2022 年 8 期目录

  目的  建立基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型用于预测胸径生长,为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林经营管理提供理论依据。  方法  基于内蒙古大兴安岭地区2013、2018年森林资源连续清查数据中的187块兴安落叶松天然林固定样地及样地位置对应的气候数据,运用逐步回归法建立考虑气候因子的传统单木直径生长模型,并在此基础上,加入样地效应构建兴安落叶松单木直径生长混合效应模型。最后,利用独立检验样本数据对基础模型和混合效应模型进行检验。  结果  年平均气温MAT、生长季平均降雨量P_gm是影响该地区兴安落叶松胸径生长量的主要气候因素,二者与胸径生长量均呈正相关。其余显著影响胸径生长量的因子包括初期胸径的倒数（1/DBH）、大于对象木的断面积和（BAL）、每公顷株数（NT）,3个变量都与胸径生长量呈负相关。胸径混合效应模型的决定系数（R2）为0.760 4,平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.386 6和0.486 3 cm2。与基础模型相比,混合效应模型的R2提高了0.321 7,MAE和RMSE减少了0.230 6 和0.267 4 cm2。在模型检验中,混合效应模型也呈现出了较好的拟合效果。  结论  基于气候因子的单木直径生长混合效应模型可以较好地描述内蒙古大兴安岭地区的兴安落叶松胸径生长过程。      

2022 年 1 期目录

  目的  准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型,能够提高林木枯损模型的精度。   方法  以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例,基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型（指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布）,把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去,构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应,并与传统模型的模拟效果进行比较。  结果  研究结果表明,随着单木初始胸径的增加,其枯损的风险降低,生存率提高;随着单木大于对象木断面积值的增加,其枯损的风险增加,生存率降低;随着林分密度的增加,林木枯损的概率增加,生存率降低;立地因子对林木的生存没有显著影响;6个参数分布回归模型中,Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比,Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后,模型的模拟精度获得明显的提高,并且达到极显著程度。  结论  在森林经营中,要提高林木的生存率,需采取科学合理的经营方法和经营时间,避免使林分的密度过大。      

2021 年 11 期目录

[目的]目前关于林分碳储量随年龄动态变化的模型研究较少,本研究通过建立林分水平的碳储量生长模型系,为区域尺度的森林碳储量动态预估提供方法.[方法]以吉林省长白落叶松人工林为对象,使用立地质量分级算法将所有样地划分为3个立地等级,并将其作为哑变量引入模型系中,使用联立方程组的方法将林分平均高、断面积生长模型和林分碳储量模型3个方程进行联合估计,建立林分碳储量生长模型系.采用调整确定系数(R2adj)、估计值的标准误(SEE)和平均预估误差(MPE)来评价模型的表现,分析不同立地等级和林分密度指数(SDI)下林分碳储量的生长过程,及林分断面积和平均高对林分碳储量的影响.[结果](1)林分碳储量生长模型系中林分平均高生长模型、林分断面积生长模型和林分碳储量模型的R2adj分别为0.879、0.977和0.953,MPE均??1500株/hm2时,在40年以后的林分密度对碳储量生长过程基本无影响;林分密度指数控制在1500?～2000株/hm2时可实现较快的碳储量生长.(4)林分碳储量随林分断面积和平均高的增加而增加,林分断面积与林分碳储量的关系更为密切.[结论]林分碳储量的生长和立地等级、林分平均年龄、密度、断面积、平均高等因子有密切联系,采用联立方程组方法是建立林分碳储量生长模型系的有效方法.本研究建立的林分碳储量生长模型系可以对林分碳储量动态进行有效预测,为了解林分碳储量的生长过程和森林碳汇评估提供了工具.     

