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城市行道树调查中无人机飞行方案的优化

南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：任华章孙圆李纪霖郝雨林子航南京林业大学林草学院水土保持学院南京林业大学南方现代林业协同创新中心

【目的】无人机遥感摄影测量技术广泛应用于林业调查，探索一套适用于城市行道树调查的飞行方案优选流程，解决多种飞行参数和飞行方案使行道树调查数据源参差不齐的问题，进而推广该技术。【方法】设计6种无人机飞行方案，使用层次分... 详细信息

【目的】无人机遥感摄影测量技术广泛应用于林业调查，探索一套适用于城市行道树调查的飞行方案优选流程，解决多种飞行参数和飞行方案使行道树调查数据源参差不齐的问题，进而推广该技术。【方法】设计6种无人机飞行方案，使用层次分析法（APH）优选出兼顾精度与效率的飞行方案。根据优选方案提取的树高建立胸径反演模型，通过决定系数、平均相对误差和均方根误差等指标选取最佳胸径模型。经过对株数、树高、冠幅和胸径获取精度与提取效率的比较，证明经过优选的飞行方案可以在保持一定精度的前提下提高行道树调查效率。【结果】经过APH分析，“井”字形和70 m飞行高度为兼顾精度与效率的最佳方案；采用该方案提取的株数精度达到Precision值94.44%，Recal值80.95%，F1-score值87.18%；提取树高的平均相对误差为8.66%，均方根误差为1.22 m，决定系数为0.88；提取冠幅的平均相对误差为27.77%，均方根误差为1.30m，决定系数为0.69；所建胸径预测模型决定系数达到0.81。该方案节约时长70%，且获取株数、树高、冠幅和胸径数值的准确性在所有方案中较高。【结论】经过优选的无人机飞行方案在达到行道树调查所需精度的前提下节约了70%时长，并获的较好株数、树高、冠幅和胸径数据。本研究无人机飞行方案优选流程有效，可应用于城市行道树调查的无人机飞行方案优选。

关键词：行道树调查倾斜摄影测量无人机层次分析法回归模型

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菌根真菌修复重金属污染土壤研究进展

农业生物技术学报 2024年第7期32卷 1681-1692页

作者：杜运付伍金花高海健李广平张长青南京林业大学林草学院、水土保持学院南方现代林业协同创新中心金陵科技学院园艺园林学院

重金属污染由于其难降解性和积累性，已经成为土壤环境问题中的一大难点。菌根真菌能够与寄主植物形成互惠共生的关系，从而提高植物的重金属抗性，有利于加速污染地的植被覆盖，并能固持重金属，实现污染土壤再利用。真菌对寄主植物重... 详细信息

重金属污染由于其难降解性和积累性，已经成为土壤环境问题中的一大难点。菌根真菌能够与寄主植物形成互惠共生的关系，从而提高植物的重金属抗性，有利于加速污染地的植被覆盖，并能固持重金属，实现污染土壤再利用。真菌对寄主植物重金属的解毒机制主要包括结构固定、营养稀释、基因调控、螯合与辅助螯合、抗氧化等。为系统了解不同菌根真菌(内生菌根真菌,外生菌根真菌)对重金属胁迫下寄主的作用，本文综述了不同类型的菌根真菌对土壤重金属污染的修复作用并系统介绍了其作用机制，讨论了未来的研究方向。本综述为菌根真菌在修复重金属污染土壤中的应用提供理论参考。

关键词：菌根真菌土壤微生物重金属修复技术

GGPPS基因在植物色香性状改良中的应用研究进展

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 1-10页

作者：王良桂曾贵敏杨秀莲岳远征南京林业大学风景园林学院江苏省风景园林重点实验室南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林草学院江苏南京210037

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味... 详细信息

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味相关代谢物的形成具有重要影响。本研究对GGPPS蛋白的结构与分类、进化聚类情况,并对GGPPS基因的转录调控和其他调控因子进行综述,总结了GGPPS基因影响植物色彩与香味形成的作用机制,探讨了其在植物色彩及香味性状改良方面的应用潜力,认为今后可利用多组学手段挖掘相关转录因子并解析GGPPS基因调控植物色香的分子网络,以期为植物观赏性状的遗传改良工作提供新的基因资源和研究思路。

关键词： GGPPS基因色彩香味萜类物质观赏植物

酸雨类型转变对杉木林地土壤和细根生长的影响

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 90-98页

作者：丁咏刘鑫张金池王宇浩陈美玲李涛刘孝武周悦湘孙连浩廖艺南京林业大学林草学院、水土保持学院南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037

