林地上生物量估算精度的影响。[结果]主要结论如下:[(1)通过对三个研究区的精度分析,Hood_canal、King_county和Solduc的RMSE的值为124.76、146.96和154.11 Mg/ha,相比于其他两个研究区,Solduc研究区的森林AGB估算精度较低,主要原因可能是Solduc研究区内地形非常复杂,有众多的山脉和河流,导致森林地上生物量估算精度降低。[(2)采用随机森林对地形因素(坡度\坡向)、GEDI质量指标(信噪比\波束类型)、其他环境因素(森林类型\太阳高度角\生长季)进行重要性排序,发现影响GEDI森林地上生物量估算精度的主要因素是地形因素(坡度\坡向),其次是信噪比(SNR)。(3)GEDI森林地上生物量数据产品的估算精度随着坡度的增加而降低,0°~5°坡度范围内估算精度最佳;阳坡条件下获取数据估算精度优于阴坡数据;随着信噪比[(SNR)的增加,森林地上生物量估算的精度也随之提高,在0.99~1之间时森林地上生物量估算精度最高。相比之下,波束类型、森林类型、太阳高度角和生长季对森林地上生物量估算精度影响较小。本研究验证了L4A数据产品的精度,并深入分析了L4A在不同影响因素下对森林地上生物量估算精度的影响,为筛选高质量GEDI生物量样本提供了重要参考。
发布时间:2026-01-28
188. 种子内生固氮菌重塑叶片和根系的生理特性以促进皂荚幼苗生长
摘要: [目的]探索来自皂荚种子的可培养内生固氮菌对皂荚幼苗生长的影响,以及揭示用内生固氮菌接种皂荚幼苗根际后植株叶片与根系生理特性的变化及诱导植物生长的有益生理途径。[方法]选择大小均匀的皂荚种子,经过人工气候培养箱中培养发芽后,移栽至塑料花盆中,在温室大棚内进行盆栽试验。试验设置了四种处理:不接种对照(CK)、单一接种帕勒隆尼氏假单胞菌(Pseudomonas palleroniana NSDY,S)、单一接种苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis NHD110,H)以及联合接种NSDY和NHD110(SH)。通过对皂荚幼苗的生长、光合特性、抗氧化防御系统、氮代谢和渗透调节物质进行综合分析,评估了接种种子内生菌促进皂荚生长的潜力。[结果]接种内生固氮菌显著促进了皂荚幼苗的生长。与CK相比,S、H和SH处理分别使株高增加52.26%、31.69%和87.08%,地径增加27.17%、21.28%和34.08%,总生物量增加58.44%、25.72%和140.98%。叶片和根系形态也显著改善,表现为叶面积、根长、根表面积和根体积的增加。光合性能显著提高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)均显著增加,而胞间CO2浓度(Ci)和非光化学淬灭(NPQ)显著降低。同时,接种处理还显著提高了接种内生固氮菌显著增强了皂荚幼苗的抗逆性,表现为叶片和根系的抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)的显著提高以及MDA含量的降低。同样地,氮代谢酶活性(NR、GS、GOGAT和GDH)显著提升,促进了氮素的吸收与同化。此外,叶片和根系中的SS和SP含量显著增加,为植物提供了更多的能量和营养物质。进一步利用随机森林模型和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析发现,微生物接种通过调节植物的氮代谢、抗逆性、光合特性以及能量与渗透调节物质等多条途径间接促进植物生长。在所有因素中,微生物接种对植物生长的综合影响最为显著,且联合接种NSDY和NHD110对皂荚生长的增益效益最为突出。[结论]从皂荚种子中分离的内生固氮菌NSDY和NHD110对皂荚幼苗的生长具有显著的促进作用。这种促进作用不仅体现在形态学指标的改善上,还涉及还涉及叶片和根系生理特性的重塑,包括氮代谢途径的优化、抗逆性的增强、光合性能的显著提高以及能量与调节物质的合成。联合接种NSDY和NHD110的效果优于单一接种,为皂荚种苗生产提供了一种绿色、经济的解决方案。这也为未来复合接种剂的构建和应用提供了有用的信息。未来研究应进一步探索微生物联合接种后土壤/植物微生境的变化和持久性,以充分掌握其效果,为可持续林业生产提供科学依据。
发布时间:2026-01-28
189. 激素和剥除种壳对小叶栎种子萌发与出苗的影响
摘要: [目的]研究不同浓度赤霉素与奈乙酸浸种催芽以及剥除种壳对小叶栎种子萌发与出苗的影响,对小叶栎种子发芽数与出苗数进行逐日统计,分析小叶栎萌发与出苗不整齐机制,为精准调控小叶栎幼苗质量提供理论基础和技术支撑。[方法]以小叶栎种子为供试材料,设清水为对照,采用不同浓度赤霉素和奈乙酸浸种以及剥除种壳,在培养箱中进行萌发,将萌发后的种子移至育苗盘中,每天记录发芽数和出苗数,至出苗结束计算发芽与出苗数量指标。[结果]1)小叶栎种子从第6天开始萌发,第47天萌发结束,萌发周期为41天;最高绝对发芽率为26.4%,累计发芽率为28.9%~75.9%;萌发后第8天开始出苗,第92天出苗结束,出苗周期为84天;最高绝对出苗率为25.0%,累计出苗率为11.1%~86.4%。2)在种子萌发阶段,不同处理对小叶栎发芽率与发芽指数具有显著差异(P<0.05)。剥除种壳处理发芽率最高75.9%,比对照高12.4%;随着赤霉素浓度的升高,发芽率为28.9%~42.2%,先降低后升高;随着奈乙酸浓度的升高,发芽率为50.0%~56.7%,一直降低;剥除种壳处理发芽指数最高2.64,比对照高0.92;随着赤霉素浓度的升高,发芽指数为0.46~0.81,先降低后升高;随着奈乙酸浓度的升高,发芽指数为1.19~1.47,先降低后升高。3)在幼苗出苗阶段,不同处理对小叶栎出苗率与出苗指数具有显著差异(P<0.05)。剥除种壳出苗率最高86.4%,比对照高23.2%;随着赤霉素浓度的升高,出苗率为11.1%~83.3%,先升高再降低再升高,最后又降低;随着奈乙酸浓度的升高,出苗率为71.4%~82.2%,先升高后降低;剥除种壳处理出苗指数最高0.83,比对照高0.60;随着赤霉素浓度的升高,出苗指数为0.01~0.05,先降低后升高;随着奈乙酸浓度的升高,出苗指数为0.22~0.25,先降低后升高。[结论]小叶栎种子萌发周期为6周,幼苗出苗周期为12周。剥除种壳可以提高小叶栎发芽率,选用100mg/L赤霉素与200mg/L奈乙酸浸种可以提高出苗率。
