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无人机激光雷达杉木人工林碳储量估测

西北林学院学报 2024年第4期39卷 131-137页

作者：于艺姚鸿文温小荣汪求来叶金盛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 浙江省森林资源监测中心浙江杭州310020 广东省林业调查规划院广东广州510520

森林碳储量是衡量森林生态系统基本特征的重要指标,传统碳储量估测方式需要耗费大量的时间、人力、物力等,因此利用无人机搭载激光雷达获取机载激光数据并建立森林碳储量估测模型,为获取区域内森林碳储量提供参考,从而更好地对森林资源... 详细信息

森林碳储量是衡量森林生态系统基本特征的重要指标,传统碳储量估测方式需要耗费大量的时间、人力、物力等,因此利用无人机搭载激光雷达获取机载激光数据并建立森林碳储量估测模型,为获取区域内森林碳储量提供参考,从而更好地对森林资源进行监测。以杉木人工林为研究对象,利用机载激光雷达点云数据获取点云特征变量,以此作为建模变量进行模型研建。通过不同筛选变量方式选择建模变量,分别建立非线性回归模型、线性回归模型和随机森林模型并进行模型评价,通过对比模型的决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)选出最优模型,用于后续研究。结果表明,1)3种模型拟合效果最佳的为随机森林模型,其R^(2)为0.94,RMSE为0.53 t/hm^(2),MAE为0.44 t/hm^(2)。非线性回归模型R^(2)为0.71,RMSE为0.66 t/hm^(2),MAE为0.56 t/hm^(2);线性回归模型R^(2)为0.67,RMSE为0.88 t/hm^(2),MAE为0.80 t/hm^(2)。2)共计提取101个点云特征变量,通过变量筛选发现高度变量、密度变量无论是相关性还是重要性,均大于强度变量。3)对比是否加入优选变量对随机森林模型预测精度的影响,加入优选变量后模型R^(2)没有变化,但RMSE与MAE小于未加入优选变量,精度有所提高。利用机载激光雷达点云数据获取的点云特征变量建立模型,对比非线性回归和线性回归模型,随机森林模型精度最高,用其估算得到研究区内碳储量为480.65 t/hm^(2),与实测值最相近。因此随机森林模型更适合于区域森林碳储量的估测。

关键词：碳储量机载激光雷达随机森林模型点云特征变量

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强降水对不同肥期麦田氨挥发损失的影响

农业环境科学学报 2024年第9期43卷 2060-2068页

作者：赵素雅刘强杨梖王宁侯朋福薛利红杨林章江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 南京林业大学林草学院南京210037

在极端降水事件频发的背景下,为明确强降水对麦田不同肥期氨挥发损失的影响,本研究利用田间模拟降水试验,研究了强降水对麦田氨挥发损失和耕层土壤铵态氮含量及硝化潜势的影响,并结合微域试验分析了氨挥发损失与土壤含水量的关系。田间... 详细信息

在极端降水事件频发的背景下,为明确强降水对麦田不同肥期氨挥发损失的影响,本研究利用田间模拟降水试验,研究了强降水对麦田氨挥发损失和耕层土壤铵态氮含量及硝化潜势的影响,并结合微域试验分析了氨挥发损失与土壤含水量的关系。田间试验设置施氮处理(CF)与不施氮(CK)对照,以CF处理施肥时间为基准,分别在基肥、越冬肥和穗肥施肥后第7天模拟强降水(90 mm),监测农田氮素径流和渗漏损失,并进行连续10 d的氨挥发排放监测。结果表明,施肥显著提高中上层(0~10 cm)土壤的铵态氮含量,增加了降水驱动的生育前期(基肥期,越冬肥期)氮径流和渗漏损失,而穗肥期损失量相当。施肥和降水对基肥期氨挥发排放强度(AVI)无显著影响,但对追肥期(越冬肥期,穗肥期)的AVI影响显著。降水-施肥处理(CF-R)的追肥期AVI(越冬肥期35.02 mg·m^(-2)·d^(-1);穗肥期12.84 mg·m^(-2)·d^(-1))显著高于其他处理(越冬肥期15.46~17.29 mg·m^(-2)·d^(-1);穗肥期7.95~11.23 mg·m^(-2)·d^(-1))。此外,越冬肥期氨挥发损失对平均AVI的差异贡献高于穗肥期和基肥期。相关分析表明,表层(0~5 cm)土壤铵态氮含量与氨挥发损失强度呈显著线性关系(P<0.05)。但值得注意的是,非降水条件下CF和CK处理的追肥期AVI均无显著差异,且培养系统的NH_(3)挥发损失量随土壤持水量的增加而降低。而土壤硝化潜势分析表明,施肥对不同土层土壤的硝化潜势均无显著影响,但降水显著降低了中上层土壤的硝化潜势。研究表明,降水对施肥处理的氨挥发驱动效应是施肥后表层土壤氮素含量升高和降水后硝化潜势降低的叠加作用结果。除驱动麦田氮素径流和渗漏损失,强降水对追肥期氨挥发损失的激发效应应予重视,特别是在越冬肥期。

