生境适宜度指数模型研究进展

生境适宜度指数(habitat suitability index,HSI)模型作为一种生境评价方法,在土地管理规划和评估中得到大量应用.本文总结了HSI模型在野生动物生境评价中的开发及应用,重点介绍了利用3S技术进行HSI建模及与其他模型耦合进行生境评价的现状;阐述了利用多种统计方法对HSI模型的评估和验证;探讨了HSI模型在主观性和非通用性等方面存在的问题和局限性,最后,就HSI模型在野生动物生境评价中的发展前景进行了展望.     

干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响

在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的45%~50%)对持绿性高粱(B35)和非持绿性高粱(三尺三)叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响.结果表明: 干旱胁迫下,两高粱品系叶片自由水含量下降,束缚水含量增加,相对含水量降低,水分饱和亏缺增加,相对电导率增大,但三尺三各指标的变化幅度均大于B35.对于渗透调节物质,干旱胁迫下,三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35,脯氨酸含量的增幅小于B35,可溶性蛋白含量的降幅大于B35.干旱胁迫下,B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏,但B35叶绿体结构保持相对完好,受损程度明显小于三尺三.在干旱胁迫下,持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力.
     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株, 其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79 U/mL, 纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌, 命名为Bacillus sp. QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14, 并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃, 最适pH为9.2; 55℃处理1h仍保持50%的活力; 在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力, 且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活, 显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定, 提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

不同针阔树种造林比例下小兴安岭森林景观的动态模拟

采用空间直观森林景观模型（LANDIS）模拟了不同针、阔树种造林比例（P1,100%阔叶树;P2,70%阔叶树、30%针叶树;P3,50%阔叶树、50%针叶树;P4,30%阔叶树、70%针叶树;P5,100%针叶树）和采伐后完全依赖天然更新（P6）6种预案下2001—2201年小兴安岭友好林业局森林景观的动态变化.结果表明：人工更新造林措施可以有效地促进研究区森林资源的恢复,但单一营造针叶树的预案会使其阔叶树的面积百分比低于P6预案,而单一地营造阔叶树会导致该预案下针叶树的面积百分比低于P6预案;随着针叶树种造林比例的增加,针叶树（红松和落叶松）所占面积比例随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树（蒙古栎）所占面积亦随之增加;人工更新造林措施减少了研究区白桦的分布面积.不同的造林措施不仅改变树种所占的面积百分比,还影响其空间格局：随着针叶树种造林比例的增加,针叶树（红松和落叶松）的聚集度指数随之增加;随着阔叶树种造林比例的增加,阔叶树（蒙古栎）的聚集度指数随之增加;人工更新造林措施对白桦的聚集度指数无明显影响.     

利用固定翼无人机监测松材线虫病疫点枯死松树的初步研究

无人机航摄监测森林病虫害是一个新的研究热点。为探究无人机航摄在松材线虫病监测中的应用,本研究于2017年11月利用小型固定翼无人机采集了广东省河源市新丰江库区松材线虫病疫点的航摄影像,总面积1425.9 hm~2。固定翼无人机搭载了1台可见光数码相机和1台多光谱数码相机,能同时采集枯死松树的可见光和近红外的航摄影像。利用LAMapper软件对航摄图像进行空中三角测量和像素匹配,获得可见光正射影像和多光谱正射影像。使用ERDAS软件生成影像的归一化植被指数(NDVI)。然后将带有地理信息的完整影像自动导入GIS系统进行异常点识别和几何矫正,导出最终的影像数据。最后,对影像进行分析,并根据植被指数(NDVI)对图像进行分类。分析结果显示,航摄的疫点中共自动识别1486株枯死松树,并获得了其分布地图及坐标点位置。验证结果表明监测的准确率达到80%以上,坐标点精度达到2-3 m。本研究结果具有低成本、自动化、可靠、客观、高效和及时等优点,可为大面积监测松材线虫病的发生现状和流行动态、评估防控效果和灾害损失提供技术支撑。     

森林采伐对森林景观的长期影响模拟

应用空间直观景观模型(LANDIS),模拟了小兴安岭友好林业局在有无采伐方案下400年内森林景观的动态变化,并利用统计软件APACK计算代表性树种的分布面积、年龄级和反映物种分布格局的聚集度指数.结果表明:与无采伐相反,采伐下的火干扰模式为高频率小面积低强度火烧;采伐对各种群的分布面积影响不大,但显著改变了种群的年龄结构,主要表现为降低了过熟林的分布面积,而增加了其他年龄级森林的分布面积;采伐降低了各树种的聚集度,导致森林景观一定程度上的破碎化.     