发布时间:2026-01-28
190. 柠檬醛型樟叶片单萜含量时间异质性分析
摘要: [目的]明确柠檬醛型樟叶片基因表达与柠檬醛季节变化之间的相关性,深入研究柠檬醛型樟生长过程中单萜的合成规律及其影响因素,有助于建立科学的栽培管理技术,同时有助于确定最佳收割时期。[方法]采用GC-MS对野外大田樟树矮林栽培基地中3个品种柠檬醛型樟(C1、C2、C3)叶片整个生长周期的精油化学组成进行测定,同时通过qRT-PCR对柠檬醛合成相关基因香叶醇合成酶CoGES和醇脱氢酶CoADH表达进行定量研究。[结果]叶长、叶宽、叶面积均在B-C时期(抽叶后3-5周)快速升高,C-E时期(抽叶后5-9周)增长速率降低,F时期(抽叶后12周)后稳定,枝叶总生物量、叶枝比变化趋势相似,在I时期(8月底)达到最大。不同生长期叶干重出油率为0.53%-2.79%,高于枝干重出油率0.48%-0.7%。不同生长期柠檬醛含量C1为48.28%-78.38%,C2为33.28%-71.78%,C2为42.34%-70.46%,在G时期最高。精油总产量C1、C2、C3均在I时期达到最高,分别为20.19±1.88、13.8±0.61、16.47±0.87克/株,且方差分析C1显著高于C2、C3.不同生长期柠檬醛含量与CoGES和CoADH基因表达量波动相一致,但相关性没有完全达到显著水平。CoGES、CoADH酶蛋白活性与柠檬醛含量变化趋势一致,方差分析表明CoGES、CoADH酶蛋白活性与香叶醛、橙花醛含量显著相关,进一步证实CoGES和CoADH基因与柠檬醛合成相关。[结论]选择C1作为柠檬醛优良品种,综合柠檬醛含量、精油产量及生物量确定柠檬醛型樟最佳采收期为7-8月。
发布时间:2026-01-28
191. 通过转录组及形态学分析:多壁碳纳米管及其羧基功能化对幼苗根生长的影响
摘要: 多壁碳纳米管是一种具有广泛应用潜力的新型绿色纳米材料,其暴露于环境中对植物体生长发育的影响在近年来受到广泛关注。为探究多壁碳纳米管在杨树体内的吸收及其对幼苗生长发育的潜在影响。以0-200mg/L的多壁碳纳米管悬浊液培育杨树幼苗,幼苗的比根长及根长密度显著提高,根直径降低。通过扫描电镜观察到多壁碳纳米管会被吸附在根表面。为此,我们对多壁碳纳米管进行了羧基化改性以提高其溶解度和稳定性。透射电镜显示在幼苗根内观察到羧基化多壁碳纳米管,且相较于多壁碳纳米管,羧基化的促生长效应更显著。多壁碳纳米管不仅能够影响杨树幼苗生长,并在提高溶解性后进入根细胞内,促进根系生长。
发布时间:2026-01-28
192. 抚育方式对鄂中丘陵区马尾松人工林林下持水能力的影响
摘要: 明晰不同抚育方式林下结构持水能力有助于提升森林生态系统水源涵养功能。本研究以鄂中丘陵区马尾松人工林为研究对象,分析了对照、间伐强度15%、30%、45%和结构化经营5种抚育方式对林下灌草层、枯落物层和土壤各层持水能力的影响,通过综合指标体系构建评价了林下总持水能力。结果表明:灌草层持水能力在不同抚育方式下无一致规律,但结构化经营显著提高了灌木的有效拦蓄量(0.61±0.14 t·hm-2)和有效拦蓄率(69.90±32.39%),15%的间伐强度显著提高了草本的持水能力。随间伐强度增加,枯落物层的最大持水量和有效拦蓄量均表现为先增加后减小的趋势,间伐强度为30%时持水能力最高。马尾松人工林抚育处理显著降低了土壤的自然持水量和田间持水量。不同抚育方式下,林下总持水能力表现为间伐强度30%(0.546)>对照(0.502)>结构化经营(0.494)>间伐强度15%(0.473)>间伐强度45%(0.423)。整体上看,间伐强度30%的抚育方式最利于提升林下水源涵养能力。
发布时间:2026-01-28
193. “以竹代塑”引领竹产业高质量发展:内涵解析、障碍挑战与推进策略
摘要: 竹子作为速生、可降解的生物质材料,是塑料的重要替代品。发展“以竹代塑”关联产业,不仅有助于减少塑料污染,还是推进竹产业高质量发展的重要机遇。本文从竹子的生态经济意义出发,首先梳理了国内外“以竹代塑”理念的发展脉络,解析了竹产业高质量发展的政策内涵。其次,分析了“以竹代塑”引领竹产业高质量发展面临的障碍与挑战,发现存在竹产业相关技术革新不足、竹产品产业化龙头企业缺乏、竹类产品市场端反应冷淡、竹产业政策支持力度不足等突出问题。最后,从强化技术创新、整合产业链条、提升品牌效应和培育消费群体等四个角度提出了构建“以竹代塑”引领竹产业高质量发展的推进策略及政策启示。
发布时间:2026-01-28
194. 消费需求下的粮食系统绿色低碳转型:理论框架与优化路径
