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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230098
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目的 对桑叶黄酮的提取工艺及其自由基清除能力，对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性抑制作用进行研究，旨在获得充分保持桑叶黄酮活性的新型制备方法，为桑叶资源开发利用提供理论依据。 方法 采用超声波–半仿生法提取桑叶黄酮，考察液料比、超声时间、超声温度、超声功率4个因素对桑叶黄酮得率和DPPH·以及OH·的平均清除率的影响，通过响应面试验优化桑叶黄酮提取工艺，评价桑叶黄酮对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用。 结果 桑叶黄酮最佳提取工艺为液料比30 mL/g、提取总时间97 min（3个阶段的时间比例为1∶2∶2）、超声温度49 ℃、超声功率400 W，黄酮得率为（38.23 ± 0.42） mg/g，自由基平均清除率为（57.04 ± 0.97）%。桑叶黄酮对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性抑制的IC50值为（1.081 ± 0.130） g/L和（1.204 ± 0.190） g/L。超声波–半仿生法比单一超声波法提取桑叶黄酮的自由基清除能力强，比单一半仿生法提取桑叶黄酮的得率高。 结论 采用超声波辅助半仿生法提取的桑叶黄酮具有良好的自由基清除能力，且对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶有抑制作用，与单一提取法相比，超声波–半仿生法提取桑叶黄酮具备更高的生物活性和得率。桑叶黄酮可开发为高糖人群调节血糖的产品，超声波–半仿生法可为工业制备桑叶黄酮提供良好的技术储备。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230156
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目的 为进一步分析木材细胞壁与水分之间的相互作用，探究了糠醇改性前后木材细胞壁在典型水分状态下物理环境（孔隙）的变化规律和细胞壁水分的结合状态。 方法 以速生青杨（Populus cathayana）为研究对象，利用糠醇改性改变木材细胞壁水分存在的物理环境，分别利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、傅里叶红外光谱和氮气吸附法考察绝干状态下改性材的微观形貌、改性剂分布、官能团和孔隙结构，并利用差示扫描热孔计法和二维低场核磁共振技术分析低湿、气干、高湿和纤维饱和状态下改性前后木材细胞壁物理环境的变化规律以及细胞壁水分的结合情况。 结果 糠醇改性后木材的质量增长率、体积增长率分别为35.1%和12.6%，并伴随细胞壁增厚现象。改性后木材细胞壁的比表面积和孔体积分别降低了29.9%、35.3%，糠醇树脂堵塞了木材细胞壁的部分孔隙。从低湿状态到纤维饱和状态，未处理材和改性材孔体积均呈现增加趋势，未处理材细胞壁孔径分布极大值从3.41 mm3/g增加到5.65 mm3/g，增加了65.7%，糠醇改性材细胞壁孔径分布极大值从2.99 mm3/g增加到4.63 mm3/g，增加了54.9%。在不同水分状态下，糠醇改性材的细胞壁孔体积均低于未处理材，并且在高湿环境下，水分对木材细胞壁孔体积影响更加明显。随着相对湿度升高，未处理材和糠醇改性材的含水率都增加，但是糠醇改性材含水率低于同等条件下的未处理材，吸湿性降低。含水率增加，未处理材和糠醇改性材细胞壁水分T1/T2值降低，水分移动性增加。糠醇改性材中两种细胞壁水分的T1/T2值远高于未处理材，进一步说明糠醇改性改变了木材细胞壁的物理环境，限域空间束缚增加使得水分子移动性降低。 结论 经糠醇改性后，糠醇树脂进入木材细胞壁并发生原位聚合，造成在绝干、低湿、气干、高湿、纤维饱和状态下，改性材细胞壁孔体积均低于未处理材，并且在高湿度状态下，孔体积表现出更大的增长率。物理环境的变化造成木材细胞壁容纳水分的空间减少，同时，水分子受到细胞壁的物理束缚增加，移动性降低。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230021
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目的 生态空间网络具有保障生态过程、维护生态安全、提升生态系统服务的作用，当前有关研究多针对潜在生态空间网络展开，对现状生态空间网络的研究较少。基于长时间序列土地利用数据，提取现状生态空间网络，分析其结构的演变特征，为优化网络结构、构建区域生态安全格局、提升区域生态服务功能提供重要依据。 方法 以内蒙古防沙带为研究区，首先以空间形态学分析方法分析研究区1990、1995、2000、2005、2010、2015和2020年多种景观组分的空间分布特征，进而以核心区为节点，以连接桥为边构建了研究区实际生态空间网络，利用复杂网络分析中的度、度分布、直径、平均路径长度、聚类系数等多种拓扑结构指标研究了实际生态空间网络的结构演变特征。 结果 研究区景观组分以核心区和连接桥为主，30年间分别占研究区面积的32.13%和28.72%，其次为边缘、孤岛和环，其中核心区在不断减少，孤岛逐渐增多。30年间研究区生态空间网络平均度在20.01至39.98范围内波动，度分布幂律特征明显，幂函数指数呈上升趋势。网络直径从1990年的24下降到2020年的17，平均路径长度从1990年的4.20上升到2020年的5.14。30年间连通子图平均数量为61个，且呈现增加趋势，连通子图规模平均为33.35，呈下降趋势。网络具有极强的度度相关性，度与聚类系数之间没有明显的数量关系。 结论 30年间各指标的变化趋势表明，研究区生态空间网络为无标度非层次同配小世界网络。网络不均匀性较强但有降低趋势，网络局部连接紧密，社团结构明显，但跨社区的长距离连接正在减少，网络正逐渐分裂为互相孤立的多个子图，网络整体连通性有所下降。研究区景观格局的优化可通过建设跨区域的生态廊道、增加各个社团间的连接等措施进行。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220510
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目的 为提高净生态系统碳交换量（NEE）在长期缺失下的插补精度，利用人工神经网络（ANN）和双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）将NEE的环境因子和时序特征相结合，提出了ANN-BiLSTM模型。 方法 以宁夏盐池观测站NEE数据及微气象数据为研究对象，通过随机剔除连续7、15、30、45和90 d的5类缺失情景来评估ANN-BiLSTM模型、随机森林（RF）、人工神经网络（ANN）、K最邻近（KNN）、支持向量回归（SVR）和边际分布采样法（MDS）在NEE长期缺失下的插值结果。 结果 当NEE缺失天数≤30 d时，各模型的插值精度相对可靠，ANN-BiLSTM模型的插值精度最高，决定系数（R2）均值在0.48 ~ 0.56之间，均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别在0.68 ~ 1.92 μmol/(m2·s)、0.45 ~ 1.3 μmol/(m2·s)之间。当数据缺失天数 ≥ 45 d时，MDS不能对缺失值进行处理，ANN-BiLSTM模型的插值精度明显高于机器学习模型，R2均值 > 0.45，RMSE和MAE分别在0.79 ~ 1.95 μmol/(m2·s)、0.50 ~ 1.32 μmol/(m2·s)之间。 结论 当温带荒漠灌丛生态系统的NEE数据缺失长度 > 30 d时，建议应用ANN-BiLSTM模型对缺失数据进行插补，可以在一定程度上提高NEE长期插值结果的精度。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230052
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目的 建立基于林分优势高和气候因子的杉木树高−胸径非线性混合效应模型，为杉木生长研究和经营管理提供理论依据。 方法 基于2020年国家森林资源年度监测评价广西壮族自治区试点25块杉木样地的每木胸径和树高实测数据及样地位置对应的气候数据，选择7个常用的树高−胸径模型，筛选出模拟精度最高的模型作为基础模型，再引入代表林分竞争、立地条件和气候因子的变量构建广义非线性模型，并在此基础上，加入样地效应构建杉木非线性混合效应模型。最后，运用十折交叉验证法对3种模型进行检验。 结果 Chapman-Richards模型为最佳杉木树高−胸径关系基础模型，林分优势高、林分断面积和年平均降水量与树高生长显著相关，用于构建广义非线性模型，对比分析确定随机参数为3个的组合构造非线性混合效应模型。基础模型、广义非线性模型、非线性混合效应模型的调整决定系数分别为0.674 2、0.797 3和0.857 3，平均绝对误差分别为1.607 5、1.270 1和1.010 6 m，均方根误差分别为2.032 1、1.632 1和1.338 4 m，相对均方根误差分别为20.796 4%、16.703 3%和13.697 3%，混合效应模型呈现出更好的拟合效果。 结论 引入林分优势高和气候因子的杉木树高−胸径非线性混合效应模型可以较好地描述杉木树高胸径曲线，适用于大范围的树高预测。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230011
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目的 无人机遥感的迅速发展为胸径预估提供了新方向，本研究适用于通过无人机遥感技术提取样地单木树冠因子后，估算胸径及林分每公顷断面积等指标，实现精准高效的森林资源监测与管理。 方法 根据福建省将乐国有林场33块杉木人工林地面调查数据，利用10种传统模型与2种机器学习方法分别对单木胸径进行估测，并基于不同的自变量组合形式来分析不同因子对胸径估测的影响。 结果 根据传统模型参数拟合结果可以看出，树冠半径与胸径呈显著正相关，林分密度、偏冠因子及竞争指数与胸径均呈显著负相关。传统模型建模过程中所引入最优竞争指数为树冠重叠内角相关的CI2，模型逻辑斯蒂模型拟合结果最优，幂函数（有截距）模型次之。而在使用检验数据进行估测时，幂函数（有截距）有着最好的估测效果。随机森林模型均具有较好的拟合效果，使用检验数据进行估测，不同竞争指数对模型拟合提升程度不同，与树冠重叠面积相关的竞争指数CI3取得了最好的效果。支持向量回归模型拟合优度小于随机森林，略大于传统模型。对胸径进行估测时，包含与竞争木大小相关的竞争指数CI4的模型为最优模型。 结论 传统模型和机器学习模型在拟合与估测单木胸径上均取得了一定的效果，利用机器学习模型效果更优。在模型的不同自变量组合中，加入有关树冠的竞争指数能使模型预测精度提高，决定系数R2增加，EMA、ERMS及AIC减小。传统模型的最优竞争指数为重叠内角相关的竞争指数CI2，在机器学习方法中与对象木和竞争木大小相关的竞争指数CI3和CI4也取得了较好的效果。此外，偏冠指数对于胸径估测的提升效果仍需进一步验证。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220182
