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四种气候变化情景下中国樱桃的潜在适生区预测

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年

作者：付陈龙李蒙田昌芬宋炎峰伊贤贵王贤荣南京林业大学南方现代林业协同创新中心

【目的】中国樱桃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... 详细信息

【目的】中国樱桃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】预测结果采用ROC曲线法检验精度，结果表明数据精度为0.936，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，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。

关键词：中国樱桃潜在适生区种质资源保护 MaxEnt模型气候变化

生物炭对滨海盐碱土氮素转化和NO排放的影响

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应用生态学报 2023年

作者：项剑孙禧王成扎西央宗史文竹王艮梅张焕朝南京林业大学南方现代林业协同创新中心

生物炭在土壤培肥改良中的应用有助于农业可持续发展和碳中和目标的实现。为更好地了解生物炭对滨海盐碱土氮素转化和N2O排放的影响及其潜在机制，本研究按等氮原则设置6个处理：CK，仅添加硫酸铵(N 150 mg·kg-1，下同)；B1，硫酸铵+0... 详细信息

生物炭在土壤培肥改良中的应用有助于农业可持续发展和碳中和目标的实现。为更好地了解生物炭对滨海盐碱土氮素转化和N2O排放的影响及其潜在机制，本研究按等氮原则设置6个处理：CK，仅添加硫酸铵(N 150 mg·kg-1，下同)；B1，硫酸铵+0.4%生物炭(w/w，下同)；B2，硫酸铵+0.6%生物炭；B3，硫酸铵+0.8%生物炭；B4，硫酸铵+1.6%生物炭；BM，硫酸铵+0.2%生物炭+0.2%有机肥，进行室内培养试验(60 d)。结果表明：生物炭对土壤氮素转化的影响主要在培养前期，与CK相比，添加生物炭显著增加了滨海盐碱土的硝态氮和铵态氮含量；生物炭显著提高了土壤净硝化速率，且净硝化速率随生物炭添加量的增加而减小；各处理土壤N2O排放的动态变化趋势基本一致，且主要集中在培养前30 d；与CK相比，生物炭添加显著降低了N2O累积排放量，且降幅随添加量的增加而增大。可见，不同添加量生物炭与氮肥配施对土壤氮转化速率和N2O排放的影响不同，其中，0.8%生物炭处理不仅能显著提高土壤有机氮含量，而且能有效降低土壤N2O排放，可作为生物炭改良与培肥滨海盐碱土的最佳剂量。

关键词：滨海盐碱土硝化作用矿化作用 N O 生物炭

拟蕈状芽孢杆菌JYZ-SD5与菌根真菌互作对水杉生长和耐盐性的影响

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林业科学 2023年第1期59卷 99-109页

作者：李振倩吴小芹孔维亮南方现代林业协同创新中心、南京林业大学林学院南京210037

【目的】研究盐胁迫下拟蕈状芽孢杆菌(JYZ-SD5)和裂褶菌(Be)互作对水杉生长和耐盐性的影响,以探究其作用机制,为利用有益微生物提高木本植物耐盐性以及盐碱地生物修复利用提供参考依据。【方法】盐胁迫下采用盆栽试验探讨拟蕈状芽孢杆菌... 详细信息