摘要: 粮食系统绿色低碳转型是兼顾粮食安全和实现“双碳”目标的现实选择。本文基于消费促进粮食系统绿色低碳转型的理论框架,结合中国粮食系统绿色低碳转型现实基础与主要问题,提出了粮食系统绿色低碳转型的优化路径。中国粮食系统绿色低碳转型在保障播种面积、提高水资源利用率和农资利用率,以及应对气候变化、绿色食品发展等方面具备一定现实基础,但消费者对粮食生产的环境影响认知不足、绿色低碳产品市场供给不足、消费者行为与绿色低碳转型的矛盾限制了粮食系统向绿色低碳转型。通过提高消费者对粮食产业绿色低碳转型的认知和教育、优化绿色低碳粮食产品市场供给、引导消费者行为改变等措施,有助于加快促进粮食系统绿色低碳转型,实现经济社会全面绿色发展。
发布时间:2026-01-28
195. Simulation of soil water transport in apple-soybean alley cropping system under drip irrigation and film mulching
摘要: ##Alley cropping and mulched drip irrigation are widely used techniques for achieving high yields and water savings.Understanding the soil water distribution characteristics of alley cropping farmland under mulched drip irrigation is crucial for improving water use efficiency,increasing yields,and boosting income.This study aimed to investigate soil water under different irrigation amounts and film mulching times through a two-year field experiment.In the experiment,two upper limits of irrigation amount(50%and 80%of field capacity)and two film mulching times(soybean sowing to podding stage and film mulching throughout the growth period)were set.The HYDRUS-2D model was used to simulate the difference in soil water at various positions and the two-dimensional distribution characteristics of soil moisture in alley cropping drip irrigation farmland.The results showed that the soil moisture model based on HYDRUS-2D had high precision,with a coefficient of determination ranging from 0.60 to 0.93 and a root mean square error ranging from 0.006 to 0.038 cm3/cm3.In the horizontal direction,the soil moisture content at 2.3 m from the tree row increased by an average of 4.87%to 17.65%compared to other distances.In the vertical direction,the maximum soil moisture content was observed in the 40 cm soil layer,with an increase of 26.04%to 42%compared to the 10 cm soil layer.The 2D soil water distribution showed that the water saturation zone of drip irrigation was mainly concentrated in the 0-20 cm soil layer.These findings can serve as a reference for developing irrigation schedules for alley cropping farmland under drip irrigation.
发布时间:2026-01-28
196. Can Ecological Civilization Construction Enhance Green Total Factor Productivity:Evidence from China's Prefecture-Level Cities
