过刊目录研究‘攸杂2’ב海油3号’杂交子代抗病优株的花果表型,为油茶种间杂交遗传变异规律研究和优良种质培育提供理论依据。
以攸县油茶‘攸杂2’为母本、‘海油3号’为父本进行杂交,于杂交F1代中选出10株抗病优株,对其花表型进行测定,10株抗病优株中有6株结果,对其果实表型和经济品质性状进行测定分析,并使用主成分分析法计算得分,选出最优株。
1)10个抗病优株及其父本‘海油3号’花期为冬季,母本‘攸杂2’花期为春季,且杂交子代花期均早于父本。花器外观和花粉特征共11个测量指标的变异系数为2.98%~17.47%。2)杂交子代间果实外观、经济和品质性状共26个测量指标的变异系数为6.51%~57.71%。3)对单果质量、果实横纵径、果皮厚度等14个指标进行主成分分析,提取2个主成分,累计贡献率为88.86%。杂交子代6个抗病优株综合得分排序为YH-10>YH-7>YH-2>YH-5>YH-4>YH-1,其中YH-10的综合得分最高,为3.17。
以‘攸杂2’为母本、‘海油3号’为父本进行杂交后代选育后,获得的F1代抗病优株间花果表型变异丰富,且F1代中产生了结合父母本优异性状(具有抗病性且果实经济性状显著高于低亲亲本)的抗病大果优株YH-10,其单果质量相比母本提高了41.65 g。
为明确最佳间作药用植物,研究5种药用植物浸提液对油茶种子萌发及幼苗生长的影响,以期为发展油茶林下经济奠定理论基础。
以5种药用植物(姜黄Curcuma longa、忧遁草Clinacanthus nutans、莪术Curcuma phaeocaulis、红豆蔻Fructus alpiniae和五指毛桃Ficus simplicissima)的水浸提液为研究对象,通过测定油茶种子萌发、种苗生长、幼苗生长、生理及防御酶活性等指标,明确药用植物对油茶生长的影响。
姜黄浸提液对油茶种子发芽率具有显著促进作用,茎叶浸提液作用最为明显,忧遁草浸提液对油茶种子发芽率则存在明显抑制作用。中低质量浓度的姜黄和忧遁草浸提液可有效促进油茶种苗的生长,其中50 g/L姜黄浸提液和25 g/L忧遁草浸提液对油茶种苗的根长和鲜质量促进作用明显。采用200 g/L姜黄、25 g/L忧遁草的浸提液可显著提高油茶苗的株高、新梢长度和新梢粗度。200 g/L姜黄浸提液对油茶的丙二醛含量有明显抑制作用,其含量为12.29 μmol/g;200 g/L姜黄浸提液处理的油茶可溶性糖含量最高,其含量为6.81 mg/g;100 g/L姜黄浸提液处理的油茶叶绿素含量最高,其含量为1.898 6 mg/g。姜黄浸提液的质量浓度越高,其POD活性越高,SOD活性则降低,PPO活性呈低促高抑现象,在姜黄和忧遁草2种药用植物浸提液处理下,CAT活性整体有所降低。
姜黄浸提液对油茶生长具有促进作用,结合前期药用植物间作对土壤的影响,建议推广姜黄-油茶间作模式。
探究蒙古栎与麻栎种子低温耐受性差异及其潜在生理机制,为栎树种子有效贮藏提供理论参考。
以新收获1周内的蒙古栎与麻栎种子为研究对象,模拟自然环境条件开展试验,将成熟种子依次置于0、-2、-4、-5、-6、-8、-10、-12、-14 ℃的亚低温梯度环境中进行冻藏,每个温度梯度下的处理时长均为7 d。定期取样并检测种子发芽率,比较蒙古栎与麻栎种子低温耐受性差异,探究小分子糖、可溶性蛋白、淀粉等内含物含量的变化。将种子置于-3 ℃条件下贮藏1 a后,检测种子贮藏前后的生活力相关指标,探究亚低温贮藏策略。
1)蒙古栎与麻栎种子低温耐受性差异显著。随着冻藏温度的降低,蒙古栎与麻栎种子生活力先保持平缓而后快速下降,蒙古栎种子可耐受约-8 ℃低温,而麻栎种子最低耐受温度约为-5 ℃,随着贮藏温度的进一步降低,种子生活力急剧下降。2)果糖、葡萄糖、蔗糖等小分子糖含量随贮藏温度的降低而积累,但棉子糖、水苏糖、乳糖、半乳糖、木糖、核糖和鼠李糖未检出或痕量存在。3)蒙古栎与麻栎种子可溶性蛋白于-2 ℃贮藏时含量最高,淀粉含量随贮藏温度的降低而降低,丙二醛含量则随温度的降低而升高。4)蒙古栎与麻栎种子于-3 ℃冻藏1 a后,种子相对发芽率仍可达93.6%以上,保持较高生活力。
