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摘要:
  目的  在培育能源林的过程中,短轮伐期矮林(SRC)培育模式在生产力及环境上有着优良表现,并正受到各国关注,但不同栽植密度及经营方式对其生长及生产力的影响尚有许多值得深入探讨的方面。本研究旨在探究在不进行后期人工水肥管理的情况下2种杨树短轮伐期矮林的生长和生物量差异及其可持续性。  方法  本研究以种植在山东省高唐的三倍体毛白杨B301(以下简称“B301”)和欧美杨107(以下简称“107”)为试验材料,以3种栽植密度(5 000、10 000、20 000株/hm2)和3种不同轮伐期(2、3、4年)为处理,历时6年,研究其存活率、离地22 cm处萌条直径(D22)、单株萌条数及各周期和6年间单位面积的生物量。  结果  (1)2树种的存活率在2年轮伐期中较高,在栽植密度为20 000株/hm2时较低。存活率最高可达98.89%,处于B301中的2年轮伐期、10 000株/hm2栽植密度的第2次轮伐。经过6年的短轮伐管理后,2年与3年轮伐期所有处理的存活率均显著下降,B301的存活率保持在66%以上,107在58%以上。(2)2树种的D22与单株萌条数均在较小栽植密度下得到较大值,D22在较长的轮伐周期及第1次轮伐中较大,而单株萌条数在2年和3年的轮伐周期及后2次轮伐中较大。2树种D22均在4年轮伐期、5 000株/hm2、第1次轮伐的处理下最大,B301可达到5.83 cm,而107可达到7.32 cm。B301平均单株萌条数为1.10 ~ 5.52枝,107为1.14 ~ 9.55枝。107有更强的萌蘖能力。(3)华北地区以本试验条件所栽植短轮伐期矮林的生产力:单个轮伐周期内B301的年均单位面积生物量为3.36 ~ 13.42 t/(hm2·a−1),107为4.58 ~ 14.45 t/(hm2·a−1)。在6年时间内B301的单位面积年均生物量为5.10 ~ 9.95 t/(hm2·a−1),107则为6.22 ~ 10.69 t/(hm2·a−1);B301单位面积总生物量为30.63 ~ 59.68 t/hm2,107为37.32 ~ 64.17 t/hm2  结论  (1)在未进行人工水养管理的情况下,2种杨树短轮伐期矮林在第1次轮伐时生产力最高,之后随轮伐次数增加生产力下降。(2)在该地区培育短轮伐期矮林,若要取得较高生产力,107整体上优于B301。(3)考虑到实际经营中栽植和管理成本,3年轮伐期、10 000株/hm2是这2种杨树较为适宜的轮伐期与栽植密度。
摘要:
  目的  通过分析土壤质量和有机碳稳定性随林龄的变化特征,为合理评估森林生态系统功能的恢复进程提供理论支撑。  方法  选取山西太岳山区域4种林龄的油松林,分析其表层土壤的有机碳及其组分、黏粒含量、根系生物量和土壤酶活性等理化指标,以有机碳与黏粒的比例表征土壤的物理质量,以惰性有机碳与活性有机碳的比值表征土壤有机碳的稳定性。  结果  土壤的水分含量、土壤酶活性、铁铝氧化物含量都随着林龄的增长呈现增大趋势;土壤质量和有机碳稳定性都随着林龄的增长而增大,在0 ~ 10 cm土层,以40年生林地的土壤质量最低,为0.12,110年生林地的最高,为0.40,有机碳稳定也是在40年生林地最低,为2.69,110年生林地最高,为6.72,土壤质量与有机碳稳定性间存在极显著正相关关系。  结论  络合态铁、铝氧化物含量对土壤有机碳稳定性的提高发挥了积极的促进作用,而土壤水分、根系生物量和土壤酶活性则对土壤质量的改善发挥的作用更强一些。
摘要:
  目的  通过对不同采伐强度干扰阔叶红松林生态系统碳密度的估算,探讨其伐后30年的恢复状况,解析采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间的关系,为以生态系统碳汇功能提升和物种多样性保护等为目标的森林经营提供科学依据。  方法  以汪清林业局不同采伐强度干扰的阔叶红松林为对象,通过对未采伐和Ⅰ级(30%)、Ⅱ级(40%)、Ⅲ级(50%)、Ⅳ级(60%以上)、Ⅴ级(皆伐)采伐强度干扰林分植被、枯落物和土壤特征的调查和样品采集与测试分析,系统估算其植被、枯落物和土壤的碳密度,并对比分析其差异,以及他们之间及其与采伐强度、林分结构之间的关系。  结果  虽经30年的恢复,因采伐强度的显著负效应影响,阔叶红松林的植被碳密度仍显著低于对照,但在除皆伐外的其他采伐强度之间已恢复至无差异水平。虽然伐后林分乔木层碳密度的小径级和中小径级林木比例有一定程度的增加,但仍无法弥补40 cm以上大径林木的碳密度损失;幼树和草本植物的碳密度受采伐强度的影响不显著;灌木植物的碳密度与采伐强度呈极显著的正相关,但仅皆伐干扰显著增加。皆伐干扰显著降低了枯落物和B层土壤的碳密度,而其他采伐强度的土壤碳密度则因B层的增加而整体接近或高于对照林分。与对照相比,皆伐和Ⅰ、Ⅱ级采伐强度干扰的生态系统碳密度显著降低,Ⅲ、Ⅳ级采伐强度干扰的生态系统碳密度则分别恢复为与之接近和略高。生态系统碳密度的组成以土壤的碳密度占比最高,冠下植被和枯落物的碳密度合计不足生态系统碳密度的3%。采伐强度对树高均匀度指数、胸径香农指数和胸径均匀度指数的负效应仍显著,林分结构对乔木层碳密度产生了显著的正效应,对灌木植物碳密度为显著的负效应。受采伐的强烈负效应影响,乔木层碳密度与灌木植物的碳密度、枯落物碳密度、草本植物丰富度,以及枯落物碳密度与土壤碳密度和草本植物丰富度间均存在显著的相关关系。  结论  阔叶红松林伐后30年,除皆伐干扰外的生态系统碳密度已基本接近或超过未采伐林分,碳密度的恢复主要源于土壤相对快速的累积,而植被的碳密度损失还尚需一定时间的恢复。采伐强度、生态系统各组分碳密度及其与林分结构间存在着显著的相关关系,主要动因为采伐负效应引起的林分结构改变,导致了乔木层、冠下植被、枯落物和土壤的联动变化。
摘要:
  目的  杨树是我国栽培数量最多的阔叶树种,其生长快、易繁殖、适应性强、轮伐期短等特点对解决木材供需平衡、促进碳汇、实现碳循环等方面至关重要,探究杨树生长环境影响机制对实现森林资源高效管理、推动生态文明建设具有重要意义。  方法  本研究利用全国森林资源清查部分固定样地杨树实测数据,构建未考虑环境因素和考虑环境因素的杨树胸径生长率多元回归模型,结合随机森林(RF)、梯度提升机算法(GBM)和支持向量机(SVM)算法,并对RF、GBM和SVM算法以RMSE最小完成模型最优参数确定,并通过平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(R2)进行模型评价,实现环境因子对杨树生长的重要性程度知识挖掘。  结果  杨树生长速率主要受其自身胸径大小的影响,生长率随着胸径的增大而减小,呈现反“J”型趋势;考虑环境因素的回归模型较未考虑环境因素的回归模型R2从0.066提高到了0.403;机器学习算法预测效果明显优于回归模型算法,其中以RF算法精度最高,R2达0.730,预测结果和实际值基本一致;多元回归模型、RF和GBM对模型重要性解释程度规律基本一致,SVM存在微小差异。  结论  回归模型精度虽略低于机器学习算法,但其白箱网络优势可为未来森林资源清查工作中判定其胸径是否存在异常提供依据;杨树生长受环境影响,与地理空间位置关系紧密,温度适宜、降水充沛的低海拔地区以及坡度平缓、坡位较低的北坡区域更适宜杨树生长,密度越大越不利于其生长;在杨树林的营造过程中,应首先考虑造林地理位置、气象气候等因素;其次,考虑林分结构,特别是林分密度合理性;最后,考虑地形结构是否适宜进行杨树林营造工程建设。
摘要:
  目的  针叶林和阔叶林构成了北半球高纬度地区森林的主体,科学区分二者林分特征和碳汇功能差异预期助力基于林型差异的精准林分管理和多样性保护。  方法  本文以东北大、小兴安岭地区森林为研究对象,共调查野外1 275块乔木样地(针叶林698块,阔叶林577块),详细记录植物科、属、种、乔灌草植株大小与密度、地理位置(经纬度、海拔、坡向、坡位、坡度),计算优势种相对多度、多样性特征、地上碳储量,并以树种耐逆境特征与耐分解特征为基础,评价生物量碳汇功能的稳定性。  结果  (1)针叶林共有植物479种,隶属于79科228属,阔叶林共有植物546种,隶属于81科,255属。针、阔叶林乔、灌、草优势种变化明显,以乔木种类差异最大:针叶林以落叶松、红松、樟子松更多,而阔叶林以白桦、山杨和蒙古栎等多度更高。针叶林灌木以越橘和绣线菊为主,较阔叶林高1.6 ~ 2.3倍。整体来看乔木多达90%指标针阔叶林差异显著,而灌木为65%,草本为35%。(2)针叶林树更高更粗,较阔叶林高1.5 m、胸径粗2.4 cm,但密度较阔叶林低15%;灌木高度与盖度林分间差异不明显,针叶林草本植物高度较矮、但密度更高。(3)针叶林的碳储量、耐分解稳定性显著高于阔叶林,分别高25.54%和43.24%,但环境稳定较阔叶林低8%(P < 0.05)。相比阔叶林,禾本科在针叶林重要性从7.5%增加10.2%。相比而言,同期林业普查碳储量数据可能低估林分生物量碳密度35%左右。(4)与历史数据相比,针、阔叶林乔木高度均降低数米,林分密度高700 ~ 1 000 株/hm2,重要林下资源植物减少明显,保守估计森林层厚度年降低量10 cm以上,生态服务功能损失值得警惕。(5)与邻国俄罗斯相比,我国森林珍贵的常绿松类、云杉和冷杉树种占比很低,而落叶松和杨桦占比过大,生物量碳储量与俄罗斯最低质量森林相当。  结论  本研究基于大量野外样方调查对东北森林带核心区域针、阔叶林乔灌草植物组成、个体大小与碳汇功能的差异进行了细致刻画,并与历史数据和邻国俄罗斯数据进行了比较。相关结果为东北地区的森林管理提供了基础数据,建议深入开展林分树种组成变化的长期生态学意义与生态风险管控研究,加强基于林分差异的精准管理,并继续加强保护力度,提升生态服务功能,助力国家双碳目标实现。
