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结合修正后的全球生态系统动态调查冠层高度的森林地上生物量模型优化——以福建省为例

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生态学报 2024年第16期44卷 7264-7277页

作者：田国帅周小成郝优壮谭芳林王永荣吴善群林华章福州大学卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福州350108 福建省林业科学研究院福州350012 福建省漳平五一国有林场龙岩364400 福建省大田县林业局三明366100 福建省大田桃源国有林场三明366199

森林地上生物量(Above Ground Biomass,AGB)是衡量森林生态系统碳存储、能量流动和生物多样性的关键指标,对于气候变化研究和森林资源管理至关重要。福建省地处多云多雨的亚热带,地形和森林类型复杂,森林地上生物量估算难度大。为提升... 详细信息

森林地上生物量(Above Ground Biomass,AGB)是衡量森林生态系统碳存储、能量流动和生物多样性的关键指标,对于气候变化研究和森林资源管理至关重要。福建省地处多云多雨的亚热带,地形和森林类型复杂,森林地上生物量估算难度大。为提升森林地上生物量估算效果,将最新星载激光雷达数据全球生态系统动态调查(GEDI)、Landsat以及Sentinel系列卫星等多源遥感数据进行集成和综合利用,通过Landsat影像计算的林龄对GEDI_V27冠层高度产品进行优化,结合优化后的MGEDI_V27冠层高度产品,建立传统遥感特征结合冠层高度的极端梯度提升模型(XGBoost)生物量反演模型,实现了福建省森林地上生物量的有效估算与制图。研究结果表明:(1)通过林龄优化后的GEDI冠层高度精度评价结果为R^(2)=0.67,RMSE=2.24m;(2)通过递归特征消除算法对三种森林类型进行特征优选,得到10个遥感特征,其中,三种森林类型最重要的遥感特征均为森林冠层高度,并且对比评价了在包含传统遥感特征因子的情况下有无冠层高度对于模型精度的影响,结果表明,在冠层高度因子参加特征构建时,森林AGB回归分析的精度明显提高,证实了冠层高度在生物量估算中具有显著的重要性;(3)研究得到的福建省森林AGB范围为0.001—363.331Mg/hm^(2),整体精度评价结果为R^(2)=0.75,RMSE=17.34Mg/hm^(2),2020年全省AGB总量为8.22亿Mg,平均值为101.24Mg/hm^(2)。通过优化GEDI中的森林冠层高度,并且结合传统遥感特征,可以实现对福建省森林地上生物量的精确估算和监测,研究成果有助于区域森林碳汇的评估。

关键词：遥感全球生态系统动态调查(GEDI) 冠层高度森林类型极端梯度提升模型(XGBoost)回归森林地上生物量

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亚热带六种常见榕属植物日间呼吸特征

生态学报 2024年第4期44卷 1613-1622页

作者：陈小芳李雪琴覃宜慧程栋梁胡丹丹福建师范大学福建省湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学福建省植物生理生态重点实验室福州350007 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007

植物呼吸作用是生态系统碳循环的一个关键过程。陆地植被每年通过光合作用固定的碳有一半被呼吸作用释放,而释放的这部分又有大约一半来自叶片呼吸。植物不仅在夜晚进行呼吸作用(R_(d),Dark respiration),白天也在呼吸,即日间呼吸(R_(L)... 详细信息