【目的】研究盐胁迫下拟蕈状芽孢杆菌(JYZ-SD5)和裂褶菌(Be)互作对水杉生长和耐盐性的影响,以探究其作用机制,为利用有益微生物提高木本植物耐盐性以及盐碱地生物修复利用提供参考依据。【方法】盐胁迫下采用盆栽试验探讨拟蕈状芽孢杆菌JYZ-SD5和裂褶菌Be对水杉相关生理代谢指标和耐盐性的影响。【结果】1)与对照相比,各接菌处理均提高了水杉的生物量和根系生长参数,其中双接种JYZ-SD5+Be效果优于单接种,双接种处理的水杉幼苗株高和地径分别提高65.47%和63.46%,根长、根表面积、根体积、总根尖数和分枝数分别显著提高1.05、1.51、2.2、1.88和2.31倍(P<0.05)。2)在盐胁迫下,与未接种对照相比,各接菌处理均有效缓解了盐胁迫对水杉叶片的损害,盐害症状减轻;单接种JYZ-SD5分别显著提高了水杉可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸12.4%、62.58%和38.99%(P<0.05),单接种Be以及双接种处理分别显著提高水杉脯氨酸122%和35.64%(P<0.05)。3)盐胁迫下,与未接种对照相比,各接菌处理均有效降低水杉H2O2含量、O_(2)·-产生速率、丙二醛含量和电解质渗漏,其中单接种JYZ-SD5分别显著降低26.58%、9%、15.85%和18.76%(P<0.05),单接种Be分别降低8.91%、7.77%、8.54%和22.09%,双接种JYZ-SD5+Be分别显著降低15.58%、26.38%、53.66%和30.39%(P<0.05);同时各接菌处理均显著降低了水杉的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。4)盐胁迫下,与未接种对照相比,各接菌处理提高了水杉茎和叶中的K+含量,降低了Na^(+)含量,从而降低了Na^(+)/K^(+)比,尤以单接种Be效果最好,分别显著降低水杉茎和叶Na^(+)/K^(+)比23.84%和26.58%(P<0.05)。【结论】根际促生细菌JYZ-SD5与外生菌根真菌Be可促进水杉生长,并可通过提高水杉植株水分吸收、渗透调节物质积累、维持细胞膜稳定性、降低膜脂质过氧化水平、活性氧积累及抗氧化酶活以及降低Na+/K+比来缓解盐胁迫对水杉的损伤,提高水杉对盐胁迫的耐受性。

关键词：拟蕈状芽孢杆菌JYZ-SD5 裂褶菌Be 水杉盐胁迫耐盐性

广东省与江苏省松材线虫种群遗传结构差异分析

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林业科学 2022年第8期58卷 1-9页

作者：丁晓磊汪青桐林司曦赵瑞文张悦叶建仁南方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院南京210037

【目的】研究广东省和江苏省松材线虫的遗传变异,为我国松材线虫病的疫源追溯研究奠定基础,并为松材线虫病防控工作提供有力支持。【方法】使用Illumina全基因组重测序的方法,对所有松材线虫样本进行测序深度>40×的高通量测序。测序结... 详细信息

【目的】研究广东省和江苏省松材线虫的遗传变异,为我国松材线虫病的疫源追溯研究奠定基础,并为松材线虫病防控工作提供有力支持。【方法】使用Illumina全基因组重测序的方法,对所有松材线虫样本进行测序深度>40×的高通量测序。测序结果经过FastQC质量检测后,利用Cutaadpt软件去除接头序列。利用BWA软件将重测序结果与松材线虫基因组进行比对,使用Samtools和Picard将比对结果进行排序和去冗余,利用Freebayes进行SNP位点挖掘。而后使用VCFtools筛选统计松材线虫SNP位点信息以及突变基因型种类,并用SNPRelate构建所有虫株的系统发育树,最后进行焦磷酸测序验证。【结果】在广东省和江苏省疫木中共分离得到24株松材线虫,两省各12株。在所有松材线虫样本中共发现15100281个SNP位点,其中广东省虫株共发现12990503个SNP位点,江苏省虫株共发现2109778个SNP位点。对所有SNP位点统计分析后发现,广东省虫株的SNP数量和纯合子数量比江苏省虫株多,且差异性显著。此外,广东省大部分虫株出现频率最高的突变基因型为A→G、C→T、G→A、T→C,而所有江苏省虫株与2株广东省虫株GD09和GD12的高频基因型则为A→G、C→G、G→C、T→C。通过聚类分析发现,江苏省虫株和广东省大部分虫株之间遗传分化明显,除GD09和GD12与江苏省虫株聚为一类之外,其他虫株按省份不同分别聚为两类,推测其可能是从江苏有通过人为活动远距离传播至广东省。后续焦磷酸测序试验也验证了测序分析结果的准确性,支持了上述研究结果。【结论】广东省虫株之间存在明显的遗传分化现象,结合我国各地松材线虫病发生时间,推测广东省大部分地区和江苏省的松材线虫具有不同的传播来源,而广东省韶关市和汕头市松材线虫虫株和江苏省虫株具相同的传播来源。

