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基于可见光植被指数的乌海市矿山排土场坡面植被覆盖信息提取研究
李鹏飞, 郭小平, 顾清敏, 张昕, 冯昶栋, 郭光
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190252
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1630KB](0)
摘要:
目的利用可见光植被指数快速准确获取矿山排土场坡面植被盖度,为乌海矿区排土场坡面植被调查提供有效方法。方法选取乌海市典型矿山排土场,通过样方调查法、无人机遥感及可见光植被指数计算筛选适于研究区排土场坡面植被提取的可见光植被指数,并估算其植被盖度,试为排土场坡面植被盖度提取提供新方法。结果结果表明:(1)不同可见光植被指数提取植被效果存在一定差异,其中red-green ratio index(RGRI)和blue-green ratio index(BGRI)植被指数的灰度图中越暗的部分代表植被指数越大,而其他常见可见光植被指数是越亮的部分代表植被指数越大。(2)研究区中不同可见光植被指数灰度图像特征值基本分布在[− 1, 1]范围内,由蓝、绿波段构建的normalized green-blue difference index(NGBDI)和BGRI植被指数的灰度图中植被与裸地像元值范围有较大重叠,即存在部分混淆。(3)常见可见光植被指数中,visible-band difference vegetation index(VDVI)可见光植被指数可以快速准确提取研究区排土场坡面植被,通过人工目视解译及误差矩阵得到VDVI植被指数提取结果平均识别精度在93.4%,表明VDVI植被指数更加适用于在乌海市矿山排土场坡面植被提取,优于其他常见可见光植被指数,利用该方法估算可得研究区坡面植被盖度约20.4%。结论可见光植被指数作为一种非监督分类方法,无需人工选择参考地物即可提取植被,可以作为矿山排土场坡面植被盖度调查的一种新方法,具有广阔的应用前景,同时研究表明VDVI植被指数在提取乌海市矿山排土场坡面植被盖度时具有较高提取精度,对指导当地矿山排土场植被恢复具有实际意义。
AtDME1基因84K杨的获得及目的基因诱导表达分析
吴晓娟, 鲁俊倩, 常英英, 钟姗辰, 苏晓华, 张冰玉
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190068
[摘要](4) [HTML全文](3) [PDF 730KB](0)
摘要:
目的DNA甲基化是一种重要的表观遗传标记,在植物生长发育、环境响应等过程中发挥重要作用。本研究将拟南芥去甲基化基因AtDME1导入84K杨基因组中,通过化学诱导表达实验,研究AtDME1基因在转基因杨树中的诱导表达特性,为建立杨树甲基化诱导变异体系,进而实现杨树品种改良等奠定良好基础。方法以白杨派优良品种84K杨无菌苗叶片为受体材料,采用农杆菌介导法将化学诱导启动子与AtDME1基因导入84K杨;经过潮霉素筛选、常规PCR检测及DNA测序等方法对抗性植株进行鉴定。通过化学诱导剂17-β-雌二醇对随机挑选的1个转基因株系离体叶片进行诱导处理,处理时间为0、3、6、12、24、48、96、144 h,采用qRT-PCR检测处理叶片中外源基因AtDME1的表达量变化。结果本研究中,潮霉素分化筛选共获得了抗性芽224个,经生根筛选获得6株抗性植株,经分子检测证实这6株抗性植株均为转AtDME1基因植株,扩繁后分别标号为转基因AD-1 ~ 6。qRT-PCR检测结果显示,化学诱导剂17-β-雌二醇处理3 h时,目的基因AtDME1的表达量基本达到最大值,效果持续至12 h后逐渐减弱。结论化学诱导剂17-β-雌二醇能迅速有效地调控转基因杨树中AtDME1基因的表达,为进一步研究DME1基因在杨树基因组甲基化调控方面的作用机制奠定基础,也为杨树化学诱导表达特性的研究做好了铺垫。
马尾松优良种源高效组培育苗技术体系构建
王胤, 姚瑞玲
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190396
[摘要](16) [HTML全文](12) [PDF 1114KB](6)
摘要:
目的马尾松是我国南方生态建设和造林用材主要树种,受种苗良种化限制,人工林生产力水平整体不高,产业发展缓慢。因此,构建高效马尾松优良种质繁育技术体系对推动良种推广利用,加快产业发展,提升行业竞争力很有必要。方法以马尾松骨干育种资源桐棉种源为研究对象,未成熟球果合子胚为外植体,通过体胚发生技术获取成熟胚状体作为本试验供试材料,针对马尾松体胚萌发率低、芽苗活性差、生根成苗困难等技术瓶颈,系统分析了活性炭、基本培养基、植物激素对体胚萌发及萌发体胚芽苗复壮与不定根诱导的影响。结果(1)AC能显著提升成熟胚状体萌发培养效果,但过高浓度AC会导致培养效果减弱,其中以0.83 mol/L AC效果最佳。在附加AC基础上,利用高N、低NH4+/NO3比,K、Ca量适中的1/2MMS基本培养基能进一步提升萌发效果,萌发率可达94.1%。(2)0.42 mol/L AC能有效促进萌发体胚芽苗伸长,在4 μmol/L TDZ作用下,腋芽诱导效果好,有效芽增殖系数5.6/35 d,芽高9.2 cm/50 d。(3)经1.2 μmol/L NAA + 2 μmol/L PBZ处理60 d,单芽生根率达94.3%、根条数6.4,移栽3个月后成活率为95.8%。结论本研究首次通过体胚发生与器官发生途径相结合技术构建了高效组培繁育体系,可用于马尾松优良种质的快速繁殖以及遗传转化方面的研究,为马尾松良种产业化以及进一步开展基因工程分子育种方面的研究奠定了坚实基础。
