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湿地植物物种多样性无人机高光谱遥感反演研究

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地球信息科学学报 2024年第8期26卷 1954-1974页

作者：唐希颖李化哲崔丽娟赵欣胜翟夏杰雷茵茹李晶王金枝李伟中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京101399

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性,评价湿地健康、退化程度以及修复状况,快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要,然而传统的实地调查方法费时费力,存在时间成本上的局限性,而高光谱技术的发展... 详细信息

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性,评价湿地健康、退化程度以及修复状况,快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要,然而传统的实地调查方法费时费力,存在时间成本上的局限性,而高光谱技术的发展为实现这一目的提供了契机。为探究如何通过高光谱技术实现湿地植物物种多样性的精确反演,本研究在陕西汉中朱鹮国家级自然保护区对湿地植物展开调查并同步获取植物冠层的高光谱影像,使用Simpson(DS)、Margalef(DM)、Shannon-Weiner(H')和Pielou(J) 4种指标表征物种多样性,通过随机森林(Random Forest,RF)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS) 3种方法建立反演模型,最终实现对区域物种多样性的反演推算。结果表明:一阶微分变换比二阶微分变换能提取出更多的敏感波段,而通过组合任意波段植被指数,可以提高与物种多样性指数的相关性;基于原始光谱数据与基于多特征组合的反演精度接近,且都是RF模型取得较高精度(R2> 0.40);RF模型对H'和J的反演精度较好,R2高于0.6,DS的R2高于0.5,表明模型有一定预测能力,而DM的R2均低于0.5,模型预测能力并不理想。本研究展示了无人机高光谱技术在湿地植物物种多样性精确反演方面的有效性,证实了通过光谱微分变换和特征变量的提取结合随机森林模型实现无人机尺度的物种多样性反演方法的可靠性。该技术对于可为湿地生物多样性的大尺度检测提供技术支撑,为相关管理部门决策提供参考。

关键词：湿地植物物种多样性无人机高光谱反演机器学习特征选择植被指数

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极小种群野生植物蕉木分布区土壤养分特征

生态学杂志 2024年

作者：洪文君王炳宇曾德华黄永平刘俊三亚市林业科学研究院

极小种群野生植物蕉木(Oncodostigma hainanense)集中分布在三亚和保亭，在分布区内选取三亚市甘什岭省级自然保护区、亚龙湾热带天堂森林公园和保亭黎族苗族自治县的七仙岭温泉国家森林公园3个区域蕉木所处群落，比较不同生境内的土壤... 详细信息

极小种群野生植物蕉木(Oncodostigma hainanense)集中分布在三亚和保亭，在分布区内选取三亚市甘什岭省级自然保护区、亚龙湾热带天堂森林公园和保亭黎族苗族自治县的七仙岭温泉国家森林公园3个区域蕉木所处群落，比较不同生境内的土壤养分含量的差异性，探讨土壤性质对蕉木分布特征的影响。结果表明：蕉木的种群密度以七仙岭森林公园最高(375株·hm-2)，但3个蕉木的种群结构为不稳定种群，表现为衰退趋势；分布区的土壤呈酸性，pH值为5.54～6.17；土壤有机质、碱解氮和全氮含量较高，全钾、全磷和速效磷含量较低；土壤微生物生物量碳为225.29～318.33 mg·kg-1，微生物生物量氮为137.35～165.25 mg·kg-1，土壤过氧化氢酶活性以甘什岭自然保护区最高(4.53 mL·g-1·h-1)，酸性磷酸酶和脲酶活性均以亚龙湾森林公园最高，分别为9.78 mg·g-1·d-1和0.84 mg·g-1·d-1。PCA分析结果显示，每个分布区的土壤样点均能较好地聚为一类，每个分布区对土壤因子的响应显著，土壤养分与微生物生物量、酶活性具有明显相关性，表明土壤因子对蕉木种群结构及其生长起着关键作用。

关键词：蕉木土壤养分土壤微生物生物量土壤酶活性极小种群

珠三角彩叶林美学文化与功能评价指标体系构建

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 357-364页

作者：王淳郝泽周孙冰李乐高丙涛曾伟陈勇万利鑫柯欢裴男才中国林业科学研究院热带林业研究所广州510520 深圳市仙湖植物园深圳518004 广州市林业和园林科学研究院广州510450 佛山市林业科学研究所(佛山植物园) 佛山528222 粤港澳大湾区生态保护修复科技协同创新中心广州510520