摘要:
  目的  在全球气候变化导致的降水格局改变下,通过研究穿透雨减少(减雨)对南亚热带红椎人工林土壤有机碳含量及其化学组分的影响,为准确预测气候变化对人工林生态系统固碳功能的潜在影响提供科学依据。  方法  2012年,在广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站,29年生红椎人工林内随机布设了3个减雨处理样地和3个对照样地,每个样地面积为 20 m × 20 m。减雨处理第6年,分别测定了干季(3月)和湿季(7月)土壤有机碳含量和化学组成、凋落物总量及其组分、细根生物量、土壤微生物量及功能基因丰度,分析了减雨对红椎人工林土壤有机碳和化学稳定性的影响和主导因素。  结果  (1)减雨显著降低了干季土壤含水量和干、湿季细根生物量,而减雨对干、湿季的凋落物总量、凋落物各组分和土壤微生物量无显著影响。(2)干季,减雨显著降低了土壤烷基碳比例和烷基碳/氧烷基碳的值,但显著增加了土壤芳香碳比例和芳香碳/烷基碳的值;湿季,减雨对土壤有机碳及其化学组分均无显著影响。(3)凋落物量对土壤有机碳化学组分的改变起主要作用。  结论  经过6年的减雨处理,虽然土壤有机碳含量没有明显改变,但是在干季显著降低了稳定性高的土壤烷基碳比例并提高了土壤有机碳芳香化程度。因此,南亚热带地区未来降水减少情境有可能降低红椎人工林的土壤有机碳的化学稳定性。
摘要:
  目的  森林是陆地生态系统的主体,在陆地碳循环中起着关键作用,因此在碳中和背景下,如何持续增加森林碳库储量以及提高森林碳汇功能,已成为各方关注的热点。合理的树种配置是提升森林质量和碳汇能力的基础。  方法  以长白山阔叶红松林25 hm2固定样地连续15年(2004—2019)4次群落调查数据为基础,分析了主要树种对地上生物量碳库储量贡献,比较不同树种固碳速率差异及在时间上的相关性。  结果  (1)2019年阔叶红松林地上生物量为(282.5 ± 102.8) Mg/hm2,过去15年间年均净固碳速率约为1.0 Mg/hm2,在3个监测周期(2004—2009、2009—2014和2014—2019)内的固碳速率分别为1.54、0.73和0.76 Mg/(hm2·a);(2)样地内地上生物量最高的7个树种(紫椴、红松、蒙古栎、水曲柳、春榆、色木槭和大青杨)累计贡献量占整个群落总地上生物量的96.2%,其中紫椴、水曲柳和蒙古栎3个树种贡献了73.6%;(3)紫椴、水曲柳、蒙古栎、红松和春榆5个树种种群数量持续下降,而其平均胸径和地上生物量均呈现增加趋势,表明其大径级个体的固碳作用持续增强;(4)主要树种固碳速率存在明显差异(−0.97% ~ 0.77%),其中具有复叶结构的水曲柳是地上生物量积累速率最快的树种,年均增速约为0.77%,其后依次是紫椴(0.60%)、春榆(0.54%)、蒙古栎(0.38%)、红松(0.09%)色木槭(−0.46%)和大青杨(−0.97%);(5)7个种群在3个监测周期内表现出不同的增长动态,其中紫椴和色木槭、蒙古栎和红松、水曲柳和春榆之间表现出较高的正向波动关系,大青杨和春榆呈负向关系。因此,固碳速率在树种间存在时间上的异步性。  结论  该研究揭示的典型温带树种固碳规律、树种间固碳速率在时间上的异步性特点可为本地区植树造林实践中树种选择及配置提供一定的参考。
摘要:
  目的  东北地区森林面积广袤,是我国重要的生态屏障。本文旨在研究昼夜不对称增温的背景下,东北森林生长季NDVI变化及其对气候的响应,以期为东北地区林业建设与保护提供科学数据与指导。  方法  基于2000—2019年SPOT Vegetation NDVI数据、植被类型空间分布数据以及逐月降水、气温数据,应用趋势分析、Hurst指数、相关分析等方法,探究昼夜不对称增温的背景下东北森林生长季NDVI的时空演变规律,对气候因子的响应特征及未来变化趋势。  结果  (1)近20年东北森林生长季NDVI整体呈上升趋势,每10年增加0.035,其中混交林增加趋势最大,每10年达0.037,阔叶林最小。东北森林以改善为主,占总面积55.59%,另有43.84%的森林保持基本不变,仅有0.57%的区域森林属于退化状态。(2)从整个生长季来看,NDVI受最低气温和降水影响显著,与最高气温关系不密切,同时生长季最低气温和降水呈明显增加趋势,最高气温无明显变化,一定程度上解释了在昼夜不对称增温的背景下,东北森林生长季NDVI增加;不同林型对气候响应不完全相同:3种森林类型中,针叶林生长主要受最低气温影响,阔叶林生长由降水和最低气温共同控制,混交林生长对降水最为敏感。(3)从逐月特征来看,生长季前期(4—5月)NDVI主要受最高气温和最低气温共同影响,旺盛生长期(6—8月)对降水敏感性较高,生长季末期(9—10月)受最低气温和降水共同控制;NDVI对降水、温度敏感性均呈现明显的时滞性特征。(4)利用Hurst指数对未来趋势进行分析,显示东北森林将由改善转为退化,有71.94%的森林将面临退化风险,尤其是中部和北部气候变化剧烈区域。  结论  白天和夜晚升温的不对称性和NDVI对最高、最低气温差异性响应特征,导致白天和夜晚温度对东北森林NDVI近20 年变化具有不对称影响;2000—2019年东北森林生长季NDVI呈增加趋势,但未来面临退化风险。
摘要:
  目的  筛选影响板栗品质的关键气候因子,进行不同生态区域板栗气候适应性评价及其适宜性种植区划,为板栗引种以及科学种植提供理论依据。  方法  以不同生态区域(黄淮海、西北、长江中下游、西南等4大区域)105个板栗品种(含优系)为研究对象,对其坚果单粒质量、果形指数等表型性状和可溶性糖、淀粉、蛋白质等内在品质进行差异性分析,选择4大区域中24个板栗主栽区的12个气候因子进行主成分分析,筛选与板栗品质形成最密切的气候因子,通过逐步回归构建板栗气候品质评价模型;利用气候适应性指数(CAI)对板栗进行气候适应性评价和适宜性分区。  结果  (1)不同生态区域板栗表型性状和内在品质均存在显著差异性。长江中下游地区单粒质量和果形指数均显著高于其他地区,黄淮海地区可溶性糖最高,支链淀粉/直链淀粉比值最大。(2)影响板栗坚果品质的主要气候因子为热量因子,其次为光照因子和水分因子。单粒质量与年平均温度和生长季降水量呈显著正相关,与生长季温差呈显著负相关;果形指数与年平均温度和生长季平均温度均呈显著负相关;含水量与生长季降水量呈极显著正相关;可溶性糖与生长季温差和生长季日照时数均呈极显著正相关,与生长季将水量呈不显著负相关;支链淀粉/直链淀粉比值与生长季平均温度和生长季温差均呈极显著正相关;蛋白质与年平均温度呈显著正相关,与年日照时数和生长季日照时数均呈负相关,与生长季降水量呈不显著负相关。(3)根据CAI,4大区域中24个板栗主栽区可划分为最适宜区、较适宜区和适宜区。黄淮海北部区域CAI值达到0.90 ~ 0.96,为最适宜区;黄淮海东部、西北和西南区域CAI值为0.81 ~ 0.89,属较适宜区;而长江中下游区域CAI值最低,为0.71 ~ 0.77,属适宜区。  结论  生长季温差大、平均温度高、日照时数长的气候条件有利于板栗坚果甜、糯品质的形成。
摘要:
  目的  端粒基因在植物组织衰老和分化过程中发挥着重要的调控作用。本研究通过对古樟端粒基因CcTBP1和CcPOT1进行克隆与生物信息学分析、亚细胞定位及在古樟及其复幼扦插苗中的表达水平检测,初步揭示端粒基因在古樟复幼扦插不定根发生过程中的功能,为探究古樟复幼的端粒调控机理奠定基础。  方法  本研究以1200年树龄的古樟为研究材料,提取叶片RNA,利用PCR和同源克隆相结合的方法克隆端粒基因CcTBP1和CcPOT1,并对其序列进行生物信息学分析;通过构建过表达载体进行亚细胞定位分析;以及通过实时荧光定量(qRT-PCR)分析CcTBP1和CcPOT1在古樟及其复幼扦插苗不同组织和不定根发生过程中的表达模式。  结果  (1)克隆获得2个端粒基因,分别命名为CcTBP1和CcPOT1。CcTBP1基因编码序列(CDS)长2163 bp,编码720个氨基酸;CcPOT1基因CDS序列长1407 bp,编码468个氨基酸。(2)序列相似性和系统进化树分析结果显示:CcTBP1蛋白与牛樟RWR76720.1序列相似性高达98%,二者亲缘关系最近;CcPOT1蛋白与牛樟RWR96964.1序列相似性高达99%,二者亲缘关系最近。(3)亚细胞定位分析结果显示:CcTBP1基因定位在细胞核中,CcPOT1基因定位在细胞质和细胞核中。(4)根茎叶qRT-PCR表达分析发现,CcTBP1基因在古樟根中的表达水平最高,CcPOT1基因在复幼扦插苗根中的表达水平最高。不定根发生过程中的表达分析发现:CcTBP1呈下调表达趋势,在古樟不定根中的表达量高于复幼扦插苗;CcPOT1基因呈上调表达趋势,在古樟不定根中的表达量低于复幼扦插苗。  结论  古樟端粒基因CcTBP1和CcPOT1在古樟复幼不定根发生过程中具有重要的调控功能。
