期刊,中南林业科技大学学报 2024年卷5期_国家学术搜索

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期刊信息/Journal information

中南林业科技大学学报

主　　编：吴晓芙

出版周期：月刊

国际刊号：1673-923X

电子邮箱：xb-csfu@163.com

电　　话：0731-85623395，85623278

邮政编码：410004

地　　址：湖南长沙市韶山南路498号中南林业科技大学期刊社

中南林业科技大学学报/Journal Journal of Central South University of Forestry & TechnologyCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是中南林学院主办的自然科学学术期刊，中国林业核心期刊，全国优秀高校学报，湖南省一级期刊。是中国科技论文统计源期刊，中国科学引文数据库来源期刊，中国学术期刊综合评价数据来源期刊，万方数据——数字化期刊群，中国学术期刊（光盘版）入编期刊。其文摘和文章被《中国林业文摘》、《中国生物文摘》、《竹类文摘》、《中国林业科技文献数据库》、《中国生物学文献数据库》等收录。

正式出版

收录年代

基于超参数优化随机森林算法的森林生物量遥感反演

熊向阳杨小周赵银超李伟坡...

102-111页

查看更多>>摘要：[目的]准确地估测森林地上生物量(above ground biomass,AGB)对大区域森林资源调查和管理至关重要,机器学习算法能实现森林AGB高精度估测,但超参数的设置能直接影响模型效果.为了提升模型的构建效率和预测精度,研究通过构建超参数优化的机器学习算法进行森林AGB估测,并比较不同超参数下的模型误差变化.[方法]以西藏自治区江达县天然林为研究对象,利用森林资源调查数据提取实测森林AGB数据,结合Sentinel-2多光谱影像提取遥感变量.采用逐步回归法和Boruta法分别进行遥感变量筛选,构建多元线性回归模型、支持向量机模型和随机森林模型进行森林AGB反演.此外,对支持向量机模型和随机森林模型进行超参数优化,以提高模型反演精度.[结果]1)随机森林模型在所有反演模型中实现了最佳的估测精度,模型决定系数达到了 0.63,同时实现了最低的均方根误差和相对均方根误差,分别为 28.06 t/hm2 和 23.03%.均方根误差相比多元线性回归模型和支持向量机模型分别降低了 22.2%和 12.1%.2)超参数优化可以有效地提高模型估测精度.通过分析不同参数组合下的误差变化趋势,确定最佳的参数组合,能有效地降低模型估测误差.3)较高的森林AGB值主要分布在东部、南部和东南部地区,中部地区和北部部分地区森林AGB值较小.超参数优化的随机森林模型森林AGB反演结果与研究区实际森林分布情况具有较好的一致性,整体反演效果较好.[结论]利用超参数优化的随机森林模型结合Sentinel-2 遥感影像能实现较好的森林AGB反演效果,能为森林资源动态监测提供有效参考.

关键词：

森林地上生物量哨兵二号Boruta随机森林超参数优化

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万方数据

五大连池火山黑桦叶性状对生境因子的响应

谢立红黄庆阳曹宏杰杨帆...

112-124页

查看更多>>摘要：[目的]五大连池火山生境植物在土壤水分和营养物质等严重缺乏的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生存策略,研究单种植物叶性状对生境因子的响应,对深入了解火山生境植物生长限制因素及养分利用策略意义重大.[方法]以五大连池 6 座火山黑桦为研究对象,测定 7 项叶性状和 9 项土壤指标,采用Pearson和冗余分析法分析黑桦叶性状特征及其与生境因子的关系.[结果]1)叶片磷含量(LPC)、叶片钾含量(LKC)、叶片碳磷含量比(LC/P)和叶片氮磷含量比(LN/P)这4种叶性状在6座火山间都有显著差异,老黑山的LPC显著偏高,LC/P和LN/P显著偏低,黑桦叶性状的变异系数除LKC外都小于 30.00%.2)6 座火山黑桦同时具有同速和异速这两种叶性状间的权衡关系,以幂函数异速生长规律为主;黑桦叶性状叶片面积(LA)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片碳含量(LCC)、叶片氮含量(LNC)、LKC、LC/P、叶片碳氮含量比(LC/N)和LN/P在分化中起到主要作用.3)冬季降水(PCW)是影响叶性状气候条件的主导因子,对LA、LC/P、LN/P、LC/P和LCC都产生显著的正效应,对LC/N、LPC和LDMC都产生显著的负效应.铵态氮(A-N)、速效磷(A-P)和全钾含量(TKC)为影响叶性状土壤养分的主导因子,A-N对LCC、比叶面积(SLA)和LDMC产生显著的正效应,对LA产生显著的负效应;A-P对LDMC产生显著的负效应;TKC对LC/N和LDMC产生显著的正效应.[结论]6 座火山黑桦叶性状受火山喷发的特殊性、坡向、气候条件和土壤养分等因素的共同影响,叶性状间以同速和异速两种权衡关系来实现其对火山生境有限资源的最佳利用,黑桦生长过程中同化碳的营养利用效率较低,氮元素和速效磷对其生产力起限制性作用,钾元素对养分元素的保存能力等起到显著正效应.