兴安落叶松人工林经营决策分析

对南岔林业局兴安落叶松人工林的不同年龄采伐和更新的调查资料进行分析得出:对于人工落叶松近熟林,在其采伐后更新树种的选择上应以云杉、红松为主,不宜选择落叶松造林;在采伐方式上,对落叶松人工近熟林的经营宜采用大强度间伐,每公顷保留400株为宜,不宜采用大面积皆伐和带状皆伐方式;落叶松人工林经济成熟年龄应定15～20 a;在一般公益林区,落叶松人工林数量成熟年龄应定在25-30 a为宜。     

不同抚育强度对兴安落叶松人工林的影响

落叶松是我国重要的木材资源之一,兴安落叶松又作为我国主要木材来源对我国木材资源的利用与保护具有重要意义。为确保我国兴安落叶松人工林的正常生长,通过对兴安落叶松人工林中落叶松的胸径与单位面积蓄积量的测定,分析人工林的结构及人工林中种群之间的相互关系,确定不同抚育强度对兴安落叶松人工林长势的影响,为兴安落叶人工林的生长和管理提供理论依据。     

温度对人工林落叶松木材水分移动及微观结构的影响

通过在不同恒定的温度场中的试验，研究分析了人工林落叶松（Larix olgensis.A)木材中，水分在非稳定状态下的扩散及其影响因素。探讨了木材水分在非稳定状态下的扩散及其微观结构变化规律，为合理地制定木材干燥工艺提供科学依据。     

2022 年 2 期目录

  目的  SPL（SQUAMOSA promoter binding protein-like）是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件（根、花粉）,10种激素响应元件（生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸）,4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。      

2022 年 12 期目录

  目的  端粒基因在植物组织衰老和分化过程中发挥着重要的调控作用。本研究通过对古樟端粒基因CcTBP1和CcPOT1进行克隆与生物信息学分析、亚细胞定位及在古樟及其复幼扦插苗中的表达水平检测,初步揭示端粒基因在古樟复幼扦插不定根发生过程中的功能,为探究古樟复幼的端粒调控机理奠定基础。  方法  本研究以1200年树龄的古樟为研究材料,提取叶片RNA,利用PCR和同源克隆相结合的方法克隆端粒基因CcTBP1和CcPOT1,并对其序列进行生物信息学分析;通过构建过表达载体进行亚细胞定位分析;以及通过实时荧光定量（qRT-PCR）分析CcTBP1和CcPOT1在古樟及其复幼扦插苗不同组织和不定根发生过程中的表达模式。  结果  （1）克隆获得2个端粒基因,分别命名为CcTBP1和CcPOT1。CcTBP1基因编码序列（CDS）长2163 bp,编码720个氨基酸;CcPOT1基因CDS序列长1407 bp,编码468个氨基酸。（2）序列相似性和系统进化树分析结果显示:CcTBP1蛋白与牛樟RWR76720.1序列相似性高达98%,二者亲缘关系最近;CcPOT1蛋白与牛樟RWR96964.1序列相似性高达99%,二者亲缘关系最近。（3）亚细胞定位分析结果显示:CcTBP1蛋白定位在细胞核中,CcPOT1蛋白定位在细胞质和细胞核中。（4）根茎叶qRT-PCR表达分析发现,CcTBP1基因在古樟根中的表达水平最高,CcPOT1基因在复幼扦插苗根中的表达水平最高。不定根发生过程中的表达分析发现:CcTBP1呈下调表达趋势,在古樟不定根中的表达量高于复幼扦插苗;CcPOT1基因呈上调表达趋势,在古樟不定根中的表达量低于复幼扦插苗。  结论  古樟端粒基因CcTBP1和CcPOT1在古樟复幼不定根发生过程中具有重要的调控功能。      