关键词：松材线虫 SNP 遗传多样性种群分化

毛竹入侵对杉木人工林表层土壤真菌多样性及群落结构的影响

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东北林业大学学报 2023年第2期51卷 91-96,122页

作者：江思源程雪飞张金池唐瀛洲聂晖王宇浩刘京南方现代林业协同创新中心(南京林业大学) 南京210037

采用高通量测序技术,探究毛竹入侵杉木人工林对表层土壤真菌多样性和群落结构的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关性。通过测序共获得698500条有效序列,2325个OTUs,分属于14个门、49个纲和375个属。结果显示:(1)子囊菌... 详细信息

采用高通量测序技术,探究毛竹入侵杉木人工林对表层土壤真菌多样性和群落结构的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关性。通过测序共获得698500条有效序列,2325个OTUs,分属于14个门、49个纲和375个属。结果显示:(1)子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度在毛竹入侵后变化较大,被孢霉门(Mortierellomycota)相对丰度变化较小;圆孢霉属(Staphylotrichum)、木霉属(Trichoderma)和小菇属(Mycena)相对丰度均随着毛竹入侵显著增加;杉木人工林中粗糙孔菌属(Trechispora)和Myrmecridium相对丰度显著高于有毛竹入侵的林分;毛竹纯林中沙蜥属(Saitozyma)相对丰度显著高于杉木人工林和杉竹混交林。(2)毛竹入侵后形成的杉竹混交林表层土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和PD指数最高;随着入侵程度加深,Chao1指数和ACE指数均有所升高。(3)环境因子能够影响表层土壤中真菌的相对丰度,青霉属(Penicillium)与土壤pH呈极显著正相关(p<0.01),木霉属、小菇属与土壤中铵态氮质量分数呈极显著正相关(p<0.01),沙蜥属(Saitozyma)、木霉属与土壤自然含水量和毛管孔隙度呈极显著负相关(p<0.01)。可见,毛竹入侵杉木人工林从一定程度上改变了表层土壤真菌多样性和群落结构。

关键词：毛竹入侵真菌群落结构多样性杉木人工林

长江中下游地区越冬水鸟潜在适宜栖息地分布预估

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东北林业大学学报 2023年第8期51卷 90-97,126页

作者：刘小燕周轶尘张增信张佳敏朱斌田佳西邱健南方现代林业协同创新中心(南京林业大学) 南京210037

长江中下游地区是“东亚—澳大利西亚”迁徙路线上最重要的水鸟越冬地之一,气候变化和人类活动显著改变了该地区水鸟的栖息地。以数量较多的白额雁(Anser albifrons)、小天鹅(Cygnus columbianus)以及濒危物种东方白鹳(Ciconia boyciana... 详细信息

