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华北落叶松不同代际人工林土壤养分及细菌群落变化特征
张健飞, 王淳, 徐雯雯, 黄选瑞, 张志东
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190256
[摘要](52) [HTML全文](20) [PDF 796KB](4)
摘要:
目的探究不同代际华北落叶松人工林土壤养分及细菌变化有助于了解地力维持机制。为华北落叶松人工林可持续经营提供参考。方法本研究以塞罕坝地区华北落叶松不同代际人工林(一代林(17和37年生)、二代林(14年生))为研究对象,分析了不同代际林及不同土层土壤养分、土壤细菌群落组成和多样性的变异规律及土壤养分与细菌群落的耦合关系。结果(1)在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层,一代林(17年生)和二代林(14年生)的速效钾和有效磷显著高于一代林(37年生)(P < 0.05),但一代林(17年生)和二代林(14年生)间差异不明显(P > 0.05)。随着土壤深度增加,各代际林土壤养分均呈现降低趋势。(2)在门水平上,3个林分的优势菌群均为变形菌门、放线菌门、疣微菌门和酸杆菌门。随着土层深度的增加,3个林分的变形菌门和放线菌门呈迅速下降趋势。(3)一代林(37年生)的ACE和Chao1细菌丰富度指数在3个代际林中最低,且在0 ~ 10 cm和20 ~ 30 cm土层代际林间差异显著(P < 0.05)。在3个土层深度,土壤细菌多样性指数在一代林(17年生)和二代林(14年生)中相对较高,而在一代林(37年生)中相对较低。(4)相关分析表明,速效钾与变形菌门和放线菌门显著正相关,而与硝化螺旋菌门显著负相关(P < 0.05)。随着有效磷含量的增加,变形菌门数量呈显著增加趋势(P < 0.05)。结论华北落叶松二代林在早期发育阶段不存在地力衰退问题,随着林龄的增加,应加强速效钾、有效磷和碱解氮的调控,并重视特定细菌群落的变化以维持土壤肥力。
秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制
周晴, 吴剑, 桑亚茹, 赵征洋, 刘美芹, 张平冬
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190363
[摘要](56) [HTML全文](32) [PDF 858KB](8)
摘要:
目的为创制银灰杨杂种三倍体新种质,研究完善银灰杨三倍体育种技术体系,筛选生长迅速、抗逆性强的银灰杨新品种。方法本研究以银灰杨、河北杨以及银腺杨为试验材料,在优化秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件的基础上,开展了秋水仙碱注射处理对2n花粉粒表面结构的影响以及杂交创制杂种三倍体的研究。结果减数分裂时期、注射次数、减数分裂时期与注射次数的交互效应均对2n花粉诱导率具有极显著影响。利用0.5%的秋水仙碱溶液对发育至粗线期的花粉母细胞进行11次注射处理是秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理组合,2n花粉平均诱导率最高可达(30.27 ± 8.69)%。与天然2n花粉粒相比,秋水仙碱诱导型2n花粉粒表面结构出现了明显的裂沟,说明秋水仙碱注射处理对2n花粉花粉壁形成具有一定的影响。选取含有一定2n花粉比例的花粉,分别与河北杨、银腺杨雌配子进行授粉杂交,共收获杂种苗木4 955株,检测出三倍体5株,其中,2株三倍体来源于河北杨 × 银灰杨的杂交组合;另3株三倍体来源于银腺杨 × 银灰杨的杂交组合。结论秋水仙碱能高效诱导银灰杨花粉染色体加倍并获得2n花粉,但是注射会影响2n花粉花粉壁的形成,使得2n花粉粒表面结构产生裂沟。秋水仙碱诱导的2n花粉可以用于授粉杂交,成功获得杂种多倍体植株。
格氏栲天然林凋落物浸提液对杉木种子萌发和胚根生长的影响
晋梦然, 王哲, 李梦佳, 刘金福, 何中声, 邢聪, 施友文, 沈彩霞
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190292
[摘要](5) [HTML全文](2) [PDF 708KB](0)
摘要:
目的探讨格氏栲天然林凋落物浸提液对伴生种杉木种子萌发与胚根生长的影响,旨在阐明格氏栲自然更新受抑机制问题。方法以格氏栲天然林凋落物浸提液为化感物质来源,伴生种杉木种子为受试种子,分析未分解层(枝、叶、皮、壳)、半分解层和全分解层凋落物浸提液对杉木种子发芽率、发芽势、发芽指数及胚根生长的影响。结果未分解层凋落物浸提液在低浓度时对杉木种子发芽率为促进作用,高浓度时为促进或较弱的抑制作用,各浓度作用下对发芽势与发芽指数均呈抑制;半分解层与全分解层凋落物浸提液抑制杉木种子萌发,且在低浓度(1∶50、1∶100)时抑制作用更强。未分解层凋落物浸提液对杉木胚根生长影响呈“低促高抑”的双重浓度效应,高浓度时为显著抑制(P < 0.05),其中1∶100浓度凋落物叶浸提液在作用第18天时,胚根长度较对照组增加14.3%,显著促进作用杉木胚根生长(P < 0.05);半分解层各浓度浸提液均促进杉木胚根生长,但不显著;全分解层浸提液在1∶5、1∶10和1∶50浓度时对杉木胚根生长呈促进作用,1∶30浓度时显著抑制(P < 0.05)。结论格氏栲天然林凋落物低浓度浸提液对杉木种子萌发总体呈促进或轻微的抑制作用,对胚根生长为促进作用,即促进了杉木更新,使林内种间竞争加剧,间接导致格氏栲自然更新受抑。
硬质地HDPE沙障防风效益的风洞试验
张帅, 丁国栋, 高广磊, 孙桂丽, 赵媛媛, 于明含, 丛智杰, 包岩峰
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20180282
[摘要](46) [HTML全文](29) [PDF 1525KB](10)
摘要:
目的研究硬质地HDPE网沙障防风效能。方法按照1:10的比例制作不同高度(1、2和3 cm)、不同边长(10、15和20 cm)、不同孔隙度(0.5和0.6)的硬质地HDPE网沙障模型,通过布设测点模拟出不同配置模式下沙障网格纵截面流场图及风速稳定后沙障网格内水平流场图,并运用地统计学的方法进行空间自相关分析。结果空间自相关分析中18种不同配置模式的沙障有16种符合高斯模型,2种符合球状模型,且所有模型R2均高于0.97,空间相关度小于25%,变程大于测点间距,表明不同沙障网格都具有强烈的空间自相关性,且测点间距合理。气流在通过沙障时可顺畅的从沙障孔隙中穿过,不会造成气流的抬升加速作用,因此障后近地表及沙障上方的风速均低于相同高度处的对照风速。硬质地HDPE沙障防风效能在本研究设置的变量梯度范围内与高度呈正相关关系,与边长和孔隙度呈负相关关系,高度和孔隙度对防风效能的影响较大。结论硬质地HDPE材料性质稳定,不会产生塑性变形,抗老化能力强,且防风效果较好,应用前景较好。
基于树干不同形率的樟子松立木材积方程研建
靳晓东, 姜立春
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190047
[摘要](215) [HTML全文](118) [PDF 765KB](22)
摘要:
目的立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。方法利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。结果基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13) > 模型(2) > 模型(12) > 模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13) > 模型(12) > 模型(2) > 模型(1)。结论形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。
春季冻融期寒温带主要森林类型土壤氮矿化特征
王飞, 满秀玲, 段北星
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190359
[摘要](161) [HTML全文](25) [PDF 971KB](8)
摘要:
目的春季冻融期是连接冬季与生长季的关键时期,期间强烈的温度变化可能深刻影响土壤生态过程。研究春季土壤冻融过程对氮素矿化的影响,揭示我国寒温带地区冻融对土壤氮矿化的影响规律,为寒温带地区森林生态系统氮素研究和森林生产力评价提供理论依据。方法本研究以寒温带地区3种典型森林(兴安落叶松林、樟子松林、白桦林)为研究对象,利用树脂芯法测定和分析了在春季解冻期间土壤无机氮(NH4+-N、NO3-N)以及净氨化速率、净硝化速率、氮矿化速率的动态变化。结果寒温带春季冻融期3种林型土壤无机氮含量均表现出释放特征,且在冻融末期有大幅增加趋势,但不同林型其变化规律有所不同,3种林型土壤铵态氮含量占无机氮含量的83.91% ~ 97.22%,是春季冻融期土壤无机氮的主要存在形式。冻融循环期间兴安落叶松林、樟子松林和白桦林0 ~ 10 cm土层土壤净氮矿化速率分别增加了1.86、6.18和0.25倍。10 ~ 20 cm土层土壤净氮矿化速率除兴安落叶松林有所降低外,樟子松林和白桦林土壤净氮矿化速率分别增加了4.09和2.25倍。土壤净氨化速率占土壤净氮矿化速率的73.47% ~ 96.76%,土壤氮矿化以氨化作用为主。土壤含水量是土壤有机氮矿化作用的主要影响因素。结论寒温带冻融作用有利于土壤有机氮的矿化,且阔叶林土壤氮矿化对冻融循环的响应强于针叶林。
阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养状况的改善作用
周磊, 王树力
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190113
[摘要](55) [HTML全文](51) [PDF 742KB](18)
摘要:
目的研究红皮云杉人工林培育过程中林分地力的变化状况以及阔叶树对红皮云杉人工林土壤营养的改善作用,为红皮云杉人工林的培育筛选适宜的混交树种和施肥营养元素。方法在红皮云杉人工林和天然林中采集树叶、凋落物和土壤样品,实验室内使用碳氮分析仪测定样品C含量,凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量,硫酸−高氯酸消化−钼锑抗比色法测定样品P含量。结果(1)4种红皮云杉人工林间土壤的C、N、P含量差异显著,3种混交林均大于纯林,其中红皮云杉胡桃楸混交林C、N、P含量最大;(2)4种红皮云杉人工林间土壤的C∶N、C∶P差异显著,3种混交林均小于纯林,其中,红皮云杉胡桃楸混交林C∶N、C∶P最小;(3)混交树种叶片及其凋落物的N、P含量差异显著,以黄檗为最低,胡桃楸为最高,但均高于红皮云杉;(4)混交树种叶片及其凋落物的C∶N、C∶P以黄檗为最高,胡桃楸为最低,但均显著低于红皮云杉;(5)混交林中混交树种叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性皆高于同林型中红皮云杉叶片及其凋落物与土壤之间C、N、P含量及C∶N、C∶P的相关性。结论依据树种叶片、凋落物及土壤部分的C含量、N含量、P含量、C∶N、C∶P和N: P,胡桃楸和水曲柳可做为红皮云杉人工林的适宜混交树种,培育过程中应注意解决N素和P素含量的不足。
不同气候区失稳性坡面植被生物量与土壤密度的关系
吴建召, 孙凡, 崔羽, 贺静雯, 刘颖, 李键, 林勇明, 王道杰
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190066
[摘要](630) [HTML全文](260) [PDF 802KB](21)
摘要:
目的探讨泥石流频发流域不同气候类型失稳性坡面土壤密度与生物量特征及其关系,是因地制宜进行生态恢复的先决条件,对促进该区域生态系统稳定发展及其变化的准确评估极为重要。方法选择蒋家沟流域温带湿润山岭区(大地阴坡和小尖风阳坡)、亚热带和暖温带半湿润区(多照沟阳坡)、亚热带干热河谷区(大凹子沟阴坡和查菁沟阳坡)3个主要气候区为研究区,在各气候区失稳性坡面的不同区段(稳定区、失稳区、堆积区)设置样地,进行植被群落调查、植物和分层土壤样品(0 ~ 5 cm、5 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm)采集,测定植物地上和地下部分生物量及土壤密度等。结果(1)乔木生物量在亚热带和暖温带半湿润区显著高于温带湿润山岭区(P < 0.05);凋落物生物量则表现为温带湿润山岭区显著高于亚热带和暖温带半湿润区(P < 0.05);在无乔木分布的亚热带干热河谷区失稳性坡面,地上生物量、地下生物量和总生物量均表现为稳定区 > 失稳区 > 堆积区(P < 0.05)。(2)不同气候区失稳性坡面的草本植物地上生物量和地下生物量的关系符合根冠异速生长幂函数模型,表现出稳定的生长比例。(3)总体上,气候区和坡面不同区段及其交互作用对生物量和分层土壤密度均存在显著的影响(P < 0.05),但不同气候区坡面土壤密度空间变异不大,表现为弱变异性。(4)随0 ~ 5 cm土壤密度增大,地上、地下生物量和总生物量均下降,但根冠比无显著变化。结论本研究阐明了泥石流频发流域土壤密度、地下与地上生物量和根冠比沿环境梯度的空间分布格局,系统分析其相互间的关系,促进了环境因子对植被调控机制方面的认识,对基于环境因子效应开展生态恢复研究具有重要意义。
气候变化背景下北京浅山区社会
施瑶, 李嘉艺, 高娜, 郑曦
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190091
[摘要](16) [HTML全文](14) [PDF 16312KB](1)
摘要:
目的在气候变化的背景下,社会−生态系统视角下的区域脆弱性评估可以较为全面地识别区域气候风险。在城市中,浅山区具有其特有的气候调节的重要性和气候适应的脆弱性,且社会与生态系统的耦合特征更为明显。作为气候适应的重要环节,气候变化情景下的北京浅山区社会−生态系统脆弱性评估有助于为气候适应策略提供空间上的定量参考。方法本研究采用“危险性−暴露度−敏感性−适应能力”评估框架,构建包含44个指标的指标集,并通过主成分分析法对指标进行降维筛选及权重确定,形成社会−生态系统脆弱性评价指标体系,进而评估北京市浅山区社会−生态系统在当前和未来气候条件下的脆弱性空间分布。结果当前和未来的气候脆弱性均呈现出由中心城区向深山区逐渐降低的趋势,脆弱性程度以中度、重度为主,未来脆弱性整体呈上升趋势。在行政分区上,昌平、顺义、海淀区处于较好水平,房山、丰台、门头沟区较为严重。结论本研究通过评估北京市浅山区社会−生态系统在当前和未来气候条件下的脆弱性空间分布,得到北京浅山 区气候适应的重点区域,为浅山区气候适应决策提供依据,并为气候变化背景下区域脆弱性评估提供方法及指标作为参考。
豫西浅山区不同世代刺槐林土壤养分与结构特征
王雅慧, 彭祚登, 李云
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190263
[摘要](49) [HTML全文](39) [PDF 714KB](15)
摘要:
目的探究林木对立地质量的影响是人工林可持续经营研究的重要方向,研究刺槐人工林多代更替经营过程中土壤结构与养分的变化情况,可以为刺槐人工林多代经营目标下土壤地力调控措施的制定提供理论依据。方法本研究以豫西浅山丘陵区相同龄级的一代、二代、三代刺槐林及对照无林地为研究对象,对其土壤养分与结构特征进行了比较研究。结果(1)本研究中刺槐一代林到二代林土壤养分显著增加(P < 0.05)。在表土层(0 ~ 5 cm)中,有机质、全氮、硝态氮含量分别增加了94.0%、91.0%、169.4%,在10 ~ 20 cm层分别增加了82.77%、61.14%、343.35%,在40 ~ 60 cm层分别增加了53.25%、21.60%、556.20%,一代林地全氮含量在各土层由浅到深分别为0.63、0.39、0.29、0.28 g/kg。刺槐二代林和三代林土壤养分含量整体差异不显著。与对照地相比,刺槐一代林地的有机质、全氮、全磷含量均显著低于对照(P < 0.05),但对照地的硝态氮含量显著低于一代林地(P < 0.05)。土壤表层养分含量高于深层,且随世代的增加养分含量在上层土壤的增量大于深层土壤。从化学计量学角度分析,各土层中一代林地的C/P、N/P都表现出高于二、三代林地。相比于有机质和全氮含量,随世代增加过程中C/N值较为稳定,深土层的C/P与N/P较稳定。从一代林到三代林,表土层和10 ~ 20 cm层的C/P的增幅大于N/P的增幅。(2)从土壤密度、孔隙度、团聚体反映的土壤结构性看,非毛管孔隙度在10 ~ 20 cm处,二代林地、三代林地相比于一代林地分别增加了11.4%,21.4%,在40 ~ 60 cm层也随世代增加呈上升趋势。土层越深各代际林地间土壤密度变化幅度越大,除表土层外,土壤密度在其他各土层随世代总体呈下降趋势。各样地土壤表层水稳性团聚体数量及稳定性表现为对照地 > 二、三代林地 > 一代林地。从整体上看,土壤结构表层优于深层,二、三代林地优于一代林地。(3)基于土壤养分与结构性质的主成分分析表明,林木对深层土壤的作用明显,二、三代林地土壤状况显著优于一代林,二代林地的表层土壤性质优于三代,深层土壤三代优于二代。结论在豫西浅山区,刺槐林经营世代更替对土壤养分和结构有明显的影响,一代林到二代林经营过程中土壤养分含量显著增加,表层养分增量大于深层,土壤结构得到改善,经营到三代林维持相对稳定。在世代增加过程中碳素比氮素积累的速度快,且碳氮的供应能力小于磷,代际更替过程中存在着养分失衡加重的问题。
北京六环内校园林木树冠覆盖与森林结构分析
李晓婷, 马杰, 刘佳, 贾宝全, 姜莎莎
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190259
[摘要](33) [HTML全文](17) [PDF 883KB](4)
摘要:
目的校园是青少年群体的主要活动场所,本文旨在通过探究校园城市森林的数量与质量基础现状,为进一步丰富城市森林内涵,提高未来的校园环境绿化质量提供理论依据和实践参考,使未来校园城市森林的建设及城市森林功能的拓展得到重视,真正满足城市青年群体的需求。方法本论文以2013年北京城区0.5 m分辨率的World -View- 2卫星影像以及树冠覆盖栅格与矢量图为数据源,对北京市六环内984所学校校园林木树冠覆盖率进行统计;并随机抽取了126所学校,对其城市森林结构进行典型样地调查,记录调查样地内乔灌木植物种类、胸径(乔木)或地径(灌木)、树高、冠幅指标,据此进行校园森林群落结构分析。结果大学、中学、小学树冠覆盖率分别为31.91%、16.52%、17.08%,潜在树冠覆盖率分别为4.81%、0.62%、0.42%。学校整体物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener指数(H)、Pielou指数(J)分别为6.30、1.55、0.91,大学新校区物种多样性低于老校区。校园内树木平均胸径、冠幅和树高分别为23.93 cm、6.02 m和7.80 m。结论北京市校园森林群落林木树冠覆盖低于北京市整体林木树冠覆盖水平,且潜在绿化空间不足。大学物种丰富度高于中小学,同类校园内部物种多样性差异也较大,校园绿化水平参差不齐。胸径在10 ~ 20 cm,冠幅在4 ~ 6 m以及树高在5 ~ 10 m等级的青、壮年树木在学校城市森林中的数量占比最多,树冠自然扩展的潜力较强,是今后提高校园林木树冠覆盖的后备力量。校园城市森林树冠覆盖率,树冠覆盖斑块大小,树木胸径平均值均与校园面积显著正相关。
黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性研究
李金航, 周玫, 朱济友, 徐程扬
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190218
[摘要](95) [HTML全文](44) [PDF 966KB](7)
摘要:
目的通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。方法试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足(即全土,土壤含沙比例0,CK),轻度养分胁迫(土壤含沙比例30%,N1),中度养分胁迫(土壤含沙比例50%,N2),重度养分胁迫(土壤含沙比例70%,N3)和极度养分胁迫(即全沙,土壤含沙比例100%,N4)5个梯度,分别在移栽后第31、38、45、52和59天取样,研究幼苗根系分枝模式、几何特征和不同径级细根形态在上述养分环境中的变化规律。结果(1)CK处理幼苗的根系拓扑指数(TI和DBI)最大,最长链接路径的链接数(a)、根系外部链接数(μ)以及所有链接路径的链接总数(Pe)最小。N1环境中,幼苗的TI和DBI最小,aμPe最大,分别比CK高53.2%、131.6%和194.7%。(2)N1、N2、N3和N4处理中:幼苗比根长(SRL)、比表面积(SRA)和分枝密度(RBI)逐渐增大,其中,N4处理幼苗的SRL、SRA和RBI分别比CK高67.7% ~ 157.4%、52.3% ~ 120.7%和14.7% ~ 42.1%;根尖数量(RT)、根链接数量(RLN)、根链接总长度(RLTL)和分枝数量(RF)逐渐减小,以N1处理为最大,分别比CK高95.0% ~ 279.6%、104.3% ~ 247.4%、77.4% ~ 193.5%和102.6% ~ 235.0%;根链接平均长度(RLAL)、根链接平均直径(RLAD)和根组织密度(RTID)均呈减小趋势,以N4处理最小,分别比CK低15.2% ~ 22.7%、9.3% ~ 21.4%和32.4% ~ 42.7%。(3)CK环境中,SRL和SRA的正相关系数最大(0.951),N4环境中,RF与RLN之间和RLAL和RLAD之间的正相关系数最大(分别为0.989、0.904)。N1、N2和N3处理的RBI和RLAL之间的负相关系数分别为− 0.915、− 0.889和− 0.893。(4)N3和N4处理中,0 ~ 0.50 mm范围内细根的平均长度比例、平均表面积比例、平均体积比例和平均根尖数量比例均高于其他处理,分别达86.3%和86.1%、67.6%和66.7%、40.2%和38.1%、98.6%和98.4%,而上述指标在CK处理中均为最低,分别为80.9%、59.4%、32.2%和97.2%。结论(1)土壤养分充足时,黄栌根系最接近分枝少且结构相对简单的鲱鱼骨分枝模式,具有向土壤深处延伸生长的倾向。轻度胁迫环境中,黄栌构建了分枝多、次级根重叠度高的叉状分枝模式,主、侧根尽可能地主动向距离根基较远的土壤中拓展以吸收更大范围内的养分。中度、重度和极度胁迫环境中,幼苗为减少碳消耗而采取相对简单化的根系结构对策,根系通过形成短而细的密集横向分枝(以细根为主)而加强原位利用养分能力。(2)改变根系构型几何特征参数间的协同或权衡关系、实现自身资源利用的经济化,也是黄栌应对不同土壤养分环境的重要方面。(3)从全土到极端严重胁迫环境,0 ~ 0.50 mm范围细根的分化明显增强。重度胁迫逆境时,0 ~ 0.50 mm的细根是幼苗吸收养分的重要活跃位点。极度胁迫逆境时,黄栌通过促进产生一定数量的寿命相对较长、周转速率相对较慢的细根(0.50 ~ 2.00 mm)以减少细根周转对碳的消耗,从而维持根系资源利用效率。
固沙植被景观格局变化及其影响因子
高岩, 张宇清, 秦树高, 张举涛, 刘振
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190061
[摘要](32) [HTML全文](19) [PDF 1135KB](5)
摘要:
目的植物固沙作为重要的防沙治沙手段,在中国北方沙区生态重建与恢复工作中应用已60余年。了解不同固沙植被的景观格局动态及影响因子,可以为沙区的植被建设提供依据。方法本文通过中国植被图数据,选取了以蒿属(主要为褐沙蒿和黑沙蒿)、锦鸡儿属(主要为中间锦鸡儿、小叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿)、榆树和樟子松为优势种的典型植被,在四大沙地(毛乌素、浑善达克、科尔沁和呼伦贝尔)内的分布区域,采用景观脆弱度指数和地理探测器模型,分析了其在1990–2015年间景观格局变化及其影响因子。结果蒿属和锦鸡儿属灌丛总体呈扩张趋势且逐渐稳定,景观格局主要受年降水量的影响(贡献率分别为 0.31、0.41),榆树疏林和人工樟子松林表现出衰退趋势,其主要影响因子分别是土地覆盖(贡献率为 0.34)和生长季气温(贡献率为 0.24)。结论在未来可能的气候条件下,蒿属灌丛和锦鸡儿属灌丛能够稳定存在并继续发挥其防风固沙的生态功能;榆树疏林和人工樟子松林可能会发生进一步退化,在植被建设工程中需要根据沙区气候条件合理选择树种并加强管理。
恢复湿地土壤重金属含量变化及污染评价