2022 年 3 期目录

  目的  木棉是我国南方地区重要的观赏植物,研究不同时期花蕾和花朵的花瓣基因表达差异,揭示花色变异的遗传调控机制,为建立花色定向育种技术提供科学依据。  方法  以木棉不同发育时期深红色花和黄色花的花瓣为研究对象,利用Illumina HiSeqTM 4000开展转录组测序;分别采用DESeq2和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）数据库进行差异表达基因鉴定和通路富集分析。  结果  测序共获得75 190个单基因,4 772个单基因能被公共数据库注释;基因功能富集分析显示,基因主要富集在基本功能预测、信号转导机制和转录后修饰、蛋白折叠、分子伴侣等通路。共获得不同时期差异表达基因10 397个,显著富集在29个生物学通路,主要包括光合作用、代谢和植物激素信号转导通路等。其中,参与苯丙烷生物合成通路的差异表达基因有72个,参与类胡萝卜素、黄酮类生物合成通路和苯丙氨酸代谢通路的差异表达基因分别为25个,这些通路和基因均与花青素的生物合成相关;另有4个差异表达基因显著富集在甜菜碱的生物合成通路中。qRT-PCR数据验证了转录组数据的可靠性。  结论  （1）光合作用、代谢、植物激素信号转导、黄酮类生物合成、苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢及能量代谢等通路相关基因可能参与花瓣的发育过程。（2）黄酮类生物合成通路相关基因在深红色花发育的花蕾中期与花朵期显著高表达,可能是花色呈现红色的主要原因。（3）类胡萝卜素生物合成通路的关键合成酶基因的部分家族成员在黄色花发育的花蕾期和花蕾中期显著高表达,可能是导致花色呈现黄色的主要原因。      

2022 年 11 期目录

  目的  次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。  方法  （1）本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过表达植株。（2）利用农杆菌介导的瞬时转化法侵染烟草,对PdKNAT7进行亚细胞定位。（3）通过徒手切片观察不同基因型拟南芥花薹基部的次生细胞壁厚度。（4）通过真空渗透的方法瞬时转化84K杨。（5）qRT-PCR分析不同品系杨树中PdKNAT7基因的表达情况,并揭示拟南芥和杨树中参与次生壁形成的相关基因的表达模式。  结果  （1）PdKNAT7定位于细胞核。（2）PdKNAT7主要在NE19杨茎中表达,且表达量高于107杨。（3）与野生型相比,过表达PdKNAT7的拟南芥花薹基部的束间纤维壁变薄,木质部纤维壁变厚,而突变体正好相反;另外,突变体的导管壁更厚。（4）过表达PdKNAT7的拟南芥植株中,4CL1、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量均下调,突变体中与之相反。（5）瞬时转化PdKNAT7基因的84K杨中,4CL3、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量也下调。  结论  PdKNAT7通过调控木质素和纤维素的积累来影响拟南芥次生细胞壁的厚度。      

2022 年 4 期目录

  目的  三倍体毛白杨作为华北平原重要的速生丰产树种之一,是我国木材战略储备的重要资源。滴灌水氮耦合技术已被广泛应用于人工林培育,掌握该栽培技术下毛白杨幼林细根生长、分布及形态特征,明确影响细根生长的重要环境因子,对精准水氮耦合策略的制定具有重要意义。  方法  以砂壤土立地条件下2年生毛白杨为研究对象,设置由?20 kPa（W20）、?33 kPa（W33）、?45 kPa（W45）3个灌溉水平和0（N0）、80 kg/（hm2·a）（N80）、150 kg/（hm2·a）（N150）、220 kg/（hm2·a）（N220）4个施氮水平组成的12个水氮耦合处理,并设置无灌溉施肥的对照处理,监测特定水氮耦合处理下（W20N220、W20N80、W20N0、W45N220、W45N0）幼林细根生长、分布及形态指标的变化规律,并分析对应土层土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮及土壤含水率与细根生长的关系。  结果  （1）滴灌水氮耦合及土层深度对细根生长及形态指标有显著影响（P < 0.05）。其中,W20处理能显著促进0 ~ 20 cm土层细根生长（P < 0.05）,细根趋于浅土层分布,而在W45N0处理下,0 ~ 30 cm土层比根长显著提高（P < 0.05）。（2）垂直剖面内,W20处理细根呈“由表层至深层降低”的分布规律,W45处理细根在不同土层内分布较均匀;水平方向上,细根分布呈“靠近树体,随径向距离增加而降低”的分布规律,但W20N220和W45N0处理细根生物量在同一径向位点无显著差异。（3）有机质、铵态氮和硝态氮均与细根生长呈显著的正相关关系（P < 0.05）,且相关性强弱的顺序为有机质 > 硝态氮 > 铵态氮。  结论  W20滴灌施肥处理能显著促进表土层细根生长,不同施氮量对细根性状无明显影响;三倍体毛白杨优先改变细根生物量在不同土层的分配及部分形态特征,而非改变细根总生物量以适应水氮资源的异质性;滴灌水氮耦合措施实施的过程中,应采取少量多次的灌溉施肥方式对0 ~ 30 cm细根集中分布土层及时补充水氮资源,提高资源的吸收利用效率。      

