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一种基于离散各向异性辐射传输模型的光线追踪算法

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西北林学院学报 2025年第1期40卷 1-10页

作者：钱文陆鑫云挺朱正礼南京林业大学信息科学技术学、人工智能学院江苏南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037

光合有效辐射是作物生产力模型、陆地生态系统模型和生物地化模型的一个重要参量,研究光合有效辐射对植物生长有重要意义。在如今,不同类型的模型可以模拟树林的激光雷达波形,即使用计算机模型来生成再树林中使用激光雷达时可观测到的波... 详细信息

光合有效辐射是作物生产力模型、陆地生态系统模型和生物地化模型的一个重要参量,研究光合有效辐射对植物生长有重要意义。在如今,不同类型的模型可以模拟树林的激光雷达波形,即使用计算机模型来生成再树林中使用激光雷达时可观测到的波形,而半经验模型和几何模型精确度不够高。蒙特卡洛射线追踪(MCRT)模型虽有较高的精确度,但对计算需求很高。本研究提出了一种新的LiDAR光线追踪模型,基于在离散各向异性辐射传输(DART)模型中引入准蒙特卡洛射线跟踪方法。以实现了“盒方法”和“射线卡罗方法”这2种新方法的结合。在离散辐射传输中,加入模拟光子对光能的微小样本进行模拟;将俄罗斯轮盘赌思想加入蒙特卡洛射线追踪中,以便在达到精度要求的同时减少大量的计算需求;同时对场景模型进行网格化剖分,更加准确地对光线进行追踪。结果表明,6月中旬至7月期间,地表太阳辐射估计值与实际测量值的平均相对误差为3.8%~4.2%,光合有效辐射的估计值与实际测量值的平均相对误差为3.5%~3.9%,估算效果较好,其精确度相较于传统的蒙特卡洛算法提高了1.6%。对比实际测量与该算法模拟的拦截效率,得出误差率在1.66%~2.72%,精确度较高。试验结果对于研究植物生理过程具有重要意义。

关键词：光合有效辐射盒方法射线卡罗方法射线追踪蒙特卡洛

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马尾松胚性愈伤组织对松材线虫的抗性评价

南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49.0卷 37-45页

作者：陈友梅夏馨蕊叶建仁朱丽华南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林草学院

【目的】建立马尾松(Pinus massoniana)愈伤组织抗松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)病评价体系，筛选抗性马尾松细胞系。【方法】以马尾松不同胚性愈伤组织为试验材料，以黑松(***)和湿地松(***)胚性愈伤组织作对照，接种无菌松材... 详细信息

【目的】建立马尾松(Pinus massoniana)愈伤组织抗松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)病评价体系，筛选抗性马尾松细胞系。【方法】以马尾松不同胚性愈伤组织为试验材料，以黑松(***)和湿地松(***)胚性愈伤组织作对照，接种无菌松材线虫，从接种线虫后愈伤组织外观形态、细胞结构和细胞活力变化以及线虫繁殖量4个方面探讨马尾松胚性愈伤组织对松材线虫的抗性。【结果】马尾松不同细胞系胚性愈伤组织之间抗病性差异显著。细胞系GX19-1-2和GX20-3-3显示出最高的抗性，接种无菌松材线虫10 d后外观轻微黄化，TTC染色结果为红色，显示其细胞保持较好活力；再分离线虫数量分别为(4 200±306)条和(5 933±1 392)条，显著低于湿地松2个细胞系(1907-9和1927-1),抗病性高于湿地松的1907-9和1927-1;GX20-3-8次之，线虫数量为(11 133±2 728)条；细胞系GX20-1-1接种无菌松材线虫后严重褐化、水渍化，TTC染色结果显示其细胞已完全失去活力，再分离线虫数量为(24 800±2 411)条，易感程度介于黑松细胞系1337和36-2之间。【结论】构建了基于愈伤组织的松树抗松材线虫评估体系，并筛选出2个具有较高抗性水平的马尾松细胞系GX19-1-2和GX20-3-3。这不仅为大规模筛选抗松材线虫病新种质奠定了基础，还为深入探究寄主松树-病原松材线虫之间相互作用的机制提供了新的研究平台。

关键词：马尾松松材线虫胚性细胞系细胞活力线虫繁殖量抗性评价

抗松针褐斑病湿地松胚性愈伤组织诱导及体胚产量影响因素的研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 87-94页

作者：柯欣费琪夏馨蕊叶建仁朱丽华南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林草学院

【目的】建立和优化抗性湿地松(Pinus elliottii)体胚发生体系，为湿地松优良抗性材料的大规模快速繁育奠定基础。【方法】以抗性湿地松4个家系的未成熟合子胚为材料，探究不同家系对胚性愈伤组织诱导的影响；选取增殖效果好、具有胚性... 详细信息