植物呼吸作用是生态系统碳循环的一个关键过程。陆地植被每年通过光合作用固定的碳有一半被呼吸作用释放,而释放的这部分又有大约一半来自叶片呼吸。植物不仅在夜晚进行呼吸作用(R_(d),Dark respiration),白天也在呼吸,即日间呼吸(R_(L),Light respiration)。有研究表明光照条件下植物叶片呼吸低于黑暗环境下叶片呼吸速率,通常受到的光照抑制程度为30%-40%左右。但在实际研究中,经常忽视植物叶片日间呼吸的光抑制,进而大幅高估生态系统呼吸,从而使得生态系统总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)被高估,因此有必要对植物的日间呼吸特性进行研究。以中国南方亚热带六种常见榕属植物(垂叶榕、高山榕、黄金榕、菩提树、细叶榕、小叶榕)为研究对象,测量其叶片的日间呼吸速率(R_(L),Kok方法)、暗呼吸速率(R_(d))、比叶重(LMA)、叶片氮含量(n)、磷含量(P)、最大光合速率(A)、1800及80μmol m^(-2)s^(-1)光强下Rubisco酶氧化速率(V_(o80),V_(o1800))及Rubisco酶羧化速率(V_(c80),V_(c1800))。采用皮尔逊相关分析R_(L)与叶片其他性状间的关系,并运用逐步回归分析建立RL相关预测模型。研究结果表明:六种榕属植物R_(L)均低于R_(d),存在光抑制现象,光抑制率为24.1%-61.2%,平均为38.4%,其R_(L)及光抑制率均存在种间差异;R_(L)与_(Rd、n)、A、V_(o80)、V_(c80)、V_(o1800)及V_(c1800)成显著正相关,与LMA成显著负相关,与P无统计学相关关系。R_(L)可以用逐步线性回归方程来解释,R_(d)、n和Rubisco酶羧化速率(V_(c80))的可以解释96.5%的RL变异,而V_(c80)与n可以共同解释74.5%的R_(L)/R_(d)。叶片日间呼吸及其光抑制受到n和Rubisco酶羧化速率的影响,这可能是由光合速率与呼吸速率的耦合引起的。本研究建立了亚热带榕属植物叶片日间呼吸相关预测模型,为揭示日间呼吸光抑制机制提供依据,对准确评估叶片碳循环及GPP具有重要作用。

关键词：亚热带榕属植物日间呼吸呼吸的光抑制

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古井老枞茶树生态系统中细菌与真菌群落多样性特征分析

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微生物学报 2024年第4期64卷 1110-1126页

作者：郑智胜周艳黄卫红陈小尘薛喜枚吴宝川彭静静莫佳伟张秋芳泉州师范学院海洋与食品学院福建泉州362000 武夷山国家公园科研监测中心福建南平354300 武夷山一地好茶生态茶业研究所福建南平354300 中国科学院城市环境研究所福建厦门361021 中国农业大学资源与环境学院北京100193

【目的】古井老枞经过漫长生长形成了独特“枞味”,而山场是茶叶品质形成的重要因素,微生物在山场生态系统的生物地球化学循环过程中可能起着关键作用,但老枞生态系统微生物群落组成特征还尚未明确。【方法】以生长于武夷山国家公园慧... 详细信息

【目的】古井老枞经过漫长生长形成了独特“枞味”,而山场是茶叶品质形成的重要因素,微生物在山场生态系统的生物地球化学循环过程中可能起着关键作用,但老枞生态系统微生物群落组成特征还尚未明确。【方法】以生长于武夷山国家公园慧苑坑古井区域的老枞茶树为研究对象,采集茶树地上部叶片(叶际和叶内)和地下部土壤(根际、非根际和非茶园种植区空白),分别以细菌16S rRnA基因和真菌内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因为分子标记,采用高通量测序技术分析其细菌和真菌群落组成特征。【结果】老枞茶树地上部细菌和真菌群落丰富度和多样性皆显著低于地下部。共现性网络中,各生态位网络的模块化指数均超过0.4,且微生物物种之间的协同作用大于竞争。门水平,变形菌(Proteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteriota)、放线菌(Actinobacteriota)、子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)皆为地上和地下共有优势菌门(相对丰度>1%),地上部变形菌、放线菌和子囊菌含量高于地下部,而酸杆菌和担子菌则相反(Pngomonas)、假单胞菌(Pseudomonas)、氨杆菌(Amnibacterium)、芽胞杆菌(Bacillus)、枝胞菌(Cladosporium)和镰刀菌(Fusarium)是古井老枞各生态位主要的生物标记物。【结论】研究揭示了古井老枞茶树生态系统中不同生态位的细菌与真菌群落组成特征,可为今后深入研究老枞茶叶品质形成机理和茶树病害生物防治等相关功能菌种资源的应用提供科学参考。