关键词：降水施肥氨挥发土壤铵态氮土壤含水量

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黑莓1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因RuACO 1a和RuACO 1b的克隆及功能鉴定

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植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 14-26页

作者：李洁董金彦闾连飞吴文龙李维林张春红江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014 南京林业大学林草学院、水土保持学院林木遗传育种全国重点实验室江苏南京210037 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

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4... 详细信息

基于前期黑莓(Rubus spp.)品种‘Navaho’果实转录组测序结果,通过反转录PCR克隆获得2个1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)基因,命名为RuACO 1a和RuACO 1b。结果表明:RuACO 1a和RuACO 1b的开放阅读框(ORF)长度分别为939和918 bp,分别含有4和3个外显子。系统进化分析结果显示RuACO1a和RuACO1b与月季(Rosa chinensis Jacq.)、蕨麻〔Argentina anserina(Linn.)Rydb.〕和野草莓(Fragaria vesca Linn.)ACO1蛋白的亲缘关系均较近,且分别属于蔷薇科(Rosaceae)植物中2类ACO1蛋白。RuACO 1a在果实着色后28 d响应乙烯利诱导,其相对表达量急剧升高,而RuACO 1b在果实着色后21 d响应乙烯利诱导,早于RuACO 1a。脱落酸处理后,RuACO 1a和RuACO 1b的相对表达量在果实着色后14和28 d较高。RuACO 1a和RuACO 1b具有组织表达特异性,RuACO 1a在幼果、花蕾和花中的相对表达量较高,RuACO 1b在幼果和幼根中的相对表达量较高。与野生型相比,RuACO 1a和RuACO 1b过量表达转基因拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕植株均表现为叶片中叶绿素相对含量和氮含量升高、开花和角果成熟提前、ACO含量升高。综上所述,黑莓RuACO 1a和RuACO 1b基因均促进拟南芥角果提前成熟。

关键词：黑莓 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO) 果实成熟乙烯脱落酸克隆功能鉴定

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桂花分子生物学研究进展

热带亚热带植物学报 2024年

作者：顾恒杨秀莲王良桂南京林业大学南方现代林业协同创新中心林草学院水土保持学院风景园林学院

桂花(Osmanthus fragrans)是一种集绿化、美化和香化于一体的重要观赏树种，备受人们的关注。近年来，测序技术的发展和完善极大地推动了桂花分子生物学研究。该文基于现有文献，对桂花分子生物学研究的最新进展进行了归纳总结。首先综... 详细信息

桂花(Osmanthus fragrans)是一种集绿化、美化和香化于一体的重要观赏树种，备受人们的关注。近年来，测序技术的发展和完善极大地推动了桂花分子生物学研究。该文基于现有文献，对桂花分子生物学研究的最新进展进行了归纳总结。首先综述了桂花全基因组和相关基因家族分析的研究；随后重点关注了转录组测序在桂花花色、花香、叶色等重要性状方面的研究进展；同时概述了桂花蛋白组和功能基因的相关报道；最后对桂花分子生物学相关研究进行了总结，并对今后重点研究方向进行了展望，以期为桂花研究提供参考。

