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林业科学
中国林学会
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中国林学会

沈国舫

月刊

1001-7488

linykx@forestry.ac.cn

010-62889820

100091

北京万寿山后中国林学会

林业科学/Journal Scientia Silvae SinicaeCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国林学会主办的、代表中国林业科技最高水平的学术刊物，创刊于1955年。主要刊登林业领域的最新科学研究成果，反映我国林业科技水平及进展，评述学术动向，开展学术讨论。内容包括森林培育、森林生态、林木遗传育种、森林保护、森林经理、野生动物保护与利用、园林植物与观赏园艺、经济林、水土保持与荒漠化治理、林业可持续发展、森林工程、木材科学与技术、林产化学加工工程、林业经济及林业宏观决策研究等方面，以学术论文、研究报告、综合述评为主，还有学术问题讨论、研究简报、科技动态、新书评介等栏目。从1999年起，开始刊登附中文摘要的英文论文。 从2009-01-01起，作者需登录投稿。
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    长白落叶松人工林优势高广义代数差分生长模型

    罗光成何潇雷相东吴璧芸...
    1-12页
    查看更多>>摘要：[目的]以长白落叶松人工林为研究对象,探究不同立地类型的立地质量差异,实现从立地分类到立地分级,精准评价长白落叶松人工林立地质量.[方法]基于吉林省一类调查和二类调查固定样地数据,采用广义代数差分法构建林分优势高生长差分模型.通过偏相关分析筛选对长白落叶松优势高生长具有显著影响的主导立地因子并形成立地类型(ST),应用K-Means算法对立地类型聚类形成立地类型组(STG),分别以ST、STG作为随机效应构建优势高生长混合效应模型,引入指数函数、幂函数、常数加幂函数消除异方差,采用一阶自回归、复合对称和自回归移动平均3种结构考虑自相关性,选出最优混合效应模型,根据立地类型组30年生的优势高进行立地分级.[结果]最优差分模型M1.1的调整决定系数(R2a)为0.865,相对均方根误差(rRMSE)为7.756％.对林分优势高具有显著影响(P＜0.01)的立地因子(偏相关系数)为海拔(0.379)、土层厚度(-0.247)、腐殖质层厚度(0.190)、坡位(0.113)、坡度(0.067),前3项为主导立地因子,形成45个立地类型.45个立地类型聚类形成5个立地类型组,考虑立地类型组的混合效应模型M1.7最优,赤池信息准则(AIC)为4402.492、贝叶斯信息准则(BIC)为4 451.014,相较M1.1的AIC和BIC分别下降7.42％、7.04％.利用M1.7将5个立地类型组划分为5个立地等级,30年生的优势高依次为18.7、17.6、16.2、14.4和12.8 m.[结论]Richards、Korf、Hossfeld较其他基础模型更适宜推导差分模型;海拔、土层厚度、腐殖质层厚度是影响长白落叶松优势高生长的主导立地因子;获得立地类型与立地等级的对应表.

    广义代数差分法长白落叶松混合效应模型立地质量评价

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    基于改进像元三分模型的植被覆盖度提取及时空变化分析