蒙古栎种子低温耐受性强于麻栎种子,可溶性蛋白、淀粉、蔗糖在低温耐受调控中发挥重要作用,棉子糖、水苏糖等非还原性糖的缺失可能是导致蒙古栎与麻栎种子表现出顽拗型特征的主要原因之一。蒙古栎与麻栎种子在亚低温-3 ℃保持高生活力,表明顽拗型种子采用亚低温冻藏是可行的。
探究水分胁迫及水分恢复对南亚热带常用园林绿化树种白兰Michelia × alba幼树叶片水势、光合和叶绿素荧光等光合生理特性的影响。
采用12个隔离地下水的开顶箱(OTC),每个OTC种植1株白兰幼树,按照随机区组试验设计,利用树下截雨和人工浇水相结合的方式共设置4种水分梯度处理,分别为过量水组(OW)、对照组(CK)、中度干旱组(MD)和重度干旱组(HD),测定水分胁迫(持续3个月)后不同时间及水分恢复(持续2个月)后不同时间白兰幼树叶片水势、瞬时光合、叶绿素荧光等参数动态变化,对比分析不同处理间的差异。
1)与CK比较,干旱胁迫(MD和HD)显著降低白兰幼树叶片水势指标(正午水势)、光合指标(净光合速率和气孔导度等)和叶绿素荧光指标(最大光化学效率和电子传递速率等),而过量水灌溉对白兰幼树叶片水势、光合和荧光指标均不存在显著影响。2)在经历连续大气自然降水后,干旱胁迫(MD和HD)下白兰幼树叶片水势、光合和叶绿素荧光指标均恢复,与CK不存在显著差异。3)土壤水分恢复后,各处理组间的水势、光合和荧光指标均不存在显著差异。
1)干旱胁迫会显著降低白兰幼树叶片水势、光合和荧光参数,使叶片出现萎蔫现象,影响白兰幼树的正常生长,及时补水可促使白兰幼树恢复正常生长状态。具体来说,当土壤水分低于25%田间持水量时,及时通过人工浇水措施补充土壤水分。2)大气降水可有效缓解土壤干旱对白兰幼树叶片水势、光合和荧光的抑制,促进白兰幼树的生长恢复。在城市园林绿化植物的养护与管理过程中,当出现持续干旱时,应关注土壤水分指标,及时补水可使白兰幼树从水分胁迫中恢复,避免死亡。
为了探究不同配比氮磷钾施肥条件下滇皂荚幼苗的生长和生理响应机制,建立滇皂荚幼苗最佳施肥技术方案,为其育苗提供理论依据。
以2月龄滇皂荚幼苗为研究对象,根据“3414”配方施肥方案,设计氮磷钾3因素4水平试验,氮施肥量分别为0 g/株(N0)、2.8 g/株(N1)、5.6 g/株(N2)、8.4 g/株(N3),磷施肥量分别为0 g/株(P0)、0.7 g/株(P1)、1.4 g/株(P2)、2.1 g/株(P3),钾施肥量分别为0 g/株(K0)、1.4 g/株(K1)、2.8 g/株(K2)、4.2 g/株(K3),研究不同氮磷钾配比施肥对滇皂荚幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白质(SP)含量、可溶性糖(SS)含量6个生理指标和株高、地径、干质量3个生长指标的影响。
与对照组(不施肥)相比,合理的氮磷钾配比施肥可显著促进滇皂荚幼苗的生长发育及生理活性。从单因素效应来看,配比施肥条件下滇皂荚幼苗整体表现出对P肥的依赖性最强;互作效应中,P肥与K肥的交互作用进一步证实适量施用N肥可有效促进幼苗的生长,而N肥与P肥的交互作用可能影响根系发育。P肥对滇皂荚幼苗地径和干质量分配的调控作用较为明显。在生理胁迫条件下,MDA、SS含量显著升高,SOD、CAT活性及Pro、SP含量则下降。N2K1(中氮低钾)施肥组合在多个生理指标上表现出较好的效果;N肥能提高滇皂荚幼苗的抗氧化能力及渗透调节物质含量,P肥则对SP含量的影响较大。除MDA、SS含量随着N、P、K施肥量的增加呈先下降后上升的趋势外,其余各项指标均随着N、P、K施肥量的增加呈先上升后下降的趋势。过量施肥(N3P2K2、N2P3K2、N2P2K3)均明显抑制滇皂荚幼苗的生长。
