日本落叶松种源对树高生长模型参数的影响

以湖北省宜昌市大老岭林场日本落叶松(Larix kaempferi(LAMB.)Carr)种源试验林为研究对象,利用林龄树高数据,应用哑变量方法把种源效应引入Richards方程和Schumacher方程的对数线性回归形式,研究了7个日本落叶松种源对树高生长模型参数的影响。结果表明:Schumacher模型的检验结果,种源对树高生长模型斜率参数或截距参数有显著影响,并且更倾向于种源效应对截距参数的影响;Richards模型的检验结果,种源对树高生长模型的参数有显著影响,但更倾向于种源效应对渐进参数的影响,对速率参数和形状参数也有影响。同一立地不同日本落叶松种源对树高-林龄曲线的渐进参数、截距参数有显著影响,对速率参数、斜率参数、形状参数有影响,应采用不同的生长模型来描述树高生长过程。     

秃杉人工林树高曲线模型研究

利用秃杉人工林标准地调查数据,以理查德为基本方程,采用哑变量的方法,引入立地质量因子,构建以立地质量为哑变量的秃杉人工林树高曲线模型,并将其与二元材积表相结合,测算标准地蓄积量。经交叉建模检验,建立的树高曲线模型,其估算精度接近二元材积表的估计水平。所构建的树高曲线模型在很大程度上减少了野外调查的工作量,提高了工作效率,为中国的森林资源调查提供一定的参考应用价值。     

不同种源乳源木莲苗高生长情况及树高差异分析

通过对来源于6个地区的19份乳源木莲种源的苗高生长状况及树高性状进行调查,利用方差分析对不同种源乳源木莲苗高及树高进行研究。结果表明,不同种源苗高生长都有较好的反映,都呈逐步生长的趋势。在树高性状上,乳源木莲不同地理种源间树高性状存在显著差异,最高的为福建松溪种源,是最矮的福建永安的1.65倍。     

基于哑变量的闽楠天然次生林单木胸径和树高生长模型研究

目的通过对闽楠天然次生林胸径和树高生长规律及生长模型的研究,为林木生长预估及林分质量提升经营措施的制订提供参考。方法以江西省安福县闽楠天然次生林为研究对象,通过标准地调查及树干解析等方法获取基础数据,按林木竞争压力水平从小到大将林木分为类型1、类型2和类型3,分析胸径和树高的生长规律;选取5种具有生物学意义的生长方程,根据模型拟合优度与评价指标选取最优基础生长模型,在最优模型的基础上构建含竞争类型哑变量的生长模型。结果（1）利用树干解析数据分析显示,30 ~ 50年为胸径生长速生期,连年生长量最大值达到0.57 cm;35 ~ 45年为树高主要生长速生期,连年生长量最大值为0.37 m。（2）胸径最优基础模型为Gompertz方程,模型R2和预估精度分别为0.756和94.28%,构建的最优哑变量模型的R2和预估精度分别为0.873和95.71%;树高最优基础模型为修正Weibull方程,模型R2和预估精度分别为0.856和96.54%,构建的最优哑变量模型的R2和预估精度分别为0.882和96.96%。（3）由构建的哑变量生长模型拟合的不同竞争类型下的胸径和树高生长曲线得知,胸径和树高总生长量均表现为类型1 > 类型2 > 类型3,类型1胸径最大生长量是类型3的1.6倍。结论竞争压力对闽楠胸径、树高生长均产生影响,较大的林木竞争压力不利于闽楠生长;构建含有竞争类型哑变量模型的拟合优度及预估精度均优于基础模型,有利于提高建模的精度和模型的适用性。      

基于两水平混合模型的杂种落叶松胸径和树高生长模拟1）

以江山娇实验林场的16块杂种落叶松密度对比标准地为研究对象,使用非线性最小二乘法,对4种常用胸径和树高生长模型拟合优度进行比较,最终选择Schumacher 方程作为混合模型的基础模型。考虑林分效应和林木效应,采用两水平嵌套混合模型的方法,通过R软件进行不同参数混合作用的模拟,选择收敛的AIC、BIC和对数似然值最小的混合模型作为最优模型,最后将其与传统模型进行拟合优度的比较。结果表明：胸径生长模型中将林分效应作用于参数a1、林木效应作用于参数a0和a1,树高生长方程中将林分效应和林木效应作用于参数a0时的混合模型最优,可将胸径和树高生长传统模型的确定系数从0．7510和0．9008提高到0．9463和0．9474,均方根误差也大幅缩小,并且较好地消除了异方差现象,说明通过构造方差协方差矩阵可以校正随机参数以反映树木之间生长的差异。     