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目的 油茶胚珠败育现象严重，只有少数胚珠能发育为成熟种子，但其败育机制尚不清楚。本研究对油茶胚珠败育时期、组织结构变化和败育原因展开探究，旨在明确油茶胚珠的败育过程，为提高油茶产量提供一定的理论基础和实践意义。 方法 本研究以‘华硕’品种果实为试验材料，在体视显微镜下观察油茶果实内的胚珠的形态，统计败育率，采用荧光素二乙酸酯（FDA）染色观察败育胚珠失去活性的时间；通过石蜡切片和显微镜观察明确可育胚珠和败育胚珠的组织结构变化，通过碘−碘化钾染色和PAS反应标记可育胚珠与败育胚珠中淀粉粒的分布。利用CFDA荧光示踪和激光共聚焦成像技术揭示同化物在可育胚珠与败育胚珠中的运输路径，通过实时荧光定量PCR试验分析与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关的基因在可育胚珠与败育胚珠中的表达情况。 结果 （1）体式显微镜的观察结果显示26 WAA（weeks after anthesis，花后周数）后油茶可育胚珠与败育胚珠的大小产生差异；FDA标记结果说明，败育胚珠在果实发育过程中逐步失去活性。（2）37 WAA时，胚珠败育率达到64.08%。（3）显微观察显示：可育胚珠的胚和胚乳均正常发育，内外珠被结合紧密；败育胚珠无胚乳细胞，内珠被与外珠被之间的空隙较大；可育胚珠的胚柄和胚乳中均有淀粉粒存在，败育胚珠仅在萎缩的内珠被上观察到少量淀粉粒。可育胚珠的内珠被上无胼胝质沉积，败育胚珠的内珠被上可见胼胝质沉积。（4）CFDA荧光示踪结果发现，败育胚珠与可育胚珠的同化物运输方式存在差异。（5）与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关基因在败育胚珠和可育胚珠中存在差异性表达。 结论 败育胚珠的结构异常，胚珠内缺乏淀粉的积累，内珠被上有胼胝质沉积，同化物的运输方式与可育胚珠不同，参与胚珠物质和能量代谢、抗氧化作用和细胞凋亡等过程的基因的差异表达可能与油茶胚珠的败育有关。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230190
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目的 微波膨化木基金属复合材料（PWMC）是一种密度适中、高导热、富有装饰性的新型金属木材料。为其未来在室内装饰、家居木制品等领域的高附加值应用提供技术支撑，开展了涂饰性能与耐光老化性的研究。 方法 使用水性聚氨酯清漆涂饰PWMC，研究涂饰工艺对表面色度学参数和光泽度的影响，探讨砂纸目数与表面粗糙度间的关系。在紫外光老化条件下，研究光老化处理前后PWMC的色度学参数和光泽度变化，分析木材区域及表面聚氨酯涂层的光降解机理。 结果 透明涂饰对PWMC发挥着保护与装饰的双重作用。三底两面透明涂饰处理后PWMC整体、木材和金属区域的总色差值分别为10.26、9.07和3.22，木材区域颜色变幅大于金属区域。涂饰后金属与木材两区域间的光泽度差异值由17.7降至2.3，表明涂饰处理能够有效降低光泽度差异。砂纸目数为240目时，PWMC各区域具有相近的粗糙度参数、差异值较小，表面平整且均一，此时漆膜附着力最佳（0级）。720 h光照下PWMC木材区域偏绿黄变化，木材与金属区域明度值增加；涂饰后木材与金属两区域的色度学参数变化幅度与失光率更低，证实了水性聚氨酯清漆对PWMC耐光性的提升作用。红外光谱与X射线光电子能谱显示PWMC木材区域与聚氨酯涂层中碳的氧化态升高，说明紫外光老化条件下发生了氧化降解。 结论 本研究探明了微波膨化木基金属复合材料的涂饰性能与耐光性，为微波膨化木增值利用提供了理论和技术依据。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220476
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目的 弄清水曲柳人工林林分空间结构特征与土壤养分含量的关系，揭示影响土壤养分的林分空间结构因子，得出基于改善土壤养分的林分空间结构优化措施，为水曲柳人工林的精准经营及其土壤的有效管理提供科学依据。 方法 以黑龙江省帽儿山地区4种林分密度和2种混交比例的水曲柳人工林为对象，运用相关分析与通径分析法得出混交比、林分密度、角尺度、大小比数、开敞度和竞争指数等林分结构因子与土壤养分含量的关系。 结果 水落3∶3混交林表层土壤养分含量显著高于4种密度纯林，其有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量较同密度水曲柳纯林分别提高27.3%、31.8%、18.2%、7.3%、15.2%和6.4%；不同林分密度水曲柳纯林间土壤养分含量差异显著（P < 0.05），土壤养分随林分密度的增大而降低；最小密度纯林较最大密度纯林表层土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量分别提高42.7%、35.4%、19.8%、8.9%、41.3%和28.4%；土壤养分含量随角尺度、大小比数和开敞度的增大而增加，随竞争指数的增大而降低；林分密度和竞争指数对多数土壤养分含量具有直接负作用，角尺度、大小比数和开敞度与多数土壤养分含量正相关，各结构特征因子间相互作用直接或间接的影响土壤养分含量。 结论 水曲柳落叶松混交林较水曲柳纯林、低密度纯林较高密度纯林土壤养分含量高。水曲柳人工林经营过程中应多营造混交林，以保持合理林分密度为总基调，降低林木间竞争指数。在调整角尺度，使林木趋于随机分布的基础上，根据大小比数伐除处于劣势的林木，增大开敞度。逐渐改变林木生长空间不合理的状态，改善林地营养条件。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230026
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目的 识别和评价区域生态安全格局，能为优化区域生态系统要素，改善区域生态安全状况提供重要依据。 方法 本文利用InVEST模型，测算围场县小滦河流域碳固持、生境质量、水土保持和水源涵养4项重要生态系统服务功能，对该区域的生态系统服务功能进行综合评价，并利用最小累计阻力模型（MCR）构建该区域的潜在生态廊道。 结果 全域共识别14个生态源地，构建34条生态廊道，其中19条廊道重要性较高。围场县小滦河流域南、中、北部的综合生态服务功能和生态源地的空间分布格局差异显著。南部低山区森林面积较大，综合生态系统服务功能较高，生态廊道网络较为密集。中部农牧区的人为干扰较严重，对南、北部间生态过程造成阻碍。北部邻近塞罕坝林场区域4项重要的生态系统服务功能较高，存在一些面积较大的生态源地，生态廊道重要性较高。小滦河流域整体生态连通性不高，除河流本身外，沟通南、北部的唯一生态廊道位于流域东部边缘，对区域安全格局具有重要作用。 结论 围场县小滦河流域南部、中部和北部区域的生态系统服务功能具有较大差异，生态安全格局研究结果能为制定相应区域适宜的生态保护修复策略提供理论参考。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220507
摘要:
目的 通过揭示纳帕海面山森林蚁巢与非蚁巢土壤总有机碳储量及活性有机碳组分的分配特征，为阐明蚂蚁活动对森林土壤有机碳沉积影响的过程及机制提供关键数据支撑。 方法 以纳帕海面山云杉—冷杉森林群落为研究对象，比较蚁巢和非蚁巢地2种处理土壤总有机碳储量、活性碳组分（微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳）及其碳分配（微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳）的差异，并分析蚂蚁筑巢活动引起土壤理化环境改变对总有机碳储量及活性有机碳组分分配的影响。 结果 蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳积累及活性碳组分分配（P < 0.05）。其中，蚁巢土壤有机碳储量是非蚁巢的5.7倍；蚁巢土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳含量分别提高了3.8、2.7、4.0、3.5倍；蚁巢土壤易氧化有机碳/总有机碳均值大小比蚁巢高出0.15%，而非蚁巢土壤微生物生物量碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳均值分别比蚁巢高0.43%、3.3%、3.21%；不同处理和土层仅对土壤总有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳存在明显的交互作用（P < 0.05）；回归分析结果表明土壤微生物生物量碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳分别解释了96.45%、96.35%、95.13%、94.27%的总有机碳变化；主成分分析表明土壤密度、全氮和速效磷是总有机碳储量的主控因子，而速效氮、速效磷、土壤密度等是活性碳组分积累的主要驱动因子；全钾、含水量分别是颗粒性有机碳与可溶性有机碳分配的主要影响因子。 结论 蚂蚁筑巢主要通过改变土壤紧实度、氮磷养分条件等环境因子，进而调控纳帕海面山森林土壤总有机碳储量与活性有机碳组分的分配，研究结果有助于理解高原湿地面山土壤碳积累过程的土壤动物学调控机制。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220527
摘要:
目的 松材线虫在我国主要以松墨天牛和云杉花墨天牛为传播媒介，感染林木后常导致森林毁灭性破坏。预测松材线虫病入侵风险不仅对森林保护与质量提升具有重要参考价值，还关乎我国生态安全与碳中和目标的实现。 方法 本文基于川西理县24个云杉花墨天牛和55个枯死松树（云杉花墨天牛羽化前载体）地理分布点以及20个生物与非生物因子数据，利用GIS分析工具和最大熵模型（MaxEnt）对该县云杉花墨天牛适生区和枯死松树潜在分布区进行预测，并通过MaxEnt软件内建的刀切法剖析影响云杉花墨天牛适生区与松树分布区的主要因子。考虑到松材线虫病发生至少需同时具备传播媒介（云杉花墨天牛）和载体（松树）二要素，将云杉花墨天牛适生区和枯死松树分布区数据进行加权求和，预测松材线虫病发生的潜在分布区，评估其入侵风险。 结果 研究发现MaxEnt模型对云杉花墨天牛适生区和枯死松树分布区的预测工作特征曲线的下面积值分别为0.993和0.969，表明模型的预测结果为优，可用于松材线虫病潜在入侵风险预测。松材线虫病潜在入侵风险评估发现距居民点1.5 km内、年均气温为7.8 ~ 10.1 ℃、最湿季降水量为345 ~ 358 mm时松材线虫病潜在发生风险最高。模型预估理县松材线虫病潜在发生高风险区面积为10 616 hm2，沿道路呈带状分布于各乡镇，占县域针叶林总面积7.1%。 结论 基于GIS空间技术和MaxEnt模型有助于预测川西林区松材线虫病入侵风险。但是，随着经济建设与气候变化，川西松材线虫传播与发生存在较大不确定性，应加强居民点、公路沿线松材线虫及其传播媒介的监测，完善防控应急预案，保障川西林区生态安全。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220250