    张凡仇天昊李欣悦张姝茵...
    13-26页
    查看更多>>摘要：[目的]引入DBSCAN聚类算法和QuickHull凸包检测算法,提出一种自适应端元特征值提取(AEEE)算法,解决像元三分模型中纯净像元指数结合二维散点图(PPI-2DSP)算法依赖人工圈选特征像元候选区的问题,利用AEEE算法评估神木市的光合植被覆盖度(fPV)、非光合植被覆盖度(fNPV)和裸土覆盖度(fBS),并分析其时空变化,验证算法的有效性,为该地区生态环境评价和植被覆盖度变化规律研究提供参考.[方法]以Landsat系列卫星遥感影像为数据源,首先对遥感数据进行预处理,然后计算像元的归一化植被指数(NDVI)和干枯燃料指数(DFI),通过以下4个步骤获取特征像元候选区:1)应用随机采样模块减少数据规模;2)采用DBSCAN算法聚类,去除离群数据,得到最大簇;3)利用QuickHull算法计算凸包,构建特征三角形边界;4)计算由凸包点集中 3个点所构成的最大面积三角形顶点,分别以3个顶点为中心,取端点阈值(θ)范围内区域作为特征像元候选区.预处理的影像经最小噪声分离变换减少计算量后,采用PPI算法计算纯净像元指数,利用特征像元候选区提取纯净像元指数大于5的纯净像元,将这些像元的NDVI和DFI算术平均值作为端元特征值代入像元三分模型计算fPV、fNPV和fBS,并分析其时空变化.[结果]AEEE算法提取的神木市2000-2022年端元特征值与PPI-2DSP算法选取的端元特征值相近,相对误差平均值约7.35％;将其应用于像元三分模型,估算得到神木市的fPV和fNPV,与传统方法相比年平均误差分别为4.79％和5.05％,符合精度要求.在时间层面上,2000-2022年神木市的fPV和fNPV总体呈波动增长趋势,分别以年平均0.52％和0.22％的速率增长;在空间层面上,2000-2022年神木市的fPV和fNPV呈东南增长快速、西北增长缓慢的趋势,其中fPV主要以增加(39.8％)和基本不变(28.0％)2种变化强度等级为主.[结论]AEEE算法适用于对光合植被、非光合植被和裸土 3种端元特征值的自适应提取,能够解决PPI-2DSP算法依赖人工圈选特征像元候选区的问题.

    像元三分模型植被覆盖度Landsat自适应端元特征值提取算法陕西省神木市

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    基于风云四号静止气象卫星数据的大兴安岭林区近地表气温遥感估算

    孙忠秋叶昕
    27-34页
    查看更多>>摘要：[目的]基于我国新一代风云四号B星(FY-4B)静止气象卫星遥感数据,采用集成学习算法构建大兴安岭林区近地表气温遥感估算模型,以提供空间连续的近地表气温图像,为大兴安岭森林火灾风险评估、植被干旱预警和生态环境评价等提供数据支撑与决策辅助.[方法]选取大兴安岭林区周边20个气象站点的监测数据作为近地表气温真值,结合FY-4B静止卫星遥感数据,根据影响近地表气温的热力学原理,分别构建地表参数(包括地表温度和地表反照率)、地形参数(包括坡度、坡向和地面高程)和时空信息(包括经纬度和观测时间)组成参数特征集.经时空匹配和归一化等预处理后,采用梯度提升决策树集成学习算法构建大兴安岭林区近地表气温遥感估算模型.将参数特征集数据按7:3比例随机分为训练集和测试集,利用气象站点实测近地表气温数据对训练得到的模型进行精度验证.将训练得到的模型应用于大兴安岭林区近地表气温估算,以获取林区完整的近地表气温空间分布.[结果]估算模型训练集的整体均方根误差(RMSE)为1.393 ℃,测试集的整体RMSE为1.621℃,模型未出现过拟合与欠拟合现象,80％的测试误差小于2.0℃,能够比较准确估算大兴安岭林区近地表气温.在近地表气温估算模型中,权重最大的特征参数为地表温度,监测时间、地表反照率、纬度和高程等也是重要的影响参数.估算模型用于实际林区气温制图任务中,可有效获取林区完整的近地表气温空间分布.[结论]结合气象站点实测近地表气温与FY-4B静止卫星遥感数据,能够有效获取间隔时间短、空间分布连续的近地表气温图像,有效弥补仅利用地面气象站点测量值导致数据缺失的不足,对人迹罕至、难以布设站点的森林深处等区域,不仅可降低气温监测成本与难度,还能进一步提升监测效率与精度.