合理的氮磷钾配比施肥可有效促进滇皂荚幼苗的生长及生理生化过程,N1P2K2处理是其幼苗的最佳施肥方案。根据拟合的一元二次方程,理论上滇皂荚幼苗的最佳氮、磷、钾施肥量分别为3.2、1.6和2.2 g/株。
基于国家标准《主要树种立木生物量模型与碳计量参数》(GB/T 43648—2024),构建适用于江西省的杉木林分水平碳储量估算模型,以提升估算结果的精度和可靠性。
以Logistic、修正Weibull和Gompertz 3个理论生长方程为基础模型,分别引入反映林分密度的2种幂函数结构NDgφ和NδDgφ,构建6个可变密度林分水平碳储量模型,并将常用的幂律异速生长方程纳入模型对比体系。采用非线性加权最小二乘方法进行参数拟合,通过模型评价和检验确定最优模型。为进一步验证所建模型的有效性,将最优模型与传统方法的预估结果进行了系统比较。
1)纳入幂函数结构NDgφ的修正Weibull方程具有最大的确定系数(R2=0.973)以及最小的估计值标准差(SEE为3.004 t·hm-2)、总相对误差(TRE为0.06%)、平均系统误差(MSE为-0.07%)、平均预估误差(MPE为1.77%)、平均百分标准误差(MPSE为8.99%)和赤池信息准则(AIC为920.6),TRE和MSE均控制在±3%以内,MPE和MPSE分别满足小于3%和15%的一般精度要求,模型残差在异方差性和正态性方面得到了显著改善。2)与传统方法相比,修正Weibull方程的预估值与观测值线性拟合的R2(0.978)和参数m(0.950)均为最大,参数n与0无显著差异(P>0.1),TRE(2.89%)的绝对值最小,预估值与观测值之间的系统偏差不显著(P>0.1)。在传统方法中,BEF法的R2为0.974,参数m为0.934,参数n与0无显著差异(P>0.1),TRE为10.57%,预估值存在系统性低估(P<0.001),比观测值平均低了1.427 t·hm-2;CBEF1法和CBEF2法的R2分别为0.792和0.872,参数m分别为0.575和0.681,参数n分别为10.921和8.715,TRE分别为-13.17%和-12.36%,预估值均存在严重系统性高估(P<0.05),分别比观测值平均高了4.227 t·hm-2和3.673 t·hm-2。
基于国家标准构建的修正Weibull方程为研究区杉木林碳储量估算的最优模型,其估算结果的精度和可靠性优于传统方法,具备较好的实际应用价值。
林火视频监控是森林经营单位进行林火监测的核心手段。分析林火视频监控点的空间分布特征及其影响因素,对优化监控点的空间布局、提升监测效率、减少监测盲区、实现火情早发现早预警,进而降低森林火灾损失具有重要意义。
以湖南省216个国有林场林火视频监控点为研究对象,采用最近邻距离指数、核密度估计法、标准差椭圆法分别分析林火视频监控点的空间分布类型、空间分布密度、空间分布方向性,对湖南省国有林场林火视频监控点的空间分布格局进行研究,从地形、交通、火灾风险、社会经济四个方面对林火视频监控点的选址影响因素进行了探讨。
湖南省国有林场共有林火视频监控点645个,在空间上呈现显著集聚特征。从湖南省各市州林火视频监控点的分布数量来看,邵阳市林火视频监控点的数量最多,湘潭市最少,分别占全省总数的17.36%和0.31%。从分布密度来看,在空间分布上呈“北少南多”的区域性差异,有4个高密集区中心,分别位于长沙市、株洲市、永州市和邵阳市;存在1个次密集区中心,位于湘西土家族苗族自治州;而湘潭市、娄底市、岳阳市、常德市以及张家界市等地区的核密度值较低。从分布方向性来看,标准差椭圆长短轴之间的数值差距较大,表明林火视频监控点的空间分布方向性较强,并呈现西北—东南走向的分布态势。
湖南省国有林场林火视频监控点空间分布受高程、坡度、交通通达度、墓地数量、国有林场经营面积、旅游景点数量等因素影响较为显著,研究结果为加强湖南省森林防灭火能力建设及林火视频监控点合理布局提供参考。
探讨赤杨叶扦插不定根形成对不同生长调节剂及基质配比的响应,为建立扦插繁殖技术体系提供理论依据。