关键词：

五大连池火山生境黑桦叶性状生存策略

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万方数据

长白山北坡施业区植被变化及其驱动力分析

孙悦刘琪璟

125-133,166页

查看更多>>摘要：[目的]检测长白山北坡植被的变化趋势,分析植被分布与不同因素之间的关系以及森林干扰的变化情况,以期更加全面地揭示天然林资源保护工程前后研究区植被的变化情况,为评价天然林资源保护工程实施效果及制定植被资源恢复措施和生态环境保护政策提供科学依据.[方法]基于Google Earth Engine(GEE)地理数据分析云平台,使用1987-2020年的Landsat遥感数据,采用归一化植被指数(NDVI)、归一化燃烧率(NBR),结合Sen-Theil趋势分析、Mann-Kendall检验、地理探测器和LandTrendr变化检测算法,分析了白河林业局的植被覆盖时空分布特征及变化趋势,结合年均温、年平均降水量、海拔、坡度、林种和森林类型数据,研究了不同因子对植被覆盖空间分布特征的影响,并进一步分析了不同年份的森林干扰情况.[结果]1)1987-2020年研究区总体NDVI呈现提高趋势,在 2000 年大部分地区呈现不显著下降的趋势,而天保工程实施后研究区NDVI整体呈现上升趋势,尤其是初期提高趋势最为显著;2)温度和降水量对于NDVI空间分布的解释力最强,其次是森林类型和海拔;3)1987-2020 年研究区的年干扰面积总体呈现出波动下降的趋势.2000 年前森林干扰较为频繁,2000 年开展天然林资源保护工程后森林干扰面积明显下降,且森林干扰主要发生在研究区中部以及北部部分区域,南部的落叶针叶林区域在研究时间内未观察到明显的干扰现象.[结论]近30 年来长白山北坡植被总体呈现改善趋势,且天然林资源保护工程在植被改善以及降低干扰方面均发挥了重要作用.

关键词：

天然林资源保护工程植被动态地理探测器LandTrendr森林干扰

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万方数据

间伐强度对天然红松阔叶林土壤胞外酶活性及其化学计量比的影响

姜雨希申方圆周思雨刘月...

134-143页

查看更多>>摘要：[目的]研究不同间伐强度下红松阔叶林土壤胞外酶活性和化学计量比的变化,探讨间伐强度对土壤养分循环的影响,有利于红松阔叶林的可持续经营和生态功能的稳定.[方法]以吉林省长白山林区内的天然红松阔叶林为研究对象,选择 4 个间伐强度(CK,0%;LT,14%;MT,27%;HT,41%),测定并分析土壤养分、土壤胞外酶活性及其化学计量比,通过胞外酶矢量分析、相关性分析和冗余分析(RDA)揭示间伐强度对红松阔叶林土壤胞外酶活性及养分限制的影响.[结果]间伐显著降低了磷(P)获取酶活性(ACP),显著提高了碳(C)、氮(N)获取酶活性(CBH、BG、NAG、LAP),且随着间伐强度的增加,C、N获取酶均呈现出先升高后降低的趋势,在中度间伐达到最大.土壤EC∶P(0.99)和矢量长度(0.92)在重度间伐处较高,EC∶N(1.15)和矢量角度(57.21°)在未间伐处较高,表明土壤微生物在重度间伐和未间伐下分别具有较强的碳和磷限制.土壤铵态氮与C获取酶(CBH、BG)活性、EC∶N、EC∶P、矢量长度呈显著正相关关系(P＜0.001),与P获取酶(ACP)活性显著负相关(P＜0.01).土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷、有机质是调控土壤胞外酶活性随间伐强度变化的重要因子.[结论]适宜的间伐强度可以提高土壤胞外酶活性,改善土壤微生物养分限制,促进土壤生物化学循环过程,研究结果可以为深入探讨间伐对天然次生林的养分循环和资源限制等研究提供理论支撑,为红松阔叶林的经营管理提供科学依据.