【目的】探究酸雨类型转变对杉木细根生长和土壤养分含量的影响,为改善酸雨胁迫地区杉木人工林土壤酸化提供依据。【方法】在江苏南京铜山林场进行了为期1 a的野外模拟酸雨试验,设置了3种酸雨酸度(pH为4.5,3.5和2.5)和3种酸雨类型[硫酸... 详细信息

【目的】探究酸雨类型转变对杉木细根生长和土壤养分含量的影响,为改善酸雨胁迫地区杉木人工林土壤酸化提供依据。【方法】在江苏南京铜山林场进行了为期1 a的野外模拟酸雨试验,设置了3种酸雨酸度(pH为4.5,3.5和2.5)和3种酸雨类型[硫酸型酸雨,SO_(4)^(2-)与NO_(3)^(-)的浓度比(硫氮比)5∶1。混合型酸雨,硫氮比1∶1。硝酸型酸雨,硫氮比1∶5],并设置对照CK(pH为6.6,利用当地自然溪水),共10个试验处理。分别测定酸雨胁迫后杉木林地土壤化学性质、细根生理特性及细根元素含量,利用相关性及结构方程模型分析方法,探究酸雨类型转变对杉木细根生长的直接及间接影响。【结果】随着酸雨pH和硫氮比的降低,杉木细根生物量和根系活力均减少。所有强酸雨处理(pH 2.5)杉木根系的过氧化氢酶活性均低于其他酸雨处理,且当酸雨类型转变为硝酸型酸雨时,过氧化氢酶活性逐渐降低并低于CK;另外,细根镁、铝含量及钙铝比(含量比,下同)和镁铝比在不同的硫氮比处理之间均存在差异。与CK相比,所有酸雨处理均增加了细根钙和铝含量,钾含量随着酸雨胁迫逐渐减少。然而,土壤养分总碳、总氮、碳氮比、总硫、有效磷和速效钾在不同硫氮比和不同pH之间不存在显著差异。通过相关性分析可知:土壤pH与镁铝比、根系生物量和根系活力呈极显著正相关(P<0.01),并且根系生物量与过氧化物酶、过氧化氢酶之间均呈显著正相关(P<0.05),却与铝含量呈极显著负相关(P<0.01)。【结论】酸雨酸度对杉木细根和土壤均有较大影响,酸雨类型对细根的影响要强于土壤。其中,酸雨类型对根系活力和钙铝比均有直接影响。随着硫氮比值的降低,酸雨对杉木细根生长的抑制作用更明显。

关键词：杉木酸雨硫氮比细根生物量土壤养分

基于随机森林协同克里金法的区域森林地上生物量制图——以粤北森林为例

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 169-178页

作者：周友锋谢秉楼李明诗南京林业大学林草学院、水土保持学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 浙江省森林资源监测中心浙江杭州310020

【目的】森林地上生物量(aboveground biomass,AGB)是森林生态系统健康状态和碳汇潜力评估的重要指标,本研究提出了一种快速、准确地获取区域尺度AGB信息的制图方法。【方法】基于Landsat 5 TM、ALOS-1 PALSAR-1、STRM DEM和国家森林资... 详细信息

【目的】森林地上生物量(aboveground biomass,AGB)是森林生态系统健康状态和碳汇潜力评估的重要指标,本研究提出了一种快速、准确地获取区域尺度AGB信息的制图方法。【方法】基于Landsat 5 TM、ALOS-1 PALSAR-1、STRM DEM和国家森林资源清查数据,提取光谱特征、纹理指数、后向散射系数和地形因子等特征因子,采用随机森林进行AGB建模。考虑到AGB是典型的具有空间自相关特性的生物物理参量,针对模型残差,使用以高程为协变量的克里金空间插值法分离残差项中的结构化成分,并将其叠加到随机森林模型预测值上形成最终的AGB预测值,从而提高区域尺度的AGB制图精度。【结果】协同克里金法将高程数据作为协变量,在预测AGB残差结构化成分方面的性能优于普通克里金法,协同克里金法与随机森林协同的AGB预测性能明显提升。经独立AGB数据的模型验证表明,随机森林模型预测的AGB与实际观测的AGB间的决定系数R^(2)为0.46,随机森林结合普通克里金的验证R^(2)提高到了0.51,而随机森林结合协同克里金模型的验证R^(2)为0.57。相应的均方根误差(RMSE)分别从32.48 t/hm^(2)降低到31.58、29.80 t/hm^(2),平均绝对误差(MAE)从27.28 t/hm^(2)降低到26.63、25.12 t/hm^(2),相对改进指数为0.03和0.08。【结论】总体而言,本研究提出的随机森林协同克里金模型提供了一种更准确、可靠地进行复杂地形区域的亚热带森林AGB制图新方法,所生成的AGB专题图有助于发展针对固碳效能的森林经营方法,为全球气候变化背景下的森林碳增汇和森林可持续经营提供参考。