以2年生赤杨叶木质化枝条为穗条,采用4因素3水平正交试验设计,研究生长调节剂种类、质量浓度、处理时间及基质配比对不定根形成的影响,同时结合解剖结构观测,对插穗共计12项生长指标进行测定与统计分析,明确各因素对扦插生根及幼苗生长的调控效应。
生长调节剂处理组在不定根形成期和不定根伸长生长期的可溶性糖含量、PPO活性、IAAO活性均高于对照组。50%黄沙+50%蛭石基质处理的叶片数量、总根长、根系数量和生根指数均显著高于其他处理;NAA处理的平均根长、平均根径、根系体积、比根长、比根面积显著高于其他处理;生长调节剂种类×质量浓度、生长调节剂种类×处理时间的交互作用表明,高质量浓度NAA(1 500 mg·L-1)配合短时间(10 min)处理的生根效果更佳。主成分分析表明,综合得分最高的为T13处理(75%蛭石+25%珍珠岩,1 500 mg·L-1的NAA处理10 min),生根率达71.87%,生根指数为147.19。
赤杨叶插穗根系生长为愈伤组织生根型,0~28 d为愈伤组织形成期,29~56 d为不定根形成期,57~84 d为不定根伸长生长期。通过生长调节剂处理可以加快赤杨叶插穗可溶性糖含量与氧化酶(PPO、POD、IAAO)活性的动态变化过程,从而有效促进赤杨叶插穗生根。赤杨叶插穗在T13处理条件下生长最佳,可为规模化无性繁殖应用提供参考。
了解间伐强度对塞罕坝地区樟子松人工林生长及林下植物物种多样性的影响,为樟子松人工林的科学经营提供科学依据。
利用长期监测样地,对不同间伐强度下的樟子松人工林的胸径、材积、林分蓄积及物种多样性进行了研究。
抚育间伐3 a后,间伐林分单木的胸径、材积的年均生长量均显著高于对照,低(LT,保留密度为2 000株/hm2)、中(MT,保留密度为1 667株/hm2)、高(HT,保留密度为1 333株/hm2)3种间伐强度的胸径年生长量较对照(CK,密度为3 200~3 425株/hm2)分别增加了22.22%、48.15%和81.48%;材积年生长量则较对照分别提升了58.00%、72.00%和130.00%;间伐改变了林分的径级分布,使林分的径级结构从正态分布向对数正态分布转化;间伐林分的蓄积年生长量均低于对照,但未达到显著水平,而林分蓄积生长率则高于CK,且HT、MT与对照之间达到了显著水平(P<0.05),HT、MT和LT的蓄积生长率较CK分别提升了38.02%、23.37%和2.97%。间伐明显提升了林下植物的生物量和物种数量,HT、MT和LT 3种处理下的林下生物量较对照提升了123.53%、94.12%和35.29%,物种数量分别提升了46.67%、70.00%和36.67%;Simpson指数、Shannon指数和Margalef指数随间伐强度的增加而增加,但各处理间差异未达到显著水平,林下植物生物量较物种多样性对抚育间伐更为敏感。
间伐明显提升了塞罕坝地区樟子松人工林的胸径和单株材积的生长量、林分蓄积生长率,以及林下植物的生物量和物种数量。综合抚育间伐对林分生长及多样性的影响来看,当前塞罕坝地区樟子松人工林的适宜抚育强度为高强度,即保留密度1 333株/hm2。
旨在实现海南岛8种古树在气候变化下的潜在适宜生境分布和环境因子的响应评估,为海南岛古树的管理与保护提供参考。
以海南岛树龄≥300 a的8种古树为研究对象,筛选相关环境变量,通过MaxEnt模型预测8种古树在当前和未来气候条件下的潜在适宜生境变化和关键影响因素。
1)8种古树的训练AUC平均值均>0.9,表示预测准确性极高。2)人口密度分布是多种古树适宜分布的重要影响因子,且该因子的贡献率与置换重要值较高。不同古树还受到各自特定的气候、土壤等因子的共同作用。3)当前气候条件下,黄葛树Ficus virens在海南岛的适宜生境范围最广,约为20 248.36 km2,其次为秋枫Bischofia javanica(16 367.39 km2),杧果Mangifera indica和酸豆Tamarindus indica的适生区域则在8种古树中相对狭窄。4)在未来气候情景下,古树的潜在适宜生境变化区域基本集中于原有适生区域的边缘。古树损失、增益和周转较高的区域主要集中在海南岛的东北部和西南部等沿海市县。