【目的】建立和优化抗性湿地松(Pinus elliottii)体胚发生体系，为湿地松优良抗性材料的大规模快速繁育奠定基础。【方法】以抗性湿地松4个家系的未成熟合子胚为材料，探究不同家系对胚性愈伤组织诱导的影响；选取增殖效果好、具有胚性胚柄细胞团(ESM)的胚性愈伤组织开展体胚成熟试验，从基因型、植物磺肽素(phytosulfokine, PSK)浓度及继代次数方面对体胚成熟条件进行研究。【结果】抗性湿地松4个家系之间胚性愈伤组织诱导率差异显著(P保持胚性；2007-5的成熟体胚数量随继代次数增多而下降，直至20代完全丧失胚性。【结论】家系对胚性愈伤组织的诱导影响显著。基因型和PSK含量可显著影响抗性湿地松体胚产量，同时胚性愈伤组织的胚性随继代次数的增加而降低。本研究优化了抗性湿地松体胚发生技术体系，可为湿地松优良基因型体胚繁育提供技术支撑。

关键词：湿地松体胚发生基因型植物磺肽素(PSK) 体胚成熟抗病育种

徐州市侧柏人工林群落不同演替阶段物种多样性变化

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 171-178页

作者：隋夕然李军陈娟华军沈谦杨洪胜何前程李由王伟彭冶葛之葳张增信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南京林业大学生态与环境学院

【目的】探究徐州市典型石灰岩山地侧柏(Platycladus orientalis)人工林不同演替阶段植物群落组成及物种多样性，揭示物种替代和群落结构变化的规律。【方法】采用空间代替时间变化法及典型样地调查法，揭示徐州市4个不同演替阶段(灌草... 详细信息

【目的】探究徐州市典型石灰岩山地侧柏(Platycladus orientalis)人工林不同演替阶段植物群落组成及物种多样性，揭示物种替代和群落结构变化的规律。【方法】采用空间代替时间变化法及典型样地调查法，揭示徐州市4个不同演替阶段(灌草丛、针叶林、针阔混交林、阔叶林)的侧柏人工林群落特征及影响因素。【结果】(1)所调查的样地共有植物种类105种，隶属于58科96属，各演替阶段所出现的物种数分别为灌草丛14科18属20种、针叶林33科49属51种、针阔混交林43科59属64种、阔叶林27科44属45种；(2)不同演替阶段植物群落物种重要值方面，乔木层中侧柏的重要值均居于首位，灌木层中构树(Broussonetia papyrifera)的重要值均居于首位并呈现先下降再升高的趋势；草本层4个不同的演替阶段中，重要值分别位居首位的物种为马兜铃(Aristolochia debilis)、茅莓(Rubus parvifolius)、白英(Solanum lyratum)、常春藤(Hedera nepalensis);(3)不同演替阶段植物群落Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数变化趋势较为一致，均随着演替的正向发展均呈现先上升后下降的趋势，其中，多样性指数在针阔混交林阶段达到峰值；(4)物种多样性指数与环境因子的相关性分析结果显示，郁闭度、坡位和坡向与徐州石灰岩山地侧柏人工林演替过程中物种多样性的变化关系密切，其中郁闭度与群落Shannon-Wiener多样性指数相关性最为显著(P<0.05)。【结论】徐州石灰岩山地侧柏人工林物种多样性在针阔混交林阶段达到最高值，其中郁闭度、坡位和坡向对物种多样性发挥着关键影响作用，研究结果可为该地区近自然林分改造与经营提供理论依据。

关键词：徐州石灰岩山地侧柏人工林植物群落群落演替物种多样性林分改造

松墨天牛GST基因克隆及高温胁迫下的表达特性分析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 28-36页

作者：李子纯郝德君李慧李长燕许丹雯仪杨华磊赵培渊南京林业大学林草学院南方现代林业协同创新中心

【目的】克隆松墨天牛(Monochamus alternatus)谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferases, GST)相关基因，明确GST基因在松墨天牛响应高温胁迫中的效用，为探究亚热带地区松墨天牛的耐热分子机制提供理论依据。【方法】克隆3条松墨天... 详细信息

