摘 要:竹材因其生长周期短、可再生性强及优异的材料性能,被认为是替代木材、石油基塑料,甚至钢材的重要生物资源。竹材的宏观性能取决于其多尺度结构与组分的协同作用,系统解析竹材多尺度结构特征是实现其增值利用的前提。本文系统综述了近10余年来竹材结构与应用研究领域的最新进展,重点概述了竹材细胞壁层结构、孔隙结构、细胞壁组分分子结构的主要特征,以及组分间的相互作用,总结了竹材不同细胞组织结构与性能的关系,提出了竹纤维和薄壁细胞细胞壁新的多尺度结构模型;同时,系统评述了竹材由整竹应用到竹纤维与薄壁细胞精准利用的研究进展;最后,针对当前研究中存在的不足,展望了竹材细胞壁组分相互作用解译、竹纤维与薄壁细胞功能化应用等方面的发展方向。
摘 要: 【目的】解析红锥种子园自由授粉子代家系叶功能性状的遗传变异规律及基因型与环境互作效应(G×E),筛选出关键环境驱动因子,为红锥精准遗传改良与推广提供理论依据。【方法】以广西玉林、柳州和南宁3个试验点的33个5.5年生红锥自由授粉子代家系(母本源自5个地理种源)为材料,测定叶功能(形态、生理)性状,采用巢式方差、因子分析、BLUP-GGE联合分析,系统解析红锥叶功能性状遗传变异规律和G×E效应。
摘 要:【目的】解决当前森林资源调查中人工实测获取数据效率低下的问题。【方法】以大兴安岭地区天然林为研究对象,获取无人机激光雷达(Unmanned aerial vehicle laser scanning,ULS)与手持激光雷达(Handheld laser scanning,HLS)点云数据,进行轨迹解算、滤波与噪声剔除后,使用3D Harris算法提取关键点实现粗配准,进一步利用迭代最近点(
摘 要:【目的】探讨油茶林在不同生长阶段的高光谱特征与环境因子之间的关系,以期为丘陵区油茶林磷素亏缺诊断提供光谱阈值,进而推动油茶林的精准施肥和科学管理。【方法】将研究区内240株油茶划分为12块样地,测定春梢期、果实膨大期和盛花期3个关键生长期的冠层高光谱数据及地形与土壤因子,并基于国家地球系统科学数据中心获取气候因子数据;选取并计算13个植被指数,结合环境因子构建结构方程模型,量化不同环境因子对油茶冠层光谱特征的影响,揭示其内在关系及空间分布特征。【结果】春梢期、果实膨大期和盛花期油茶冠层高光谱反射率分别为0~0.413、0~0.532和0~0.683,各时期光谱波段与土壤养分因子之间均呈显著相关性。其中,归一化植被指数(NDVI)、光化学植被指数(PRI)、增强植被指数(EVI)、优化土壤调节植被指数(OSAVI)与植物衰老反射指数(PSRI)构建的SEM模型拟合度较好,拟合指数分别为0.94、0.92、0.83、0.90和0.83。油茶冠层光谱特征主要受气候和土壤养分因子的显著直接影响,地形因子作用不显著,主要通过土壤养分因子产生间接效应;温度、降水量、蒸发量、氮素、磷素对油茶冠层光谱的影响显著。【结论】样地内气候、地形与土壤养分因子共同影响油茶冠层光谱特征,其中气候和土壤养分因子起核心作用,地形因子起间接作用。本研究可为油茶规模化种植与精准经营提供科学依据,为提升土壤养分利用效率与高效栽培技术推广提供实践参考。
