东北沼泽湿地土壤中氨氧化微生物活性和丰度研究

为了研究东北典型沼泽湿地——三江湿地和扎龙湿地表层土壤中氨氧化微生物的活性和丰度,采用氯酸盐抑制亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)和氨苄青霉素抑制氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)以及荧光定量PCR的方法,分析了生长季和非生长季氨氧化微生物的活性和丰度的关系。结果表明:在不同类型的湿地土壤中,pH值显著地影响湿地土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)的潜在氨氧化活性(Potential ammonia oxidation activity,PAO)(P0.01)。AOA的丰度值与PAO_(AOA+AOB)呈显著正相关(r=0.96,P0.05),而与PAO_(AOA)不存在相关性(P0.05)。三江湿地的毛苔草和小叶章土壤中的PAO_(AOA+AOB)、PAO_(AOA)、AOA丰度与AOB丰度,并无显著差异。研究表明植被的差异并没有影响土壤中氨氧化微生物的潜在氨氧化活性以及氨氧化微生物的丰度,但在抑制AOB活性之后毛苔草土壤中的PAO出现了显著的下降(P0.05),表明AOB在毛苔草土壤中的氨氧化过程中发挥着重要作用。     

基于机载LiDAR的单木结构参数及林分有效冠的提取

【目的】基于机载激光雷达(LiDAR)数据提取单木树冠三维结构参数(树冠顶点位置、树高、冠幅和冠长),并在此基础上对林分有效冠进行提取,为进一步研究林分尺度上的有效冠结构及其动态提供依据,以更好掌握并改进林业经营措施。【方法】采用一定规则下的局部最大值窗口搜索树冠顶点,进行单木树冠顶点探测和单木树高提取;以树冠顶点为标记,利用标记控制分水岭分割算法提取单木冠幅;采用垂直方向点云高程检测方法获取枝下高位置,提取冠长;在标记控制分水岭分割出的树冠边界,提取树冠接触高,取平均值作为该样地的林分有效冠高。【结果】树冠分割正确率为88.5%;结合样地实测参数对提取值进行相关性分析,树高R~2=0.886 2,冠幅R~2=0.786 4,冠长R~2=0.800 0,树高、冠幅和冠长精度分别为90.34%、86.80%和89.90%;同一林分内单木接触高相对比较稳定,对提取的林分有效冠高进行单因素方差分析,无显著差异。【结论】基于机载LiDAR数据,采用可变大小的动态窗口搜索局部最大值点,能提高单木结构参数的提取精度;利用树冠顶点标记控制分水岭算法,将高空间分辨率航片作为辅助数据,可完成较高精度的单木冠幅提取;垂直方向点云高程检测方法可提取单木冠长;LiDAR点云数据可对林分有效冠进行提取,在同一林分中,不同样本数量对接触高提取的变异性影响不大,有效冠高大致相同。机载LiDAR数据具有良好的单木树冠三维结构参数提取能力,能够满足现代林业调查对单木结构参数提取的需要,实现对林分有效冠的提取。     

异速生长模型的误差结构和误差函数

【目的】基于异速生长模型,构建兴安落叶松和樟子松立木材积模型,分析材积模型的误差结构和误差函数。【方法】采用Ballantyne(2013)提出的似然分析法判断兴安落叶松和樟子松立木材积模型的误差结构。为了对比,利用S-PLUS软件的广义非线性GNLS模块拟合非线性模型。针对模型拟合产生的异方差现象,采用误差方差函数(固定方差、指数函数、幂函数和常数加幂函数)消除异方差。采用确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、绝对误差(Bias)和平均相对误差(MRE)对立木材积模型精度进行综合比较分析。【结果】1)经似然分析法判断,兴安落叶松和樟子松立木材积模型的误差结构是相乘的。2)为了描述立木材积模型构建过程中产生的异方差现象,将固定方差、指数函数、幂函数和常数加幂函数加入到立木材积模型中,所有方差函数都能降低材积模型的异方差性。幂函数消除兴安落叶松材积模型的异方差效果最好,常数加幂函数消除樟子松材积模型的异方差效果最好。3)非线性(相加误差结构)及线性(相乘误差结构)拟合和检验统计量的比较表明,对于两树种,相加和相乘立木材积模型拟合评价指标非常接近,具有相加误差结构的立木材积模型的拟合和检验精度略高于相乘误差结构的立木材积模型。【结论】兴安落叶松和樟子松立木材积模型的误差结构是相乘的。根据非线性及线性模型的拟合和检验评价指标对比发现,对数转换的线性模型并没有表现出绝对优势,而非线性回归却略优于对数转换的线性回归。本文并没有给出绝对和一致的结论,如果模型的预测是最重要的,建议对比非线性和对数转换的线性模型,选择精度较高的误差结构。针对兴安落叶松和樟子松立木材积模型的详细对比分析,建议选择非线性回归分析,即相加的误差结构。     

风速对蒙古栎阔叶床层两个重要失水时间的影响

风是森林火险预报中必不可少的因子,会加快降低可燃物含水率,使可燃物更容易被引燃。雨后不燃变为可燃所需的时间和其后使蔓延速率倍增所需的时间是火险预报需要提供的。这两个时间受风速影响很大,但现有研究还没有给出直接的答案。因此,在室内条件下控制温度和相对湿度不变,在不同风速条件下研究蒙古栎床层失水时间的变化,结果表明,风速对蒙古栎阔叶床层失水速率有显著的影响。在温度近20℃,湿度近0.2 g·g~(-1)的条件下,风可以改变可燃物雨后从不燃到可燃及林火蔓延速率倍增的时间。风速超过2 m·s-1可使一般条件下可燃物以后不燃变为可燃所需时间缩短一半,使蔓延速率倍增所需时间减少1/2以上。失水时间受风速的影响可用二次抛物线来表征。     