摘要:
目的 针叶树中NF-Y核因子调控球花发育的研究尚未见报导，对油松PtNF-YC1基因克隆、表达特性及功能分析，旨在为针叶树NF-Y基因家族在球花生殖发育中的功能研究提供依据。 方法 （1）利用系统进化树分析油松PtNF-YC1与拟南芥NF-YC亚家族蛋白的亲缘关系；（2）瞬时转化烟草检测PtNF-YC1的亚细胞定位；（3）根据转录组数据分析PtNF-YC1在油松不同组织中的表达特性；（4）PtNF-YC1异源转化拟南芥，分别比较长日照和短日照条件下转基因拟南芥不同株系的开花时间，并对长日照下各株系进行转录组测序，筛选响应PtNF-YC1调控开花的相关基因；（5）通过Y2H和BiFC验证PtNF-YC1与候选蛋白之间互作。 结果 PtNF-YC1基因的开放阅读框为897 bp，编码299个氨基酸，含有典型NF-YC保守结构域，与AtNF-YC3/4/9具有较高同源性。亚细胞定位结果显示，PtNF-YC1定位在细胞核和细胞质。PtNF-YC1在针叶、营养芽、雌雄花芽和根中都能表达，但在雄球花中表达丰度最高。PtNF-YC1异源转化拟南芥可推迟其短日照下开花时间。Y2H和BiFC证明PtNF-YC1与PtCOL5存在相互作用。 结论 PtNF-YC1可调控成花时间，是油松光周期途径诱导球花发育的候选基因。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230044
摘要:
目的 为解决由于森林火灾烟雾数据集样本量小、样本特征分散、烟雾图像占比小等特点导致的林火烟雾检测模型识别效果差、准确率低等问题，实现快速、准确识别检测森林火灾烟雾。 方法 针对少样本森林火灾烟雾图像数据集的样本特征，本研究提出了一种基于多头注意力机制的森林火灾烟雾图像检测方法。该方法首先在训练阶段采用数据增强方法，扩充训练数据的数量同时降低过拟合风险；然后设计特征提取模块与特征聚合模块，在特征提取模块中引入多头注意力机制并探讨引入的合适位置，使模型更多地关注火灾局部特征，解决烟雾图像少造成的信息缺失问题；在特征聚合模块中使用FPN-PAN模块对图像的深层与浅层语义信息进行特征融合；最后，设置检测头模块输出实验结果。利用测试准确率、召回率、误报率、检测率和F1值等评价指标在少样本公共数据集和自建火灾烟雾少样本数据集上测试本方法的有效性。 结果 在数据增强阶段同时增加mosaic数据增强和多尺度变换，可以得到更好的检测效果。在特征提取模块的第4个卷积模块后面添加1处多头注意力机制的模型性能最好。相较于现有的元学习长短时记忆网络、匹配网络和轻量级目标检测网络等方法，本方法有更好的检测效果，具体表现为准确率达到了98.79%，召回率98.28%，检测率97.33%，误报率仅为6.36%。 结论 与现有的火灾烟雾检测模型相比，本方法具有更好的判别能力和泛化能力。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220373
摘要:
目的 杉木是我国南方特有的用材树种，其具有良好的绿化效果，同时也具有较高的经济价值。本文主要对不同时间尺度上杉木径向生长动态及其与气候因子的关系展开研究，为科学经营研究区杉木提供参考依据。 方法 本研究利用径向生长测量仪对福建省将乐国有林场杉木进行了为期4年（2017年7月—2021年6月）的连续监测，对其径向生长量进行分析，确定生长季，同时进行偏相关分析及滑动相关分析探究温度、湿度、降水量等气候因子对杉木径向生长的影响。 结果 （1）杉木具有周期性的日径向改变，主要体现在3个阶段：第1个阶段是收缩，第2个阶段是恢复，第3个阶段是增长；杉木径向变化的季节动态经历了低谷期、上升期和稳定期；杉木的径向变化年际间存在差异，但径增长的时间序列和累积变化趋势基本是一致的。（2）拟合并分析杉木累积径向生长曲线可以确定福建将乐杉木的生长季为每年2—9月。（3）平均相对湿度、降雨量、最低温度和平均温度是主要的影响因子，且杉木净增量与降雨量具有显著正相关的关系，温度在适宜杉木径向生长的范围内越高越利于生长，但高于或低于这个范围均会起抑制作用；滑动相关分析结果表明随着生长季时间的变化，相关系数呈现先增加后减少的趋势。 结论 杉木径向生长与相对湿度、降水量、温度等气候因子有密切联系，因此研究杉木的径向变化特征和对气候因子的响应，为更好地规划目标树种的生存策略提供了重要的技术路径和参考模型。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220055
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目的 厘清辽宁省仙人洞国家级自然保护区森林生态多功能的物质量大小，能够有效提高区域环境质量增强区域生态服务功能。 方法 以自然保护区主要森林生态系统为研究对象，根据辽宁辽东半岛森林生态系统国家定位观测研究站2018年实测数据和森林规划调查数据，采用模型量化、分布式测算、相关分析等方法，选择支持、调节和供给3大服务6个功能类别，研究了自然保护区森林生态服务的物质量及权衡与协同作用。 结果 （1）森林生态服务物质量：支持服务644.42 × 103 t/a，包含保育土壤量644.10 × 103 t/a、林木养分积累量323.85 t/a；调节服务40.88 × 103 t/a，包括固碳释养量40.16 × 103 t/a、大气净化量719.12 t/a；供给服务中，提供水源量148.27 × 107 m3/a、供给负氧离子量274.97 × 1020个/a；保育土壤 > 固碳释氧 > 大气净化 > 林分营养固定。（2）各评价指标物质量：森林保育土壤中，固土量555.15 × 103 t/a，保肥量88.95 × 103 t/a；森林积累营养量为氮固持（291.02 t/a） > 钾固持（25.33 t/a） > 磷固持（7.50 t/a）；森林吸收碳28.56 × 103 t/a、释放氧11.60 × 103 t/a；森林吸收气体污染物量为二氧化硫（817.50 t/a） > 氮氧化物（255.80 t/a） > 氟化物（242.00 t/a），阻滞TSP、PM10和PM2.5分别为82.3、46.7和10.6 t/a。（3）优势树种（组）生态服务物质量前三的树种（组）有天然次生栎类林、赤松林和落叶松林，生态服务物质量与林分面积、蓄积量有显著协同性（P < 0.05），与胸径、树高和郁闭度为协同作用（P > 0）。（4）保护区行政村生态服务物质量是管理局最高，而三架山村最低；支持与调节服务存在权衡作用（r > 0），支持与供给服务存在协同作用（r < 0），调节与供给服务同时存在协同和权衡作用（r < 0和r > 0）。 结论 保护区森林生态系统的保育土壤、固碳释养、提供水源和供给负氧离子服务量突出；森林面积和蓄积量对生态服务物质量起重要作用；生态服务之间普遍存在协同和权衡作用。空间上，封山育林、防止林业用地流失；林分上，保护珍稀树种，增加树种类型，促进林分更新演替，就地保护和植树造林相结合；多措并举、遵循自然规律是提高生态服务的有效措施。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220003
摘要:
目的 明确不同生境下树木木质部的解剖特征差异和暖干化气候条件下树木木质部的生长变化。 方法 在黑龙江省穆棱市针阔叶混交林中设置了水分偏多和偏少2个生境采样点，在2个样点内分别对红松、蒙古栎、紫椴进行取样，使用滑走切片机对所取样芯进行切片，获取木质部解剖参数。 结果 偏干生境下蒙古栎的平均导管面积（MVA）、木质部脆弱性指数（Vx）显著增大，但蒙古栎的水力效率（Ks）在2个生境间差异不显著。从偏湿生境到偏干生境，紫椴的MVA、Vx、Ks显著降低。在3个树种中，只有红松的平均管胞面积（MTA）和Vx在2个生境下差异不显著，同时在偏干生境下Ks显著提高。偏干生境下红松、蒙古栎、紫椴的年轮宽度（RW）均与生长季的帕默尔干旱指数（PDSI）呈显著正相关，且其敏感性随土壤含水量的增加而降低。偏干生境下蒙古栎的Ks与前一年11月―当年10月的PDSI显著负相关，紫椴的RW、MVA与前一年非生长季最低温显著正相关。 结论 生长季初期干旱是制约穆棱地区红松管胞面积和水力效率的重要因素，在未来红松可能会更强烈地感受到东北地区的气候变化。紫椴在偏干生境下降低水力效率以提高水力安全。偏干生境下的蒙古栎生长量和平均导管面积大于偏湿生境，所以未来的暖干化气候条件可能对蒙古栎的生长更有益，但存在空穴化风险。明确全球变暖带来的干旱胁迫是否会改变树种生长状况，对调整当前的造林措施以使针阔混交林更好地应对未来的暖干化气候条件至关重要。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220146
摘要:
目的 以拟南芥株高性状及上位性网络模型为研究基础，通过构建不同层次的互作调控网络，探究、揭示植物生长发育过程中多基因在复杂网络中相互作用的过程或规律。 方法 以拟南芥的84个重组自交系为实验材料，共获得417 495个单核苷酸位点（SNPs）及8个时间点的株高生长数据，基于功能作图方法对测序得到的不同基因型与株高性状进行关联分析后，通过结合系统生物学中模块化的概念及统计学中降维的思想，在常微分方程组的基础上构建稀疏、有向、可量化的模块以及基因之间的上位性互作网络，同时使用拟南芥在线数据库对不同功能模块中的候选基因进行富集分析与功能注释。 结果 研究结果表明，在宏观遗传调控网络中，大部分功能模块在拟南芥发育过程中起正向调控的作用，并且随时间的变化会改变互作的策略。在微观调控网络中，与拟南芥的结构发育密切相关的基因AT4G29140在网络中对其他位点都是上调作用，同时只受到与衰老有关基因的下调作用。而与维持细胞的稳态有关的基因AT4G36910不主动发挥调控作用，其功能表达非常依赖于其他基因的控制。基因AT4G22680可能通过调节RP1的表达发挥其调控的功能。 结论 本研究从关联分析与复杂网络的角度上，探究了影响拟南芥生长的上位性机制，为植物遗传结构的解析提供了新的方法和思路。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220053
摘要:
目的 柳蝙蛾是一种多食性的森林害虫，在我国东北地区对水曲柳危害严重。在小尺度上研究柳蝙蛾的空间格局，可为精准管理提供基础信息。 方法 本文将柳蝙蛾蛀孔数及其寄主树木水曲柳胸径作为标记的空间点过程的标记，使用基于距离指数的空间分析（SADIE）来分析标记的空间格局和空间关联性。使用L函数来检验水曲柳分布的空间随机性，使用标记条件均值函数来度量标记与点之间的独立性，使用标记变异函数和Stoyan标记相关函数来度量标记的空间相关性。每个样方划分成2种不同密度的小样方来利用SADIE研究水曲柳分布与蛀孔的空间关联性。 结果 两个样地中柳蝙蛾蛀孔均呈显著的聚集分布。样地G1的斑块和间隙分别处于样地的两端，而样地G2的斑块和间隙混杂在一起。样地G1中，在4.0 ~ 4.8 m和14.5 ~ 16.0 m 距离上存在显著的蛀孔数少的树与其他蛀孔少的树互为邻居的格局。样地G2中，在8.5 ~ 9.0 m距离上存在上述格局。标记变异函数分析表明，两个样地中的空间自相关性均不显著。水曲柳的空间格局及其胸径的空间格局均与柳蝙蛾蛀孔的空间格局成强烈的关联性，表明这两个因素均影响柳蝙蛾蛀孔空间格局的形成。SADIE分析及L函数分析均表明水曲柳的空间格局为聚集性。标记条件均值函数分析表明，标记（蛀孔数）不依赖于点（水曲柳位置）。 结论 柳蝙蛾蛀孔在水曲柳林中的空间分布呈聚集性。水曲柳的空间格局及其胸径的空间格局均影响柳蝙蛾蛀孔的空间格局。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220246
