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基于遥感的高山松连清固定样地地上生物量估测模型构建
张加龙, 胥辉
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190394
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1344KB](0)
摘要:
目的研究利用遥感方法构建高山松固定样地地上生物量估测的参数模型,可以在今后前期样地的基础上直接快速、准确地估测生物量,或者开展少量的外业调查即可获取地上生物量。方法基于遥感因子与样地地上生物量变化量和线性混合模型提高生物量估测精度,以香格里拉市1987、1992、1997、2002、2007、2012、2017年7期国家森林资源清查固定样地和对应年份Landsat TM、OLI的Level-1数据为基础,首先对遥感数据进行预处理:包括辐射定标、大气校正、几何校正和地形校正,提取原始波段、比值因子、植被指数、图像增强信息、纹理指数、混合像元分解后的丰度、叶面积指数,计算5 ~ 30年间隔样地对应的遥感因子变化值。根据森林资源二类调查的高山松分布特征,选择地形因子作为线性混合模型的固定和随机效应,采用多元线性回归、非线性回归、地理加权回归、线性混合模型构建高山松地上生物量估测的静态模型,基于遥感光谱信息变化量构建了有树高和无树高参与的动态模型。最后对不同的建模方法和验证结果进行对比分析,选择最优结果作为估测模型并验证。结果(1)分析静态数据建模和验证的结果,采用样地号为固定因子、坡度等级为随机因子的线性混合模型的拟合R2最高,为0.75;但利用训练数据集和2017年数据验证,其精度都较低。(2)分析变化量数据建模和验证的结果,采用样地号为固定因子、坡度等级为随机因子、遥感因子变化量为自变量的线性混合模型拟合R2最高,为0.70,预测精度P值为68.86%±11.93%;增加平均树高变化量,拟合R2最高为0.79,预测P值为73.39%±6.18%。(3)无论是有、还是无树高参与的变化量模型其拟合和预测精度都达到80%,其预测精度达到了非参数模型预测精度。结论基于变化量的估测模型的拟合和预测精度较静态模型有所提高;综合遥感因子、地形因子构建的高山松地上生物量估测线性混合模型,其精度有较大提高;采用遥感因子变化量构建的高山松地上生物量估测模型,有效弥补了静态光学遥感数据估测生物量的不足,经检验可用于其他年期的估测。
苯丙乳液掺杂对地质聚合物木材胶黏剂性能的影响
马苏, 甄晋, 汪珈羽, 张德荣, 于志明, 唐睿琳, 张扬
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20200019
[摘要](1) [HTML全文](2) [PDF 1460KB](0)
摘要:
目的地质聚合物因兼顾合成有机胶黏剂的高强度与无机胶黏剂的耐候性等特点,在人造板木材胶黏剂中具有巨大的应用潜力,但无机网络的高脆性与低界面相容性限制了其与木材的胶接强度。本研究以提高地质聚合物的基体韧性及其与木材的剪切性能为目的,采用地质聚合物为原料制备木材胶黏剂,探索地质聚合物在木材胶黏剂领域应用的可能性,旨在从原料角度解决人造板产品甲醛释放的危害。方法采用苯丙乳液(苯乙烯−丙烯酸酯)作为有机掺杂物,以偏高岭土(MK)为地质聚合物原料,以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为偶联剂,经碱激发、有机掺杂和养护成型制备有机掺杂地质聚合物木材胶黏剂,通过调节苯丙乳液含量和养护工艺,研究其对地质聚合物基体性能及与木材剪切性能的影响。结果相比于纯地质聚合物,苯丙乳液会降低地质聚合物基体的抗压与抗折强度,使压折比降低至6.09,剪切强度升高至2.6 MPa,接触角降低了4.1%,增加基体表面微孔大小尺寸与裂缝数量;添加KH-550后,基体抗压与抗折强度仍有所降低,但其明显改善了胶黏剂性能,压折比降低为5.96,剪切强度升高至3.6 MPa,接触角降低了25.7%,基体表面微孔尺寸变小,裂缝减少,结构更紧密。硅烷在基体中起偶联作用,使苯丙乳液与地质聚合物产生化学连接。结论苯丙乳液有机掺杂与硅烷偶联协同作用,在偏高岭土基地质聚合物中形成韧性膜,虽然降低了偏高岭土基地质聚合物基体强度,但能较好地改善其脆性,达到增韧效果,并且能够提高地质聚合物与木材的界面相容性,从而增强地质聚合物木材胶黏剂的剪切强度。
降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响
杜琳垚, 刘千慧, 申璇璇, 王绮彤, 王艺霖, 张峰, 于海群, 贾昕
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190211
[摘要](9) [HTML全文](3) [PDF 960KB](2)
摘要:
目的凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。探究降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响,有助于理解油松人工林碳(C)氮(N)循环对降雨减少的响应,可为气候变化情景下人工林生态系统功能预测与评估提供科学支撑。方法以北京八达岭林场油松人工林为研究对象,采用野外控制实验,通过设置3个减雨水平(100%减雨、50%减雨和对照),对比分析不同处理下油松人工林凋落叶分解过程中的质量损失和C、N动态。结果布设分解袋5个月后(2018年5—10月),100%减雨处理下的油松凋落叶未见质量损失,甚至出现微弱的物质积累;50%减雨处理下的凋落叶质量残留率、C残留率和N残留率分别为75.75%、49.31%和71.00%;对照下分别为73.18%、51.92%和75.50%。凋落叶质量和C、N残留率在50%减雨处理和对照间差异不显著。50%减雨处理和对照下的年分解速率k分别为0.64和0.92。油松凋落叶月分解速率与土壤含水量之间呈显著正相关。50%减雨处理和对照下的油松凋落叶N元素呈现出先富集(6月)后释放(7—10月)的动态。结论在北京油松人工林中,降雨减少对油松凋落叶分解的影响依赖于降雨减少的程度,在轻度和中度干旱下其分解速率仅略微下降,且C、N动态基本维持不变;而严重干旱下其分解速率和C、N周转均受到强烈制约。
西藏光核桃果实表型性状变异分析与种质资源筛选
魏丽萍, 韩艳英, 大布穷, 巩文峰, 邓公甫, 呼杰
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190422
[摘要](42) [HTML全文](36) [PDF 774KB](12)
摘要:
目的本研究是探究西藏野生光核桃果实表型性状种群变异规律,结合主成分分析筛选优良种质资源,探明生态因子对果实表型性状的影响,为光核桃良种选育和推广提供参考。方法根据西藏野生光核桃的集中分布区,兼顾种群生长海拔、气候和成熟期的差异,对5个地级市18个种群(SYD、AR、LD、JT、DB、QD、MX、LK、BM、GY、SZ、BJ、ZR、PZ、QN、BH、LZ、CN)进行实地调查采样,每个种群选取13株长势良好的光核桃,各单株间距大于50 m,每株分阴面、阳面和上、下四个方位采集成熟果实,从每方位的果实中随机选择5枚,共20枚,测量其表型性状。结果光核桃果实表型性状种群间和种群内均存在极显著差异;种群间表型分化系数均值为67.99%,表型变异主要来源于种群间;根据PCA分析结合利用部位果肉和果核,筛选出果实大、果核小、果肉厚、出核率低的果用型光核桃,代表种群为山南贡嘎县江塘镇、林芝米林县羌纳乡、林芝朗县朗镇;果实小、果核大、果肉薄、高出核率的核用型光核桃,代表种群有林芝察隅县古玉乡、日喀则亚东县上亚东乡、昌都芒康县曲登乡。RDA分析5个生态因子共解释56.00%的果实性状变异,仅年均温对果实性状的总体变异影响显著(P = 0.049);两个特征性状果肉厚和出核率与生态因子的多元回归方程均回归显著(P < 0.01),调整后判定系数分别为0.599 3、0.798 1。果肉厚与经度、海拔、年均降雨量呈负相关,与纬度和年均温呈正相关;出核率与经度、海拔、年均降雨量和年均温呈正相关,与纬度呈负相关;5个生态因子中经度、纬度、海拔对果肉厚和出核率的影响极显著。结论光核桃果实表型性状变异主要来源于种群间;根据表型性状筛选出了果用型和核用型光核桃及其代表种群,其特征性状主要受经纬度、海拔的影响。
短生育期‘骄阳’百合的育性分析及2n配子诱导
朴美玲, 贾桂霞, 张冬梅
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190425
[摘要](34) [HTML全文](29) [PDF 785KB](5)
摘要:
目的探究百合远缘杂种‘骄阳’百合的花粉与雌配子的育性,通过诱导提高、恢复配子的育性,在多倍体优秀种质渗入育种中加以应用。方法以‘骄阳’百合为试验材料,通过醋酸洋红染色法观测花粉育性,观察其花粉母细胞减数分裂进程,采用秋水仙素注射法诱导2n配子,通过与兰州百合杂交以验证2n花粉育性;为探究雌配子的育性,以‘骄阳’百合为母本与兰州百合杂交,通过直接授粉法与切割柱头授粉法,以子房膨大率、有胚种子数、发芽率加以衡量雌配子的育性。结果‘骄阳’百合在花粉母细胞减数分裂过程中存在染色体与细胞质不均等分离的现象,产生大量非整倍体小孢子,不能发育成可育的花粉,雄配子没有育性。通过秋水仙素处理后,产生部分有活力的2n花粉,适宜的秋水仙素诱导浓度为0.1%,最高诱导率为86.00%,与兰州百合杂交时未能结实。当‘骄阳’百合作母本与兰州百合杂交时可以结实,雌配子具有育性并产生非整倍配子,通过切割柱头法授粉,子房膨大率由11.91%提高至65.02%。结论‘骄阳’百合的花粉不育,利用秋水仙素可以诱导2n花粉的产生并恢复一定的育性;而雌配子可育,作为母本杂交能获得有胚种子并发芽。研究‘骄阳’百合的育性有助于进一步对不同杂种系间百合进行种质渗入,对培育综合性状优良的百合新品种具有重要价值。
基于荧光SSR标记的毛白杨核心种质构建
毛秀红, 朱士利, 李善文, 华辉, 田书勇, 仲伟国, 董玉峰, 安新民
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190413
[摘要](182) [HTML全文](15) [PDF 575KB](1)
摘要:
目的研究毛白杨核心种质的取样策略,在进行相应的遗传分析基础上,构建核心种质,分析其遗传多样性,为毛白杨新品种选育、引种和种质资源基因库建设提供科学依据,亦为其他树种核心种质构建提供参考。方法基于16对荧光SSR引物,利用毛细管电泳技术分析272份毛白杨和白杨杂种种质不同取样比例的遗传多样性参数。根据期望杂合度,计算每个样品对总体遗传多样性的贡献值,然后对所有样品根据贡献值从大到小进行排序。通过比较贡献率最高的前50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%和15%取样比例获得的平均有效等位基因数(Ne)、平均Shannon信息指数(I)、平均期望杂合度(He)等,分析核心种质的代表性,确定其合适的取样比例。结果随着取样比例的降低,Ne、I和He值均在升高,均大于原始种质相应数值,而且He值均大于0.5,表明具有丰富的遗传多样性,而原始种质的He值小于0.5。按照25%取样比例,得到前68名种质,其中包含18份杂种种质以及所有省份选出的部分优异种质。所得到的Ne、I和He分别是2.761、1.094和0.539,均大于原始种质的相应值2.075、0.825和0.432。t检测结果表明,核心种质与原始种质的遗传多样性无显著差异,表明这68份种质在遗传多样性方面具有可靠的代表性,可以作为核心种质。北京的种质与河北的种质遗传一致度最高,为0.997;与山西次之,为0.990。结论毛白杨核心种质的最佳取样比例是25%,最佳取样范围为20% ~ 40%,如果种质资源数目较大,可以适当降低至15%,如果基数较小,可以升高至45%。He、Ne、I等均表明这些核心种质具有丰富的遗传多样性。杂种种质遗传变异丰富,聚合了亲本的优良等位基因,首次从分子水平证明了杂种种质是毛白杨遗传改良的重要育种资源。建议相关部门或者育种者要高度重视白杨杂种种质的收集、保存和再利用。
北京山区3种栎属植物居群遗传结构与基因渐渗研究
高基朋, 秦岭, 曹庆芹, 房克凤, 田晔林
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190402
[摘要](25) [HTML全文](23) [PDF 745KB](4)
摘要:
目的栎属植物种间经常发生种间杂交和基因渐渗现象,特别是同域分布的同组内栎树之间,这种情况会更加频繁。本文通过对北京山区3种栎属植物居群遗传结构遗传变异与遗传结构进行研究,为了解北京地区自然分布的栎属植物种间基因渐渗情况、种质资源现状以及经营管理提供有效数据。方法本文使用6对SSR引物对云蒙山、上方山和北农林场同域分布的304个蒙古栎、槲树、槲栎的居群遗传多样性、遗传结构和种间基因渐渗进行了研究。结果共检测到等位标记105个,每个位点的平均等位标记数(Na)为17.5个,期望杂合度(He)为0.66 ~ 0.91,平均为0.84,多态性信息含量指数(PIC)为0.632 ~ 0.903,平均为0.822,3种栎树在总体水平上具有较高的遗传多样性。在种的水平上,3种栎树的平均等位标记数(Na)为12.67 ~ 14.17,期望杂合度(He)为0.743 ~ 0.849,多态性信息含量指数(PIC)为0.725 ~ 0.826,3种栎属植物的遗传多样性水平为蒙古栎 > 槲树 > 槲栎。对7个栎树居群的遗传结构分析表明,遗传变异大部分发生在居群内。通过Structure软件对3种栎树种间基因渐渗进行分析,发现槲树-槲栎、槲树-蒙古栎和槲栎-蒙古栎这3个种对间均有基因渐渗发生。结论在北京山区分布的蒙古栎、槲树和槲栎这3种栎属植物之间存在普遍的、复杂的渐渗杂交现象。
