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2024年, 第48卷, 第04期　
刊出日期：2024-07-30
  

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  • 植物干旱和盐胁迫响应相关miRNA研究进展
    宋子荷, 甄艳
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 1-11.
    摘要 ( 11)   可视化   收藏
    非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一类由生物基因组转录产生但不编码蛋白质的遗传信息分子，作为表观遗传学研究的主要内容，曾一度被视为基因组中的“暗物质”或“转录噪音”。最广为人知的微小RNA (microRNA,miRNA)是在进化上高度保守的一类长20～24个核苷酸的短链非编码小分子RNA,通过与靶位点碱基互补配对切割降解靶基因转录本或抑制其翻译，从而实现对生物体生长发育等过程的调控。随着小RNA测序和降解组测序等miRNA研究手段的发展，越来越多的miRNA及其生物学功能在动植物中被相继报道，揭示了miRNA在逆境响应过程中的重要调控作用。笔者较为系统地论述了植物miRNA的特征、合成过程、作用方式及其在抗旱耐盐方面的研究进展，以期揭示植物抗旱耐盐的miRNA调控机理，为创制抗旱耐盐新种质提供依据。
  • 基于表型性状和SNP标记构建桂花主要品种资源的分子身份证
    王一涵, 刘姣姣, 金沛权, 李书情, 魏建芬, 郭朋, 尚富德
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 12-28.
    摘要 ( 25)   可视化   收藏
    【目的】筛选核心单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）位点，建立基于KASP平台的桂花（Osmanthus fragrans）品种基因型快速检测方法，构建品种特异性分子身份证，为桂花品种鉴定、溯源、知识产权保护等提供理论基础。【方法】实地调查主流桂花栽培品种的重要表型特征。通过两轮严格筛选，从基因组SNP中保留一组能够完全鉴别测序品种的最优SNP标记，计算SNP位点的多态信息含量（PIC）、期望杂合度（He）等信息。以‘日香桂’（‘Rixianggui’）基因组为参考，设计桂花特异性KASP引物并进行批量扩增，根据基因分型结果建立品种指纹图谱，评估核心SNP标记的品种鉴别力。结合品种表型信息码和品种分子指纹码构建桂花品种资源的分子身份证。【结果】筛选出14个能够完全鉴别测序品种的核心SNP位点。各位点PIC值的变化范围为0.246～0.375,平均值为0.335;He的变化范围为0.288～0.500,平均值为0.431。针对核心位点设计的KASP引物基因分型准确。根据扩增结果构建DNA指纹图谱，可区分全部包括未测序品种在内的90个参试品种。对品种表型特征赋值，结合指纹码构建由34位数字组成的桂花品种资源分子身份证。【结论】确定了SNP1—SNP14共14个核心SNP位点，能够实现至少90个桂花品种的有效鉴别。结合品种群类型、表型特征和分子指纹码构建了90个桂花品种的唯一分子身份证，并生成对应的条形码和二维码。
  • 蔷薇科花楸属白毛系的系统发生分析
    马建慧, 陈昕, 耿礼阳, 汤晨茜, 魏雪妍
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 25-36.
    摘要 ( 3)   可视化   收藏
    【目的】明晰花楸属白毛系（Sorbus ser.Folgnerianae）是否为单系，重建该系3种棕脉花楸（S.dunnii）、石灰花楸（S.folgneri）和江南花楸（S.hemsleyi）的系统发生关系。【方法】通过标本查阅和野外观察比较白毛系的叶、花、果特征；基于新增的白毛系种和大果花楸（S.megalocarpa,冠萼组Sect.Aria）4种5个样本的质体基因组序列特征、重复序列和序列变异，结合花楸属已发表物种的数据，以蔷薇科其他属代表种和Barbeya oleoides为外类群，分析白毛系的系统发生关系。【结果】白毛系3种在花柱数目、花药颜色、果实形态及花萼是否宿存等方面差异显著，易于鉴别。5个样本的质体基因组具有相似的结构、基因含量和组成。质体基因组长度为159 898～160 755 bp, GC含量为36.4%～36.6%。均注释到113个Unique基因（79个蛋白编码基因、30个tRNA基因、4个rRNA基因）,且IR区具扩展长度不等的rps19Ψ和ycf1Ψ 2个假基因。检测到的48～54条SSRs、36～49条散在重复序列和20个高分化度的非编码区可为花楸属物种的群体遗传学、谱系地理学和系统发生研究提供分子标记。基于ML/BI树的系统发生分析结果显示花楸属为复系，6个组各自形成单系；白毛系的3种虽然聚为一组，但水榆花楸（S.alnifolia,直脉系Ser.Alnifoliae）同棕脉花楸、石灰花楸的亲缘关系较江南花楸更近。【结论】白毛系不为单系，形态特征和质体基因组分析为理解白毛系的系统发生提供了有效途径。
  • 铁杉属花粉形态及其聚类分析研究
    陈芷涵, 尚鑫, 谢淦, 张鑫
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 37-45.
    摘要 ( 20)   可视化   收藏
    【目的】对铁杉属（Tsuga）现存所有10种植物花粉形态特征进行观察比较，结合花粉化石分析铁杉属系统发育关系及花粉形态的演化过程。【方法】通过扫描电子显微镜（SEM）观察铁杉属的花粉形态特征，并利用7个定量指标和1个定性指标进行系统聚类分析（HCA）。【结果】铁杉属花粉为N1P3C1型花粉，远极面具薄壁区，赤道轴长度为21.20～58.00μm,多无气囊，稀有气囊；花粉粒表面多疣状，稀微疣状，表面有棘突或无。系统聚类分析显示铁杉属花粉可以分类为3类：（1）有气囊，无棘突类：山地铁杉（T.mertensiana）与长苞铁杉（Nothotsuga longibracteata）;（2）无气囊，无棘突类：卡罗莱纳铁杉（T.caroliniana）、加拿大铁杉（T.canadensis）与化石种2 （T. sp.2）;（3）无气囊，有棘突类：异叶铁杉（T.heterophylla）、郁林铁杉（T.ulleungensis）、米铁杉（T.diversifolia）、丽江铁杉（T.forrestii）、日本铁杉（T.sieboldii）、云南铁杉（T.dumosa）、铁杉（T.chinensis）、化石种1（T. sp.1）和化石种3 （T. sp.3）。【结论】铁杉属花粉是从有气囊向无气囊，无棘突向有棘突演化的，且花粉特征与分布地有密切关系，同一地区分布的花粉形态相似。基于花粉形态的聚类分析结果与分子系统发育树大体符合，可以通过花粉形态对铁杉属植物及化石进行物种鉴定，并为其系统发育研究提供参考。
  • 湖南省藤本植物新资料
    田伟朔, 涂蓉慧, 刘昂, 丁聪, 喻勋林
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 46-48.