关键词：桂花全基因组转录组蛋白组功能基因

以问题为导向的混合式教学模式在细胞生物学课程教学中的运用方法

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中国科技期刊数据库科研 2024年第8期 0182-0185页

作者：侯静南京林业大学林草学院水土保持学院江苏南京210037

细胞生物学是现代生命科学的重要分支之一,它不仅与生物化学、分子生物学、遗传学、生理学等多个学科紧密相关,也是连接这些学科的重要枢纽。在传统的教学模式中,灌输式和被动式的教学方法已经难以满足学生的学习需求。因此,为了培养具... 详细信息

细胞生物学是现代生命科学的重要分支之一,它不仅与生物化学、分子生物学、遗传学、生理学等多个学科紧密相关,也是连接这些学科的重要枢纽。在传统的教学模式中,灌输式和被动式的教学方法已经难以满足学生的学习需求。因此,为了培养具有创新能力的复合型人才,并提升学生的实践和创新思维能力,教学方式亟需改革。本文主要探讨了以问题为导向的混合式教学模式在细胞生物学课程中的应用实践。这种教学模式通过结合翻转课堂、案例教学等方法,以及利用网络化教学平台,融合国家精品课程等优质线上资源,旨在提升细胞生物学的教学质量。通过这种创新的教学模式,我们可以有效促进学生的创新思维和自主实践能力,同时提高学生的自主学习能力。此外,混合式教学模式的实施不仅增强了课堂的互动性和实践性,还能更好地激发学生的学习兴趣和探索精神,从而为林农行业及其他相关行业培养出更多高素质、实用型的专业人才。通过这种教学模式的推广和实践,我们期望能够实现细胞生物学教学的持续进步和发展。

关键词：问题导向混合式教学模式细胞生物学课程教学方法

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基于多分类器集成的土地覆盖分类及预测研究

南京林业大学学报(自然科学版) 2024年第5期48卷 255-266页

作者：蒋路凡苏慧毅张银刘琴琴张小伟李明诗南京林业大学林草学院南方现代林业协同创新中心浙江省森林资源监测中心浙江省林业勘测规划设计有限公司

【目的】为发挥不同单分类器各自的优势进而采用集成学习方式提高土地覆盖分类精度，据此比较不同土地覆盖变化模拟模型性能从而执行最优的土地覆盖变化预测，为土地资源合理开发与利用决策制定提供参考。【方法】基于南京市江宁区2000... 详细信息

【目的】为发挥不同单分类器各自的优势进而采用集成学习方式提高土地覆盖分类精度，据此比较不同土地覆盖变化模拟模型性能从而执行最优的土地覆盖变化预测，为土地资源合理开发与利用决策制定提供参考。【方法】基于南京市江宁区2000、2010和2020年的Landsat TM/OLI影像，结合研究区实际定义了水体、建筑、林地、草地、耕地和未利用地等6种土地覆盖分类体系，在测试了最大似然法、马氏距离法、最小距离法、神经网络和支持向量机等基分类器性能基础上，采用随机森林和证据理论2种不同的集成学习方法对5种基分类器的分类结果进行集成，比较了集成性能后构建了最终的土地覆盖分类结果。然后，基于2000和2010年的最优集成土地覆盖分类图，运用CA-Markov、PLUS和ANN-CA模型分别对2020年研究区的土地覆盖格局进行模拟，并将不同的模拟结果与2020年真实集成分类结果进行了空间一致性检验，以此确定土地覆盖变化预测的最佳模型并用其预测2030年江宁区的土地覆盖模式。【结果】在单分类器分类结果中，2000年支持向量机算法取得了最佳分类效果，总体精度达到了88.75%,Kappa系数为0.77;2010年神经网络方法表现最佳，总体精度为88.75%,Kappa系数为0.83;2020年最大似然法取得了最佳分类效果，总体精度为82.75%,Kappa系数为0.74。在2种集成方法中，随机森林在2000年取得了最佳集成分类效果，总体精度和Kappa系数分别为91.25%和0.85;证据理论在2010年取得了最佳集成效果，总体精度和Kappa系数分别为90.80%和0.86;随机森林在2020年取得了最佳集成效果，总体精度和Kappa系数分别为93.75%和0.91。就土地覆盖预测而言，PLUS模型获得了98.54%的空间一致性。根据PLUS模型预测2030年土地覆盖结果可知，江宁区各土地覆盖类型变化较小，建设用地略有扩张但范围有限，耕地稍减少但在可控范围内。林地、草地和未利用地变化较小，水体面积相对减少。【结论】恰当的集成策略能明显改进土地覆盖分类精度，合适的、适应局部土地利用状态和政策调控的预测模型可有效预测区域未来土地覆盖分布模式，它们能为区域土地利用、城市管理决策等提供更可靠的方法和数据支持。

