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摘要:
  目的  随着风景园林数字化技术的应用发展,大数据技术和人工智能技术逐渐被应用到风景园林专业,解决了众多问题,机器学习技术同时作为大数据处理工具和人工智能核心技术之一也逐渐成为风景园林研究的热门话题。  方法  本文对近年来国内外的相关实践进行系统地总结和分析,先进行应用背景的介绍,分析机器学习在风景园林应用的适用性;再基于机器学习在风景园林中解决问题角度的不同,从场地信息提取,景观分析与评价和基于深度学习的方案自生成系统三个应用角度,对国内外已有实验的方法过程进行举例分析。  结果  最后基于对机器学习技术在风景园林应用的不同领域间的关系、同领域间的不同应用的关系的分析对未来的趋势进行了展望  结论  从技术层面上,构建基于多种数据的综合性景观评价模型,景观分析模型是未来较有前景的研究方向;从应用层面上,随着多种智能化技术的整合,多源数据的整合,结合实际规划设计项目构建基于多种人工智能方法的数字化规划设计方法是机器学习在风景园林应用领域未来的重要趋势。
摘要:
  目的  砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序,直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱,多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象,针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中,砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑,促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。  方法  本研究以中密度纤维板为试验材料,测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度,结合三维形貌图和电镜图,分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响,并对砂带寿命做出合理预测。  结果  MDF磨削初期磨粒尖锐,材料去除率较高,但随磨粒破碎和脱落,材料去除率下降速度较快;磨削中期材料去除率趋于动态稳定,磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落,材料去除率再次降低。随着磨削次数增加,磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大,在试件表面留下渐宽的磨削痕迹,试件表面粗糙度呈下降趋势,磨削前后期粗糙度值较分散,中期的粗糙度值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度在磨削前后期的值相对集中,磨削中期的值比较分散。在试验所用120目砂带的情况下,以材料去除率为评价指标时,累计磨削长度23 096 m为砂带的使用寿命终点;以磨削表面粗糙度为评价指标时,累计磨削长度18 375 m为砂带的使用寿命终点。  结论  砂带磨损至失效大致可以分为3个阶段,磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同,依据不同的考察指标,砂带寿命评判结果有差异,可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测。
摘要:
  目的  琼岛杨是我国热带地区发现的一种杨树,至今其分类和进化鲜有报道。本研究旨在通过三代全长转录组测序等方法了解琼岛杨在杨属中的分类与进化。  方法  基于Pacbio Sequel测序技术获取的热胁迫下琼岛杨、加杨和小叶杨完整全长转录本数据,通过直系同源基因计算非同义替换值(Ka)、同义替换值(Ks)及Ka/Ks值,比较直系同源基因在热胁迫下的表达模式,并结合毛果杨和簸箕柳的直系同源基因,构建了5个树种的进化树来分析杨树亲缘关系。通过克隆琼岛杨核基因(nrDNA:UDP-SQPOPTRDRAFT_575699)和叶绿体基因(cpDNA:atpⅠ和trnF),分析基因序列在琼岛杨种群中的多态性,计算琼岛杨种内遗传距离,及与19个树种(5个杨树组和1个类外群组)的种间遗传距离。基于最大似然法和最小进化法构建了琼岛杨与19个树种的进化树,以分析琼岛杨在杨属的亲缘关系。  结果  三代转录组测序共获得660组琼岛杨、小叶杨和加杨的直系同源基因,Ks平均值为0.150 5,峰值为0.02,Ka/Ks < 1,占比97.27%,这显示了3种杨树较近的亲缘关系。直系同源基因表达模式分析发现,3种杨树在热胁迫下具有相同的表达模式。利用遗传距离法计算琼岛杨与19个树种中atpⅠ,trnFUDP-SQPOPTRDRAFT_575699等4种基因遗传距离的平均值,发现琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系,平均值为0.011。  结论  基于三代全长转录组测序获得的直系同源基因分析显示出,琼岛杨与其他杨树具有较近亲缘关系。克隆cpDNA和nrDNA基因,计算遗传距离和构建的进化树均表明琼岛杨与白杨组具有最近亲缘关系。cpDNA的多态性以及进化分支置信度明显高于nrDNA,表明在琼岛杨中cpDNA比nrDNA基因更具备物种鉴别能力。
摘要:
  目的  科学地评价环境空气质量对大气污染防治具有重大的现实意义。环境空气质量的好坏是一个不确定性问题,常用的模糊综合评判法综合了多种大气污染物来评价空气质量,但评价结果往往低于我国AQI标准等级,弱化了多种污染物同时超标对空气质量的影响。DS证据理论在处理模糊或不确定等问题时具有很大优势,但是目前较少有DS证据理论评价空气质量的研究。DS证据理论的关键问题是基本概率分配(BPA)和证据冲突可能引起反直觉的结果。  方法  因此本文首先利用Pearson和Spearman相关系数分析了大气污染物浓度数据,确立了高可信度的非线性BPA函数,并提出渐进式DS证据理论策略(Pro-DS)避免了冲突证据的融合问题,建立了环境空气质量综合评价模型。然后将该模型实际应用于2019年天津市空气质量评价,并以国家标准AQI为评价指标,与主因素型与加权型常用的模糊综合评判模型对比。最后本文提出了综合污染相对系数(CPRC)量化了多种污染物对总体空气质量的影响。  结果  以AQI为评价指标,本文模型F1-score比常用的模糊综合评判模型最少提高了4.58%,最大提高了27.46%,验证了本文模型的优越性。由于AQI标准空气质量评价取决于某个污染物而不是综合多个污染物,几种模糊综合评判模型的F1-score都低于50%。以CPRC为评价指标,AQI评价结果的F1-score超过99.1%,几类模糊综合评判模型F1-score都超过89.0%,验证了CPRC的有效性。而Pro-DS模型F1-score为93.1%,综合评价空气质量的模型最优,具有很强的实际应用价值。  结论  Pro-DS模型的综合评价结果低于或高于AQI评价级别,更好地体现了多种污染物对空气质量的综合影响。相比AQI评价方式,本文Pro-DS模型得出了综合空气质量级别的概率值,CPRC指标能够对综合空气质量日排名,为相关部门预防治理空气污染和生态环境工程建设提供实质性参考。
摘要:
  目的  本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响,以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据。  方法  本研究以北京市典型城市绿地土壤−圆明园为研究对象,通过野外试验设置4种不同处理:不覆盖(CK)、上层木片 + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥(处理A)、上层木片 + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥(处理B)、上层木片 + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥(处理C),进行室内分析测定,结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,运用Pearson相关性及逐步回归分析,分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响。  结果  0 ~ 10 cm土层中,C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量(P < 0.05);10 ~ 20 cm土层中,C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量(P < 0.05)。土壤综合肥力指数显示,C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力(P < 0.05)。修正的内梅罗指数法中Fimin值及逐步回归分析表明,土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷,土壤综合肥力最主要影响因子为有机质,其次为土壤有效磷及土壤密度。  结论  综上,园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响,结果显示处理C为最佳覆盖方案,今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子(土壤有机质、土壤密度及有效磷)的动态变化及改善。