厚朴不同种源苗期生长模型的拟合

【目的】掌握厚朴不同种源苗期苗高、地径的生长规律及物候期参数和生长参数特征,为厚朴幼苗生产管理和优良种源筛选提供参考。【方法】对15个不同种源及2个种源区厚朴幼苗在苗期的生长状况进行连续观察,并用Logistic方程对其生长动态过程进行拟合,获得苗高、地径、物候期与生长特征参数。【结果】厚朴不同种源间苗高生长节律基本一致,速生期起止时间和持续时间存在较大差异,其中线性生长始期、线性生长末期和线性生长持续期最多分别相差21,22和18 d,线性生长量占总生长量的55%以上,该时期为幼苗生长的关键期;种源间幼苗地径的线性生长期、最大线性生长速率、线性生长速率均存在较大差异;苗高与线性生长始期、线性生长末期、最大线性生长速率、线性生长速率、线性生长量呈显著或极显著相关,地径与后三者及苗高呈极显著相关,线性生长始期和线性生长末期共同决定线性生长期和线性生长量。种源A区厚朴幼苗的苗高线性生长期比种源B区长15 d左右,种源A区厚朴幼苗的苗高和地径的最大线性生长速率、线性生长速率和线性生长量均高于种源B区。【结论】用Logistic方程可以拟合厚朴幼苗苗高和地径的生长动态,建议在幼苗线性生长期加强肥水管理,延长该生长期,促进线性生长量,提高线性生长量占总生长量的百分率。     

华山松第一代无性系种子园种源研究

[目的]为华山松第一代无性系种子园遗传改良提供优良种质材料和理论依据.[方法]以华山松第一代无性系种子园6个建园种源为研究对象,采用方差分析、变异分析、多重比较、相关分析和综合评价等分析方法,对5个表型性状(树高、胸径、材积、冠幅和结实球果)进行研究,探讨种源间和种源内的差异特征和变异规律.[结果]华山松第一代无性系种...     

基于非线性混合模型的杉木标准树高曲线1）

树高曲线是研究森林生长和收获的重要基础,以福建省将乐县国有林场29块杉木人工林实测数据为例,首先运用非线性最小二乘法对9个经典常用标准树高曲线方程进行拟合,选出拟合效果最好的模型作为基础模型,利用基础模型及建模数据构建非线性混合效应模型。通过变化混合参数个数,并利用SAS软件进行模拟,选择结果收敛且AIC、BIC值和负二倍对数似然值最小的混合模型作为最优模型,最后利用检验数据与传统非线性最小二乘法进行精度比较。结果表明：方程H＝1．3＋a0 Ha1t （1－e－a 2D－a3g D ） a4在模拟杉木树高的生长趋势效果较好,因此,选为构建非线性混合模型的基础模型。在选择混合参数时,发现当a1和a3同时作为混合参数时,拟合效果最好。综合分析,非线性混合模型比固定模型的模拟精度高,可更好地描述杉木的树高生长。     

厚朴不同种源苗期生长模型的拟合

【目的】掌握厚朴不同种源苗期苗高、地径的生长规律及物候期参数和生长参数特征,为厚朴幼苗生产管理和优良种源筛选提供参考。【方法】对15个不同种源及2个种源区厚朴幼苗在苗期的生长状况进行连续观察,并用Logistic方程对其生长动态过程进行拟合,获得苗高、地径、物候期与生长特征参数。【结果】厚朴不同种源间苗高生长节律基本一致,速生期起止时间和持续时间存在较大差异,其中线性生长始期、线性生长末期和线性生长持续期最多分别相差21,22和18d,线性生长量占总生长量的55%以上,该时期为幼苗生长的关键期;种源间幼苗地径的线性生长期、最大线性生长速率、线性生长速率均存在较大差异;苗高与线性生长始期、线性生长末期、最大线性生长速率、线性生长速率、线性生长量呈显著或极显著相关,地径与后三者及苗高呈极显著相关,线性生长始期和线性生长末期共同决定线性生长期和线性生长量。种源A区厚朴幼苗的苗高线性生长期比种源B区长15d左右,种源A区厚朴幼苗的苗高和地径的最大线性生长速率、线性生长速率和线性生长量均高于种源B区。【结论】用Logis-tic方程可以拟合厚朴幼苗苗高和地径的生长动态,建议在幼苗线性生长期加强肥水管理,延长该生长期,促进线性生长量,提高线性生长量占总生长量的百分率。     