关键词： Landsat影像地表特征土地覆盖分类集成学习土地覆盖变化模拟

来源：博看期刊

基于MaxEnt模型的白鹤越冬栖息地潜在适生区分布研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年第5期48卷 181-188页

作者：刘小燕张增信李军陈娟华军彭冶晏欣邱健南京林业大学水土保持学院林草学院南方现代林业协同创新中心徐州市云龙湖风景名胜区管理委员会南京林业大学生命科学学院

【目的】近年来白鹤（Grus leucogeranus）的适生区分布因气候变化和人类活动等因素受到了极大影响，故运用最大熵模型（MaxEnt）模拟白鹤在中国不同时期的适生区分布，以预测不同气候变化情景下白鹤越冬栖息地的潜在适生区变化，为濒... 详细信息

【目的】近年来白鹤（Grus leucogeranus）的适生区分布因气候变化和人类活动等因素受到了极大影响，故运用最大熵模型（MaxEnt）模拟白鹤在中国不同时期的适生区分布，以预测不同气候变化情景下白鹤越冬栖息地的潜在适生区变化，为濒临灭绝的水鸟保护提供数据支撑和理论依据。【方法】根据白鹤在中国越冬栖息地适生区的分布变化，基于白鹤在中国区域的分布点位、植被、地形、实测气温、降水以及全球气候模式（GCMs）等数据，分析其适宜生境与各环境因子的关系，利用MaxEnt开展白鹤越冬栖息地潜在适生区预测研究。【结果】（1）MaxEnt模型在研究白鹤越冬栖息地适生区分布和气候适宜性方面具有较高的适用性，其中海拔、最湿月降水量、坡度和归一化植被指数（NDVI）是影响白鹤适生区分布的主要环境因素。（2）白鹤的适生区主要分布在长江中下游地区，其中鄱阳湖流域是最主要的高适生区，而中、低适生区也主要围绕鄱阳湖周边分布。此外，长江中下游干流区、渤海湾沿岸、海河、辽河以及嫩江和松花江流域等地也有低适生区分布。（3）全球气候模式预测结果显示，在未来20年，白鹤越冬区低适生区面积呈上升趋势，但中、高适生区面积普遍下降。其中，中适生区面积将收缩2 500～25 700 km2,高适生区面积将收缩3 800～12 200 km2。【结论】不同温室气体排放情景对珍稀物种白鹤分布产生的影响有所差异。在全球气候变暖背景下，白鹤越冬栖息地中、高适生区面积可能会出现明显萎缩，对白鹤的保护带来严峻挑战，应加强气候变化背景下白鹤栖息地的研究，为白鹤保护和栖息地管理提供数据支撑。

关键词：白鹤适生区分布气候情景 MaxEnt模型栖息地中国

来源：博看期刊

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基于电子鼻技术的樱花花香测定方法的建立

经济林研究 2024年第3期42卷 281-288页

作者：熊青青范俊俊马敬泽张往祥南京林业大学林草学院江苏南京210037 金陵科技学院园艺园林学院江苏南京210038 扬州小苹果园艺有限公司江苏扬州225200

【目的】为建立基于电子鼻技术的樱花花香气味快速检测方法,应用于樱花种质鉴定。【方法】以山樱花Cerasus serrulate为试材,采用正交设计,分析不同顶空平衡时间、样品量、花期和采样时间对电子鼻测定樱花花香的影响,筛选最佳测定参数,... 详细信息