李海兴, 孙晓新, 满秀玲, 王清波, 李东, 胡艳玲
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190338
[摘要](62) [HTML全文](22) [PDF 744KB](4)
摘要:
目的为探究退耕还湿对土壤重金属含量及其潜在危害的影响。方法取黑龙江三江国家级自然保护区内大豆田、不同退耕年限的杂草草甸或湿地和天然臌囊苔草—小叶章沼泽土样,测定土壤重金属含量。利用Hankanson潜在生态危害指数法,进行潜在生态危害评价。结果三江自然保护区退耕湿地恢复过程中土壤重金属污染物主要为Pb,其次是Cu,而Zn、Mn和Cr的影响很小。随土壤深度增加,Cu、Pb、Zn、Mn和Cr含量呈波动变化。Cu和Pb含量在退耕还湿11年之前,在0 ~ 10 cm土壤深度含量最高,而在退耕还湿11年之后,在40 ~ 50 cm土壤深度含量最高。其他重金属含量随着土壤深度变化没有表现出一定的规律。退耕恢复期间,土壤Cu、Pb、Zn与Cr含量随退耕时间先增加后减少,但Zn含量增加与减少未达到显著程度(P > 0.05)。而退耕样地土壤Mn含量从恢复第1年开始就显著低于大豆田(P < 0.05)。大豆田和退耕前6年的恢复样地具有强烈的潜在生态风险危害,退耕8、11年样地和天然沼泽的潜在生态风险危害指数为中度,退耕15和25年样地的潜在生态风险危害指数为轻度。结论随着退耕还湿时间的延长,土壤中Cu、Pb、Zn和Cr含量先增加后减少,分别在退耕15、12、2和10年左右恢复到天然湿地水平。而土壤Mn含量在退耕开始后便与天然湿地没有显著性差异(P > 0.05)。随着退耕年限增加,生态系统潜在生态风险危害逐渐降低。
不同清理方式对北京市透水砖铺装渗透率衰减过程影响
李美玉, 张守红, 王云琦, 谢朝帅, 李睿贤
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190062
[摘要](531) [HTML全文](347) [PDF 1333KB](41)
摘要:
目的透水砖铺装作为新兴的径流调控措施之一,已被广泛应用于我国海绵城市建设。由于缺乏长期监测数据,透水砖铺装渗透率衰减过程及不同清理方式的维护效果尚不明确。本文通过室内模拟多年雨水径流入渗过程实验,定量监测其渗透率衰减过程并对比不同清理维护措施效果。方法基于透水砖铺装入流−渗透实验,测定分析了不清理以及真空抽吸尘和压力水冲洗两种清理维护方式下透水砖铺装系统渗透率的衰减过程和实验前后找平层粒径分布的变化特征。结果3种清理方式下,透水砖铺装渗透率均呈指数衰减趋势,运行7年后,不清理、真空抽吸尘和压力水冲洗清理下透水砖铺装渗透率分别为26、229 和19 mm/h,分别衰减了99.6%、96.3%和99.7%,真空抽吸尘的清理效果优于压力水冲洗。3种清理方式下透水砖铺装的悬浮颗粒物平均去除率在95%~98%之间,差异不显著(P > 0.05,n = 7),铺装系统的找平层上部细颗粒物含量分别增加了29.2%、15.6%和30.1%。更新透水砖(即“新砖+旧找平层+旧土工布”)可将透水砖铺装系统的渗透速率恢复至新建系统的28.3%~32.4%,而更新找平层和土工布可将渗透率恢复至新建系统的63.8%~72.6%。结论雨水径流携带的细颗粒物在找平层上层聚集是透水砖铺装系统堵塞的主要原因,采用真空抽吸尘清理可有效减少找平层上层的细颗粒物含量,更新找平层和土工布比更新透水砖层可取得更好的透水性能恢复效果。
下垫面覆盖类型变化对城市热岛的影响
李膨利, MuhammadAmir Siddique, 樊柏青, 黄华国, 刘东云
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190045
[摘要](296) [HTML全文](132) [PDF 1468KB](21)
摘要:
目的快速发展的城市化进程改变了下垫面的性质和结构,从而影响了城市的热量平衡,导致城市热岛效应蔓延。研究城市下垫面变化及其对城市热岛的影响,对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义。方法本文利用2002—2017年北京市朝阳区Landsat系列遥感影像计算研究区域归一化植被指数(NDVI)变化,并基于大气校正法利用Landsat热红外波段进行地表温度(LST)反演,进一步对所获地表温度进行归一化处理;同时利用2002—2017年北京市朝阳区谷歌全色卫星影像,基于DeepLabv3 + 网络利用深度学习对朝阳区下垫面分类并分析其动态变化。结果(1)朝阳区15年间平均地表温度呈上升趋势,城市热岛逐年加剧;至2017年,区内不再存在单一热岛中心,而转为复杂的镶嵌式结构、多中心分布。(2)15年间不透水面面积共减少71.02 km2,降幅20.98%;水域面积共减少2.53 km2,降幅24.12%;植被面积共增加73.54 km2,增幅56.57%。(3)对地表温度与下垫面类型动态变化相关性进行分析表明,地表温度与不透水面面积呈正相关,与植被面积呈负相关关系。(4)从总量来看,2012—2017年朝阳区与城市热岛效应成负相关关系的植被与水域面积总量增加明显,但城市热岛效应不降反增。结论植被和水域对城市热岛效应的缓解作用在用地强度、建筑密度和人类活动不断增长的前提下逐渐变得有限。在现有城市发展模式下,朝阳区地表温度将继续上升,城市热岛进一步加剧。
采伐对大兴安岭非连续冻土区毛赤杨沼泽碳源/汇的影响
姜宁, 牟长城, 韩丽冬, 申忠奇
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190074
[摘要](599) [HTML全文](1915) [PDF 804KB](11)
摘要:
目的气候变暖引起冻土退化将会增加冻土之上湿地的温室气体排放,但有关采伐干扰对冻土湿地温室气体排放有何影响仍不清楚。方法运用静态箱−气相色谱,相对生长方程等方法,测定寒温带大兴安岭冻土生境毛赤杨沼泽林4种不同采伐处理(对照(D)、轻度择伐15%(Qz)、重度择伐45%(Zz)及皆伐(J))的土壤呼吸年碳排放量(ACE)(CO2和CH4),植被净初级生产力(NPP)与年净固碳量(VNCS)及相关环境因子(土壤温度、水位、化冻深度、土壤碳氮含量、雪被厚度等),依据生态系统净碳收支平衡,揭示采伐干扰对冻土生境毛赤杨沼泽林生态系统碳源/汇的影响规律及其机制。结果(1) Zz和J显著降低土壤CH4年均通量(0.008 ~ 0.019 mg/(m2·h))52.6% ~ 57.9%,而Qz与对照相近(− 10.5%,P > 0.05),且其季节动态趋势存在2种类型(D、Qz双峰型−低排放及Zz和J双峰型−低吸收)。(2) Qz、Zz和J显著降低土壤CO2年均通量(103.69 ~ 133.65 mg/(m2·h))14.4% ~ 22.4%(P < 0.05),且其季节动态趋势存在2种类型(D、Qz单峰型−峰值于夏末及Zz和J单峰型−峰值提前于盛夏)。(3) 其土壤CH4通量受土壤温度、水位、雪被厚度综合控制,土壤CO2通量受土壤温度、土壤有机碳含量、化冻深度综合控制。(4) NPP(5.07 ~ 8.83 t/(hm2·a))和VNCS(2.10 ~ 3.83 t/(hm2·a))呈现随采伐强度增大而递减趋势,Qz与D相近(P > 0.05),Zz和J显著低于D 13.7% ~ 36.9%和14.2% ~ 43.5%(P < 0.05),J又显著低于Zz 26.9%和34.2%(P < 0.05)。(5) 净生态系统碳收支(− 0.42 ~ 1.30 t/(hm2·a))存在显著差异性,D、Qz、Zz均表现为碳的吸收汇,且Qz的汇强显著高于D和Zz 1.6和1.2倍(P < 0.05),但J已转化为碳的排放源(− 0.42 t/(hm2·a),P < 0.05)。结论择伐干扰8年后寒温带冻土区毛赤杨沼泽林的碳汇功能已恢复,而皆伐后仍维持碳源,故在湿地碳汇管理中适宜采取择伐而应避免皆伐。
基于节子剖析数据的长白落叶松人工林枝条丢失年轮数研究
贾炜玮, 冯万举, 李凤日
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190038
[摘要](9222) [HTML全文](182) [PDF 2322KB](28)
摘要:
目的为提高木材质量,本文利用节子剖析数据建立枝条丢失年轮数量的混合效应模型,以达到预测枝条丢失年轮数量的作用,为人工整枝提供一定的理论依据。方法以黑龙江省孟家岗林场长白落叶松人工林为研究对象,基于50棵长白落叶松解析木的1 434个节子数据,以Poisson分布为基础,采用SAS9.4软件中的glimmix模块,建立了节子丢失年轮数量的广义线性混合模型,通过计算相应的指标,选出最优混合模型。结果在考虑树木效应情况下,包含截距、节子高度、节子相对高度的随机效应参数的混合模型为最优混合效应模型;在考虑等级效应的情况下,包含节子相对位置、节子直径的随机参数的混合模型为最优混合效应模型。综合比较,两个混合模型的拟合效果均好于基础模型,其中考虑树木效应的拟合效果最好。模型的拟合结果表明:节子丢失年轮数量与节子着生高度、节子直径密切相关,位于树干基部的直径较大的节子,由于竞争作用,生长受到抑制,但是生存能力强、存活时间长,故而产生丢失年轮的数量较多。着生位置越靠上的节子,生存条件好,产生丢失年轮的数量少。结论通过长白落叶松人工林节子丢失年轮数量混合模型的建立,并对模型的预测效果进行检验,检验结果显示本文的混合模型能对枝条丢失年轮的数量进行预测且偏差较小。在接下来的研究中可以进一步完善,从而为人工整枝提供一定的理论依据。
基于SPEI的中亚地区1901—2015年干旱时空趋势分析
魏巍, 王百田, 张克斌
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190055
[摘要](204) [HTML全文](18) [PDF 2409KB](2)
摘要:
目的中亚地区是位于欧亚大陆中心、远离海洋的内陆旱地,其旱地生态系统支持很大比例的人口和经济,评估干旱对该区域可持续性发展有重要意义。方法本研究基于1901—2015年空间分辨率0.5° × 0.5°的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)月数据,应用关联Mann-Kendall检验和Theil-Sen(TS)slope分析了1901—2015年中亚地区1、3、6和12个月时间尺度的SPEI(SPEI01、SPEI03、SPEI06、SPEI12)的趋势空间分布情况,以评估不同时间尺度的干旱变化。结果研究显示(1)SPEI01在39.24%的研究区面积上呈显著下降趋势(P < 0.05),且我国新疆天山山脉以南地区下降幅度最大,为− 5*10− 4/a;在45.73%的研究区面积上呈显著上升趋势,其中塔吉克斯坦的上升幅度最大,为3*10− 4/a。(2)SPEI03在76.32%的研究区面积上呈显著下降趋势(P < 0.05),其中吉尔吉斯斯坦下降幅度最大,为− 4*10− 4/a;在15.39%的研究区面积上呈显著上升趋势(P < 0.05),其中塔吉克斯坦上升幅度最大,为3*10− 4/a。(3)SPEI06和SPEI12的趋势空间分布基本相同,且哈萨克斯坦的下降幅度最大,分别为− 3*10− 4/a和− 5*10− 4/a,塔吉克斯坦的上升幅度最大,分别为5*10− 4/a和6*10− 4/a。结论中亚地区年和季节降水的时空变化影响水资源的时空分布,造成不同区域不同时间尺度的湿润化和干旱化趋势。对于哈萨克斯坦中部、土库曼斯坦西南部和我国新疆天山以南地区出现的短期和中长期干旱化趋势以及中亚大面积区域出现的季节性干旱化趋势,当地政府有必要采取相应措施应对干旱,以防治植被退化和荒漠化,保证粮食生产及其人口福祉和安全。对于其他区域出现的湿润化趋势,特别是极端降水事件增多,当地政府需进一步完善防洪和水利灌溉设施,以防止洪旱灾害扩大和实现水资源的有效利用。
北京松山国家级自然保护区植物群落结构和生活型特征
许坛, 李景文, 张志翔, 陈杰, 王健铭, 龙婷
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190213
[摘要](34) [HTML全文](28) [PDF 760KB](4)
摘要:
目的探讨植被适应环境的变化以及适应环境变化的机制,为阐明植被是如何变化的,为森林群落的生物多样性维持和保护、植物群落演替提供理论基础。 方法本研究于2016年,在北京市松山国家级自然保护区森林植被生长旺盛季节,以松山植被为例研究植被物种组成和群落结构,以研究区内植物群落物种组成、植物分类和植物生活型类型及植物生活型植物隶属科属为特征指标主要阐述现阶段植被植物生活型和植物分类组成,群落垂直结构植物生活型和植物分类组成。 结果研究结果表明研究区内植被植物生活型为Ⅰ木本植物:1乔木、2灌木、4藤本植物,Ⅱ半木本植物:7半灌木和小半灌木,Ⅲ草本植物:8多年生草本植物、9一年生草本植物。群落乔木层植物种大果榆数量最多。灌木层植物组成中数量所占比例胡枝子最高。植物生活型隶属科中所占比例榆科最高,木犀科次之。不同植被类型群落植物生活型和植物分类的结果表明,在3种不同植被类型群落中有相同的规律,多年生草本植物与一年生草本植物隶属科属占有的数量均为多年生草本植物高于一年生草本植物. 结论大果榆(Ulmus macrocarpa)能更好地适应区域环境。多年生与一年生草本植物生活型的植物隶属科属与植被类型的群落无关,而是由多年生草本植物和一年生草本植物本身的生物系统发育所决定的。
贺兰山丁香对土壤理化性质、酶活性和微生物多样性的影响
王涛, 郭洋, 苏建宇, 徐春燕
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20180365
[摘要](510) [HTML全文](426) [PDF 1252KB](48)
摘要:
目的明确濒危植物贺兰山丁香对生长地土壤养分、土壤酶活力和微生物群落的影响。方法从贺兰山丁香灌丛下及其附近裸地分别采集3份土壤样品,在测定两组样本的理化性质、酶活性的基础上,基于高通量测序技术分析了两组样本的微生物群落结构。结果贺兰山丁香对土壤酸碱度的影响不大,能使水分、有机质、总氮、速效钾、速效氮的含量显著增加(P < 0.05),但导致速效磷含量显著降低(P < 0.05);使蔗糖酶、脲酶、漆酶的活性显著增加(P < 0.05);使土壤中细菌的多样性减少,但对细菌丰富度基本没有影响,使真菌的多样性和丰富度均增加。在微生物的属水平上,贺兰山丁香使细菌中的芽孢杆菌属和真菌中的螺旋聚孢霉属、复膜孢酵母属、木霉属、Paranamyces明显增加,使细菌的鞘氨醇单胞菌属、黄杆菌属和真菌的Lentinula、镰孢菌属、赤霉菌属、Lycogalopsis、土赤壳属、曲霉属、集壶菌属、支顶孢属等类群的微生物明显减少,这些微生物群落的改变与植物生长地土壤的营养成分和土壤酶活力改变息息相关。结论贺兰山丁香主要通过影响土壤中真菌的群落结构增加土壤酶活性,通过提高功能细菌的丰富度增加土壤的养分和水分含量,并促进土壤中碳、氮、磷、钾等元素的循环。
氮磷添加和干旱对高寒草甸优势植物叶片化学计量的影响
符义稳, 田大栓, 牛书丽, 赵垦田
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190469
[摘要](83) [HTML全文](51) [PDF 981KB](11)
摘要:
目的全球变化背景下,土壤氮和磷有效性及含水量发生显著变化,进而对植物生长和生理过程产生影响。但是,目前同时考虑土壤氮、磷和水分三因素交互作用对植物生长和生理性状的研究还很少,特别是对高寒草甸植物的研究。本研究旨在揭示氮富集、磷富集、干旱及其交互作用对高寒草甸优势植物生长、叶片氮磷含量及其化学计量的影响,为高寒草甸生态系统管理提供科学依据。方法基于川西北高寒草甸氮添加(10 g/(m 2 ·a))、磷添加(10 g/(m 2·a))与干旱(减雨50%)控制实验,通过测定垂穗披碱草、发草和草玉梅地上生物量、叶片氮含量(N)、磷(P)含量以及N:P比例,分析不同处理及其交互作用对3种植物生物量和叶片养分性状的影响。结果对于植物生长,氮添加均显著增加3种植物地上生物量,但是磷添加和干旱及不同处理之间的交互作用对植物生物量没有显著影响。对于叶片养分,氮添加显著增加3种植物叶片氮含量和N:P比例,磷添加也增加植物叶片磷含量但降低叶片N:P比例。干旱增加垂穗披碱草与发草的叶片氮含量,对叶片磷含量和N:P比例影响不显著。氮添加与干旱处理之间的交互作用显著增加垂穗披碱草与发草叶片氮含量和N:P比。氮添加与磷添加之间的交互作用对3种植物叶片养分性状没有影响。结论本研究表明高寒草甸植物生长和养分性状对养分富集、干旱及其交互作的响应格局存在很大差异。氮输入主要影响植物生长,而氮磷养分和干旱及它们之间复杂的交互作用均改变植物养分和化学计量平衡。这些结果指示出未来需要深入研究高寒草甸植物生理过程对全球变化交互作用的响应机理。
六盘山华北落叶松林分蒸腾日内变化及其对环境因子的响应
马菁, 郭建斌, 刘泽彬, 王彦辉, 张紫优
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190468
[摘要](184) [HTML全文](60) [PDF 1799KB](13)
摘要:
目的理解林木蒸腾日内变化及其对主要环境因子的响应规律,进一步阐释短时间尺度下环境条件调控森林蒸腾的机理。方法以宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林为研究对象,在2018年生长季(5—10月)连续监测样树的树干液流变化,并同步观测气象条件和土壤湿度,分析小时尺度的林分蒸腾对环境因子的响应,并建立多因素影响的蒸腾模型。结果(1)在小时尺度上,林分蒸腾量(T)对太阳辐射(Rs)和饱和水汽压差(VPD)的响应均呈二次多项式函数关系;随Rs和VPD的增加,T均先增加,当Rs和VPD分别达到666.7 W/m2和1.86 kPa后达到峰值,然后逐渐减小。(2)T对土壤相对可利用水分(REW)的响应符合趋于饱和的指数关系,T随REW的增加表现为先增加,当REW > 0.3后,T逐渐趋于稳定。(3)在确定T响应Rs、VPD和REW的类型并耦合形成蒸腾模型后,利用生长季内的奇数天小时观测值进行拟合参数和偶数天小时观测值进行验证,得到T响应多因素变化的耦合模型:T = (− 6.347 0 × 10− 5\begin{document}${R_s^2}$\end{document} − 0.637 0Rs − 208.734 8) × (− 0.003 2VPD2 + 0.013 8VPD + 0.001 7) × (− 0.008 1 − 0.004 6(1 − EXP(− 12.469 6REW))),该模型在校准阶段(R2 = 0.74,纳什效率系数(NSE)= 0.82)和验证阶段(R2 = 0.77,NSE = 0.84)均表现出较好的模拟效果。结论在小时尺度上,林分蒸腾量可以由耦合了太阳辐射,饱和水汽压差和土壤相对可利用水分影响的耦合模型进行较好的预测。本研究结果可为精确预测变化环境下的华北落叶松林分日内蒸腾提供理论基础,同时模型的构建方法可为其他区域和其他树种的林分蒸腾模型的建立提供参考依据。
阔叶红松林主要树种光合与光谱反射特性及初级生产力研究
胡乘风, 陈巧玲, 乔雪涛, 程艳霞
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190364
[摘要](84) [HTML全文](44) [PDF 768KB](5)
摘要:
目的从生理角度探究阔叶红松林不同演替阶段的5个主要树种对光胁迫的适应性差异;揭示不同高度和不同冠层方向是否对叶片的光合特性、光谱反射特性以及相关生理功能性状产生影响;对各树种的有机物积累速率进行评估,为东北地区阔叶红松林初级生产力的研究提供参考。方法选取了阔叶红松林林冠层的5种乔木(春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎、和红松)进行研究,测定不同取样位置的叶片光合参数、光谱反射参数、比叶面积、元素含量等生理指标,进行方差分析与均值多重比较,建立各生理参数之间的相关关系,利用异速生长方程估算样地春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的初级生产速率。结果(1)光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征的种间差异显著(P < 0.05)。红松的表观量子效率最低,暗呼吸速率和光补偿点均比其他树种高,比叶面积最小,叶片厚度最大,氮元素含量和钾元素含量最低;(2)各树种的光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征在不同取样位置无显著差异(P > 0.05);(3)阔叶树种的暗呼吸速率和光补偿点分别与光化学反射指数存在显著的种间负相关(P < 0.05),线性拟合结果表明R2分别高达0.96和0.94;(4)春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的最大初级生产速率分别为4.806、1.637、1.981、0.350、0.106 kg/s。结论不同树种对光胁迫的适应性差异在光合特性和光谱反射特性上都有所表现,叶片光合特性与群落树种的更替密切相关,群落演替后期处于林冠层的植物对光环境的适应性决定了该群落的冠层物种构成;植物在15 m以下的不同高度和冠层方向的差异不足以引起叶片的光合生理特征产生适应性改变;春榆对群落生产力的贡献的最大,红松最小。
Pb、Cd复合胁迫对桑树种子萌发及幼苗生长的影响
乔永, 周金星, 王小平
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190244
[摘要](55) [HTML全文](35) [PDF 748KB](2)
摘要:
目的研究不同含量Pb、Cd单一及复合胁迫对桑树种子萌发、幼苗生长的影响,以及桑树对重金属Pb、Cd的富集和迁移,探索桑树对修复Pb、Cd污染土壤的潜能。方法以桑树种子和幼苗为实验材料,通过发芽实验和盆栽实验研究不同含量Pb(0、250、500、750、1 000、1 250 mg/kg)和Cd(0、0.2、1、25、75、100 mg/kg)单一及复合胁迫对桑树种子发芽率、幼苗株高、生物量等影响,以及Pb、Cd在桑树根、茎、叶中的富集和迁移。结果(1)不同含量Pb、Cd单一及复合胁迫均对桑树种子萌发产生抑制作用;(2)低含量Pb、Cd(250、0.2 mg/kg)对桑树幼苗株高、生物量产生促进作用,当含量升高时转为抑制作用。(3)Pb、Cd主要积累于桑树根系中,低含量的Pb(250 mg/kg)会促进桑树对Cd的富集和迁移;桑树对Cd的富集及迁移系数高于Pb,但富集系数和迁移系数最高值均 < 1。Pb、Cd复合胁迫下,桑树对Pb、Cd富集和迁移系数小于单一胁迫;当Pb、Cd含量升高时,Pb、Cd富集系数和迁移系数均呈现下降趋势。结论不同含量Pb、Cd均会不用程度的抑制桑树种子萌发,抑制作用随Pb、Cd含量升高而增强。桑树不属于超富集植物,但对低含量Pb、Cd富集及转移系数较高,并且低含量Pb、Cd会促进桑树生长,可在低含量Pb、Cd污染土壤中开展种桑养蚕模式进行土壤重金属污染修复。
基于树木雷达的小兴安岭典型树种粗根分布及其影响因素研究
纪文文, 王立海, 时小龙, 许明贤, 郝泉龄, 张广晖, 孟庆凯, 侯胜铭
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190285
[摘要](97) [HTML全文](38) [PDF 607KB](19)
摘要:
目的探究小兴安岭典型树种粗根分布规律及其影响因素,为小兴安岭树木良好生长提供科学依据和数据支撑。方法以红松、落叶松、红皮云杉、樟子松为研究对象,在凉水实验林场选取了8个样地进行试验。以样木为圆心,采用树木雷达扫描以0.5、1、1.5、2 m为半径的圆周上的根系,采用环刀法和取土样法测定土壤理化性质,并测量树高、胸径、冠幅等树木因子,分析小兴安岭树木粗根分布状况,并对粗根密度与树木因子及土壤因子指标进行相关性分析。结果(1)小兴安岭4个典型树种在水平方向粗根密度随着与树干距离的增加而减少;在垂直方向上,随着土壤深度的增加,红松和落叶松粗根密度逐渐减少,红皮云杉和樟子松粗根密度先增加后减少。红松、落叶松、红皮云杉、樟子松分别有82.1%、82.0%、89.6%、67.6%的粗根分布在0 ~ 40 cm土层深度。(2)树木粗根密度与树高、胸径、冠幅呈显著正相关关系(P < 0.05),与树木平均阻力值无显著相关关系(P > 0.05)。(3)树木粗根密度与土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量呈显著正相关关系(P < 0.05),与土壤密度呈显著负相关关系(P < 0.05),与毛管持水量相关程度最高(R = 0.538,P = 0.012)。树木粗根密度与土壤有机质、全氮、全磷、水解氮含量呈显著正相关关系(P < 0.05),与全氮含量相关程度最高(R = 0.646,P = 0.002)。结论研究结果表明树木因子和土壤因子均对小兴安岭4个典型树种粗根分布产生不同程度影响,树木粗根分布不仅与自身特性有关,还与其生存环境有关,而与树木材质状况无关。