摘要:
  目的  森林碳储量是生态系统结构与功能的重要指标,掌握森林碳储量现状有利于森林资源管理。激光雷达能够用于监测森林资源,但是存在森林参数估测的模型多、变量不确定和缺乏林分三维结构解析意义的变量等问题,因此,需要选择合适的林分解析变量和模型。  方法  借助无人机激光雷达点云数据与样地调查数据,以内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸人工林为研究对象,分别使用多元线性模型与多元乘幂模型以不同变量对林分碳储量进行估测,选出最优模型并进行精度评价。  结果  研究表明:(1)模型方法而言,非线性模型的检验效果优于线性模型的检验效果:非线性模型(R2为0.66 ~ 0.86,rRMSE为23.51% ~ 9.91%),线性模型(R2为0.52 ~ 0.85,rRMSE为27.70% ~ 12.38%)。(2)模型使用平均高、郁闭度为基础变量,以穷举法筛选出来的变量组合,估算森林参数得出最佳模型,其中非线性模型以激光点云平均高、郁闭度、高度变动系数和叶面积变动系数的估算精度最高(R2 = 0.86,rRMSE = 9.91%)。  结论  通过激光雷达估测人工林碳储量时,加入垂直结构变量可以提高模型拟合效果,非线性模型比线性模型更适合人工林碳储量的估测。
摘要:
近年来,随着气候变化和人类活动的加剧,全球森林面积持续减少、质量下降,生态环境事件频发,森林健康的问题受到前所未有的关注,已经成为生态文明战略的重要组成部分。我国森林资源持续增长,但同时也面临一些问题,如:造林结构单一、林分质量不高、生态稳定性弱等,如何系统准确评价其森林健康状况仍然是当前难点。相对于传统地面调查方法,遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度等优势,并且随着高分遥感和人工智能等技术的飞速发展,大幅提高了解决森林健康评价难题的能力。为系统评估新型遥感技术应用于评价森林健康的潜力,本文在文献分析基础上,指出了现有路径和方法,具体包括:(1)通过文献计量学方法分析并明确了森林健康评价的4大核心内容(活力、组织结构、抵抗力和恢复力)和4大关键问题(树种分类、林木活力、林业有害生物、干旱胁迫)。(2)从不同尺度(单木−林分−生态系统−景观)、不同平台(近地面遥感−航空遥感−卫星遥感)和不同传感器(包括RGB相机、多/高光谱相机、激光雷达、热红外相机、微波雷达和叶绿素荧光扫描仪)3个角度,系统梳理现有遥感技术的优缺点。(3)围绕4个关键问题,阐述近年来应用遥感技术评价森林健康的路径和方法。进一步,本文指出了包括多数据源融合分析、森林健康监测网络与近地面遥感、森林健康大数据应用在内的挑战与机遇,以期为我国森林资源智慧管理提供参考。
摘要:
  目的  氨肽酶N(APN)是昆虫中肠一类重要的Bt受体蛋白,Bt细菌产生的Cry毒素对昆虫的毒杀作用机理在学术界存在一定争议,但是普遍认为毒素与Bt受体蛋白的结合是产生毒力的必要环节。本研究通过基因克隆、生物信息学分析以及不同龄期组织中的表达对木毒蛾APN1基因进行研究,为后续研究APN基因家族、其他Bt受体蛋白及Cry毒素作用机制提供有益补充。  方法  以木毒蛾中肠cDNA为模板,对木毒蛾APN1基因进行克隆并进行生物学分析,利用实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析该基因在木毒蛾发育阶段及不同组织中的表达模式。  结果  克隆获得木毒蛾APN1基因的全长DNA,命名为LxAPN1。LxAPN1序列全长为3 159 bp,ORF为3 054 bp,编码1 017个氨基酸,序列比对和进化树分析表明,LxAPN1与舞毒蛾的LdAPN1高度同源,在N-端都具有信号肽,都具有锌结合位点HEXXH(X18)E以及保守区域GAMENWG,在末端具有GPI结合位点;LxAPN1在木毒蛾卵期无表达,在所有幼虫阶段中均有表达,幼虫期过后LxAPN1表达量锐减;LxAPN1在肠道的表达量明显高于头部和表皮。  结论  LxAPN1在木毒蛾中肠被成功克隆,LxAPN1与LdAPN1高度同源,并且在进化树的分布上也极其相近,推测两者的APN1功能上近似;LxAPN1在木毒蛾2龄幼虫期表达量最高。并且在6龄幼虫肠道中表达量最高,肠道高表达与LxAPN1作为Bt受体在木毒蛾中肠发挥作用息息相关。
摘要:
  目的  通过对松材线虫效应因子基因的克隆和功能研究,揭示Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用,为防治松材线虫提供理论依据。  方法  用松材线虫Bx1022株系接种黑松,20 d后提取线虫总RNA进行转录组测序,将该转录组设为松材线虫植食阶段转录组。提取由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)培养的Bx1022的总RNA进行转录组测序,将该转录组设为菌食阶段转录组。比较分析两个转录组,筛选到差异表达基因Bx-Hh-grl。对Bx-Hh-grl编码蛋白质的跨膜结构域和信号肽进行预测。利用原位杂交检测Bx-Hh-grl表达部位。应用RNAi技术干扰Bx-Hh-grl表达以探究Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用。通过Q-PCR验证,确定RNAi效果显著。将经RNAi处理的松材线虫接种3年生黑松枝条,以未经处理的松材线虫(CK组)和ddH2O(Mock组)处理的黑松作为对照,比较黑松发病情况进而比较不同处理后松材线虫的致病性差异。  结果  筛选出植食阶段与菌食阶段转录组差异表达基因Bx-Hh-grl,其编码蛋白质具有跨膜结构域和信号肽。原位杂交试验结果显示Bx-Hh-grl在松材线虫食道腺表达,符合效应因子基因特征。Q-PCR结果显示经RNAi处理后的松材线虫Bx-Hh-grl表达量下调,RNAi处理效果显著。接种实验表明,Bx-Hh-grl-RNAi组显症的时间明显晚于CK组,Mock组黑松一直保持健康状态。  结论  Bx-Hh-grl是与松材线虫致病相关的效应因子基因。明确Bx-Hh-grl功能有利于进一步了解松材线虫致病机理,为降低松材线虫危害,防治松材线虫奠定理论基础。
摘要:
  目的  明确不同年龄红松根系氮素吸收及其与根形态和化学性状的关系,增进对根系资源获取策略与树木个体发育之间联系的理解。  方法  本文选取黑龙江省凉水国家级自然保护区阔叶红松林内幼龄((14 ± 1)年)、中龄((48 ± 3)年)和成熟龄((17 ± 4)年)红松为材料,采用稳定性同位素示踪技术研究了各年龄阶段红松根系氮素吸收,同时测定了根系形态和化学性状。  结果  随着红松年龄的增大,根系铵态氮、甘氨酸和总吸收速率均逐渐降低,硝态氮吸收速率则无显著变化。红松不同年龄阶段,各形态氮对根系总氮吸收贡献率均表现铵态氮(62% ~ 65%)> 甘氨酸(25% ~ 32%)> 硝态氮(4% ~ 12%),其中硝态氮贡献率随红松年龄的增大而增大,铵态氮和甘氨酸的贡献率则无显著变化。甘氨酸以分子态被幼龄、中龄和成熟龄红松根系吸收的比例非常接近,分别为78%、81%和80%。根系直径随着红松年龄的增大而显著增粗,与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈负相关(仅与甘氨酸相关性显著),与硝态氮吸收速率呈正相关;与此相反,比根长和比根表面积则随着红松年龄的增大呈现降低的趋势,均与根系铵态氮、甘氨酸和总氮吸收速率呈正相关(仅甘氨酸相关性显著),与硝态氮吸收速率呈负相关;根系组织密度和化学性状在红松的各年龄阶段均无显著变化,与根系氮吸收的相关性很低。  结论  随着红松年龄的增大,根系氮素吸收速率和偏好均发生明显改变,这可能与根系形态性状的变化有关。
摘要:
  目的  通过比较核桃缘吉丁成虫对核桃、苹果和山楂这3种植物在取食选择和取食量上的差异,并分析植物挥发物的组成与含量,该研究为进一步开发核桃缘吉丁植物源引诱剂提供了依据。  方法  测定核桃缘吉丁成虫对核桃、苹果和山楂叶片的取食选择和取食量,采用动态顶空法收集这3种植物的枝叶挥发物组分及相对含量的测定,通过卡方检验分析比较核桃缘吉丁对植物挥发物的行为反应。  结果  核桃缘吉丁成虫对不同植物的取食选择和取食量存在显著差异,成虫对核桃的取食选择性最高且取食核桃叶片,对苹果和山楂的选择性较低,且存在不取食现象。从核桃、苹果和山楂的枝叶挥发物中,共收集到45种植物挥发性化合物,包括烷烃类5种、酯类8种、芳香烃类3种、萜类18种、醛类2种、醇类4种和酮类5种。在行为反应测定中,莰烯对核桃缘吉丁雌雄成虫均具有明显的趋向反应,而乙酸冰片酯、癸醛和桉叶油醇这3种单体化合物仅对雄虫具有一定的引诱效果。  结论  核桃可作为核桃缘吉丁成虫补充营养的寄主植物,该成虫不取食苹果和山楂。莰烯、乙酸冰片酯、癸醛和桉叶油醇对核桃缘吉丁成虫具有一定的吸引效果,需要重点关注,这些枝叶挥发物成分在核桃缘吉丁成虫寄主植物识别与选择的阶段中可能发挥着重要作用。