使用优化的MaxEnt模型能够较好地模拟出海南岛8种古树对气候变化的响应。人类活动与自然环境对古树的长期生存具有综合影响。研究结果可为海南岛古树资源的可持续保护提供科学参考。
系统分析我国南亚热带植被恢复过程中,不同树种配置模式下各类树种的适应性、生长状况,以及植物多样性,为深入理解南亚热带植被重建与恢复进程中的群落演替机制、科学开展树种选择与优化配置提供理论依据和实践支撑。
引入多类适宜树种,配置了树种选择模式(树种配置Ⅰ)、多树种混交兼珍贵树种模式(树种配置Ⅱ)、针阔叶树混交模式(树种配置Ⅲ),以及种植枫香Liquidambar formosana、木荷Schima superba 2个树种的对照模式(CK)共4种,设立固定样地,于2012年(造林前)、2016年(造林4 a后)、2024年(造林12 a后)开展持续性植物群落调查,全面记录植被生长状况、物种组成及群落结构变化。
1)经过人工造林近12 a的植被恢复,初期种植的63个树种中最终保留35个,其中保存率高、适应较好的树种有楠木Phoebe zhennan、土沉香Aquilaria sinensis、火力楠Michelia macclurei等17个;所有保留树种中,生长速度最快的为马尾松Pinus massoniana,平均树高、胸径分别为8.7 m、17.1 cm;以马尾松为主的树种配置Ⅲ(针阔混交林)表现突出,其种植树种的胸高断面积是对照模式(CK)的5.2倍,种植树种的平均树高(7.4 m)、平均胸径(12.6 cm)均显著高于其他几种配置模式。2)植被恢复试验后12 a,物种组成丰富,其中木本植物77种,草灌木30种。马尾松的重要值最大,为48.89,在群落中占据绝对优势,是该群落的优势种和建群种,其次为木荷、红锥Castanopsis hystrix等树种。野生树种中,重要值最大的为桃金娘Rhodomyrtus tomentosa(21.60),其次为湿地松Pinus elliottii、黄牛木Cratoxylum cochinchinense等树种;草灌层植物组成中,芒萁Dicranopteris dichotoma占全部灌草重要值的78.0%。3)乔木树种的Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、均匀度指数(J)分别为0.942 9、4.841 1、1.121 3,草灌为0.154 5、0.706 8、0.207 8,整体呈现出较高的植物多样性水平。
在南亚热带植被恢复的树种选用过程中,需慎重选用园林树种和外引树种,若经济树种用于植被恢复且与其他树种随机混交而不经营,难以实现预期的经济收益目标。针对退化较严重的生态系统,植被恢复过程中选用先锋树种马尾松,同时混交乡土阔叶树种,可以快速推进植被重建与恢复进程。植被恢复12 a后,初步形成了物种丰富、结构稳定的乔灌草森林群落。
在全球气候变化与生物多样性丧失的背景下,理解生物多样性与森林生态系统稳定性对维持生态平衡和生态系统服务功能至关重要。传统研究多聚焦于单一功能或稳定性指标,难以揭示生态系统发生动态变化的机制。生物多样性主要通过功能冗余和异步性响应环境波动等机制提升多功能性,进而增强生态系统对干扰的抵抗力与恢复力,即生态系统稳定性。然而,生物多样性、多功能性与生态系统稳定性关系受到多种因素的交互影响,其内在机理仍不清楚。本文系统梳理了森林生态系统稳定性作为关键纽带的“生物多样性-稳定性-多功能性”协同框架;生物多样性与稳定性之间存在互补效应、选择效应、正反馈作用、负反馈作用等机制;多功能系统通过功能冗余、功能多样性、功能协同与权衡以及空间异质性和时间动态性等方面来提升生态系统稳定性;生物多样性和多功能性与生态系统稳定性之间的关系表现在地上-地下互作、多营养级网络等关键机制。通过增加生物多样性和多功能性来提升生态系统稳定性,以应对气候变化等因素,对推动生态系统保护、恢复与可持续发展具有重要的理论与实践价值。