关键词：

间伐强度红松阔叶林土壤胞外酶活性养分限制

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万方数据

不同海拔铁心杉天然群体的叶表型变异

谢功良何功秀李家湘巩亚梅...

144-155页

查看更多>>摘要：[目的]揭示不同海拔梯度下铁心杉天然群体的叶表型多样性及其变异规律,探究叶表型性状与海拔气候的相关关系,为铁心杉种质资源的收集、保护与利用提供科学依据.[方法]以湖南小溪国家级自然保护区内的铁心杉天然群体为研究对象,运用巢氏方差分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法,对来自4 个不同海拔铁心杉天然群体的12 个叶表型性状开展研究.[结果]除叶宽外,有11 个叶表型性状在群体间和群体内存在显著(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01),变异较为丰富;随着海拔的升高,不同海拔铁心杉天然群体间的叶表型变异整体呈现降低趋势,变异系数最高和最低的群体分别为Pop1(18.52%)、Pop4(13.95%);群体内的表型分化系数(77.46%)大于群体间的表型分化系数(22.54%),表明群体内变异是铁心杉变异的主要来源,群体分化程度属于中等水平.相关性分析表明,随着海拔的升高,针叶厚、比叶面积、比叶重与温度呈极显著负相关关系(P＜0.001),与降水量呈极显著正相关关系(P＜0.001),这表明铁心杉的针叶为了适应环境表现出胁迫耐受策略.利用Ward.D2层次聚类法对铁心杉群体进行聚类分析,4个不同海拔铁心杉天然群体可划分为 4 个类群.[结论]随着海拔的升高,铁心杉群体叶表型多样性整体呈现下降趋势,且与海拔气候因子显著相关.群体间和群体内均存在较为丰富的表型变异,但以群体内变异为主.

关键词：

铁心杉天然群体叶片性状表型多样性生态因子

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万方数据

基于SSR标记的黑老虎种质资源的遗传多样性和遗传结构

李思广陈少瑜付玉嫔尹艾萍...

156-166页

查看更多>>摘要：[目的]揭示黑老虎5个群体70份种质资源的遗传多样性水平和遗传结构状况,为种质资源评价、保护及利用提供理论依据.[方法]用筛选出的17对引物进行所有样本SSR-PCR扩增,扩增产物经毛细管电泳后采用GenAlex v6.502、Ntsys V2.2及Structure 2.3.4等软件进行遗传多样性和遗传结构分析.[结果]17对引物的70份样本中共检测到147个等位基因,平均每对引物扩增出8.647个等位基因.17个位点的Shannon信息指数(I)平均值为1.421,期望杂合度(He)平均值为0.648,多态信息指数(PIC)平均值为0.612.5个群体中马关群体(MGH)的遗传多样性最高,I和He分别为1.070和0.544.群体遗传分化系数(Fst)平均值为0.323,有32.3%的变异来源于群体间.分子方差分析(AMOVA)显示群体间方差分量比为28.8%,群体间的遗传变异占总变异量的28.8%.17个位点群体内近交系数(Fis)的平均值为0.161(Fis＞0),黑老虎存在较强的近亲交配,5个群体中只有广西群体(GXH)Fis＜0.基因流(Nm)为0.876,属中等水平.UPGMA聚类和STRUCTURE分析将70份黑老虎种质资源划分成了3个类群:类群Ⅰ由来自MGH的样本资源组成,类群Ⅱ主要由屏边群体(PBH)的样本资源组成,类群Ⅲ主要由GXH、贵州群体(GZH)及湖南群体(HNH)的样本资源组成.[结论]黑老虎种质资源具有丰富的遗传多样性,群体间存在极高的遗传分化,遗传变异主要来源于群体内的个体.大部分种质的遗传背景比较单一,同一群体的不同种质遗传组分基本相同.在黑老虎育种及资源保护和开发工作中,应在尽量涵盖全部群体类别的基础上,特别重视遗传多样性丰富的群体以及各群体内不同类型个体的选择、保存和利用.