摘要:
  目的  松针鞘瘿蚊是近几年新发现入侵我国的林业有害生物,已经在山东省青岛市黄岛区造成了以黑松为主的沿海防护林大面积衰弱枯死。作为新入侵种对于松针鞘瘿蚊的防控基础研究极为薄弱,为了研发有效的防控技术,尽快遏制该虫的严重危害,避免进一步扩散,本文从松针鞘瘿蚊的寄主识别机制出发,以期开发针对性的引诱剂来进行监测诱杀。  方法  本研究基于松针鞘瘿蚊触角转录组数据筛选到的气味结合蛋白TjapOBP1的序列,通过同源模建的方法,得到了蛋白三维结构模型,利用Procheck、Verify_3D和ERRAT程序评估模型的可靠性。通过AutoDock软件将TjapOBP1与黑松针叶挥发物中测得的67种气味分子进行分子对接。  结果  同源模建结果显示,模建蛋白的氨基酸有95.5%落在最佳合理区,83.3%的氨基酸评分大于0.2,模建结构的误差值在73.2%,综上表明此次构建的松针鞘瘿蚊气味结合蛋白TjapOBP1三维模型有很高的可靠性。分子对接结果显示,β-月桂烯与TjapOBP1的结合效果最好,结合能为−5.26,另外,2,6-二甲基辛-1,5,7-三烯-3-醇、乙酸橙花酯、桧烯、乙酸薰衣草酯和1-异丙基-4-亚甲基二环[3.1.0]己-2-烯,这5种化合物与TjapOBP1的结合能依次升高,但均在−5.0以下,上述6种化学物质均有可能是能够被松针鞘瘿蚊TjapOBP1识别并结合的气味物质。  结论  三维结构模型的构建,为进一步研究松针鞘瘿蚊OBP的功能奠定基础。分子对接初步筛选了可能与TjapOBP1特异性结合的寄主挥发物,从而为引诱剂的开发提供支撑。
摘要:
  目的  基于感器形态、类型、数量、分布特征,探究桉蝙蛾幼虫触角及体表感器与其蛀道生活的适应性。  方法  利用扫描电镜观察桉蝙蛾4龄幼虫触角、胸部及腹部体表感器的形态特征并分类,结合测量、统计分析和等比例绘图,分析感器数量和分布特征。  结果  桉蝙蛾幼虫触角感器主要分布在鞭节末端,共有8对感器,分别是3对刺形感器、4对锥形感器和1对栓锥形感器,推测其感器类型能满足幼虫感受化学及机械刺激的需求。胸腹部体表的感器类型是Bohm’s鬃毛及刺形感器;其中刺形感器分3个亚型,基部至中部均为螺旋状;刺形感器Ⅱ型最独特,外壁具有刺状突起,推测其在幼虫的机械伸缩及防御上起作用。  结论  桉蝙蛾幼虫触角及体表感器类型与其蛀道生活相适应,该结果为桉蝙蛾幼虫寄主选择与适应研究提供基础。
摘要:
  目的  植物病害生防菌在植物根际土壤中的定殖情况是影响其发挥生防作用的重要因素之一。近年来,由核桃炭疽病菌引起的核桃炭疽病对云南省核桃产业的发展产生了较为严重的危害,已成为该省核桃产业发展的重要制约因素。前期,通过对大理州漾濞县光明村核桃根际土壤生防菌的筛选工作,获得了具有重要生防潜力的钩状木霉YB-4-15和枯草芽孢杆菌yb33。为了推广上述生防菌株,需首先明确上述菌株在核桃根际土中的定殖情况。  方法  本研究利用不同浓度钩状木霉孢子悬浮液对无菌的核桃根际土壤进行处理,采用定期测定根际土壤中上述生防菌的定殖量。  结果  通过长达一个月的定殖试验,发现钩状木霉在土壤中定殖后的最大量为5 × 104 cfu/g,最小为2 × 104 cfu/g;同时,利用抗利福平枯草芽孢杆菌yb33-Rif在无菌土壤中定殖的最大量为1.08 × 108 cfu/g,最小为7.07 × 106 cfu/g,而在核桃根际土壤中的定殖能力明显低于无菌土,其最大量为7.53 × 106 cfu/g,最小为1.03 × 106 cfu/g。利用上述生防菌钩状木霉YB-4-15孢子和枯草芽孢杆菌yb33菌体浇灌在核桃、桂花、香樟以及石楠等不同根际土壤试验,发现二者在核桃根际土壤中定殖良好。  结论  该研究为这两株生防菌的田间应用提供了理论基础。
摘要:
  目的  欧美杨细菌性溃疡病是革兰氏阴性细菌Lonsdalea populi引起的杨树枝干病害,其危害严重,已造成欧美杨人工林的重要经济损失。双组分系统是细菌致病过程的关键调控途径之一。目前,欧美杨细菌性溃疡病菌的双组分系统如何调控致病过程仍缺乏系统研究。因此,本研究开展欧美杨细菌性溃疡病菌的双组分编码基因的缺失突变及突变体表型分析,为深入解析其致病机制提供遗传材料。  方法  本研究以欧美杨溃疡病菌菌株N-5-1为研究对象,利用双亲结合方法获得了28个双组分系统基因的缺失突变体,并通过表型测定方法分析了这些基因突变体的致病性、生长、游动性、生物膜形成和抗逆性等表型特征,研究不同双组分系统编码基因对该病菌致病过程的调控。  结果  构建了36个欧美杨溃疡病菌的双组分编码基因的敲除重组载体,获得了28个基因的缺失突变体。致病性测定表明18个双组分基因的敲除降低了病原菌的毒性,其中8个突变体毒性丧失。此外,还获得了调控游动性和生物膜形成能力的突变体以及在逆境胁迫反应(金属离子、盐离子、抗生素等胁迫)有缺陷的突变体。  结论  本研究获得了5个显著影响欧美杨细菌性溃疡病菌毒性及其他生物表型的双组分基因,为后续双组分信号调控致病机制研究提供了遗传材料。
摘要:
潜伏侵染指病原物侵入植物组织以后,由于寄主或环境条件的限制,暂时停止生长活动,但仍保持其生命,寄主植物不表现症状的现象。松材线虫病是世界范围内重要的松树流行性病害,也是我国目前危害最为严重的森林病害。潜伏侵染在松材线虫病的发生地广泛存在,目前因为其发生发展机制不明确,给松材线虫病的防控带来了一定的难度。此外,由于潜伏侵染的无症状携带者识别难度大,导致疫木清除过程中容易被忽视,最终会吸引媒介昆虫取食和产卵,作为侵染源引起松材线虫病扩散蔓延。因此,建议对松材线虫病潜伏侵染的发生机制、发展规律及快速识别等加强研究,推动更为有效的防控技术产出。
摘要:
  目的   类毒素过敏原蛋白(VAPs)是松材线虫侵染松树过程中分泌的一类蛋白。此类蛋白可通过抑制松树的防卫反应,从而利于松材线虫在松树内的定殖与扩散。本研究对4种类毒素过敏原蛋白进行原核表达、多抗制备和基因的表达模式分析,明确松材线虫Bx-VAPs蛋白的结构与功能,为阐明该类蛋白在松材线虫与寄主松树互作中的作用机理提供基础支撑。   方法   本研究利用聚合酶链式反应(PCR)扩增松材线虫4个Bx-VAPs基因,通过实时荧光定量(RT-qPCR)方法检测不同龄期松材线虫4个Bx-VAPs基因的表达量。同时,将扩增的4个基因全长产物分别转化至pET32b原核表达载体,构建重组质粒pET-32b-VAPs,经鉴定正确后的重组质粒转化至大肠杆菌BL21DE3进行诱导表达。利用纯化的Bx-VAPs蛋白分别免疫Balb/c鼠,4次免疫后获得多克隆抗体;采用间接酶联免疫吸附法ELISA测定抗体血清效价;利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹法(Western-blot)进行蛋白鉴定。最后,应用生物信息学方法分析这四个蛋白的理化性质、二级结构和表面特性,预测B细胞抗原表位。   结果   松材线虫4个Bx-VAPs基因在不同龄期的表达量存在显著差异,其中Bx-VAP1Bx-VAP2基因在成虫期表达量较高,Bx-VAP3Bx-VAP4基因在繁殖型L3时期表达量较高。构建获得的重组质粒pET-32b-VAPn诱导表达的蛋白分子量介于21 kDa ~ 31 kDa之间,纯化后的多克隆抗体anti-VAP1、anti-VAP2和anti-VAP3均对松材线虫蛋白液具有较高的特异性,但anti-VAP4抗体未能与松材线虫蛋白液结合反应。4个Bx-VAP蛋白的二级结构均以α螺旋和无规则卷曲为主,存在信号肽,具有SCP结构域,无跨膜结构域,Bx-VAP1潜在的优势B细胞抗原表位较多。   结论   重组质粒pET-32b-VAPn诱导表达的蛋白大小与预测的蛋白大小一致,均为包涵体表达,制备的多克隆抗体anti-VAP1、anti-VAP2和anti-VAP3效价高,特异性良好,Bx-VAP1具有潜在的B细胞抗原表位优势,为进一步研究松材线虫VAPs蛋白的功能及其相关致病机制研究提供了实验材料和基础。
摘要:
  目的  遥感图像分类技术在森林资源调查、生态工程规划以及森林病虫害防控等林业监测业务中,扮演着至关重要的角色。通过引入自注意力模块增强卷积网络对遥感图像的特征刻画能力,以期提高遥感图像的分类效果。  方法  该文提出了一种融合自注意力机制和残差卷积网络的遥感图像分类方法,首先利用卷积神经网络提取丰富的深度纹理语义特征,然后在卷积网络的最后3个瓶颈层嵌入多头自注意力模块,挖掘遥感图像复杂的全局结构信息。嵌入自注意力模块的卷积分类网络,能够有效提升遥感图像的分类精确度。该研究使用RSSCN7、EuroSAT与PatternNet 3个公开的遥感图像数据集,基于Pytorch深度学习库,训练与测试该方法,并增加与已有分类框架算法精度和性能的对比试验。同时,使用不同批次、不同数量大小的数据训练改研究提出的方法,并测试分类效果。  结果  试验得出,该研究提出的方法在3个遥感分类数据集上的平均识别率分别达到了91.30%,97.88%,和97.37%,其中在前两个数据集上较现有的基于深度卷积网络的算法分别提升了2.26%和3.73%。同时,该算法的总参数量为2.08 × 107,较现有参数量最低的方法减少了5.2 × 106  结论  相比已有的遥感图像分类框架,该研究提出的方法法能够在图形处理器(GPU)加速的环境中,取得更为准确的分类效果。同时有效减少了模型的参数量,提高了算法执行的效率,便于后续的实际应用部署。