摘要:
  目的  分析森林碳汇与林业经济发展变化的趋势,为相关管理决策、生态治理和资源环境管理等提供参考,推动我国绿色低碳经济的发展。  方法  利用1989—2018年间6次森林资源清查数据,在相关研究的基础上,采用森林碳汇与林业经济发展综合评价模型、森林碳汇与林业经济发展耦合度模型和森林碳汇与林业经济发展耦合协调度模型,进行1992—2018年森林碳汇与林业经济发展变化的耦合度分析。采用逐步回归和ARIMA模型分析森林碳汇影响因素和滞后性,并采用自回归和ADF检验等预测我国2019—2030年森林碳汇与林业经济发展耦合度,研究也对中国森林碳汇与林业经济发展耦合及长期变化特征等问题进行了讨论。  结果  (1)生态建设与保护投资(ince)、林业重点生态工程实际完成投资额(fkein)、GDP(gdp)和林产品进口额(ifp)对森林碳储量(frcs)有显著影响,林业产业总产值(topf)、fkein、林产品出口额(efp)对森林碳汇量(fcs)有显著影响,其中fkein对二者的影响都最大。(2)fkein等因素对frcs的影响作用滞后性为2年,对fcs的影响滞后性为1年。在森林碳汇投资时,应提前做好部署,并做好森林资源经营管理和时间优化。(3)1992—2018年,我国frcs、fcs与林业经济长期发展的耦合度协调度是逐步上升的,中间虽有所波动,但frcs与林业经济长期发展的耦合度协调度年均增长9.24%,耦合协调程度由1992年的“严重失调”,上升到2018年的“优质协调”;1993—2018年,fcs与林业经济长期发展的耦合度协调度年均增长9.63%,稍快于frcs与林业经济长期发展的耦合协调度的增长速度。协调等级也由1993年的2级上升到2018年的10级。(4)预测表明:2019—2030年,frcs、fcs与林业经济长期发展的耦合协调度都是增加的,二者的耦合协调度D值均接近于1,协调等级也长期为10,耦合协调程度也长期保持在“优质协调”水平上。  结论  森林具有社会、经济和生态多重效益,森林碳汇仅仅是一种效益产出,开展森林碳汇与林业经济发展变化的长期耦合分析是多重效益分析的一个关键。研究分析认为我国森林碳汇的溢出效应、协同进化效应明显,1992—2018年森林碳汇与林业经济发展变化的耦合协调度是逐步上升的。预测分析也表明,2019—2030年,森林碳汇量与林业经济长期发展的耦合协调度将长期保持在“优质协调”水平上。因此,提高森林经营管理水平,并维持目前的森林资源增加态势,是我国实现“双碳”目标的关键。
摘要:
  目的  产自澳大利亚的斜叶桉木材渗透性极低,常规干燥过程中极易开裂、皱缩,难以保证质量。本研究在常规干燥工艺中引入间歇处理,制定常规间歇干燥基准,缩短斜叶桉锯材干燥时间的同时提升其干燥质量。  方法  采用100 ℃试验法测定斜叶桉木材干燥缺陷等级,拟定干燥初终期条件。结合Keylwerth研究,用图表法得到初步常规干燥基准,干燥30 mm厚斜叶桉锯材。根据干燥初期锯材表面的皱缩程度,设置间歇处理,修订原基准。依据GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》从含水率梯度、弯曲、开裂程度、皱缩等方面评价锯材干燥质量。  结果  本研究中斜叶桉试样平均基本密度为(558 ± 21)kg/m3。综合弦切和径切百度试件测得的缺陷等级,评定斜叶桉木材干燥缺陷等级为初期开裂4级,内裂5级和截面变形5级。据此拟定30 mm厚斜叶桉锯材常规干燥基准的初始温度为46 ℃,初期干湿球温差为1.5 ℃,后期最高温度为67 ℃。干燥过程中试件平均含水率为37.7%、34.4%和24.4%时,观察到严重皱缩,做了3次间歇处理,处理时长分别为16、8和8 h。试件从61.0%的平均初含水率干燥到10.8%的终含水率,共耗时20 d,平均干燥速率为0.10%/h。试件厚度方向含水率偏差为0.70%,可见干燥缺陷指标中顺弯、翘弯、扭曲、纵裂、内裂均达到一级标准,但试样横弯和皱缩较严重,仅能达到三级标准。  结论  100 ℃试验法表明:由皱缩导致的截面变形为斜叶桉木材最为严重的干燥缺陷,且径切板的皱缩程度要大于弦切板。在依据100 ℃试验制定的初步干燥基准中加入间歇处理,能够较为有效地缓解和抑制皱缩。本研究中干燥的30 mm厚斜叶桉锯材仍然存在少量皱缩,未达到GB/T 6491—2012中锯材干燥质量二级指标。但是,干燥时间比传统的大气干燥 + 常规干燥的联合干燥方式减少约90%,且干燥质量有所提高。本研究推荐的常规间歇干燥基准可为斜叶桉锯材的实际应用提供科学依据。
摘要:
  目的  为探明混交林水曲柳化感作用对落叶松防御蛋白的影响,本研究分析了与水曲柳带状混交模式下长白落叶松针叶内防御蛋白活性的变化。  方法  以长白落叶松为对照,将盆栽和地栽方式种植的长白落叶松与水曲柳分别按1∶1、3∶3、5∶5(HJ1∶1、HJ3∶3、HJ5∶5)带状混交,1年后利用紫外分光光度计测定各处理长白落叶松针叶内防御蛋白活性。  结果  地栽、盆栽3种带状混交长白落叶松针叶内防御蛋白活性多高于对照。地栽HJ3∶3针叶内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)、胰蛋白酶抑制剂(TI)活性及HJ5∶5针叶内多酚氧化酶(PPO)活性始终高于对照(P < 0.05);除8月1日外,地栽HJ3∶3 针叶内PPO活性显著高于对照(P < 0.05),HJ3∶3 与HJ5∶5差异均不显著(P > 0.05)。盆栽HJ3∶3针叶内防御蛋白活性始终高于对照(P < 0.05),且HJ3∶3多显著高于HJ1∶1或HJ5∶5。与盆栽相比,地栽HJ5∶5更有利于提高针叶内PAL活性;而地栽HJ1∶1对针叶内PPO活性及HJ5∶5对针叶内CI活性影响较小。  结论  与水曲柳带状混交,能够提高长白落叶松针叶内防御蛋白活力,以HJ3∶3混交模式效果最为显著,其防御蛋白活力明显增强。
摘要:
  目的  阐明生物多样性与生态系统功能关系及其作用机制,不仅具有重要的生态理论价值,同时能够为以“生物多样性与生态系统功能同步提升”为目标的森林多功能经营提供科学理论支撑。然而阔叶红松林中生物多样性如何影响森林碳汇功能目前并不十分清楚,本研究旨在揭示功能多样性和功能组成对森林碳汇功能的影响机制,为促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。  方法  以吉林蛟河30 hm2阔叶红松林固定样地为研究对象,通过采集植物功能性状计算功能多样性和功能组成用于表征生物多样性,并通过结构方程模型检验了生态位互补效应、生物量比率效应以及植被数量效应对生物多样性−森林碳储量和碳增量的影响。  结果  (1)生物多样性是森林碳汇功能的重要影响因素,提高功能多样性有助于提高森林碳增量,提高缓生−保守型性状的组成比例有助于提高森林碳储量,而保持一定的林分密度同样有利于充分地利用资源、提高森林固碳能力。(2)研究结果同时验证了生态位互补效应、生物量比率效应和植被数量效应假说,解释变量共同解释了13%的森林碳储量的变化以及36%的森林碳增量的变化。  结论  碳储量和碳增量是森林生态系统碳汇功能的重要反映和直接体现,本研究在一定程度上揭示了生物多样性与森林碳汇功能关系的作用机制,表明阔叶红松林中生物多样性与碳汇功能的关系格局是多种生态学机制共同作用的结果。研究结果能够为实现阔叶红松林“固碳增汇”以及“生物多样性与生态系统功能同步提升”提供一定的理论依据。
摘要:
木质纤维细胞壁主要是由纤维素、半纤维素以及具网络结构的木质素交联形成的高度有序的三维立体结构,是植物最基本的力学承载单元。本文首先概述了国内外有关木质纤维细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素3种结构大分子的模量、强度等微力学特性,其次就纤维素−半纤维素、纤维素−木质素以及半纤维素−木质素大分子间的交联结构、分子间的有序组装规律进行了总结。在此基础上对比分析了光学显微成像、电子显微成像、原子力显微成像、显微红外光谱、线偏振显微拉曼光谱和频振动光谱以及同步辐射X射线衍射技术在细胞壁大分子取向研究过程中的异同点。重点讨论通过分子光谱化学成像技术揭示的木质纤维原料不同类型细胞以及同一类型细胞不同亚层中3种结构大分子取向排列规律。最后,展望了木质纤维原料大分子取向研究可能的发展趋势:系统表征木质纤维细胞壁纤维素超分子结构、三大组分间连接键类型、纤维素构象对半纤维素糖苷键及木质素芳香环有序组装的影响机制;在纳米尺度揭示木质纤维发育过程中,各类细胞壁中纤维素纤丝聚集体结构、取向及微力学变化规律;在细胞壁水平非破坏性的对木质纤维大分子取向进行三维立体成像和定量研究;基于分子结构表征、分子模拟和三维成像研究结果实现针、阔叶及禾本科植物纤维细胞壁骨架模型构建。