关键词：古井老枞茶树细菌真菌叶际叶内根际土壤非根际土壤

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互花米草对遮荫和刈割的光合响应

生态学杂志 2024年

作者：吕江溶游惠明周亚圣梁瀞文游巍斌何东进福建农林大学林学院福建省南方森林资源与环境工程技术中心福建省林业科学研究院闽江学院福建农业职业技术学院

为揭示互花米草对遮荫和刈割处理的光合响应机制，本研究测定了不同组合处理（0%遮荫+不刈割、0%遮荫+刈割、30%遮荫+不刈割、30%遮荫+刈割、50%遮荫+不刈割、50%遮荫+刈割、70%遮荫+不刈割、70%遮荫+刈割、90%遮荫+不刈割、90%遮荫+刈... 详细信息

为揭示互花米草对遮荫和刈割处理的光合响应机制，本研究测定了不同组合处理（0%遮荫+不刈割、0%遮荫+刈割、30%遮荫+不刈割、30%遮荫+刈割、50%遮荫+不刈割、50%遮荫+刈割、70%遮荫+不刈割、70%遮荫+刈割、90%遮荫+不刈割、90%遮荫+刈割）后互花米草的日均光合速率、最大净光合速率、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素等7项指标。结果表明：遮荫极显著抑制了互花米草的日均光合速率（P<0.01），随遮荫强度增加，日均光合速率下降，而叶绿素a及类胡萝卜素含量则正好相反，随遮荫强度增加而显著增加（P<0.01）；刈割处理极显著抑制了互花米草的日均光合速率、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量（P<0.01）；遮荫—刈割交互处理对互花米草光补偿点影响显著（P<0.05），但对其他指标影响不显著。在首次刈割处理后的2～3个月时建议进行第二次刈割处理将达到更佳抑制效果；主成分分析得出，90%遮荫+不刈割处理下对互花米草光合作用抑制最强。

关键词：互花米草遮荫刈割光合特性主成分分析

立竹密度对不同发笋期毛竹叶片功能性状的影响

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福建农林大学学报（自然科学版） 2024年第2期53卷 229-234页

作者：李震凯吴君荣俊冬陈礼光李士坤郑郁善福建农林大学林学院福建福州350002 漳平市林业局福建龙岩364400

【目的】探究长周期母竹留养模式下毛竹叶片功能性状对立竹密度的响应及在不同发笋期的变化,并筛选出适宜的经营密度。【方法】以漳平市长周期母竹留养经营模式下笋用毛竹林为研究对象,设置(1350±100)、(1950±100)、(2550±100)、(315... 详细信息

【目的】探究长周期母竹留养模式下毛竹叶片功能性状对立竹密度的响应及在不同发笋期的变化,并筛选出适宜的经营密度。【方法】以漳平市长周期母竹留养经营模式下笋用毛竹林为研究对象,设置(1350±100)、(1950±100)、(2550±100)、(3150±100)株·hm^(-2)4个不同立竹密度处理组,选用传统经营模式下生产效益较优的笋用毛竹林作为对照组,分析立竹密度对不同发笋期毛竹叶片功能性状的影响。【结果】毛竹林的叶面积指数、叶平均倾角、全氮含量、全磷含量、全钾含量和叶绿素含量均在立竹密度为(2550±100)株·hm^(-2)时达到最高,且不同处理组间差异显著(P<0.05);各处理组的叶面积指数、叶平均倾角及全氮含量均在发笋前期达到最高,冠层开度和叶绿素含量在发笋盛期达到最高,全磷和全钾含量则在发笋后期达到最高;毛竹叶片各功能性状间存在显著相关性。【结论】在长周期母竹留养经营模式下,当立竹密度为(2550±100)株·hm^(-2)时,毛竹林的冠层结构得到显著改善,叶片的空间分布更加合理,且叶片养分及叶绿素含量显著提高。