关键词：

黑老虎种质资源SSR标记遗传多样性遗传结构

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万方数据

青冈栎原花青素合成基因的鉴定与分析

曹睿彬杨俊杰罗常莎姜小龙...

167-180页

查看更多>>摘要：[目的]对青冈栎原花青素(缩合单宁)合成基因进行鉴定及生物信息学分析,可为青冈栎果实资源开发利用和品种改良奠定分子基础.[方法]基于已公布的青冈栎全基因组测序数据,利用生物信息学方法对原花青素合成基因进行鉴定,并分析其蛋白质序列、染色体定位、种间共线性、基因结构及系统发育关系.[结果]青冈栎中 11 种原花青素合成基因有 42 个家族成员,分布在 11 条染色体上;蛋白质理化性质在具有多拷贝数的QgPAL、QgC4H、Qg4CL、QgF3′H基因家族成员间存在差异;Qg4CL8、Qg4CL14、Qg4CL17、QgF3'H2、QgC4H4 蛋白具有 2～3 个跨膜区域,表明这些蛋白可能在细胞内外信号转导中发挥重要作用;基因家族成员在栎属中进化比较保守,通过栎属古老的全基因组复制及串联重复和片段重复扩张;QgPAL2～QgPAL6 和Qg4CL15 基因分别与拟南芥中参与原花青素合成的AtPAL1～2 和At4CL3 聚为同一分支,可能在原花青素生物合成中发挥重要作用;Qg4CL基因家族在系统发育树中进化出新的分支,其家族成员表现出基因结构的多样性,并在 4CL基因的高度保守基序中发生氨基酸位点的突变,推测这些基因可能因进化出新功能而被保留下来.[结论]青冈栎原花青素合成基因通过多种复制方式进行扩张,复制基因在栎属中相对保守,在青冈栎中表现出理化性质、蛋白结构和进化模式的多样化.采用生物信息学方法分析了原花青素合成基因的特征和进化模式,这为深入解析栎属植物单宁合成机制奠定了分子基础.

关键词：

青冈栎原花青素合成基因生物信息学进化特征

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灰毡毛忍冬花器官发育相关LmSOC1基因克隆及表达分析

龙丽君马英姿曾慧杰李昌珠...

181-190页

查看更多>>摘要：[目的]克隆灰毡毛忍冬MADS-box家族基因SOC1(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO 1),对其进行生物信息学和表达模式分析,为探究灰毡毛忍冬花冠不开放机制奠定理论基础.[方法]基于花蕾型灰毡毛忍冬转录组数据,筛选到开花调控基因LmSOC1 的Unigene序列并克隆全长cDNA序列,通过生物信息学分析和实时荧光定量PCR技术分析编码蛋白特性和不同品种中LmSOC1 基因的表达特异性,最后将LmSOC1基因插入到原核表达质粒载体pTOPO-D1 中,并在表达宿主BL21(DE3)中进行蛋白表达.[结果]LmSOC1基因包含645 bp的ORF区,LmSOC1蛋白不含信号肽、无跨膜区,为稳定的亲水性蛋白.系统进化树分析表明,LmSOC1 蛋白与黄花蒿、榴莲、可可等的SOC1 蛋白亲缘关系更近.实时荧光定量PCR分析表明,在 2 个花蕾型灰毡毛忍冬品种的花蕾和叶片中均检测到LmSOC1 基因的表达,而叶片中表达量明显高于花蕾.同时,在早期花蕾中LmSOC1 基因的表达量高于晚期花蕾,在'金翠蕾'品种中这一表达差异极显著(P＜0.01).最后成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达出重组蛋白.[结论]通过对LmSOC1 基因的克隆和表达分析发现,该基因可能在灰毡毛忍冬花器官发育过程中发挥重要作用,为进一步研究该基因在植物花发育中的生物学功能奠定了基础.