基于无人机影像的高郁闭度杉木纯林树冠参数提取
孙钊, 潘磊, 孙玉军
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190386
[摘要](2874) [HTML全文](214) [PDF 863KB](19)
摘要:
目的冠幅是树冠结构的重要特征因子,直接影响树木的生产力和生命力,郁闭度是反映森林冠层结构与密度以及评价森林经营管理采伐强度的重要指标之一。利用无人机可以云下飞行,易于获取图像,精度高,低成本等优势,研究无人机影像上提取树冠参数的方法,使无人机影像提取林木树冠参数的操作系统化,实现精准高效的森林资源清查和监测。方法以福建将乐林场杉木人工纯林为研究对象,采用四旋翼无人机为数据源,基于面向对象分类的方法,将杉木纯林的树冠参数从无人机影像中提取出来。面向对象分类的方法需要先利用ESP工具选取最优分割尺度,然后根据影像的分割结果将树冠对象聚为一类,进而统计每个树冠对象栅格像素个数计算出树冠冠幅面积以及林分郁闭度。结果面向对象分类有效的对高郁闭度林分进行了树冠的提取。在分割尺度为70时,单木树冠分割效果最好,树冠被单独分割出来,但也存在一定的过分割以及未分割的问题,以至于部分单木的丢失。分割结束后,对分割对象进行特征空间的优化,选取适当的分类特征,最终将研究区分为树冠和林隙两类。通过统计每个对象栅格点数,计算得出的林分因子包括林分郁闭度,树冠面积。以地面实测数据作为参考,冠幅面积提取精度为0.829 1,林分郁闭度测量精度为0.973 1。结论研究结果表明,基于无人机高分辨率影像的树冠参数提取在高郁闭度林分同样适用,能有效提高森林资源调查的效率并且能够满足森林资源调查的精度。
巴里黄檀心材色素为染料桉木单板仿珍染色工艺与着色机制
张卿硕, 杨雨桐, 符韵林, 孙静
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190270
[摘要](1030) [HTML全文](477) [PDF 1177KB](31)
摘要:
目的从巴里黄檀心材中提取色素制得天然染料对桉木单板进行染色,在充分利用巴里黄檀加工剩余物的同时提高桉木的附加值。方法利用超高效液相色谱串联四极杆−静电场轨道阱高分辨质谱仪联用技术(UPLC-Q-EXCTIVE-MS)对巴里黄檀心材内含物的主要成分进行分析。探究桉木单板最佳上染工艺,测定染色单板的水洗色牢度。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析巴里黄檀染料与木材的结合方式,并使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察染料在桉木单板内的分布特征,从而探究巴里黄檀染料对桉木单板的染色机理。结果采用UPLC-Q-EXCTIVE-MS法从巴里黄檀心材色素中鉴定出9种黄酮类和酚类成分:锦葵色素、鼠李黄素、紫铆查尔酮、樱花素、茜草素、木犀草素、苏木素、乔松素和花旗松素。桉木单板的最佳上染工艺为:染色温度90 ℃,染色时间12 h,色素质量分数4%,NaCl质量分数2%。染色试验因素影响的主次顺序为:温度 > 色素质量分数 > 染色时间 > NaCl质量分数,水洗对染色单板色牢度影响的主次顺序为:温度 > 色素质量分数 > 染色时间 > NaCl质量分数。通过成分分析结合FTIR与FESEM对染色机理进行分析,初步判定巴里黄檀染料结合桉木单板的机理为物理吸附和分子间氢键结合。结论利用巴里黄檀心材色素制成天然染料对桉木单板进行仿珍染色,为珍贵红木的充分利用开辟了新的途径,并为速生材高附加值利用作出了探索。
植酸−三聚氰胺处理木材阻燃性能研究
吴宇晖, 张少迪, 任自忠, 王明枝
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190406
[摘要](5043) [HTML全文](265) [PDF 1325KB](34)
摘要:
目的公共场所和住宅起火后易引燃木质材料,迅速燃烧,火势蔓延,并产生大量有毒烟气,导致人员伤亡。为了进一步提高公共场所消防安全水平,以及降低火灾危险性,需对木材进行阻燃处理。本研究用植酸与三聚氰胺处理木材,研究改性材阻燃性能,旨在为木材阻燃提供新思路,丰富木材阻燃体系。方法使用两步浸渍法在青杨内部浸入植酸−三聚氰胺阻燃剂,研究改性木材的增重、增容、热解与燃烧性能;分析改性材燃烧后的残炭形貌,探讨植酸三聚氰胺复配阻燃剂应用于木材的阻燃机理。结果与对照组相比,15%植酸与5%三聚氰胺复合处理组(PM2)的热释放速率峰值和总热释放量分别降低了91.24%和79.05%,热释放抑制效果较好;与对照组相比,PM2组显示出更好的抑烟性能,烟释放速率减少了52.94%。与P15%组相比,PM2组的一氧化碳平均产率减小了51.29%,具有明显的减毒作用。PM2组的残炭量显著提高,较P15%组提升了69.58%,与对照组相比增加了278.4%。结论植酸−三聚氰胺阻燃体系能够进入木材,植酸与三聚氰胺复配处理能减少阻燃木材燃烧的热释放速率、总热释放量、总烟释放量与CO产率。植酸能催化木材脱水和炭化反应,使热解反应在较低温度发生,促使木材产生较多残炭。三聚氰胺能减缓木材热解速率,植酸与三聚氰胺协同作用可促使木材生成更多残炭。
可可球二孢的培养及其侵染橡胶木表面性能的研究
赵博识, 于志明, 张扬, 漆楚生, 唐睿琳, 刘源松, 王皓炜, 韩祎昀
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190382
[摘要](406) [HTML全文](242) [PDF 1038KB](25)
摘要:
目的可可球二孢是导致橡胶木蓝变的主要菌种之一,对蓝变的研究大多以防治为主。本研究利用蓝变颜色的多样性将防治转化为诱导,以提高蓝变现象的利用价值。方法通过分析不同配比的察式培养基对可可球二孢菌落在培养基和橡胶木表面生长速度的影响,优选菌落适宜生长环境,并探究不同时间条件下菌落对橡胶木表面性能的影响。结果可可球二孢菌落的适宜生长环境为酵母膏9 g/L、葡萄糖20 g/L、pH值弱酸性、硫酸镁1.0 g/L、硫酸亚铁0.03 g/L、氯化钾0.2 g/L;随着时间的增加,橡胶木表面的染色面积比逐渐提高,颜色逐渐由红黄到蓝绿色系,整体颜色逐渐变暗,耐光色牢度逐渐提高,静态接触角提高了13.04%,动态接触角显著变大,表面粗糙度和耐磨性能逐渐降低。结论本研究制备出可可球二孢调色橡胶木,并利用不同时间梯度对橡胶木表面纹理和颜色进行调控,证明了生物方式加工木材的可行性,扩大了微生物在木材加工中的利用价值。
辽河源自然保护区油松林火烧迹地林木更新研究
王博, 谷兴翰, 韩树文, 张佳男, 牛树奎, 刘晓东
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190315
[摘要](728) [HTML全文](423) [PDF 627KB](52)
摘要:
目的从树种组成、密度、生长性状(基径、株高、冠径)、空间分布格局4个方面探讨辽河源自然保护区油松人工林火烧迹地林木更新特征,为火烧迹地植被恢复和森林科学经营管理提供参考。方法以保护区内火烧迹地油松林分为研究对象,根据重度火烧下不同更新方式(天然更新和人工促进天然更新)、天然更新下不同火烧强度(重度火烧、中度火烧、轻度火烧)和对照(未过火)分别设置3块20 m × 20 m样地,重度火烧下天然更新样地和天然更新下重度火烧样地为相同样地,共15块样地,调查林木更新出现的种类和数量,测量林木更新的基径、株高、冠径,进行每木检尺并记录样地的地理坐标和立地因子等信息。利用单因素方差分析方法分析林木更新密度、生长性状的差异,利用方差/均值法分析林木更新的空间分布格局。结果(1)油松林火烧迹地林木更新树种主要是蒙古栎和山杨,分别占所有林木更新的38.1%和42.3%,此外还包括油松、裂叶榆、大果榆、榆树、色木槭等。重度火烧下不同更新方式之间所有林木更新的密度存在显著性差异(P < 0.05),天然更新下不同火烧强度之间所有林木更新的密度不存在显著性差异(P > 0.05)。(2)重度火烧下不同更新方式之间所有林木更新的生长性状特征无显著性差异(P > 0.05),天然更新下不同火烧强度之间所有林木更新的生长性状特征存在极显著性差异(P < 0.01)。(3)油松林火烧迹地林木更新的空间分布格局受到种子来源、种间竞争和火灾后生长空间的影响,适宜的微生境、动物携带种子扩散等因素会促进更新小规模聚集。结论火烧后4年的油松林火烧迹地更新树种主要是蒙古栎、山杨,中、低强度地表火可以促进林分天然更新,采取抢救性采伐等管理措施人工促进天然更新,可以加速火烧迹地植被恢复。
上海城市街道小气候要素与绿化布局关系测析——以徐汇区、杨浦区为例
张德顺, 薛凯华, 王振, 曹玮, 马椿栋
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20170359
[摘要](770) [HTML全文](571) [PDF 1087KB](55)
摘要:
目的阐述小气候要素与街道绿化布局的对应关系,指导城市街道绿化空间的适应性设计。方法基于街道绿化布局因素分类进行小气候要素的相关分析。对太阳辐射、空气温度和风速等小气候要素进行测析,探索小气候要素与街道绿化垂直结构的关系。结果(1)街道绿荫覆盖率与小气候要素的作用关系:绿荫覆盖率越高,对太阳辐射的削减效率越好,当覆盖率达到90%以上时,效果最为显著;绿荫覆盖率越高,降温效应的规律特征越显著,但过高的绿荫覆盖使得街道空间闭塞,导致其降温效应反而有所降低;绿荫覆盖率在90%以上的街道绿化对风速削减效率比覆盖率为50% ~ 70%高出21%以上。(2)街道绿化复层结构与小气候要素的作用关系:复层垂直结构中,结构越复杂,绿化量越大,所能发挥的太阳辐射削减效率越高,其总体对太阳辐射的平均削减效率为88.78%;复层垂直结构的日平均降温效率为8.69%;乔−灌−草在一天的自然周期内,对风速的削弱效率相对最好,乔−灌其次,乔−草再次,灌−草最弱;复层结构的日平均风速削减效率在77.61%左右。(3)垂直绿量比与小气候要素的作用关系:乔灌木所占总绿量的比值与太阳辐射削减效率呈现正相关性;乔灌木所占比例越高,平均降温效率也越高;在一天的自然周期内,当乔灌与草比例越接近时,对风速的削弱效率越好。结论基于街道绿化布局与小气候要素的关系,提出了调控街道绿化构成对提升小气候舒适度的技术对策:(1)为营造舒适的街道夏季小气候,宜保持70 ~ 90%的绿荫覆盖率;(2)通过适度的绿化复层结构增加遮荫和通风,但要避免过于复杂以至影响正常通风;(3)科学配比垂直绿量,综合考虑夏季绿荫覆盖率和冬季增温要求,通过种植落叶乔木并保持乔灌木占街道绿化中50%以上。
芍药根茎解剖结构特征及生长轮分析
张建军, 陈莉祺, 李建光, 孙苗, 范永明, 于晓南
当前状态:  doi: 10.13332/j.1000-1522.20190096
[摘要](1017) [HTML全文](776) [PDF 886KB](48)
摘要:
目的观察分析不同芍药品种群品种的根茎结构发育特点,对芍药根茎进行解剖学研究,初步解析芍药根茎次生结构及生长轮特征,以期为通过根茎结构判断芍药株龄、优化无性繁殖和栽培管理技术,促进资源的开发和利用研究提供一定的理论依据。方法以芍药不同品种群的6个品种不同发育时期的地下根茎为研究对象,观察并分析其发育更新特征,应用石蜡切片和徒手切片技术,对不同品种、同一品种不同生长年限的根茎次生结构特征进行观察分析。结果不同芍药品种的地下根茎组织架构基本一致,即由根茎、着生于根茎上的根茎芽和根3部分组成,根茎每年有序更新,年龄分级特征明显;四倍体品种‘Cream Delight’根茎发育特征与其余5个品种差异明显;6个芍药品种根茎次生结构由周皮、皮层、次生韧皮部、形成层、次生木质部和中央髓组成。二倍体‘种生粉’、二倍体‘粉玉奴’、三倍体‘Coral Sunset’和四倍体‘Cream Delight’4个品种根茎次生木质部大小导管有规律地依次排列,口径较大的导管和周围的小导管聚集形成群团状,导管群分布较稀疏,两导管群之间的间隔明显。与四倍体‘Cream Delight’相比,三倍体‘Coral Sunset’的导管群分布较紧凑。伊藤杂种两个三倍体品种‘Prairie Charm’和‘Going Bananas’根茎的次生木质部大小导管分布较均匀,形成较连续的环带,并不聚集形成团块状。芍药根茎截面在脱水后维管组织呈白色或淡黄色,间断环状分布,中央髓部组织下凹,位于不同环的维管组织从髓部向皮层呈放射状排列。不同生长年限的根茎中次生木质部口径较大的导管及其周围的小导管聚集呈团块状,导管群切向断续有规律地依次排列成与形成层平行的环,形成清晰的生长轮,且生长轮的数目与其实际生长年龄一致。结论芍药不同品种地下根茎组织架构特征基本一致,且存在明显的龄级特征。二倍体及三倍体各品种根茎发育特征相似,而与四倍体不同。中国芍药及杂种芍药品种群品种根茎次生结构相似而与伊藤杂种差异明显,杂种芍药品种群内三倍体及四倍体品种根茎次生结构差异较大,芍药根茎生长轮次生结构特征与品种倍性无关。芍药根茎中的生长轮即为其年轮,且其数目能够反映芍药的实际生长年限。