摘 要:【目的】探究不同短截修剪方式下成年油茶林春梢叶片生长发育及养分动态特征的变化,为油茶修剪技术的优化应用提供理论依据。【方法】试验地设于江西省吉安市峡江县水边镇峡江县林木良种场,对该地14年生‘长林53号’油茶设置5种短截修剪处理:[45°不留茬(D-X0)、45°留茬1cm(D-X1)、90°不留茬(D-P0)、90°留茬1cm(D-P1)、对照组不修剪(D-CK)],研究其对春梢生长阶段内叶片生长性状、营养元素及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响。【结果】1)不同短截处理下春梢及叶片形态差异显著,其中以D-X0处理效果最为显著;在养分规律上,全氮在D-X0、D-X1及D-P1处理下显著提高,而全磷、全钾在各短截方式下均呈不同程度增幅;中微量元素在各短截处理下规律各异;NSC在各短截方式下均呈积累趋势;2)时间动态上,春梢形态指标在10~30d阶段内呈快速生长趋势,之后趋缓;大量元素、镁(Mg)、铁(Fe)含量均呈先降后升趋势,在30d为含量谷值,钙(Ca)含量持续上升,铜(Cu)含量呈逐步下降趋势,锌(Zn)含量先急剧下降后趋于平缓;NSC呈先升后降趋势,各处理下均在30d为含量峰值;3)由结构方程模型(SEM)可知,D-X0处理通过叶片大量元素和NSC正向影响叶片生长性状。【结论】D-X0处理对叶片生长性状、大量元素及NSC的积累起显著的促进作用,且通过大量元素和NSC正向调控叶片生长。此外,春梢发育及营养物质呈现显著的时序动态,其中30d为关键时间节点。
摘 要:【目的】对5个油茶优系叶片解剖结构和光合特性进行相关性分析及综合评价,探究5个油茶优系叶片解剖结构与光合能力的关系,筛选出光合特性表现最佳的优系,为后续选育良种、栽培推广提供科学依据。
摘 要:【目的】探究元江干热河谷常见木本植物叶功能性状特征之间的相关关系及其系统发育信号,为该区域植物保护提供数据支撑。【方法】采集该区域32种常见不同生活型的木本植物叶片,测定叶面积(LA)、叶干物质含量(LDMC)和比叶面积(SLA)等8个叶功能性状,用t检验分析性状差异,用Pearson相关性分析叶性状的相关性,并检测叶功能性状的系统发育信号。【结果】不同生活型间性状差异显著:常绿树种LA、LCC、LPC低于落叶树种(P<0.05),但LDMC和N:P较高;乔木LA、LT、LCC、LPC高于灌木(P<0.05),而LDMC、SLA和N:P较低。不同生活型植物的部分叶功能性状相关性显著:常绿树种中,LNC和LPC、LDMC和SLA呈正相关(P<0.05),LT和LNC、N:P则呈负相关(P<0.05);落叶树种中,LT与LA、LNC与N:P呈正相关(P<0.05),LT与LDMC、SLA呈负相关(P<0.05);乔木树种的LCC和LNC、N:P正相关(P<0.05);灌木树种的LT与LDMC、LNC和LCC呈正相关(P<0.05)。PCA结果显示,LA、LT、LCC是重要的叶功能性状指标;基于性状组合可将32种植物划分为4个功能组,即高LNC、N:P、SLA组,高LA、LCC、LPC组,高LT组和高LDMC组。所有叶功能性状均能检测到系统发育信号(0
摘 要: 【目的】通过对云南移 [木衣] 果实的表型性状和有效成分进行测定分析, 筛选出优良的变异类型, 为云南移良种选育提供理论依据。【方法】以澜沧拉祜族自治县(以下简写为澜沧县)云南移果实为研究对象, 根果果实大小、形状和颜色将其划分为 12 种变异类型, 并测定总酸、总糖、单宁、黄酮、粗蛋白、维生素 C 和粗纤维 7 种有效成分含量。通过主成分分析、相关性分析、分值赋予法和综合评分法对 12 种类型进行综合评价。