    摘要 ( 12)   可视化   收藏
    报道湖南省藤本植物分布新记录5种与1变种，即鲜黄关木通[Isotrema hyperxanthum(X.X. Zhu&J.S. Ma) X.X. Zhuet al.]、绒叶黄檀(Dalbergia velutina Benth.)、红花栝楼(Trichosanthes rubriflos Thorel ex Cayla)、天香藤[Albizia corniculata(Lour.) Druce]、广州山柑(Capparis cantoniensis Lour.)和毛叶翼核果(Ventilago leiocarpa var.pubescens Y.L. Chen&P.K. Chou)。凭证标本均存放于中南林业科技大学标本馆(CSFI)。
  • 基于最新裸子植物分类系统的中国裸子植物物种编目
    李蒙, 周烨玺, 杨永
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 49-66.
    摘要 ( 23)   可视化   收藏
    【目的】郑万钧先生首次系统地对中国裸子植物开展了分类学研究，于1978年在《中国植物志》(第七卷)中发表了一个新的裸子植物分类系统，对中国裸子植物物种进行了系统梳理，为中国裸子植物分类研究奠定了坚实的基础。【方法】基于杨永于2022年提出的最新的裸子植物分类系统，通过梳理《中国植物志》第七卷、Flora of China Vol.4以及《中国生物物种名录2023版》的数据，并结合近年来发表的相关论文，查漏补缺，编制了一个最新的中国裸子植物物种名录。【结果】结果显示，中国现有野生裸子植物涵盖了9科37属267种(含27个种下分类群),其中新组合物种2个：Sabina carinata(Y.F. Yu&L.K. Fu) Y. Yang&Meng Li和Sabina arenaria(E.H.Wilson) W.C.Cheng&W.T.Wang ex Y.Yang&Meng Li。【结论】完善了中国野生裸子植物的物种编目，为国产裸子植物进一步的植物分类学研究和保护工作提供了重要参考依据。
  • 氮磷配施对青钱柳生长及叶生物活性物质含量的影响
    刘小芳, 岳喜良, 方升佐, 李晴, 孙昕
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 57-66.
    摘要 ( 7)   可视化   收藏
    【目的】研究不同水平氮、磷肥配施对青钱柳（Cyclocarya paliurus）生长及叶生物活性物质含量的影响，为青钱柳叶用人工林的定向培育以及提高青钱柳叶生物活性物质含量提供理论依据。【方法】以江西铜鼓种源的青钱柳2年生实生苗为试验材料进行田间试验，采用双因素完全区组试验设计，设置3个施氮水平（N0、N1和N2）,3个施磷水平（P0、P1和P2）,共9个处理，每个处理3个重复，进行苗木生长指标和叶总黄酮、总三萜、总多酚及总多糖含量测定，采用双因素方差分析比较氮、磷及二者交互作用对相关指标的影响。【结果】氮磷配施对青钱柳幼苗高和地径生长以及叶总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖含量均有显著（P<0.05）影响。青钱柳叶总黄酮、总三萜、总多酚含量表现出抛物线形的季节变化，均在7月达最大值，而叶总多糖含量在9月最高。与N0P0处理相比，不同氮磷配施处理均促进了林木生长，且在N2P2处理下树高和地径净生长量最大；但不同氮磷配施处理对叶生物活性物质含量影响不同，且在不同月份以及不同生物活性物质间存在差异。总体看，试验期内各处理间6月叶的总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖含量的变化范围分别为17.01～34.25、39.11～55.77、22.74～53.98和22.36～33.24 mg/g,而10月的为16.95～35.26、38.03～54.17、19.78～33.98和23.33～32.46 mg/g。相关分析结果表明，青钱柳苗高月净生长量与对应月的叶生物活性物质含量（总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖）相关性不显著（P>0.05）,地径月净生长量与对应月的叶次生代谢物含量弱负相关但不显著（P>0.05）;青钱柳苗高生长和地径生长之间，以及叶生物活性物质（总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖）含量间均存在极显著正相关关系（P<0.01）。【结论】高水平的氮磷肥配施有利于青钱柳生长和叶总三萜含量的提高，中等水平的磷肥有利于青钱柳叶次生代谢物含量的提高，氮磷配施反而抑制青钱柳叶多糖含量；青钱柳幼树生长与其叶次生代谢物质含量之间存在权衡关系。
  • 青钱柳全基因组SSR位点分析及多态性引物开发
    刘莉, 瞿印权, 余延浩, 王倩, 洑香香
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 67-75.
    摘要 ( 8)   可视化   收藏
    【目的】通过对青钱柳全基因组序列分析，开发基因组SSR分子标记；尝试构建19个青钱柳优良药用无性系的DNA分子身份证，为后续种质资源评价、遗传多样性和种质鉴定提供技术支撑。【方法】利用MISA(microsatellite identification tool)软件对青钱柳全基因组进行SSR位点搜寻、筛选、识别及富集分析，采用Primer 3.0进行SSR引物设计；用重复性和稳定性高的SSR标记构建青钱柳无性系的识别系统。【结果】(1)从全基因组中共检测出89 741个SSR位点，SSR位点的发生频率为62.07%。(2)基因组SSR位点中单核苷酸重复单元比例最高，占总SSR位点的62.67%;六核苷酸重复单元比例最低，占0.15%;SSR位点的重复基序大多以(A/T)n为主。(3)单核苷酸和二核苷酸重复类型的SSR位点基序重复次数集中在6～16次；随重复次数增加，各SSR位点重复类型出现频率均呈下降趋势。(4)基因组SSR序列长度介于10～476 bp,不同类型重复单元的SSR序列长度存在变异性；随着重复次数的增加，SSR序列出现的频率整体呈下降趋势。(5)利用Primer 3.0成功设计出78 285对SSR引物；合成的377对中有75对引物可扩增出多态性条带；用5对单碱基重复的多态性SSR引物分析19个药用无性系，构建出无性系的二维码DNA分子身份证。【结论】青钱柳基因组SSR位点出现频率高，位点种类丰富，可为种质资源评价及指纹图谱的构建提供丰富的候选分子标记。
  • 青钱柳二倍体和四倍体叶特征比较研究
    刘夏岚, 宋子琪, 胡凤荣, 尚旭岚
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 76-84.
    摘要 ( 9)   可视化   收藏
    【目的】比较青钱柳(Cyclocarya paliurus)二倍体和四倍体叶表型特征、解剖结构和气孔特征等方面的差异，旨在获得不同倍性青钱柳叶片特征的基础数据。【方法】以青钱柳二倍体和四倍体苗木为材料，对32项叶片特征指标进行测定，并进行独立样本t检验、相关性分析和主成分分析。【结果】除中部小叶的最大叶宽位置和锯齿宽度在倍性间无显著差异外，其余30项叶特征在倍性间均达到显著或极显著差异。其中，四倍体小叶数量极显著少于二倍体，而复叶面积和比叶质量极显著大于二倍体；四倍体顶端小叶和中部小叶的叶长、叶宽和叶面积极显著大于二倍体，而叶形指数极显著小于二倍体；四倍体锯齿密度极显著小于二倍体；四倍体叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度均极显著大于二倍体，而栅海比和紧密度极显著小于二倍体；四倍体气孔长度和气孔宽度极显著大于二倍体，而气孔密度极显著小于二倍体。相关性分析结果表明，青钱柳表型特征与解剖结构和气孔特征各指标间存在广泛而显著的相关关系。主成分分析提取了反映两种倍性青钱柳叶特征差异的指标，分别为小叶叶宽、小叶面积、叶形指数、海绵组织厚度、气孔长度、栅栏组织厚度和紧密度。【结论】青钱柳二倍体和四倍体的叶特征存在显著差异，小叶叶宽、小叶面积和叶形指数等叶表型特征可用于青钱柳二倍体和四倍体初筛。
  • 自然低温下23个青钱柳家系耐寒性评价
    张赞培, 谷月营, 尚旭岚, 王纪, 方升佐
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 85-92.