摘要:
目的 开展不同地理空间城市森林的空气负离子浓度（NAIC）研究，为空气负离子的理论研究和森林康养基地的选址依据提供科学支撑。 方法 在2019年9月—2020年1月，2020年5月—8月，选取广东省广州市的3个不同地理位置、森林面积和周边环境梯度的森林环境：远郊、近郊和城区城市森林，同时设置1个城区对照组进行NAIC差异比较，并运用Pearson相关性分析和多元逐步回归分析探讨NAIC与空气含氧量、温度、相对湿度和风速的相关关系。 结果 （1）天然林的NAIC显著高于人工林；在人工林中，高郁闭度林的NAIC显著高于中郁闭度林。（2）不同地理空间城市森林NAIC差异显著，其中远郊城市森林 > 近郊城市森林 > 城区城市森林 > 城区对照组。（3）森林环境产生NAIC的能力显著优于城市环境（无林地区）。（4）远郊和近郊城市森林的NAIC季节变化为：夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季，而城区城市森林和城区对照组为：秋季 > 冬季 > 春季 > 夏季。（5）远郊和近郊城市森林的NAIC与空气含氧量、温度和相对湿度均呈极显著正相关，而城区城市森林和城区对照组的NAIC与空气含氧量和温度均呈极显著负相关关系；近郊城市森林的NAIC与风速呈极显著负相关，而远郊城市森林呈极显著正相关。（6）远郊城市森林的NAIC主要与相对湿度和温度密切相关；近郊城市森林的NAIC主要受空气含氧量、风速和温度影响；城区城市森林和城市对照组的NAIC受温度的影响最大。 结论 地理空间对NAIC有显著影响，即距离城市中心较远、森林面积达到一定规模且集中连片对NAIC有正向影响，相关结果为森林康养基地的选址提供了理论依据。不同地理空间城市森林NAIC的环境影响因子各不相同，建议今后的研究综合考虑气象、林分、地形、周边环境等多个方面不同因素的协同影响，深入探讨NAIC与各环境因子的影响机制。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220411
摘要:
目的 通过研究不同药剂组合和施药技术对八达岭林场黄栌枯萎病林间控制效果，探讨黄栌枯萎病有效防控措施，保障北京地区黄栌健康和红叶景观安全。 方法 选择枯草芽孢杆菌、50%嘧菌酯、156 g/L丙环唑、50%多菌灵和45%咪鲜胺等5种药剂，采用灌根、树干注射和两者相结合的施药方式，共设置12个处理，对八达岭林场黄栌枯萎病开展林间防治试验。 结果 通过比较各处理在2021—2022年间黄栌枯萎病病情指数，得出当年防治效果最好的施药组合是灌根丙环唑结合树干注射多菌灵与嘧菌酯复配，矫正病情指数为5，防治效果达到88%。并且，该组合中有26.67%植株保持健康，健康植株数量最多。第2年5月病情指数最低的施药组合是灌根枯草芽孢杆菌结合树干注射多菌灵与嘧菌酯复配，表现出较好的治疗效果，健康植株数量最多，且往年重度发病样树均转为无病或轻度发病，病情指数仅有3.33。其他施药方式和药剂组合均在不同程度上缓解黄栌枯萎病的发生，但是不同处理的防治效果统计学上存在显著差异（p < 0.05）。 结论 本研究结果表明灌根丙环唑和树干注射多菌灵与嘧菌酯复配组合防治效果最佳，灌根枯草芽孢杆菌结合树干注射多菌灵与嘧菌酯复配组合在感病治疗及防治效果方面均表现良好，两者均可作为黄栌枯萎病的防治方案。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230034
摘要:
目的 油茶是国家重点发展的木本油料作物，具有较高的经济价值和生态价值。油茶毒蛾是油茶的主要病虫害之一，严重制约了油茶的产量和质量。本研究针对油茶毒蛾的潜在分布开展模拟预测，以期为油茶毒蛾的预警和具体防控行动提供科学依据。 方法 基于油茶毒蛾在中国的有效地理分布数据和生物气候数据，利用MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件，模拟预测油茶毒蛾在当前气候条件的潜在分布，以及SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5 3种气候情景下2050年和2070年油茶毒蛾在中国潜在适生区分布范围，并分析了制约其适生区分布的主导环境因子。 结果 （1）影响油茶毒蛾适生区分布的主导环境因子为最干月降水量、年降水量、最冷月最低温度和温度日较差月均值。当最干月降水量28 ~ 148 mm、年降水量1 290 ~ 2 080 mm、最冷月最低温度1.0 ~ 10.1 ℃、温度日较差月均值7.2 ~ 8.5 ℃时最适宜油茶毒蛾的生存。（2）当前气候条件下，油茶毒蛾总适生区面积占我国国土面积的20.0%，主要分布在我国南方的长江中下游地区和华南地区，高度适生区面积为64.2 × 104 km2，中度适生区面积为61.8 × 104 km2，低度适生区面积为66.0 × 104 km2。（3）在未来两个时期和三种气候情景下，油茶毒蛾适生区面积出现不同程度的扩大，新增适生区面积在9.4 × 104 ~ 33.1 × 104 km2之间，地理分布中心迁移距离在24.4 ~ 125.1 km之间。气候变暖越明显，油茶毒蛾的潜在分布区面积增加越多，地理分布中心点的迁移距离越远。 结论 油茶毒蛾在中国的适生区范围较广，几乎囊括了中国南部所有的省份。在未来气候情景下，油茶毒蛾的适生区将向北、向西等高纬度的内陆地区扩张。为此，建议相关部门应提前制定预案和政策，加强对油茶毒蛾的观测和防控，减少其对油茶产业造成的损失。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20230093
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目的 叶片养分重吸收是植物从凋落叶片中回收养分并转运到植物其他组织和器官的能力，是植物养分利用的主要策略之一。前人研究表明氮或磷添加对植物叶片养分重吸收效率的影响表现为负效应或无作用两种情况，但目前关于氮和磷添加及交互作用对植物叶片养分重吸收效率的影响及机理的研究还比较少。 方法 本研究以高寒草甸优势植物为研究对象，基于氮和磷添加两因子正交实验，旨在揭示高寒植物叶片养分重吸收效率对养分添加的响应及机制。 结果 研究发现（1）禾本科和杂类草叶片氮重吸收效率对氮添加的响应表现为增加或不响应，但4种植物叶片磷重吸收效率不受氮添加的影响。（2）磷添加不影响所有植物叶片氮重吸收效率和两种杂类草叶片磷重吸收效率，但提升了禾本科叶片的磷重吸收效率。（3）氮和磷共同添加降低了垂穗披碱草、灰苞蒿和鹅绒委陵菜的叶片氮重吸收效率，但提升了发草叶片的氮重吸收效率。此外，氮和磷同时添加不影响4种植物的叶片磷重吸收效率。 结论 综上所述，本研究指示出养分富集背景下高寒植物采取了3种养分重吸收策略，即对外源获取的养分全部重吸收（绿叶养分增加但凋落叶不增加）、部分重吸收（绿叶和凋落叶同时增加，但凋落叶增加较慢）和不进行重吸收（绿叶和凋落叶均增加，但凋落叶的幅度大于或等于绿叶；或绿叶和凋落叶不响应）。这些研究结果揭示了高寒植物养分内循环策略的多样性和互补性。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220438
摘要:
目的 明确松墨天牛4龄越冬幼虫响应低温胁迫的生理适应机制，为松墨天牛的科学防治提供理论依据。 方法 于2021年3月中旬于江西省德兴市采集松墨天牛4龄越冬幼虫，设置25 ℃（对照）、4 ℃、0 ℃、−5 ℃、−10 ℃、−15 ℃和−20 ℃ 7个温度梯度和30 min、1 h和3 h共3个时间梯度，分别测定虫体耐寒能力、耐寒物质含量、抗氧化酶活性以及低温胁迫对中肠损伤情况。 结果 （1）在过冷却点（−9.27 ± 0.9 ℃）附近，50%致死时间约为1.9 h，99%致死时间约为2.8 d，在低于过冷却点（−15 ℃）的低温胁迫下，50%和99%致死时间约为−10 ℃低温处理下的1/3；（2）在低温胁迫处理后，4龄越冬幼虫虫体含水率变化不显著，脂肪含量和糖原含量在0 ℃处理3 h后显著下降（P < 0.05），山梨醇含量在−5 ℃处理1 h后显著上升（P < 0.05），在−20 ℃处理1 h后显著下降（P < 0.05）；（3）低温胁迫处理后，抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性均呈显著上升趋势（P < 0.05）；（4）松墨天牛4龄越冬幼虫中肠在−15 ℃处理3 h后中肠内壁分解，细胞之间出现空泡，−20 ℃处理3 h后中肠细胞破裂，细胞内容物逸散并充满整个肠腔，空泡消失。 结论 本文明确了松墨天牛4龄越冬幼虫响应低温胁迫的氧化应激生理反应，可丰富、完善松墨天牛耐寒机理研究。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220489
摘要:
目的 随着我国城镇化发展进入到以中心城市引领都市圈、城市群的发展阶段，如何促进都市圈城镇化与生态环境协调发展成为高质量城镇发展的重要议题。生态系统服务价值对城市扩张的时空响应研究有助于把脉城市发展与生态系统服务的时空演进特征，推动城市与生态系统的协同发展，助力可持续规划以及建设策略的拟定与实施。 方法 本文以济南都市圈为研究对象，基于城镇扩展指数的计算定量描述各城市扩张的时空特征，采用生态系统服务当量因子法多角度地刻画研究区生态系统服务的时空分异特征并分析生态系统权衡与协同效应，在此基础上，基于时空地理加权回归模型（GTWR）探究城市扩张对生态系统服务功能变化的驱动方向与驱动强度。 结果 研究结果表明：（1）1980—2020年间济南都市圈内城市扩张显著，具有时序阶段性与区域分异性两方面特征，城市空间扩展速率与强度由高到低依次为小城市、大城市、特大城市、中等城市；（2）都市圈内整体生态服务价值量呈逐年下降趋势，黄河干流、东平湖及周边区域与鲁中山区等地区是重要的生态系统服务价值量高值聚集区，都市圈内协同关系占比略低于权衡关系，其中特大城市协同关系占比最高；（3）济南都市圈内城市扩张对生态系统服务价值整体具有负面影响，随着时间的推进，影响强度有所下降。城市扩张对各亚类生态系统服务功能的影响作用具有显著差异，对供给服务与支持服务价值量变化具有负面影响，其中对供给服务变化的驱动强度不断增强，对调节服务价值量变化具有正向作用且影响力整体变化不大，对文化服务价值量变化的影响具有两面性，在不同地区的驱动方向与强度差异性较大。 结论 本研究明确了研究期限内济南都市圈中不同等级城市空间扩展的时空分异规律以及生态系统服务逐渐劣化的发展状态，所构建的时空地理加权回归模型（GTWR）在空间层面上量化了城市扩张对生态系统服务总量及各亚类变化量的不同驱动特征与驱动强度，研究成果可为都市圈高质量可持续发展提供决策依据。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220367
摘要:
目的 近年来城市化的高速推进使经济发展需求与生态保护矛盾日益突出，构建生态安全格局对实现人与自然和谐共生及国土空间结构优化具有重要意义。 方法 以广州市为例，采用遥感生态指数（RSEI）识别生态源地，通过最小累积阻力模型（MCR）与电路理论识别生态廊道、生态夹点及障碍点，从而构建广州市生态安全格局。 结果 研究表明：（1）1990—2020年广州市生态环境质量较好，RSEI均值从0.60下降至0.58再回升到0.60，呈“先降后升”趋势，但南、北部生境质量差距较大。（2）共识别出生态源地25个，面积共计1 511.26 km2，占广州市总面积20.33%，主要集中于研究区东北部，南部仅有3处生态源地；共提取出生态廊道50条，其中一级廊道20条，总长114.06 km，二级廊道22条，潜在廊道8条。（3）共识别出生态夹点48处，现状用地类型以林地、耕地、建设用地为主，其中面积最大为19.09 km2，位于番禺区莲花山一带，最小的夹点面积仅有0.11 km2；生态障碍点共识别出12个处，主要分布于黄埔区、从化区，土地利用现状主要为耕地及建设用地，其中面积最大为0.42 km2，位于从化区温泉东埔农庄北部，最小面积仅有900 m2；共识别出63处断裂点，主要集中于广州市中部的白云区及黄埔区。 结论 研究结果可为广州市未来城市空间格局优化及生态系统修复提供数据支撑，同时为其他超大型城市的生态安全格局构建提供参考。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220266
摘要:
目的 本研究以10个黑杨派无性系为试验材料，研究其在干旱胁迫下的生长、生理生化特性的变化规律，分析不同无性系的抗旱能力，筛选出抗旱性强的优良无性系，旨在为干旱立地杨树品种选择提供依据。 方法 利用盆栽试验的方法模拟干旱胁迫，共设置4个水分梯度，测定10个无性系在不同缺水程度下的9个指标变化，探究不同程度的干旱胁迫对各无性系生长及生理指标的影响。 结果 持续干旱胁迫下，10个无性系之间的苗高增量、地径增量和生物量增量差别明显，其中无性系1733和1627与对照2025差异显著。除无性系1716外，其余各无性系的叶绿素含量呈先上升后下降的趋势，在轻度干旱时小幅度增加，在中度干旱和重度干旱时下降。各供试无性系叶片的细胞膜透性随干旱时间的延续呈升高趋势，在重度干旱胁迫下，细胞膜通透性增至最大，增幅最大是无性系1716、1722，增幅最小的是无性系1733、1641。丙二醛（MDA）含量表现出先升高后下降的变化规律，在中度干旱时含量最高；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性先升后降，在中度干旱下活性最大，与正常供水相比，无性系1627和1733的SOD活性升高幅度最大，无性系1733和1641的POD活性升高幅度最大。渗透调节物质积累随干旱程度的加重逐渐升高，在重度干旱下，游离脯氨酸（Pro）含量和增大幅度最高的均是无性系1627和1733，与对照2025差异显著。主成分分析表明，在重度干旱胁迫条件下，10个无性系的抗旱能力强弱依次为1733、1627、I-107、1641、1640、1725、1723、2025、1716、1722。 结论 干旱胁迫下10个无性系的各项指标变化差异显著，综合主成分分析考虑，初步认为无性系1733和1627具有较强的抗旱性，可作为干旱立地的试验材料进行进一步研究。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220391
摘要:
目的 探究关帝山云杉次生林林分的空间结构对林内光照的影响，为了解森林内部光环境的特点及影响因素提供数据支持和理论参考。 方法 以庞泉沟国家自然保护区4 hm2固定样地为研究对象，将样地划分为100块20 m × 20 m的小样方，在2021年7—8月间，测量样方内活立木（DBH≥1 cm）的相对坐标和胸径，利用半球摄影法获取半球面林冠影像，分析得到林内光环境参数，研究样地空间结构特征和光分布特征，并对林分空间结构与林内光环境间的相关关系进行验证。 结果 （1）林冠开度（CO）和林下光照主要表现为边缘小于内部，叶面积指数（LAI）表现为边缘大于内部。林上总光照（Atot）值整体较大，各区域间差异较大，仅有13.7%的光照可以从森林上部进入到林下。（2）林木分布格局主要表现为团状分布，大小分化程度为亚优势−中庸，中庸和中庸−劣态3种状态，树种混交度为零弱度混交，中弱度混交和中强度混交3类。（3）树种的水平分布格局和CO呈显著的正相关（P < 0.05），空间隔离程度和LAI呈显著的正相关（P < 0.05），和林下直射光（Tdir）、林下总光照（Ttot）呈显著的负相关（P < 0.05）。 结论 林内光照和林分空间结构之间表现出一定的相关关系，林木的水平分布格局主要影响CO，树种间的混交程度主要影响LAI、Tdir和Ttot。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220294
摘要:
目的 揭示林型和林龄对温带半干旱地区嫩江流域固沙人工林生态系统碳储量的影响规律及机制，为沙地人工林碳汇管理实践提供科学依据。 方法 采用相对生长方程、碳/氮分析仪测定法，同步估算具有幼龄林、中龄林、成熟林年龄序列的11、30、45年生樟子松和6、15、26年生小黑杨2种人工林，以及28年生天然榆树疏林的生态系统碳储量（植被和土壤）、植被年净固碳量及其相关环境因子（土壤含水率、有机质、全氮等），确定林型和林龄对沙地人工林生态系统碳储量影响效果。 结果 （1）在植被固碳方面，樟子松和杨树人工林均强于天然榆树疏林，尤以樟子松人工林为最佳；且樟子松、杨树人工林的植被碳储量均随林龄而递增，但两者植被年净固碳量随林龄变化规律却不同，前者为幼龄林 > 中龄林 = 成熟林，后者随林龄而递增。（2）在土壤固碳方面，杨树人工林优于天然榆树疏林，而樟子松人工林却不及天然榆树疏林；且樟子松、杨树人工林土壤碳储量随林龄的变化规律也不同，分别为先增后稳型和递增型。两者的土壤碳储量的空间分布格局也被改变，在水平空间上，前者降低了上、下部土壤层的碳储量，且在上部土壤层碳储量随林龄增强；后者增加了中上部土壤层碳储量，且在底部土壤层碳储量随林龄增强；在垂直空间上，两者幼龄林土壤碳储量垂直分层明显，至成熟林趋于弱化；（3）在生态系统固碳方面，樟子松和杨树人工林相近且均强于天然榆树疏林；樟子松和杨树人工林生态系统碳储量均随林龄而递增，但其分配格局多以植被碳储量占优势，明显不同于以土壤占优势的天然榆树疏林；（4）樟子松人工林生态系统碳储量与植被年净固碳量主要受土壤全氮所控制，而杨树人工林生态系统碳储量与植被年净固碳量主要受土壤有机质所控制。 结论 在我国温带半干旱地区流动沙丘上营造樟子松和杨树人工林不仅能够固沙而且能够增加森林碳汇（约4/5），且以植被固碳占优势，故在沙地人工林碳汇管理实践中既要加强对植被碳库的维持，也要注重其土壤碳库长期固碳潜力的发挥。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220436
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目的 根据第8次园林绿化植物普查中森林资源二类调查数据，对北京市森林碳汇能力进行评估，为该市森林资源的科学管理提供理论依据。 方法 本研究采取森林蓄积量扩展法，计算北京市森林整体碳储量、碳密度及其变化，并采用造林成本法和碳税法对其碳储量经济价值进行评估。 结果 （1）北京市森林总碳储量为1934.59万t，碳密度为32.35 t/hm2，各区域中密云区、延庆区、顺义区的碳储量较大，占比分别为13.79%、12.73%和11.40%，而碳密度较大的为顺义区、大兴区、通州区；平原和山地的碳密度均表现为阔叶林 > 混交林 > 针叶林，且平原地区碳密度约是山地的3.3倍；山地和平原地区的碳储量均以阔叶树为主，且平原地区表现出更强的森林固碳能力；防护林是森林碳储量贡献的主体，其中水土保持林碳储量最多，为414.15万t，而碳密度最大为农田防护林（175.23 t/hm2）；优势树种碳储量大小排列为：其他杨树 > 栎树 > 油松 > 其他阔叶树 > 侧柏 > 刺槐 > 桦树 > 华北落叶松 > 山杨，碳密度大小排列为：其他杨树 > 桦树 > 华北落叶松 > 山杨 > 油松 > 刺槐 > 栎树 > 其他阔叶树 > 侧柏；不同起源中碳储量和碳密度均表现为：人工林 > 飞播林 > 天然林；龄组中碳储量大小：中龄林 > 幼龄林 > 成熟林 > 近熟林 > 过熟林，碳密度的总体规律为随着龄级的增大而增大。（2）从第1次到第8次森林资源调查，森林碳储量和碳密度持续增长；林种中特种用途林增长率最高，碳密度最大；落叶松、山杨的碳储量先增加再减少，而刺槐、桦树呈现先减少后增加的趋势，其他树种都呈增加趋势，而油松、落叶松、山杨的碳密度先增后减，侧柏、柞树、桦树先减后增，刺槐、阔叶树持续减小，杨树持续增大；天然林和人工林都呈增长趋势。（3）依据造林成本法和碳税法的不同碳价格估算，北京市森林碳储量经济价值在54.14 ~ 232.15亿元之间，碳税法下的森林碳储量经济价值较高。两种计算方法下北京市各区域中密云区、延庆区、顺义区碳储量经济价值最大；在所有优势树种中，杨树的碳储量经济价值最高；龄组中，中龄林对北京市的贡献最大。 结论 北京市森林具有明显的固碳潜力，但整体碳汇相对较低，今后应注重森林结构的搭配，加强林地的抚育管理，增强北京市森林碳汇的功能，提高碳汇价值，激发林业经营活力。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220336
摘要:
目的 枝CO2通量是林分碳释放的重要组成部分之一，研究模拟氮沉降下的华北落叶松枝CO2通量变化，可以为氮沉降背景下的华北落叶松林分固碳增汇管理提供一定的理论依据。 方法 在2021年6—10月，以华北落叶松25年生中龄人工林和32年生近熟人工林为研究对象，设置对照（CK，0 kg/（hm2·a））、低氮（N1，75 kg/（hm2·a））、中氮（N2，150 kg /（hm2·a））、高氮（N3，225 kg/（hm2·a）） 4个强度的氮添加处理，并使用LI-8100A对枝CO2通量进行原位监测，同时采集枝条样品以测定其氮含量。 结果 （1）华北落叶松枝CO2通量与空气温度基本呈现出“单峰型”月变化，峰值出现在6—8月，空气温度可以分别解释2个林龄枝CO2通量37% ~ 82%、40% ~ 70%的变化。（2）25年和32年生华北落叶松6—10月平均枝CO2通量随氮添加处理强度增加都呈增大的趋势，但只在N3处理下与CK差异显著（P < 0.05）。CK、N1、N2处理下，25年生枝CO2通量均显著高于32年生（P < 0.05）。除32年生的N1处理外，其余氮添加处理均降低了枝CO2通量的温度敏感性（Q10）。（3）氮添加处理显著增加了25年生枝氮含量（P < 0.05），32年生枝氮含量没有显著变化（P > 0.05）。2个林龄的华北落叶松枝CO2通量与枝氮含量均存在显著的负向线性关系（P < 0.01），且氮含量分别可解释25和32年生华北落叶松16%和32%的枝CO2通量变化。 结论 枝CO2通量受空气温度、氮添加和林龄影响，在构建华北落叶松林木碳释放模型时应考虑这3个因素。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20210510
摘要:
目的 基于与距离有关的Hegyi种内和种间竞争指数，构建以期初直径及Hegyi竞争指数为预测变量的云冷杉天然林单木直径生长预测模型。 方法 利用2013年金沟岭云冷杉3块1 hm2固定样地中云冷杉实测数据，以非线性Logistic模型为基础模型，逐步加入期初直径及种内和种间竞争指数，以探究竞争和生长对于单木直径变化的影响。并利用非线性混合效应模型进行模型精度的提升。 结果 模型拟合结果显示，以期初直径、种内Hegyi竞争指数、种间Hegyi竞争指数为预测变量，基于树种水平的随机效应时，以a0 + a2 + a3作为最佳随机参数组合时，模型具有最优的拟合效果，且未出现异方差现象。建模数据的调整决定系数\begin{document}$R_{\rm{adj}}^2$\end{document} \begin{document}$R_{\rm{adj}}^2$\end{document} 结论 云冷杉天然林中影响对象木直径生长的因素包括单木大小因子与竞争因子。期初直径对直径生长的影响较大，为正向作用。竞争因子中，种内竞争和种间竞争均对单木直径的生长具有明显的调控作用，为负向抑制作用。本文所构建的基于树种水平的非线性混合效应模型能够为研究区天然云冷杉林中对象木的直径生长预测提供一定的理论基础以及技术参考。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220302