摘要:
“森林是碳库”生动释意了森林在国家生态安全和人类经济社会可持续发展中的战略地位。森林作为陆地生态系统的主体,其固碳是实现我国“双碳”愿景的重要路径。我国经过多年生态文明建设,森林碳储量逐年增加、森林碳汇功能得到较大提升,对全球森林碳汇功能的总体升高起到了积极的作用。然而,我国国土面积大、生境类型复杂,且长久以来秉持传统的森林经营管理理念与实践,在碳排放导致的全球气候急剧变化背景下如何进一步高效提升我国森林碳汇功能,以助力实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标,仍旧存在巨大挑战。本文以全球森林五大碳库的现状及其生物与非生物驱动因素为切入点,系统阐述森林野外调查和模型模拟等现代碳汇评估方法,着重梳理提升森林碳汇的潜在途径,以期为“双碳”目标下我国森林碳汇功能稳固持续提升提供理论参考。未来森林碳汇研究首先应着力于构建多尺度、全方位生态系统监测网络和综合评估体系;其次应构建森林全组分碳库综合分析框架,贯穿于森林碳汇的监测、评估和提升途径等各个环节,最大限度地消除全球森林碳汇强度和动态估算过程中的不确定性;最后建立可持续的林业碳金融市场,通过政策引导、建设复合型人才队伍和强化国际相关领域合作,为林业碳金融体系提质增效。
摘要:
  目的  次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。  方法  (1)本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过表达植株。(2)利用农杆菌介导的瞬时转化法侵染烟草,对PdKNAT7进行亚细胞定位。(3)通过徒手切片观察不同基因型拟南芥花薹基部的次生细胞壁厚度。(4)通过真空渗透的方法瞬时转化84K杨。(5)qRT-PCR分析不同品系杨树中PdKNAT7基因的表达情况,并揭示拟南芥和杨树中参与次生壁形成的相关基因的表达模式。  结果  (1)PdKNAT7定位于细胞核。(2)PdKNAT7主要在NE19杨茎中表达,且表达量高于107杨。(3)与野生型相比,过表达PdKNAT7的拟南芥花薹基部的束间纤维壁变薄,木质部纤维壁变厚,而突变体正好相反;另外,突变体的导管壁更厚。(4)过表达PdKNAT7的拟南芥植株中,4CL1、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量均下调,突变体中与之相反。(5)瞬时转化PdKNAT7基因的84K杨中,4CL3、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量也下调。  结论  PdKNAT7通过调控木质素和纤维素的积累来影响拟南芥次生细胞壁的厚度。
摘要:
  目的  开展气传花粉浓度与植被空间结构关系的研究,归纳总结不同花粉浓度阈值下植被空间结构,将其应用于植物群落设计及提升过程中,为北京市城市绿地设计、建造及改造提供数据支撑,对城市绿地空间环境的营造具有实际指导意义。  方法  研究应用Durham花粉采集器于2021年04月03日—04月09日对北京市内92个采样点的气传花粉浓度进行监测,通过CART决策树算法对不同花粉浓度的植被空间进行分类,最终归纳总结出高、中、低3个花粉浓度阈值所对应的植被空间结构模式图。  结果  (1)乔木盖度是区别不同植被空间花粉浓度的主要控制指标,其与花粉浓度的关系并非单一线性,而是呈现一定波动性。当0.698 < 乔木盖度 < 0.777时,花粉浓度最小,预测值为74粒/1000 mm2;当乔木盖度 > 0.777时,花粉浓度最大,预测值为285粒/1000 mm2;当0.600 < 乔木盖度 < 0.698时,花粉浓度预测值为207粒/1000 mm2;当乔木盖度 < 0.777时,花粉浓度预测值为133粒/1000 mm2。(2)除乔木盖度外,区别不同植被空间花粉浓度的控制指标还有灌木平均高度、乔木平均高度、地被平均高度和乔木平均枝下高等高度指标,以及群落结构类型、乔木占比和地被三维绿量等指标。(3)低花粉浓度的植被空间结构主要表现为上层高大、中下层低矮,植被类型主要为分支点高的大型乔木;高花粉浓度的植被空间结构主要有两种情况,一种是上层乔木覆盖程度较低时,中下层植被茂密,另一种是上层乔木覆盖程度极高,植物群落整体浓密,植被类型主要为常绿乔木和树冠浓密的落叶乔木,以及枝杈丰富的灌木。  结论  本研究为气传花粉致敏植物的栽植与优化改造提供科学依据,对于新建城市绿地,致敏植物尽量应用于与高花粉浓度的植被空间结构类似的群落内部;对于已建成包含气传花粉致敏植物的群落,可通过增加植物将原本为低花粉浓度的植被空间改造为高花粉浓度的植被空间,尽可能将花粉在植被空间内部滞留沉降,减少分散到城市内部的花粉量,缓解气传花粉致敏植物对过敏人群的健康威胁。
摘要:
  目的  碳 (C)、氮 (N)元素对植物的生长发育至关重要,尤其是在极端干旱的内陆河流域,不同功能群植物对土壤水分和养分需求不同,往往表现出不同的化学计量特征。探寻黑河下游不同功能群植物的化学计量特征及对地下水变化的养分反应,对进一步了解全球气候变化背景下荒漠生态系统具有重要意义。  方法  在黑河下游,根据与河道的距离,共设置22个采样点,采用相关性分析、方差分解方法分别对不同功能群植物的碳氮化学计量特征及其与环境因子的关系进行研究。  结果  研究结果表明,黑河下游地区植物叶片和细根的碳、氮元素含量平均值分别为408.53和16.30、500.34和11.81 mg/g,碳氮比平均值分别为30.74、49.48,与全球和区域尺度研究相比,黑河下游植物具有较高的细根碳含量、较低的氮含量和较高的碳氮比。在不同地下水位梯度上,木本植物的碳含量、氮含量与碳氮比均与地下水深度显著相关,但草本植物与地下水不相关。黑河下游植物碳氮化学计量特征与土壤理化属性紧密相关。地下水和土壤含水量、土壤总氮共同解释了木本植物化学计量总变异的53% ~ 75%;土壤pH值和土壤电导率共同解释了草本植物化学计量总变异的20%。  结论  研究表明面对极端干旱盐碱环境,水分是影响木本植物碳氮化学计量特征变化的关键因子,草本植物碳氮化学计量特征主要受土壤pH值和土壤电导率影响。
摘要:
  目的  干扰和氮沉降是影响植物入侵的重要环境要素。目前,干扰和氮沉降如何协同影响空心莲子草入侵湿地植物群落的研究相对缺乏。探讨干扰、氮沉降和湿地植物群落对空心莲子草入侵的短期影响,为入侵植物空心莲子草的物理控制及湿地植被的恢复与重建提供了一定的理论支撑和实践基础。  方法  本研究以入侵植物空心莲子草为主要研究对象,构建4种湿地植物粉绿狐尾藻、水葱、黄花鸢尾和千屈菜组成的湿地植物群落,设计干扰(无干扰、模拟采食、刈割)、氮沉降(无氮添加和氮添加)以及有无湿地植物群落竞争(仅空心莲子草单种模式和空心莲子草与湿地植物群落混种模式)的三因素控制实验。  结果  模拟采食和刈割两种干扰显著降低了空心莲子草的生长繁殖指标,结构方程模型显示其影响系数分别为−0.58和−0.98,且刈割相较于模拟采食影响更大。刈割处理下空心莲子草生物量、茎长和节数的相对生长率为负值,同时,刈割处理下3种指标的补偿系数均显著小于模拟采食处理,但存在欠补偿生长;湿地植物群落显著影响了空心莲子草根、叶、总生物量、叶片数、茎长和分枝数等指标;而氮沉降仅显著影响了空心莲子草分枝数补偿系数。除叶片数和分枝补偿系数,干扰与氮沉降对空心莲子草入侵的湿地植物群落并没有显著的交互作用。  结论  模拟采食和刈割两种干扰一定程度上不利于空心莲子草的入侵,且随着干扰强度增加,对空心莲子草生长恢复具有较强的抑制效应。氮沉降对空心莲子草综合指标影响不显著。本地湿地植物群落一定程度上可抑制空心莲子草入侵。而干扰与氮沉降的交互作用仅对空心莲子草叶片数和分枝数补偿系数有显著影响,对其入侵的湿地植物群落并无显著作用。
摘要:
  目的  分析林木不同生长阶段的空间结构特征有利于认识林分更新及其稳定性,为优化林分空间结构及自然植被恢复等提供参考依据。  方法  以庐山常绿阔叶林为研究对象,将林木生长划分为幼树(1 cm ≤ DBH < 5 cm)、小树(5 cm ≤ DBH < 10 cm)、中树(10 cm ≤ DBH < 20 cm)和大树(DBH ≥ 20 cm)4个阶段,选用混交度、大小比数、密集度、角尺度4种空间结构参数构建空间结构综合指数,采用熵权法进行权重赋值。  结果  (1)幼树、小树、中树、大树的株数占林分总株数的比例分别为72.7%、16.8%、6.5%和4.0%,林分径级结构整体上呈倒“J”型。(2)幼树、小树、中树、大树的平均混交度分别为0.609、0.746、0.815和0.822,平均大小比数分别为0.545、0.268、0.132和0.089,平均密集度分别为0.852、0.895、0.871和0.842,平均角尺度分别为0.576、0.563、0.553和0.507;随着径级的增大,林木的混交、生长优势程度不断增大,密集程度先增大后减小,分布格局逐渐由聚集分布转变为随机分布。(3)小树、中树、大树的大小比数的权重均超过75.0%,优化其空间结构主要应调控其林木分化程度;幼树混交度和大小比数的权重分别为0.364和0.388,优化其空间结构则主要调控林木混交程度及分化程度。空间结构综合指数为大树(0.054) < 中树(0.082) < 小树(0.117) < 幼树(0.265)。  结论  庐山常绿阔叶林中林木随着径级的增大其空间结构逐步得到改善,大树的空间结构最好,幼树的空间结构最差;针对不同生长阶段林木空间结构特征,可以采取不同的经营措施以优化其空间结构。