摘 要:【目的】探究根萌复幼措施对刺槐扦插苗叶片生长与生理的影响,为今后生产实践中刺槐复幼体系的建立提供理论依据。【方法】以刺槐根萌条和母树半木质化枝条为繁殖材料进行扦插育苗,设置刺槐1年生播种苗为对照,比较不同繁殖材料所培育苗木的叶片形态与解剖结构、干质量、鲜质量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、光合酶活性及养分生理的差异。【结果】与播种苗和母树枝条扦插苗相比,根萌复幼处理显著提高了刺槐扦插苗叶片的叶长、叶宽、叶周长、叶面积、干质量、鲜质量和叶轴长等,显著降低了叶片上表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片厚度;复幼后的苗木与播种苗相比,海绵组织厚度、叶片紧密度、叶片疏松度、栅海比无显著变化;根萌复幼处理显著提高了刺槐苗光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、 Fv/Fm、 Fv/Fo、NPQ和叶绿素荧光参数,其中一年生根萌条最高;根萌复幼后苗木的果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性较母树枝条扦插苗有显著提高,但与播种苗仍存在显著差异;根萌复幼处理提高了叶片C含量,降低了叶片N、P含量,但C/N、N/P、NSC和淀粉含量及叶片干、鲜质量增加,经根萌复幼后的苗木具有更高的养分利用效率和干物质积累量,其中一年生根萌条最高。【结论】经根萌复幼的刺槐扦插苗具有更强的生长潜力与幼化性,这为刺槐的良种繁育和壮苗培育提供了理论支持。
摘 要: 【目的】研究不同水淹深度在特定水淹时段对实心竹的生理影响, 探究对叶片光合、叶绿素荧光参数以及对抗氧化系统的作用与响应机制, 从生理生态层面揭示实心竹的水淹耐受能力及对水淹胁迫的响应。
摘 要:【目的】探究不同种源降香黄檀幼苗生长节律的遗传变异规律,为其良种选育和高效育苗提供理论依据。【方法】对海南9个种源的一年生幼苗,开展定期苗高和地径观测,利用Logistic生长曲线拟合其年生长过程,并计算最大生长速率(MGR)、快速生长速率(RGR)、速生期生长量(RIG)及速生期占比(PRT)等关键生长参数,结合地理-气候因子进行相关性和聚类分析,利用ASReml-R 3.0程序估计遗传力等遗传参数。
摘 要:【目的】研究生态保护红线区域长期、有效的保护机制对维护生态安全格局、保障生态系统功能和支撑经济社会可持续发展具有重要意义。【方法】以鄱阳湖流域生态保护红线区为对象,通过融合多源遥感数据及地面监测数据,构建“基质性-胁迫风险-野性”生态质量动态监测体系;引入XGBoost机器学习算法对权重阈值进行自适应调整,建立修正生态质量指数;采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall检验、长短期记忆神经网络等方法,系统揭示并预测鄱阳湖流域生态保护红线范围生态环境质量的时空演变规律及未来发展趋势。
摘 要:【目的】植物从衰老组织中重新吸收养分被认为是其适应养分缺乏的一种策略。然而,养分重吸收如何调节植物体内养分元素的平衡仍不清楚,特别是在土壤氮有效性增加的情况下。【方法】研究不同氮添加条件下(对照CK, 0 kg·hm -2 ·a -1 、低氮LN, 50 kg·hm -2 ·a -1 、中氮MN, 100 kg·hm -2 ·a -1 、高氮HN, 150 kg·hm -2 ·a -1 ),南亚热带红锥Castanopsis hystrix人工林绿叶和衰老叶中N、P、K、Ca、Mg含量和土壤养分含量的变化,以及养分重吸收效率及其化学计量比的总体规律和主要驱动因素。【结果】HN处理显著提高了土壤可溶性无机氮(DIN)含量,导致土壤DOC:DIN显著降低,DIN:AP显著升高(P < 0.05),说明长期高氮输入会加剧土壤磷限制。氮添加条件下绿叶和衰老叶的N、P、Ca、Mg浓度均呈上升趋势。MN、HN显著提高了绿叶TN含量,MN显著提高TP含量,LN、HN显著增加Ca含量;LN、MN、HN显著提高了衰老叶TN含量,HN显著提高Ca含量。LN、MN、HN显著降低了氮重吸收效率(NRE);磷重吸收效率(PRE)仅在LN处理下显著降低,氮添加对K、Ca、Mg重吸收效率(KRE、CaRE、MgRE)均无显著影响。此外,衰老叶养分含量与重吸收效率呈显著负相关,表明红锥养分重吸收效率主要受衰老叶养分的调控。【结论】研究结果可为南亚热带红锥人工林养分管理及氮沉降背景下的生态适应性策略提供理论依据。