    摘要 ( 2)   可视化   收藏
    【目的】评价青钱柳(Cyclocarya paliurus)不同家系受自然低温胁迫后的耐寒性，筛选出耐寒能力强的家系，为青钱柳的引种、选育和栽培提供参考。【方法】以青钱柳23个家系的1年生枝条为研究材料，在自然低温胁迫后测定其相对电导率(REC),丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、淀粉(ST)和游离脯氨酸(Pro)含量，以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性等指标，并结合主成分分析、聚类分析等方法对不同家系青钱柳的耐寒性进行初步评价。【结果】自然低温胁迫后，23个家系的1年生枝条中相对电导率、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，以及丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和游离脯氨酸含量等指标存在显著差异。主成分分析发现，4个主成分能够代表各项生理指标72.4%的信息。将各家系的主成分综合得分进行聚类分析，23个家系的耐寒性可分为3大类：第1类综合得分为1.208～1.284,耐寒性较强，仅包含2个家系(SCMC31和ZJTTS2);第2类综合得分为-0.343～0.631,耐寒性一般，包含GZSQ12、GXBS12、ZJFYS6、AHQLF8、HBWF10等17个家系；第3类综合得分为-1.259～-0.745,耐寒性较差，包含GZSQ9、ZJTTS3、SCMC22、SCMC30等4个家系。【结论】自然低温胁迫后，不同家系青钱柳1年生枝条的相关耐寒性生理指标差异显著，综合主成分分析和聚类分析结果，23个青钱柳家系在耐寒性上可以分为3大类。研究结果可为深入研究青钱柳耐寒机理及耐寒青钱柳家系(品种)的筛选提供参考。
  • 基于注意力机制和改进DeepLabV3+的无人机林区图像地物分割方法
    赵玉刚, 刘文萍, 周焱, 陈日强, 宗世祥, 骆有庆
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 93-103.
    摘要 ( 13)   可视化   收藏
    【目的】为提取林区主要地物分布信息，基于注意力机制和DeepLabV3+语义分割网络提出一种面向无人机林区图像的地物分割方法Tree-DeepLab。【方法】根据不同的林区地物类型对图像进行标注，标注类型分为法国梧桐(Platanus orientalis)、银杏(Ginkgo biloba)、杨树(Populus sp.)、草地、道路和裸地6类，以获取语义分割数据集。对语义分割网络进行改进：(1)将带有分组注意力机制的ResNeSt101网络作为DeepLabV3+语义分割网络的主干网络；(2)将空洞空间卷积池化金字塔模块的连接方式设置成串并行相结合形式，同时改变空洞卷积的扩张率组合；(3)解码器增加浅层特征融合分支；(4)解码器增加空间注意力模块；(5)解码器增加高效通道注意力模块。【结果】在自制数据集基础上进行训练和测试，试验结果表明：Tree-DeepLab语义分割模型的平均像素精度和平均交并比分别为97.04%和85.01%,较原始DeepLabV3+分别提升4.03和14.07个百分点，且优于U-Net和PSPNet语义分割网络。【结论】Tree-DeepLab语义分割网络能够有效分割无人机航拍林区图像，以获取林区主要地物类型的分布信息。
  • 联合地基激光雷达与无人机影像的树种识别
    钟浩, 王楚虹, 林文树
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 104-112.
    摘要 ( 9)   可视化   收藏
    【目的】应用遥感技术进行树种识别已成为森林调查的重要手段之一，但利用近地面遥感手段进行树种识别时存在地基激光雷达(LiDAR)点云数据树冠上层信息不足和无人机影像树冠下层的信息缺失的问题，联合多源遥感数据快速准确识别树种，对研究和保护森林资源具有重要意义。【方法】以哈尔滨市东北林业大学城市林业示范基地中樟子松(Pinus sylvestrisvar.mongolica)、黑皮油松(P.tabuliformis var.mukdensis)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)为研究对象进行树种识别研究，获取地基LiDAR与无人机影像数据，通过对高重叠度无人机影像进行处理得到无人机影像点云，将无人机影像点云与地基LiDAR点云数据进行配准融合，对融合后数据进行单木分割得到单木点云，基于单木点云提取形状特征、结构特征、树干颜色特征和树冠颜色特征，借助支持向量机分类算法进行树种识别并结合随机森林算法对不同特征的识别能力进行了分析。【结果】利用所有特征进行树种识别取得试验最优结果，其总精度和Kappa系数分别为93.48%和0.91。相较于其他对比方案，其总精度和Kappa系数分别提升4.35～16.31个百分点和0.06～0.22。【结论】提出了一种地基LiDAR数据与无人机影像点云数据进行融合的树种识别方法，该方法能够在一定程度上弥补树种识别中特征提取时地基LiDAR点云数据树冠上层信息不足，以及无人机影像树冠下层信息缺失等问题。充分利用多源数据所包含的丰富信息进行树种识别，可有效提高树种识别精度。
  • 点云切片结合聚类算法的TLS单木探测方法研究
    易静, 马开森, 向建平, 唐杰, 蒋馥根, 陈松, 孙华
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 113-122.
    摘要 ( 4)   可视化   收藏
    【目的】针对直接使用地面激光雷达生成的冠层高度模型(canopy height model, CHM)和归一化点云(normalized point cloud, NPC)在复杂林分探测中存在单木探测能力不足的问题，研究引入点云切片结合聚类的方法以提高单木探测精度。【方法】以广西壮族自治区6个不同林分密度的人工林样地为研究对象，利用地面激光扫描获取样地的归一化点云数据，提取高度在1.3 m处的点云切片，分别采用基于密度噪声应用空间聚类(DBSCAN)和均值漂移聚类(MS)算法对切片中的树干点云进行聚类。利用野外实测调查数据进行精度验证，并与基于CHM的局部最大值算法和基于NPC的点云分割算法(point cloud segmentation, PCS)的探测结果对比，评价和分析不同探测方法的适用性与参数敏感性。【结果】所有方法均可获得良好的探测结果，各样地的最优总体探测精度得分F≥0.86;点云切片结合聚类算法的单木探测方法结果最优。DBSCAN算法的聚类阈值(Eps)和均值漂移算法的聚类半径可显著影响单木探测率，最大Eps取决于最大林木间距，聚类半径接近最大单木胸径时的探测结果最优。【结论】基于点云切片结合聚类算法的单木探测能提高下层林木探测率，可有效改善高密度林分的单木探测精度，为不同林分的单木探测方法选择提供参考。
  • 改进分类回归树模型的青冈枝叶点云分类研究
    潘政尚, 马开森, 龙依, 赖珍贵, 孙华
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 123-131.