不同种源华山松花粉形态变异与生活力分析

【目的】研究不同种源和不同无性系华山松花粉形态的区别,以及不同贮藏条件下花粉生活力的差异。【方法】以6个种源18个无性系的华山松花粉为试材,对其花粉全长、体长、体高及气囊的长、宽、高等形态指标进行测量与分析,同时利用染色法对室温及4,-20℃下贮藏0,10,20,30和90 d的华山松花粉生活力进行测定。【结果】花粉形态大小在不同种源和无性系间均存在极显著差异(P0.01),对于不同种源,花粉全长、体高、体长均以楚雄紫溪山种源最高,昆明宜良种源最低;气囊长、宽、高均以大理巍山种源最高,保山腾冲种源最低。对于不同无性系,花粉全长以楚雄紫溪山93号无性系最大((63.09±10.95)μm);花粉体高以昆明宜良96号无性系最大((45.06±7.06)μm);花粉体长以楚雄紫溪山74号无性系最大((49.73±8.98)μm);花粉气囊的长度以大理巍山46号无性系最大((50.34±7.34)μm),气囊的宽度、高度均以大理巍山50号无性系最大((26.02±4.93)和(30.07±5.13)μm)。不同种源间,以楚雄紫溪山种源花粉形态各指标的平均变异系数最大(17.32%),昆明宜良的变异系数最小(14.65%);在花粉各形态指标中,以气囊高变异系数最大(19.15%),花粉全长变异系数最小(13.70%)。当贮藏时间为0 d时,不同种源和无性系华山松鲜花粉生活力均保持在90%以上,贮藏温度为-20℃时花粉能保持较高的生活力,贮藏90 d时花粉活力明显低于贮藏10 d时,但仍均保持在50%以上。【结论】种源及无性系的不同对华山松花粉的形态变异存在一定程度影响;-20℃为华山松花粉最适贮藏温度,花粉生活力随贮藏时间的增加而下降,但其耐贮藏性较好。     

华山松蓝变真菌(Leptographium qinlingensis)的生物学特性研究

【目的】秦岭细粘束孢(Leptographium qinlingensis)是华山松大小蠹成虫携带的致病性真菌,在华山松大小蠹入侵健康华山松后,于寄主韧皮部和木质部边材组织与细胞内发育,分解树脂道泌脂细胞和薄壁细胞,进而影响华山松树脂代谢和水分代谢。对秦岭细粘束孢的生物学特性进行研究,可为华山松大小蠹的综合防治提供理论依据。【方法】通过室内抑菌试验,测定不同温度(5,10,15,20,25,27.5,30和35℃)、培养基(PDA、麦芽汁、察氏和PDA+华山松韧皮部浸提液)、pH值(4.0,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0和8.0)、水势(-0.2,-0.5,-1.0,-1.5,-2.0和-2.5 Mpa)和松针汁(华山松、油松、白皮松、云杉)对秦岭细粘束孢菌丝和孢子发育的影响,并比较了氧化铜、甲霜灵、甲基托布津、代森锌、链霉素和多菌灵6种杀菌剂的抑菌活性。【结果】秦岭细粘束孢菌丝生长的适宜温度为20~30℃,菌丝最适生长温度为27.5℃,产孢最适温度为20℃;该菌在麦芽汁培养基中生长和产孢最好;菌丝生长和孢子发育的适宜pH为4.0~6.5,以pH值5为最佳;在高水势环境下生长较好,菌丝体生物量随培养基水势的降低而不断减少;在添加华山松针叶汁的PDA培养基中,菌丝生长和产孢最好;代森锌、甲基托布津、甲霜灵和氧化铜均有较强的抑菌作用,其中以代森锌效果最明显。【结论】初步探明了秦岭细粘束孢菌丝生长和产孢的最适温度、培养基、pH值和培养基水势;进一步证明了秦岭细粘束孢对寄主华山松营养的高度选择性;筛选出了对秦岭细粘束孢抑菌效果较好的杀菌剂。     