摘 要: 【目的】探讨林分类型对植物多样性和土壤化学计量特征的影响, 为干旱、半干旱地区人工林营造及植被恢复与重建提供理论参考。【方法】选择油松黄栌混交林、油松蒙古栎混交林、油松柠条混交林、油松山杏混交林、油松五角槭混交林和油松纯林为研究对象, 通过典型样地调查及室内实验, 计算林下植物多样性指数、土壤有机碳 (SOC)、全氮 (TN)、全磷 (TP) 含量和储量及化学计量比。【结果】林分类型显著影响林下灌草植物组成及多样性特征。林下植物种数依次为油松蒙古栎混交林 (39 种)、油松柠条混交林 (38 种)、油松黄栌混交林 (27 种)、油松山杏混交林 (27 种)、油松纯林 (21 种) 和油松五角槭混交林 (20 种); 灌木层以混交树种的更新为主要优势种; 草本层以胡枝子和亚柄薹草为共同优势种。灌木层, 油松蒙古栎混交林植物多样性指数显著高于其他林分; 油松纯林植物丰富度最低, 但均匀度指数较高。草本层, 油松柠条混交林植物多样性指数最高, 油松纯林植物多样性指数与多数林分无显著差异。油松混交林的 SOC、TN 含量和储量显著高于纯林, TP 含量和储量无显著差异。油松蒙古栎混交林和油松黄栌混交林的土壤 C : N 与油松纯林相比无显著差异, C : P 和 N : P 均显著高于油松纯林。主成分分析结果表明, 6 种林分类型综合得分依次为油松蒙古栎混交林 > 油松黄栌混交林 > 油松柠条混交林 > 油松山杏混交林 > 油松五角槭混交林 > 油松纯林。【结论】油松纯林引入阔叶树种有利于林下植物多样性的增加和土壤养分固持。其中油松蒙古栎混交林在物种多样性、土壤养分含量等方面表现最佳, 是生态修复中的理想配置。
摘 要: 【目的】研究南亚热带典型常绿阔叶林的木本植物物种组成与群落结构特征, 阐明其演替特征、物种多样性及发展趋势, 为该区域森林生态系统精细化管理与生物多样性保护提供科学依据。【方法】于广州从化20世纪90年代经采伐后自然恢复形成的次生林内, 设置16个面积为 1200m2 的固定样地, 调查每个样地内所有胸径 (DBH) ?5cm 的木本植物, 系统分析群落的物种组成、多样性特征、径级和垂直结构。
摘 要:【目的】探究人工针阔混交林净生态系统生产力(NEP)的变化特征及其环境调控,阐明北京典型人工针阔混交林生态系统碳汇功能,服务“双碳”目标。【方法】以北京大兴人工针阔混交林生态系统为研究对象,采用涡度相关技术(EC)全年(2023)连续观测其净生态系统生产力;同时,对光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)、空气温度( Ta )、土壤含水量(SWC)等环境因子进行原位同步监测,采用随机森林模型计算环境因子的重要性得分,量化环境因子对人工针阔混交林NEP及碳汇的影响。【结果】能量闭合率为0.72,全年NEP平均日变化和季节变化均为单峰型,NEP峰值(11.95 μmol?m-2?s-1 )出现在生长季(7月),生长季(3—11月)表现为碳汇,其净固碳量为384.83 g?m-2 ;非生长季表现为碳源,净释碳量为1.18 g?m-2 ,全年净固碳量为383.65 g?m-2 ;NEP季节变化呈先增加后降低趋势,其变化主要受PAR、SWC、VPD和 Ta 因子调控(P<0.01);PAR的影响最大,随机森林模型输出重要性得分为56.42,是影响NEP及碳汇的主导环境因子;各环境因子影响阈值分别为400 μmol?m-2?s-1 、0.17 m3/m3 、1.5 kPa和28℃。