毛乌素沙地樟子松林恢复过程的土壤有机质含量变化特征

为明确毛乌素沙地樟子松林恢复过程的土壤有机质含量变化特征,采用时空互代的方法,以裸地为对照,选择立地条件相似的分别种植于1960s,1970s,1980s的樟子松林土壤作为研究对象,研究了林下土壤有机质含量随恢复年限的变化规律和垂直变化特征,并进一步分析了其丰缺度。结果表明:(1)不同恢复年限樟子松林土壤有机质含量呈现随土层深度的增加逐渐降低的现象,即具有明显的表层富集特征。(2)随着林龄的增加樟子松林中土壤有机质含量变化存在先增加后减小的变化趋势,但变化幅度逐渐减小。(3)相比于裸地,研究区不同恢复年限樟子松林均提高了土壤有机质含量,但总体上土壤有机质含量仍处于缺乏水平。     

ANEPⅢ毒蛋白的表达调控及其抗虫效果的生物测定

蝎体内产生一系列毒素蛋白,ANEPⅢ是其中一种。试验构建重组表达载体pPIC9K-ANEPⅢ,将质粒pNJUTRXA-ANEPⅢ转化大肠杆菌BL21,通过IPTG诱导目标蛋白ANEPⅢ,并用Tricine-SDS-PAGE电泳进行定性分析,检测得到8000 kD目的蛋白。通过电转化的方法将pPIC9K-ANEPⅢ转入毕赤酵母宿主菌GS115中,筛选得到一株耐受2.0 mg/mL G418表型为His⁺Mut⁺的菌株。经0.5%的甲醇诱导,取不同诱导时间的表达上清液进行Tricine-SDS-PAGE电泳分析,确认7800 kD毒性目的蛋白已经获得分泌表达,在诱导72 h时表达量最高。对ANEPⅢ基因的原核与真核表达产物进行提取、初步纯化后进行了抗虫试验。结果表明,原核表达产物没有显示出生物活性,真核表达产物具有较好的生物学活性。浓度为1 mg/mL的真核表达产物,喂食舞毒蛾2龄幼虫5 d后,校正死亡率达37.9%,幼虫食叶量下降50%。黄粉虫的生物测定结果表明,喂食1 mg/mL的真核表达产物5 d后,黄粉虫幼虫的校正死亡率为20%。     

落叶松毛虫对茉莉酸甲酯处理长白落叶松苗的行为反应

目的通过外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理长白落叶松对落叶松毛虫寄主选择行为影响的研究,明确外源茉莉酸甲酯的诱导落叶松抗虫作用,为生态防治落叶松食叶害虫提供理论依据。方法本实验利用昆虫行为测定法,研究落叶松毛虫对不同浓度茉莉酸甲酯处理2年生长白落叶松苗的行为反应。结果茉莉酸甲酯诱导处理的松苗对落叶松毛虫雌虫具有很强的驱避作用,迫使其将大量卵产在对照处理松苗上;落叶松毛虫在用1、5或10mmol/L MeJA处理松苗上产卵量与对照相比分别减少47.21%~77.03%、43.18%~55.46%或71.80%~80.08%;落叶松毛虫雌虫对1、5或10mmol/L MeJA处理松苗的嗅觉反应率分别比对照降低49.24%、59.71%或43.68%~61.24%;而高浓度茉莉酸甲酯处理对落叶松毛虫嗅觉及产卵选择的影响更强。结论茉莉酸甲酯处理的长白落叶松明显影响落叶松毛虫雌虫的产卵和嗅觉选择行为,且存在浓度依赖关系,诱导影响持续3~5d。      

大果沙棘溃疡病病原菌的鉴定及生物学特性研究

对大果沙棘溃疡病的症状、病原菌形态学特征、致病性测定以及生物学特性进行了研究。根据病原菌的形态特征鉴定为壳梭孢属葡萄生壳梭孢（Fusicoccum viticolum）。室内外的回接试验结果表明,壳梭孢菌是大果沙棘溃疡病的病原菌。通过生物学特性研究,壳梭孢菌生长的适宜温度为25~28℃,最佳为25℃,最佳pH值为7.5,全光照条件下生长速度较快,生长的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为牛肉膏。     

纳米二氧化硅在涂料中的应用及其增强木材表面特性的构想

对纳米二氧化硅表面的改性方法及其与涂料作用的结合方式和机理做了详细概述。重点介绍了纳米二氧化硅在各种涂料中的应用现状,根据纳米二氧化硅能有效改善涂料的性能,提出了纳米二氧化硅增强木材表面涂饰特性的设想,最后就纳米二氧化硅涂料应用于木材表面改良展望了其发展前景。     

营养液培莴苣硝酸盐含量的控制方式与效果

以不同的营养液配方、营养液的不同浓度以及结合供营养液和断营养液对莴苣生长发育、产量、硝酸盐含量的影响进行研究,结果表明:不同的营养液配方、营养液的不同浓度对莴苣生长发育、产量的影响不大,对硝酸盐含量影响差异显著.断营养液间隔1周采收可有效地降低硝酸盐的积累,对产量影响不大.