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](86) [HTML全文](84) [PDF 1242KB](2)
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。
基于零膨胀模型及混合效应模型相结合的蒙古栎林林木进界模拟研究
李春明, 李利学
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190216
[摘要](25) [HTML全文](22) [PDF 606KB](4)
摘要:
目的林木的进界是确保森林长期维持的基本条件,而进界模型能够预测森林的发展,是量化森林生态系统未来健康和生产力的基础。方法以吉林省1995年设立的295块蒙古栎固定样地数据为例,构建基于林分因子、立地因子及气象因子的蒙古栎林林木进界模型。模型的基本形式包括泊松分布和负二项分布两种离散形式。考虑到样地中存在大量零值的问题,在这些基础模型上考虑加入零膨胀模型。为了解决模型存在的嵌套和纵向数据问题,在构建模型时把样地的随机效应考虑进去。最后利用验证数据来验证。结果林分算数平均直径和林分公顷株数是影响林木进界概率和数量最重要的影响因子,并且均与林木进界概率和数量呈反比。立地和气象因子中的各项因子对进界均没有产生明显影响。负二项分布模型由于考虑了数据过度离散问题,模拟精度要高于泊松分布;在考虑样地的随机效应后,除了标准负二项分布模型外所有模型都明显提高了模型的模拟精度;同时考虑随机效应和零膨胀的负二项分布模型,其模型的模拟效果最好,验证结果也支持此结论。结论为了确保进界的发生,在进行森林经营时,确定合理的初植和经营密度至关重要。
基于邻近木的林分结构多样性研究
白宇, 杨华, 温静, 王全军
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190120
[摘要](339) [HTML全文](112) [PDF 733KB](25)
摘要:
目的林分是森林生物多样性的重要组成部分,典型多样性指数由于其复杂性或缺乏生态相关性,不能在空间尺度进行分析,因此无法反映物种和空间结构的内部变化。方法以吉林省汪清县金沟岭林场的落叶松云冷杉混交林为例,采用相邻格子法建立了2块60 m × 60 m典型样地,对描述邻近木空间单元多样性的新指数——邻近木多样性指数进行评估。结果(1)研究区落叶松云冷杉林直径结构曲线呈多峰的反“J”型曲线,中小径阶林木所占比例较高,大径阶林木较少,径阶株数分布连续且较为合理。(2)落叶松云冷杉林的物种多样性和林木直径大小多样性高,树种和径阶分布较为均匀,混交程度强,水平结构变异大,林分结构复杂。(3)按3种邻近木多样性指数(物种多样性Hs、按径阶分布的结构多样性Hdcd、按直径变化的结构多样性Sdv)的分析结果与传统的Shannon多样性指数的结果保持一致,对具有相似结构的林分计算时得到了接近的指数值。结论邻近木多样性指数可以描述林分多样性及空间结构特征,并反映物种和结构多样性的空间变化,且具有明显的生态意义,可应用于林分结构调整,为森林合理经营提供理论依据。
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](152) [HTML全文](74) [PDF 1031KB](12)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190391
[摘要](166) [HTML全文](73) [PDF 1765KB](17)
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。
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](329) [HTML全文](332) [PDF 1004KB](30)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190376
[摘要](84) [HTML全文](48) [PDF 1001KB](22)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190352
[摘要](277) [HTML全文](98) [PDF 743KB](9)
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190296
[摘要](1285) [HTML全文](688) [PDF 780KB](12)
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。
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](517) [HTML全文](412) [PDF 1798KB](37)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20180436
[摘要](342) [HTML全文](58) [PDF 750KB](1)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190284