长江中下游地区是“东亚—澳大利西亚”迁徙路线上最重要的水鸟越冬地之一,气候变化和人类活动显著改变了该地区水鸟的栖息地。以数量较多的白额雁(Anser albifrons)、小天鹅(Cygnus columbianus)以及濒危物种东方白鹳(Ciconia boyciana)和极危物种白鹤(Grus leucogeranus)4种水鸟为代表,采用MaxEnt生态位模型和BCC-CSM2-MR全球气候模式,预估未来不同气候情景下长江中下游典型越冬水鸟的潜在适宜栖息地变化。结果表明:在1970—2000年,白额雁、白鹤、东方白鹳和小天鹅在长江中下游地区的高适生区主要位于长江干流沿岸、鄱阳湖、洞庭湖及太湖等湿地区,其中,小天鹅的潜在适宜栖息地面积分布最广,白鹤的潜在适宜栖息地面积分布最少。海拔、坡度、植被及气候因素是影响越冬水鸟分布的重要环境变量,海拔对白额雁和白鹤的影响最大,坡度对东方白鹳和小天鹅也是较为重要的影响因子。除地形和植被因子外,气温是影响白额雁的主要环境变量,而降水则是影响白鹤、东方白鹳和小天鹅的主要环境变量。在SSP2-4.5中排放情景下(SSP2-4.5代表至2100年辐射强迫稳定在4.5 W/m^(2)),越冬水鸟的总适生区面积最大,且濒危物种东方白鹳和极危物种白鹤的高适生区面积最大;在SSP5-8.5高排放情景下越冬水鸟的总适生区面积最少(SSP5-8.5代表至2100年辐射强迫达到8.5 W/m^(2)),而数量相对较多的白额雁和小天鹅的高适生区面积分布最广。总体看,SSP2-4.5中排放情景是对所有越冬水鸟最有利的,未来越冬水鸟的中、高适生区均有向东部鄱阳湖流域及长江口一带扩散的趋势,且低适生区面积将持续上升。虽然研究结果显示未来气候变化对越冬水鸟生存相对有利,但面对全球气候变暖的生态预警,应加大气候变化对水鸟栖息地的研究和保护力度。

关键词：越冬水鸟适宜栖息地分布气候变化 MaxEnt模型长江中下游地区

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中国东南部农区蚂蚁物种多样性研究

环境昆虫学报 2023年第5期45卷 1245-1251,I0001-I0008页

作者：蒋富国郭宗林王亚璐陈潇奕王国兵南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210000

为探清我国东南部农区内蚂蚁物种多样性,本研究共设置86个采样单元格,每个单元格内选择农田、草地和人工林3种生境,每种生境设置3个重复样地,每个重复生境设置5个1 m^(2)的重复采样样方,用吸虫器采集样方内的地表蚂蚁。结果表明:在我国... 详细信息

为探清我国东南部农区内蚂蚁物种多样性,本研究共设置86个采样单元格,每个单元格内选择农田、草地和人工林3种生境,每种生境设置3个重复样地,每个重复生境设置5个1 m^(2)的重复采样样方,用吸虫器采集样方内的地表蚂蚁。结果表明:在我国东南部农区共采集鉴定地表蚂蚁30077头,隶属于7亚科49属155种;长江中下游地区共采集蚂蚁5亚科34属93种,其中优势种3个,常见种9个,稀有种81个;华南地区采集蚂蚁7亚科42属124种,其中优势种2个,常见种11个,稀有种111个。红火蚁Solenopsis invicta Buren是华南地区个体数目最多的物种,占个体总数的39.40%;物种数目、个体密度、多样性指数和优势度指数均表现为华南地区>长江中下游地区;不同生境内蚂蚁群落的物种数目、多样性指数和均匀度指数表现为人工林>草地>农田,个体密度和优势度指数人工林生境最低;两个地区3种生境蚂蚁群落间相似性系数0.2437~0.6581,处于极不相似至中等相似水平。结果表明,我国东南部农区蚂蚁种类丰富,在农区的生物多样性保护中具有重要价值;红火蚁在华南地区入侵扩散严重,亟需治理;农区内不同土地利用方式造成的生境差异影响蚂蚁群落的物种组成和多样性;不同区域、不同生境的蚂蚁群落间差异明显。