沙地樟子松不同树高-胸径模型比较分析

【目的】比较不同树高(H)–胸径(D)模型精度,确定适合章古台地区樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的H-D模型。【方法】以Sibbesen模型为基础模型,将优势木平均高(HT)、胸高断面积(AB)和平方平均胸径(DQM)3个林分变量以不同组合加入基础模型中,分别建立了H-D的基础模型(1个)和广义模型(3个)及对应的基础混合模型(1个)和广义混合模型(3个)。对固定效应模型平均水平预测(FPA)、混合模型的总体平均响应预测(MPA)和主体响应预测(MPS)的精度进行比较。对混合模型在使用随机抽取样本木和抽取平均木(胸径接近平均值的样本)2种抽样方案计算随机参数时分析MPS精度与样本数量的关系。【结果】表征樟子松H-D关系的4种固定效应模型中,含HT和AB的广义模型拟合精度最高,Akaike信息量准则(AIC)=2 167.7,Bayesian信息量准则(BIC)=2 196.3。相同预测变量的各模型预测精度均表现为:MPSFPAMPA,仅含预测变量D的模型的3种预测精度差异最大。广义模型、广义混合模型、基础混合模型预测精度差异不大。使用验证数据检验模型精度时,每块标准地中随机抽取3株样本木计算基础混合模型随机参数时,该模型精度提升最为明显,MAE和RMSE分别降低了57.97%和57.63%;而广义混合模型精度随抽取样本木数量的增多未出现大的变化。【结论】含有林分变量优势木平均高、胸高断面积的广义模型和基础混合模型均能较好地预测沙地樟子松人工林的单木树高。此外,利用混合模型预测树高时,推荐在标准地中随机抽取3株林木测量其树高,并依此来计算随机参数。     

云南松不同区域相容性生物量模型的构建

【目的】探索云南松不同区域相容性生物量模型的构建方法,为云南松生物量建模工作提供技术支撑。【方法】以四川、西藏和云南150株云南松地上生物量实测数据为基础,选取基础生物量模型(一元、二元模型),引入以地理区域为特征的哑变量模型,建立不同省(自治区)云南松的地上总生物量及树干、干材、干皮、树冠、树枝和树叶各项生物量的通用模型;然后采用非线性度量误差联立方程组法,建立地上总生物量与各分项生物量的相容性生物量模型,根据方程构成的不同,该方法又分为比例总量直接控制及代数和控制2种方案;对上述模型的拟合效果进行评价。【结果】基础模型中,各项生物量的二元模型的拟合效果较一元模型明显提高。比例总量直接控制及代数和控制2种方案都能有效解决地上总生物量与各分项生物量间不相容的问题,其中二元模型优于一元模型,比例总量直接控制方案及代数和控制方案的拟合效果基本相当;引入哑变量可以有效地将不同地域的生物量模型融为一体。【结论】引入哑变量可减少工作量、增强模型稳定性;综合考虑模型精度和建模工作量,建议采用非线性度量误差联立方程组代数和控制方案构建相容性生物量模型。     