宁夏盐池油蒿叶片水分利用效率的生长季动态变化及对环境因子的响应
周文君, 查天山, 贾昕, 田赟, 卫腾宙, 靳川
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190206
[摘要](25) [HTML全文](16) [PDF 1075KB](3)
摘要:
目的探明西北半干旱区典型沙生植物油蒿叶片的水分利用效率季节动态及其对环境因子的响应机制,为生态系统过程建模提供重要的生理生态参数。方法本研究于2018年5—9月,使用 LI-6400XT便携式光合仪,测定了油蒿叶片的气孔导度(gs)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E),并计算得出来叶片水分利用效率(WUE, WUE = Pn/E),分析了水分利用效率与土壤含水量(SWC)、叶片表面饱和水汽压差(VPDl)、光合有效辐射(PAR)及叶片表面温度(Tl)的关系。结果油蒿叶片的gsPnE和WUE对SWC、VPDl、PAR和Tl具有一定的响应关系。当SWC ≤ 0.08 m3/m3时,gsEPn、和WUE对VPDl的响应更为敏感;SWC > 0.08 m3/m3时,gsPnE和WUE对PAR与Tl的响应更为敏感。结论本研究结果进一步证明,油蒿在干旱条件下通过气孔的调节来适应环境变化,环境因子通过影响gs,进而影响植物的PnE,从而使WUE发生改变,且WUE在干旱时较低,表明土壤干旱胁迫制约油蒿叶片光合作用,从而使叶片水分利用效率受到抑制。因此,得出如下结论:油蒿通过水分资源保存策略来适应干旱环境。
基于MSPA模型的北京市延庆区城乡生态网络构建
孔阳, 王思元
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190271
[摘要](100) [HTML全文](92) [PDF 1576KB](13)
摘要:
目的随着北京城市化的快速发展,北京生态环境趋于恶化,城市生态安全面临着巨大的挑战。生态网络的构建能够减缓快速城市化带来的城乡景观格局破碎化等危害,对保护城市生物多样性意义重大。方法本文选取北京市延庆区作为研究区,基于ArcGIS软件平台,对北京市延庆区遥感影像进行解译得到土地覆被类型,将土地覆被类型分为前景和背景,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法得到7类景观类型,将其中的核心区识别为重要生态源地,运用最小耗费距离模型和网络分析法得到最佳阈值下的生态网络,在此基础上提出延庆区的生态网络优化建议。结果(1)延庆区整体破碎度较低,不同类型间的物质和能量迁移比较通畅,整体景观多样性较高,但城市内生境斑块数目较少,廊道较为匮乏;(2)最适合延庆区生态网络现状结构的距离阈值为20 000 m,此时网络闭合度α为0.73。(3)林地、耕地是研究区域潜在生态廊道的重要构成景观类型,其中林地面积最大,为17 452.9 hm2,占廊道总面积的81.1%。结论MSPA方法具有评价几何连通性较准确细致、需要的数据量小、分析结果可视化等优点,而网络分析法可以对生态网络进行优化,因此基于MSPA方法和网络分析法对延庆区的生态网络构建精度更加细致准确,研究结果对延庆区的生态网络构建以及生物多样性的保护具有指导作用和实践价值,同时能够为其他地区的生态网络构建提供参考。
上海滨海地区25种园林树种的抗风性研究
张德顺, 李科科, 李玲璐, 章丽耀, 刘鸣
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190253
[摘要](462) [HTML全文](704) [PDF 1241KB](23)
摘要:
目的台风是我国东部沿海地区的主要气象灾害之一,近年来气候变化引发的风害发生的频度和成灾强度有不断上升的趋势,加强园林树种的抗风性研究直接关乎城市绿地体系的生态稳定性。方法本文通过对上海常见的25种园林树种的静态拉力实验、树木形态稳定性评价、树木木材测试以及土壤紧实度测量,综合评价了各树种的抗风性特征。结果实验结果显示,各树种的抗拉力矩与抗拉角度呈对数函数关系;稳定性指数随着树木高度、冠高比、树冠不对称性指标的上升而减小;树木树芯的抗压强度与抗压弯度呈线性关系。结论将25种受试树种大致分为两大类:一类是以广玉兰、梧桐、金丝楸、枫香为中心的静态拉力较大、弯曲角度较小的刚性树种,另一类是以银杏为中心的静态拉力较小、弯曲角度较大的韧性树种。
松壳黄酮提取工艺及其抗氧化活性
符群, 郐滨, 李璐, 刘磊, 王梦丽
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190452
[摘要](204) [HTML全文](66) [PDF 1349KB](12)
摘要:
目的红松是东北地区重要的经济型树种,其松壳中所含的化学成分具有多种生物活性,特别是黄酮含量极为丰富,是一类天然抗氧化剂,而松壳多被视为废弃物被送至垃圾场填埋或焚烧,导致资源的浪费。因此,深入研究松壳黄酮对红松的开发利用具有现实指导意义。方法以红松松壳为原料,采用响应面法优化超声波辅助低共熔溶剂提取松壳中黄酮类化合物的工艺,并对提取物的抗氧化活性进行了研究。结果松壳黄酮最佳提取工艺参数为:氯化胆碱−柠檬酸−水(质量分数1∶1∶4)、超声功率200 W、提取时间30 min、提取温度为60 ℃、固液比为1∶55,此条件下黄酮得率为9.838% ± 0.211%,较醇提法提高69%。低共熔溶剂黄酮提取物对DPPH·、ABTS+及OH·清除率的IC50分别为(5.195 ± 0.039)μg/mL、(9.528 ± 0.132)μg/mL、(151.860 ± 0.238)μg/mL,较醇提黄酮分别降低40.98%、52.94%、11.59%。以HepG2细胞建立H2O2氧化损伤模型,黄酮浓度在0.1 ~ 0.5 mg/mL范围内,对HepG2受损细胞具有保护作用,存在显著的剂效关系,且低共熔溶剂所提黄酮的保护作用优于醇提黄酮。结论采用绿色环保的低共熔溶剂可高效提取松壳黄酮,且提取物能够保持良好的抗氧化活性。
长白落叶松−水曲柳混交林冠幅预测模型
贺梦莹, 董利虎, 李凤日
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190250