[摘要](427) [HTML全文](155) [PDF 767KB](51)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190112
[摘要](375) [HTML全文](79) [PDF 893KB](24)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190116
[摘要](158) [HTML全文](53) [PDF 1838KB](15)
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。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190419
[摘要](42) [HTML全文](37) [PDF 827KB](6)
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。
北京地区8种树种枯死可燃物含水率预测模型及变化规律
詹航, 牛树奎, 王博
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190370
[摘要](866) [HTML全文](22) [PDF 1076KB](1)
摘要:
目的森林可燃物含水率对林火的发生蔓延,尤其是对森林火灾火行为影响重大,可燃物含水率预测模型在预报火灾和预测林火行为方面作用显著。方法对北京地区8种常见森林树种防火期内可燃物含水率的连续测定,分析不同树种不同种类可燃物含水率与当期和前期气象因子间的关系。选择影响程度较大的当期和前期气象因子为自变量建立了可燃物含水率的预测模型,并在此基础上定量分析可燃物含水率的日变化和整个防火期内的变化规律。结果不同树种可燃物含水率存在显著差异,8个树种平均可燃物含水率由大到小依次为:栓皮栎 > 槲栎 > 榆树 > 刺槐 > 五角枫 > 侧柏 > 油松 > 落叶松。不同种类可燃物含水率存在显著差异,可燃物含水率总体上表现为阔叶树大于针叶树,枯叶和枯枝1 hr大于枯枝10 hr和100 hr;枯叶和枯枝1hr主要受当期气象因子影响,而枯枝10 hr和100 hr主要受前期气象因子影响。所建立的32个线性预测模型各检验指标显示模型拟合效果好。可燃物含水率日变化表现为夜间高白天低,夜间稳定白天变幅大,06:00—08:00达到最大值,而后急剧下降,02:00—14:00左右达到全天最低值。防火期内,可燃物含水率呈现出先上升后下降趋势,11月可燃物含水率较低,但在缓慢增加,12月至次年1月含水率较高,而3月初至4月底可燃物含水率保持很低状态。结论不同种类不同类型可燃物含水率预测模型精度较高,可为防火工作提供理论支撑,可以实践运用。北京地区3月份和日内中午时间干燥多风,温度较高,可燃物含水率达到很低的状态,森林火险等级较高,应加强管理。
紫椴次生林枯立木与活立木数量及空间结构特征分析
刘月, 许丽颖, 王玉娇, 于江波, 杨立学
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190305
[摘要](27) [HTML全文](22) [PDF 1146KB](4)
摘要:
目的通过分析2种干扰模式(未择伐、择伐)下紫椴次生林中枯立木和活立木的数量及空间结构特征,探究林分生长状态、演替过程以及枯立木形成的主要原因,为紫椴次生林的生长、保护以及经营提供依据。方法分析活立木、枯立木物种组成、径级结构、高度级结构及空间结构。结果(1)在择伐林分中,紫椴和色木槭以及其他活立木占优势地位的树种在枯立木中也同样占优势地位,而未择伐林分中,紫椴在活立木和枯立木中占优势,但色木槭只在活立木中占优势,枯立木中并不多见。(2)两个林分中小径阶的活立木和枯立木均占优势,径阶结构均大致呈倒J型。两个林分活立木高度级结构大致呈左偏山峰状,而枯立木大致呈倒J型,小个体枯立木所占比例较大,因此可以分析出两个林分枯立木形成主要的原因是林木间竞争。(3)由空间结构参数三元分析可知,两个林分中呈随机分布、高度混交且占优势的活立木较多。而大多数枯立木处于随机分布、劣势状态,且周围林木均为其他树种或仅有1株为同树种。(4)通过枯立木结构参数四元分布可知,两个林分枯立木总体呈现随机分布,具有很强的种间混交,且大小分化很明显。四元分布能反映出该状态下的枯立木周围存在3 ~ 4株活立木。以上信息进一步说明林木种间竞争是该种林分枯立木形成的主要原因。该研究分析了2种紫椴次生林活立木及枯立木空间结构及数量特征,不仅可以探究该类型次生林枯立木形成的主要原因,也为其保护和经营提供了理论依据。
基于CART决策树的自然保护区植被类型分布研究
白莹, 胡淑萍
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190269
[摘要](814) [HTML全文](28) [PDF 845KB](0)
摘要:
目的针对保护区监测需求,充分发挥GF-1 WFV影像的宽幅特点和面向对象、机器学习算法在遥感影像分类中的优势,提高保护区植被类型遥感监测的精度,为保护区管理决策提供依据。方法以甘肃省白水江国家级自然保护区为研究区,主要数据源包括GF-1 WFV多光谱数据,Landsat-8 OLI遥感数据、DEM数据、野外调查数据等。首先,对GF-1 WFV数据进行多尺度分割,将研究区划分为诸多区域性的分割对象;然后,以分割对象为基本单元,研究光谱特征、几何特征、纹理特征不同组合情况下,基于CART决策树分类的结果;最后,利用训练样本建立基于TTA的精度检验,并基于混淆矩阵对分类结果进行分析。结果在多尺度分割过程中,形状因子、紧致度分别设置为0.2和0.5时地物边界显示较好;当形状因子和紧致度固定时,研究区最佳分割尺度为40。精度检验结果表明,基于CART决策树的保护区植被类型分类结果整体精度均在83%以上,Kappa系数在0.80以上,优于最邻近分类法和支持向量机分类算法,其中基于光谱特征、几何特征、纹理特征的CART决策树分类结果精度最高,总体精度为85.18%,Kappa系数为0.832 2,优于光谱特征分类、光谱特征结合几何特征分类的方法。结论基于CART决策树算法和面向对象方法的GF-1遥感影像分类方法适用于保护区植被类型分布研究,可有效辅助保护区监测工作。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190420
[摘要](105) [HTML全文](280) [PDF 1589KB](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。
胡杨异形叶差异表达miRNA及其靶基因功能分析
曾明, 何书航, 李文海, 冯军, 赵媛媛, 郑彩霞
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190464
[摘要](31) [HTML全文](27) [PDF 985KB](2)
摘要:
目的异形叶性是植物为适应环境在同一植株上产生多种形态成熟叶片的现象。胡杨是典型的木本异形叶植物,前人研究发现,胡杨异形叶片间展现出不同的生理特性及环境适应性。本研究拟通过对胡杨异形叶差异表达miRNA及其靶基因功能的分析,揭示胡杨叶片形态及其生理变化的分子调控机制。方法以成年胡杨披针形叶和锯齿卵圆形叶为试验材料,通过高通量测序对其miRNA的表达模式及差异表达miRNA的靶基因功能进行比较研究。结果共获得6个高质量的sRNA文库,各文库有效序列占原始序列的56%~81%。通过比对,共鉴定517个已知miRNA和127个新预测miRNA,主要长度分布区间为20~22 nt,其中的389个miRNA匹配至54个已知的miRNA家族。两种形态叶片共同检出的miRNA有369个,与披针形叶片相比,锯齿卵圆形叶中7个miRNA上调表达,15个下调表达。通过靶基因预测及功能分析,发现差异表达miRNA参与调控胡杨异形叶的抗逆相关途径,如对盐胁迫的响应、磷酸肌醇代谢、角质、软木脂和蜡的生物合成、碱基切除修复和RNA降解等代谢途径。利用实时荧光定量PCR验证了5个差异表达miRNA的表达趋势与高通量测序结果一致,通过PCR检测发现差异表达miRNA与其靶基因存在一定的负调控关系。结论本研究结果表明,胡杨异形叶中miRNA表达模式存在差异。其中,调控植物生长发育的保守的miR167、miR166及调控植物抗逆性的miR172在锯齿卵圆形叶中表达量上调,参与植物逆境响应的保守的miR169、miR396在锯齿卵圆形叶中下调表达,推测差异表达miRNA引起了异形叶间形态的差异,同时使锯齿卵圆形叶对不利环境具有较强的耐受性。这与我们前期有关胡杨异形叶形态与生理特性的研究结果相一致。
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
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190340
[摘要](465) [HTML全文](167) [PDF 860KB](18)
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。
毛乌素沙地油蒿枯落物分解对增温的响应
牟钰, 贾昕, 郑甲佳, 黄松宇, 原媛, 白宇轩, 秦树高
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190092
[摘要](463) [HTML全文](41) [PDF 863KB](4)
摘要:
目的明确油蒿枯落物分解速率对增温的响应,有助于理解和预测气候变化背景下毛乌素沙地典型灌丛生态系统的碳循环和养分循环。方法应用开顶箱模拟增温,以自然状态为对照,结合分解袋法,研究增温对毛乌素沙地油蒿枯落物分解的影响。结果模拟增温降低了枯落物分解速率。(1)自2017年5月起至2017年10月实验结束时,增温处理下,油蒿枝条和叶片枯落物质量残余率分别为91.07%和71.73%,而对照处理下,分别为86.08%和60.74%;(2)不同时段不同处理条件下不同种类的枯落物分解速率不同,各影响因子之间存在交互作用;(3)Olson负指数模型结果表明,在模拟增温条件下,油蒿枝、叶枯落物的分解系数k均显著低于对照处理;(4)增温对枯落物细菌多样性和群落结构没有影响。结论增温可能减缓干旱半干旱区植物枯落物分解,并且温度对枯落物分解的抑制作用与分解时间和枯落物类型有关。
芍药根茎解剖结构特征及生长轮分析
张建军, 陈莉祺, 李建光, 孙苗, 范永明, 于晓南
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190096
[摘要](1359) [HTML全文](1094) [PDF 884KB](65)
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。
晋西黄土区退耕年限对土壤物理性质的影响
张恒硕, 查同刚, 张晓霞