针对珠三角城市群中广州、深圳、佛山等地及周边地区常见的彩叶树种美学文化功能评价中的关键问题,在文献梳理和理论实践的基础上,运用专家评估法和层次分析原理建立综合指标法,构建包括3个准则层(B1~3)、9个次准则层(C1~9)和27个指标层... 详细信息

针对珠三角城市群中广州、深圳、佛山等地及周边地区常见的彩叶树种美学文化功能评价中的关键问题,在文献梳理和理论实践的基础上,运用专家评估法和层次分析原理建立综合指标法,构建包括3个准则层(B1~3)、9个次准则层(C1~9)和27个指标层(D1~27)的评价指标体系,以期有效地评价珠三角彩叶林的美学与文化功能,明确森林城市群生态系统文化服务保护与开发的重点,提升彩色林相营建技术与美丽湾区建设的匹配性与实用性,拓展城市林业和人居环境学科理论的内涵与应用。

关键词：森林生态系统服务城市林业森林城市群人居环境可持续发展

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外源施硒对绿竹生长、光合作用以及硒含量的影响

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经济林研究 2024年 188-195页

作者：陈丽洁李红艳黄建波童龙李彬耿养会曾小英曾静重庆市林业科学研究院重庆忠州林业开发有限公司

【目的】为提高绿竹笋的硒含量并改善其品质提供参考。【方法】结合盆栽试验和田间试验，盆栽试验以2年生绿竹盆栽苗为试验材料，田间试验以成林绿竹为试验材料，研究外源施硒对绿竹生长、光合作用和硒含量的影响。用亚硒酸钠（Na2SeO3... 详细信息

【目的】为提高绿竹笋的硒含量并改善其品质提供参考。【方法】结合盆栽试验和田间试验，盆栽试验以2年生绿竹盆栽苗为试验材料，田间试验以成林绿竹为试验材料，研究外源施硒对绿竹生长、光合作用和硒含量的影响。用亚硒酸钠（Na2SeO3）配制成不同质量浓度（0、100、200、300和400 mg/L）的硒溶液，以叶面喷施方式对绿竹进行喷施处理，盆栽试验每株喷施100 mL（以叶面形成均匀水滴但不滴落为准），田间试验每个处理喷施20 L溶液（为避免不同浓度溶液的交互影响，喷施时由低浓度到高浓度喷施）。测定绿竹生长、光合色素含量以及硒含量指标，探讨不同浓度硒处理对绿竹生长及硒富集的影响。【结果】经100、200和300 mg/L质量浓度硒处理后，绿竹的株高、基径、叶长和叶宽均有不同程度的提高。不同浓度硒处理对绿竹叶片光合色素含量和抗氧化酶活性也有一定程度的影响，主要表现为低促高抑。盆栽试验和田间试验的绿竹各器官硒含量变化趋势表现一致，随着施硒浓度的增加呈线性增加趋势。盆栽试验中，绿竹各器官按照硒含量由大到小排列依次为竹叶、竹鞭、竹枝、竹秆；田间试验中，绿竹各器官按照硒含量由大到小排列依次为竹叶、竹鞭、竹枝、竹秆、竹笋；田间试验中绿竹各器官硒含量低于盆栽试验，随着施硒浓度的增加，绿竹各器官硒含量的增加速率也有所降低。【结论】叶面喷施300 mg/L的亚硒酸钠溶液处理对盆栽和田间绿竹生长、光合作用以及硒富集的效果最好。

关键词：绿竹硒喷施生长光合作用

大兴安岭地区兴安落叶松天然林转移矩阵模型研究

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西北林学院学报 2024年第3期39卷 1-9页

作者：王建军冉啟香张孝仙中国林业科学研究院林业科技信息研究所北京100091 重庆市巫溪县林业局重庆405800

建立内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林的径阶转移矩阵生长模型,用于预估主要树种的生长情况及林分结构参数,为森林结构与功能恢复提供参考。利用2期一类清查数据的667块兴安落叶松天然林样地数据,构建兴安落叶松、桦木、栎类、软阔... 详细信息

建立内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林的径阶转移矩阵生长模型,用于预估主要树种的生长情况及林分结构参数,为森林结构与功能恢复提供参考。利用2期一类清查数据的667块兴安落叶松天然林样地数据,构建兴安落叶松、桦木、栎类、软阔的可变参数转移矩阵模型(VM)和固定参数转移矩阵模型(FM),应用构建的生长、进界、枯损3个子模型,预测短期内的断面积变化以及长期内的林分参数变化。结果表明,VM拟合结果显示,林木大小、林木多样性、林分属性、竞争指数和立地条件对林木向上生长、进界和枯损具有显著影响(P研究显示,转移矩阵生长模型具有较好的解释性和预测性,采用考虑林分状态的可变参数转移矩阵模型法可以合理预测大兴安岭地区兴安落叶松的林分结构。