摘要:
土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%,提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而,土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定(生化难分解性、矿物保护和团聚体保护)和形成(腐质化、微生物效率−基质稳定框架和微生物碳泵理论)的前沿理论和机制,在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展(Century模型、微生物模型和微生物−矿物模型),并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。
摘要:
  目的  探究榕透翅毒蛾对不同榕属植物的寄主偏好性和选择性,为榕透翅毒蛾的防治提供科学依据。  方法  以广州市4种榕透翅毒蛾寄主植物:黄金榕、高山榕、垂叶榕、小叶榕(雅榕)为对象,分析榕透翅毒蛾取食不同榕树叶片后的生长发育和摄食量等指标。  结果  不同榕树饲养的榕透翅毒蛾幼虫龄期存在差异,黄金榕5 ~ 7龄,高山榕和小叶榕6 ~ 8龄,垂叶榕6 ~ 9龄;垂叶榕饲养的榕透翅毒蛾幼虫发育历期最长,而黄金榕饲养的榕透翅毒蛾幼虫发育历期最短;在榕透翅毒蛾幼虫发育的每一龄级,以黄金榕饲养的榕透翅毒蛾幼虫体长、体质量和排泄物鲜质量最大;黄金榕饲养的榕透翅毒蛾幼虫2 ~ 7龄头壳宽最宽(1龄头壳高山榕最宽);黄金榕和高山榕饲养的榕透翅毒蛾幼虫存活率显著高于垂叶榕和小叶榕;幼虫取食黄金榕的榕透翅毒蛾雌成虫寿命最长,而取食高山榕的雄成虫寿命最长,雌成虫预卵期最短,单雌产卵量最多;1 ~ 4龄幼虫取食黄金榕的5龄幼虫更偏爱取食高山榕,而取食其他3种榕树的5龄幼虫寄主偏好性不明显。  结论  榕透翅毒蛾对4种榕树的偏好性和选择性存在显著的差异,其中黄金榕和高山榕比垂叶榕和小叶榕更适合榕透翅毒蛾幼虫生长发育。
摘要:
  目的  塞罕坝机械林场是全球最大的人工林场,2017年被联合国授予“地球卫士奖”,如何科学评价造林对塞罕坝森林生态功能恢复的贡献显得尤为重要,本研究旨在从不同角度分析塞罕坝森林生态功能现状,为未来森林经营提供理论依据。  方法  基于全国森林资源规划设计调查技术规程(GB/T 26424—2010),采用森林蓄积量、森林自然度、森林群落结构、物种结构、植被总覆盖度、郁闭度、平均树高和枯枝落叶厚度8个评价因子对塞罕坝北曼甸林场各类森林进行生态功能等级评价。  结果  北曼甸林场有林地的森林生态功能指数平均为0.488,其中生态功能等级达到较好水平的林分占总林分的3.8 %;生态功能等级达到中等水平的占总林分的52.7 %;生态功能等级为较差的林分占42.4%;生态功能等级为差的林分占1.1 %。不同森林起源的生态功能指数表现为:天然林(0.545) > 人工林(0.474)。不同森林类型的生态功能指数排序为:针阔混交林(0.710) > 阔叶混交林(0.617) > 天然白桦次生林(0.535) > 针叶混交林(0.487) > 落叶松人工林(0.478) > 云杉人工林(0.443) > 樟子松人工林(0.429)。不同龄组的森林生态功能指数排序为:过熟林(0.588) > 中龄林(0.512) > 近熟林(0.509) > 成熟林(0.504) > 幼龄林(0.434)。  结论  经过近60年的造林工程,北曼甸林场各类森林生态功能相较于沙荒地有了显著提升,但人工林生态功能仍具有较大的提升空间,结合近自然经营理念需要对人工林进行必要的近自然改造。
摘要:
  目的  探讨不同氮添加条件下土壤团聚体分布及其碳氮含量的响应特征,以期为氮沉降背景下高寒草甸土壤固碳机制提供数据支撑。  方法  于2014年在青藏高原高寒草甸建立长期氮素添加平台,采取完全随机区组试验设计,设置0 g/(m2·a)(N0,对照)、2 g/(m2·a)(N2)、4 g/(m2·a)(N4)、8 g/(m2·a)(N8)、16 g/(m2·a)(N16)、32 g/(m2·a)(N32)6个水平氮素添加控制实验。通过湿筛法获得大团聚体(0.25 ~ 2 mm)、微团聚体(0.053 ~ 0.25 mm)和黏粉粒(< 0.053 mm),并测定各粒级土壤团聚体有机碳和全氮含量。  结果  该高寒草甸土壤大团聚体质量百分比(79%)显著高于黏粉粒(13%)和微团聚体(8%)(P < 0.05),各粒级团聚体质量百分比在不同氮添加处理下差异不显著(P > 0.05),氮添加未显著改变土壤团聚体平均质量直径(P > 0.05),这可能由于氮添加不仅提高了根系生物量,也降低了土壤微生物活性。氮添加降低了大团聚体和微团聚体有机碳含量,而增加了黏粉粒有机碳含量(P > 0.05)。相比于对照,氮添加使得微团聚体和黏粉粒全氮含量分别降低了2%和12%(P > 0.05)。氮添加显著降低了各粒级土壤团聚体C/N(P < 0.05)。  结论  不同粒级土壤团聚体C/N比值下降,表明未来持续氮沉降可能会加速高寒草甸土壤有机碳矿化。
摘要:
  目的  揭示透光抚育对不同林型中期“栽针保阔”红松林碳源/汇影响规律,为恢复地带性顶极植被阔叶红松林提供依据。  方法  运用静态箱−气相色谱分析及相对生长方程法,同步测定小兴安岭3种中期“栽针保阔”红松林(蒙古栎红松林、白桦红松林和山杨红松林冠下栽植红松25 ~ 35年及透光抚育25 ~ 30年)在不同透光抚育强度(对照−未透光和轻、强度透光抚育−伐除上层蓄积比1/7、1/3)下的土壤异养呼吸净碳排放量(CO2和CH4)、植被年净固碳量及相关环境因子(温度、土壤含水率、有机碳、全氮等),并依据生态系统净碳收支,确定林型和透光抚育强度对中期“栽针保阔”红松林碳源/汇的影响规律及其机制。  结果  (1)3种林型土壤CO2年均通量(159.94 ~ 207.43 mg/(m2·h))既受透光抚育强度影响(强度透光抚育使蒙古栎红松林显著提高18.9%),也受林型影响(对照林分白桦红松林显著大于蒙古栎红松林和山杨红松林,轻、强度透光抚育下3种林型相近);各透光抚育强度对3者的土壤CH4年均通量(−0.047 ~ −0.028 mg/(m2·h))无显著影响,但白桦红松林和山杨红松林显著高于蒙古栎红松林;(2)轻、强度透光抚育对3种林型的植被年净固碳量(1.66 ~ 3.99 t/(hm2·a))无显著影响,但在各透光抚育强度下白桦红松林显著高于蒙古栎红松林和山杨红松林(105.4% ~ 124.1%和31.0% ~ 32.6%),山杨红松林又显著高于蒙古栎红松林(55.7% ~ 71.1%);(3)轻度透光抚育对蒙古栎红松林(−1.93 ~ −1.12 t/(hm2·a))、白桦红松林(−0.13 ~ 0.46 t/(hm2·a))和山杨红松林(−0.65 ~ −1.03 t/(hm2·a))碳汇已无显著影响,而强度透光抚育的影响程度和方向与林型密切相关(蒙古栎红松林源强显著提高72.3%,白桦红松林由碳汇转化为弱源,山杨红松林源强变大但差异性不显著)。  结论  因此,从中期“栽针保阔”红松林维持森林碳汇方面考虑,对恢复较快的白桦红松林和山杨红松林可以采取强度透光抚育,而对恢复较慢的蒙古栎红松林则适宜采取轻度透光抚育。
摘要:
  目的  对油松JAZ基因家族特征及其与赤霉素负调控因子DELLA蛋白互作的功能域深入分析,旨在为解析针叶树以JAZ-DELLA为核心模块、茉莉酸(JA)-赤霉素(GA)介导的生长/防御平衡策略奠定基础。  方法  以油松全基因组数据为基础,筛选鉴定油松全部的JAZ家族基因成员,并分析其基本特征;构建多物种JAZ基因家族系统发育进化树,解析油松JAZ基因家族在系统进化过程中的特点;利用酵母双杂交技术,明确油松中JAZ与DELLA蛋白互作的功能域。  结果  油松中共鉴定得到53个JAZ基因家族成员,均具有TIFY和Jas保守结构,而且在degron序列中进化出了更丰富的变异。多个油松JAZ基因家族成员启动子区域包含响应JA和GA的顺式作用元件,并与模式植物中多个JAZ蛋白有着较近的进化距离。进一步实验发现,油松中5个JAZ蛋白(TIFY 4、TIFY11、TIFY16、TIFY25、TIFY59)的Jas结构域与油松DPL(DELLA-like)蛋白存在相互作用,明确了油松中Jas结构域是JAZ蛋白与DELLA蛋白互作的功能域。  结论  明确了油松JAZ基因家族的基本序列特征,确定了油松中JAZ与DELLA蛋白互作的Jas功能域,为针叶树JAZ基因家族及JA-GA信号转导通路的深入研究提供了重要依据。