关键词：森林地上生物量随机森林协同克里金 ALOS-1 PALSAR-1 Landsat 5 TM 国家森林资源连续清查粤北地区

岩土高效溶蚀菌株Bt NL-11发酵条件优化及应用效果分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 71-80页

作者：王凌剑贾赵辉张金池唐兴港孙昕孟苗婧刘鑫南京林业大学水土保持学院、林草学院江苏省水土保持与生态修复重点实验室江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】为科学治理废弃矿山边坡,探究土壤细菌永久绿化法在生态修复中的应用与推广,对分离筛选出的高效溶蚀菌株进行发酵条件优化及应用效果分析。【方法】从南京幕府山风化岩壁土壤中分离出多种溶蚀微生物,并从中挑选出1种表现突出的... 详细信息

【目的】为科学治理废弃矿山边坡,探究土壤细菌永久绿化法在生态修复中的应用与推广,对分离筛选出的高效溶蚀菌株进行发酵条件优化及应用效果分析。【方法】从南京幕府山风化岩壁土壤中分离出多种溶蚀微生物,并从中挑选出1种表现突出的溶蚀细菌菌株NL-11[经16S rRNA鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)]进行发酵条件优化,利用盆栽试验观测其应用效果。首先利用单因素和Plackett Burman(PB)试验筛选出影响菌株生长的3个主要因素,即装液量、培养温度和时间;在此基础上使用最陡爬坡路径逼近最大响应区域;再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析;最后通过比较预测值与实测值验证模型可靠性。利用优化结果制备菌液,将制备好的菌液调节为低(10 cfu/mL)、中(1×10^(5)cfu/mL)和高(1×10^(9)cfu/mL)3种菌液浓度拌入基质(分别为T1、T2、T3处理)进行盆栽试验,设置不加菌液的处理为空白对照(CK),研究不同浓度菌液对矿物风化、植物和根系生长的促进作用。【结果】模型准确可靠,菌株NL-11的最佳发酵培养条件为:装液量19.51 mL,接种量2%(体积分数),初始pH 7.0,培养温度30.30℃,培养时间22.07 h,在此优化条件下发酵液中活菌数达到1.47×10^(10)cfu/mL,是未优化前的2.03倍。盆栽试验结果表明,菌株NL-11能够促进矿物风化,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进矿质养分溶解,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进植物及根系生长,以中浓度效果最显著。【结论】通过优化试验显著提高了菌株NL-11的发酵活菌产量,为菌株在边坡治理中的应用提供技术支持,综合评价菌株的应用效果并考虑生产成本等因素,喷播实践中的合适菌液浓度为1×10^(5)cfu/mL。

关键词：生态修复苏云金芽孢杆菌发酵条件优化 Box-Behnken设计

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薄壳山核桃主栽品种花期观察及品种配置

植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 113-116页

作者：崔元博储国林赵娟陈浩宇马文娟谭鹏鹏彭方仁南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037

对薄壳山核桃〔Carya illinoinensis(Wangenh.)***〕8个主栽品种的花期以及8个主栽品种和12个开花结实表现较好的品种的雌花可授期和雄花散粉期进行观察,确定品种配置方案。结果显示:薄壳山核桃8个主栽品种的花期基本在4月中下旬至5月... 详细信息