【目的】克隆松墨天牛(Monochamus alternatus)谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferases, GST)相关基因，明确GST基因在松墨天牛响应高温胁迫中的效用，为探究亚热带地区松墨天牛的耐热分子机制提供理论依据。【方法】克隆3条松墨天牛GST基因，结合DNAMAN 9.0、I-TASSER等软件分析松墨天牛GST基因的结构特征；利用qRT-PCR技术测定分析松墨天牛成虫和4龄幼虫在不同高温、不同处理时长后GST基因的相对表达量；通过纸盘扩散法验证3条松墨天牛GST基因在保护机体免受氧化应激中的作用。【结果】克隆3条松墨天牛GST基因的cDNA序列，分别命名为MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1。MaltGSTe1与MaltGSTe2均属于GST的Epsilon家族，MaltGSTt1属于GST的Theta家族。3条GST基因三维蛋白结构具有指示性结构特征，属于胞质型GST。松墨天牛4龄幼虫在高温胁迫下MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1的相对表达量均出现显著变化，MaltGSTe2相对表达水平上调幅度最大；MaltGSTt1在松墨天牛雄虫体内相对表达量出现明显下调；异源表达3条GST基因蛋白的大肠杆菌表现出较强的抗氧化能力，其中，MaltGSTe2具有更强的抗氧化能力。【结论】克隆获得3条松墨天牛GST基因，发现高温胁迫可诱导GST基因表达量上调；纸盘扩散分析结果表明异源表达GST基因蛋白具有抗氧化能力，推测GST基因具有通过保护机体免受氧化应激来参与松墨天牛幼虫的高温胁迫响应机制。

关键词：松墨天牛高温胁迫谷胱甘肽S转移酶 GST基因氧化应激基因克隆表达分析生物信息学

长三角生态工业园区碳排放特征与深度脱碳路径研究

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生态与农村环境学报 2025年第1期41卷 11-21页

作者：杜涵蓓邵雅梅赵立君陈梅李海东生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042 南京林业大学林草学院/水土保持学院江苏南京210037

工业园区既是城市绿色低碳发展的主阵地,也是生态环境领域推动“双碳”战略落实的重要抓手。本研究基于长三角地区40家生态工业园区的能耗、生产总值(GDP)等数据,采用综合评价法、STIRPAT模型综合探究园区碳排放特征及其影响因素。结果... 详细信息

工业园区既是城市绿色低碳发展的主阵地,也是生态环境领域推动“双碳”战略落实的重要抓手。本研究基于长三角地区40家生态工业园区的能耗、生产总值(GDP)等数据,采用综合评价法、STIRPAT模型综合探究园区碳排放特征及其影响因素。结果表明,长三角生态工业园区碳排放强度大多集中在0.10~0.75 t·万元^(-1)区间内,但不同园区间存在显著差异。园区能源消耗以非化石能源为主,平均占比为59.3%。其中,上海园区的非化石能源占比(约为75.6%)最高,其后依次为安徽(68.8%)和江苏(59.8%),浙江最少(35.1%)。GDP与能源结构在园区碳排放总量驱动因子中占主导地位,而土地利用、产业结构和技术水平对碳排放总量的影响不明显。基于园区能源消费与碳排放特征,以及园区产业结构、工作基础等因素,本研究识别出长三角生态工业园区“源头减碳—过程控碳—末端降碳”的碳中和实施路线。

关键词：碳排放生态工业园区长三角能源

不同密度杉楠复层林对土壤理化性质及微生物群落的影响

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森林与环境学报 2025年第02期 113-124页

作者：李万潘芳莹张慧敏杜菁周垂帆福建农林大学林学院国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福建农林大学菌草与生态学院(碳中和学院) 南京林业大学林草学院水土保持学院

为明确间伐套种后林下土壤微生物群落的优势菌门及其多样性与土壤理化性质之间的关系，以4个不同间伐保留密度[375株·hm-2（D375）、570株·hm-2（D570）、630株·hm-2（D630）、810株·hm-2（D810）]的杉楠复层林为研究对象，研究杉... 详细信息