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190087
[摘要](73) [HTML全文](46) [PDF 1559KB](3)
摘要:
目的为评价晋西黄土区退耕年限对土壤物理性质的影响,并为该地区水土保持林构建提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的农地为对照,对晋西黄土区5种典型退耕还林林分(包括自然恢复山杨林、刺槐侧柏人工混交林、油松刺槐人工混交林、刺槐人工纯林和油松人工纯林)的土壤物理性质进行了连续23年的定位观测。结果(1)所有人工林土壤密度随退耕年限呈现先上升(退耕后前1 ~ 4年)后下降(退耕后4 ~ 23年间)的趋势,在10 ~ 15年下降至一个比初始值更低的值后逐渐趋于平稳;自然恢复林随退耕年限土壤密度呈不断下降趋势,最高下降幅度为11.21%(0 ~ 20 cm土层)。(2)人工林土壤总孔隙度在前10 ~ 15年呈先下降后上升的趋势,自然恢复林土壤总孔隙度随恢复年限上升趋势越来越缓慢,0 ~ 20 cm土层和20 ~ 40 cm土层累计变化率为1.4%和0.6%。(3)5种典型林分的毛管孔隙度均随退耕年限增加呈上升趋势,其中人工林内20 ~ 40 cm土壤层的毛管孔隙度变化大于0 ~ 20 cm层,自然恢复林0 ~ 20 cm土层和20 ~ 40 cm土层的累积变化率分别为2.5%和1.5%左右。结论退耕年限对土壤物理性质影响显著(P < 0.05),4种人工林中土壤物理性质的变化主要发生在退耕后的前10 ~ 15年内,其中刺槐侧柏混交林对土壤物理性质的改良效果更明显,建议该地区人工林恢复类型应以刺槐侧柏混交林为主。
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](3175) [HTML全文](520) [PDF 9380KB](49)
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。
基于树木雷达的小兴安岭典型树种粗根分布及其影响因素研究
纪文文, 王立海, 时小龙, 许明贤, 郝泉龄, 张广晖, 孟庆凯, 侯胜铭
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190285
[摘要](396) [HTML全文](262) [PDF 619KB](33)
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。
阔叶红松林主要树种光合与光谱反射特性及初级生产力研究
胡乘风, 陈巧玲, 乔雪涛, 程艳霞
当前状态:  doi: 10.12171/j.1000-1522.20190364
[摘要](386) [HTML全文](305) [PDF 768KB](11)
摘要:
目的从生理角度探究阔叶红松林不同演替阶段的5个主要树种对光胁迫的适应性差异;揭示不同高度和不同冠层方向是否对叶片的光合特性、光谱反射特性以及相关生理功能性状产生影响;对各树种的有机物积累速率进行评估,为东北地区阔叶红松林初级生产力的研究提供参考。方法选取了阔叶红松林林冠层的5种乔木(春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎、和红松)进行研究,测定不同取样位置的叶片光合参数、光谱反射参数、比叶面积、元素含量等生理指标,进行方差分析与均值多重比较,建立各生理参数之间的相关关系,利用异速生长方程估算样地春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的初级生产速率。结果(1)光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征的种间差异显著(P < 0.05)。红松的表观量子效率最低,暗呼吸速率和光补偿点均比其他树种高,比叶面积最小,叶片厚度最大,氮元素含量和钾元素含量最低;(2)各树种的光合特性、光谱反射特性、比叶面积、叶片厚度和叶片元素含量等生理特征在不同取样位置无显著差异(P > 0.05);(3)阔叶树种的暗呼吸速率和光补偿点分别与光化学反射指数存在显著的种间负相关(P < 0.05),线性拟合结果表明R2分别高达0.96和0.94;(4)春榆、紫椴、胡桃楸、蒙古栎和红松种群的最大初级生产速率分别为4.806、1.637、1.981、0.350、0.106 kg/s。结论不同树种对光胁迫的适应性差异在光合特性和光谱反射特性上都有所表现,叶片光合特性与群落树种的更替密切相关,群落演替后期处于林冠层的植物对光环境的适应性决定了该群落的冠层物种构成;植物在15 m以下的不同高度和冠层方向的差异不足以引起叶片的光合生理特征产生适应性改变;春榆对群落生产力的贡献的最大,红松最小。
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](982) [HTML全文](717) [PDF 1087KB](70)
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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2020-04ml 目录
2020, 42(4): 1-2.  
[摘要](106) [HTML全文](81) [PDF 320KB](14)
摘要:
欢迎订阅2020年《北京林业大学学报》
2020, 42(4): 162-162.  