摘要: How to achieve the coordinated development of economic growth and environmental protection has aroused great concern in various countries.As a responsible major power,China has implemented a critical ecological civilization strategy.Objectively evaluating the impact and implementation outcomes of ecological civilization construction is crucial for accelerating the process of sustainable development and advancing the realization of a"Beautiful China."This paper reviews the national comprehensive pilot policies for ecological civilization construction implemented between 2010 and 2019.By comprehensively considering policy overlap effects,city-specific characteristics,and third-party evaluations,283 prefecture-level and higher administrative regions in China were examined.From integrating and standardizing,84 cities,representing the highest level of ecological civilization construction in China,were selected as the target group to construct the empirical model.The study first calculates urban green total factor productivity(GTFP)using the GML index.Then,the difference-in-differences(DID)method is employed to examine the impact of national ecological civilization construction on the GTFP of target cities.Additionally,the study explores the mechanisms through which this impact occurs,focusing on industrial structure optimization and green technological advancement.The study results show that:(1)The GTFP of prefecture-level cities exhibited a fluctuating upward trend during the study period,with regional growth rates ranking as East>Central>West.Each region experienced phases of initial growth,decline,and subsequent growth,with a trend toward convergence in recent years.(2)National ecological civilization construction significantly enhanced the GTFP of cities.This conclusion remains robust after parallel trend tests and a series of robustness checks.Heterogeneity analysis indicates that the degree of promotion varies by region,ranking as West>East>Central.(3)National ecological civilization construction can enhance city GTFP through industrial structure upgrades and green technological advancements.The mediating effects of advanced industrial structure and green technology innovation are confirmed,although the relationship between ecological civilization construction and the rationalization of industrial structures is not significant.(4)Based on these findings,the paper proposes policy recommendations for ecological civilization construction from the perspectives of balanced regional development,industrial structure adjustment,and technological progress,aiming to improve policy layout and management mechanisms.