摘要:
  目的  探究典型黑土区主要水土保持树种的非结构性碳水化合物(NSC)在器官水平的分配规律及其种间差异,以期为水土保持植物的科学选择与培育提供理论依据。  方法  选取典型黑土区5种水土保持树种(小叶锦鸡儿、榆叶梅、白桦、糖槭和红皮云杉)作为研究对象,采集植物叶片、枝条、干材、树皮及树根,测定并比较各器官可溶性糖、淀粉及总NSC的浓度。  结果  (1)NSC浓度在树种和器官之间均差异显著(P < 0.05)。5种树种中叶和根的NSC浓度较高,树干中可溶性糖浓度最低,根中淀粉浓度最高,叶片中浓度最低。红皮云杉叶和枝的可溶性糖浓度显著高于其他树种,糖槭干和根淀粉浓度和NSC显著高于其他树种。(2)不同生活型树种的NSC及其组分的浓度和分配也有明显差异,乔木叶片的可溶性糖和NSC浓度高于灌木,乔木淀粉浓度均表现为落叶树种大于常绿树种。(3)红皮云杉将更多的NSC分配到地上部分,榆叶梅将更多的NSC分配到地下部分。(4)落叶灌木将大多数的NSC分配到细根和中根上,乔木(红皮云杉)选择将细根作为根系储存NSC的主要组织。  结论  可溶性糖和淀粉在各器官中分配不同,叶和根分别是非结构性碳水化合物的合成与储存结构,乔木树的NSC分配利于叶片碳同化和光合作用。在5种树种中,红皮云杉、榆叶梅和糖槭均具有抗旱性,此外,红皮云杉还具有良好的耐寒性,可以更好地适应低温干旱的生长环境,因此红皮云杉、榆叶梅和糖槭是研究区域适应能力相对较强的水土保持树种。
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  目的  以高能微波处理后的木材增值利用为研究目标,制备填缝型微波膨化木基金属复合材料(WMC),为微波处理人工林实木增值利用提供参考。  方法  采用抽真空浸渍方法,以锡铋低熔点合金和辐射松微波膨化木为原料,制备填缝型WMC,通过扫描电镜、能谱分析、计算机层析成像、动态热机械分析、热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、红外光谱等测试技术,表征和分析WMC的微观形貌、热稳定性、表面接触角等性能。  结果  锡铋合金填充在微波膨化木的缝隙处,与木材形成“机械互锁”方式的啮合结构,使其在缝隙处紧密结合,提高了界面结合强度。WMC中锡和铋的质量百分比分别为25.97%和31.13%,计算机层析扫描图像重构了锡铋合金在WMC中的空间分布位置,实现了WMC可视化的三维渲染,展示了其独特的纹理。WMC与基材相比具有更高的贮存模量、损耗模量和残炭量,热稳定性得到提高。WMC未出现新的酯类、醚类等官能团特征峰,晶体结构未受到破坏,结晶度呈现上升趋势,由基材的25.9%增加至38.6%。60 s时接触角比基材提高了172%,疏水性显著提高。  结论  本研究制备了填缝型微波膨化木基金属复合材料,观察与模拟了锡铋合金在微波膨化木中的分布,表征了其热稳定性与表面接触角等性能,为基于高能微波处理木材研制新型木质产品提供了新思路。
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  目的  红外触发相机采集的雪豹监测图像质量参差不齐,且数量有限,为了提升小样本下雪豹的识别准确率,本研究提出一种雪豹监测图像自动识别方法。  方法  该方法基于具备注意力机制的ResNeSt50模型,使用祁连山国家公园的雪豹监测图像作为原始数据集,红外触发相机拍摄的非雪豹陆生野生动物图像作为扩充负样本,网络雪豹图像作为扩充正样本,生成3种数据集并依次进行对比实验,选择合适的扩充方式引导模型逐步关注到雪豹个体关键特征,使用梯度类激活热力图可视化进一步验证数据扩充后的有效性。  结果  使用原始数据集+扩充负样本+扩充正样本训练的模型识别效果最好,热力图可视化显示模型正确关注到雪豹个体花纹与斑点特征,对比基于Vgg16和ResNet50的识别模型,ResNeSt50的识别效果最好,测试集识别准确率达到97.70%,精确率97.26%,召回率97.59%。  结论  采用本研究提出的原始数据集+扩充负样本+扩充正样本数据扩充方法训练的模型,可以区分背景与前景,且对雪豹本身特征具有较强的判别能力,泛化能力最好。
摘要:
  目的  本文克隆了舞毒蛾的气味受体基因LdOR2,并阐明该基因在舞毒蛾各发育期和组织中的表达特征及其对CO2浓度胁迫下的行为响应,为进一步研究气候变化下舞毒蛾的嗅觉反应机制提供理论依据。  方法  通过转录组文库筛选克隆出LdOR2基因,利用生物信息学分析其基因特性,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测LdOR2基因在不同发育阶段和组织以及不同CO2浓度(397、550和750 μL/L)下的表达水平,并利用RNA干扰(RNAi)技术研究不同CO2浓度下LdOR2基因沉默后舞毒蛾的行为学反应。  结果  舞毒蛾LdOR2基因开放阅读框(ORF)为1 203 bp,编码400个氨基酸,蛋白分子量为45.76 kDa,理论等电点为8.22;进化树分析结果表明,舞毒蛾LdOR2与黏虫MsepOR24和双委夜蛾AdisOR21亲缘关系较近,并聚为一类;RT-qPCR结果显示,LdOR2在舞毒蛾各发育阶段均有表达,在雌蛹中表达量最高,雄成虫中表达量最低;在雌、雄成虫不同组织中,雌、雄触角中表达量显著高于其它组织(P < 0.05),但雌、雄虫触角间的表达量差异不明显。高CO2浓度下LdOR2基因表达量降低,其中,550 μL/L和750 μL/L条件下雌虫触角中其表达量与对照组相比分别下降21%和29%(P < 0.05),雄虫触角中其表达量与对照组相比分别下降了43%和7%(P < 0.05)。LdOR2基因沉默后,舞毒蛾雌、雄成虫对丁香酚和顺-3-己烯-1-醇的趋向性减弱,而在高浓度CO2处理条件下,舞毒蛾沉默体对7种挥发物的反应率均有所下降。  结论  舞毒蛾LdOR2在其气味识别过程中发挥重要作用,CO2浓度变化通过调节舞毒蛾LdOR2基因的表达进而影响其对气味的敏感性。
摘要:
  目的  GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-BpPAT1)与抑制表达载体(pFGC5941-BpPAT1),利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否具有耐盐能力。  结果  多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升(P < 0.05),说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明:在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增强(P < 0.05);同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。  结论  白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增强了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效提高了白桦的耐盐能力。
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  目的  研究毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子PtrSPI的抗虫功能,为开发新型林木抗虫生物农药奠定基础。  方法  本研究通过研究毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子基因PtrSPI的启动子及其在舞毒蛾幼虫取食胁迫下的表达模式,分析PtrSPI基因功能;利用真核重组蛋白PtrSPI饲喂舞毒蛾幼虫,观察记录幼虫的取食量、体质量和死亡率,并测定取食后的幼虫体内丝氨酸蛋白酶活性,探讨PtrSPI蛋白的抗虫能力。  结果  结果表明毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子基因PtrSPI的启动子区域共包含5个与植物抗病虫相关的元件;经舞毒蛾幼虫取食后,毛果杨叶片的PtrSPI基因呈先降后升的表达模式,且在取食30 h达到峰值,为空白对照的2.03倍;高浓度重组蛋白PtrSPI(300和500 mg/mL)对舞毒蛾幼虫的取食量和体质量有显著的抑制作用,而且分别在取食6和4 h后舞毒蛾幼虫死亡率均达到60%以上,而幼虫体内丝氨酸蛋白酶的活性在取食初期显著上升。  结论  本研究验证了毛果杨丝氨酸蛋白酶抑制子PtrSPI的抗虫能力,可为进一步研发新型无公害抗虫生物农药提供理论基础和研究材料。
摘要:
  目的  城市人居环境中小微尺度是人们日常使用最频繁的基本空间尺度。探究小微尺度下垫面类型及其格局特征对环境微气候的影响机制,是借助风景园林规划设计策略改善城市热环境的理论基础。  方法  本研究基于实地测量,针对城市居住区绿地不同类型下垫面日均空气温度、湿度的差异,以及小微尺度下垫面格局对环境微气候的影响开展定量研究。  结果  四季7种下垫面类型的日均温度、湿度均存在显著差异,且7种下垫面类型的排序有季节性变化。高郁闭度植被、水体与中郁闭度植被的降温、增湿效应明显。借助景观格局指数量化不同类型下垫面的格局特征。景观指数与日均温度、湿度的相关性随不同季节而变化。各类下垫面的面积占比、斑块面积是影响小微尺度环境温度、湿度的关键格局特征,破碎度与聚集度也有一定影响。  结论  未来进行热舒适型小微尺度户外空间节点设计时,提高高郁闭度与中郁闭度植被的面积占比和斑块面积,控制其破碎程度,采用聚集式布局形式可有效提高环境相对湿度,降低空气温度。同时应避免配置成片的硬质铺装(占比率高,面积大,分布聚集),降低其热调节负效应。
摘要:
  目的  通过对辽宁省自然保护地重叠现状进行定性与定量的分析,描述辽宁省6类235处自然保护地空间分布情况与重叠现状及特征,由此对辽宁省自然保护地空间分布格局现状进行评价,为辽宁省自然保护地的整合优化提供科学参考与理论依据。  方法  利用最邻近指数分析与核密度分析,评价辽宁省自然保护地空间分布现状,同时提出了自然保护地镶嵌体的概念,通过分析镶嵌体内部的重叠板块占比情况,对辽宁省自然保护地重叠现状进行定性与定量的分析,相较于传统重叠率分析方法,为分析一个区域内多层重叠的情况我们提出了自然保护地多元重叠率计算方法。  结果  (1)辽宁省自然保护地的最邻近比率为0.904,表明辽宁省自然保护地分布属聚集型分布;(2)结合自然保护综合地理区划,辽宁省自然保护地主要形成4个聚集区域;(3)辽宁省自然保护地存在重叠情况的自然保护地数量占自然保护地总数的50.43%,重叠面积占辽宁省自然保护地的8.63%。重叠情况主要发生在自然保护区与自然公园之间,数量共107处,面积达134 421.1 hm2;(4)辽宁省存在重叠的斑块中两层重叠82处、三层重叠13处、四层重叠1处;(5)辽宁省可划分为36个自然保护地镶嵌体,其中内部重叠率高于50%的保护地镶嵌体有8处,最高为81.34%;低于10%的保护地镶嵌体有6个,最低为1.82%;  结论  将重叠保护地进行整合优化时,镶嵌体重叠率过高代表保护服务功能与划定保护范围过剩,整合时对于这种情况所涉及的保护地建议以合并为主。下一步对于计划新建自然保护地应将现有保护服务力度较低或中等区域进行补充完善,将如辽东半岛阔叶落叶林与湿地区南部的沿海陆域利用起来。在解决重叠与地质遗迹等情况后确保保护等级不下降,保证保护力度与保护效率。
摘要:
  目的  为研究相同环境中不同树种采取的水分适应策略多样性,在山东省高唐地区选取分别在根系分布深度、材性和生长速度方面有着较大差异的4个典型适生树种,元宝枫、紫叶李、毛白杨和刺槐。  方法  研究比较了这4个树种叶片的水力学特性和等水评价,其中水力学特性包括栓塞脆弱性参数,压力−容积(PV)曲线参数,水力结构和功能性状。  结果  结果表明,适应相同的环境的不同树种采取的水分适应策略差异较大,其中紫叶李和元宝枫的水分适应策略较为保守,而刺槐和毛白杨则采取了较为冒险的水分适应策略:浅根性散孔材速生树种紫叶李,其叶片栓塞抗性最强(栓塞脆弱性P50为−2.67 MPa),用水安全性非常高(水力安全边际HSM为1.57 MPa),水分适应策略较为保守;浅根性散孔材慢生树种元宝枫,其叶片偏向于等水调节(水力学面积为0.049 MPa2),可以在水分胁迫时更早的关闭气孔来维持叶片水势和膨压稳定,由于P50比较高而HSM比较低,表现出了低抗栓塞能力和低水力安全性,叶水势的调节范围较窄,但其高Huber值(Hv)显示其具有较高的抗旱性,采用了较为保守的水分适应策略;浅根性环孔材速生树种刺槐,其叶片偏向不等水调节方式,抗栓塞能力较强,叶水势调节范围较广,水分适应策略较为冒险;深根性散孔材速生树种毛白杨,栓塞抗性不强,用水安全系数接近极限(HSM为0.0015 MPa),其叶片维持膨压能力最强(膨压损失点水势ψtlp为−3.36 MPa),确保其在缺水情况下从土壤深处获取水分,采取的水分适应策略较为冒险。  结论  综上所述,树木可以采用不同的水力学特性,等水特性,形态结构特征,应用不同的水分适应策略来适应相同的环境,这种水分适应策略的多样性有利于维持生态系统的稳定性。
摘要:
  目的  探究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)对药物敏感能力产生的分子机制,为防治松材线虫提供理论基础。  方法  本研究从松材线虫基因组中获得秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)同源解毒基因Bx-pgp23,并对该基因蛋白编码区进行PCR扩增,随后通过生物信息学对蛋白质Bx-PGP23理化性质、亲疏水性、跨膜区分布、磷酸化位点、二级结构和三级结构进行了分析和预测。并通过RNAi技术对Bx-pgp23进行沉默处理,分析Bx-pgp23沉默与否对松材线虫药物敏感程度的影响。  结果  生物信息预测结果显示PGP蛋白稳定系数为38.31,亲水系数为−0.018,三级结构预测PGP蛋白具有多个氨基酸参与构成α螺旋和β折叠并且具有多个核苷酸结合域(NBD)和跨膜结构域(TMD)。应用RNAi技术对Bx-pgp23基因进行基因沉默,沉默后的Bx-pgp23基因表达量变为原来的42.65%。生测实验结果显示,在1.5和2.5 g/L苦参碱溶液处理24 h后,RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高了7.2%和6.4%,在1.5和2.5 g/L的苦参碱溶液处理48 h后,RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高9.0%和7.2%。  结论  蛋白质Bx-PGP23是一种稳定的亲水蛋白,具有跨膜外排功能。成功克隆Bx-pgp23基因并合成了该基因dsRNA。Bx-pgp23基因沉默影响了松材线虫对苦参碱的敏感性,在相同质量浓度的苦参碱胁迫下,RNAi组线虫死亡率明显高于对照组,说明Bx-pgp23基因在松材线虫药物代谢调控中发挥着正向调控作用。
摘要:
  目的  炭疽病是油茶的主要病害,导致巨大的经济损失。果生炭疽菌是油茶炭疽病优势致病菌。对果生炭疽菌的转录因子CfHac1的结构域进行分析,为进一步解析转录因子CfHac1调控病菌致病的分子机制奠定基础,对挖掘油茶炭疽病防控新途径具有重要的理论意义。  方法  采用点突变技术构建转录因子CfHac1结构域缺失载体,通过PEG介导法将该回补载体转化至CfHAC1基因完全缺失突变体的原生质体中,通过博来霉素抗性和荧光筛选获得结构域缺失回补菌株,进一步研究BRLZ结构域在果生炭疽菌中的生物学功能。  结果  结果发现转录因子CfHac1含有一个碱性亮氨酸拉链结构域(BRLZ),该结构域包含58个氨基酸残基;与野生型菌株和完全互补菌株相比,BRLZ结构域缺失突变株ΔCfhac1ΔBRLZ生长速率显著降低,分生孢子产量显著减少,不能形成附着胞,对内质网压力胁迫更敏感,丧失对油茶叶的致病力,其表型与ΔCfhac1突变体一致。  结论  上述结果表明,BRLZ是转录因子CfHac1重要的结构域,对CfHac1在果生炭疽菌中行使正常的生物学功能具有重要的调控作用。
摘要:
  目的  核算我国森林资源碳储量和价值量,摸清我国森林资源家底,了解森林资源状况,合理制定林业发展规划。预测森林碳储量及碳汇潜力,提高森林经营管理水平,为我国实现碳达峰碳中和的林业发展目标提供参考。  方法  利用1973—2018年间9次森林资源清查数据,采用森林蓄积量法核算我国森林资源总的碳储量及其变化情况,并按照不同林种分类核算森林资源的碳储量和价值量。采用GM(1,1)灰色预测模型和幂函数模型联合预测我国森林资源碳汇发展潜力,并通过构建林分单位面积生长量和碳储量的回归模型,分析不同经营管理水平下碳汇量的变化率。  结果  (1)40多年来中国森林资源单位面积蓄积量平均为73.56 m3/hm2,林木碳储量由1976年的51.96亿t增加到2018年的87.9亿t,年均增汇0.855 7亿t/a,森林资源总碳储量(包括林木、林地和林下植被)由125.06亿t增加到214.39亿t;其中,人工林碳储量增速明显,年均增加5.05%。(2)我国林木碳储量价值量由1976年的1 482.09亿元增加到2018年的8 823.85亿元,年均增加174.80亿元,年复合增长率达到4.34%;其中,人工林碳储量价值年均增长8.24%。(3)GM(1,1)灰色模型预测2030年森林碳储量达到100.13亿t,2018—2030年年均增汇1.59亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到210.8亿m3;2060年中国森林碳储量将达到180.32亿t,2018—2060年年均增汇2.36亿t/a。幂函数模型预测,2030年中国森林碳储量达到108亿t,2018 ~ 2030年平均年碳汇量为2.25亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到227.38亿m3;2060年中国森林碳储量达到212.27亿t,2018—2060年年增汇3.12亿t/a。(4)在近15年的森林碳储量平均基准上,森林经营管理水平提高5%,森林碳储量将增加4.30% ~ 6.86%;提高10%,森林碳储量将增加9.89% ~ 12.47%;提高15%,森林碳储量将增加15.48% ~ 18.09%;提高20%,森林碳储量将增加20.96% ~ 21.07%。  结论  在不考虑经济、政策等外部因素的影响下,基于森林生物量和蓄积量的变化,中国森林碳储量和价值量都是增加的。按照这个发展趋势,可以实现2030、2060年碳达峰碳中和时中国林业的预期发展目标。如果目前森林经营管理水平再提高,森林碳储量的变化率将逐步增加,碳汇潜力巨大。