华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因DaGSTe1的克隆与表达

【目的】克隆华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因的全长序列,并对其序列特征及不同发育时期的表达规律进行研究,以揭示谷胱甘肽S-转移酶在华山松大小蠹克服寄主抗性及物质转运过程中的分子调控机制。【方法】采用RT-PCR和RACE克隆华山松大小蠹谷胱甘肽S-转酶基因全长cDNA序列,用实时荧光定量PCR检测该基因在华山松大小蠹幼虫、蛹和雌雄成虫中的表达情况。【结果】获得cDNA全长为973bp的华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因,并命名为DaGSTe1(GenBank登录号:KJ637332),其编码一个由218个氨基酸组成的多肽,分子质量约为23.567ku,理论等电点为7.90。华山松大小蠹DaGSTe1与山松大小蠹DpGSTe1氨基酸序列的相似度最高,达94%。根据对系统发育树的分析推测,DaGSTe1属于Epsilon类谷胱甘肽S-转移酶。DaGSTe1蛋白三维结构包括一个N端结构域和一个C端结构域,其中N端结构域包括典型的4个β片层和3个α螺旋(β1α1β2α2β3β4α3),C端结构域包括5个α螺旋(α4α5α6α7α8)。DaGSTe1基因在华山松大小蠹不同发育期均有表达,其中在雄性成虫中的表达量最大,为幼虫和蛹的8倍,雌性成虫的4倍。【结论】克隆得到了华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶家族基因DaGSTe1,推测该基因具有降解寄主毒素的作用,而且参与华山松大小蠹雄性特异性激素的转运过程。     

北京地区白皮松优良种源与家系的选择

【目的】筛选优良的白皮松种源和家系,以提高北京市白皮松绿化和造林的质量。【方法】以来自甘肃天水、陕西洛南、甘肃两当、陕西蓝田、山西孝义的5个种源各30个家系的白皮松为研究材料,以北京蟒山的30个白皮松家系为对照,采用完全随机设计,测定4年生白皮松苗的苗高和地径,在北京地区开展种源和家系对比试验。【结果】不同种源间4年生白皮松的苗高和地径生长量差异极显著,其中北京当地对照白皮松表现处于中下水平,而甘肃两当和甘肃天水2个种源白皮松表现较好,苗高和地径生长量较大;白皮松种源内不同家系间的生长量也具有极显著差异,甘肃两当、甘肃天水、陕西蓝田、山西孝义及北京蟒山种源中,白皮松苗高和地径生长均超过对照种源家系均值的家系数分别为23,23,10,10和10个,苗高和地径生长量超过对照平均水平的家系主要来自甘肃两当和甘肃天水地区。【结论】甘肃两当和天水是今后北京地区造林和绿化用白皮松优先考虑的种源地。     

抗松材线虫病马尾松种源的抗性相关基因分析

为了从转录组水平探讨抗病马尾松种源对松材线虫的响应机制。以抗病马尾松GD5种源为试验材料,普通马尾松SX1种源为对照,利用RNA-seq技术通过Illumina高通量测序平台对松材线虫诱导前后的试验材料进行转录组测序和差异基因表达分析。试验共获得65 889条unigenes,平均长度为906.85 bp,其中40 478条（61.43%）unigenes基于Nr、GO、COG、KEGG等多个公共数据库获得了功能注释。抗病马尾松GD5种源在接种松材线虫后差异表达基因数量为3 247条,包括2 308条基因表达显著上调,939条基因表达显著下调。其中有1 961条（60.39%）差异表达基因被注释到GO数据库中,有504条（15.52%）差异表达基因被注释到233 条pathway。普通马尾松SX1种源在松材线虫诱导过程中产生了更多的差异表达基因。两个马尾松种源富集的GO条目和pathway差异也较大。抗病马尾松GD5种源体内编码醛脱氢酶的5条基因和编码超氧化物歧化酶、过氧化物酶体原蛋白以及细胞色素b2的基因表达均显著上调,醛脱氢酶基因不仅富集于抗坏血酸和醛酸代谢途径中,还参与β-丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸等氨基酸的代谢途径;参与氨基糖和核苷酸糖代谢途径的6条几丁质酶基因表达均显著上调;参与单萜生物合成的短链脱氢酶/还原酶2b及参与倍半萜和三萜生物合成的长叶烯合酶基因表达均显著上调,而参与二萜类生物合成的1(10),5-格玛吖啶-4-醇合酶、萜烯合酶、α-松油醇合酶、异丙二烯合酶以及2-甲基-3-丁烯-2-醇合酶等表达均显著下调。抗病马尾松GD5种源对松材线虫的胁迫响应是多基因和多信号途径共同参与调控的复杂防御反应,是全局性系统性的响应模式。与抗性相关的醛脱氢酶、几丁质酶等编码基因为后期相关抗性基因的研究提供了参考。     