    摘要 ( 20)   可视化   收藏
    【目的】传统的树木枝叶点云分类模型结构与特征过于复杂，存在稳定性差、精度低、模型过拟合及计算成本高等问题。研究以阔叶树青冈(Quercus glauca)地面激光点云数据为基础，提出一种改进的分类回归树(classification and regression tree, CART)枝叶点云分类模型。【方法】首先根据点的邻域特征构造特征描述子，确定邻域搜索参数的最佳取值。通过逐步引入变量和调整决策树模型结构实现对分类回归树模型的改进。将改进后模型的分类结果与Logistics回归和K近邻模型进行对比。【结果】特征描述子作为变量引入后，模型测试数据分类准确率有所提升，比Logistics回归和K近邻模型分别高出13.1%和13.6%;改进后的分类回归树模型准确率有较大提升，稳定性好且模型大小显著降低，模型大小较改进前减少了99.9%,数据训练时间仅为调整前的51.3%;改进后的方法在树干和树叶上的综合评价指标均在0.9左右，差距小于0.001,无过拟合现象。【结论】改进的CART模型具有较高的精度，在小样本上也能取得较好的分类效果，稳定性好。研究结果可为地面激光雷达枝叶点云精准快速分类提供参考。
  • 基于Sentinel 1&2主被动遥感数据和冠层高度的森林净初级生产力估测
    田春红, 李明阳, 李陶, 李登攀, 田雷
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 132-140.
    摘要 ( 16)   可视化   收藏
    【目的】利用Sentinel-1&2主被动遥感数据结合森林冠层高度，对区域森林净初级生产力（NPP）进行高效、准确的估测，为森林精准经营措施以及“双碳”目标的制定提供科学依据。【方法】以南方重点林区资兴市为研究区，基于Sentinel-1和Sentinel-2主被动遥感数据，采用了多元逐步回归、人工神经网络、K最邻近、随机森林4种模型估算NPP。在此基础上加入了Sentinel-1通过InSAR与SRTM DEM差分得到的冠层高度，分析其对NPP估测精度的影响。【结果】（1）研究区2019年的森林NPP均值为7.79 t/hm2,呈中南部高、西北低的空间分布特征。（2）4种模型中，主被动遥感结合估测NPP的精度均高于单源遥感方式；随机森林估测区域森林NPP的精度最高，模型表现最好。（3）加入冠层高度可一定程度提高森林NPP估测精度，R2从0.70提高到了0.75。【结论】基于Sentinel 1&2主被动遥感数据并结合DEM差分法获取的冠层高度因子，可有效提高NPP估测精度。
  • 行道树靶标点云在线分割方法
    严宇, 李秋洁
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 141-149.
    摘要 ( 16)   可视化   收藏
    【目的】针对行道树对靶施药技术中的靶标实时在线分割需求，研究基于移动激光扫描（mobile laser scanning, MLS）的行道树靶标点云在线实时分割方法，建立能够实时在线准确分割行道树靶标点云的点云实例分割算法。【方法】本研究以300 m长街道一侧的行道树为研究对象，通过建立FIFO（first input first output）缓冲区，每隔一段时间读取MLS采集到的三维街道点云数据中的若干帧街道点云数据。将读取过后FIFO缓冲区中的街道点云数据转换为三通道街道图像，使用图像实例分割模型对街道图像进行分割，得到行道树候选实例。然后，对行道树候选实例与已检测到的行道树实例进行实例融合，对已检测到的行道树实例进行完整性检测，对检测完整的行道树实例执行图像-点云映射，得到行道树点云实例。最后，使用阈值滤波与K最近邻（K-nearest neighbor, KNN）两种方法在点云层面对行道树点云实例进行优化。【结果】在阈值滤波参数设置为0.65 m、KNN的半径参数设置为0.5 m时，行道树靶标点云实例分割结果最优，准确率为0.986 5,召回率为0.940 7,F1分数为0.957 6,平均每帧分割时间为5.261 ms。【结论】本研究提出的行道树靶标点云在线分割方法有效，可以满足行道树靶标实时在线分割的要求。
  • 雌雄银杏对温度变化的形态和生理响应
    伍长风, 国靖, 汪贵斌
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 150-158.
    摘要 ( 12)   可视化   收藏
    【目的】研究成年雌雄银杏(Ginkgo biloba)大树形态和生理指标与其温度适应的相关性，探究银杏对温度变化的响应机制及其性别差异【方法】通过对累年年均降水量为990～1 200 mm,累年年均气温为9.8、14.4、16.3、18.0和19.8℃的5个不同地区的同龄成年实生银杏大树生长指标、解剖结构和代谢产物含量进行分析，探究雌雄银杏在野外条件下对温度变化的响应。【结果】在适生条件下，随年均气温的升高，银杏叶面积、树高和胸径逐渐增加，净光合速率随之提高，萜内酯和聚戊烯醇含量逐渐增加，但总黄酮、多酚、多糖和可溶性糖含量却有所降低，表明一定程度的升温有利于银杏的生长和光合作用，提高萜内酯和聚戊烯醇等主要代谢产物的含量，但不利于抗氧化代谢产物的积累。同地区雄株银杏树高、叶面积、总黄酮、多酚、多糖和可溶性糖含量均显著高于雌株。【结论】自然条件下，银杏会根据不同的温度条件来调整自身形态特征、光合作用效率和代谢产物的含量来保证个体的正常生长，累年年均气温16.3～18.0℃是最适宜银杏生长的环境温度。银杏对气温的适应存在性别差异，雄株能更好地适应环境变化。
  • 不同品种金佛山方竹笋营养成分含量分析及综合评价
    卞丽丽, 梁大洪, 凡美玲, 伍虹雨, 周必铙, 姚文静, 王福升, 丁雨龙, 林树燕
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 159-167.