摘要:
  目的  SPL是植物特有的转录因子,参与植物幼年期向成年期的转变、营养生长向生殖生长的转变、花发育、孢子发生、叶片和根发育、逆境响应等多个过程,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。探究白桦中BpSPL6基因启动子区的顺式作用元件,以及该启动子在正常和胁迫条件下的表达模式,可为进一步研究BpSPL6基因的功能提供参考,也可为了解白桦的抗逆机制提供依据。  方法  以本实验室组培白桦的总DNA为模板,经PCR克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,用PLACE和Plant CARE在线软件分析启动子区的顺式作用元件。构建了BpSPL6基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体并转化拟南芥,探究其组织表达特性和胁迫条件下的表达模式。  结果  PCR成功克隆了BpSPL6基因上游1 703 bp的启动子序列,对启动子区的顺式作用元件预测发现除了含有核心启动元件TATA-box、CAAT-box外,还包括2种特异组织表达元件(根、花粉),10种激素响应元件(生长素、赤霉素、水杨酸、脱落酸),4种脱水响应元件等。对转基因拟南芥进行GUS染色结果表明,BpSPL6基因启动子驱动的GUS基因在转基因拟南芥中的表达具有时空特异性。在拟南芥的整个发育过程中,BpSPL6基因启动子驱动GUS基因在真叶叶片中表达,但是表达部位不同。随着叶片的生长,首先在叶片的顶端表达,随后扩展到叶片的叶脉并直至整个叶片,并且表达量逐渐升高。同时BpSPL6基因启动子驱动的 GUS 基因在拟南芥营养生长时期的根部都有表达。并且经氯化钠和甘露醇胁迫后其表达量降低。对比两种胁迫,受到氯化钠胁迫后GUS基因的表达量变化更大,说明对氯化钠胁迫的响应更加强烈。  结论  BpSPL6基因可能参与了植物的叶片、根发育以及对盐和干旱胁迫的响应。
摘要:
  目的  由于森林病虫害频发,大量化学农药用于病害虫防治。而农药残留进入水体造成了水资源的污染,因此,拟建立一种新颖的实现现场处理的样品前处理方法,对环境水体中的农药进行检测。  方法  称量0.499 2 g柠檬酸、0.405 6 g磷酸二氢钠、0.218 4 g碳酸氢钠和0.18 g己酸钠,研磨混合均匀,使用压片机压制成泡腾片待用。将吸油棉裁卷为2 cm高度和60 mg/cm密度的圆柱体,填装入过滤柱,手动制成聚丙烯吸油棉过滤柱。将10 mL样品盛于注射器中,加入泡腾片,待完全反应后,经自制过滤柱过滤,200 μL乙腈洗脱,气相色谱-电子捕获检测器检测。最佳条件下,该方法在5 ~ 500 μg/L范围内,相关系数均大于0.999 0,具有良好的线性。按照3倍信噪比和10倍信噪比计算检出限和定量限,检测限为0.22 ~ 1.88 μg/L,定量限为0.75 ~ 6.25 μg/L。加标回收率在88.2 ~ 113.0%之间,相对标准偏差为0.8 ~ 6.1%,富集倍数在65 ~ 108之间。  结论  本研究建立了一种基于可转换亲水性溶剂的泡腾片辅助现场分散液液微萃取−气相色谱法,检测了环境水样中的5种拟除虫菊酯类农药。该方法不需要使用用电设备,能够实现样品现场预处理,减少了人力物力的消耗,具有广阔的应用前景。
摘要:
  目的  揭示透光抚育对“栽针保阔”红松林中长期碳汇的影响规律,为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据。  方法  采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,同步测定小兴安岭不同透光抚育强度(对照(未采伐未栽针)、轻度透光抚育(伐除上层蓄积1/7)、中度透光抚育(伐除上层蓄积1/5)、强度透光抚育(伐除上层蓄积1/4))下的中期“栽针保阔”红松林(杨桦次生林冠下栽植红松35年,透光抚育30年)的生态系统碳储量(植被与土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量,揭示透光抚育强度对“栽针保阔”红松林中长期碳汇作用的影响规律及机制。  结果  (1)透光抚育30年后,各透光抚育强度使中期“栽针保阔”红松林的植被碳储量(81.15 ± 3.63 ~ 100.24 ± 1.10 t/hm2)显著降低了14.7% ~ 19.0%(P < 0.05),但各透光抚育强度之间却无显著差异性(源于上层阔叶树碳储量随透光抚育强度呈递减趋势(21.1% ~ 31.2%),冠下红松却呈递增趋势(39.0% ~ 107.4%))。(2)各透光抚育强度均使其土壤碳储量(108.32 ± 6.27 ~ 121.42 ± 11.75 t/hm2)与对照相近(−8.4% ~ 2.7%,P > 0.05),但轻度、中度和强度透光抚育却改变了土壤碳储量的空间分布格局(水平分布上土壤表层碳储量随透光抚育强度增大而递减;垂直分布上轻度和中度透光抚育使其由对照的上 > 中 ≈ 下转化为上 > 中 > 下或上 ≈ 中 > 下)。(3)轻度透光抚育使其生态系统碳储量(189.47 ± 5.16 ~ 218.44 ± 10.65 t/hm2)已得到恢复(−5.3%,P > 0.05),但中度和强度透光抚育仍使其较对照显著降低9.3%和13.3%(P < 0.05),且3者均使其生态系统碳储量分配比例略有改变(植被碳储量占比降低3.06% ~ 4.57%)。(4)轻度透光抚育使其植被年净初级生产力NPP(8.02 ± 0.79 ~ 9.51 ± 0.79 t/hm2)和年净固碳量VNCS(3.72 ± 0.37 ~ 4.42 ± 0.37 t/hm2)已得到恢复(−11.5%和−9.7%,P > 0.05),而中度和强度透光抚育却使其仍显著低于对照15.4% ~ 15.7%和14.0% ~ 15.8%(P < 0.05),但各透光抚育强度之间也无显著差异性(源于上层阔叶树种年净初级生产力和年净固碳量随透光抚育强度呈递减趋势(20.8% ~ 25.6%和19.3% ~ 24.5%),冠下红松年净初级生产力和年净固碳量却呈递增趋势(0.90 ~ 1.12 t/hm2和0.43 ~ 0.52 t/hm2))。  结论  轻度透光抚育30年后小兴安岭“栽针保阔”红松林生态系统碳储量及年净固碳量已得到恢复,而中、强度透光抚育使两者显著降低9.1% ~ 14.3%和14.3% ~ 16.7%,故从维持森林碳汇角度考虑在次生林恢复地带性顶极植被阔叶红松林经营实践中采取低强度透光抚育方式比较适宜。
摘要:
  目的  为给优化宽窄行栽植模式下毛白杨–小麦复合系统的集约栽培措施提供理论依据,本文探讨了该系统中的细根根长密度(FRLD)分布及形态特征。  方法  在宽窄行栽植模式下的4年生三倍体毛白杨–小麦复合系统中,于小麦收获后,采取根钻法在3株平均标准木周围进行根系取样,取样位点为窄行距树75 cm、树行距树75 cm、宽行距树100、200、300、400 cm,取样深度为80 cm,共取得根样288个。然后,对所有样品进行形态扫描和烘干称质量,得到不同深度、位点处的毛白杨和小麦细根的分布及形态数据。  结果  垂直方向上,毛白杨和小麦的细根均主要聚集在0 ~ 20 cm的浅土层,其中的FRLD分别占总根长密度的68%和45%。毛白杨(R2 = 0.679 3,P < 0.05)和小麦(R2 = 0.922 9,P < 0.05)细根均随土层指数递减;两个物种的FRLD在浅土层没有显著差异(P > 0.05),在深土层中则表现出小麦的FRLD显著高于毛白杨的特征(P < 0.05)。水平方向上,毛白杨细根主要聚集在窄行的浅土层中,而小麦细根则在宽行中大量分布。二维根系分布结果显示,毛白杨和小麦有各自的细根密集分布区域且总体上互不干涉。毛白杨的平均细根直径显著高于小麦(P < 0.05),其比根长则显著低于小麦(P < 0.05)。  结论  在宽窄行栽植模式下的三倍体毛白杨–小麦复合系统中,毛白杨和小麦的细根分布产生了空间分离,密集分布区域重叠较少;此外,为了更有效地吸收土壤资源以占据竞争优势,小麦会生产更多吸收效率更高的细根。以上结果可为优化该栽植模式下农林复合系统的集约经营技术提供理论支撑。
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2021 年 8 期目录
2021, (8): 1-2.  