研究蘑菇渣添加对黄金尾矿基质改良效果及其对植物生长状况的影响,并筛选出对黄金尾矿具有良好适应性和耐性的植物品种。
针对黄金尾矿存在养分极度匮乏、保水保肥能力差、物理结构欠佳、重金属过量累积、现有修复植物以草本为主等问题,选取栾树Koelreuteria paniculata、夹竹桃Nerium oleander、泡桐Paulownia fortunei、火炬树Rhus typhina、欧洲丁香Syringa vulgaris、银叶金合欢Acacia podalyriifolia为供试植物,以蘑菇渣(SMC)为改良剂,比较100%黄金矿渣(CK)、90%矿渣+10%蘑菇渣(S1)和80%矿渣+20%蘑菇渣(S2)3种基质的理化性质,以及植物在不同基质中的生理生化特征与重金属吸收、转运差异。
1)尾矿土壤中加入蘑菇渣后,含水率提升了4.21~16.53个百分点,总孔隙度提高了12.39~25.44个百分点,有机质含量和阳离子交换量分别较对照提升了66.55%~100.35%和36.71%~63.24%。2)与对照组比较,改良组植物在长势、生物量、株高增量、叶绿素含量、重金属吸收量及转运系数上整体表现更优;但在改良组内部,不同植物种类的表现呈现出差异性。3)总体来看,泡桐、夹竹桃与栾树展现出较强的重金属耐受能力,尤其是夹竹桃,其S2处理下综合表现最优,运用TOPSIS综合评价法对各生理生化指标进行综合评估,获得了最高的评分。
蘑菇渣的添加可改良尾矿土壤孔隙结构,改善透水通气条件,有效提升土壤肥力。改良组植物的生长发育情况普遍要优于对照组。综合各生长与生理指标,夹竹桃在S2处理(80%矿渣+20%蘑菇渣)下表现最优,可作为改良黄金尾矿的优势修复植物。
研究宁夏罗山混交群落植物各器官、凋落物、土壤生态化学计量特征及养分再吸收率与利用率,以揭示混交群落养分分配和利用策略,为罗山植被保护和合理经营提供科学依据。
以宁夏罗山高山灌木混交群落、浅山灌木混交群落、针叶混交群落、针阔混交群落4种典型混交群落为研究对象,探讨植物叶、枝、根、凋落物,以及土壤C、N、P含量及其化学计量比的差异和相关关系,分析植物各器官与土壤间的耦合关系和内稳性特征,明晰各混交群落C、N、P养分再吸收率和利用率。
1)各混交群落C含量在根中最低,N、P含量在叶中最高。碳氮比(C/N)在叶中最低,碳磷比(C/P)在枝中最高,氮磷比(N/P)在根中最低。2种灌木混交群落植物P含量低于2种乔木混交群落,而C/P、N/P高于乔木混交群落。2)针阔混交群落凋落物C/N显著高于高山灌木混交群落(F=7.72,P<0.05)。3)2种乔木混交群落土壤C、C/P(F=33.44,P<0.05;F=47.64,P<0.05)以及针叶混交群落土壤N、N/P(F=17.76,P<0.05;F=55.00,P<0.05)均显著高于2种灌木混交群落。4)植物各器官、凋落物、土壤的P含量两两之间均呈显著正相关(P<0.05)。坡位和坡向对各组分生态化学计量特征的影响较大。叶、枝、根的P、C/P、N/P均为敏感型。5)2种乔木混交群落的N、P再吸收率高于2种灌木混交群落。各混交群落P的养分利用率高于N和C。
2种灌木混交群落的生长主要受P元素限制,而2种乔木混交群落的生长主要受N元素限制。P元素在各组分间联系紧密,且利用率较高。
系统分析香椿基因组中SSR序列的分布模式及特征,批量开发高效的分子标记,为香椿种质资源鉴定、遗传多样性分析、遗传图谱构建及分子标记辅助育种等提供理论依据和技术支持。
基于已公布的香椿品种‘黑油椿’参考基因组序列,利用MISA软件对基因组中1~6核苷酸重复的SSR位点进行搜索,分析其分布模式及特征,结合Primer 3.0软件和电子PCR进行批量SSR引物设计。随机选取20对SSR引物在6份香椿材料中进行PCR扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检验引物的有效性和多态性。