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    【目的】比较金佛山方竹(Chimonobambusa utilis)原种(FY)和6个无性系(F1—F6)竹笋间营养成分、矿物质及氨基酸含量差异，为选育金佛山方竹良种并推广种植提供重要的参考依据。【方法】通过液相色谱等方法对金佛山方竹不同种质竹笋营养进行测定，采用主成分分析和聚类分析法综合评价其品质。【结果】供试7个种质竹笋样品的含水量均为90%以上；粗蛋白含量为1.86%～5.96%(干物质质量分数，下同),最高的是无性系F4;脂肪含量为0.38%～0.68%,最低的是无性系F5;膳食纤维含量为22.12%～29.52%,最高的是无性系F6;维生素C含量为0.170 5～0.396 1 mg/g,最高的是无性系F1;总糖含量最高为FY,果糖、葡萄糖含量最高的分别为无性系F3、F6;黄酮含量最高的为FY(1.39 mg/g);总酸含量为13.68～21.04 mg/g;单宁含量为4.55～9.71 mg/g。无性系F4每种矿质元素含量均较高，无性系F2则相反，无性系FY、F4和F6的硒含量较高。7种竹笋均检测出17种氨基酸，氨基酸总含量最高的为无性系F1(14.93 mg/g),最低的为无性系F3(8.72 mg/g);必需氨基酸比例最高为无性系F2(34.25%),最低为无性系F1(30.38%);无性系F1呈味氨基酸总量最高(14.64 mg/g),无性系F3最低(8.08 mg/g)。应用主成分分析提取出5个关键营养指标(总酸、Ca、膳食纤维、黄酮、维生素C)的累计方差贡献率达96.797%,7个种质竹笋品质优劣综合排名依次为F1、FY、F5、F4、F6、F2、F3。聚类分析结果显示7种金佛山方竹笋依据营养品质特征可聚成2类。【结论】与其他竹种相比，金佛山方竹原种和各无性系笋品质优异，其营养成分综合指标以无性系F1、FY、无性系F5表现最佳，其次为无性系F4、F6、F2、F3。
  • 接种丛枝菌根真菌对盐胁迫下文冠果生长及生理特性的影响
    宗建伟, 李柽, 张静, 杨雨华
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 168-176.
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    【目的】探究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对盐胁迫下文冠果(Xanthoceras sorbifolium)生长、生理代谢及耐盐能力的影响。【方法】以摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)为供试菌种，选用1年生文冠果实生苗进行盆栽试验，进行接种与不接种处理，分别设置5种不同浓度(0、80、160、240、320 mmol/L)的NaCl胁迫，胁迫结束后测定文冠果幼苗生物量、侵染特性及生理指标。【结果】(1)盐胁迫下，接种AM真菌提高了文冠果地上、地下生物量；随着盐浓度的增加，其根系菌根侵染率显著降低。(2)接种AM真菌增加了文冠果叶片可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽(GSH)和还原型抗坏血酸(AsA)含量，增强了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性，而相对电导率和丙二醛(MDA)含量明显降低。(3)双因素方差分析显示时间和浓度对接种与未接种AM真菌处理下的文冠果叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白和AsA含量有极显著交互效应(P<0.01);文冠果接种组对320 mmol/L盐胁迫的抗性最好。【结论】AM真菌可提高盐胁迫下文冠果渗透调节能力，增强抗氧化酶活性，增加抗氧化物含量，表明AM真菌能够提升文冠果耐盐能力，促进植物生长。
  • 薄壳山核桃-油用牡丹多种种植模式下土壤质量评价
    陈慧, 王改萍, 彭方仁, 朱允芬, 张钰, 王晗
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 177-183.
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    【目的】探究不同经营模式下薄壳山核桃‘波尼’(Carya illinoensis‘Pawnee’)与油用牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii‘Feng Dan’)林地土壤的理化性质及酶活性变化特征，分析季节变化对各模式经营种植下土壤性状的影响。【方法】分别以薄壳山核桃纯林模式(模式Ⅰ)、薄壳山核桃-油用牡丹复合模式(模式Ⅱ)、油用牡丹单植模式(模式Ⅲ)为研究对象，分析不同经营模式下土壤的理化性状及酶活性的季节变化特征，通过最小数据集法(MDS)计算土壤肥力综合质量指数(IFI),并对土壤肥力变化进行评价。【结果】在各模式下，林地表层土壤养分及酶活性高于深层；土壤含水量和容重随春、夏、秋季节变化而变化；土壤pH在秋季最低，春、夏两季差异不显著；夏季土壤过氧化氢酶活性高于春、秋季；土壤有机质、全氮、速效钾含量及土壤蔗糖酶、脲酶活性基本表现为随春、夏、秋季节变化逐渐升高。模式Ⅲ下土壤有效磷含量秋季高于春、夏两季；夏季土壤肥力综合质量指数最低，但以模式Ⅱ最高。【结论】林地土壤酶活性与理化性质间具有相关性；各季节下薄壳山核桃-油用牡丹复合模式(模式Ⅱ)土壤肥力均显著优于其余模式，且夏季土壤肥力显著低于其他季节；土壤肥力受容重、全氮、有效磷、速效钾含量及脲酶、蔗糖酶活性直接影响，其中蔗糖酶活性在季节土壤肥力综合质量评价中均较为敏感。
  • 不同基质配比对短叶对齿藓植物生长的影响
    于雯馨, 贺晓, 雷少刚, 寇瑾, 冯超
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 184-190.
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    【目的】对齿藓属（Didymodon）作为典型的耐旱藓类植物，是沙漠、沙地和黄土丘陵区生物结皮的优势植物。探究不同配比基质对短叶对齿藓（D.tectorus）生长的影响，为短叶对齿藓的快速繁殖提供理论依据。【方法】以短叶对齿藓为试验材料，选取泥炭土、珍珠岩、蛭石3种材料为培养基质，通过测定分析短叶对齿藓的盖度、密度及叶绿素含量的变化，研究不同配比基质对短叶对齿藓植物生长的影响。【结果】不同配比基质对短叶对齿藓的盖度、密度等均产生不同的影响。在泥炭土与蛭石体积比2∶1基质处理下，短叶对齿藓盖度、植株密度达到最大（盖度为70.67%,植株密度为12.2株/cm2）,并且该处理下测定的叶绿素含量最高，为2.157 mg/g。【结论】综合分析不同配比基质处理下短叶对齿藓的生长指标和生理指标，泥炭土与蛭石体积比2∶1基质处理最有助于短叶对齿藓的生长，该基质配比可适用于短叶对齿藓的快速繁殖。
  • 滇中高原川滇高山栎凋落叶、枝分解过程对模拟氮沉降的响应
    邢进梅, 王克勤, 宋娅丽, 付宏伟
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 191-199.
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    【目的】氮（N）沉降增加通过影响凋落物分解过程中碳（C）、氮（N）元素的有效性，进而影响生物地球化学循环中的碳和养分平衡。通过研究模拟N沉降下川滇高山栎（Quercus aquifolioides）凋落物分解速率及养分含量变化特征，为川滇高山栎森林生态系统的有效管理提供参考。【方法】以滇中新平县磨盘山川滇高山栎林为研究对象，以尿素（有效成分CH4N2O）为氮源，采用尼龙袋法进行N沉降处理以及凋落物原位分解试验，4个N沉降水平为：对照[CK,0 g/（m2·a）]、低氮[LN,10 g/（m2·a）]、中氮[MN,20 g/（m2·a）]和高氮[HN,25 g/（m2·a）],每月施氮1次，持续12个月后测定凋落叶及枝质量残留，及其木质素、纤维素和C、N、P、K含量变化。【结果】（1）分解1 a后，各N沉降处理凋落叶（0.84%～3.87%）、枝（1.67%～3.30%）质量残留率均显著增加（P<0.05）,说明随时间延长，凋落物分解被抑制，且抑制强度与施氮水平成正比；（2）凋落叶、枝分解系数变化范围分别为0.271～0.368和0.167～0.218 kg/（kg·a）,凋落枝C/N（69.02）和木质素氮比（54.65）高于凋落叶的值（52.09和44.42）,叶分解速率快于枝；（3）凋落物化学组成会影响凋落物质量残留率，表现为凋落物质量残留率与凋落叶和枝的N、P含量呈极显著负相关，与C、纤维素含量，C/N、C/P、木质素氮比、纤维素氮比等比值呈极显著正相关。【结论】（1）N沉降抑制了凋落物的分解，且随施氮水平的增加，抑制作用明显增强；（2）初始养分含量会影响凋落物的养分固持和释放，其中，N含量、C/N、木质素氮比是凋落物分解过程中的重要影响因子。
  • 土壤和烟叶中多环芳烃的暴露特征及健康风险评估
    马军, 谭长银, 王勇, 吴兰艳, 秦航道
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 200-208.