关键词：兴安落叶松天然林转移矩阵生长模型向上生长进界枯损

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甘肃张掖荒漠—绿洲过渡带植被群落物种多样性及土壤水分变化特征研究

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水土保持通报 2024年

作者：滕玉风陈斌马剑钱万建李鸿儒李静张掖市林业科学研究院张掖市林业科学研究院协同创新基地

[目的]探究甘肃张掖荒漠—绿洲过渡带不同类型植被群落物种组成、多样性特征,以及植物群落特征和土壤水分含量的关系,为该区水土保持效益评估提供科学依据。[方法]选择不同类型荒漠植被,调查和测定了不同类型植被群落植物多样性和0—120... 详细信息

[目的]探究甘肃张掖荒漠—绿洲过渡带不同类型植被群落物种组成、多样性特征,以及植物群落特征和土壤水分含量的关系,为该区水土保持效益评估提供科学依据。[方法]选择不同类型荒漠植被,调查和测定了不同类型植被群落植物多样性和0—120 cm土壤水分含量。[结果](1)该区域共有6种植被类型,植被结构非常简单,物种组成以适生于干旱荒漠生境的红砂、合头藜、珍珠猪毛菜、三芒草、雾冰藜等耐旱、超耐旱的小灌木、半灌木、草本植物为主,植物群落为灌草群落类型,物种多样性指数较小。(2)土壤水分在垂直方向上的变化呈现“双峰形”,土壤湿度由表层向深层逐步升高,到20—40 cm处升到“第一个峰值”,40—60 cm处又降到了较低水平,到60—120 cm土壤湿度又逐步上升,直至120 cm处升高到“第2个峰值”。(3)各植物群落的植被高度、植被密度、植被盖度随土壤水分含量的升高而增高、增大,植被高度与40—120 cm土层土壤水分呈显著正相关,草本植物、灌木植物密度、植被盖度与其根系主要分布层的土壤水分含量呈显著正相关。[结论]在0—20 cm表层土壤、40—80 cm深层土壤水分含量均不足2%的荒漠绿洲过渡带,适宜种植红砂、合头藜、白刺等旱生灌木和三芒草、刺沙蓬、雾冰藜、画眉草、猪毛蒿等草本植物;表层土壤、深层土壤水分含量均超过2%的荒漠地带,适宜种植红砂、珍珠猪毛菜等旱生灌木和冷蒿、内蒙古旱蒿、寸草等草本植物,能够有效促进生态恢复和重建。

关键词：荒漠—绿洲过渡带土壤水分含量植被特征物种组成

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2个香榧新品种美人指和早珍珠的选育

果树学报 2024年

作者：曹永庆姚小华任华东王开良常君中国林业科学研究院亚热带林业研究所

美人指和早珍珠是2023年从浙江省嵊州市实生榧树中选育出的2个新品种，采用穗条嫁接方式繁育子代。美人指种实质量10.77 g，呈卵球形，种形指数1.69，鲜出核率26.8%，种核质量2.89 g，核形指数2.74，种核细长、种壳较薄，干核出仁率72.... 详细信息

美人指和早珍珠是2023年从浙江省嵊州市实生榧树中选育出的2个新品种，采用穗条嫁接方式繁育子代。美人指种实质量10.77 g，呈卵球形，种形指数1.69，鲜出核率26.8%，种核质量2.89 g，核形指数2.74，种核细长、种壳较薄，干核出仁率72.54%，种仁含油率59.1%，蛋白质13.1%，可溶性糖2.94%。早珍珠种实质量7.98 g，呈圆球形，种形指数1.21，鲜出核率33.7%，种核质量2.69 g，核形指数1.75，呈近卵球形，种壳极薄，干核出仁率达78.68%，种仁含油率57.6%，蛋白质11.0%，可溶性糖4.17%。两个品种在炒制加工后，均表现出极易脱衣、质地松脆、后味香甜、综合口感佳的特点，推广应用前景广阔。美人指4月上旬开花，种实9月上旬成熟，早珍珠花期较早，于3月下旬开花，10月上旬种实成熟，成熟期较迟。子代测定结果表明，两个品种的种实性状、种仁风味与母株表现一致，且早实性、丰产性和稳产性良好，适宜在浙江省及相似环境栽培。