为明确间伐套种后林下土壤微生物群落的优势菌门及其多样性与土壤理化性质之间的关系，以4个不同间伐保留密度[375株·hm-2（D375）、570株·hm-2（D570）、630株·hm-2（D630）、810株·hm-2（D810）]的杉楠复层林为研究对象，研究杉木保留密度对杉楠复层林0～20 cm土层土壤养分、土壤团聚体粒径、微生物群落组成和多样性的影响。结果表明：随杉木保留密度的增大，土壤含水量（SWC）先升高后降低，pH值、全氮（TN）、全磷（TP）含量均变化不大，全碳（TC）、可溶性有机碳（DOC）、有效磷（AP）含量均呈降低的变化趋势，D375处理的TC、DOC、AP、有效钾（AK）、硝态氮（NO-3-N）、铵态氮（NH+4-N）含量和碳氮比（C/N）、氮磷比（N/P）均为最高值；土壤机械稳定性团聚体含量表现为D375>D810>D570>D630。杉木保留密度增大会提高群落中特有的细菌多样性，但杉木保留密度过大则会减少特有的细菌可操作分类单元（OTUs）,土壤特有的真菌OTUs随着杉木保留密度的增大整体呈减少趋势；细菌Simpson和Shannon指数整体上变化不大，不同处理之间无显著差异，D630处理的细菌Chao1指数显著大于其余处理（P<0.05）,而D375处理与D570、D630处理的真菌Simpson指数存在显著差异（P<0.05）;主成分分析结果表明，不同杉木间伐保留密度对复层林土壤细菌和真菌群落结构与多样性均有较大影响；叠加热图的Mantel′s r分析表明，土壤中的C/N是影响细菌多样性最重要的环境因子，C/N、C/P、N/P和NO-3-N含量是影响真菌群落多样性最重要的环境因子。合理的杉木保留密度(375株·hm-2)可以改善杉楠复层林林下植被的生长环境，进而改变土壤结构和土壤养分分布，增加土壤关键微生物类群，促进土壤养分周转，对土壤肥力和生态系统健康的维持至关重要。

关键词：杉木保留密度闽楠微生物林下套种复层林土壤理化性质

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修复生态学视角下城镇工矿区生态修复综合体建设

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生态与农村环境学报 2025年第1期41卷 1-10页

作者：李海东王楠闫庆武林杰马伟波生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042 南京林业大学林草学院/水土保持学院江苏南京210037 中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221116

城镇采矿废弃地生态修复特别是工矿区“绿水青山就是金山银山”转化一直受到高度关注,目前正在实施的新型城镇化战略和城市更新行动为其提供了良好的机遇。笔者首先辨析了采矿废弃地、城镇与矿区以及基于自然的解决方案和生态环境协同... 详细信息

城镇采矿废弃地生态修复特别是工矿区“绿水青山就是金山银山”转化一直受到高度关注,目前正在实施的新型城镇化战略和城市更新行动为其提供了良好的机遇。笔者首先辨析了采矿废弃地、城镇与矿区以及基于自然的解决方案和生态环境协同治理的内涵,其次提出了矿区生态环境协同治理测度方法(包括生态破坏修复、环境污染治理和协同治理管理3个方面的17个指标),最后阐释了城镇工矿区生态修复的目标定位、综合体建设的重点环节和生态修复阶段划分方法。矿区生态修复综合体建设具有生态环境协同治理和区域协调发展的特点,目的是推动生态修复后的“绿水青山就是金山银山”转化和生态产品价值实现,解决多元市场化的生态环境投入问题。其中,基于环境边界确定的矿区范围具有科学性、动态性和实践性的特点,生态环境质量稳定达标是矿区生态修复综合体建设的基础。研究成果可为科学制定城镇工矿区生态修复目标和促进生态产品市场化提供理论支撑。

关键词：生态环境协同治理测度生态修复生态产品价值实现

连续2年微生物菌肥与有机肥配施对水蜜桃生长和果实品质的影响

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安徽农业科学 2025年第3期53卷 148-153页

作者：张岳峰石慧敏王焱上海市林业总站上海200072 南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037 上海市林学会上海200072

以3年生水蜜桃为试验材料,连续2年在秋季果园施用基肥和春季果实膨大期时配施微生物菌肥,探究5种不同种类微生物菌肥[贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)YH-18、贝莱斯芽孢杆菌(***)YH-20、巨大芽孢杆菌(***)ZS-3、阿氏芽孢杆菌(***)S... 详细信息

以3年生水蜜桃为试验材料,连续2年在秋季果园施用基肥和春季果实膨大期时配施微生物菌肥,探究5种不同种类微生物菌肥[贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)YH-18、贝莱斯芽孢杆菌(***)YH-20、巨大芽孢杆菌(***)ZS-3、阿氏芽孢杆菌(***)SK1-7、水生拉恩氏菌(Rahnella aquatilis)JZ-GX1]分别与2种不同有机肥(猪粪肥、酒糟肥)配施对水蜜桃生长、果实产量和品质的影响。通过2年实施,有机肥配施微生物菌肥改善了水蜜桃树体生长情况,提高了果实品质,其中猪粪肥与YH-20、JZ-GX1、YH-18菌肥配施效果最佳,与ZS-3、SK1-7菌肥配施效果次之,但均适合在水蜜桃种植上大范围推广,且连续施用作用效果更佳。

关键词：微生物菌肥有机肥水蜜桃生长特性果实品质

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