2022 年 5 期目录

  目的  杨絮是由杨树子房胎座表皮细胞发育而来的种毛,近年来已成为我国北方城市环境问题之一。目前对杨树种毛发育基因的研究还不深入,本研究将2个在杨树子房发育过程中差异性表达、且基因注释均与棉纤维发育相关的基因（PeCFL1和PeCFL2）作为种毛发育调控的候选基因,探究二者在欧美杨‘渤丰3号’中表达的时空特异性,为深入研究该基因在杨絮发育过程中的调控作用及基因工程手段改良杨树品种奠定基础。  方法  取‘渤丰3号’杨越冬花枝,采集水培4、5、6、7、8、12 d的雌花序,进行固定、石蜡包埋、切片,观察子房发育及种毛的形态发生过程。采用实时定量PCR检测PeCFL1和PeCFL2基因在‘渤丰3号’杨雌花序发育过程中以及在根、茎、叶等营养器官中的表达模式。利用原位杂交技术检测PeCFL1和PeCFL2基因在杨树花器官中的组织表达特异性,揭示杨絮发育调控相关候选基因PeCFL1和PeCFL2的时空表达模式。  结果  ‘渤丰3号’杨雌花枝水培12 d后,子房胎座底部出现纤维状结构,杨絮开始形成。PeCFL1和PeCFL2在‘渤丰3号’杨根、茎、叶及雌花枝腋芽中微量表达,在水培4 ~ 7 d的雌花序中表达量较少,水培8 d后表达量开始显著升高,12 d时表达量继续大幅上升,此时的石蜡切片可见子房胎座底部纤维状结构。原位杂交结果显示,PeCFL1和PeCFL2基因在杨树子房的子房壁和胎座部位表达。  结论  种毛发育调控相关候选基因PeCFL1和PeCFL2在‘渤丰3号’杨雌花子房胎座底部出现纤维状结构时表达显著升高,并在胎座底部纤维状结构和子房壁中特异性表达,说明其与种毛发育调控密切相关,可作为基因工程改良杨树飞絮的目标基因。      