    近地表气温林区静止卫星集成学习大兴安岭

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    基于13C示踪的2个杉木家系幼苗光合碳分配动态

    杨梦佳邹显花郭志娟彭钊...
    35-46页
    查看更多>>摘要：[目的]探究2个杉木家系幼苗在不同CO2浓度下对外源碳的固定及其光合碳在不同器官中的运输与分配规律,为揭示杉木固碳及光合碳分配策略对CO2浓度升高的响应机制提供理论依据.[方法]以南方林区广泛种植的洋口 No.020和No.061杉木幼苗为对象,设置对照CO2浓度(400±50)μmol·mol-1(C400)及CO2浓度分别升高到(800±50)μmol·mol-1(C800)和(1 000±50)μmol mol-1(C1 000)这 3 个 CO2 浓度梯度,利用 13C 标记法对不同浓度 CO2进行标记,量化示踪标记后不同阶段各杉木家系幼苗固定的光合碳在各组织器官的流向和分配,分析幼苗净光合速率、各器官生物量分配比例及生长差异,阐明不同CO2浓度条件下各杉木家系幼苗的固碳能力及光合碳的体内分配规律差异.[结果]在不同CO2浓度处理下,各杉木家系幼苗的各组织器官的13C分配和生物量分配比例均大致呈现叶＞茎＞根的规律.随着CO2浓度增加,各杉木家系幼苗的净光合速率与各器官δ13C值总体上随之增加;No.020加快对根的13C运输,表现为处理1天后,C800与C1 000处理下根的13C分配比例分别较C400处理增加50.40％和109.63％.CO2处理浓度亦影响各杉木家系幼苗的光合碳分配策略,进而改变生物量分配.30天后,相较C400处理:C800与C1 000处理下的No.020地上部13C分配比例分别增加了 6.23％和6.03％,No.020茎的13C分配比例分别增加了 39.50％和 50.31％(P＜0.05),No.061 根系 13C 分配比例分别增加了 22.40％和 70.26％(P＜0.05),No.061茎的13C分配比例分别减少了 2.45％和15.10％(P＜0.05);C1 000处理下No.061茎的生物量分配比例减少12.44％,根的生物量分配比例增加5.22％.[结论]正常大气CO2浓度下,No.020杉木幼苗具有更强的代谢转运能力.CO2浓度升高促进2个杉木家系幼苗提高净光合速率,增加光合碳合成,促进No.020杉木幼苗加快对光合碳的向下运输,并影响2个基因型杉木的光合碳分配策略,其中,No.020倾向于向地上部尤其是茎中储存光合碳,而No.061倾向牺牲茎的光合碳分配以增加根系光合碳供给.

    13C标记杉木不同家系CO2浓度升高光合碳分配

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    氮肥喷施时间对'凤丹'牡丹小枝生物量分配及养分利用的影响

    刘兴巧马晓蕾马慧丽张楠楠...
    47-57页
    查看更多>>摘要：[目的]通过叶面施氮的方法探究氮肥的喷施时间对油用牡丹养分利用特性的影响,为解决我国油用牡丹栽培中氮肥利用效率低、生产人工成本高等问题提供参考.[方法]以长势均匀的10年生'凤丹'牡丹为研究对象,于显蕾期至种子收获期每隔15天利用智能微喷灌进行叶面喷施,生长期内总施氮量为450 kg.hm-2,选用尿素为唯一氮源,尿素溶液浓度为5g·L-1,设置4个氮肥喷施时间,3:00-4:00(T1)、7:00-8:00(T2)、14:00-15:00(T3)、19:00-20:00(T4).研究一天中的不同氮肥喷施时间对油用牡丹'凤丹'生育进程中干物质积累,氮、磷、钾养分吸收情况以及利用规律的影响.[结果]1)不同氮肥喷施时间处理下,植株小枝总生物量随着生育期递进逐渐增加,各时期营养器官与生殖器官生物量积累在T3处理有最大值(P＞0.05).2)随着生育期递进,植株干物质分配比例表现为营养器官逐渐降低,生殖器官逐渐增加并于120天时达到最高,其中生殖器官分配以T3最高(P＞0.05),2022年和2023年花后30天时生殖器官干物质分别占总干物质的15.95％～25.81％和15.36％～18.92％,至120天时可达34.78％～45.78％.3)叶片氮磷钾含量随生育期递进逐渐降低,小枝茎的氮、磷含量先升高后降低,钾含量持续降低,生殖器官氮磷钾含量先降低后升高;叶片和生殖器官氮、磷、钾积累量逐渐增加,茎的氮积累量变化平稳,磷积累量先增加后减少,钾积累量逐渐增加,各器官不同时期不同处理间具有一定差异.[结论]相同氮肥浓度下,氮肥喷施时间可在'凤丹'不同发育时期影响植株的营养生长和生殖生长,14:00-15:00使用微喷灌设备进行氮肥叶面喷施,更利于植株小枝生物量的积累,该时段处理的植株小枝生物量积累、植株氮磷钾元素积累量、氮素收获指数及氮素利用效率均最高.