[摘要](60) [HTML全文](51) [PDF 136KB](2)
摘要:
林学
长白山云冷杉针阔混交林幼苗幼树空间分布与关联性
石蒙蒙, 杨华, 王全军, 杨超
2020, 42(4): 1-11.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190071
[摘要](234) [HTML全文](173) [PDF 2736KB](40)
摘要:
目的幼苗幼树空间分布是影响森林群落动态变化的重要因素,对云冷杉不同苗高进行空间分布格局分析,并分别研究幼苗幼树与周围小径木和大径木的关联性,以探究云冷杉幼苗空间变化规律和空间结构对幼苗幼树的影响,提出促进云冷杉天然更新措施,为云冷杉林可持续经营提供理论依据。方法本研究于2017年8月在金沟岭林场设置长白山云冷杉针阔混交林标准地(0.36 hm2),应用SADIE空间分析方法,分析了林分不同苗高级云冷杉的分布规律。结果云冷杉林分总体直径分布呈反“J”型;色木槭与冷杉直径分布呈增长型,云杉和红松为多峰波动曲线。林分内小径木聚集指数Ia > 1,且随机化检验概率Pa < 0.025,总体呈聚集分布;大径木Pa值为0.025 ~ 0.975,呈随机分布;随林木生长发育,林分空间分布由聚集逐渐趋于随机。冷杉作为主要树种之一,其小径木与大径木空间分布与林分总体空间分布相似;云杉呈随机分布;冷杉幼苗与冷杉大径木具有明显的空间关联性,并与云杉呈正相关,其幼苗具有较好的耐荫性;云杉幼苗总体呈空间分离或空间不相关,仅与冷杉大径木呈空间正相关性,云杉与冷杉为良好的伴生树种。苗高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级冷杉幼苗空间关联性相似,苗高Ⅳ、Ⅴ级的幼树空间关联性相似;苗高Ⅰ、Ⅱ级云杉幼苗空间关联性相似。结论林分内,冷杉幼苗株数较多,与大多林木呈空间正相关,有利于冷杉的林下更新。云杉木材质量较好,作为主要目的树种,其大径木及幼苗株数较少,且幼苗幼树与小径木及大径木均呈空间分离,林下云杉更新状况较差,因此,在云杉幼苗时期采取适当的遮蔽措施,幼树时期进行采伐等经营措施,促进云杉幼苗生长,并通过对冷杉株数的合理控制,调整林分空间结构,为其释放生长空间,以增加云杉母树株数,提高产种能力及产量,促进云杉更新。
镉胁迫对黑杨派无性系生理生化特性及生长的影响
姚俊修, 陈甘牛, 李善文, 乔艳辉, 仲伟国, 李庆华, 董玉峰, 吴德军
2020, 42(4): 12-20.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190462
[摘要](177) [HTML全文](110) [PDF 1512KB](11)
摘要:
目的为研究重金属Cd对林木生理生化特性的影响,探讨林木对Cd胁迫的响应机制,为日渐严重的土壤重金属污染治理提供依据。方法对黑杨派的5个无性系进行沙培试验,测定其地径和苗高生长量及8个生理生化指标,评价不同无性系抗Cd2+胁迫的能力。结果镉胁迫导致无性系的CAT及MDA含量较CK呈先增加后减少的趋势;POD和SOD活性较CK也呈先增大后减小的变化趋势,其中L35、鲁林9号、鲁林16号的POD活性始终排在前3位;随着镉处理浓度的增加,无性系L35、I-107和中菏1号的脯氨酸及可溶性糖含量较CK均呈现逐渐上升趋势,而叶绿素含量均呈先增加后减少的趋势,L35、I-107和中菏1号的叶绿素含量始终排在前3位。各无性系的地径和苗高在Cd胁迫下存在差异,苗高达到显著水平,而地径未达到显著水平,表明参试无性系苗高性状较地径对Cd的胁迫更为敏感。结论利用主成分分析对5个无性系生长量及生理生化指标进行综合评价,L35、中菏1号和I-107的抗重金属Cd能力较强,可作为修复重金属镉污染土壤的理想无性系。
不同产地花楸无性系苗期田间耐热性评价研究
刘迪, 孙操稳, 王立宪, 贾黎明
2020, 42(4): 21-31.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190266
[摘要](576) [HTML全文](118) [PDF 1055KB](16)
摘要:
目的花楸是分布在我国山区海拔500 ~ 2 200 m的重要乡土树种,具有极高的观赏价值。本研究对不同花楸无性系的田间耐热性进行综合评价,为早期筛选出适应于北京高平原地区的优良品种提供科学依据。方法以来自5个种源的14个无性系花楸的2年生嫁接苗为材料,在北京延庆海拔500 m的田间条件下,对幼苗的苗高和地径的生长量、叶片丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量以及SOD、POD的活性进行测定;利用基于主成分分析的隶属函数分析法对14个无性系花楸幼苗的耐热性进行了综合评价。结果各单项指标值在4个月之间的差异显著,且在不同无性系之间的差异也显著;WL1、WL2、SH1和SH2的苗高和地径的生长表现显著优于其他无性系。TB1和TB2的生长表现最差;TB1和TB2的MDA含量从5月到6月升高最显著,耐热性表现差。FN2和WL2的MDA含量从5月到6月反而下降,优于其他无性系;WL2、FN1和FN2的两种保护酶活性高,优于其他无性系;FN1和FN2的叶绿素含量受高温的影响下降最少,优于其他无性系;SS1、SS2、SS3和SS4的渗透调节物质含量较高,优于其他无性系。指标的相关性分析表明,叶绿素含量两两间呈显著正相关关系(P < 0.01);叶绿素含量变化与地径增长量间呈显著负相关关系(P < 0.05);苗高和地径之间呈显著正相关关系。10个单项指标经过主成分分析后,得到4个新的相互独立的综合指标;结论经过隶属函数综合评价,各无性系幼苗的田间耐热性从强到弱的顺序为:WL2、WL1、FN1、SH2、SH1、FN2、SS2、HS2、SS4、SS3、SS1、HS1、TB2、TB1。
Pb、Cd复合胁迫对桑树种子萌发及幼苗生长的影响
乔永, 周金星, 王小平
2020, 42(4): 32-40.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190244
[摘要](343) [HTML全文](368) [PDF 816KB](19)
摘要:
目的研究不同含量Pb、Cd单一及复合胁迫对桑树种子萌发、幼苗生长的影响,以及桑树对重金属Pb、Cd的富集和迁移,探索桑树对修复Pb、Cd污染土壤的潜能。方法以桑树种子和幼苗为实验材料,通过发芽实验和盆栽实验研究不同含量Pb(0、250、500、750、1 000、1 250 mg/kg)和Cd(0、0.2、1、25、75、100 mg/kg)单一及复合胁迫对桑树种子发芽率、幼苗株高、生物量等影响,以及Pb、Cd在桑树根、茎、叶中的富集和迁移。结果(1)不同含量Pb、Cd单一及复合胁迫均对桑树种子萌发产生抑制作用;(2)低含量Pb、Cd(250、0.2 mg/kg)对桑树幼苗株高、生物量产生促进作用,当含量升高时转为抑制作用。(3)Pb、Cd主要积累于桑树根系中,低含量的Pb(250 mg/kg)会促进桑树对Cd的富集和迁移;桑树对Cd的富集及迁移系数高于Pb,但富集系数和迁移系数最高值均 < 1。Pb、Cd复合胁迫下,桑树对Pb、Cd富集和迁移系数小于单一胁迫;当Pb、Cd含量升高时,Pb、Cd富集系数和迁移系数均呈现下降趋势。结论不同含量Pb、Cd均会不用程度的抑制桑树种子萌发,抑制作用随Pb、Cd含量升高而增强。桑树不属于超富集植物,但对低含量Pb、Cd富集及转移系数较高,并且低含量Pb、Cd会促进桑树生长,可在低含量Pb、Cd污染土壤中开展种桑养蚕模式进行土壤重金属污染修复。
辽河源自然保护区油松林火烧迹地林木更新研究
王博, 韩树文, 武英达, 牛树奎, 刘晓东
2020, 42(4): 41-50.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190315
[摘要](1030) [HTML全文](658) [PDF 637KB](75)
摘要:
目的从树种组成、密度、生长性状(基径、株高、冠径)、空间分布格局4个方面探讨辽河源自然保护区油松人工林火烧迹地林木更新特征,为火烧迹地植被恢复和森林科学经营管理提供参考。方法以保护区内火烧迹地油松林为研究对象,根据重度火烧下不同更新方式(天然更新和人工促进天然更新)、天然更新下不同火烧强度(重度火烧、中度火烧、轻度火烧)和对照(未过火)分别设置3块20 m × 20 m样地,重度火烧下天然更新样地和天然更新下重度火烧样地为相同样地,共15块样地,调查林木更新出现的种类和数量,测量林木更新的基径、株高、冠径,进行每木检尺并记录样地的地理坐标和立地因子等信息。利用单因素方差分析方法分析林木更新密度、生长性状的差异,利用方差/均值法分析林木更新的空间分布格局。结果(1)油松林火烧迹地林木更新树种主要是蒙古栎和山杨,分别占所有林木更新的38.1%和42.3%,此外还包括油松、裂叶榆、大果榆、榆树、色木槭等。重度火烧下不同更新方式之间所有林木更新的密度存在显著性差异(P < 0.05),天然更新下不同火烧强度之间所有林木更新的密度不存在显著性差异(P > 0.05)。(2)重度火烧下不同更新方式之间所有林木更新的生长性状特征无显著性差异(P > 0.05),天然更新下不同火烧强度之间所有林木更新的生长性状特征存在极显著性差异(P < 0.01)。(3)油松林火烧迹地林木更新的空间分布格局受到种子来源、种间竞争和火灾后生长空间的影响,适宜的微生境、动物携带种子扩散等因素会促进更新小规模聚集。结论火烧后4年的油松林火烧迹地更新树种主要是蒙古栎、山杨,中、低强度地表火可以促进林分天然更新,采取抢救性采伐等管理措施人工促进天然更新,可以加速火烧迹地植被恢复。
格氏栲天然林凋落物浸提液对杉木种子萌发和胚根生长的影响