当SWC<0.1 m3/m3 时,SWC先随 Ta 上升,当 Ta>10°C 时,后随 Ta 下降, Ta 对NEP的间接调控阈值为10℃。【结论】该人工针阔混交林全年表现为中等强度碳汇,PAR是碳汇季节变化的主导调控因子,研究结果可为北京人工针阔混交林生态系统碳汇提升管理提供科学支持,观测数据是校验人工林碳汇模型数据库的重要补充。
摘 要:【目的】揭示祁连山祁连圆柏天然林土壤真菌群落的海拔分布格局及其驱动因素,为祁连山生态环境保护提供土壤微生物学领域的理论依据与科学支撑。【方法】以祁连山地区不同海拔梯度的祁连圆柏天然林为研究对象,运用高通量测序技术对其土壤中的真菌多样性及群落组成进行测定与分析,并进一步探讨影响真菌群落结构的主要因素。【结果】不同海拔高度土壤真菌共有6门、27纲、81目、170科、295属、355种。在门水平分类中,担子菌门Basidiomycota与子囊菌门Ascomycota占据主导地位,成为优势类群,相对丰度分别为0.22~0.66和0.11~0.39。在属水平上,湿伞属Hygrocybe和被孢霉属Mortierella是土壤中的优势真菌。不同海拔间土壤真菌多样性存在显著差异(P<0.05),中、低海拔土壤真菌群落丰富度和多样性显著高于高海拔土壤;土壤真菌群落多样性总体随着海拔升高呈先增大后降低的变化趋势。冗余分析和Spearman分析结果表明,海拔、土壤pH值、SOM、TP、AK和AP是影响土壤真菌群落结构变化及多样性分布格局的关键环境因子。
摘 要: 【目的】通过克隆 BpbZIP36 基因构建植物表达载体, 获得稳定转化白桦转基因植株, 对转基因株系进行干旱胁迫, 探究 BpbZIP36 基因的抗旱功能。【方法】以白桦 cDNA 为模板克隆 BpbZIP36 基因, 对测序获得的 BpbZIP36 基因序列进行生物信息学分析, 构建 pROK2-BpbZIP36 植物表达载体后转入白桦苗中, 得到稳定转化转 BpbZIP36 基因白桦, 对转 BpbZIP36 基因过表达白桦植株及对照进行干旱胁迫, 研究 BpbZIP36 基因的抗旱功能。【结果】从白桦基因组数据库中获得一条 bZIP 基因, 开放读码框全长 1269 bp, 编码 422 个氨基酸。多序列结果显示, 白桦 bZIP36 蛋白与其他各植物中 bZIP 蛋白具有相似性, 都具有保守的 bZIP 结构域。qRT-PCR 研究结果显示, BpbZIP36 基因在根、茎、叶中均有表达, 在茎和叶中, BpbZIP36 基因的表达量在胁迫 72 h 时达到峰值, 而在根中胁迫处理 24 h 时表达量最高, 表明 BpbZIP36 基因能够被干旱胁迫诱导表达。对转基因白桦植株进行干旱胁迫后, 生理指标和组织化学染色分析结果显示: 干旱胁迫条件下 3 个过表达白桦株系的 MDA、 H2O2 含量和相对电导率低于野生型, 细胞膜完整性较好; 过表达白桦的 SOD、POD、CAT 活性、相对含水量高于野生型, 在过表达的 3 个株系中 DAB 染色棕色斑点少、着色轻, 说明过表达的 3 个株系中 H2O2 含量较少, 继而反映出细胞受损程度低, 过表达白桦抗旱能力强于野生型白桦。【结论】BpbZIP36 基因过表达能够提高转基因白桦的抗旱能力。