关键词：笋用毛竹林长周期母竹留养立竹密度叶功能性状

绿茶天然果胶的酶法提取及其组成、结构与性质

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中国食品学报 2024年第1期24卷 160-168页

作者：罗钰刘咏雪付杨楠张晨福州大学生物科学与工程学院福州350108 福州大学先进制造学院福建泉州362251 福建省食品生物技术创新工程技术研究中心福州350108

采用4种商业酶(3种纤维素酶S22178、FoodPro~? CBL、Viscozyme~? L和半纤维素酶)提取绿茶果胶,并探究其对果胶主要结构的影响,以及纯化果胶的成分、分子质量分布、粒径分布与果胶黏性的关系,以获得结构相对完整的天然果胶的提取方法。... 详细信息

采用4种商业酶(3种纤维素酶S22178、FoodPro~? CBL、Viscozyme~? L和半纤维素酶)提取绿茶果胶,并探究其对果胶主要结构的影响,以及纯化果胶的成分、分子质量分布、粒径分布与果胶黏性的关系,以获得结构相对完整的天然果胶的提取方法。结果表明:4种酶均能高效提取果胶,提取率均能达到80%。S22178和Viscozyme~? L对果胶的HG主链结构有破坏,而半纤维素酶和FoodPro~? CBL对果胶的主链和侧链结构均没有显著影响。FoodPro~? CBL纯化样的黏度最大(η_1=1 227 mPa·s),半纤维素酶纯化样的黏度较低(η_1=154 mPa·s),Viscozyme~? L黏度基本为0。结论:经FoodPro~? CBL处理获得的果胶最接近天然果胶状态,提取纯化后的果胶含量为48%(HG主链43%,RG-I侧链5%),组分间颗粒大小相近,流变学性质较好,呈现典型的剪切稀化现象。

关键词：天然果胶碳水化合物酶化学组成分子质量分布黏度

DHA单酰基甘油酯型藻油对小鼠急性酒精性肝损伤的保护作用

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中国粮油学报 2024年第1期39卷 131-140页

作者：温扬敏田力王小斐魏登枭何勇锦泉州医学高等专科学校基础医学部泉州362000 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 福建师范大学生命科学学院福州350117 福建师范大学工业微生物教育部工程研究中心福州350117

研究DHA单酰基甘油酯对小鼠急性酒精性肝损伤的保肝作用及机制。将雄性小鼠随机分为正常组、模型组、实验组(DHA单酰基甘油酯组)、阳性对照组(DHA三酰基甘油酯组和DHA乙酯组)5组。给药15 d后,检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸... 详细信息

研究DHA单酰基甘油酯对小鼠急性酒精性肝损伤的保肝作用及机制。将雄性小鼠随机分为正常组、模型组、实验组(DHA单酰基甘油酯组)、阳性对照组(DHA三酰基甘油酯组和DHA乙酯组)5组。给药15 d后,检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、甘油三脂(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)含量,肝组织Toll样受体4(TLR 4)、髓样分化因子(MyD88)、核转录因子κB(nF-κB)基因表达水平。观察肝组织病理性改变;分析小鼠粪便细菌多样性。DHA单酰基甘油酯能显著降低急性酒精肝损伤小鼠血清ALT、AST、ALP、TG、TC和LDL浓度,而显著增加HDL浓度,改善酒精引起的肝组织病理性改变,而且DHA单酰基甘油酯对小鼠肝损伤改善效果优于DHA三酰基甘油酯和DHA乙酯。此外,DHA单酰基甘油酯能显著抑制酒精肝损伤小鼠肝组织TLR 4、MyD88、nF-κB基因表达,对酒精引起的肠道菌群紊乱具有一定恢复作用。DHA单酰基甘油酯对酒精诱导小鼠肝损伤具有一定保护作用,其机制可能与抑制TLR 4/nF-κB通路和改善肠道菌群有关。