古建筑七架梁缺陷安全性影响数值模拟研究
欧自娜, 张厚江, 管成
当前状态:  doi: 10.13332/j.1000-1522.20190328
[摘要](325) [HTML全文](262) [PDF 2055KB](23)
摘要:
目的七架梁作为大型木结构古建筑的主要承重构件,其承载力安全性直接影响古建筑木结构整体的安全性。由于周围环境和使用长久等原因造成木梁出现不同程度的缺陷,会影响木梁弯曲拉应力和剪切应力的分布,进而影响其承载力安全性。因此,研究不同缺陷类型、尺寸、位置对古建筑七架梁承载力安全性的影响很有必要。方法采用Abaqus有限元软件模拟计算梁上存在的裂纹、腐朽和空洞等不同缺陷时的应力分布状态,通过量化缺陷大小和缺陷位置,对不同残损因素进行单参量数值模拟分析,确定带有缺陷木梁的最大工作应力位置,分析木梁破坏的敏感位置,探究木梁承载力安全性的变化规律。结果不同缺陷类型对七架梁安全性的影响不同,外部腐朽对七架梁承载力的影响最大,空洞缺陷次之,裂纹缺陷的影响相对最小;对于弹性阶段的受弯木梁而言,缺陷位于两下金瓜柱之间的受拉区域时,对七架梁承载力安全性的影响程度最大;不同缺陷大小对七架梁承载力的影响不同,随着木梁开裂深度、腐朽区域深度、空洞缺陷大小的增加,木梁安全性逐步降低。结论局部缺陷的存在会降低七架梁安全性。数值模拟结果可以精确算出木梁最大拉应力值,是定量研究缺陷对七架梁安全性影响和确定七架梁安全性监测位置点的良好方法。
显示方式:
2020-02ml 目录
2020, 42(2): 1-2.  
[摘要](75) [HTML全文](66) [PDF 330KB](4)
摘要:
林学
利用分位数回归模拟人工樟子松树干干形
辛士冬, 姜立春
2020, 42(2): 1-8.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190014
[摘要](3482) [HTML全文](213) [PDF 1448KB](55)
摘要:
目的采用非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程,并对比分析9个分位数(τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型和传统的非线性回归削度方程的预测精度。方法以七台河市林业局金沙林场154株人工樟子松干形数据为研究对象,选取简单削度方程、分段削度方程和可变指数削度方程,利用非线性回归和非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程。采用确定系数(R2)、平均误差(MAB)、相对误差(MPB)、均方根误差(RMSE)为统计指标对构建的削度方程进行对比分析。结果(1)在9个分位点(τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)下的各削度方程都可以收敛,分位数回归方法可以灵活预测各分位点树干曲线的变化。(2)与非线性回归相比,基于中位数(τ = 0.5)时的各削度方程在拟合过程中表现最好,其中以可变指数削度方程表现最优。(3)检验结果也表明:相对于非线性回归的各削度方程,基于中位数(τ = 0.5)的简单削度模型的MAB和MPB均下降26.7%,RMSE下降19.9%;基于中位数(τ = 0.5)的分段削度方程和可变指数方程预测能力较强。(4)中位数回归的各削度方程在树干大部分的预测能力都优于相应的非线性削度方程。结论分位数回归方法是一种稳健的建模方式,基于中位数(τ = 0.5)的可变指数削度方程的预测精度最高,适合该区域樟子松树干干形的预测。
基于广义代数差分法的长白落叶松人工林地位指数模型
牛亦龙, 董利虎, 李凤日
2020, 42(2): 9-18.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190036
[摘要](282) [HTML全文](208) [PDF 1174KB](37)
摘要:
目的森林立地质量评价是森林经营的基础工作,是估计林分生长量和收获量、评价森林生产潜力及确定合理经营措施的重要依据。本文基于60株优势木和亚优势木解析木数据,采用广义代数差分法(GADA)构建了更加灵活的异形地位指数模型,为黑龙江省长白落叶松人工林立地质量的精准评价提供了依据。方法选择修正Weibull、Korf和Richards生长方程为基础方程,使用GADA法推导出6个差分地位指数模型,基于1994—2017年在黑龙江省调查的解析木数据,利用非线性最小二乘法进行拟合。结合拟合样本和检验样本计算R2、均方根误差(RMSE)、模拟效率和平均绝对误差等4项指标检验模型的拟合效果与预测能力,初步筛选出较优模型。通过分析比较它们的残差图、地位指数曲线簇进一步筛选出最优模型。将最优模型和使用代数差分法(ADA)推导的模型绘制地位指数曲线簇,并对地位指数为12 ~ 22 m曲线的参数、年生长量达到最大值的时间(拐点)和数值进行分析比较。结果基于Richards方程\begin{document}$h = a{\left( {1 - {{\rm{e}}^{ - bt}}} \right)^c}$\end{document},设定自由参数为\begin{document}$a = {{\rm{e}}^{{X_0}}},c = {c_2}/{X_0},{X_0} = \dfrac{1}{2}\left[ {\ln {h_1} + \sqrt {\ln h_1^2 - 4{c_2}\ln \left( {1 - {{\rm{e}}^{ - b{t_1}}}} \right)} } \right ]$\end{document}的差分地位指数模型被选为最优模型。其参数的拟合结果为b = 0.046 8,c2 = 4.675 4,R2为0.987 4,RMSE 为0.749 1,平均绝对误差为0.904 0,模拟效率为97.04%。相比于使用ADA法推导的模型,采用GADA法推导的最优模型能更好地预测优势木树高生长过程。结论在推导地位指数模型时,根据GADA法,指定多个参数为自由参数所推导出的差分模型不仅具有良好的拟合效果,也能同时符合多条水平渐近线与曲线多形性的性质,而ADA法只能满足其中一个条件。最优模型的拟合结果表明,随着地位指数的提升,优势木树高生长曲线的渐近最大值(参数)逐渐增大,连年生长量达到最大值(拐点)的时间越早。这说明立地条件越好长白落叶松人工林优势木树高年生长量和最大值越大,且年生长量更早达到最大值。
气候、系统发育对长白山乔灌木比叶面积与叶元素含量关系的影响
高林浩, 孙晗, 白雪卡, 代爽, 樊艳文, 刘超, 王襄平, 尹伟伦
2020, 42(2): 19-30.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190320
[摘要](244) [HTML全文](140) [PDF 888KB](24)
摘要:
目的比叶面积(SLA)是植物关键的功能性状,受气候及系统发育影响且与叶片元素含量关系密切,探讨SLA和这些因子的关系,能够反映植物环境适应及资源收支的策略。同时,乔木、灌木是两种不同生活型植物,研究相关的适应策略是否存在差异。方法对长白山海拔梯度上森林样地内常见乔木和林下灌木进行比较,利用DNA条形码序列建立了系统发育树。分析了SLA与叶片元素含量、气候因子和系统发育间的关系,并研究了SLA与叶片元素含量关系及这类关系所受气候和系统发育的影响在乔、灌木间的差异。结果(1) 乔木、灌木SLA均与年降水负相关,与温度条件(最冷月均温、潜在蒸散量)正相关。和灌木相比,乔木SLA受系统发育的影响更大。(2) 乔木、灌木SLA均与TN(全氮)、TP(全磷)含量正相关,与TC(全碳)含量负相关;乔木、灌木SLA和TN、TP间关系的斜率差异显著,和TC间关系的斜率差异不显著。(3) 系统发育影响乔木、灌木SLA与TN、TC间关系的斜率;气候因子影响乔木、灌木SLA与TC间关系的斜率,这两类因子也影响灌木SLA和TP关系的斜率;但乔木SLA和TP关系的斜率不受上述因子影响。结论乔木、灌木SLA对环境的适应及资源收支的策略基本相似,但SLA和TP间关系的影响因子在乔木和灌木中存在一定差异。相对于乔木,林下灌木有趋同进化趋势、SLA普遍较高且对气候更敏感,可能会在叶片内存储更多的磷来满足生存的需要。
坡位对寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳氮的影响
肖瑞晗, 满秀玲, 丁令智
2020, 42(2): 31-39.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190309
[摘要](187) [HTML全文](129) [PDF 664KB](31)
摘要:
目的研究我国寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量与坡位之间的关系,了解樟子松林对立地条件的响应,揭示天然樟子松林土壤微生物生物量变化特征及影响因素。方法以大兴安岭北部不同坡位天然樟子松林为研究对象,选择坡上、坡中和坡下3种立地条件,采用氯仿熏蒸浸提法测定了0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量。对其季节动态变化规律及影响因素进行分析比较。结果在观测期内(5—9月),樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量均呈现出波动式下降趋势,其变化范围分别是74.33 ~ 515.33 mg/kg和15.33 ~ 240.57 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮比在1.04 ~ 5.73之间。坡位对土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比产生显著影响(P < 0.01),坡下和坡中樟子松林土壤微生物生物碳、氮含量均值显著高于坡上(P < 0.05);不同土层间土壤微生物生物量碳、氮含量也存在显著差异,0 ~ 10 cm土层显著高于10 ~ 20 cm土层(P < 0.05)。土壤微生物生物量碳、氮与土壤总有机碳、全氮和土壤含水量呈显著正相关,但与土壤温度和pH 值相关性不显著。结论坡位对天然樟子松林土壤微生物生物量影响显著,其含量存在明显的立地分异规律性,土壤总有机碳、全氮和土壤含水量是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。
喀斯特断陷盆地典型林地土壤酶活性及理化性质研究
孙永磊, 卢泽洋, 周金星, 庞丹波, 刘玉国, 关颖慧
2020, 42(2): 40-48.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20180328
[摘要](324) [HTML全文](265) [PDF 801KB](41)
摘要:
目的土壤酶参与土壤中各种生物化学过程,与土壤理化性质密切相关。本文以喀斯特断陷盆地3种典型林地为研究对象,探究林地土壤酶活性与理化性质之间的关系,为该地区植被生态恢复工作提供参考依据。方法本研究以喀斯特断陷盆地云南松林、桉树林和天然次生林为研究对象,采用冗余分析方法,探讨不同林地土壤酶活性及其与理化性质之间的关系。结果(1)3种林地土壤pH介于5.47 ~ 6.03之间,10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤密度,云南松林显著高于桉树林和次生林(P < 0.05),0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层全氮含量,桉树林显著高于云南松林和次生林(P < 0.05),0 ~ 10 cm土层速效磷含量,次生林显著高于云南松林和桉树林(P < 0.05),有机碳和铵态氮含量整体呈现次生林 > 云南松林 > 桉树林的规律。(2)3种林地0 ~ 10 cm土层酸性磷酸酶和脲酶活性为次生林 > 桉树林 > 云南松林,而10 ~ 20 cm土层呈现相反的规律。淀粉酶、纤维素酶和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层均为次生林最高,云南松林次之,桉树林最低。此外,林地各土层间土壤酶活性具有显著性差异(P < 0.05),土壤酶活性呈现出随土层深度增加而逐渐降低的趋势。(3)冗余分析表明,有机碳、铵态氮、速效磷和pH均与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,而全氮与蔗糖酶活性呈显著负相关关系。土壤密度与脲酶和酸性磷酸酶活性呈负相关关系。(4)蒙特卡洛检验表明土壤理化性质对土壤酶活性影响的重要性大小排序为:有机碳(41.4%) > 铵态氮(32.9%) > 速效磷(24.3%) > 土壤密度(12.6%) > 全氮(7.9%) > pH(5.5%)。结论综上分析表明,有机碳、铵态氮等是影响研究区内土壤酶活性变化的主要指标,在断陷盆地林地土壤肥力和酶活性恢复方面,次生林最佳,而云南松林的优势高于桉树林。
云南省建水县防火树种筛选研究
顾汪明, 卢泽洋, 黄春良, 李逸凡, 关颖慧
2020, 42(2): 49-60.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20180378
[摘要](1523) [HTML全文](774) [PDF 768KB](36)
摘要:
目的根据云南省建水县森林火灾和造林树种组成的特点,选取当地18种主要造林树种作为研究对象,旨在筛选出适宜建水县林业发展的防火树种,以期为该区森林火灾预防提供一定的理论依据。方法以含水率、粗脂肪、灰分等树种的理化性质和燃烧性能,树冠浓密稀疏、叶质地厚薄、树皮厚度等树种的生物学、生态学特性,自然更新能力、种苗来源、造林技术等树种的造林学特性共16项指标作为评价因子,采用典型采样、选点调查、实验测定、层次分析等方法对18种树种的防火性能进行综合评判。结果按照防火性能综合评价结果,通过聚类分析可以将树种分为4类。Ⅰ类(最优防火树种):火力楠、黄连木、油茶、短萼海桐,是营造防火林带的首选树种;Ⅱ类(较优防火树种):厚皮香、石楠、女贞、滇青冈、山矾,可作为防火树种营造生物防火林带;Ⅲ类(一般防火树种):红叶乌桕、麻栎、栓皮栎、清香木,难以作为防火树种大量种植,但可用于营林防火;Ⅳ类(非防火树种):云南松、白枪杆、蓝桉、马尾松、侧柏,防火性能差,不宜作为防火树种,应予保护。结论针对目前建水县林分结构单一、纯林面积大的林分组成特点,建议未来可以I类和II类防火树种为主营建生物防火林带,以达到阻隔林火蔓延的目的;III类树种的防火性能一般,实地可根据立地条件和地域特征与I类和II类防火树种搭配栽植。
中国东北地区自然保护地数量特征分析
张芳玲, 蒲真, 梁晓玉, 古元阳, 邢韶华
2020, 42(2): 61-67.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190139
[摘要](1336) [HTML全文](829) [PDF 634KB](50)
摘要:
目的研究我国大型地理单元内自然保护地的数量特征对当下建设以国家公园为主体的自然保护地体系具有重要意义。方法本文以我国东北地区为研究范围,基于研究区内594处国家级自然保护地的基础信息,从建设类型、建设时期和自然生态系统类型3方面对我国东北地区国家级自然保护地的数量特征进行了综合分析,对范围重复的国家级自然保护地进行了筛查统计。结果我国东北地区的国家级自然保护地数量在1956—2016年的60年间,经历了停滞、发展、爆发3个阶段,无论是类型、数量还是面积,均呈上升趋势;受自然环境和社会等因素的影响,国家级自然保护地在研究区域内分布并不均衡,具有明显的区域性;范围存在交叉重叠的国家级自然保护地多达108处,尤以自然保护区和森林公园重叠最多;以自然保护地内主要自然生态系统类型对东北自然保护地进行归类,可将其大致归为6类,森林生态系统类和内陆湿地生态系统类在数量和面积上均占据优势,草原草甸类、荒漠与沙漠类和海洋海岸类生态系统受重视程度不高,存在相当大未受保护的区域。结论建议未来东北地区的自然保护地形式在保持多元化的同时,也应向系统化方向发展;自然保护地规划建设多从自然生态系统的空间分布出发,更注重自然保护地类型与典型自然生态系统的一致性,以便于建设和管理;对自然保护地集中的热点区域按照主要自然生态系统类型进行优化整合,通过建设国家公园,合并空间距离邻近,保护对象存在关联的自然保护地来减少重复。此研究结果可为我国东北地区国家公园和自然保护地的建设和管理提供科学的数据支撑。
干旱胁迫环境中黄栌幼苗叶功能性状变异与产地地理−气候因子的关系
李金航, 朱济友, Catherine MhaeB. Jandug, 赵凯, 徐程扬
2020, 42(2): 68-78.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190079
[摘要](364) [HTML全文](268) [PDF 861KB](36)
摘要:
目的分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理−气候因子对叶功能性状变异的影响。方法采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75% ~ 80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55% ~ 65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35% ~ 45%)3个土壤水分含量梯度,分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响,并结合主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)分别研究产地分布与地理−气候因子的关系以及产地地理−气候因子对叶功能性状变异程度(TVD)的影响。结果(1)干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中,SS环境中,叶绿素含量(LChl)、叶相对含水量(RWC)、比叶面积(SLA)和叶片面积比例(LAR)分别比对照低17.61%(P < 0.001)、3.71%(P < 0.001)、10.89%(P = 0.002)和17.22%(P = 0.001),叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LD)分别比对照高9.04%(P < 0.001)和14.52%(P = 0.009)。(2)黄栌叶功能性状之间的相关性在干旱胁迫环境中具有增强的趋势。其中,SLA与LDMC和LD均呈极显著(P < 0.01)的负相关关系,LDMC和LD之间具有极显著(P < 0.01)的正相关关系,RWC与LChl(P < 0.01)、SLA(P < 0.01)和LAR(P < 0.05)呈极显著或显著的正相关关系。(3)干旱胁迫环境中不同产地叶功能性状具有显著差异。MS处理时,SLA(P = 0.002)、LChl(P = 0.025)和LD(P = 0.026)在产地间具有显著差异;SS处理时,LChl(P < 0.001)、LAR(P < 0.001)和RWC(P = 0.005)存在显著的产地差异。(4)来自北京延庆区幼苗的叶功能性状平均变异程度(所有性状变异程度的平均值)最大,为17.57%,而来自山西运城绛县幼苗的最小,为6.97%。(5)经RDA筛选,最干燥月份降水量(DMP,P = 0.002)、生长季月降水量平均差(GSPD,P = 0.008)、最热月份的最高气温(WMT,P = 0.016)和年平均降水量(ANP,P = 0.036)对幼苗TVD影响显著。其中,DMP与所有性状的变异程度之间均具有不同程度的负相关关系,但与LDMC和LD变异程度之间的负相关性更为显著,GSPD和ANP与SLA和LAR变异程度的负相关性较为显著,WMT与LChl变异程度的正相关性极为密切。结论黄栌叶功能性状在不同干旱胁迫环境中、不同产地间均具有显著差异。产地气候 (尤其是DMP、GSPD、WMT和ANP)是导致干旱逆境中不同产地黄栌叶功能性状发生遗传变异的重要原因。5产地中,山西运城绛县的DMP最高,GSPD和ANP较为适宜,WMT较低,且来自该产地的黄栌叶功能性状在干旱胁迫中的平均变异程度最小,因此较适合引种至华北地区的干旱区域。
杉木体细胞胚胎发生胚性愈伤组织诱导条件的优化
吴夏雷, 韩超, 孙宇涵, 曹森, 胡瑞阳, 徐金良, 郑会全, 李云
2020, 42(2): 79-86.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190196
[摘要](828) [HTML全文](201) [PDF 955KB](31)
摘要:
目的优化杉木体细胞胚胎发生过程中胚性愈伤组织的诱导条件,探究基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂对杉木体胚诱导的影响。方法以3个供体母株基因型(Z1、Z2、Z3)的杉木雌配子体(其未成熟合子胚处于裂生多胚期)为外植体,采用6种基本培养基及不同浓度的外源添加剂塞苯隆(TDZ)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理,并对诱导培养过程中的愈伤组织进行细胞学观察。结果以DCR为基本培养基,诱导培养效果最好,愈伤组织诱导率达70.74%,胚性愈伤组织的诱导率达17.36%;供体母株基因型对胚性愈伤组织诱导有较大影响,Z1基因型供体母株的雌配子体最适合用于诱导产生胚性愈伤组织,诱导率为14.73%;诱导培养时以DCR为基本培养基,添加蔗糖30 g/L、活性炭1 g/L、倍力凝5 g/L并附加植物生长调节剂2,4-D 1.5 mg/L、KT 0.4 mg/L、MeJA 1.2 μmol/L和TDZ 0.004 mg/L,杉木胚性愈伤组织的诱导率最高,达19.83%;仅需4 d就可诱导产生胚性愈伤组织,不同阶段原胚团的结构和极性特征有明显差异。结论基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂都会明显影响杉木体胚诱导培养,以Z1供体母株基因型的杉木雌配子体为外植体、DCR为培养基并组合添加MeJA和TDZ可明显提高杉木体胚诱导率。
基于热重分析的呼和浩特主要园林树种热解动力学研究
王雷, 徐家琛, 甄雅星, 张恒
2020, 42(2): 87-95.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190280
[摘要](547) [HTML全文](397) [PDF 1255KB](30)
摘要:
目的树木是森林或园林城市火灾发生的物质基础,也是火灾发生不可避免的因素。园林植物合理的选择和配置是构建生物防火林带的基础工作。目前,文献中关于可燃物热解和燃烧性的研究对象多为森林可燃物,对园林树种热解动力学研究较少。为此,本文以呼和浩特市21种园林树种的树叶为研究对象,进行热解动力学研究,筛选抗火性强的园林树种,为城市生态安全以及园林植物在防火型绿地的树种配置提供理论基础。方法运用热重分析法以高纯度氧气为载气,空气为通气气氛,气体流量10 mL/min,升温速率60 ℃/min条件下的热失重行为进行研究,利用TG-DTG曲线分析园林树种的热解过程和热解参数。结果空气气氛下21种园林树种的热解均经历脱水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。通过一级反应动力学模型Coats-Redfem积分法可以求出样品在快速热解阶段时的相应参数。结论各树种的树叶部位热稳定排序由低到高依次为:接骨木、紫叶小檗、重瓣榆叶梅、小叶黄杨、蒙古荚蒾、砂地柏、黄刺玫、互叶醉鱼草、柽柳、山桃、土庄绣线菊、蒙桑、紫叶碧桃、暴马丁香、华北珍珠梅、一叶萩、细裂槭、锦带花、灰栒子、沙枣、枸杞。各树种的树叶部位热解特性指数P值由大到小依次为:枸杞、灰栒子、暴马丁香、锦带花、黄刺玫、沙枣、华北珍珠梅、蒙桑、山桃、紫叶碧桃、细裂槭、柽柳、互叶醉鱼草、砂地柏、小叶黄杨、紫叶小檗、一叶萩、重瓣榆叶梅、土庄绣线菊、蒙古荚蒾、接骨木。结合热稳定性、着火温度与热解特性指数综合分析,一叶萩、细裂槭、沙枣、枸杞和锦带花具有良好的防火特性。研究结果可为园林植物防控城市森林火灾方面提供理论依据。