2022 年 1 期目录

  目的  研究香榧Torreya grandis ‘Merrillii’种实膨大过程中蔗糖及其产生的己糖在假种皮和种仁中积累与分配规律,初步阐明蔗糖变化对香榧种实库活力的影响,深入探讨蔗糖代谢关键酶活性及其基因表达模式对香榧种实膨大的影响。  方法  以香榧种实膨大不同阶段的种仁和假种皮为研究材料,测定蔗糖、葡萄糖、果糖及淀粉质量分数,蔗糖代谢相关酶活性,激素质量分数以及蔗糖代谢相关酶编码基因的表达量变化。  结果  随着香榧种实膨大,假种皮中的蔗糖、葡萄糖、果糖先上升后下降,淀粉质量分数不断下降,至种实突破种鳞后90 d时下降至254.05 mg·g?1。种仁中蔗糖质量分数则持续下降,至种实突破种鳞后90 d时下降了61.24%;淀粉逐渐积累,由种实突破种鳞后30 d时的105.29 mg·g?1增加至90 d时的149.72 mg·g?1;蔗糖磷酸合成酶在假种皮中活性上升,而在种仁中活性下降,至种实突破种鳞后90 d时约降低了28.82%;蔗糖转化酶活性在香榧假种皮中也显著上升(P＜0.05),种实突破种鳞后90 d时细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶分别上升至21.52和23.49 μmol·mg?1·min?1。基因表达分析发现:参与蔗糖及还原糖运输的基因在种实膨大过程中显著上调表达(P＜0.05),参与蔗糖水解的基因部分转录本也随着种实膨大显著上调(P＜0.05)。种仁中参与淀粉合成的基因在种实膨大后期均显著上调表达(P＜0.05)。相关性分析发现:假种皮和种仁中多种激素均与葡萄糖、果糖、蔗糖以及淀粉质量分数和酶活性间呈现一定的相关关系。  结论  膨大前期香榧假种皮中的蔗糖以积累为主,种实膨大后期蔗糖和淀粉以分解为主。种仁中蔗糖则一直以分解为主。假种皮和种仁之间,以及种仁内部存在活跃的碳水化合物运输和代谢过程。负责蔗糖水解的酶主要是蔗糖转化酶,细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶起到重要作用。图6表1参42     

火后兴安落叶松人工林生物量的估算

以兴安落叶松(Larix gmelini)人工林为研究对象,在大兴安岭地区的加格达奇、新林、塔河和漠河等地共选取了17块样地,采用空间代替时间法,研究了所选样地地上部分生物量和生产力动态变化.结果表明:21年生林分的生物量最大,为60.93 t/hm2,其年平均生产力为2.90 t/hm-2 · a-1;乔木生物量和地...     

兴安落叶松人工林采伐迹地的燃烧特性1）

经实地勘查后布置燃烧床,以风速、表层可燃物含水率、现场温度、坡度为因素,温度变化、燃烧蔓延速度、火线强度为特性指标设计L9（34）正交试验。结果表明：风速对火蔓延速度及火线强度具有明显影响,随着风速的增大,火蔓延速度与火线强度明显增加;表层含水率对最高温度、火蔓延速度及火线强度的影响较明显,随着表层含水率增加,最高温度、火蔓延速度及火线强度均降低;现场温度对最高温度有明显影响,随现场温度升高,最高温度增加;坡度对最高温度、火蔓延速度及火线强度均有影响,随坡度的增加,最高温度增加,火蔓延速度加快,火线强度加强;风速及表层含水率是影响剩余物燃烧的主要因素,当风速为5 m· s－1、表层含水率为10％时,影响剩余物燃烧的权重最大。     

落叶松人工林动态间伐系统的研究Ⅱ

于1970年至1984年对我校帽儿山实验林场1958年春栽植的落叶松(Larix gmelini)人工林进行了系统的试验研究。 首先对落叶松人工林进行了以小群体为单元的林木分级,共分五级,即A、B、C、D、E级。每个小群体是以每株林木为中心位置与其相邻的林木所组成的,共七株林木,中心林木一株,周围六株,组成六边形的空间状态。 本试验共分五个组合,第一区抚育强度基本控制在10％、第二区为20％、第三区为30％、第四区为40％、第五区为对照区。 间伐对象:原则是培育A级木、间伐B级木、解放C级木,清除D、E级木,在实施过程中还要因立地条件和林木位置做某些调正。 经过14年的试验结果表明,以对照区第一次间伐后林分蓄积量为100％,第一区为114.9％,第二区为128.4％,第三区为133.1％,第四区为118.5％,属第三区生长量最大。此外,林木径级生长量、生物量、总的重量均有显著增加,由此看出,根据林木竞争状态转移的规律和森林生态经济的理论,而提出的间伐方法是科学的有效的。