    '凤丹'氮肥叶面喷施时间生物量养分利用

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    外源茉莉酸甲酯对红椿苗木干旱损伤的缓解作用及生理机制

    周凡博刘玉民刘亚敏代崇雯...
    58-71页
    查看更多>>摘要：[目的]探究外源喷施茉莉酸甲酯(MeJA)对红椿苗木干旱损伤的缓解作用及其缓解生理机制,确定MeJA提升红椿耐旱性的关键调控因子.[方法]以2年生红椿苗木为材料,采用盆栽控水试验,以叶面喷洒MeJA溶液的方式,探讨MeJA对中度干旱胁迫下红椿生长以及渗透调节、抗氧化和光合等生理过程的缓解作用.[结果]MeJA能缓解干旱对红椿苗木的生长抑制,恢复细胞形态,提高苗高和叶片生长速度;MeJA可促进红椿叶片可溶性蛋白(SP)和淀粉(St)的积累,恢复细胞渗透势;MeJA还可通过提高叶片AsA-GSH循环的效率,增强对活性氧(ROS)的清除能力,降低丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O2-·)、过氧化氢(H2O2)含量,减轻氧化损伤,保护细胞结构和功能,提高红椿苗木的抗旱能力;此外,外源MeJA能够抑制干旱胁迫下红椿叶片叶绿素的分解,增大气孔导度(gs),维持其光合能力.PLS模型的VIP分析进一步表明,SP是影响红椿抗旱性的关键控制因子,其次是O2-·、gs和蒸腾速率(Tr).[结论]外源MeJA主要通过提高干旱胁迫下红椿叶片的渗透调节能力和抗氧化能力,增大气孔导度,改善光合作用,从而有效地缓解干旱胁迫对红椿苗木的损伤,研究结果为红椿抗旱调节物质开发和抗旱栽培提供了一种新的思路.

    红椿茉莉酸甲酯干旱胁迫光合特性生理特性

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    不同板栗品种坚果果皮结构差异及其与腐烂指数的相关性分析