在全基因组28条染色体上共鉴定到308 421个SSR位点,平均每1.92 kb出现1个SSR位点,各染色体间SSR分布频率差异较小。其中,单核苷酸和二核苷酸为主要重复类型,分别占SSR总数的59.23%和31.08%。共检测到979种不同的SSR基元类型,其中A/T、AT/TA和AAT/ATT为优势基元,基因组SSR序列中A、T碱基占绝对优势。香椿基因组SSR序列长度为10~1 218 bp,各核苷酸重复类型长度越长,SSR位点数量越少。根据SSR位点侧翼的保守序列成功设计104 813对SSR引物,随机合成20对SSR引物,有18对能扩增出符合预期的条带,有效扩增率为90.0%;其中9对引物的扩增产物表现出多态性,多态性比例为50.0%。
本研究揭示了香椿基因组中SSR的分布特征,并批量开发了一系列SSR引物,为后续香椿遗传育种及相关研究提供了丰富的分子标记资源。
克隆暴马桑黄三萜类化合物合成下游途径中关键CYP6620B1基因的全长cDNA,并对其进行生物信息学分析和真核表达分析,以期为阐明暴马桑黄三萜生物合成途径机制及提高三萜产量提供理论依据。
采用qRT-PCR技术检测CYP6620B1基因在暴马桑黄菌丝体、原基、子实体等不同发育阶段的转录水平。采用PCR扩增技术获得目的基因的cDNA序列全长,采用生物信息学在线软件分析其蛋白的理化性质和空间结构。采用LiAC/PEG法获得重组酿酒酵母菌株INVSc/pYES2-CYP6620B1,并采用酶标仪法检测其总三萜含量。
CYP6620B1基因在暴马桑黄不同发育阶段的转录水平呈现先上升再下降的趋势,与已报道的暴马桑黄中总三萜含量的变化趋势相吻合,提示其可能参与三萜合成调控,进而克隆获得了CYP6620B1基因cDNA全长,为1 629 bp,编码542个氨基酸,不具有信号肽和跨膜结构,亚细胞定位于细胞质和内质网;系统进化分析结果表明,暴马桑黄CYP6620B1蛋白和牛樟芝蛋白同源性最高;分子对接结果显示,CYP6620B1蛋白与羊毛甾醇的结合能最低并具有良好的对接构象;CYP6620B1基因成功在酿酒酵母菌株INVSc中实现表达,且重组酿酒酵母菌株INVSc/pYES2-CYP6620B1中总三萜含量显著高于对照菌株。
成功克隆得到可能参与暴马桑黄三萜合成途径的CYP6620B1基因,并对其进行分析,为深入探究该基因在暴马桑黄三萜生物合成途径中的功能奠定了基础。
当前丘陵山地竹材集材运输下山面临装备匮乏、运输难度大的行业问题,现有运输设备尤其索道式运输设备多由木材索道简单改造而来,存在运输效果不稳定、架设周期长、安全保障不足等问题,设计了一种专用于山地竹林的移动式竹材索道集材运输装备。
采用模块化设计方式,完成移动主机、运输跑车及各工作索等核心部件建模与控制系统设计,结合关键机械结构有限元分析及运输过程的运动学和动力学仿真,完成整套装备的研制与优化。选取运输速度、跑车与竹材总质量、索道倾斜角为考察因素,通过二次回归正交旋转组合试验开展验证分析。
三因素对竹材运输安全性的影响程度由大到小依次为:索道倾斜角、跑车与竹材总质量、运输速度。当索道倾斜角低于25.7°、跑车与竹材总质量小于600 kg、运输速度低于4.0 m/s时,设备能够将竹材安全运输至路边转运点。
当索道倾斜角为16.3°~21.0°、跑车与竹材总质量为400~550 kg、跑车速度为2.6~3.2 m/s时,运输过程安全系数较高,可实现山地竹材高效运输,满足现场应用需求。同时,该装备具备移动便捷、拆装轻便的突出优势,运输跑车可实现边工作边充电,续航能力强,大幅提升山地作业连续性。研究可为丘陵山地竹材运输下山提供一种新的思路和技术装备。
为了提高棉秸秆人造板的板材强度,优化棉秸秆制人造板热压成型工艺,以破碎筛分后的棉秸秆木质部、改性脲醛胶为主要原料制备人造板材,探讨粒径大小、施胶量、胶黏剂固含量、热压温度、热压压力、预压时间、热压时间7个因素对人造板性能的影响,确定显著影响因素及最优工艺参数。