华山松松针挥发油超临界CO2萃取工艺研究

【目的】考察从华山松松针中提取挥发油的最佳工艺条件。【方法】采用超临界CO2萃取法,运用正交试验设计及响应面分析,对松针挥发油提取的工艺条件进行优化。【结果】对松针挥发油提取率的影响从大到小依次为萃取时间、萃取压力、萃取温度;超临界CO2萃取松针挥发油的最佳工艺参数:萃取压力34 MPa,萃取温度45℃,萃取时间2.2h。【结论】利用超临界CO2萃取松针中挥发油,在最佳工艺条件下的提取率为1.549%,提取率高、分离效果好,所得挥发油为淡黄色澄清透明油状物。     

华山松大小蠹感受器的类型和分布

【目的】揭示华山松大小蠹感受器的超微结构和分布规律,为进一步探索华山松大小蠹对寄主树木的识别机制和行为调控提供理论依据。【方法】对华山松大小蠹雌雄成虫及幼虫全身的感受器进行扫描电镜和透射电镜观察。【结果】华山松大小蠹成虫头部是感受器分布集中的部位,成虫的前足、鞘翅和膜翅也有化学感受器的分布,主要有毛形感器、刺形感器、锥形感器、栓锥形感器、B?hm氏鬃毛、钟形感器和芽形感器7种类型;幼虫全身分布B?hm氏鬃毛、锥形感器、栓锥形感器。触角毛形感器是单层壁孔感器,孔状结构连接内腔神经;触角刺形感器是3～4层壁无孔感器;锯齿形毛状结构内部无神经等结构。【结论】位于触角的毛形感器是华山松大小蠹识别寄主树木的主要嗅觉感受器类型;刺形感器不是感受气体物质的嗅觉感受器;锯齿形毛状结构是防止虫体受到机械伤害的微毛,不具备感受器功能。     

氮添加对秦岭华山松抚育间伐剩余物分解的影响

【目的】探究氮添加对秦岭华山松抚育间伐剩余物分解的影响,为秦岭地区华山松林的保护和可持续经营提供科学依据。【方法】2019年5月至2020年5月在陕西观音山国家自然保护区内,采用分解袋法开展不同形态及水平氮对华山松抚育间伐剩余物分解的影响试验,氮形态分别为铵态氮（NH₄Cl）、硝态氮（NaNO₃）和混合态氮（NH₄NO₃）,每种氮形态设置N1（0.5 g/(m²·a)）、N2（1.25 g/(m²·a)）、N3（2.5 g/(m²·a)）、N4（5.0 g/(m²·a)）和N5（10.0 g/(m²·a)）5个水平,以N0（0 g/(m²·a)）为对照,共16个处理。在试验区设置3块20 m×20 m的样地,每个样地内设置16个1 m×1 m的小样方,将上述16个处理对应布置在16个小样方内。在试验开始1个月后定期取样,测定华山松抚育间伐剩余物残留量及碳（C）、氮（N）、纤维素和木质素含量,并计算间伐剩余物年平均质量残留率、分解50%和95%所需时间、分解系数和C/N值。【结果】（1）添加铵态氮、混合态氮和硝态氮的处理,华山松抚育间伐剩余物年平均质量残留率分别为82.47%,81.83%和84.96%,均低于对照的年平均质量残留率84.99%。（2）与对照相比,不同形态氮处理使抚育间伐剩余物分解50%所需时间最多可减少0.41～1.65年,分解95%所需时间最多可减少4.16～7.15年。（3）当氮添加水平低于5.0 g/(m²·a)时,可促进华山松抚育间伐剩余物纤维素的降解,当氮添加水平高于5.0 g/(m²·a)时,可抑制纤维素的降解;不同形态不同水平的氮均促进了华山松抚育间伐剩余物木质素的降解。（4）随着时间的延长,华山松抚育间伐剩余物C含量和C/N值在分解过程中呈减少的趋势,而N元素含量呈增加趋势;抚育间伐剩余物分解系数与 C/N值呈负相关关系,即C/N值越低分解速率越快。【结论】经过1年的分解,3种形态的氮均表现为低水平促进分解,高水平抑制分解,其中铵态氮、混合态氮和硝态氮的氮添加水平分别低于或等于2.5,5.0和1.25 g/(m²·a)时,对华山松抚育间伐剩余物的分解起促进作用,高于上述添加量则有抑制作用。