    赖海荣郭素娟
    72-82页
    查看更多>>摘要：[目的]探明不同板栗品种坚果果皮结构特征及与其腐烂指数的相关关系,筛选影响板栗腐烂的重要果皮结构指标,为板栗耐腐种质资源评价、筛选和科学贮藏提供参考依据.[方法]以种植于河北省迁西县的6个板栗品种('荔波早栗''八月红''明拣''泰栗1号''燕山早丰'和'大板红')坚果为试验材料,进行180天低温(0～2℃)贮藏试验,每隔30天调查坚果腐烂情况.在贮藏前取完好果,贮藏中取腐烂果的果皮进行固定,采用石蜡切片法观察不同板栗品种坚果的果皮结构及差异、贮藏期间腐烂果果皮的结构变化,并对完好果、腐烂果的果皮结构指标与腐烂指数进行相关性分析.[结果]1)不同板栗品种在贮藏期间的腐烂程度存在显著差异.'明拣''泰栗1号''燕山早丰'和'大板红'较耐贮藏,腐烂指数平均为9.35％,而'八月红'和'荔波早栗'较易腐烂,腐烂指数分别达到23.53％和21.63％;2)不同板栗品种坚果的果皮结构存在显著差异.'明拣''泰栗1号''燕山早丰'和'大板红'的角质层厚,表皮细胞小且形状规则,中果皮层和内果皮层致密性高;'八月红'和'荔波早栗'的角质层薄,表皮细胞较大,'八月红'的表皮细胞层存在明显间隙,'荔波早栗'的表皮细胞层虽较为紧密,但中果皮层和内果皮层致密性差.与完好果相比,腐烂果的角质层厚度显著下降,表皮细胞层、中果皮层和内果皮层间隙率增加,果皮结构致密性显著下降.就品种而言,'荔波早栗'和'八月红'腐烂果的角质层几乎消失,表皮层破坏严重,中果皮层内薄壁细胞的胞壁分解,出现大量空腔,而'明拣''泰栗1号''燕山早丰'和'大板红'腐烂果的角质层仍保持一定厚度,表皮细胞结构仍较为完整,但中、内果皮层出现较多空腔;3)相关性分析表明,腐烂指数与完好果和腐烂果的角质层厚度均呈显著负相关(P＜0.05),与表皮细胞层间隙率和中内果皮层间隙率呈显著正相关(P＜0.05),与表皮细胞长宽比呈负相关,与其他指标无明显相关性;4)基于角质层厚度、表皮细胞长宽比、表皮细胞层和中、内果皮层的细胞间隙大小4个指标,利用隶属函数法综合评价发现,6个板栗品种的耐腐性由强至弱排序为'明拣'＞'泰栗1号'＞'燕山早丰'＞'大板红'＞'荔波早栗'＞'八月红'.[结论]板栗果皮的角质层厚度、表皮细胞长宽比、表皮细胞层和中、内果皮层的细胞间隙大小与腐烂发生密切相关,以上4个指标可作为判定板栗坚果耐腐性的重要参考.

    板栗腐烂指数坚果果皮解剖结构角质层

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    红锥生长性状的全基因组选择与优良子代早期评选

    魏瑞研张卫华徐放林元震...
    83-91页
    查看更多>>摘要：[目的]开展红锥全基因组选择(genomic selection,GS)研究和优良子代早期评选,对快速选育优良新品种具有重要意义.[方法]以红锥全分布区内226个无性系和覆盖23个半同胞家系的479株子代为试验材料,通过高通量重测序获取基因型分型数据,针对生长性状开展GS研究,采用5折交叉验证法评估5种GS模型和10种SNPs数量对GS预测准确性的影响;基于GS预测模型估计候选群体的基因组估计育种值(genomic estimated breeding value,GEBV),采用布雷金多性状评定法进行优良子代个体的早期综合评选.[结果]训练群体中,胸径性状的变异系数为22.73％,大于树高(17.13％),它们之间呈极显著正相关(r=0.63,P＜0.001);树高和胸径在种源间均存在极显著差异(P＜0.001).参考群体和候选群体经重测序分型、数据质控后,每个个体得到790 877个SNPs,这些SNPs较均匀地分布在红锥基因组上.基于基因组最佳无偏估计(genomic best linear unbiased prediction,GBLUP)模型,训练群体树高和胸径的广义遗传力分别为0.52和0.48,不同标记SNPs数量对遗传力估计影响很小.在五种GS模型中,树高GS预测准确性最高的是Bayes B模型(0.21),胸径则是Bayes ridge regression(BRR)模型(0.06);贝叶斯模型预测准确性要优于GBLUP模型,但它们之间差异不显著.对于10种SNPs数量,在0.5～5 K阶段,GS预测准确性先升高,随后达到平台期.树高性状调用Bayes B模型,胸径性状调用BRR模型,对红锥候选群体各性状GEBV使用布雷金多性状综合评定法评选出15株优良子代个体,树高、胸径GEBV均值分别比参考群体均值提高了 7.0％和 5.2％.这些子代个体具体为 4 438、4 468、4 407、4 388、4 052、4 461、4 390、4 389、4 410、4 399、4 460、4467、4212、4044、4 459和4 020,主要来自F5和F29两个家系.[结论]本研究建立了红锥的GS预测模型,并依据候选群体GEBV进行了优良个体的早期评选,为后续红锥优良新品种的快速选育奠定了技术和材料基础.