摘要:
  目的  通过2010和2020年北京市行道树结构特征对比分析,探寻行道树结构特征10年变化趋势,发现目前行道树结构存在的主要问题,为后期行道树栽植和管理提供理论依据和参考。  方法  分别在2010年和2020年6—9月,对北京市六环内道路采用典型抽样方法,选择相同地段,对行道树进行每木检尺。从不同角度分析北京市城区行道树的树种组成、应用频度、重要值和冠幅结构10年变化情况。  结果  10年期间,北京市行道树增加了6科10属8种,变化的树种均为偶见种,乔灌比增大;行道树主要以乡土树种和落叶树种为主,且落叶树种占比不断增加;应用频度排名前10行道树占比总和增加,其中白蜡占比增加最多;黄刺玫应用频度10年间下降比例最大;国槐的重要值下降8.2%,但仍远大于其他树种;行道树平均冠幅降低0.1 m,1级和5级冠幅等级行道树占比均降低;平均冠幅排名前十的行道树冠幅更加集中,其中二球悬铃木在1级冠幅等级下降比例最大。  结论  北京市行道树存在树种多样性降低,树种结构相对单一,单个树种占比增大等问题,不利于城市道路林生态系统的稳定。因此,北京市行道树应该扩大树种的选择范围,将阔叶落叶乔木树种、常绿灌木和草本植物搭配种植,加强本地种的培育和应用并适当引进价值高的外来树种;同时在城市绿化时,做好树冠结构的保护,增强行道树的遮荫效果。
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摘要:
林学
摘要:
  目的  混交林的稳定性、发展的可能性与空间结构密切相关,探究空间结构对林分生长量的影响对促进林分良性发展有着重要作用。本研究以天然云冷杉针阔混交林为对象,分析混交度(M)和大小比数(U)对单木生长量的影响,以期为该地区天然林林分结构调整提供科学依据和指导。  方法  选用2块云杉蓄积占总蓄积比例分别为0.1~0.2(1成云,1P)和0.4(4成云,4P)固定样地的5期监测数据,采用4株相邻木法计算空间结构三参数,绘制多元分布图,分析了1P和4P内各径级云杉、臭冷杉和红松在不同混交度和大小比数的胸径生长量变化规律。  结果  1P和4P均介于中度和强度混交(M分别为0.625和0.657)且呈随机分布;臭冷杉和红松的生长介于亚优势至中庸状态间(U = 0.25 ~ 0.50),云杉在4P内介于亚优势至中庸状态间(U = 0.48),在1P内介于中庸至劣势状态间(U = 0.70)。云杉和臭冷杉的年胸径生长量随径级的增大而增大(P < 0.05);随对象木混交度的增大而增大,其中小径级云杉和大中小径级臭冷杉与混交度呈显著相关(P < 0.05);云杉、臭冷杉和红松的年胸径生长量随对象木大小比数的增大而减小,其中中径级木与大小比数呈显著相关(P < 0.05)。云杉在1P内的年胸径生长量低于4P,红松相反。  结论  不同径级下林木的生长具有显著差异,降低大小比数的同时适当提高混交度有利于林木的胸径生长。不同生长阶段的竞争不同导致了不同径级林木对混交度和大小比数响应的差异,故针对不同生长阶段的林木应采取不同的经营措施调整优化林分结构,促进林分长期的稳定发展。
摘要:
  目的  红桦是我国特有的桦木科高大落叶乔木,也是我国暖温带森林主要建群种之一,具有观赏、经济和生态价值。通过对秦岭两地区红桦种群结构与动态特征研究,阐明红桦种群年龄结构特征及种群数量动态变化,建立种群发展预测模型,揭示红桦种群自然更新障碍原因,为今后红桦种群的保护和恢复提供理论依据。  方法  对陕西省宁陕县火地塘林场和甘肃省礼县洮坪林场红桦种群调查与统计,绘制红桦种群静态生命表,分析种群年龄结构及数量动态变化,建立种群发展预测模型,同时结合种群动态数量化法和数量时间序列分析法揭示红桦种群的发展趋势。  结果  两地种群年龄结构均在Ⅲ龄级时个体数最多,种群主要由幼龄个体组成;两地种群均是前期先衰退后增长,中期短暂衰退后增长,在Ⅵ ~ Ⅶ 龄级急剧衰退;洮坪种群比火地塘种群更早进入衰退期,其种群更易受到环境因子的影响;两地红桦种群的存活曲线都趋向于Deevey-Ⅱ 型。  结论  火地塘和洮坪两地红桦种群的年龄结构均呈不规则的金字塔型,种群发展主要靠中老龄个体维持;两地红桦种群现阶段都为增长型种群,且都对生境因子具有较高的敏感性,洮坪种群尤为明显;在未来两地红桦种群均不同程度地缺乏幼苗,自然更新较困难。针对此问题,提出保护和恢复红桦种群的策略:人工培育幼苗移植到种群的林窗内;对幼龄林采用“3年5次”的抚育方式,对中龄林采用整枝、修剪、除灌等方式进行抚育;对于郁闭度达0.9以上的林分,适当间伐,每公顷保留1 500株左右,提高种群的自然更新能力。
摘要:
  目的  阔叶红松林是我国东北东部山区的地带性顶级植被,但由于20世纪50年代以来不合理的开发利用多被天然次生林、过伐林和人工林所取代。人工促进红松天然更新可加快林下红松恢复,加速阔叶红松林演替进程,因此对于红松光合生理机制的研究具有十分重要的意义。  方法  为探讨人工促进红松天然更新的可行性及不同采伐强度对红松人工移植苗的生理影响,本研究选择3种不同采伐强度的样地(样地采伐强度分别为对照0、17%、35%),就红松人工移植苗和红松天然苗两种幼苗进行光合生理对比试验。  结果  (1)6年生红松人工移植苗与6年生红松天然苗的光合效率及大多数叶绿素荧光参数无显著差异,包括净光合速率、水分利用效率、碳同化量子效率、最大光化学效率、实际光化学效率、电子传递效率、开放的PSⅡ激发能捕获效率、非光化学猝灭系数;(2)从光响应参数来看,红松人工移植苗的光补偿点和暗呼吸速率高于红松天然苗,但二者差异不显著;(3)不同采伐强度中,红松人工移植苗和红松天然苗在35%采伐强度(郁闭度0.6)下的最大光化学效率最低(P < 0.05),表明两种红松幼苗在35%采伐强度下受到一定程度的胁迫;(4)随着采伐强度的增大,红松人工移植苗的净光合速率、最大净光合速率、光化学猝灭系数、光饱和点呈先升后降的趋势,在17%采伐强度(郁闭度0.8)下达最大值。  结论  6年生红松人工移植苗与6年生红松天然苗的光合生理差异不显著,冠下更新的红松人工移植苗可以很好地适应林下环境;林冠下红松更新不提倡伐后郁闭度0.6条件下造林,可在伐后郁闭度0.8条件下补植红松幼苗。
摘要:
  目的  明确水曲柳引种栽植20年后的适应性、生长表现及其对群落物种多样性的影响,为水曲柳的引种和立地环境选择、引种地物种多样性保护提供科学依据。  方法  采用典型样地调查法,对北京市喇叭沟门自然保护区内引种栽植20年的水曲柳散生个体、水曲柳纯林、水曲柳混交林及其他阔叶林、沟谷草甸进行调查,分析水曲柳个体适应性、生长表现和不同群落类型的物种多样性。  结果  (1)水曲柳在不同环境或群落类型中的成活保存率Sp均大于90%,能够正常生长并开花结果;(2)水曲柳个体胸径、树高、冠幅、干性及冠长率等形态指标在不同群落或环境中存在差异,活力度值B排序结果为水曲柳散生个体 > 水曲柳混交林 > 水曲柳纯林;(3)水曲柳纯林和水曲柳混交林物种多样性低于其他阔叶林和沟谷草甸群落类型。  结论  (1)水曲柳在引种栽植20年后进入中龄阶段,仍表现出较强的环境适应性,存活率较高,在林缘及道边散生个体的生长表现最好,在混交林和纯林中受林分郁闭度过高影响,水曲柳生长表现相对较差;(2)水曲柳具有较强的耐阴性和竞争力,进入中龄后在水曲柳纯林和水曲柳混交林中形成较高的乔木层郁闭度,导致灌草层物种减少,不利于当地物种多样性的保护;(3)在喇叭沟门自然保护区引种栽植水曲柳时,应选择沟谷下部弃耕地或道路两侧绿化用地,对于沟谷草甸和其他次生林环境不宜栽植水曲柳。
摘要:
  目的  Remorin蛋白是广泛存在于苔藓、裸子和被子植物中的蛋白家族,在调控植物生长发育及生物胁迫反应方面具有重要作用,但有关remorin抵御非生物胁迫作用机制的研究较少。前期研究发现抗逆树种胡杨的remorin 6.5(REM6.5)可通过增强质膜质子泵活性提高植物耐盐性,在此基础上,本文研究了胡杨PeREM6.5在植物耐受水分胁迫中的作用,旨在进一步揭示植物抗旱的生理与分子机制。  方法  以过表达PeREM6.5拟南芥(OE1和OE2)、野生型(WT)和转空载体对照(VC)拟南芥为试验材料,对各基因型拟南芥进行水分胁迫处理(包括渗透胁迫和土壤干旱)以及复水处理,从生理生化及分子生物学角度研究了胡杨PeREM6.5在拟南芥干旱胁迫中的响应机制。  结果  甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥的存活率、根长显著高于WT和VC,并且在渗透胁迫下细胞膜受损程度较小,这些表型差异主要与转基因拟南芥水分吸收、抗氧化防御能力增强有关。甘露醇处理后,过表达PeREM6.5拟南芥水通道基因AtPIP1;2和AtPIP2;1的表达量提高。甘露醇处理诱导WT和VC根细胞积累H2O2,对细胞膜造成氧化伤害。转基因株系在甘露醇处理后过氧化物酶基因POD和过氧化氢酶基因CAT表达量显著上调,能维持较高的POD和CAT酶活性,清除H2O2及其对细胞膜造成的损伤。在土壤干旱处理9 d后,转基因株系的叶绿素含量下降幅度低于WT和VC,复水后叶绿素含量恢复程度较高。另外,PeREM6.5转基因株系在干旱胁迫下维持PSⅡ实际光合量子产量的能力增强。  结论  过表达胡杨PeREM6.5基因提高了拟南芥对水分胁迫的耐受性。