摘 要:【目的】小叶红豆 Ormosia microphylla 是我国特有的珍稀濒危树种,属于国家一级保护野生植物,具有极高的经济与生态价值。由于种子来源有限,传统的种子育苗方法繁殖系数低,因而组织培养技术成为小叶红豆快速繁殖的重要途径,本研究旨在探讨小叶红豆的组培快繁体系。【方法】以小叶红豆成熟种子为材料进行无菌苗培养试验,筛选出最佳种子消毒方案;以萌发的无菌苗带芽茎段为外植体,采用 L9(33) 正交试验设计筛选出最佳诱导与增殖培养基;在继代培养阶段,分析了不同继代次数对增殖效果的影响;最后,通过生根及移栽试验,筛选出最佳的生根培养基和最适移栽基质。【结果】无菌苗培养的最佳种子消毒方案为保留种皮并用 2% NaClO 溶液消毒 12 min,该条件下未出现污染,无菌苗获得率为 70.37%,褐化率为 23.23%。最佳增殖培养基为 MS+1.5 mg·L -1 6-BA+0.15 mg·L -1 IAA,增殖系数为 5.23,平均芽苗高为 3.59 cm。继代培养中,第 3 次继代的增殖效果最佳,增殖系数为 5.33。最佳生根培养基为 1/2 MS + 0.3 mg·L -1 NAA,生根率 93.33%,平均生根数 3.95 条,平均根长 3.63 cm。以蛭石:珍珠岩(1:1)为基质移栽成活率最高,为 95.56%。【结论】本研究建立了一套较稳定高效的小叶红豆离体快繁技术体系,通过对外植体灭菌、芽诱导与增殖、继代培养和生根移栽等关键环节的试验研究,为小叶红豆种质资源保护与规模化繁殖提供理论依据与技术支撑。
摘 要:【目的】探究竹集成材格栅夹芯板在不同荷载工况下的面外受压性能,为其在现代绿色装配式建筑中的轻量化应用提供理论依据和试验支撑。【方法】以湖南省桃江县楠竹制备的平压竹集成材格栅夹芯板为研究对象,设计了轴向顺纹与轴向横纹2种芯体类型的竹集成材格栅夹芯板试件,在集中荷载、线荷载、面荷载3种工况下开展了面外受压试验,每组各制备3块平行试件,共计18块试件,系统探究其破坏机理与力学性能。
摘 要:【目的】木材密度作为木材品质评价的核心参数,在木材交易和木材加工中受到重点关注。开发高效无损的跨树种木材密度检测技术对林业资源开发和木材高效利用具有重要意义。【方法】以东北地区典型硬阔胡桃楸 Juglans mandshurica 和水曲柳 Fraxinus mandshurica 为研究对象,构建跨树种木材密度近红外光谱传递模型。通过稳定预测特征选择算法(SPFS)得到各个波段的得分排序,基于肘部法则确定波段数目并选出共同波段,引入堆栈自编码器(SAE)作为特征转换机制,结合人工 BP 神经网络预测模型构建跨树种光谱模型传递新方法。【结果】胡桃楸模型经过 SAE 传递后,水曲柳预测集决定系数 R2 从 0.1727 提高到 0.8271,预测集均方根误差 RMSEP 从 0.1801 下降到 0.0493 g/cm3;水曲柳模型经 SAE 传递后,胡桃楸预测集决定系数 R2 从 0.0009 提高到 0.8849,RMSEP 从 0.1878 下降到 0.0329 g/cm3。与传统方法分段直接校正和斜率 / 截距校正算法相比,SAE 在 R2 与 RMSEP 指标上都有大幅度的提升。【结论】基于 SAE 的近红外传递模型可以实现不同树种木材密度的快速高效预测,实现模型在不同树种间的共享,为近红外模型的普适性提供了理论基础与技术支撑。
摘 要:【目的】在全球应对气候变化与推进“双碳”目标的背景下,科学评估省域尺度旅游业碳排放的动态演变、驱动机制及未来演化路径,是制定差异化减排策略的关键。【方法】以湖南省为案例,构建“自上而下”与“自下而上”相结合的混合核算框架,系统测度2006—2025年旅游业碳排放规模与结构;引入拓展的STIRPAT模型,结合岭回归分析解析其关键驱动因素;进而耦合Tapio脱钩模型与多情景模拟分析,研判其达峰路径。