关键词：蚁科群落生物多样性农区

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基于苦楝转录组测序的SSR分子标记开发

林业科学 2021年第6期57卷 85-92页

作者：蔡金峰杨晓明郁万文汪贵斌曹福亮南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

【目的】基于转录组测序数据开发苦楝SSR标记,为苦楝种质资源的选育、评价和遗传改良提供理论基础和科学依据。【方法】利用Illumina HiSeqTM 2500平台对苦楝叶片进行高通量测序,分别利用Trinity、MISA软件对转录组数据进行拼接组装、... 详细信息

【目的】基于转录组测序数据开发苦楝SSR标记,为苦楝种质资源的选育、评价和遗传改良提供理论基础和科学依据。【方法】利用Illumina HiSeqTM 2500平台对苦楝叶片进行高通量测序,分别利用Trinity、MISA软件对转录组数据进行拼接组装、序列检索及SSR分布类型和特征分析。采用Primer 3软件设计合成100对SSR引物,分别用2%琼脂糖凝胶电泳和PAGE凝胶电泳进行初步筛选和多态性筛选。【结果】共获得Unigenes 20077条,平均长度为1431.82 bp,N50为1955 bp;对Unigenes进行SSR位点的发掘和分析,发现4116条Unigenes序列中含有5469个SSR位点,SSR的发生频率为20.50%,平均分布距离为8.74 kb;单、二、三核苷酸重复单元分别占总SSR的50.23%、24.43%和22.11%;SSR重复单元以6~10次重复的最多,占总数的51.27%。筛选出16对多态性引物并进行PCR扩增,共检测到56个等位基因片段,平均每个位点含3.5个,平均有效等位基因数为2.31个,平均Shannon多样性指数I为0.861,平均多态性信息含量PIC为0.507。【结论】苦楝转录组SSR位点具有较高的出现频率和分布密度,基元类型和重复次数相对较高,具有高多态性的潜能,可以进行有目的的引物设计和开发。开发的16对SSR引物在苦楝上可检测到较高的多态信息含量,进一步丰富了楝科现有SSR标记数据库资源,可为楝科植物在基因组水平上的遗传多样性分析和分子辅助育种等提供参考。

关键词：苦楝转录组 EST-SSR 引物

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遥感在森林精准培育中的应用现状与展望

遥感学报 2021年第1期25卷 423-438页

作者：周凯曹林南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037

随着社会经济快速发展及人口增长,中国木材供需矛盾突出,对外依存度高。面对有限的土地资源,迫切需要更为高效、高质量地培育森林资源,在定向培育和集约经营等的各个环节实现培育技术精准化。现代遥感技术所构建的多平台、多角度、多模... 详细信息

随着社会经济快速发展及人口增长,中国木材供需矛盾突出,对外依存度高。面对有限的土地资源,迫切需要更为高效、高质量地培育森林资源,在定向培育和集约经营等的各个环节实现培育技术精准化。现代遥感技术所构建的多平台、多角度、多模式立体观测体系及定量分析方法是森林精准培育的关键技术。以遥感技术为核心所构建的从土壤类型分析、土地适应性评价、生态环境模拟到林木育种、灌溉施肥、林木长势监测、病虫害防治等一体化、精准化的森林精准培育新体系,将全面支撑现代林业的整体提质增效和森林质量精准提升。本文首先介绍了RGB相机、多光谱、高光谱、激光雷达、热红外和荧光传感器在森林精准培育中应用现状,并对其应用特点及测量指标进行了综合比较;然后,重点介绍了遥感在林木良种选育、营养胁迫监测诊断及水肥精准喷灌以及森林病虫害防治与健康评估这3个森林精准培育重要方向上的应用,并分析了各应用方向的共性需求;最后,从3个方面,即多源遥感信息融合,人工智能、物联网及3S技术集成,以及遥感数据与生理生态模型和辐射传输模型等的集成应用,分析了未来遥感技术在森林精准培育中的发展趋势及应用前景。

关键词：森林精准培育遥感表型森林培育林木遗传育种森林健康