[摘要](250) [HTML全文](213) [PDF 1956KB](38)
摘要:
目的基于黑龙江省尚志市帽儿山林场和一面坡林场长白落叶松−水曲柳混交林24块标准地的3 164株长白落叶松样木及3 574株水曲柳样木的数据,分别构建了长白落叶松和水曲柳的冠幅模型。方法通过分析不同混交方式林分内长白落叶松和水曲柳冠幅的变化规律及其与林木竞争因子的关系,从6种常用的线性和非线性基础冠幅模型中选取最优模型,并将混交比例Si和树木在混交带内位置P作为哑变量,加入其他树木变量和林分变量,分别构建长白落叶松和水曲柳的冠幅模型,并对所构建的模型进行评价。结果长白落叶松和水曲柳冠幅在不同混交比例Si和混交带不同位置P下差异显著;冠幅与林木胸径与林分优势木胸径之比(DDH)和林木树高与林分优势高之比(HDH)成正相关,与大于对象木的胸高断面积之和(BAL)成负相关,与距离无关的竞争因子可以反映树木的竞争压力,对冠幅具有影响;长白落叶松冠幅与冠长率(CR)成正相关,与高径比(HD)成负相关;水曲柳冠幅与水曲柳优势木平均高(H0Fra)成正相关,与高径比(HD)成负相关。包含混交比例哑变量Si和混交带位置哑变量P的长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合冠幅(CW)的Ra2分别为0.564 2和0.545 9,加入树木变量和林分变量后长白落叶松和水曲柳冠幅模型拟合CW的Ra2分别为0.6745和0.5896。结论包含混交带位置哑变量P、混交比例哑变量Si、树木变量(CR和HD)、林分变量(H0Fra)的长白落叶松和水曲柳冠幅模型具有较好的拟合效果及预测精度。因此,本研究所构建的冠幅模型可以很好地预测混交林内长白落叶松和水曲柳的冠幅,为进一步研究混交林树木树冠结构奠定了基础。
基于混合效应模型的新疆天山云杉单木胸径预测模型构建
陈国栋, 丁佩燕, 尹忠东
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190236
[摘要](149) [HTML全文](77) [PDF 851KB](14)
摘要:
目的建立新疆天山云杉单木胸径生长模型,以期对天山云杉胸径生长进行预测,为林业部门对天山云杉经营管理提供理论依据。方法以天山云杉为研究对象,基于新疆自治区一类清查数据中70块天山纯林复测样地,样地中测得活立木共计1 914株,随机选取1 531组数据作为训练数据,383组数据作为检验数据。对比分析传统单木胸径模型和混合效应模型在云杉单木胸径模型的应用,在运用R语言的nlme模块构建混合效应模型时考虑密度水平效应、样地效应以及嵌套两水平效应,并用平均绝对误差\begin{document}$ (\left|\bar {E}\right|) $\end{document}、均方根误差\begin{document}$ (\mathrm{R}\mathrm{M}\mathrm{S}\mathrm{E}) $\end{document}、平均预估误差(\begin{document}$ \mathrm{M}\mathrm{P}\mathrm{E} $\end{document})、总相对误差(\begin{document}$ \mathrm{T}\mathrm{R}\mathrm{E} $\end{document})、调整决定系数\begin{document}$ ({R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2}) $\end{document}来检验模型的拟合效果。结果混合效应模型(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.762)优于传统胸径模型(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.505)。混合效应模型中,基于嵌套两水平混合效应模型最好,其平均绝对误差\begin{document}$ (\left|\bar {E}\right|) $\end{document}、均方根误差\begin{document}$ (\mathrm{R}\mathrm{M}\mathrm{S}\mathrm{E}) $\end{document}、平均预估误差(\begin{document}$ \mathrm{M}\mathrm{P}\mathrm{E} $\end{document})、总相对误差(\begin{document}$ \mathrm{T}\mathrm{R}\mathrm{E} $\end{document})、调整决定系数\begin{document}$ ({R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2}) $\end{document}值分别为0.589 cm、0.804 cm、0.966%、− 0.042%、0.899。混合效应模型拟合效果由高到低依次为:嵌套两水平混合效应模型(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.899)>样地效应混合模型(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.766)>密度水平效应混合模型(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.762)。幂函数能有效消除异方差结构的影响,一阶自回归矩阵AR(1)可以有效消除数据的时间相关效应。结论研究求得的天山云杉单木胸径生长混合效应模型可作为新疆天山云杉单木胸径预测的主要模型,其中嵌套密度水平效应和样地效应的混合效应模型对单木胸径的预测效果最好(\begin{document}$ {R}_{\mathrm{a}\mathrm{d}\mathrm{j}}^{2} $\end{document}=0.899),此研究表明混合效应模型是新疆天山云杉单木胸径预测的有效方法,为大面积新疆天山云杉单木胸径预测提供理论基础及新的方法。
福建省将乐县生物防火林带阻隔网空间布局与规划
袁硕, 李超, 陈昊, MuhammadAmir, 刘晓东
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190365
[摘要](300) [HTML全文](136) [PDF 1031KB](20)
摘要:
目的福建省三明地区为森林火灾多发地区,为了阻隔森林火灾的蔓延、切断火源,降低火灾造成的亏损,以福建省三明市将乐县为研究区域,整体规划生物防火林带阻隔网。方法通过分析森林火灾时空分布规律,计算得出阻隔网密度和最小控制面积,然后利用空间分析、水文分析以及面向对象的空间特征提取等方法确定生物防火林带阻隔网的位置,再结合阻隔网现状,优化选取防火树种与阻隔网宽度,最终计算得出生物防火林带阻隔网密度,对将乐县生物防火林带阻隔网进行综合规划。结果最终确定生物防火林带阻隔网的密度为19.04 m/hm2,最小控制面积为10 hm2,共需营建生物防火林带阻隔网3 591.67 km,山脊防火林带阻隔网1 846.64 km,沟谷防火林带阻隔网384.21 km,林缘防火林带阻隔网1 360.82 km。山脊防火林带阻隔网宽度取均值12 m进行计算,沟谷及林缘防火林带阻隔网宽度取均值9 m,得出规划生物防火林带阻隔网总面积为3 786.49 hm2,通过对比将乐县主要树种的抗火能力,选取以木荷为主,油茶、毛竹等为辅的防火树种 ,既能发挥较好的抗火性能又兼具经济效益。结论依据因地制宜、因害设防、适地适树、重在实效的原则,在总结福建省生物防火林带阻隔网营建技术经验的基础上,综合考虑阻隔网密度、最小控制面积、林带的位置、林带的有效宽度、树种的选择等重要参数之后,对将乐县的生物防火林带阻隔网进行了优化,不仅达到相关规定的生物防火林带阻隔网标准,并且建设成本可控,利用有限的资金发挥较好的防火效果。
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](411) [HTML全文](404) [PDF 1004KB](34)
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](677) [HTML全文](507) [PDF 1798KB](48)
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,并用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_{\rm{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。
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](3289) [HTML全文](596) [PDF 9380KB](52)
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,采用四旋翼无人机影像为数据源,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。
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](1102) [HTML全文](800) [PDF 1087KB](78)
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。
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2020-05ml 目录
2020, 42(5): 1-2.  
[摘要](12) [HTML全文](7) [PDF 332KB](1)
摘要:
欢迎订阅2020年《北京林业大学学报》
2020, 42(5): 164-164.  
[摘要](11) [PDF 0KB](0)
摘要:
林学
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
2020, 42(5): 12-24.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190364
[摘要](458) [HTML全文](389) [PDF 814KB](13)
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个乔木树种(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。
广东南岭国家级自然保护区华南五针松种内和种间关系研究
王俊, 王泳腾, 段洋波, 谢磊, 崔国发
2020, 42(5): 25-32.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20180436
[摘要](592) [HTML全文](116) [PDF 748KB](5)
摘要:
目的通过对广东南岭国家级自然保护区小黄山内118株对象木及253株伴生种的调查,分析华南五针松的竞争强度,揭示华南五针松群落的动态变化规律和种群生态适应机制。方法沿海拔梯度设置标准群落样方。利用Hegyi单木竞争模型计算华南五针松群落内物种间的竞争指数,并采用回归分析的方法建立对象木胸径与林分、种间竞争强度的函数模型。结果(1)华南五针松胸径与树高存在显著的幂函数关系;(2)华南五针松的种内和种间竞争指数分别为893.736和559.682;(3)华南五针松伴生种较多,其主要种间竞争树种的顺序为木荷 > 甜槠 > 五列木 > 马尾松 > 长苞铁杉 > 凤凰木 > 福建柏 > 马蹄荷;(4)华南五针松胸径与整个林分和种间竞争指数呈显著的负相关。结论华南五针松群落内以种内竞争为主。竞争强度随华南五针松个体胸径的增大而减小,当华南五针松胸径到达30 cm时,竞争强度下降较为平稳,二者符合幂函数关系,所得模型能有效的预测华南五针松的种内和种间强度。
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
2020, 42(5): 33-41.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190285
[摘要](508) [HTML全文](352) [PDF 619KB](38)
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。
中国东北温带3种木质藤本植物细根解剖和形态性状研究
王元敏, 王燕, 王思远, 高国强, 谷加存
2020, 42(5): 42-49.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190419
[摘要](124) [HTML全文](86) [PDF 838KB](9)
摘要:
目的研究温带木质藤本植物细根的功能性状及其潜在吸收能力。方法选取中国东北温带3种代表性木质藤本植物,即缠绕类藤本狗枣猕猴桃和北五味子、卷须攀援类藤本山葡萄为材料,研究了1 ~ 5级细根的解剖、形态、分支结构和吸收根组成。结果随着根序的增加,狗枣猕猴桃和北五味子的皮层厚度有增加趋势,而山葡萄则呈降低趋势。3种藤本植物的中柱直径均随根序增加而显著增粗,但是皮层厚度与中柱直径比值显著下降。皮层的存留状态显示,所有树种吸收根的比例均随根序增加而明显下降,1级根是典型的吸收根。从1级根至5级根,3种藤本植物比根长显著降低,直径显著增粗,组织密度增加,但是分支比仅在山葡萄中呈现单调的降低趋势。树种对各根系性状有显著的影响,但是与根序的影响存在交互作用。与其他2个缠绕类藤本植物相比,卷须攀援类藤本山葡萄中柱直径较大,皮层厚度与中柱直径比值较低,而2、3级根的分支比明显更高。与本地区其他类群植物相比,3种藤本植物1级根的平均直径较粗、比根长较低,而平均组织密度介于草本蕨类和其他木本植物之间。结论细根解剖和形态性状在3种藤本植物间存在明显差异,但是这些性状随根序变化的规律与其他木本植物较一致。与本地区其他类群植物相比,藤本植物1级根形态特征表现出了较为独立的特点。
美洲黑杨与欧洲黑杨及其杂交子代材性径向变异规律
沈浩, 饶俊, 关莹, 张利萍, 刘盛全, 高慧
2020, 42(5): 50-58.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190352
[摘要](377) [HTML全文](158) [PDF 743KB](16)
摘要:
目的以母本美洲黑杨50号杨、父本欧洲黑杨N179杨及其3个杂交子代(中林46、108杨、桑巨杨)为研究对象,分析亲本和子代间木材的材性径向变异规律,为杨树材性改良提供一定的理论依据。方法利用国家标准测定其化学、物理及解剖特性。结果木材的材性测定结果表明:亲本及其3个子代的苯醇抽提物质量分数变化范围在1.36% ~ 2.15%;综纤维素为79.23% ~ 83.19%;半纤维素为35.09% ~ 35.94%;α-纤维素为43.34% ~ 47.25%;木质素为20.70% ~ 24.73%,除中林46的木质素质量分数(20.70%)低于亲本,其他子代的化学成分质量分数均介于父本与母本之间。5种杨树基本密度变化范围在0.33 ~ 0.39 g/cm 3,纤维长度为971.06 ~ 1 145.65 μm,纤维宽度为16.19 ~ 19.36 μm,纤维长宽比为57.07 ~ 67.28,壁腔比为0.26 ~ 0.31,腔径比为0.76 ~ 0.80。亲本与杂交子代材性随着树龄的增加呈现出的趋势是:苯醇抽提物含量先增加后降低;综纤维素含量在1 ~ 5年上升较快,后趋于稳定;α-纤维素含量逐渐增加;木质素含量逐渐下降;中林46中母本与子代基本密度逐渐增加,父本与另外两个子代逐渐降低;纤维长度逐渐增加,在7 ~ 8年生时,增加速度明显降低;纤维宽度逐渐增加,8年生后趋于平缓;纤维长宽比逐渐增加,7年生后增加速度变缓;壁腔比先降低后增加,在6 ~ 7年生时达到最低;腔径比先增加后降低,在6 ~ 7年生时达到最高。结论美洲黑杨和欧洲黑杨及杂交子代材性性状差异显著,各材性性状均呈现出不同程度的变异,亲本与子代径向变异规律一致,母本50号杨的苯醇抽提物和木质素含量低、α-纤维素含量高、纤维较长、长宽比和壁腔比大,且这些性状变异系数都较小,利于遗传控制,在5种无性系中为最佳,子代的中林46的木质素和解剖特性都具有超亲现象,选择潜力较大,在今后的育种实践中可加以利用。
基于Logistic和Gompertz模型的小叶杨幼苗生长组合优化模型
葛会硕, 宋跃朋, 苏雪辉, 张德强, 张晓宇
2020, 42(5): 59-70.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190296
[摘要](1742) [HTML全文](860) [PDF 1322KB](21)
摘要:
目的通过对我国小叶杨幼苗的株高生长规律及生长模型的研究,为其生长预估及科学育苗提供参考。方法以来自我国16个产区的小叶杨幼苗作为研究对象,通过试验地调查及测量等方法获取基础数据,以时间维度建立生长模型分析小叶杨幼苗株高的生长规律。选取具有生物学意义的生长方程,根据模型拟合优度与评价指标选取最优基础生长模型,并在最优模型的基础上构建适合不同产区幼苗生长的组合优化生长模型。结果(1)不同产区的样本株高的综合最优基础模型分别为Logistic方程和Gompertz方程,其中Logistic模型的R2和预测精度分别在0.847 9和92.23%以上,Gompertz模型的R2和预测精度分别在0.891 5和92.60%以上。(2)在此基础上构建的组合优化模型对我国7个产区的小叶杨幼苗生长呈现出较大的F值(α = 0.01)和较高的预测精度,其中门源回族自治县样本的预测精度提高了0.90%,富平县和都兰县的样本预测精度分别提高了0.37%和0.34%,且模型显著相关。(3)通过组合优化模型参数发现16个产区样本平均在17.73 d达到生长速率最大点。结论小叶杨幼苗的生长受地理位置和气候等条件的影响,通过建立符合不同产区小叶杨幼苗生长的模型,有利于提高生长模型的精度和适用性,不仅能为幼苗研究提供科学基础,也为进一步的全基因组关联分析奠定基础。
长白山云冷杉针阔混交林林木空间利用率混合模型
李杨, 亢新刚
2020, 42(5): 71-79.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190112
[摘要](655) [HTML全文](124) [PDF 928KB](31)
摘要:
目的建立林木空间利用率模型,为天然混交林中不同树种间生产力的比较提供依据,为单木成熟的判断提供参考。方法利用林木生长量与树冠大小比值定义林木空间利用率,以长白山地区云冷杉针阔混交林为研究对象,基于20块标准地的2 268株单木数据,建立林木空间利用率混合模型,拟合各树种的空间利用率。结果(1)备选指标中蓄积生长量和树冠投影面积之比与胸径相关系数最高,适宜作为计算指标。(2)通过逐步回归,最终选定林木胸径、胸径平方(代表胸高断面积)、树高、冠幅、样地蓄积、针阔比、坡向坡度、竞争指标作为林木空间利用率基础模型的自变量。(3)确定按树种分组,包含胸径平方及截距随机效应参数、指数函数异方差结构的混合模型,经检验,混合模型在建模数据及检验数据中的表现均略优于一般线性模型。(4)利用所构建的混合效应模型,对研究数据进行拟合预测,各树种空间利用率最高时期的胸径分别为云杉约40 cm,冷杉、落叶松、红松、中阔组约37 cm,慢阔组约32 cm。结论林木利用率模型得到的数量成熟是以单位营养空间的生产力为基础的,使不同树种间的比较更为合理,且计算结果符合一般林学规律,可以作为该地区云冷杉针阔混交林判定单木成熟及优化林分结构的参考依据。
多环芳烃(PAHs)污染土壤中接种平滑白蛋巢菌对蒿柳光合作用的影响
马晓东, 李霞, 刘俊祥, 翟飞飞, 孙振元, 韩蕾