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    【目的】揭示土壤和烟叶中多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）的暴露特征及其对人体造成的健康风险。【方法】采集了贵州松桃县长坪（CP）、太平（TP）、平头（PT）、普觉（PJ）、盘信（PX）和孟溪（MX）6个烟区土壤和新鲜烟叶样品各40个，测定样品中16种PAHs含量，分析其经口（ingestion）、皮肤（dermal）和呼吸（inhalation）3种非饮食摄入途径的暴露特征，并评估了PAHs对烟农造成的致癌和非致癌健康风险。【结果】土壤和烟叶中7种致癌性的PAHs[■（Chr）、苯并（a）蒽（BaA）、苯并（b）荧蒽（BbF）、苯并（k）荧蒽（BkF）、二苯并（a, h）蒽（DahA）、苯并（a）芘（BaP）和茚并（1,2,3-cd）芘（IP）]的含量分别为70.97～365.71和293.53～1 730.72μg/kg,平均含量分别为221.13和707.03μg/kg;土壤和烟叶中9种非致癌性PAHs[萘（Nap）、蒽（Ant）、菲（Phe）、芘（Pyr）、苊烯（Ane）、二氢苊（Any）、芴（Flu）、荧蒽（Fla）和苯并（g, h,i）芘（BghiP）]的总含量分别为65.6～647.6和108.9～606.1μg/kg,平均值分别为379.6和304.2μg/kg。PAHs暴露特征从大到小呈现为：经口摄入>皮肤摄入>呼吸摄入，土壤和烟叶中7种致癌性的PAHs对烟农总的平均每日暴露量分别为54.41～280.38和225.04～1 326.87 pg/（kg·d）,平均值分别为169.53和542.05 pg/（kg·d）;非致癌性的9种PAHs对烟农总的平均每日暴露量分别为146.70～1 448.19和243.41～1 355.33 pg/（kg·d）,平均值分别为848.91和680.22 pg/（kg·d）;致癌性和非致癌性PAHs的平均每日摄入量最大值均出现在MX烟区。土壤和烟叶中PAHs对烟农产生的非致癌性总危险指数为1.02×10-5～4.31×10-4,平均值为1.92×10-4;PAHs对烟农产生的总致癌风险指数为8.39×10-7～5.14×10-6,平均值为2.18×10-6。其中，BaP的总致癌风险指数最大(3.69×10-7～4.25×10-6,平均值为1.58×10-6);有26个点位的BaP超过美国环保署建议的临界值，超标率为65%,有90%的取样点7种致癌性PAHs的总量处于低风险水平。【结论】土壤和烟叶中PAHs对烟农的暴露方式主要为经口和皮肤途径，PAHs的非致癌风险值处于美国环保署建议的临界值之下，为可接受水平。绝大多数取样点的致癌性PAHs已经给烟农造成了低风险的健康影响，尤其是BaP应该受到重点关注。
  • 模拟大气CO2浓度升高与氮添加对宁夏枸杞生长及光合特性的影响
    马冲, 陆晖, 李运毛, 曹兵, 朱金忠, 亢彦东
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 209-218.
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    【目的】探究大气CO2浓度升高与氮添加对宁夏枸杞生长发育特性、光合特性及产量的影响，为更好发掘宁夏枸杞的生产潜力及适应性栽培提供理论参考。【方法】以1年生‘宁杞1号’扦插苗为试验材料，采用开顶气室控制系统设置自然环境CO2浓度[T1,（380±20）μmol/mol)]和升高CO2浓度[T2,（760±20）μmol/mol],设置3个氮添加水平（以每kg土壤施加高氮水溶肥量计）N0（0 g/kg）、N1（0.8 g/kg）和N2（1.6 g/kg）,共计6个处理。分别于处理45、60、75、90 d测定‘宁杞1号’株型、光合指标、日均净光合速率及单株产量。【结果】随着CO2与氮素复合处理时间的延长，‘宁杞1号’苗地径、新梢长度和粗度、叶片气孔导度呈增加趋势，气孔限制值呈降低趋势，叶绿素含量呈先升后降再升模式。T2N1处理各时期新梢长度、粗度及叶片胞间CO2浓度较高。T2处理60、75、90 d‘宁杞1号’的净光合速率均显著高于T1处理，其中T2N1处理下‘宁杞1号’净光合速率同比增长87.72%、68.33%、67.56%（P<0.01）;CO2浓度升高条件下，N1处理45、60、75、90 d时‘宁杞1号’的蒸腾速率均显著上升（P<0.05）,但N2处理45、60 d时‘宁杞1号’的蒸腾速率均显著降低（P<0.05）,分别为2.84、2.41 mmol/（m2·s）(P<0.05),N0处理75、90 d时‘宁杞1号’气孔导度显著升高（P<0.05）,N1处理75、90 d时‘宁杞1号’的水分利用率显著增加（P<0.05）,分别为10.68、9.34 g/kg,但气孔限制值处于较低水平。CO2浓度升高条件下氮素添加降低了气孔限制值与新梢长度、粗度、叶绿素含量及枸杞单株产量的相关性，提高了蒸腾速率、净光合速率、水分利用效率与新梢长度、粗度等株型指标及枸杞单株产量的相关性；根据日均净光合速率模型，CO2浓度升高条件下，‘宁杞1号’理论最佳施氮量为0.875 g/kg（土壤）,此时‘宁杞1号’单株产量略高于T1N1处理。【结论】CO2浓度升高条件下，N1处理增加了‘宁杞1号’的地径、新梢粗度，提高了‘宁杞1号’叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和水分利用率，降低了其气孔限制值，且N1处理可以保持‘宁杞1号’较高的产量，降低CO2浓度升高带来的负面影响，更适合CO2浓度升高条件下枸杞的种植。
  • 徐州市侧柏人工林林下植物多样性对郁闭度的响应
    隋夕然, 赵庆军, 周小青, 陈娟, 陈婧, 彭茜, 张增信
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 219-226.