红花玉兰挥发油萃取及抗氧化、抗菌活性研究
程嘉莉, 马江, 肖爱华, 朱仲龙, 桑子阳, 马履一
2020, 42(2): 96-105.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190249
[摘要](3601) [HTML全文](155) [PDF 721KB](16)
摘要:
目的研究红花玉兰花蕾挥发油的萃取工艺,并对其化学组成、抗氧化及抗菌活性进行鉴定和评价,旨在为红花玉兰花蕾挥发油的萃取建立一套可行的工艺体系,并为其后续的开发应用提供技术支持和理论参考。方法以‘娇红1号’红花玉兰阴干花蕾为原料,在单因素试验基础上,采用响应面分析法优化超临界CO2萃取工艺,结合自动化质谱解卷积和保留指数对最佳工艺条件下得到的挥发油进行成分定性和定量;采用DPPH自由基清除法和还原能力法评价挥发油抗氧化活性,纸片扩散法和微量肉汤稀释法评价挥发油抗菌活性。结果阴干预处理条件下,红花玉兰花蕾挥发油萃取的最佳条件为萃取温度47 ℃,萃取压力40.7 MPa,动态萃取时间102 min,该条件下挥发油的萃取率为(1.217 ± 0.014)%。GC-MS共鉴定出30种化学成分,占检测到的挥发油总量的70.65%。DPPH自由基清除法测定得到挥发油IC50值为12.82 mg/mL AEAC值为198.64 mg,表明挥发油具有一定的抗氧化活性,还原力测定也得到了这一结果。抗菌试验表明,挥发油对4种供试菌抑制作用强弱依次为金黄色葡萄球菌 > 枯草芽孢杆菌 > 大肠杆菌 > 鼠伤寒沙门氏菌。结论首次建立了红花玉兰阴干花蕾挥发油的超临界CO2萃取工艺,确定了该工艺条件下挥发油的主要成分,并验证其具有一定的抗氧化和抗菌活性。
鸡树条荚蒾果多酚改善胰岛素抵抗HepG2细胞的糖代谢效应
符群, 王梦丽, 郐滨, 郭庆启
2020, 42(2): 106-113.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190243
[摘要](236) [HTML全文](185) [PDF 1053KB](10)
摘要:
目的探讨鸡树条荚蒾果多酚对HepG2细胞胰岛素抵抗(IR)模型的改善作用,以评价其降血糖活性。方法本研究采用高浓度胰岛素诱导,建立体外IR模型,并进行模型稳定性(细胞活性法)及可靠性(Z因子法)评估。试验设空白组、IR模型组、阳性对照(二甲双胍)组和荚蒾果多酚组,MTT法检测细胞活性;葡萄糖氧化酶法检测培养液葡萄糖含量,计算葡萄糖消 耗量;蒽酮法测定糖原含量;比色法检测细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)活性,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞磷酸烯醇式丙酮酸激酶(PEPCK)、葡萄糖六磷酸酶(G6PC)活性。结果10− 6 mol/L的胰岛素诱导处理HepG2细胞24 h是产生胰岛素抵抗模型的最适条件,且IR模型在12 ~ 36 h内有较高的稳定性和可靠性。0.10 ~ 1.00 mg/mL 荚蒾果多酚组的葡萄糖消耗量显著高于模型组(P < 0.05),24 h、0.50 mg/mL组的糖消耗量最高,为(3.49 ± 0.11)mmol/L,消耗率可达88.81%(P < 0.01)。与模型组对比,荚蒾果多酚可提高糖原的含量33.65%(P < 0.01),HK、PK活性可分别提高43.36%(P < 0.05)、48.41%(P < 0.01),对G6PC、PEPCK活性抑制率为分别为22.86%(P < 0.01)、17.33%(P < 0.05)。结论鸡树条荚蒾果多酚可提高IR- HepG2细胞的HK、PK活性,加快糖酵解,增加糖原含量;抑制G6PC、PEPCK活性,从而减少细胞内源性葡萄糖的产生。所以鸡树条荚蒾果多酚对胰岛素抵抗细胞的治疗具有一定效果。
磷肥施用方式对蓝莓苗木生长及养分吸收的影响
王爱斌, 张流洋, 宋慧芳, 张明, 苗雅慧, 郭雨潇, 张凌云
2020, 42(2): 114-123.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190235
[摘要](379) [HTML全文](309) [PDF 846KB](50)
摘要:
目的通过研究磷肥施用方式对蓝莓苗木生长及养分吸收的影响,确定蓝莓苗木培育的最佳施肥方式,为蓝莓的科学施肥提供理论依据和实践基础。方法以两年生蓝莓‘米斯提’苗木为试材,采用完全随机区组试验设计,设置一次性施肥(DF)、线性施肥(LF)、平均施肥(AF)和指数施肥(EF)4种施肥方式,以不施肥(CK)为对照,测定苗木形态、生理指标和土壤理化性质,筛选出磷肥最佳的施肥方式。结果4种施肥方式均能显著提高蓝莓基生枝条长度、百叶干质量、叶面积、基生枝条数量和冠幅,同时有利于叶片磷、钾、可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和叶绿素含量的积累;土壤全氮、全钾、铵态氮、硝态氮、速效钾和pH值均低于对照,而全磷、有效磷、有机质和EC值均高于对照。指数施肥在促进基生枝条长度、粗度、数量、百叶干质量、叶面积、冠幅、叶片钾和可溶性糖、可溶性蛋白、总酚及叶绿素含量等生理方面和增加土壤有机质、有效磷及降低pH值等土壤养分方面均优于其他3种施肥方式。线性施肥在促进叶片氮含量积累方面优于指数施肥。主成分分析发现4种磷肥施用方式对蓝莓生长及养分吸收影响效果依次是EF > AF > DF > LF > CK。结论4种施肥方式均能改善土壤环境和促进蓝莓苗木生长,而指数施肥效果最佳。
生物学
蓝莓种质资源表型多样性研究
李伟, 王攀, 其其格, 张启昌, 黄兵军, 肖泽军
2020, 42(2): 124-134.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190279
[摘要](3565) [HTML全文](185) [PDF 665KB](42)
摘要:
目的以山东和吉林两地的蓝莓品种为研究对象,探究蓝莓种质资源表型性状遗传多样性,为种质资源保存和基因改良提供理论依据。方法对47个蓝莓品种表型性状进行测量,结合主成分分析、相关分析及聚类分析等方法,探讨蓝莓品种间的表型多样性。结果主成分分析表明,前4个主成分特征根值大于0.5的包含25个性状,累计贡献率达53.48%,占调查指标的67.57%。表型数量性状间呈极显著相关的有62对,显著相关的有40对。蓝莓品种种质资源表型性状变异丰富,质量性状与数量性状的香浓维纳多样性指数分布在0.32 ~ 1.36(平均0.87)和0.22 ~ 2.06(平均1.8)。其中质量性状15个,包含52个变异类型,数量性状22个,变异系数在11.39% ~ 46.98%之间。说明蓝莓表型数量性状相对于质量性状表现出更广泛的变异。对调查性状降维后,保留25个主要性状做Q型聚类分析,当欧式距离为17时,将47个蓝莓品种分为5个组群,各组群与栽培生境和栽培类群有一定相关性。结论本研究明确了吉林、山东两地的40个蓝莓品种表型多样性与亲缘关系,今后在培育蓝莓新品种选择亲本时,应着重考虑树冠型、灌丛高度、树冠长径、果粉厚度、果实萼片着生姿势、果实硬度、果实萼片长宽比、果实萼片类型、长势等指标。研究结果可为优良种质资源评价与筛选提供参考。
风景园林
北京市城市边缘区通风廊道型林地营建方法研究
徐一丁, 杨子蕾, 李运远
2020, 42(2): 135-148.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190002
[摘要](5085) [HTML全文](162) [PDF 2234KB](23)
摘要:
目的近年来北京市空气质量日益受到威胁,城市森林建设一定程度上可以改善空气质量。受既有上位规划、气候、河流、农田分布等基础条件的限制,城市边缘区的城市森林营建是森林城市建设的难点,尤其是通风廊道型城市森林建设面临诸多现实问题和技术困难。本文以北京市黑庄户地区通风廊道型城市森林营造为例,详细介绍其具体营建策略与方案并验证有效性,为此类区域开展森林城市建设提供案例依据。方法通过宏观规划城市森林结构布局、中观优化城市森林结构特征以及微观营建城市森林植物群落,运用Ecotect与Winair建立在不同重现期(西北风5、10、15 m/s)下城市森林营建前后的两种3D模型并进行对比。结果(1)结合黑庄户地区现状条件和通风廊道作用原理,构建以宏观规划林地结构、增加林地面积,中观保留生态冷源、明确林廊西北—东南走向为主、宽度大于150 m,微观营建草地型、灌木型结构为主并结合现状地形的植物群落的通风廊道型城市森林体系。(2)在西北风5、10、15 m/s条件下,平行于通风廊道城市森林的样带平均空气流速较未改造前提升了0.042、0.033、0.101 m/s;垂直样带平均空气流速提升了0.023、0.059 3、0.075 3 m/s。改造后模拟区域内空气流速均有所增强,总体随着风力增强空气流速增幅也有提高;森林廊道内的空气流速高于廊道外。结论使用多维度策略结合的通风廊道型城市森林改造后的区域相对于现状地区的空气流速大幅度提升,充分说明在城市边缘区通风廊道型城市森林的营建可有效加速风速,实现换气、降温、排污等综合目标。
林业工程
残损斗栱节点受力性能试验研究
陈九璋, 陈雪瑶, 戴璐
2020, 42(2): 149-158.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190278
[摘要](2429) [HTML全文](272) [PDF 1265KB](30)
摘要:
目的斗栱是古建筑木结构的重要组成部分,对维持整体结构力学性能的稳定起着至关重要的作用。现存古建结构中的斗栱节点都存在着一定的残损变形,而目前对斗栱节点力学性能的研究多以完好的斗栱为试验对象,甚少考虑残损状态,尤其腐朽、虫蛀带来的体积损失对斗栱节点力学性能的影响。因此,研究残损对斗栱节点乃至整体结构力学性能的影响具有十分重要的现实意义,可为古建木结构的修缮与保护提供科学依据。方法以应县木塔二层平坐层的典型柱头铺作为研究对象,以1∶3.5的缩尺比制作了4组斗栱节点模型,保持1组模型完好,对余下3组进行不同位置钻孔的人工残损处理来削弱斗栱组成构件的受力截面,从而模拟斗栱的残损. 通过进行竖向加载试验,得到了4组斗栱节点的荷载−位移曲线,结合试验现象明确了残损斗栱节点的受力和变形特征。结果竖向荷载作用下,斗栱节点的破坏主要体现在第二跳华栱的断裂、弯曲变形和交互斗的开裂。残损斗栱节点的破坏形态与完好斗栱节点相似,但破坏程度更严重。其极限荷载与抗压刚度都有所下降,且残损对斗栱节点的抗压刚度影响更为显著。结论在残损类型相同,且结构整体残损度相近时,第一跳栱的残损对斗栱节点极限荷载和抗压刚度的影响最大。
木材曲线锯送料平台动力学解析及补偿控制策略研究
孟兆新, 曹甲甲, 朱莉, 马婧尧, 石晋菘
2020, 42(2): 159-166.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190234
[摘要](748) [HTML全文](383) [PDF 1404KB](23)
摘要:
目的送料平台是模仿木材锯切时人工送料研发的新型机构,平台末端姿态的准确性是保障锯切质量的关键。但是平台驱动支链多,误差从硬件方面进行控制很难实现,为提高板材曲线锯切时的送料精确度,本文提出一种补偿控制策略。方法运用拉格朗日法建立平台的动力学传递函数,通过动力学解析,分析平台关键部件的运动特征。通过数学解算、模拟仿真等方法,研究末端姿态的误差及其特性,从而建立相应的误差模型;以传统PID控制为基础,融合RBF神经网络进行参数优化,设计适用于送料平台的单神经元PID控制器,用以补偿各支链的驱动位移误差,实现实时补偿控制;运用Matlab和Adams联合仿真的方法对补偿控制策略进行验证和分析,并将成功的算法移植到试验台控制器中进行板材锯切试验。结果经文中设计的单神经元PI经文中设计的单神经元PID算法补偿后,送料平台末端轨迹曲线在XY方向偏移误差从补偿前的3 mm降至小于等于1.5 mm,倾斜角误差从补偿前的3.5°降至1.5°,平台末端轨迹曲线与指令曲线相比,在大部分曲线段完全重合。结论文中所设计的单神经元PID补偿控制策略可以有效提高木工锯送料平台末端姿态的准确性,经过补偿控制的送料平台可以实现板材的精密曲线锯切任务。

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