关键词： DHA单酰基甘油酯酒精性肝损伤 TLR 4/nF-κB通路肠道细菌保肝作用

基于多源遥感数据的福建省海岸带县域森林生态质量评价

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北京林业大学学报 2024年第5期46卷 12-25页

作者：闫谨周小成黄婷婷乐通潮王永荣吴善群福州大学卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室福建福州350108 福建省林业科学研究院福建福州350012 福建省漳平五一国有林场福建龙岩364400 福建省大田县林业局福建三明366100

【目的】森林生态质量是从生态角度反映森林质量的内涵,对森林的生态功能和生态服务、生长状况以及自我调节功能进行综合测度,以期提高森林改善生态环境、维护生态平衡的能力。【方法】利用中、高分辨率多源遥感数据,获取大范围尺度下... 详细信息

【目的】森林生态质量是从生态角度反映森林质量的内涵,对森林的生态功能和生态服务、生长状况以及自我调节功能进行综合测度,以期提高森林改善生态环境、维护生态平衡的能力。【方法】利用中、高分辨率多源遥感数据,获取大范围尺度下能表征森林生态质量的关键指标信息,在此基础上,分析福建省海岸带40个县域的森林生态质量状况。首先,基于2016年2 m分辨率多源遥感数据为主要数据源,利用双层尺度集模型选定最佳分割尺度,多分类器集成算法集,自动选择最优分类算法进行森林类型提取,并结合2020年Sentinel遥感数据及森林分类产品,更新2020年福建省海岸带森林类型精细分布图;其次,利用LandTrendr算法衍生的干扰开始时间特征推算现存森林年龄,通过GEDI冠层高度产品获取海岸带森林冠层高度分布图;在以上关键森林质量指标提取基础上,对遥感手段获取的8项森林生态质量评价指标进行主成分分析,获得福建省海岸带县域森林生态质量综合评价结果。【结果】2020年福建海岸带40个县域约50%的县域森林生态质量处于优良水平,其中仙游县、闽侯县、南安市、霞浦县、柘荣县及厦门海沧区、思明区、集美区、同安区等森林生态质量为优;森林生态质量较差的县域有惠安县、秀屿区、石狮市、福安市、平潭实验区、诏安县。【结论】结合中、高分辨率多源遥感数据,能够发挥遥感大范围监测优点,客观评价福建省海岸带40个县域的森林生态质量;研究结果表明2020年福建沿海县域森林生态质量还存在较大的提升空间,需要针对存在的问题采取相应森林管理措施提升森林生态质量。

关键词：遥感森林类型林龄冠层高度森林生态质量福建海岸带

利用多组学方法探究湖羊肠道菌群-脑肠轴互作关系

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家畜生态学报 2024年第9期45卷 7-15,90页

作者：丁晓宁李可瑶甘雅婷庞硕李哲晨谢贤杰甘乾福方绍明福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建福州350002

肠道菌群-脑肠轴可参与新陈代谢、免疫应答和行为反应等不同生理过程,是影响生长和健康的重要因素,本研究利用多组学方法探究了湖羊肠道菌群-脑肠轴互作关系。16S-rRnA基因测序分析结果显示,厚壁菌门、拟杆菌门及克里斯腾森菌属-R7类群... 详细信息

肠道菌群-脑肠轴可参与新陈代谢、免疫应答和行为反应等不同生理过程,是影响生长和健康的重要因素,本研究利用多组学方法探究了湖羊肠道菌群-脑肠轴互作关系。16S-rRnA基因测序分析结果显示,厚壁菌门、拟杆菌门及克里斯腾森菌属-R7类群、肠球菌属、颤螺菌科-UCG002、普雷沃氏菌科-UCG004等菌属是湖羊肠道菌群中的主要类群。整合结肠和脑组织转录组测序分析,发现雌激素信号通路可能是连接湖羊肠道菌群-脑肠轴的关键功能途径,而真杆菌属细菌和瘤胃球菌属细菌可能是调控湖羊肠道菌群-脑肠轴的关键细菌。本研究结果能为在生产实践中通过营养干预调控肠道菌群-脑肠轴而改善湖羊性情和行为习性、提高生产性能提供基础数据。

关键词：湖羊肠道菌群脑肠轴 16S rRnA基因测序转录组测序