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    【目的】探究徐州市泉山、云龙山50 a侧柏(Platycladus orientalis)人工林林下植物群落物种多样性特征及林下植物多样性对郁闭度的响应，为石灰岩地区山体绿化提升和树种更换提供理论指导。【方法】采用典型样地调查法对侧柏人工林进行郁闭度测定，依据野外林分状况，将其划分为[0.9,1]、[0.8,0.9)、[0.7,0.8)、[0.6,0.7)和[0,0.6) 5个郁闭度等级，研究不同郁闭度林分下植物物种组成和多样性变化。【结果】(1)侧柏人工林林下乔、灌、草共出现植物65科116属129种，随郁闭度的减小，植物物种数均呈先升高后降低的趋势，林下物种呈由阴生向阳生逐渐过渡的演替格局，同时植物生活型趋于复杂化和稳定。(2)Shannon-Wiener多样性指数随郁闭度的减小呈先升高再降低的趋势，郁闭度为[0.6,0.7)和[0.7,0.8)的Shannon-Wiener多样性指数显著高于郁闭度为[0.9,1]、[0.8,0.9)和[0,0.6);Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数在5个等级郁闭度中无显著差异(P> 0.05);Simpson优势度指数随郁闭度的减小呈先上升后下降的趋势，在郁闭度为[0.6,0.7)时优势度指数达到峰值。(3)根据侧柏人工林郁闭度与植物物种多样性指数的相关性分析，郁闭度与Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数及Pielou均匀度指数呈负相关；与Simpson优势度指数呈极弱负相关。【结论】侧柏人工林林下植物多样性在中郁闭度为[0.6,0.7)时各指标表现最优，更高或者更低的郁闭度可能会导致林下植物的物种组成及多样性相对减小，不利于侧柏人工林林地的维持。
  • 宁夏罗山4种典型森林群落植物-凋落物-土壤生态化学计量特征
    余雅尧, 徐雪蕾, 刘超, 刘佳欣, 杨天宇, 李树明
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 227-234.
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    【目的】宁夏罗山是中部干旱带上唯一的生态安全屏障，研究该地区森林群落生态化学计量特征以揭示森林生态系统植被生长发育的主要限制性营养元素，为该地区植被恢复实践中群落的选择和森林经营管理提供理论依据。【方法】选择罗山保护区4种主要的森林群落[青海云杉(Picea crassifolia)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林、山杨(Populus davidiana)纯林、青海云杉×油松混交林]为研究对象，采取野外样地调查取样，室内测定森林群落乔木优势种植物各器官、凋落物及林地土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量，分析比较4种森林群落乔木优势种植物各器官、凋落物、土壤生态化学计量特征及环境因素，植物(各器官平均值)、凋落物和土壤三者化学计量特征的相关性。【结果】(1)乔木优势种植物叶和枝的C含量显著高于根的，叶的N、P含量显著高于枝和根，叶C/N显著低于枝和根；山杨纯林叶和枝的N含量显著高于其他森林群落，而叶的C/N显著低于其他森林群落；油松纯林根的N含量和枝、根的N/P显著低于其他森林群落，而枝和根的C/N显著高于其他森林群落。(2)山杨纯林凋落物N、P含量和N/P显著高于其他森林群落，C/N、C/P显著低于其他森林群落。(3)土壤C、N、P含量，C/N、C/P在不同森林群落间无显著差异，青海云杉纯林土壤N/P显著高于其他森林群落。(4)植物N与凋落物N含量，N/P存在显著正相关关系，两者的C/N则存在显著负相关关系；植物C/N与凋落物C含量存在显著正相关关系，两者的N/P则存在显著负相关关系；土壤C/N、N/P分别与植物P含量、凋落物C/P存在显著正相关关系，凋落物与植物的C/P存在显著负相关关系。植物P含量与土壤pH显著正相关。海拔与凋落物C/N、C/P呈显著正相关，与凋落物N含量、N/P呈显著负相关。土壤N/P与pH显著负相关，与海拔和土壤碱解氮呈显著正相关。土壤C、N、P含量、C/P、N/P与土壤有机质含量呈极显著正相关。【结论】罗山4种主要的森林群落中植物生长发育和凋落物分解的主要限制元素均为N元素，尤其该地区针叶林植被建设中需加强N元素的保护与利用；而山杨纯林生长速率最快且凋落物更易分解，在罗山的植被恢复中应优先选择和保护。
  • 四种气候变化情景下中国樱桃的潜在适生区预测
    付陈龙, 李蒙, 田昌芬, 宋炎峰, 伊贤贵, 王贤荣
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 235-242.
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    【目的】中国樱桃(Prunus pseudocerasus)是我国古老的栽培果树之一。分析当前和未来气候变化情景下中国樱桃潜在适生区的变化趋势，为深入认识中国樱桃生长习性以及合理栽培和资源保护提供参考。【方法】基于中国樱桃现实地理分布数据和环境气候因子数据，使用MaxEnt模型模拟中国樱桃当前、未来2050年代和2070年代4种气候变化情景(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)下的潜在适生区分布，评估影响中国樱桃适生区分布的重要环境气候因子并分析其潜在适生区的变化趋势。【结果】采用ROC曲线法检验预测结果精度为0.936,说明预测结果可信度高。影响中国樱桃潜在适生区范围的关键因子为最冷月最低温、年降水量和最热季平均气温，土壤因子对中国樱桃适生区的限制不明显；现代气候条件下中国樱桃的潜在地理分布区主要集中于华东、华中以及西南地区，其中高适生区主要位于山东中东部和陕西南部；未来气候变化条件下，中国樱桃原本适生区范围收缩，西藏中部、吉林东部出现新的适生区。【结论】未来气候变化情景下，中国樱桃的潜在适生区将持续缩小，呈零星化、碎片化分布，并逐渐向高纬度、高海拔地区移动，这一结果可为中国樱桃种质资源的保护和产业规划提供理论依据。
  • 模拟氮沉降对杨树人工林土壤跳虫群落的影响
    王梓萌, 阮宏华, 吴小巧, 杨艳, 谢友超, 沈彩芹, 丁学农, 曹国华
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 243-253.
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    【目的】土壤跳虫（弹尾纲物种）在调节土壤生态系统功能方面发挥着重要作用。本研究旨在了解添加氮对杨树人工林土壤跳虫群落结构的影响，为进一步明晰人工林生态系统土壤动物群落对未来大气氮沉降的响应与适应机制提供理论参考。【方法】在江苏省东台林场的杨树人工林中建立样地，通过人工林施氮肥的方式模拟大气氮沉降，设置N0（对照，不施氮肥）和3个模拟氮沉降处理，施氮水平分别为N5[5 g/（m2·a）]、N15[15 g/（m2·a）]、N30[30 g/（m2·a）],每个施氮水平设置4个重复，共16块样地。于2021—2022年的春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）和冬季（1月）,用取样框采集凋落物层土壤跳虫，后采用不同直径的土钻分3层，即采集[0,10)、[10,25)、[25,40) cm土壤层跳虫和土壤样品。样品带回实验室后用干漏斗法（Tullgren法）收集跳虫并分析土壤理化性质，最后用SPSS 26和Canoco 5.0进行统计分析。【结果】研究共捕获跳虫1 446只，隶属于4目7科18属，优势种群分属等节跳属（Isotoma）、鳞跳属（Toocerus）、长跳属（Entomobrya）和小等跳属（Isotomiella）,4属共占总个体数的66.87%。土壤跳虫的个体数在N15处理时显著增加，N30处理时则减少；不同层次中，凋落物层的跳虫个体数显著高于土壤层；在不同季节，跳虫的个体数总体从大到小呈现为秋>夏>春>冬。土壤跳虫Shannon-Wiener多样性指数在N15处理最高，Pielou均匀度指数基本在N30处理最高。RDA分析表明，土壤pH、硝态氮含量和碳氮比是影响土壤跳虫分布的主要环境因子。【结论】氮沉降会显著影响土壤跳虫的群落组成结构，并表现出一定的季节差异；适度的氮添加能增加跳虫的个体数和多样性，而过量的氮添加则导致跳虫个体数减少。
  • 铁冬青花挥发性化合物对中华蜜蜂访花的影响
    匡泽宇, 彭冶, 方炎明
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 254-260.