关键词：

灰毡毛忍冬MADS-boxLmSOC1基因克隆表达分析原核表达

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林果冷链物流系统的三主体共生演化关系

王忠伟邓欣怡庞燕

191-202页

查看更多>>摘要：[目的]针对林果产品冷链物流各环节的联系不够紧密、各参与主体缺乏有效衔接互动的现状,构建林果冷链物流参与主体理想共生模式的实现路径,推动林果冷链物流参与主体资源共享和优势互补,进一步提升各参与主体的市场竞争力,实现三者的共生共赢、互惠互利,从而助推我国林业高质量发展.[方法]构建了林果产品冷链物流系统两主体和三主体的Lotka-Volterra动态演化模型,探究两主体和三主体在不同共生模式下的平衡点和稳定条件,并且通过数值仿真分析两主体和在此基础上引入的三主体共生演化趋势,讨论冷链物流提供商的加入对林果产品冷链物流系统内部共生关系的影响.[结果]发现林果产品冷链物流两主体和三主体的共生演化结果及均衡稳定条件是由共生作用系数所决定的;林果产品冷链物流系统两主体的共生模式由于运输技术等约束其发展,难以实现整体的互惠共生,两主体共生演化的最大环境容量均小于引入了冷链物流提供商的三主体共生演化的最大环境容量;林果产品冷链物流参与主体的最终稳定规模达到最大的模式是三主体互惠共生模式,冷链物流提供商的引入能够显著提升林果产品经营主体和林果产品需求者的规模,三主体互惠共生模式是林果产品冷链物流系统共生演化的最佳状态,是真正意义上的互惠共生.[结论]为促进林果产品冷链物流三主体互惠共生模式的形成,林果冷链物流参与主体在提高自身竞争力的同时也要注重创新性和服务水平;地方政府应采取平衡各参与主体发展的综合调控对策,协调三方之间的关系;中央政府应积极完善市场的标准化建设,提供良好的外部环境,以此促进其互惠共生关系的形成.

关键词：

林果产品冷链物流Lotka-Volterra模型三主体共生演化

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韧性视角下湖南省生态与区域发展时空演化及影响机制

欧林之宋明星焦胜

203-214页

查看更多>>摘要：[目的]生态文明建设是区域可持续发展的重要基石,区域整体发展与生态系统之间的协调对提高区域韧性具有重要的引导意义.通过对湖南省地级市生态系统与区域发展的耦合协调水平的时空分异分析,揭示影响地区协调发展差异和发展制约因素,为湖南省生态可持续、区域稳定协调发展提供参考路径.[方法]从韧性视角出发构建生态系统—区域发展协调理论框架与指标体系,采用线性加权综合评价和耦合协调度分析了2010-2020年湖南省生态系统与区域发展水平的时空演变,然后基于地理探测器、主成分回归分析、障碍度模型等方法进一步对两者耦合协调发展的影响机制进行探究.[结果]2010-2020年湖南省各市州的生态系统—区域发展的综合评分、耦合协调度均处于上升趋势,大致呈现"U"字形空间格局.在地区发展差异上,随着省域综合发展由东向西梯级推进,2020年耦合协调度形成东高西低的空间格局,发展差异先增后减,洞庭湖区的生态系统和大湘西地区的区域发展评分仍为四大板块最末.在系统协调上,湖南省十年间从濒临失调发展提升为初级协调发展,然而生态系统的增长仍滞后于区域发展,大部分地区生态系统未充分发挥生态基底优势.[结论]这十年间湖南省综合发展水平总体趋向均衡,但长株潭地区和大湘西地区差距依然明显.韧性视角下,生态网络和城市活动联系网络的协同发展有助于提升区域耦合协调度水平.人均绿地面积、生态连通性、城市夜间活力与耦合协调度提升具有较强关联,生态连通性、固体废弃物综合利用率、人均实际使用外商投资额则是重要阻碍因子.

关键词：

耦合协调生态网络可持续发展时空特征湖南省

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