发布时间:2026-01-28
197. 间作对低效油茶林土壤特性和水土流失的影响
摘要: [目的]探究不同间作模式对幼龄油茶林地土壤理化及生物环境的影响及其水土保持效益,为油茶林下套种作物的生态环境选择和构建、防治油茶林地水土流失等方面提供理论基础和实践依据。[方法]选取8年生(3年生苗)油茶低效林,设置4个处理:油茶单作(CK)、油茶+爬山虎(CO-PT)、油茶+金鸡菊(CO-CL)和油茶+薄荷(CO-MH),每个处理样地面积600m2,3个重复。在样地中设置水平投影为16m×7m的径流小区,共设置12个径流小区。测定不同间作模式油茶产量、土壤理化性质及5次场降雨的地表径流量、土壤侵蚀量及氮磷养分流失量,通过皮尔逊相关性分析以解析间作对油茶生长的影响及驱动机制。[结果]CO-PT模式显著提高了油茶果产量及茶油产量,CO-MH模式显著提高了油茶的果实含油率。各间作处理均提高了油茶林土壤pH值和土壤容重,CO-MH处理显著提高了油茶林土壤有机碳含量和土壤脲酶活性。各间作模式均显著减少了油茶林地表径流、土壤侵蚀和土壤氮、磷流失量,且CO-CL和CO-MH水土保持效益最佳。相关性分析表明:油茶果产量与茶油呈显著正相关,且pH与有机碳和多酚氧化酶呈显著正相关。油茶林地表径流与土壤侵蚀和土壤氮、磷流失量呈显著正相关,而油茶含油率与地表径流和土壤侵蚀、氮流失量呈显著负相关。[结论]油茶间作处理(尤其是油茶+金鸡菊和油茶+薄荷)有利于缓解土壤酸化,改善土壤特性,减少水土流失。这是维持低效油茶林生态系统健康和其可持续管理的有效措施。
发布时间:2026-01-28
198. 基于全长转录组和代谢组联合分析揭示湿地松胚性愈伤褐变的发生机制
摘要: [目的]胚性愈伤团的褐变与基因型密切相关,利用抗/易褐变无性系材料解析胚性愈伤褐变的分子机制,为松树抗褐变资源选择及体细胞胚胎发生体系优化提供理论依据。[方法]以来自同一湿地松半同胞家系的抗/易褐变胚性无性系为研究对象,将二者的胚性愈伤团于继代后第0天,第14天和第28天取样,进行全长转录组、二代转录组测序分析,并利用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)开展黄酮/酚类化合物靶向代谢组测定及分析,通过多组学关联分析、共表达分析等方法,挖掘与胚性愈伤团褐变相关的重要基因及调控网络。[结果]基于三代测序获得的63334条全长转录本序列(注释率97.27%)进行表达谱分析,发现抗褐变无性系虽在迅速生长,但继代后0到14天的差异表达基因仅有17个,两个无性系间的差异表达基因则非常多,超过13710个。两个无性系的差异表达基因呈现相异的表达趋势,差异关键时间节点为继代后14d,易褐变胚性愈伤团中在14d提前发生上调的基因与抗褐变胚性愈伤团中推迟到28d才上调的基因相似,与类黄酮生物合成过程、应激反应、苯丙素类生物合成等相关GO(Gene Ontology)条目和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路有关。超过14d继代周期后,两个无性系的胚性愈伤中都发现较多基因的表达下调,与甲基化、染色质修饰、RNA修饰等相关的GO条目和KEGG通路有关。通过WGCNA(Weighted correlation network analysis)分析进一步挖掘具有特定表达模式的共表达基因,共获得了14个共表达模块(Module),其中lightcyan模块的基因显著富集到与苯丙素类和类黄酮类生物合成过程相关的GO条目和KEGG通路中,以该模块构建褐变转录调控网络,获得包括WRKY6、ERF4等转录因子在内的9个转录因子及31个关键基因。靶向代谢组分析获得了61个黄酮/酚类化合物,易褐变的组织中大部分这些化合物的含量更高。