对薄壳山核桃〔Carya illinoinensis(Wangenh.)***〕8个主栽品种的花期以及8个主栽品种和12个开花结实表现较好的品种的雌花可授期和雄花散粉期进行观察,确定品种配置方案。结果显示:薄壳山核桃8个主栽品种的花期基本在4月中下旬至5月中上旬。‘波尼’(‘Pawnee’)的初花期最早,‘金华’(‘Jinhua’)的初花期最晚。‘马罕’(‘Mahan’)的终花期最早,‘金华’的终花期最晚。‘波尼’和‘卡多’(‘Caddo’)雌花的盛花期持续时间为15 d,其余6个主栽品种雌花和雄花的盛花期持续5~9 d。‘波尼’、‘卡多’、‘曼丹’(‘Mandan’)和‘苏普锐尔’(‘Surprize’)的可授期持续11~14 d。总体上看,‘波尼’和‘卡多’的可授期与其余主栽品种的散粉期重叠,且二者的散粉期与其余主栽品种的可授期重叠。‘金华’的可授期与‘马罕’、‘绍兴’(‘Shaoxing’)、‘威奇塔’(‘Wichita’)、‘斯图尔特’(‘Stuart’)和‘特贾斯’(‘Tejas’)的散粉期重叠。8个主栽品种的散粉期持续5~7 d,其中,‘波尼’的散粉期最早开始,‘金华’的散粉期最晚开始。‘金华’、‘威奇塔’、‘斯图尔特’、‘特贾斯’、‘曼丹’和‘苏普锐尔’可以作为‘波尼’和‘卡多’的授粉树,‘波尼’、‘卡多’、‘曼丹’和‘苏普锐尔’可以作为‘马罕’、‘绍兴’、‘威奇塔’、‘斯图尔特’和‘特贾斯’的授粉树。

关键词：薄壳山核桃花期雌花可授期雄花散粉期

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基于CMIP 6多模式的长江流域气温、降水与径流预估

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 1-8页

作者：何旭缪子梅田佳西杨柳张增信朱斌南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037 南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037

【目的】探究未来气候变化对长江流域径流的影响,为长江流域及其他地区的早期洪水预警和防御措施提供依据。【方法】采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP 6)多模式集合平均(MME),结合SWAT水文模型,对长江流域1961—2014年气温、降水... 详细信息

【目的】探究未来气候变化对长江流域径流的影响,为长江流域及其他地区的早期洪水预警和防御措施提供依据。【方法】采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP 6)多模式集合平均(MME),结合SWAT水文模型,对长江流域1961—2014年气温、降水量和径流等进行评估,并预估了长江流域2020—2099年SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5排放情景下的气温、降水量和径流。【结果】(1)相比单一模式,MME历史时期模拟气温和降水效果更好,与观测值的相关系数均大于0.90,MME可以很好地模拟出气温和降水量的空间分布规律。(2)由MME分析可知,2020—2099年长江流域在所有情景下的气温增幅低于50%,降水增量小于20%,在SSP5-8.5情景下模拟的温度值比SSP1-1.9时的温度值高1.23℃,比SSP1-2.6时的温度值高0.99℃。(3)总体上,长江流域未来的年均径流量增加显著,到21世纪末,SSP5-5.8情景下年均径流量将达到40380 m^(3)/s。【结论】本研究揭示了长江流域径流变化趋势与气温与降水之间的相互关系,以及模拟未来气候变化的准确度,同时认为未来长江流域气温、降水量与径流量均呈上升趋势,低碳排放情景下的洪涝灾害相对较少,可为以后长江流域洪涝灾害的预估和区域性气候变化提供依据。

关键词：长江流域气候变化国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP 6) 集合预估径流模拟

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基于流式细胞术对观赏海棠品种的基因组大小测定

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植物科学学报 2024年第3期42卷 359-365页

作者：张艳艳彭冶林峰杨立梅张往祥南京林业大学南方现代林业协同创新中心生命科学学院南京210037 南京林业大学分析测试中心南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院南京210037

核DNA C值和基因组大小是重要的生物多样性特征,本研究以18个观赏海棠(Malus spp.)品种的嫩叶为材料,并以玉米(Zea mays L.)品种‘B73’为内参样本,利用流式细胞术对观赏海棠基因组大小进行了测定。结果显示:18份观赏海棠C值大小范围为0... 详细信息

核DNA C值和基因组大小是重要的生物多样性特征,本研究以18个观赏海棠(Malus spp.)品种的嫩叶为材料,并以玉米(Zea mays L.)品种‘B73’为内参样本,利用流式细胞术对观赏海棠基因组大小进行了测定。结果显示:18份观赏海棠C值大小范围为0.74~1.50 pg,平均为0.96 pg;其中,‘玛丽波特’(‘Mary Potter’)C值最大,达到1.50 pg,而‘红珠宝’(‘Red Jewel’)C值最小,为0.74 pg。方差分析结果表明观赏海棠品种间C值大小存在显著差异。观赏海棠不同品种间DNA C值和基因组大小存在显著的多样性。

关键词：观赏海棠流式细胞术基因组大小 DNA含量