2020, 42(5): 80-87.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190340
[摘要](542) [HTML全文](222) [PDF 860KB](20)
摘要:
目的虽然已有研究表明植物-白腐真菌联合修复是一种更高效的多环芳烃(PAHs)污染土壤修复策略,但由于该策略的作用机理尚不清楚,其在土壤修复实践中的应用前景仍存有疑问。光合作用不仅是植物生长发育的基础,也影响根系分泌物的释放水平,进而影响根际微生物的生长和土壤中PAHs的降解。基于此,我们研究了PAHs污染土壤中接种白腐真菌对植物光合作用的影响。方法在温室中设置了PAHs污染土壤的盆栽修复实验,以蒿柳做为植物修复材料,选取光合色素含量、气体交换参数的光响应曲线和叶绿素荧光参数做为蒿柳的光合生理指标,探究了PAHs污染土壤中接种白腐真菌对蒿柳光合作用的影响。结果PAHs污染土壤中接种白腐真菌对蒿柳光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(Fv/F0)等指标均有积极的促进作用,但降低了叶片的气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、非光化学淬灭(NPQ)和光化学淬灭(qP)参数。不同的接种方法能改变GsTr的光响应曲线的变化趋势。此外蒿柳-白腐真菌联合修复显著提高了土壤菲(PHE)、芘(PYR)的去除率。结论PAHs污染土壤中,白腐真菌能提高蒿柳的光合能力和蒸腾效率,促进土壤PHE和PYR的去除,这对揭示植物−白腐真菌联合修复的作用机理有重要意义。
城市绿地致敏指数的改进研究及应用
闫珂, 杨华, 李文芳, 李云
2020, 42(5): 96-105.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190376
[摘要](197) [HTML全文](87) [PDF 1001KB](27)
摘要:
目的城市绿地致敏指数(IUGZA)的构建考虑了绿色空间内植物特有的生物学特性和形态特性,为使该指数应用更广泛,本文对其进行改进研究并探讨该指数的实际应用,可为城市绿地的管理和维护提供理论依据。方法基于高斯公式对城市绿地致敏指数进行分析并改进了该指数( I'UGZA),应用指数评估绿地的致敏潜力,并进行不同区域致敏潜力大小对比,探究该指数在绿地致敏潜力评估中的实际应用。同时使用Spearman相关性分析和主成分分析(PCA),分析IUGZA与其他参数(区域面积、植株数量、林木密度、物种丰富度和Shannon-Wiener指数(H')之间的相关性。结果(1)绿地整体的IUGZA值为0.214 1,I'UGZA值为0.219 3,具有低过敏潜力,研究区内生长的植物排放的花粉不会对花粉过敏患者造成高风险。但对研究区进行分区对比时,部分区域的IUGZA值大于0.3,具有高过敏潜力。同时距离致敏性植物346 m范围内可引起敏感人群的过敏症状,距离场源中心1 000 m处I'UGZA值趋近于0,几乎没有致敏影响;(2)绿地种植低致敏性植物较多,占比为65.7%。高致敏性植物有油松、栓皮栎、洋白蜡、毛白杨、臭椿、白桦、白榆、圆柏等植物,主要属于柏科、松科、杨柳科、悬铃木科、豆科、苦木科、榆科、桦木科、壳斗科;(3)主成分分析(PCA)与Spearman相关性分析的结果一致,IUGZA和物种丰富度之间存在显著相关性(P < 0.05),与其他参数的相关性不显著。结论改进的指数可反映距离绿地空间不同位置的致敏潜力以及对周边环境的致敏影响,是评估城市绿地致敏潜力的有效工具,用于量化绿色空间不同区域空气中花粉排放形成的致敏潜力;可反映每种植物产生的花粉在绿色空间中的贡献大小,进而明确城市绿地中具有高致敏性的植物;还可作为分析绿地区域内植物种类丰富程度的工具。
科尔沁沙地植物群落物种多样性及其主要影响因素
陈晨, 王寅, 王健铭, 杨欢, 王雨辰, 徐超, 李景文, 褚建民
2020, 42(5): 106-114.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190284
[摘要](561) [HTML全文](231) [PDF 767KB](64)
摘要:
目的科尔沁沙地地处我国北方农牧交错带,其植物多样性组成与格局对人为干扰及其导致的环境因子变化极其敏感。近年来,科尔沁地区农牧业发展迅速,人为干扰对自然植被的影响不断加大,但是探讨放牧干扰与环境因子对植物群落不同水平物种多样性相对影响的研究还比较缺乏。方法本研究基于44个调查点,放牧干扰数据以及环境数据,通过单因素方差分析、一元线性回归、多项式回归和方差分解等方法,分析科尔沁沙地植物群落αβγ多样性分布特征及其主要影响因素。结果(1)群落αβγ多样性均随放牧强度的增加而逐渐下降,不同放牧强度之间均存在显著差异(P < 0.05),重度放牧下群落αβγ多样性均显著低于围封区(P < 0.05),在围封区达到最高。(2)群落α多样性与放牧强度和最热月均温呈极显著负相关关系(P < 0.01),与气温日较差、土壤有机碳和土壤全磷含量呈极显著的正相关关系(P < 0.01),随年均降水量的增加而呈显著的先减后增的变化趋势(P < 0.05),并随着最冷月均温和土壤全氮含量的增加呈显著的先增后减的变化趋势(P < 0.05)。群落β多样性与放牧强度、潜在蒸散量和最冷月均温呈显著的负相关关系(P < 0.05),并与年均降水量呈显著的正相关关系(P < 0.05)。群落γ多样性与放牧强度呈极显著的负相关关系(P < 0.001),与土壤有机碳和土壤全氮含量呈极显著的正相关关系(P < 0.01)。(3)放牧干扰是群落αβ多样性的主要影响因素,放牧干扰与土壤因子的协同作用是群落γ多样性的主要影响因素。结论放牧干扰对科尔沁沙地植物群落不同水平物种多样性起着关键作用。因此需要制定科学的放牧管理制度、加强监管力度,对严重退化的区域实行围封禁牧,在降低放牧强度的同时打击偷牧行为,能够有效促进科尔沁沙地植物多样性保护和退化生态系统自然恢复。
园艺学
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
2020, 42(5): 124-131.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190096
[摘要](1505) [HTML全文](1160) [PDF 884KB](68)
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。
风景园林
基于水文模型的北京浅山区雨洪管理措施探究
林俏, 刘喆, 吕英烁, 余曦璇, 郑曦
2020, 42(5): 132-142.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190116