    红锥基因组选择生长性状早期选择SNP

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    木麻黄速生抗风害性状的育种值预测与优良个体的初步选择

    李茂瑾
    92-100页
    查看更多>>摘要：[目的]以台风袭击后的木麻黄国际种源试验林为研究对象,以速生抗风性为主要选育目标,开展短枝木麻黄抗风种质的评价和优良个体的选择.[方法]以澳大利亚林木种子中心引进的10个国家23个种源109个家系的10年生短枝木麻黄种源试验林作为材料,基于"杜苏芮"台风袭击后灾害调查数据,利用基于BLUP的混合线性模型方法对生长性状、遗传力和育种值进行测定和估算,并结合折干率、倒伏率、保存率和台风受损程度对短枝木麻黄优良家系和优良个体进行综合选择.[结果]不同家系间树高、胸径、材积和保存率差异达极显著水平(P＜0.001),冠幅达显著水平(P＜0.01),倒伏率、折干率、受损程度差异不显著(P＞0.05).除了保存率外,木麻黄基因库的其他性状家系遗传力都小于单株遗传力.以材积育种值大于0、剔除保存率小于平均值的家系和入选率为20％为标准,筛选了 22个速生优良家系,其树高、胸径、单株立木材积和冠幅能获得的遗传增益分别为18.27％、23.2％、49.9％和24.3％;采用单株材积育种值为正且入选率为10％为标准,筛选了 106株优良个体,树高、胸径、单株立木材积和冠幅能获得的遗传增益分别为21.0％、44.4％、101.8％和38.5％,可提供木麻黄第1代种子园建园材料并充实核心生产群体.[结论]台风袭击后不同木麻黄家系生长性状差异显著,具有较强选择潜力.根据材积性状育种值结合保存率筛选出22个优良家系和106株优良个体,可作为进一步遗传改良的材料.

    木麻黄基因资源抗风害育种值选择

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    猕猴桃溃疡病生防菌群的构建及其生防效应

    尹志诚顾佳颖李南羿张昕...
    101-110页
    查看更多>>摘要：[目的]从猕猴桃本体分离获得生防细菌构建生防菌群,明确浙江临安猕猴桃溃疡病病原菌的类群,探究生防菌群的生防效应,为猕猴桃溃疡病的防治提供新思路.[方法]从浙江临安猕猴桃种植区分离溃疡病菌并鉴定;基于健康、发病猕猴桃枝条内生菌的宏基因组测序比较和R语言分析,以该病菌为靶标分离生防细菌,构建生防菌群;通过离体共培养和活体接种试验,验证菌群的生防效应.[结果]1)浙江临安的猕猴桃溃疡病由丁香假单胞菌猕猴桃致病变种HY-05引起.枝条内生菌的宏基因组测序结果表明,与发病的猕猴桃植株相比,健康的猕猴桃枝条内部细菌群落之间更易形成积极的互作关系.2)基于R语言分析,从猕猴桃健康植株分离获得病原菌HY-05的拮抗菌株红树林动球菌ZC-3和蒙氏肠球菌ZC-5,以及ZC-3的益生菌嗜根寡养单胞菌ZC-6,构建成生防菌群.3)离体共培养试验结果表明,各供试菌株均能抑制菌株HY-05的生长,其中以ZC-3、ZC-5和ZC-6构建的生防菌群效果最佳,抑制率达100％;植株活体试验中,添加各生防菌组合的处理均可不同程度抑制猕猴桃溃疡病的发生,其中以ZC-3、ZC-5和ZC-6构建的生防菌群处理效果最佳,防治效果达56.00％,与发病对照相比差异极显著(P＜0.01).[结论]发生自浙江临安的猕猴桃溃疡病由丁香假单胞菌猕猴桃致病变种引起,从猕猴桃植株内分离获得的生防菌株构建的生防菌群经离体和活体实验证实具有实际生防效应.

    猕猴桃溃疡病宏基因组测序R语言生防菌菌群构建生防效应

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