    摘要 ( 16)   可视化   收藏
    【目的】检测铁冬青(Ilex rotunda)雌株和雄株开花进程中挥发性成分的种类差异和动态，观察传粉昆虫的种类及行为，明确铁冬青传粉系统特性，探究其挥发性成分的变化规律对传粉昆虫行为的潜在影响，为提高铁冬青授粉效率及其观赏利用价值提供参考。【方法】利用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析铁冬青大蕾期、初绽期、盛开期、末花期4个阶段花挥发性成分的变化；采用观测法，记录传粉昆虫的种类、访问频次，分析昆虫的访花行为及访花频率变化规律。【结果】(1)铁冬青花期共检测出30种挥发性物质，其中雌花检测出19种，雄花检测出21种。(2)挥发性成分中，β-石竹烯等主要成分含量的变化规律是先上升后降低，在盛花期达到峰值。末花期主成分的含量占比普遍降低，醇类、烷烃类的占比有所上升，伴随出现罗勒烯等多种新化合物。(3)铁冬青的授粉昆虫较为单一，为中华蜜蜂(Apis cerana),雌株与雄株的访问高峰期高度重叠，中华蜜蜂更倾向于访问雄花，其访花频率的变化趋势与β-石竹烯含量变化规律一致。【结论】推测β-石竹烯可能作为一种信息物质吸引中华蜜蜂进行授粉；利用中华蜜蜂“集中式”的访花模式，集中且合理搭配栽植铁冬青雌雄株，配合花期一致、雄株花量大的规律，可有效提高提冬青的授粉成功率。
  • 松花江百里生态长廊生境网络构建研究
    赵志强, 方昊, 袁青, 吴妍
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 261-270.
    摘要 ( 10)   可视化   收藏
    【目的】松花江百里生态长廊生态环境多样、生物资源丰富，研究其生境网络构建与分级，有助于提升区域内的生物多样性和生态健康稳定性。【方法】以松花江百里生态长廊为研究对象，首先识别区域生境类型，并基于InVEST分析评估区域内生境质量状况；其次，基于焦点物种的生境适宜性分析和电路理论识别生境源地、生境廊道和生境节点，并共同构成研究区域内的生境网络；最后基于电流密度划分源地和廊道的重要等级。【结果】（1）松花江百里生态长廊有23类生境，生境类型丰富，同时有44.31%的区域生境质量较高；（2）区域内共识别82个生境源地、147条生境廊道和57个生境节点，共同构成研究区域的生境网络。（3）根据电流密度划分等级，其中一级生境源地有7个，面积共484.82 km2,基本位于大型自然保护区内；一级生境廊道有14条，长度共7 560 m,主要分布在松花江干流上，且廊道长度相对较短。【结论】松花江百里生态长廊总体生境状况较好，但仍需注意城市快速发展带来的生态威胁，做好发展与保护的协调工作，如：通过生境源地分级与扩充，保护并新增生境源地；通过生境廊道分级管控与疏通，保护提升廊道连通性；通过生境节点修复与新增，为生物迁徙提供“踏脚石”等，进一步优化生境网络。
  • 植物根劈作用对江南园林假山遗产的影响——以南京瞻园为例
    张青萍, 陈凤仪
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 271-278.
    摘要 ( 16)   可视化   收藏
    【目的】江南园林假山是园林遗产的重要组分。植物根劈现象广泛存在于各遗产园林之中，严重威胁着假山遗产的长久保存与发展。作为假山安全与保护的影响因素，将植物根劈现象纳入假山预防性保护体系，能够为假山预防性保护体系的构建和完善进而有效开展园林遗产保护提供依据。【方法】以南京瞻园为例，对假山受植物根劈的作用机理进行量化分析，总结南京瞻园假山现状中的问题树种，提出并验证了5个与植物根劈作用显著相关的植物变量，建立了有关植物根劈的裂缝面积回归预测模型。【结果】通过分析植物根劈现象的现状特征，认为直根系、深根系树种更容易导致假山裂缝问题，南京瞻园的此类树种中，朴树、女贞的根劈作用对假山的影响最为显著，枇杷、龙爪槐、广玉兰、木瓜的根劈作用次之。通过相关性分析发现，裂隙内根长、根径、植物冠幅、树高、基径是根劈作用的5种主要影响因子，与根劈作用产生的裂缝面积显著相关。其中，裂隙内根长、裂隙内根径与产生的裂隙面积呈正相关。通过多元回归性分析，初步构建假山裂缝面积预测模型，并设置相应的假山裂缝变化预警阈值，认为裂隙内根径不变而根长变化值超过11.25 cm时，即应考虑抑制单条根系的发育。【结论】植物根劈作用加剧了假山石体表面裂隙的发育和扩展，甚至有可能导致石体的断裂和山体的崩塌，严重威胁着假山遗产的长久保存与发展。根据量化分析的结果进一步筛选环境变量，划分监测等级并明确预警指标，可以提高假山遗产保护的预知能力和定量判断能力，达到及时预防、削弱植物根劈作用力并完善假山预防性保护体系的目的，为古典园林假山遗产的预防性保护工作提供参考。
  • 黑莓新品种‘早红’
    闾连飞, 吴文龙, 李维林, 张春红
    南京林业大学学报（自然版）. 2024, 48(04): 279-279.
    摘要 ( 8)   可视化   收藏
    <正>黑莓‘早红’（Rubus ursinus×idaeus ‘Zaohong’）由对‘宝森’（‘Boysen’）[1-2]品种进行多效唑（PP333）处理，植株根颈部产生芽变，2002年对嵌合体采用组培技术进行快速繁殖而来。2021年12月获得国家林业和草原局颁发的植物新品种权证书（品种授权号20210344）。1品种特征特性黑莓新品种‘早红’（图1），多年生灌木，地上部2年生，地下部多年生。植株生长习性表现为蔓生，需搭架栽培，茎刺少而弱。枝条生长旺盛，平均每株近20个分枝，平均每分枝近3 m。早熟，果实较大，平均果质量约6 g，完全成熟果红紫色，具有浓郁的树莓香味。
2024年, 第48卷, 第05期　
刊出日期：2024-09-30
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