摘要:
  目的  探讨热激蛋白(HSP)在花楸树响应高温胁迫过程中的作用,以期为花楸树引种低海拔地区提供理论基础。  方法  以2 ~ 4年生花楸树实生苗为研究对象,进行了花楸树SpHSP70-3基因的克隆、系统进化分析、组织特异性表达模式以及响应高温胁迫的表达机制研究,并利用农杆菌介导法转化拟南芥,对SpHSP70-3基因在高温胁迫下的响应进行了异源验证。  结果  SpHSP70-3基因开放阅读框全长为2 088 bp,编码695个氨基酸;SpHSP70-3蛋白与蔷薇科梨属的白梨PbHSP70同源性最高。内源性表达分析显示:SpHSP70-3基因在叶片中表达量最高,在花蕾、初花、盛花时表达量偏低;42 ℃处理花楸树后,发现前6 h SpHSP70-3基因表达量没有显著变化,12 h时表达量增至对照组的12倍,24 h时表达倍数最高,为对照组的19倍。对3个转SpHSP70-3基因拟南芥纯合株系(OE1、OE2、OE3)和野生型拟南芥(WT)进行45 ℃高温处理后,OE1、OE2、OE3中的丙二醛(MDA)含量均高于WT,且过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性结果均低于WT。此外,SpHSP70-3在转基因株系中的表达量随着处理时间的增加而上升,并且其抑制了正调节因子AtHSP70、AtHSP18.2、AtHsfA1DAtHsfA1A的表达,同时诱导了负调节因子AtHsfB2B的上调表达。  结论  SpHSP70-3在花楸树响应高温胁迫过程中起负调控作用,初步推测SpHSP70-3是花楸树引种低海拔地区响应高温响胁迫机制中的负调控因子。
摘要:
  目的  利用杂交过程中亲本的配子重组及基因交换,创造变异丰富的子代群体,为后续林木良种及新品种选育提供物质基础。  方法  以3株紫雨桦为母本,7株白桦作为父本进行杂交,共得到19个杂种家系,调查了各家系紫叶苗木的高和地径等生长性状,5—9月不同发育时期的叶绿素、花青素、叶色参数(L*a*b*)等叶色性状以及2个年度的保存率,对各性状在家系间的差异进行了统计分析。  结果  (1)生长、叶色等性状在家系间大多存在显著(P < 0.05)或极显著(P < 0.01)差异。不同性状的变异幅度差异很大,苗高、地径变异在25.00%左右,花青素相对含量以及黄蓝饱和度(b*)在33.67% ~ 53.20%之间,其他性状的变异系数多为15.00%上下。(2)叶色性状随季节变化明显。花青素相对含量和红绿饱和度(a*)在5、6月最高,7、8、9份明显降低,这与紫雨桦叶色春季呈现紫色、夏季逐渐变绿色的季节变化吻合;b*随季节变化呈现逐渐增加的趋势,这也与叶片颜色逐渐变蓝的趋势一致。(3)保存率在家系之间变异较大,有3个家系的保存率较高,分别为95.0%、90.4%、88.4%,3者均值与保存率最低的3个家系的均值相差2.7倍。在各家系中,父本为大兴安岭种源的保存率更高,较父本为种子园的高出12.2%。  结论  紫雨桦与白桦杂交,家系间的生长性状、花青素含量、叶色参数以及保存率等产生了丰富变异,为后续进一步筛选彩叶桦优良杂种新品种奠定了基础。采用寒温带种源白桦为父本杂交,提高了子代抗寒性。
摘要:
  目的  植物挥发性有机物(BVOCs)中的一些成分具有净化空气、改善身心健康的生态功能。通过研究夏秋季节油松叶片BVOCs的成分、动态变化及其对于空气微生物的抑制作用,揭示油松叶片释放BVOCs组分与规律,探索其抑菌特性,为森林康养型植物的选择及应用提供理论依据。  方法  利用动态顶空吸附采集法与热脱附−气相色谱−质谱(TDS-GC-MS)联用技术,进行油松叶片BVOCs的采集与分析。通过城市微生物采集点与油松样地空气微生物含量测定的对照试验计算油松叶片BVOCs的抑菌率。  结果  (1)油松叶片释放的BVOCs共测定出11类173种化合物,其中,夏季共测定出11类113种化合物,秋季共测定出11类103种化合物。主要组成成分为烷烃与烯烃,夏季含量最高可达70%以上,秋季最高可达90%以上。夏季较秋季油松叶片释放的BVOCs组成成分更丰富且总量高但夏季油松叶片BVOCs释放峰值要滞后于秋季。(2)在环境因子中,油松BVOCs释放量与大气温度呈不显著正相关,与大气湿度呈不显著负相关。(3)油松叶片BVOCs抑菌物质释放量呈现出“一峰一谷”的日变化趋势,夏、秋季抑菌物质释放峰值分别为14:00与12:00,且夏季较秋季抑菌物质释放总量高。油松对空气微生物的抑制作用具有明显的日变化规律,其中以对细菌的抑制作用最显著,且抑菌率表现为早上 > 中午 > 晚上。(4)综合考虑油松BVOCs对人体有益及有害影响,夏季在16:00,油松叶片BVOCs中有益于人体健康的成分相对含量达到一天中的最高值,有害物质相对含量为一天中的最低值;在秋季,14:00至16:00油松叶片BVOCs中有益于人体健康的成分相对含量上升,有害物质相对含量下降,且在16:00左右抑菌物质相对含量达到峰值,有害物质相对含量接近于零。  结论  在一天不同时间和一年不同季节(夏季和秋季)油松叶片释放BVOCs的组成及相对含量存在较大差异。油松叶片BVOCs对空气中细菌有明显抑制作用,具有明显的改善空气质量作用。夏秋季节14:00至16:00左右林内对人体有益的油松植物挥发物质较多,对人体产生不利影响的挥发物质较少。研究结果为进一步揭示油松释放BVOCs调节人体健康的生理响应机制提供理论依据。
摘要:
  目的  森林火灾风险评估是利用定量或定性的方法综合考虑一个区域的火发生可能性及对环境造成的潜在影响,识别区域内的高火灾风险区是开展科学林火管理的基础。本研究基于森林燃烧概率、潜在火行为和暴露性综合评估一个区域的森林火灾风险,为林火管理部门开展林火管理和可燃物处理提供指导。  方法  利用燃烧概率模型(Burn-P3)在景观尺度上模拟亚热带林业实验中心所属林区的燃烧概率、潜在火强度、蔓延速度及火发生类型。根据火对周围城镇和水源的潜在环境和安全问题计算火灾暴露性。综合这些指标利用层次分析方法定量评估森林火灾风险,分析火灾风险的空间特征和不同类型植被的燃烧性差异。  结果  火模拟结果表明:研究区的平均燃烧概率为0.040 1,燃烧概率高和很高的区域分别占研究区的5.3%和2.3%。火烧以地表火和间歇性树冠火为主,平均火强度及蔓延速度分别为2 043.6 kW/m2和2.5 m/min。火行为指数高和很高的区域分别占17.3%和6.2%。针阔混交林的燃烧概率和潜在火行为指数最高,阔叶林的燃烧概率及潜在火行为指数最低,但其暴露性指数最高。火灾风险综合评估结果表明,风险高和很高的区域分别占19.7%和6.5%,针阔混交林的火灾风险指数高于其他植被类型。  结论  研究区内大部分区域的燃烧概率较低,但潜在火行为指数较高。城镇和水源附近森林的火灾风险等级高,是林火管理的重点区域。部分针叶林和针阔混交林存在发生稳进树冠火的可能,可以通过可燃物处理措施来减少可燃物梯及地表易燃可燃物,降低火灾风险。
环境科学与工程
摘要:
  目的  快速的城市化发展导致景观破碎化和生态空间网络的破坏,因此合理构建生态空间网络可以促进生态源地之间能量的流动,有效缓解生态环境的恶化。  方法  以松花江流域为研究对象,基于土地利用数据提取生态源地,运用GIS空间分析技术和MCR模型,筛选生态源地及潜在生态廊道;其次,基于复杂网络方法计算生态源地“度”,运用引力模型计算松花江流域潜在生态廊道“边权”,依据复杂网络中“边权”和“度”得到研究区生态源地“权重”;最后,通过权−度相关性对研究区生态空间网络进行模拟增边优化,分析生态空间网络鲁棒性。  结果  (1)松花江流域生态空间网络由450个生态源地和1 019条潜在生态廊道组成。(2)在松花江流域生态空间网络中,齐齐哈尔市、大庆市、松原市生态源地斑块聚集度低,生态廊道结构简单,呼伦贝尔市、牡丹江市斑块聚集度高,生态空间网络错综复杂。研究区生态空间网络出现两极分化,生态环境亟需优化。(3)基于复杂网络理论,对松花江流域进行模拟增边优化。共识别增边节点20个,模拟增边24条,模拟增边优化后,网络连接鲁棒性有了明显的增强,松花江流域生态空间网络连通性以及抗干扰能力有很大提升。  结论  基于MCR模型构建生态空间网络,运用复杂网络理论对松花江流域进行增边优化,提升生态空间网络的鲁棒性,为松花江流域生态空间格局优化奠定了理论基础。
摘要:
  目的  永定河作为北京西北部水源涵养区河流主脉,经过近年来一系列修复措施后,河流生态状况恢复显著。但由于对河流生态本底模糊不清,导致河流目前仍存在河道断流、水质不达标等问题,影响了其生态服务功能的发挥。为摸清其生态本底状况和生态服务功能,本研究开展了永定河北京门头沟河段本底调查,并对河流水生态质量进行了评价。  方法  基于分区分类分级的原则,采用层次分析法构建了涵盖水文、生境、水体、水生物和社会服务5方面14项指标的水生态质量评价体系。针对山峡段和平原段指标间重要程度的差异,采用主客观相结合的方法分别赋予了两套权重值,来对河流水生态质量进行评价。  结果  本底调查结果表明:永定河门头沟段存在个别地区水质指标超标、底泥营养物质含量普遍较高的情况。其中下游雁翅—三家店段、三家店—卢沟桥段在一年内断流时间较长,分别达到324和309 d;上清水—斋堂段处于全年无水的状态。评价结果表明:各有水河段均处于“较健康”状况,河流整体生态状况较好。  结论  山峡段基本满足生态涵养功能区的要求,平原段在维持其基本生态功能基础上具有一定的社会服务功能。整体来看,河流水生态质量具有明显的空间分布变异特征,由上游至下游逐渐变差。
风景园林
摘要:
  目的  雨洪问题已经成为浅山区发展的关键制约因素,绿地低影响开发是解决浅山区雨洪问题的重要手段。构建一套面向径流控制效果、建设成本等多元目标的低影响开发设施的布局优化方法,能够为浅山区雨洪问题的高效解决提供重要技术支持,有助于浅山区的未来高质量发展。  方法  从浅山区绿地规划设计特征与径流特点入手,耦合D8与NSGA-Ⅱ算法,构建基于栅格数据的低影响开发布局优化平台,实现协同径流控制效果与建设成本优化的低影响开发设施类型、规模空间量化布局,并将石家庄西山郊野公园作为实验对象,以验证方法的可行性。  结果  分别在重现期5、10和20年2 h降雨模拟情景中,得到实验对象低影响开发设施布局优化解集24、30和30个,并识别得到各模拟情景LID设施建设的“理想投资上限点”为7 514.1万元、6 634.4万元和6 065.1万元;在ArcGIS中可视化各模拟情景所得“理想投资上限点”对应的LID设施布局方案,发现雨水花园、透水铺装、调蓄水体呈散点状分布,植草沟呈分散的小规模线性分布。  结论  D8与NSGA-Ⅱ耦合算法能够良好地匹配浅山区绿地的低影响开发情景,简化了传统绿地低影响开发繁琐的设计流程。实验结果表明:径流峰值流量与LID设施成本存在边际效益递减效应,且随着降雨重现期增大,边际效益递减效应加剧;相对其他LID设施,透水铺装与雨水花园的建设性价比更高;实验对象的可视化模拟结果基本符合设计原理与真实设计情景,能够良好地指导规划设计;未来应重点探究低影响开发设施布局优化与绿地规划设计的协同方法,同步规划设计方案以置入必要的约束条件,从而提升设施布局结果的合理性和指导性。
摘要:
  目的  浙江舟山群岛属于典型的海岛地理格局和地貌特征,分布着丰富的植物资源。本研究对舟山主要海岛的自然植被和城市绿地中的本地彩化植物资源进行调查,并构建评价模型,筛选出适合应用于舟山园林绿地彩化的植物资源。总结和分析彩化植物在舟山园林绿地中的应用现状和存在问题,并提出相关对策和建议,以期为舟山乃至我国生态文明建设和园林植物资源开发利用提供相对科学的舟山海岛植物资源依据。  方法  本研究应用AHP(层次分析法)对舟山本地彩化植物资源进行相对客观的定量评价,从风景园林学和生态学的视角,建立美学价值、生态适应性、栽培管护特性、生态价值(效益)等4方面指标体系的评价模型。在征求相关专业技术人员意见和建议的基础上,根据舟山的气候和环境特点确定了本地彩化植物的18个评价指标,对其进行权重赋值和模型评价。  结果  在对舟山城市绿地和自然植被进行详实调查的基础上,根据6大原则,共筛选出花、叶、果或枝(皮)具有色彩变化的本地彩化植物66种,隶属于38科,56属。其中,综合评价结果为Ⅰ类(Tj ≥ 3.5)的有15种;Ⅱ类(3.5 > Tj ≥ 3.0)的24种;Ⅲ类(Tj < 3.0)的27种。  结论  由于舟山本地土地资源紧张,可对66种综合评价相对较高的本地彩化植物资源进行开发生产,建议重点开发利用和推广应用综合评价为Ⅰ类的15种本地彩化植物资源;综合评价为Ⅱ类的24种本地彩化植物,可作为丰富舟山城市色彩和植物多样性加以开发和利用;综合评价为Ⅲ类的27种彩化植物资源,可向我国土地资源丰富的长三角地区推广生产和开发利用。
林业工程
摘要:
  目的  研究芦苇刨花板表面特性及其对于环氧聚酯粉末涂料涂饰效果的影响作用,为芦苇刨花板的粉末涂料涂饰提供理论和技术参考依据。  方法  选用环氧聚酯粉末涂料,采用静电喷涂方式涂布于砂光处理的芦苇刨花板基材表面,在130 ℃条件下固化3 min制备了粉末涂料涂饰的饰面芦苇刨花板。在表征涂料固化行为和芦苇刨花板表面性能基础上,研究了砂光处理对板材表面性能与粉末涂料涂饰效果的影响。  结果  环氧聚酯粉末涂料平均粒径为31.5 μm,在130 ℃条件下固化良好;砂光处理可以有效除去芦苇刨花板表层的预固化层和劣化物质,随着砂带目数的提高,芦苇刨花板表面的粗糙度和润湿性均有所改善,实验所选的范围内,240目砂光处理的效果最好;随着砂带目数的提高,粉末涂料在基材表面的流动性得到改善,所形成的涂层也更加平整,涂层平均厚度为125.4 μm,漆膜附着力为0级,铅笔硬度可达3H以上。  结论  芦苇刨花板基材经过80目、120目、180目、240目砂带逐级砂光处理后与环氧聚酯粉末涂料结合性能良好,外观质量较优,该方法可以用于芦苇刨花板的粉末涂料涂饰。
摘要:
  目的  为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。  方法  以1 ~ 5年生金佛山方竹天然植株为研究对象,采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维,通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。  结果  金佛山方竹基本组织占比(体积比)最大,为56.16% ~ 65.92%;纤维组织占比次之,为27.69% ~ 34.18%;输导组织占比最小,为6.40% ~ 9.85%。维管束类型为开放型和半开放型,维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著,宽度径弦比几乎一致,介于1.2 ~ 1.3之间。纤维细胞长度在1.7 ~ 2.1 mm之间,长宽比为110 ~ 133,属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样,存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层,最高达9层,呈现出宽窄交替的特征;薄壁细胞次生壁层数也为奇数层,最高达9层,每层厚度近似相等,呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性,但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量,呈负相关关系;气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚,前者呈负相关关系,后者呈正相关关系。  结论  金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性,但没有明显变化规律,3 ~ 4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外,环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性,且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。
摘要:
  目的  竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于解决竹集成材水性涂装的难题。  方法  以竹集成材为基材,采用简易的多次喷涂底漆的涂饰工艺将水性清漆和色漆进行涂饰,并对漆膜硬度、附着力、光泽度、表面粗糙度进行测试,进一步利用电镜和红外分析探究漆膜在竹集成材上的附着机理。  结果  清漆漆膜硬度为1H,附着力为0级,而色漆因含有颜料,硬度更高为2H。颜料颗粒的存在影响了成膜的交联程度,使得色漆的附着力较差为1级,表面粗糙度高于清漆。说明本涂饰工艺能保持较强的附着力与漆膜硬度,能够对基材进行较好的保护。经过水性漆涂饰后的竹集成材表面光泽度显著增加,纵向的光泽度提高了5倍以上,大大提高了其装饰性能。且清漆涂饰前后总色差值较低,说明清漆能较好地保持竹集成材本身的颜色。水性漆中的成膜物质与基材之间产生了物理和化学结合,有助于水性漆更好的附着。  结论  本研究探明了竹集成材水性清漆和色漆的影响以及水性漆漆膜的附着肌理,为竹材的水性化涂装及性能提升提供了理论和技术支持。

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