多组学关联分析表明4-羟基肉桂酸(4-Hydroxycin namic acid)、柚皮素(Naringenin)在易褐变胚性愈伤继代后14d明显积累,与相关基因的表达模式相吻合,PePAL、PeCYP73A4、PeCHS和PeCHI的高表达促进了这些物质积累,而PeWRKY6、PeERF4、PeNAC098等转录因子可能上调了这些基因,共同引起了褐变的发生。[结论]抗褐变无性系能够在14天的继代周期内维持内部基因表达的相对稳定,仅在超过继代周期后才发生明显变化。而易褐变无性系则存在很多基因“不合时宜”地提前发生表达变化,导致酚类化合物的提前积累。PeWRKY6和PeCYP73A4等关键基因与4-羟基肉桂酸和柚皮素等在胚性愈伤的过度积累相关而引发褐变。
发布时间:2026-01-28
199. 触发phasiRNAs的miRNAs参与湿地松胚性愈伤增殖过程的稳态维持
摘要: [目的]为探究非酚类物质积累导致的胚性愈伤团褐变机制,解析小分子RNA在其中发挥的调控作用。[方法]以遗传背景相同的抗/易褐变胚性无性系为研究对象,将二者的胚性愈伤团于继代后第0天,第7天和第14天取样,进行小RNA测序、转录组测序及降解组测序,然后基于多组学联合分析,解析小RNA及其靶基因级联网络及可能的生物学功能。[结果]抗/易褐变胚性愈伤团小RNA序列的长度特征有明显差异,长度为24nt的小RNA数量在易褐变胚性愈伤中0d最高,但抗褐变材料中14d最高,且占比为易褐变材料的2倍。从中共鉴定到291个miRNA,包括37个火炬松已知的miRNA、67个物种间高度保守的miRNA、92个非保守的miRNA以及95个全新的miRNA.其中,长度为21nt的miRNA有126个(45.16%),长度为22nt的miRNA有77个(27.60%)。这些miRNA中仅有23个为高表达miRNA,包括保守的miR166、miR482、miR319、miR390等,也有裸子植物特有的miRNA以及新鉴定的miRNA;而另外149个miRNA为中等表达miRNA,104个为低表达miRNA.与易褐变的胚性愈伤相比,各时间节点上抗褐变材料中表达上调的miRNA较多;而随着培养时间的延长,抗褐变胚性愈伤中较多miRNA表达下调,而易褐变材料在0-7d时仍有较多miRNA上调。进一步预测差异miRNA的靶基因并进功能富集,防御反应(Defense response)和信号转导(Signal transduction)等生物学过程被显著富集。通过降解组分析被靶向切割的位点形成的峰值位置,验证所预测的靶基因是否真实被miRNA切割,发现仅有三成所预测的靶基被降解组验证。通过检查T-plot图并人工矫正,从中最终获得42个可靠的经降解组确认的靶基因,由33个miRNA靶向切割,其中还包括5个全新的miRNA.这些经验证的靶基因中有32个的注释为unknown,通过借助湿地松体胚过程的三代转录组数据,对这些基因的注释进行矫正,发现这些靶基因中,3个为miR166的靶基因,编码HD-ZIP转录因子,2个为miR160的靶基因,编码ARF转录因子,1个为miR397的靶基因,编码漆酶(Laccase),其余均靶向各类抗性R基因(Resistance genes)。由于miRNA靶向这几类R基因通常会形成phasiRNA,进一步鉴定了phasiRNA的产生位点,发现了162个PHAS位点,其中有42个由miRNA触发,且有一条完整的级联反应链经小RNA组和降解组证实:miR3701靶向PHAS位点(Scaffold199784_147680:48113)触发phasiRNA产生,而其中一个phasiRNA(UCGUAACUCCA UCUUAAUCGU)继续靶向下一个靶基因,将其表达量控制在很低的水平。[结论]抗褐变与易褐变胚性愈伤中,差异miRNA的靶基因大多为抗性R基因,大量phasiRNA被miRNA触发并形成级联反应,将相应靶基因的表达精细控制在较低的水平,从而维持了高速增殖的胚性愈伤团的稳态,降低了褐变的发生。
发布时间:2026-01-28