中度强度森林火灾对马尾松次生林土壤有机碳密度的影响

森林火灾作为森林非连续的干扰因子, 是生物地球化学循环的驱动因子, 显著改变生态系统的结构和功能及养分循环与能量传递, 引起森林碳库与碳分配格局的变化, 进而影响森林演替进程及固碳能力。该研究以广东省马尾松(Pinus massoniana)次生林为研究对象, 采用相邻样地比较法和空间代替时间法, 以野外调查采样与室内试验分析为主要手段, 定量研究突发性森林火灾对土壤有机碳密度的影响, 探讨森林火灾对土壤有机碳固持的影响机制。结果表明: 与对照相比, 森林火灾后的幼龄林、中龄林和成熟林的土壤有机碳密度分别为35.12、40.80和52.34 t·hm^-2, 依次降低了10.93%、8.52%和7.56%。相比对照, 幼龄林、中龄林和成熟林土壤剖面(0-60 cm)的土壤有机碳密度变化范围分别为5.04-7.76、5.26-10.27和6.33-13.58 t·hm^-2, 依次降低了2.51%-16.83%、1.31%-11.85%和1.09%-12.50%; 森林火灾显著降低了幼龄林和中龄林0-30 cm的土壤有机碳密度, 显著降低了成熟林0-20 cm的土壤有机碳密度。马尾松次生林土壤有机碳密度与土壤理化性质具有显著相关关系。通径分析表明, 对照样地和过火样地中, 土壤全氮含量均对土壤有机碳密度的直接作用最大, 土壤细根生物量对土壤有机碳密度的直接作用较小, 但其通过土壤全氮含量对土壤有机碳密度的影响均表现在间接作用上。嵌套方差分析表明, 土壤深度解释了土壤有机碳密度变异的70.60%, 林龄解释了其变异的25.35%, 森林火灾解释了其变异的2.34%。研究发现: 森林火灾减少了马尾松次生林各林龄的土壤有机碳密度。在水平方向上, 随着林龄增长, 土壤有机碳密度的减少幅度降低; 在垂直方向上, 土壤有机碳密度随着土壤土层深度加深而降低, 且随林龄增长减少幅度下降。研究森林火灾对森林生态系统土壤有机碳的影响, 有助于理解森林生态系统土壤碳固持和碳循环过程, 对制定旨在减缓全球变化的科学合理的林火管理策略具有重要意义。     

种植密度对不同耐密性春玉米基部茎节维管束及根系伤流的影响

选用不同耐密性玉米品种‘郑单958’(密植品种)和‘辽单526’(稀植品种)为材料,设置4个不同的密度水平,分别在拔节期和乳熟期采用徒手切片显微观测基部茎秆内部维管束结构变化,采集茎基部伤流液测定其主要成份含量并计算伤流强度,以期为春玉米的密植高产提供理论依据.结果显示:(1)在拔节期,‘郑单958’维管束结构对密度变化反应相对敏感,而‘辽单526’维管束结构在各密度间并无显著差异;当密度最大时,‘辽单526’伤流强度的下降程度要大于‘郑单958’,但两品种伤流液成分对密度反应无明显变化.(2)在乳熟期,密度对‘郑单958’维管束结构无显著影响,而‘辽单526’在密度增加后维管束结构各指标明显下降且与对照(适宜密度)差异显著;各密度‘郑单958’的伤流强度均大于‘辽单526’,增加密度会提高两品种伤流液中可溶性糖的含量,尤其以‘辽单526’增加更显著.(3)在高于对照密度条件下,两品种的籽粒产量都不同程度低于对照,但‘辽单526’产量降低程度要大于‘郑单958’.研究表明,密植性玉米对密度压力的反应要早于稀植性玉米,其在高密度表现出的适应性也要优于稀植性玉米,这从茎基部的结构和功能上揭示了玉米品种耐密性差异的生理基础.     

林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响研究进展

林火干扰是森林生态系统特殊而重要的生态因子,可改变生态系统的养分循环与能量传递。研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响,有助于理解森林生态系统中土壤碳固持和碳循环过程,为制定科学合理的旨在减缓全球变化的林火管理策略具有重要意义。从4个方面阐述了林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响及内在机制:分别从大尺度和小尺度两个方面阐述了林火干扰对土壤有机碳的影响及对森林生态系统碳循环与碳平衡的作用机制;探讨了不同林火干扰类型和林火干扰强度下,土壤活性有机碳对林火干扰的响应机制;阐明了林火干扰对土壤惰性有机碳的影响及作用机制;论述了林火干扰主要通过改变土壤有机碳的输入和输出过程进而影响土壤有机碳的稳定性及内在机制。最后提出了提高林火干扰对森林生态系统土壤有机碳影响定量化研究的4种路径选择:(1)全面比较研究不同林火干扰类型对土壤有机碳循环及其碳素再分配过程的功能特征;(2)进一步阐明林火干扰通过改变植被结构进而影响土壤生物群落结构,剖析土壤碳库循环的内在机制;(3)完善不同时空尺度下林火干扰对森林生态系统土壤碳库周转过程的定量化研究;(4)加强不同林火干扰类型土壤碳库稳定性差异的研究。     

不同森林管理预案对松鼠生境的影响

应用空间直观的森林景观干扰演替模型（LANDIS）模拟了2000—2200年间小兴安岭友好林区4种森林管理预案（无采伐、皆伐、择伐Ⅰ和择伐Ⅱ）下的森林景观变化,并结合景观尺度的生境适宜度指数（HSI）模型评估了不同管理预案对研究区松鼠生境的影响.结果表明：研究期间,无采伐下松鼠适宜生境面积的增幅最快,而勉强适宜生境的降幅最快;皆伐下,松鼠适宜生境面积的增幅最慢,而勉强适宜生境的后期降幅最小;择伐Ⅰ下松鼠适宜生境面积的增幅高于择伐Ⅱ,而其勉强适宜生境面积的降幅低于择伐Ⅱ.整体而言,松鼠生境最优化的管理方案依次为无采伐、择伐Ⅰ、择伐Ⅱ和皆伐.