摘要:
目的 基于油松成熟人工林，探索一种兼顾生态效益的大径级用材林培育方式，为我国成熟人工林的科学经营提供参考。 方法 以赤峰市旺业甸实验林场47年生和56年生油松人工林为研究对象，选取2013年和2019年调查的近自然经营、常规经营、封育管理样地乔灌草数据，采用双因素方差分析方法比较3种经营方式对油松成熟人工林胸径增长速度、死亡率、幼树更新以及乔灌草多样性的影响差异。 结果 3种经营油松成熟人工林年均胸径增长速度和6年死亡率差异显著（P < 0.05），近自然经营为0.40 cm/a和0.51%，常规经营为0.36 cm/a和1.44%，封育管理为0.31 cm/a和3.55%；6年间，近自然经营的林下植物种类增加3种、常规经营和封育管理分别减少5种和9种，47年生和56年生林分的乔木Shannon-Wiener指数、Simpson指数增长排序为近自然经营 > 常规经营 > 封育管理，更新树苗死亡率和47年生林分的草本Shannon-Wiener指数、Simpson指数下降排序为常规经营 < 近自然经营 < 封育管理；3种经营对油松成熟人工林的乔木胸径生长和死亡率以及乔灌草多样性的影响差异具有时效性。3种经营56年生油松人工林的年均胸径增长速度、乔木和灌木的Shannon-Wiener指数、Simpson指数均高于47年生人工林，但草本Shannon-Wiener指数、Simpson指数为47年生林分高于56年生林分。 结论 对油松成熟人工林进行合理经营可提升乔木胸径生长速度、降低死亡率并延缓林分植物多样性下降，表明仍有必要对成熟人工林进行森林经营以获得更好的经济和生态效益；综合比较3种经营对油松成熟人工林大径级林木培育和植物多样性保护的效果，近自然经营是一种理想的经营方式。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20210463
摘要:
目的 植物可以通过调整自身性状变化从而更有效地利用资源。探究不同径级植物枝叶性状间的变异及其相关关系，对理解植物功能性状种内变异及对资源的获取策略具有重要意义。 方法 以黑龙江凉水国家级自然保护区阔叶红松林中的白桦为研究对象，选取3个径级（小树、中等树、大树）的样树，测定其枝横截面积、单叶面积、总叶面积、总叶干质量、枝干质量和出叶强度。采用单因素方差分析检验枝叶性状在不同径级间是否存在显著差异；以标准化主轴估计检验径级对白桦枝叶性状间的相关关系是否存在影响。 结果 随着径级的增加，枝横截面积呈上升趋势，单叶面积和总叶面积呈下降趋势，而总叶干质量、枝干质量、出叶强度不存在显著差异。不同径级白桦的枝横截面积与单叶面积、总叶面积和总叶干质量呈显著正相关，与出叶强度呈显著负相关，其中，小树和大树枝横截面积与总叶面积和总叶干质量呈接近1的等速生长关系，而中等树呈接近1.5的异速生长关系；单叶面积与出叶强度显著负相关，呈异速生长关系。径级对白桦枝叶性状相关关系的斜率或截距存在显著影响。 结论 在同一群落内，不同径级的白桦枝叶性状存在差异是其自身的一种资源获取策略，且枝叶性状为了获得有效的资源而协同变化。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220024
摘要:
目的 研究核桃幼苗在不同缺素条件下的表型特征及生长和生理特性变化，为核桃幼苗的科学高效管理提供理论依据。 [ 方法]采用盆栽试验，设置缺氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）处理及对照，研究不同缺素条件下核桃幼苗的表型特征及生长生理变化。 结果 （1）不同缺素处理的核桃幼苗叶部症状和出现时间不同，其中缺N症状出现最早，缺Mg次之，缺K出现最晚。幼苗的生长明显受阻，其中缺N和缺Mg的地上部分生物量分别较对照组（CK）下降了66.5%和48.6%，根系生物量分别较CK下降了48.0%和55.0%；（2）缺素处理的核桃幼苗叶片光合色素含量、净光合速率、气孔导度较CK均显著降低，其中缺N和缺Mg的幼苗叶片光合色素含量下降幅度最大，缺Ca和缺Mg的净光合速率和气孔导度下降幅度最大；（3）各处理核桃幼苗叶绿素荧光参数表现出明显差异，但总体上各缺素处理的实际光化学效率（ΦPSII）、电子传递速率（ETR）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qP）值均显著低于CK处理，非光化学淬灭系数（NPQ）值显著高于CK处理，其中以缺P处理的变化最为明显；（4）缺素处理的核桃幼苗生长素和脱落酸含量较CK均显著升高，而精胺和亚精胺含量较CK均显著降低，其中以缺N处理的变化最为明显。 结论 缺素对幼苗的光合效率和激素代谢等均有一定影响，以缺N、缺Mg、缺Ca的影响最明显。因此，在核桃幼苗培育中，应加强苗木生长观测，尤其是易发生且症状明显的N、Ca、Mg元素缺乏的诊断，及时进行针对性地补充，以提高核桃的育苗质量。
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doi: 10.12171/j.1000-1522.20220219
摘要:
目的 研究寒温带落叶树种和常绿树种针叶生态化学计量特征的差异及随龄级增加的变化规律，揭示不同生活型针叶树种生态化学计量特征与生长阶段之间的关系，为寒温带植物生长与养分供给的研究提供帮助。 方法 以大兴安岭北部兴安落叶松和樟子松为对象，研究5—9月针叶C、N、P含量及化学计量特征，利用内稳性指数和Pearson相关系数分析C、N、P之间及与环境因子的相关性。 结果 （1）不同生长阶段兴安落叶松和樟子松针叶N、P月平均含量表现为随龄级的增长而降低，C含量则是随龄级的增加而增加，且5—8月兴安落叶松针叶N、P含量高于樟子松，C含量则低于樟子松。（2）兴安落叶松针叶C∶N、C∶P和N∶P月平均值均高于樟子松，4个龄级兴安落叶松针叶N∶P均小于14，而樟子松在5—7月N∶P小于14，8—9月N∶P大于16。兴安落叶松针叶N、P以及N∶P稳定性大于樟子松。（3）土壤含水率与2树种针叶生态化学计量特征呈极显著相关，樟子松针叶N含量与C、N、P化学计量比呈显著相关，兴安落叶松针叶C含量与N∶P、土壤铵态氮和硝态氮显著相关。 结论 大兴安岭北部不同生活型的2种针叶树种，叶片生态化学计量对寒冷气候和冻土生境的适应策略不同，兴安落叶松是本区的顶级群落优势种，但其生长受到N的限制，而樟子松生长的限制因子因季节变化而不同。
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2023, 45(8): 1-15.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220422
摘要:
目的 针对森林资源精细监测评价的需求，探索多时相、多特征的Sentinel-2影像在落叶针叶林识别中的应用潜力，根据落叶针叶林的物候特征构建分类模型，为大范围落叶针叶林识别提供方法参考。 方法 基于GEE平台，以黑龙江省孟家岗林场为研究区，分析不同季节落叶针叶林与其他森林之间的差异。研究使用2020年春季（5月7日和5月27日）、夏季（8月9日）和秋季（10月19日）的4景Sentinel-2影像，提取光谱特征、纹理特征和地形特征构建多特征数据集，根据特征重要性得分进行特征优选，最后使用随机森林分类器得到落叶针叶林识别的最佳模型，实现孟家岗林场落叶针叶林的精确提取。 结果 试验结果表明落叶针叶林具有明显的植被光谱特征和季相特性，多时相影像数据包含落叶针叶林更多物候期，春季和秋季的影像更有利于区分落叶针叶林与其他森林。此外，近红外、短波红外波段的光谱信息对识别落叶针叶林有较大帮助。利用 GEE平台和多时相Sentinel-2影像可以高效快速地提取植被信息，落叶针叶林提取总体精度与Kappa系数分别达到 91.20%，0.82。 结论 基于GEE平台和Sentinel-2影像构建的分类模型对落叶针叶林信息的快速提取有一定的可行性和适用性，研究结果对大面积落叶针叶林的空间位置分布提取具有一定的参考价值。
2023, 45(8): 16-28.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220045
摘要:
目的 揭示温带半干旱区嫩江流域泰湖国家湿地公园天然植物群落的生态系统碳储量沿湖岸至高地环境梯度的空间分布格局及成因，为我国温带半干旱区天然植被长期碳汇实践提供科学依据。 方法 采用相对生长方程、碳/氮分析仪测定法，同步测定沿湖岸至高地环境梯度依次分布的狭叶香蒲沼泽（XYP）、小香蒲沼泽（XP）、芦苇沼泽（L）、草丛沼泽（C）、拂子茅草甸（F）、湿生羊草草地（S）、旱生羊草草地（H）和沙丘榆树疏林（Y）8种植物群落的生态系统（植被和土壤）碳储量、植被净初级生产力与年净固碳量及其相关环境因子（水位、土壤有机质、全氮和全磷等），揭示其空间分异规律及其形成机制。 结果 （1）植被碳储量（0.98 ~ 27.86 t/hm2）沿湖岸至高地环境梯度呈先降后升的变化趋势（Y > L，XYP，XP > C，F，S，H），草本层碳储量（0.30 ~ 8.11 t/hm2）呈阶梯式递减趋势（L，XYP，XP > C，F，S > H，Y）。（2）土壤碳储量（38.49 ~ 321.72 t/hm2）沿湖岸至高地环境梯度呈阶梯式递减规律，且存在明显的水平空间（XYP，XP各土壤层均最高；L，C大部分土壤层较高；F，S，H仅表层较高；Y各土壤层均最低）和垂直空间（XYP，XP，L随土壤深度递减；F，S，H中上部土壤层递减；C和Y各层相近）分异规律。（3）生态系统碳储量（66.35 ~ 329.94 t/hm2）沿湖岸至高地环境梯度也呈阶梯式递减规律，且其分配格局多以土壤碳储量占绝对优势（95.43% ~ 99.04%），仅Y土壤碳储量占比低（58.2%）。（4）植被净初级生产力（2.11 ~ 16.28 t/（hm2·a））和年净固碳量（0.68 ~ 7.00 t/（hm2·a））沿湖岸至高地环境梯度呈下降趋势，XYP、XP与L显著高于其他5种群落0.3 ~ 9.3倍，且L与XYP的年净固碳量高于我国和全球植被固碳平均值10.6% ~ 70.7%。（5）处于环境梯度下段永久积水生境的植物群落生态系统各组分碳储量与年净固碳量均受水位所控制；处于环境梯度中段季节性积水生境的植物群落生态系统各组分碳储量与年净固碳量受土壤有机质、全氮、全磷和速效钾所控制；处于环境梯度上段干旱生境的植物群落生态系统各组分碳储量与年净固碳量受土壤有机质和速效磷所控制。 结论 嫩江流域泰湖国家湿地公园沿湖岸至高地的微地形对水分和养分再分配引起的空间异质性控制着植物群落分布及其碳汇作用的发挥，故对这类环境梯度的完整性应加以重点保护。
2023, 45(8): 29-42.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220381
摘要:
目的 探究黄土高原地区植被净初级生产力（NPP）多年时空演变规律以及同期人类活动及自然因子对其产生的复合影响，为当地生态修复规划和实施提供参考。 方法 利用CASA模型计算并分析2001—2019年黄土高原地区植被净初级生产力及其时空分布格局，并基于地理探测器对植被NPP进行驱动因子和机制分析。 结果 （1）2001—2019年黄土高原地区植被NPP整体呈显著上升趋势，年均增加速率为5.59 g/（m2·a），显著增加的区域主要分布在黄土高原中部沟壑区以及丘陵沟壑区。基于重心模型对NPP在空间上重心的分析结果表明：黄土高原NPP重心迁移呈现出阶段性变化特征，平均NPP重心点南部的NPP增量与增速在多数年间均高于北部。不同土地利用类型中，林地的NPP均值最高。由于土地利用转移主要在耕地与草地之间相互转化，占总变化面积的75%，因此，耕地与草地NPP均值变化的线性趋势率最高。（2）地理探测器结果显示年降水量与干燥度指数是影响黄土高原地区植被NPP的主导自然因素，随后依次为土地利用类型、年均气温、坡度等。交互探测器结果表明各因子交互作用均呈现增强趋势，且对植被NPP无显著影响的因子通过与其他因子发生交互作用的方式对NPP产生显著影响。风险探测器识别的适宜植被生长的范围在不同土地利用类型中存在差异，多数地类NPP的年降水量适宜区间在500 ~ 1 000 mm之间。除未利用土地外，其他地类的NPP适宜温度区间在10 ~ 14 ℃之间。耕地NPP的适宜海拔高度区间在19.62 ~ 548.43 m之间，而其他地类在1 000 ~ 2 500 m之间。林地NPP的坡度适宜范围相对较大，不同地类最适宜的坡向不相同。 结论 黄土高原2001—2019年间植被恢复工程对生态系统NPP贡献显著，环境因子间的交互作用会增强单因子对植被NPP的影响，不同环境因子的NPP适宜累积区间在不同土地利用类型下存在差异，本研究结果为该地区实际植被恢复与管理工作提供了理论依据。
2023, 45(8): 43-56.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220096
摘要:
目的 探究刺槐如何应对气候变化引起的干旱与恢复，了解其在干旱及复水期间水分状况变化、非结构性碳水化合物（NSC）平衡分配策略和生理生化响应机制，为揭示全面气候变化背景下刺槐林生产力衰退的生理学机制以及为刺槐林培育的水分管理提供理论参考。 方法 本研究采用自然干旱试验方法，设置正常供水和自然干旱处理，测定1年生刺槐苗在干旱导致全部落叶期间及复水后新叶长成时苗木的水分状况、压力−容积曲线参数、非结构性碳和抗氧化酶活性等生理指标，比较不同处理及干旱时期对刺槐生理参数的影响。 结果 刺槐处于轻度干旱时期，叶中淀粉的积累和细胞维持膨压能力增加，根和叶内的渗透调节和部分抗氧化防御机制也开始启动。中度干旱时期，叶的淀粉转化为可溶性糖增加，脯氨酸（Pro）含量显著增加，以改善渗透调节和应对干旱压力；同时根内抗坏血酸过氧化物酶（APX）、超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均达到峰值，渗透调节及抗氧化防御机制全面启动。刺槐处于重度干旱时期时，根内淀粉、NSC含量均呈上升趋势，NSC由可溶性糖（SS）发挥渗透调节作用逐渐转为增加淀粉（Sta）的积累。复水后根和茎储存NSC显著降低。 结论 干旱胁迫可显著抑制刺槐苗木的生长，并对其水分运输、碳代谢及其他生理生化反应产生了显著影响。当干旱胁迫超过中度干旱时，刺槐幼苗的生理适应性降低。干旱胁迫的增强，可能导致碳水化合物的净损失，重度干旱时期，刺槐苗木将更多的NSC从叶中分配到根，NSC也由主要发挥渗透调节功能逐渐转为储存功能，以用作复水后水力传导的修复与重建。
2023, 45(8): 57-64.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220086
摘要:
目的 利用数量生态学的方法解析长白山自然保护区森林群落的物种组成及其与环境因子之间的关系，为该区森林生态系统的保护及可持续经营提供科学依据，并为同类研究提供参考和借鉴。 方法 借助影像资料，在长白山自然保护区从海拔750 m至1 850 m沿道路从不同坡向共选取40个样点，并于2021年8—9月进行群落学调查。基于该调查数据，计算各样地不同物种的重要值，而后采用双向指示种分析（TWINSPAN）、去趋势对应分析（DCA）将样地划分为不同的群落类型，最后结合环境数据采用典范对应分析（CCA）、变差分解探索群落的分布与环境因子之间的关系。 结果 （1）结合TWINSPAN和DCA将样地划分为9种森林群落类型。（2）CCA排序结果较好地反映了群落与环境的关系，选取的10个环境因子中，海拔、坡度、年均温、平均昼夜温差、等温性、气温季节性变动系数、气温年较差、年降水量、降水量季节变化9个因子对群落分布的影响较大。（3）变差分解结果显示10个环境因子总解释量为46.8%，其中地形因子的解释部分为8.0%，气候因子的解释部分为29.1%，共同解释部分为9.7%，未能解释部分为53.2%。 结论 在长白山所调查的范围主要包括9种森林群落类型，海拔所引起的水热条件变化是影响其分布的主要环境因素，未能解释部分与群落组成的复杂性及数据中土壤特性等环境因子的缺失有关。
2023, 45(8): 65-73.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220275
摘要:
目的 研究在樟子松林不同郁闭度条件下，水曲柳、胡桃楸和紫椴人工种植幼苗的生长差异，为樟子松林不同郁闭度下适合更新的阔叶树种选择提供理论依据以及技术支撑。 方法 以水曲柳、胡桃楸和紫椴2年生裸根苗为试验材料；在樟子松林下选择4种光环境（全光、郁闭度0.4、郁闭度0.6、郁闭度0.8），1个生长季后观测人工更新的3个树种苗高增长量、地径增长量、光合参数、光合色素含量以及叶片养分含量变化。 结果 胡桃楸在郁闭度0.6 ~ 0.8下的苗高生长量和地径生长量显著高于全光和郁闭度0.4处理下的苗木，在郁闭度0.8处理下的苗高增长量和地径增长量最大，水曲柳和紫椴在郁闭度0.4 ~ 0.6处理下的苗高增长量和地径增长量显著高于全光和郁闭度0.8处理下的苗木，整体上胡桃楸的苗高增长量和地径增长量在4个处理下都优于水曲柳和紫椴。随着郁闭度的增大，3个树种的叶绿素含量表现出显著的上升趋势，光合速率（Pn）的变化趋势和叶绿素总量含量（Ct）变化趋势保持一致。胡桃楸的气孔导度（Gs）以及胞间CO2浓度（Ci）随郁闭度的增大呈上升趋势；水曲柳和紫椴的Gs呈上升趋势，Ci整体呈先升高后降低的趋势；蒸腾速率（Tr）随着郁闭度的增大都呈下降趋势。3个树种的叶片全N含量随着郁闭度的增加呈上升趋势；胡桃楸的叶片全C含量各处理间差异不显著，水曲柳和紫椴的叶片全C含量随郁闭度的增大呈下降趋势，其中水曲柳苗木叶片的全C含量在全光、郁闭度0.4和郁闭度0.6处理下差异不显著，但都高于郁闭度0.8处理下的叶片的全C含量；紫椴的叶片P含量呈先上升后下降的趋势，胡桃楸则呈逐渐下降的趋势，而水曲柳的叶片全P含量在各处理间的差异不显著；3个树种的叶片全K含量整体呈现先下降后上升的趋势。在樟子松不同郁闭度下胡桃楸的生长情况均优于水曲柳和紫椴；其中紫椴在各个郁闭度下光合速率变化不显著，光照强度变化对其影响不大。 结论 本研究针对樟子松林不同郁闭度下3个阔叶树种幼苗栽植1年后生长情况进行了对比分析，研究发现水曲柳、紫椴和胡桃楸3个树种幼苗在栽植当年均可在樟子松林土壤环境下生长，且均具有一定的耐阴性。水曲柳和紫椴在郁闭度0.4 ~ 0.6的生长优于全光和郁闭度0.8，胡桃楸在郁闭度0.8下生长最好，且不同郁闭度下胡桃楸的生长状况均优于水曲柳和紫椴。随着胡桃楸的生长，其与周围植被的关系，以及对光照资源的需求也可能会发生变化，后续仍需跟踪调查，为樟子松人工林更新提供扎实的理论基础。
2023, 45(8): 74-83.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220479
摘要:
目的 合理采伐能促进林木生长，提高林分生产力。探索林分空间结构优化，以期为该地区天然林林分采伐木的选择提供新的指导工具。 方法 本文采用4块不同优势树种的天然林固定样地监测数据，基于混交度（M）、角尺度（W）、大小比数（U）和Hegyi竞争指数（CI）4种空间结构指数，根据AHP-CRITIC 组合赋权法构建单木采伐指数（Fi），分析不同强度的采伐模拟前后林分空间结构变化。 结果 4个样地采伐后的空间结构均得到一定程度的优化：混交度提高，林木大小分化程度减少，林分水平分布格局趋向于随机分布，林分竞争压力也得到很大的缓解。其中竞争指数随着采伐强度的增加呈现持续下降的趋势，在30%采伐强度下最多减少了24.80% ~ 34.88%，大小比数最多减少了24.97%，混交度最高提升了12.76%。采伐木主要集中于林分密度较大的区域，采伐木的胸径以中小型居多。 结论 对于天然纯林，适度加大采伐强度可以更好地调节林分空间结构，而对于天然混交林，进行相对较低强度的采伐可以在其整体结构获得优化的同时保持较高程度的树种混交。研究同时证明了AHP-CRITIC 组合赋权法用于构建采伐指数的合理性，基本实现了对长白山地区天然林林分结构的优化调整，可为合理选取采伐木、科学经营森林提供技术支持。
2023, 45(8): 84-93.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20230031
摘要:
目的 明晰杉木主伐林分的材种结构规律并构建合理的林分出材率模型，为我国杉木人工林木材产量提高、营林技术提升以及经营方案优化提供科学依据。 方法 根据福建省6个国有林场近15年的杉木人工林492块伐区调查数据，选用林分平均胸径、平均高、年龄、蓄积量、密度、立地质量等林分因子，探讨林分规格材、非规格材、经济材、薪材、商品材、废材6种材种出材率对各因素的响应。在此基础上筛选影响材种出材率的主要林分因子，构建杉木主伐林分材种出材率模型，并对模型进行适用性评价。 结果 杉木主伐林分的各林分因子中，林分平均胸径和平均高对各材种出材率的影响最大，且远高于其他林分因子，其次为林分蓄积量、年龄和密度，立地质量的影响相对较小。以林分平均胸径和平均高为自变量构建杉木主伐林分的规格材、经济材、薪材出材率模型，模型拟合及检验效果均良好，以此为基础构建非规格材、商品材、废材出材率模型。对不同径阶的各材种出材率模型进行预测误差计算，预测误差均较小，且误差分布较为均匀。 结论 本研究揭示了杉木主伐林分的材种结构规律及其影响因子，建立的出材率模型体系可用于杉木主伐林分的出材率测算，为杉木人工林合理生产计划的制定提供支持。
2023, 45(8): 94-108.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20230027
摘要:
目的 树木的生长参数在林木性状评估、森林碳汇计量和优化森林经营策略等方面具有重要的意义。从激光雷达数据中精准提取林木生长参数并对树木未来生长参数进行预测，以期为林业数字化发展提供技术支持。 方法 本研究提出了一种基于人工智能的林木生长参数提取与预测方法，该方法以南京林业大学中的樱花、银杏、鹅掌楸、水杉4个树种为实验对象。首先，采用机载激光雷达获取4个树种样地的点云数据，并通过单株分割算法提取单棵树木点云。其次，基于圆拟合及高斯滤波的方法自动的从2016、2018、2020年的单棵树点云中提取胸径、树高、冠宽等生长参数，并辅以样地调查数据（2015、2017、2019、2021、2022年），构建不同树种的单棵树生长参数时间序列作为深度学习网络的训练样本集。最后，构造由两层门控循环单元（GRU）的林木生长参数预测深度学习网络，并引入注意力模块以弥补传统循环神经网络捕获长期依赖关系的不足。该网络以2015—2021年单株树木生长参数时间序列作为输入，依托训练数据及随机梯度下降算法使网络参数逼近真实树木生长情况，并用以预测2022年单棵树木的生长参数。 结果 深度学习网络在树高预测上表现最好，决定系数R2均不低于0.83，均方根误差（ERMS）均小于0.50 m，在4种树中银杏树的预测结果最优（R2 = 0.95，ERMS = 0.31 m）。在胸径、冠宽等参数的预测上，深度预测网络仍有着良好的表现，R2均不低于0.81，胸径ERMS小于2.50 cm，冠宽ERMS小于0.32 m。在与线性回归和LSTM网络等林木参数预测方法的比较中，本模型预测效果良好（R2 ≥ 0.86），误差较小。 结论 级联循环神经网络可有效地预测未来树木的生长情况，提高林木生长参数的预测精度，同时GRU和注意力机制的引入在林木参数的时序预测中有一定的鲁棒性，为森林的智能管理与可视化分析提供了新的思路。