[摘要](242) [HTML全文](136) [PDF 1854KB](17)
摘要:
目的浅山区是城市的生态屏障,由于浅山区的地形坡降较大,且洪峰汇流时间较短,极易形成季节性洪水,导致雨洪灾害。本文旨在探究合理的浅山区雨洪管理方式,研究不同雨洪管理情景在山地中的适用性。方法研究以北京市浅山区夹括河上游区域为例,基于HEC-HMS和HEC-RAS等水文模型模拟10年一遇设计降雨下的雨洪径流过程,对比分析3种不同的雨洪管理情景(传统管理情景、低影响开发情景和自然情景)在雨洪调控效果、生态环境影响和景观效果3个方面的综合调控效果,从而探究不同浅山区雨洪管理措施的有效性。结果(1)在雨洪调控效果方面,传统管理情景、低影响开发情景的蓄水容量分别是自然情景下的3.8倍、5.0倍,最大淹没范围较自然情景增大了2.0%、1.2%,传统管理情景、低影响开发情景对峰值流量的削减率分别为18.3%、31.5%,峰现时间分别推迟35 min、45 min。(2)在生态环境影响方面,低影响开发模式对于河道植被环境和水文连通性的积极效应大于传统管理模式和自然模式。(3)在景观效果方面,低影响开发情景在水体范围和环境契合度方面都具有较大优势。结论(1)相比于传统雨洪管理模式,低影响开发模式具有良好的雨洪调蓄作用,能增大雨水存蓄容量、削减峰值流量、推迟峰现时间,此外低影响开发模式能改善河道生态环境,并且具有良好的景观效果。因此通过综合判断,低影响开发情景更适用于本文的研究流域中。(2)低影响开发模式能发挥浅山区的地形优势,通过在地形平缓处设计雨水蓄水池来收集上游汇水。同时低影响开发模式按照海绵城市的设计规范制定雨洪目标,实现河道上游汇水区域年径流总量控制率大于85%,兼顾了河道生态和景观的需求。(3)研究发现HEC-RAS水文模型可以量化并可视化不同雨洪管理情景,为浅山区雨洪管理建设提供技术支持。(4)研究强调每个区域的特殊性,浅山区雨洪管理措施从另一层面扩展了低影响开发情景的应用,表明传统水利设施也同样适用于低影响开发的雨洪管理理念。
林业工程
基于应力波传播速度模型的原木缺陷定量检测
魏喜雯, 孙丽萍, 许述正, 杨扬, 杜春晓
2020, 42(5): 143-154.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190420
[摘要](267) [HTML全文](381) [PDF 1591KB](6)
摘要:
目的研究应力波在原木上传播速度变化情况,建立不同方向角和纵截面夹角的应力波传播速度模型,以期进一步认识应力波在原木不同方向角度纵截面内的传播规律,为树木内部缺陷的二维成像技术提供理论与实验依据。方法首先通过理论分析,建立应力波在原木不同方向角度纵截面的传播速度模型;然后以东北地区4种具有代表性的树种为样本,采用Arbotom应力波木材无损检测仪测量应力波在不同方向角、不同截面夹角和不同方向角度纵截面上的传播速度,对健康原木样本的应力波传播速度\begin{document}$v\left(\alpha \right)$\end{document}与方向角α,应力波传播速度\begin{document}$v\left(\beta \right)$\end{document}与截面夹角β,以及应力波传播速度\begin{document}$v\left({\alpha,\beta } \right)$\end{document}αβ之间的关系进行回归分析。结果在同一纵截面上,应力波传播速度随方向角的增大而增大,水平方向速度最小;在同一方向角度的不同纵截面上,应力波传播速度随截面夹角的增大而减小,径向传播速度最大。健康样本实验数据的拟合结果与理论数学模型非常吻合,决定系数均大于0.87,显著性P都小于0.01,模型都具有较高的拟合优度。针对落叶松原木试样,人工设计了直径为7.5 cm的空洞缺陷,利用相关系数0.97,均方根误差17.81的健康多元回归模型\begin{document}$v\left({\alpha,\beta } \right) = 109.2{\alpha ^2} - 182.1{\beta ^2} + 36.78{\alpha ^2}{\beta ^2} - 34.76{\alpha ^2}{\beta ^4} + 1 \; 627$\end{document}进行二维成像。当应力波传播路径位于原木的健康区域时,传播速度随方向角和截面夹角的变化趋势满足该模型;但当应力波经过原木的缺陷区域时,传播速度明显降低,不再符合正常情况下的传播速度模型。基于二维成像结果,图像的拟合度高达92.06%,测量缺陷空洞的误差率为8.63%。结论应力波在健康原木不同角度纵截面上传播的多元回归模型对树木内部缺陷检测具有很好的指导作用,利用该模型结合二维成像技术,能准确地检测出原木内部缺陷位置和大小,为三维成像技术提供了理论与实验依据。
木塑集成木构框剪墙体抗侧性能试验研究
杨小军, 郝丹, 付帅, 王佳阳, 张璐, 俞奕豪
2020, 42(5): 155-163.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190391
[摘要](378) [HTML全文](107) [PDF 1767KB](24)
摘要:
目的以木塑为主要材料将木塑与木结构相结合,探索一种基于木结构的木塑建筑,是克服现有轻钢结构木塑建筑不足的一个重要途径。墙体抗侧性能是决定木塑建筑在地震灾害作用下能否安全的重要因素,研究木塑集成木构框剪墙体抗侧性能可以为维护木塑建筑安全提供科学依据。方法设计了5片普通木塑集成框剪墙体和3片带斜撑的木塑集成框剪墙体,通过低周反复加载试验方法,研究了墙体的抗侧刚度、抗剪强度、立柱上拔量、刚度退化和单位耗能。结果木塑集成木构墙体的抗侧性能主要取决于木塑材结构支撑方式和覆面板连接方式,其破坏特征表现为覆面板钉连接失效破坏和木塑材连接节点断裂破坏。对于普通墙体,面板钉间距为75 mm时,墙体的抗剪强度、抗侧刚度和单位耗能分别比普通常规墙体的高出了35.40%、16.88%和76.22%。带斜撑墙体抗侧性能均明显优于普通常规墙体,木塑材人型撑和K型撑墙体的抗侧性能均与钢条剪刀撑墙体的相当,其中木塑材K型撑墙体抗侧刚度和单位耗能分别比钢条剪刀撑的高出了14.76%和16.44%,抗剪强度比钢条剪刀撑墙体的低了11.34%。覆面板厚度、斜撑和面板钉连接方式对墙体的约束作用能显著减小墙体框架立柱的上拔。结论木塑材集成方式是墙体抗侧性能的重要影响因素,采用框剪结构,增加斜撑和提高面板钉连接可靠性,能充分发挥木塑材料的优异性能,使墙体满足木塑建筑抗震要求。

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