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摘要:
林学
摘要:
  目的  在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。  方法  本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术(SLAF-seq),在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。  结果  通过序列对比分析,共获得23 597 049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370 659个,共开发得到1 291 290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率(MAF)大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346 840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰(JF)群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田(LT)群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山(MJS)群体中存在变异的SNP位点、1 466个仅在陕西午子山(WZS)群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山(BWS)群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346 840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。  结论  研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。
摘要:
  目的  杂交枫香是我国重要的用材和观赏树种资源,但其遗传转化体系尚未建立。建立杂交枫香遗传转化体系为杂交枫香性状改良和基因功能研究提供了方法。  方法  本研究基于杂交枫香高效的体细胞胚胎发生技术,用根癌农杆菌介导的遗传转化法对其胚性愈伤组织进行遗传转化,对潮霉素选择压、菌液浓度、侵染时间、共培养时间、以及共培养温度等影响因素采用正交试验等设计进行了研究。  结果  潮霉素对胚性愈伤组织的最小致死质量浓度为10 mg/L;获得最多Gus阳性斑点数的组合的菌液OD600为0.8,共培养时间为3 d,侵染时间为10 min,共培养温度为25 ℃;获得最多转基因阳性愈伤组织的组合的菌液OD600为0.2,共培养时间为2 d,侵染时间为10 min,共培养温度为23 ℃;且通过极差分析,最优处理组合的共培养时间为2 d,菌液OD600为0.2,侵染时间为20 min,共培养温度为23 ℃。  结论  经分子鉴定,共获得210个转基因阳性愈伤组织,初步建立了农杆菌介导的杂交枫香遗传转化体系,为阔叶树种愈伤组织的遗传转化提供了更多的可行性依据。
摘要:
  目的  旨在探明不同家系云南松苗木器官生物量分配格局及其异速生长现象,了解苗木的个体发育规律及适应策略。  方法  对10个家系310株云南松苗木的生长及生物量相关指标进行调查,利用单因素方差分析比较不同家系苗木的生物量及其分配差异,并采用标准化主轴分析法对其异速生长关系进行分析。  结果  (1)不同家系苗木生物量的积累与分配存在差异,但各器官生物量的分配均表现为叶 > 茎 > 根。苗木个体越小,叶生物量占比越大,随着个体大小的增加,倾向于将更多的生物量分配到茎。(2)苗木器官生物量间及器官生物量与个体大小间的异速生长关系在不同家系中不尽相同,总体表现为等速生长。(3)地上生物量与根生物量间及茎生物量与根生物量间具有共同的异速生长指数,分别为1.054和1.209。不同家系苗木既存在等速生长又具有异速生长现象,异速生长关系并不一致。  结论  异速生长关系在不同的家系中并不唯一,既有趋同适应又存在差异,反应了苗木的生长与适应策略。
摘要:
  目的  对比不同冠幅预测方法对云冷杉幼树不同方向冠幅(东、西、南、北、东西、南北、平均冠幅)的预测精度的差异,为天然云冷杉林经营提供一定的理论依据。  方法  利用2013年金沟岭云冷杉3块1 hm2固定样地中云冷杉幼树各向冠幅实测数据,以逻辑斯蒂模型为基础模型,以非线性最小二乘法为基础方法进行模型初步拟合。以1/D、1/D0.5、1/D2作为模型的权函数进行模型异方差的消除。以不加权非线性似乎不相关法、加权非线性似乎不相关法、分位数回归法、非线性最小二乘法分别构建了云冷杉幼树冠幅各组分预测模型。  结果  模型拟合结果显示,分位数回归模型的拟合效果在云冷杉幼树冠幅预测模型中拟合精度最低;相较于分位数回归而言,加权非线性似乎不相关回归模型拟合效果与加权最小二乘模型拟合效果相当。模型拟合效果排序为:加权NSUR ≈ 加权OLS > OLS > QR。以1/D2作为模型的权函数时,模型残差图的异方差趋势被消除最明显,该权函数为最优权函数。  结论  本文中非线性分位数回归模型拟合效果不一定比非线性最小二乘法更好。加权NSUR模型(权函数为1/D2)可以为金沟岭林场云冷杉幼树冠幅的预测提供一定的理论基础。
摘要:
  目的  本文以吉林蛟河不同发育阶段针阔混交林为研究对象,对比分析幼苗密度的核密度估计曲线年际变化规律,探讨土壤因子的边际变化和土壤因子的分布变化对幼苗密度分布动态的相对影响。  方法  在420 m × 520 m的中龄林样地和500 m × 840 m的成熟林样地中系统布设幼苗调查样方。利用分位数回归和反事实分解法检验环境因子在不同分位数水平上对幼苗密度的边际影响,进而明确幼苗密度在不同分位点上呈现不均衡变化的主导因素。  结果  幼苗密度的核密度估计曲线呈峰值向左偏移、长尾向右侧延伸的正偏态分布。在θ = 0.90的高分位点,中龄林样地中幼苗密度变化值为−5.9,成熟林样地幼苗密度变化值为−2.6。中龄林样地在θ = 0.75时幼苗密度变化值为5.8,成熟林样地在θ = 0.50和θ = 0.75时幼苗密度变化值均为2。在高分位点上幼苗密度的更大变化反映了右单尾概率分布的不均衡性。在不同估计分位点上系数效应和协变量效应对幼苗密度分布变化的相对作用大小不同。中龄林样地中系数效应在全部估计分位点上都具有很高的解释量;成熟林样地中在θ = 0.50分位点上,协变量效应对幼苗密度变化具有89%的解释量,在其他的估计分位点上系数效应的解释量更高。因此,土壤因子分布变化对幼苗密度分布变化影响的相对作用更大,而土壤因子边际变化则是导致幼苗密度不均衡变化的主要因素。土壤中速效氮、速效磷、速效钾分布变化对每个估计分位点上幼苗密度变化的解释量大多不足30%,而土壤含水量和土壤pH值对幼苗密度变化具有相对更大的影响。  结论  幼苗密度的年际变化在不同分位点上是不均衡的,在高分位点上的变化尤为明显。土壤因子的边际变化和土壤因子的分布变化共同决定了幼苗的存活动态。
摘要:
  目的  基于土壤质量指数(SQI),研究华北落叶松林不同混交方式对土壤肥力质量的影响,为其合理经营和地力恢复提供理论依据。  方法  该研究以河北省塞罕坝林场华北落叶松纯林(落叶松纯林)、华北落叶松白桦混交林(落桦混交林)和华北落叶松樟子松混交林(落樟混交林)为研究对象,采集和分析0 ~ 20 cm土层的土壤进行土壤理化性质、生物性质的调查研究,利用SQI法进行土壤肥力质量评价。建立SQI包括3个步骤:采用主成分分析法筛选最小数据集(MDS),利用非线性得分函数计算MDS指标得分,利用加权求和模型计算SQI。  结果  不同混交方式间土壤理化和生物性质存在不同程度的差异。与落叶松纯林相比,落桦混交林的土壤理化和生物性质有了明显改善;落樟混交林的土壤理化状况较差,土壤生物性质与落叶松纯林没有明显差异。在17个土壤肥力质量指标中,MDS由土壤微生物生物量氮、全磷、氨氮3个指标组成。不同混交方式间SQI差异显著,表现为落桦混交林(0.59) > 落叶松纯林(0.47) > 落樟混交林(0.39)。  结论  土壤肥力质量在不同混交方式下差异显著,塞罕坝机械林场落叶松白桦混交林有利于改善土壤肥力。利用指数法建立SQI进行土壤肥力质量评价,可为其他树种或其他地区的森林土壤质量评价提供借鉴。
摘要:
  目的  研究对比亚热带不同经营模式日本落叶松人工林枯落物层和土壤层水文效应的变化规律及差异性,探讨二者水文性能之间的相关关系,以期为地区森林水文循环和森林健康经营提供科学依据。  方法  以建始县国有长岭岗林场3种典型经营模式日本落叶松人工林(日本落叶松−檫木混交经营模式、日本落叶松−鹅掌楸混交经营模式、日本落叶松纯林经营模式)为研究对象,采用样地观测法、室内浸泡法、环刀法、双环法等对其枯落物层及土壤层水文效应进行了研究,并采用回归分析法和双变量相关性分析法对其二者水文效应进了拟合与分析。  结果  (1)不同经营模式林分枯落物厚度及蓄积量分层变化差异显著(P < 0.05);混交林经营模式半分解层厚度及蓄积量均明显高于未分解层,纯林经营模式则正好相反。(2)不同经营模式林分枯落物持水量、吸水速率随浸泡时间的变化规律基本一致,枯落物持水量与浸泡时间呈对数函数回归关系,枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数回归关系。(3)不同经营模式林分土壤物理性质及入渗性能整体表现为混交经营模式优于纯林经营模式,且差异性显著(P < 0.05);土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数回归关系。(4)不同经营模式林分枯落物层和土壤层水文效应存在一定的相关性,除土壤密度外,土壤水文指标均与枯落物半分解层水文指标呈正相关,与枯落物未分解层水文指标呈负相关;土壤最大持水量、总空隙度、初渗速率、稳渗速率与枯落物厚度、半分解层最大持水量及最大吸水速率关系密切。  结论  综合来看,混交经营模式的枯落物层和土壤层水文性能要优于纯林经营模式,建议在森林经营管理中应充分考虑树种组成、配置方式等因素影响,加快实施针叶纯林的近自然阔叶化改造,以加强地区森林的水文功能和健康经营。