2023, 45(8): 109-122.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20210386
摘要:
目的 随着大数据、人工智能等信息技术的蓬勃发展，各领域信息服务方式由数据服务向知识服务转变。本文抓住林业知识繁杂、多源异构、知识获取困难等问题，通过研究基于本体的造林树种知识图谱的构建方法与应用场景，以期为造林领域提供一种更为有效的知识组织和表达方式。 方法 本文以造林树种相关知识为研究对象，以造林工作实际需求为出发点，通过与造林领域专家讨论交流，采用七步法构建了涵盖造林树种、病虫害、专家、机构、省份、应用产品、造林技术7类概念，树种别名、拉丁学名、林种类型等12种属性，分布、应用、研究等7种关系的造林树种本体模型，依据造林树种本体模型定义的实体、属性及关系构建了造林树种知识图谱，设计并实现基于造林树种知识图谱的相关知识应用。 结果 论文将知识图谱技术应用于造林树种实际场景完成了造林树种知识图谱的构建，实现了基于造林树种知识图谱的知识问答、知识可视化功能，为造林领域研究人员及工作者提供知识服务。此外，论文提出造林树种知识问答、GIS地图以及树种图片相结合的地图服务模式，搭建了造林树种地图服务平台，实现以“GIS地图 + 树种图片 + 文字描述”的方式表达造林树种在空间位置上的适宜性问题。 结论 论文构建的造林树种本体模型可为后续知识复用与知识共享提供数据支撑，基于知识图谱实现的知识问答、知识可视化以及GIS地图服务平台，有效地解决了林业知识多源异构、数据价值低、获取困难等问题，实现了领域信息资源从数据服务向知识服务的转变。后续研究需进一步扩充造林树种知识图谱的知识规模，探索更多基于知识图谱的应用场景，为林业发展与科学研究提供高质量的知识服务。
2023, 45(8): 123-131.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220221
摘要:
目的 正常的胚珠充实是榛子种仁形成的前提与基础，胚珠充实不足可频繁导致瘪仁、空壳果实的形成，SEP基因被认为是可以影响胚珠发育的E类MADS-box基因。为研究SEP在榛子种仁充实过程中的重要调节作用，拟鉴定参与榛子胚珠发育的重要作用基因ChSEP，并制备ChSEP的多克隆抗体，开展正常发育与败育胚珠中ChSEP的免疫组织化学分析，以期为深入解析SEP基因调控榛子胚珠发育机制提供科学依据。 方法 用榛子基因组与转录组数据鉴定基因组中所有的SEP基因家族成员，并进行重要SEP基因的原核表达载体构建、基因表达及多克隆抗体制备，最后对参与胚珠发育调控的重要SEP蛋白进行免疫组织化学检测。 结果 （1）榛子基因组中鉴定到3条ChSEP蛋白序列（Cor0054610.1、Cor0008190.1、Cor0119400.1），所有ChSEP蛋白均包含SRF-TF与K-box结构域。制备了Cor0054610.1的多克隆抗血清E18305和E18306，它们的抗体抗原条带分子量在45 kDa左右，1∶1 000稀释后可检测到1 ~ 2 ng抗原。（2）免疫组织化学分析结果表明：ChSEP在发育胚珠与败育胚珠的珠被中均有表达，珠被中的ChSEP表达量高于子叶，正常发育胚珠与败育胚珠ChSEP分布特征差异不明显。 结论 本研究在转录与蛋白水平上提供了ChSEP（Cor0054610.1）参与榛子胚珠发育调控的证据，为深入解析榛子胚珠发育机理提供了科学依据。
2023, 45(8): 132-141.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220158
摘要:
目的 以7份选育出的观赏桃新种质和15份市面上常见桃品种的叶片为试验材料，通过简单重复序列（SSR）分子标记对其遗传多样性及亲缘关系进行分析鉴定，旨在探讨新种质与市面上常见桃品种的种间遗传距离与亲缘关系，为观赏桃起源演化、开发利用和亲本选配提供参考。 方法 利用36对引物进行TP-M13-SSR PCR扩增以及荧光毛细管电泳检测，并对扩增产物的扩增效率及引物多态性进行分析。对7份观赏桃新种质‘T20’、‘T22’、‘T28’、‘T10’、‘T13’、‘T9-1’、‘早花’与15份已有常见桃品种的亲缘关系进行鉴定，利用6个SSR位点构建22份观赏桃种质资源的指纹图谱，进行Neighbor-Joining聚类并结合表型性状开展综合分析。 结果 36对引物中筛选得到25对高多态性引物，共检测到183个多态性等位基因和98.396个有效等位基因，观察杂合度平均值为0.341，预期杂合度平均值为0.739，Shannon’s信息指数平均值为1.546，引物多态性信息指数平均值为0.683，介于0.510 ~ 0.841之间。新种质‘T20’和‘T10’与已有‘台阶’品种相似系数最大，分别为0.95和0.92，‘T20’和‘台阶’的枝型、花瓣颜色及花瓣类型等表型性状都相同；新种质‘T13’与已有‘五宝桃’品种相似系数最大，为0.86；新种质‘T22’与已有各品种相似系数很小，其表型性状与其余21份种质相比有较大不同；新种质‘T9-1’和‘早花’与已有‘朱粉垂枝’品种相似系数最大，为0.94。 结论 本研究通过构建SSR指纹图谱，更加直观和快捷的对观赏桃种质资源进行鉴定，为后期观赏桃种质资源的创新、种质资源库的建立及种质资源的保护与利用提供技术与理论支撑。
2023, 45(8): 142-147.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220262
摘要:
目的 媒介昆虫携带松材线虫的数量对松材线虫的传播危害有着重要影响，明确我国松材线虫媒介昆虫云杉花墨天牛携带松材线虫的数量，对松材线虫防治具有重要意义。 方法 本研究于2018—2020年在辽宁省抚顺市大伙房实验林场开展了调查。采集被云杉花墨天牛危害的红松疫木，锯成1 m长木段，两端蜡封保湿，置于养虫笼内饲养，每天收集初羽化的云杉花墨天牛。同时通过悬挂诱捕器和震落收集感病红松林内的云杉花墨天牛并带回实验室。将所有收集到的云杉花墨天牛活体解剖为头、胸、腹3部分，采用贝曼式漏斗法分离其体内携带的线虫，并记录松材线虫数量。 结果 结果表明：疫木包网中收集的160头云杉花墨天牛初羽化成虫体内携带线虫的天牛有58头，占总体的36.25%。平均每头天牛携带松材线虫336.74条，携带量最多为5 560条，雌成虫平均携带量为458.52条，雄成虫平均携带量为191.54条，雌雄差异不显著；林间收集的274头云杉花墨天牛成虫体内携带线虫的天牛有38头，占总体的13.87%。平均每头天牛携带线虫214.92条，携带量最多为2 486条，雌成虫平均携带量为161.81条，雄成虫平均携带量为280.53条，雌雄差异不显著；云杉花墨天牛胸部线虫数量最多，平均为35.88条，其次是头部，平均为0.88条，最少的是腹部，平均为0.34条，胸部线虫数量显著高于其他两个部分的线虫数量。 结论 本研究发现我国云杉花墨天牛成虫体内松材线虫携带量远低于日本云杉花墨天牛，更低于松褐天牛的携带量，雌雄天牛成虫间携带量差异不显著，且松材线虫主要分布于天牛胸部。
2023, 45(8): 148-155.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20220454
摘要:
目的 坡长是影响坡面径流形成及土壤侵蚀过程的重要因子。本研究以晋西黄土区坡面不同坡长处的含沙量为研究对象，旨在探明坡面径流含沙量随坡长的变化规律，阐明坡长因素对坡面侵蚀过程的影响。 方法 分别在5°和20°的坡面采用7.5 和10.0 L/(min·m)的单宽流量开展放水冲刷试验，测定0 ~ 5 m坡长内不同位置的径流含沙量和土壤剥蚀速率。 结果 （1）径流含沙量随坡长增加逐渐增大，且在较大坡度与流量条件下增加更快。此外，坡度和流量条件的增大会提高坡面径流含沙量。（2）土壤剥蚀速率随坡长增加先增加后减小，出现峰值的位置随着流量和坡度条件的增大向坡顶方向移动。土壤剥蚀速率随着坡度和流量条件的增加而增大。（3）S型曲线能很好地拟合各条件下径流含沙量与坡长的关系，决定系数R2 ≥ 0.96。曲线模型中的3个参数能很好地反映坡面侵蚀特征，分别为最大含沙量随坡度与流量条件的增大而增大，侵蚀最快的位置随坡度与流量条件的增大而减小，含沙量变化速率随流量与坡度的增大而增大。（4）基于S型曲线过程理论与试验计算值，若以60 mm/h强度的降雨为防范对象，建议5°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过426 cm，20°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过313 cm；若以90 mm/h强度的降雨为防范对象，建议5°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过366 cm，20°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过283 cm。 结论 本研究基于坡面侵蚀理论过程与冲刷试验结果提出并模拟了泥沙含量随坡长呈现出缓慢增加—快速增加—缓慢增加至饱和的S型曲线增长过程，根据曲线的特征提出了晋西黄土区护坡措施的布设方式。这有助于深入理解坡面侵蚀机理，为晋西黄土区坡面侵蚀模型参数估算与水土保持措施布设提供依据。
2023, 45(8): 156-162.
doi: 10.12171/j.1000-1522.20230104
摘要:
目的 毛竹节间和节子的宏观构造和生理功能截然不同，通过对比分析毛竹节间和节子主要构成单元纤维和薄壁细胞结构和性能的差异，能够为纤维和薄壁细胞定向分离和高效利用提供理论依据。 方法 通过物理与化学两种分离方法分离获得竹节和节间中纤维和薄壁细胞，采用傅里叶红外光谱、X射线衍射仪、热重分析仪、场发射环境扫描电镜等表征手段研究纤维和薄壁细胞的化学成分、热稳定性及微观结构。 结果 节间与竹节的纤维形态上两端均呈现尖削状且细长，节间薄壁细胞能明确区分长、短细胞，而竹节薄壁细胞则呈现出圆形、椭圆形、方形等形态；节间中纤维素含量高于竹节，节间中木质素含量低于竹节，而两者半纤维素含量相差不大；纤维中纤维素含量高于薄壁细胞中纤维素含量，纤维中木质素含量低于薄壁细胞，纤维中半纤维素含量与薄壁细胞中半纤维素含量相差不大；节间薄壁细胞的最大降解温度（390.32 ℃）最小，而竹节薄壁细胞的最大降解温度（393.54 ℃）最大。 结论 节间与竹节的纤维在形态上的差别不太大，节间薄壁细胞分为长细胞与短细胞，而竹节薄壁细胞长短细胞的区分不明显；不同位置的纤维和薄壁细胞的纤维素和木质素含量不同，而半纤维素含量相差不大；竹节中纤维和薄壁细胞的热稳定性都比节间略高，竹节的热稳定性比节间好。