以板材内结合强度(Internal Bonding Strength,IB)为试验指标,采用Plackett-Burman试验筛选出影响板材内结合强度的显著因素;在Plackett-Burman试验结果基础上采用最陡爬坡试验,确定显著影响因素的最佳参数范围;开展3因素3水平Box-Behnken试验,构建二次多项式回归模型并开展方差分析,基于响应曲面分析关键工艺参数的交互作用及其显著性,得出最佳工艺方案并进行试验验证。
1)显著影响板材内结合强度的因素依次为施胶量、热压温度及热压压力。2)利用Design-Expert V13.0优化得到的最佳工艺参数为粒径大小0~1 mm、施胶量13%、胶黏剂固含量45%、热压温度150 ℃、热压压力8.8 MPa、预压时间2.5 h、热压时间9 min,此热压工艺参数下制得的棉秸秆人造板内结合强度为0.64 MPa,模型计算理论值为0.65 MPa,试验值与理论值误差为1.54%。
响应面模型准确可靠,该研究结果可为棉秸秆制人造板制板工艺研究提供参考。
通过测度全国、核心发展区及重点拓展区的油茶安全韧性水平,衡量油茶不同产区和不同省份的空间分异程度,探索影响油茶韧性水平的障碍因素,为推动油茶产业高质量发展和有效提升油料油脂整体安全水平提供科学依据与实践路径。
构建油茶安全韧性综合指标,综合运用熵值法、泰尔指数、ArcGIS自然间断点分级法等对全国15个油茶生产省(区、市)2010—2022年油茶安全韧性水平的空间分布特征、差异及演变趋势进行研究,利用障碍度分析探索制约油茶安全韧性水平提升的影响因素。
1)全国油茶总体韧性水平均值持续增长,不同产区及各省份安全韧性水平也呈现上升态势,油茶抵御风险和对抗冲击的能力显著增强。截至2022年,2个省份成为油茶安全高度韧性省份,12个省份成为油茶安全中度韧性省份。2)中国油茶安全韧性的泰尔指数呈现先下降后上升的“U”字形变化,省域的油茶安全韧性差距存在进一步扩大的情况且主要是由区域内差异造成的。3)产运销鲁棒性、产业协作性、科技进步性以及林业投资完成额、财政科技支出、油茶种植面积等对全国及两大产区油茶安全韧性水平提升的影响较大。
全国及两大产区的油茶安全韧性水平均不断提升,但省域油茶安全韧性差异呈现进一步分异的态势。因此,实施区域协同发展与精准施策、靶向破解关键障碍因子、强化全产业链协同联动与市场驱动是提升油茶安全韧性的关键举措。
系统分析森林康养环境因子的时空变化特征及其对人体舒适度的影响,评价其康养功能,为祁连山国家公园入口社区森林康养产业发展提供理论依据,拓宽祁连山生态产品价值实现路径。
以祁连山青海云杉Picea crassifolia林为研究对象,通过小气候监测(温度、湿度、风速)、空气质量指标(PM2.5、PM10、空气负离子浓度)的定量测定,结合气候舒适度模型(综合舒适度指数,S)与Pearson相关性分析,揭示青海云杉林康养功能的季节性分异规律。
1)小气候因子呈现显著的日动态与月际差异,其中7—8月温度18~24 ℃、湿度45%~65%、风速低于1 m/s的组合最符合人体舒适需求。2)PM2.5浓度为2.08~12.43 μg/m3,PM10浓度为25.35~54.56 μg/m3,均低于国家一级标准限值,空气质量优良。3)空气负离子浓度(1 340~2 610个/m3)在夏季达到峰值,且与温度(r=0.524,P<0.05)、风速(r=0.390,P<0.01)呈显著正相关,与PM2.5(r=-0.361,P<0.01)及湿度(r=-0.370,P<0.01)呈负相关。
综合环境小气候、舒适度和空气质量的评价表明,祁连山青海云杉林具有康养功效且效果显著,且7月上旬至8月中旬为最优康养期(S≤4.55,Ⅰ级),该时段兼具最优气候舒适度(Ⅰ级)与空气质量(空气负离子浓度Ⅰ级+PM2.5一级),能够提供优质的森林康养环境。