摘要:
  目的  探究抚育间伐对云南松各个器官非结构性碳(NSC),以及碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学特征的影响机制。  方法  以云南省永仁县国有林场白马河林区云南松中龄林为研究对象,设置间伐(间伐强度为35.4%)与对照样地,分析抚育间伐对云南松非结构性碳和化学计量特征的影响。  结果  (1)抚育间伐显著影响云南松针叶和枝的NSC含量(P < 0.01),对根NSC含量则无显著影响。抚育后枝NSC含量增长9.30%,而针叶NSC含量减少3.57%。(2)抚育间伐对云南松枝C含量、针叶和干P含量有显著影响(P < 0.05),对针叶N含量有极显著影响(P < 0.01),但对根的C、N、P含量没有显著影响。抚育后云南松枝中C含量增加12.93%;针叶中N含量增长18.04%;叶和干中P含量分别降低了27.78%、55.56%。(3)云南松NSC、CNP化学计量学特征在各个器官之间表现出显著差异(P < 0.05)。相关性分析表明:针叶和根P含量与可溶性糖含量呈显著正相关(P < 0.05),而叶中C含量则和可溶性糖含量显著负相关(P < 0.05)。  结论  抚育间伐能促进云南松干、枝和根NSC含量以及各器官C含量的积累,降低叶NSC和各器官P含量,改变C、N、P在各器官中的分布格局;该地区云南松人工林生长在一定程度上受N限制,适当配施N肥将促进林分质量的提高。
摘要:
  目的  钾是维持植物生长和水分高效利用的重要生命元素,特别在当前干旱化趋势增强的背景下尤为重要。但是,前人关于植物钾元素的研究主要集中在局部尺度上,仍然不清楚大尺度上不同草本功能群叶片钾含量的空间格局及控制因素有何差异。  方法  本研究基于中国164个地点739种草本植物,旨在揭示不同功能群叶片钾含量的空间格局及其与气候、土壤养分之间的定量关系。  结果  (1)中国草本叶片钾含量随纬度线性增加,但随经度线性降低。并且不同草本功能群叶片钾含量的空间格局存在差异。(2)总体上来说,中国草本叶片钾含量主要受湿润指数和土壤全氮的共同影响。(3)不同功能群叶片钾含量的影响因素存在差异。如一年生草本叶片钾含量主要受湿润指数和土壤全氮的共同作用,而多年生草本只受土壤全氮的影响。低钾利用效率草本的叶片钾含量主要受湿润指数和土壤全氮的影响,而高钾利用效率草本则受土壤全氮和全磷的作用。菊科和莎草科植物叶片钾含量的主控因素为土壤全氮,而禾本科植物为湿润指数。  结论  本研究首次系统比较和揭示中国不同草本功能群叶片钾含量的空间格局及影响因素的异同,对理解全球干旱化趋势日趋严峻背景下植物功能群的适应策略以及植物群落组成动态变化具有重要的参考价值。
摘要:
  目的  优选出能够适应华北地区煤矸石山斜角大、贫瘠和干旱等生境特点的先锋植物,构建稳定的植被群落,以解决酸性煤矸石山因缺乏植被覆盖而导致的水土流失、复燃和扬尘等环境问题。  方法  采用野外实验的方式,以生命周期、盖度、重要值和生态位宽度为指标,对土地复垦常用草本植物和华北地区本土植物共14个优势种进行了分析比较和评价。  结果  人工引种的紫花苜蓿和兴安黄耆能够较好的适应煤矸石山生境,在复垦坡面的植被群落中始终保持优势地位,生命周期为7个月以上,最大分盖度为33.93%和17.59%,但在6—9月盖度明显下降;本土物种中茵陈蒿生态位较宽,在7月和9月盖度最高,最大分盖度为12.67,能够弥补紫花苜蓿和兴安黄耆在夏季盖度较低的不足。  结论  紫花苜蓿、兴安黄耆和茵陈蒿3种草本植物对酸性煤矸石山的适应能力较强,具备作为煤矸石山植被恢复先锋物种的潜力。
林业工程
摘要:
  目的  探究圆锥形磨粒和棱锥形磨粒对中密度纤维板(MDF)的磨削特性差异,考察切削刃对于纤维材料磨削去除的作用机制,为实现MDF高效磨削提供理论依据。  方法  采用球头圆锥磨粒和五棱锥磨粒,采用楔形式划擦法,分别对MDF开展磨削试验。使用高速摄像机、三维测力仪、3D轮廓仪测定动态磨削过程、动态磨削力变化以及磨削表面的形貌轮廓等评价指标。  结果  球头圆锥磨粒在沟壑两侧形成更多的材料隆起,但沟壑边沿区域的初始表面完整性更好。当沟壑体积相近时,五棱锥磨粒产生更多的磨屑,且在单道磨削痕迹中产生磨屑的相对时点更早,更明显的磨屑流沿着切削方向从两个前刀面流出。五棱锥磨粒的切向磨削力达到最大值的相对时间点要早于球头圆锥磨粒。两种磨粒磨削MDF时的磨削力与磨削深度均呈现二次幂增加趋势,但五棱锥磨粒对应的磨削力比更大。两种磨粒切削时比磨削能与沟壑体积呈先降低后增大的二次幂关系,并存在一个转折点即临界沟壑体积(对应一个临界磨削深度);在沟壑体积基本相同时,球头圆锥磨粒真实的比磨削能较五棱锥磨粒更大。  结论  具有明显切削刃特征的五棱锥磨粒在磨削MDF时具有更优的磨削性能,具体表现为更高的材料去除率以及更高的能量利用率。可见,切削刃对于由纤维组成的材料具有重要的磨削去除作用。
摘要:
  目的  古筝的演奏效果除了与演奏者的技艺有关,与古筝本身的结构也有密不可分的联系。其中共鸣面板接收琴弦的振动并引起共振发声,是古筝发声过程中至关重要的一部分。本研究以整板结构古筝共鸣面板为研究对象,利用不同分析方法探讨其声学振动性能。  方法  采用ZSDASP信号采集分析软件对整板结构共鸣面板进行实验模态分析,得出各阶次共振频率及对应模态振型的特点和规律;并建立整板结构共鸣面板的三维模型,对其进行计算模态分析,验证计算模态分析应用于本研究的可行性。  结果  通过实验模态分析和计算模态分析均得出,随着振动阶次的升高,整板结构共鸣面板模态振型均趋于复杂,且对应的共振频率也逐渐增大;在实验模态结果中,(0, n)、(1, n)和(2, n)等阶次的共振频率较易识别;(0, n)阶对应的模态振型相对清晰易识别,但(1, n)、(2, n)中较低阶次对应的模态振型不明显;计算模态能够识别到的各阶频率所对应的振型为(1, n)和(2, n)阶,与实验模态结果相比缺少(0, n)阶,但计算模态分析得到的结果更具连续性,能够识别到(1, n)和(2, n)的所有阶次,而实验模态分析时个别阶次不够明显。  结论  将计算模态求解结果与实验模态结果进行对比分析得出,计算模态分析应用于整板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有一定的可行性。
摘要:
  目的  探究饰面刨花板极易挥发性有机化合物(VVOC)及其中气味特征化合物的释放特性,分析厚度和饰面材料对板材VVOC及气味强度的影响,为人造板VVOC及气味研究提供基础数据。  方法  选用不同厚度三聚氰胺浸渍纸饰面刨花板、PVC饰面刨花板和刨花板素板3种板材为实验对象,利用气相色谱–质谱/嗅觉测量技术(GC-MS/O)对板材释放的VVOC及气味特征化合物进行分析。  结果  两种厚度的3种不同饰面刨花板中,刨花板素板(PB)、三聚氰胺饰面刨花板(MI-PB)、PVC饰面刨花板(PVC-PB)VVOC种类均分别为9种、10种、8种。两种厚度的不同饰面刨花板TVVOC释放浓度均表现为:PB > MI-PB > PVC-PB,18 mm > 8 mm。不同饰面刨花板TVVOC释放浓度大小受厚度影响程度不同,PB受影响最大,MI-PB受影响最小。不同厚度、不同饰面条件下,刨花板各个气味特征化合物释放浓度及气味强度存在差异,且气味强度与释放浓度和气味阈值有关,不同化合物之间不符合“浓度高则气味强度大”的变化规律。饰面刨花板整体气味特征主要由特殊性香味和甜香味决定,辛辣气味作为基本特征气味对整体气味形成起辅助作用。饰面刨花板释放的VVOC主成分是醇、酮;气味强度较高的特征化合物为醇、酮、醚、酯。厚度增大饰面刨花板释放VVOC种类和质量浓度增多,气味特征化合物及气味强度相应增大。  结论  饰面处理在一定程度上可以降低释放物种类和含量,且本试验中PVC作为饰面材料对刨花板VVOC和气味强度的抑制作用优于三聚氰胺浸渍纸饰面。
摘要:
  目的  用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。  方法  在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。  结果  钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。  结论  钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
综合评述
摘要:
生物量是林业和生态应用研究的重要信息,森林生态系统地上生物量估算的遥感技术引起了国内外学者的广泛关注。总结与探讨不同数据源与估算方法能够为森林地上生物量的估算提供指导。本文首先总结并探讨单传感器遥感数据,包括光学遥感、合成孔径雷达与激光雷达数据在森林地上生物量估算中的应用,以及协同使用多源遥感数据估算森林地上生物量的优势;然后论述森林地上生物量估算的传统模型估算法与机器学习估算方法(决策树法、K最近邻法、人工神经网络、支持向量机、最大熵)。多源遥感数据集成能够结合不同数据的优势,能够为森林地上生物量估算提供丰富的特征信息,结合机器学习估算方法,是提高森林地上生物量估算的准确性的发展趋势。

1979年创刊

CN 11-1932/S

ISSN 1000-1522

主管:中华人民共和国教育部

主办:北京林业大学