关键词：榧树新品种美人指早珍珠

光照条件对林药套种小气候和草豆蔻生长及品质的影响

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中南林业科技大学学报 2024年

作者：王先棒韩强林明平李昆亮潘栋康赵威威黄桂华周树平中国林业科学研究院热带林业研究所云浮市林业科学和技术推广中心

【目的】林下套种药用作物是柚木等珍贵树种长周期经营中提高前期收入的有效手段，相对露天栽培，林下环境尤其光照条件是影响药用植物生长发育的重要因素，研究光照条件对药用植物的生长及产量影响，可为确定适宜的光照环境进而优化柚... 详细信息

【目的】林下套种药用作物是柚木等珍贵树种长周期经营中提高前期收入的有效手段，相对露天栽培，林下环境尤其光照条件是影响药用植物生长发育的重要因素，研究光照条件对药用植物的生长及产量影响，可为确定适宜的光照环境进而优化柚木林下套种管理提供可行的技术参考。【方法】试验在海南尖峰岭进行，研究对象为柚木林下套种草豆蔻林分，选择高（80%）、中（60%）、低（40%）三种透光率林分观测其林内温度、湿度和10 cm地温变化等小气候参数，并测量草豆蔻高度和地径年生长量，同时于果期（8月）采集并统计每株草豆蔻结果数量及质量，分析不同透光强度下柚木林下小气候及草豆蔻生长、产量和品质差异。【结果】光照条件影响了林内小气候，林内气温和地温随季节变化，仅5月份高透光率的林内温度和10 cm地温高于中、低透光处理，而林内湿度则皆以低透光处理最高；草豆蔻的高度随透光率增加而下降，同时低透光率高度和地径都优于中、高透光处理；不同光照条件下草豆蔻单株结果数无显著差异，但单果质量差异显著，以低透光质量最高；过高和过低的光照都不利于草豆蔻有效活性物质积累，林下中度（60%）透光率生长的草豆蔻种子活性成分显著高于其他处理。【结论】柚木林药套种通过影响光照条件改变了林内小气候和草豆蔻生长及品质，60%透光率的林下套种环境能够培育出品质较高的草豆蔻。

关键词：光照草豆蔻林下环境品质生长

CBF基因家族在2个丝瓜品种中的鉴定及表达分析

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分子植物育种 2024年

作者：王雪艳张婷李朝森刘慧琴项小敏韦静赵东风郭勤卫衢州市农业林业科学研究院

CBF/DREB1属于AP2/ERE转录因子家族的DREB亚家族，CBF/DREB1广泛参与植物的逆境调控，尤其是低温。作为瓜菜类作物，丝瓜喜温不耐寒，低温对于丝瓜的早春和秋延后栽培有严重影响。本研究从丝瓜基因组中筛选CBF基因，分析其家族成员特征... 详细信息

CBF/DREB1属于AP2/ERE转录因子家族的DREB亚家族，CBF/DREB1广泛参与植物的逆境调控，尤其是低温。作为瓜菜类作物，丝瓜喜温不耐寒，低温对于丝瓜的早春和秋延后栽培有严重影响。本研究从丝瓜基因组中筛选CBF基因，分析其家族成员特征及在低温胁迫下的表达模式，以期为采用分子育种手段提高丝瓜耐冷性奠定基础。本文利用生物信息学方法从2个丝瓜栽培种基因组中均鉴定出3 个CBF基因，其中普通丝瓜中CBF主要分布在4号和12号染色体上，有棱丝瓜主要是在7号和10号染色体上。进化树分析表明相较于苦瓜，甜瓜、西瓜与丝瓜CBF的亲缘关系更为接近；序列比对分析显示6个CBF基因的相似度达70%，其分子量在20 kD左右，编码蛋白长约200 aa，等电点为4.68～5.97均酸性蛋白，亚细胞定位预测均在细胞核；基因结构分析发现6个CBF均无内含子，且含有5个基本的motif。启动子顺势元件分析发现存在较多与光、激素、逆境胁迫有关的作用元件。此外，qRT-PCR结果表明，在低温胁迫4 h后，CBF基因在两个丝瓜品种叶片中均有强烈反应，且在低温处理的24 h内一直保持较高的表达水平，值得注意的是CBF1、CBF3在普通丝瓜中表达量较高，CBF2在有棱丝瓜中表达较高。本研究以生物信息结合基因表达量分析CBF基因家族的特点，初步阐释了该基因家族在丝瓜的耐寒性方面的作用。

关键词：丝瓜 CBF基因家族低温表达分析