【目的】为建立基于电子鼻技术的樱花花香气味快速检测方法,应用于樱花种质鉴定。【方法】以山樱花Cerasus serrulate为试材,采用正交设计,分析不同顶空平衡时间、样品量、花期和采样时间对电子鼻测定樱花花香的影响,筛选最佳测定参数,并利用山樱花、东京樱花Cerasus yedoensis和日本晚樱Cerasus serrulata ***等3种樱花种质进行效果验证。【结果】传感器W1C、W5S、W1S、W1W、W2W和W3S对樱花香气组分响应值较大,其他传感器响应值较小(G/G0≈1)。不同因素下电子鼻传感器的响应值差异显著,各因素对电子鼻传感器响应影响大小依次为:花期>样品量>采样时间>顶空平衡时间。根据高响应值,确定电子鼻测定樱花花香的最佳组合为A2B4C3D2,即在12:00采集盛开时期的花朵4 g,在顶空平衡30 min后测定。基于最佳电子鼻测定参数,结合主成分分析(PCA)及线性判断分析(LDA),进行不同樱花种质区分发现,PCA及LDA分析均较好地实现了不同樱花种质区分,且LDA法的区分度高于PCA法的区分度(LDA法区分度=1;PCA法区分度=0.677~0.974),LDA法区分效果优于PCA法。载荷因子Loading分析发现,传感器W1W、W2W、W5S、W1S、W2S和W3S对第一主成分起正向贡献作用,W6S对第二主成分起主要正向贡献作用,表明烷烃类与氮氧化合物及硫化物类可能是区分樱花种质香型的主要成分。【结论】电子鼻测定樱花花香的最佳参数为在12:00采集盛开时期的花朵4 g,在顶空平衡30 min后测定,结合LDA法进行不同种质区分,区分度较高(区分度=1)。

关键词：樱花电子鼻花香正交试验种质鉴定

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无锡市小微湿地演变特征及影响因素分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 27-36页

作者：张佳敏刘小燕邓懿冯耀朱斌初磊张增信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 无锡市自然资源和规划局江苏无锡214023

【目的】开展小微湿地时空演变特征及影响因素分析,可为湿地生态修复与保护提供数据基础和理论依据。【方法】基于2000、2010和2020年Landsat系列卫星影像,利用支持向量机分类等方法,提取无锡市小微湿地斑块信息,结合气象、土地利用等数... 详细信息

【目的】开展小微湿地时空演变特征及影响因素分析,可为湿地生态修复与保护提供数据基础和理论依据。【方法】基于2000、2010和2020年Landsat系列卫星影像,利用支持向量机分类等方法,提取无锡市小微湿地斑块信息,结合气象、土地利用等数据,对无锡市小微湿地的时空演变特征及其影响因素进行分析。【结果】(1)近20年来无锡市湿地总面积呈下降趋势,由2000年的17.8万hm^(2)减少至2020年的10.4万hm^(2),其中小微湿地总面积从2000年的1.9万hm^(2)减少到2020年的1.5万hm^(2)。(2)从空间分布来看,无锡市小微湿地主要分布在宜兴市,其面积占无锡市湿地面积的40.0%;从湿地类型来看,以自然湿地为主,比例高达61.0%;无锡市小微湿地具有明显的季节变化特征,2020年季节性小微湿地占小微湿地总面积的比例高达73.8%。(3)无锡市小微湿地受自然因素及人类活动影响,其动态变化与气温、降水呈正相关;人类活动对小微湿地面积下降影响显著,湿地和其他地类间的转化加速了湿地面积萎缩。【结论】无锡市小微湿地资源丰富,但受季节和土地利用变化等影响,小微湿地的萎缩较为严重,亟须加强小微湿地的保护和修复工作。

关键词：小微湿地土地利用时空分布无锡市

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