晋梦然, 王哲, 李梦佳, 刘金福, 何中声, 邢聪, 施友文, 沈彩霞
2020, 42(4): 51-59.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190292
[摘要](277) [HTML全文](117) [PDF 716KB](22)
摘要:
目的探讨格氏栲天然林凋落物浸提液对伴生种杉木种子萌发与胚根生长的影响,旨在阐明格氏栲自然更新受抑机制问题。方法以格氏栲天然林凋落物浸提液为化感物质来源,伴生种杉木种子为受试种子,分析未分解层(枝、叶、皮、壳)、半分解层和全分解层凋落物浸提液对杉木种子发芽率、发芽势、发芽指数及胚根生长的影响。结果未分解层凋落物浸提液在低质量浓度时对杉木种子发芽率为促进作用,高质量浓度时为促进或较弱的抑制作用,各质量浓度作用下对发芽势与发芽指数均呈抑制;半分解层与全分解层凋落物浸提液抑制杉木种子萌发,且在低质量浓度(1∶50、1∶100)时抑制作用更强。未分解层凋落物浸提液对杉木胚根生长影响呈“低促高抑”的双重质量浓度效应,高质量浓度时为显著抑制(P < 0.05),其中1∶100质量浓度凋落物叶浸提液在作用第18天时,胚根长度较对照组增加14.3%,显著促进作用杉木胚根生长(P < 0.05);半分解层各质量浓度浸提液均促进杉木胚根生长,但不显著;全分解层浸提液在1∶5、1∶10和1∶50质量浓度时对杉木胚根生长呈促进作用,1∶30质量浓度时显著抑制(P < 0.05)。结论格氏栲天然林凋落物低质量浓度浸提液对杉木种子萌发总体呈促进或轻微的抑制作用,对胚根生长为促进作用,即促进了杉木更新,使林内种间竞争加剧,间接导致格氏栲自然更新受抑。
施氮对1年生青钱柳生长和三萜类化合物积累的影响
张小燕, 李雨菲, 刘桂华, 许早时, 邓波
2020, 42(4): 60-68.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190294
[摘要](326) [HTML全文](222) [PDF 868KB](9)
摘要:
目的研究施氮对青钱柳生长和三萜类积累的影响,为规范青钱柳药用人工林的栽培和提高药用植物单位面积的三萜产量提供理论依据。方法以1年生青钱柳苗为试材,共设置5个不同的施氮水平,包括:N1(0 g/株)、N2(1 g/株)、N3(3.4 g/株)、N4(6 g/株)和N5(10 g/株)。分别于5—8月的每月中下旬测定其苗高、地径、生物量,总三萜以及主要的3个三萜单体的含量。结果结果表明:(1)青钱柳苗高和地径的生长随着施N量的增加呈现先增加后减少的变化趋势,最大苗高和地径的净生长量在N4处理中获得,与对照N1相比,分别增加103.90%和57.58%;植株根系、茎杆、叶片生物量和总生物量积累的变化趋势与之相似,其中最大总生物量积累在N4处理中获得,达到7.24 g。(2)随着施氮量的增加,植株叶片中N含量出现线性增加(根系和茎杆较稳定),而C含量未发生明显变化,导致叶片中的C/N从20.42%线性下降到12.19%。(3)叶片是三萜积累的主要部位,叶片中阿江榄仁酸、青钱柳酸B、青钱柳甙Ⅰ及总三萜积累在各处理间呈现单峰变化趋势,均在相对低N条件下(N2)获得峰值,分别为2.45、0.73、0.44 、22.95 mg/g。另外,所检测的3个三萜单体中,含量最高的为阿江榄仁酸(0.73 mg/g,干质量),其后依次为青钱柳酸B(0.23 mg/g,干质量)和青钱柳甙I(0.12 mg/g,干质量)。(4)施氮显著影响了青钱柳中总三萜和三萜单体的单株产量,其中总三萜、阿江榄仁酸的单株产量的变化范围分别为95.21 ~ 279.45 mg/株、4.64 ~ 17.21 mg/株,均在相对低N条件下(N3)获得最高;总三萜和3个三萜单体的最低产量在N1或N5处理获得。结论施氮量在中等偏高水平时可以促进青钱柳幼苗的生长,而中等偏低的施氮量则能促进三萜类化合物的积累。
过表达细叶百合LpNAC6基因增强烟草的耐盐性
刘彬, 曹尚杰, 王营, 崔颖, 岳桦, 张彦妮
2020, 42(4): 69-79.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190342
[摘要](277) [HTML全文](117) [PDF 1932KB](14)
摘要:
目的NAC转录因子是一类具有多种生物功能的新型转录因子,在植物抗逆响应中发挥着重要作用。本文旨在克隆并研究细叶百合LpNAC6基因在逆境胁迫下的表达模式,探究其在烟草中响应盐胁迫的功能。方法本研究采用同源克隆技术克隆得到细叶百合LpNAC6基因,利用生物信息学软件对LpNAC6基因进行分析;通过基因枪法对LpNAC6蛋白进行亚细胞定位;利用实时荧光定量PCR的方法分析LpNAC6基因在不同非生物胁迫和不同组织中的表达模式;构建植物表达载体pBI121-LpNAC6-GFP转化烟草,通过对转基因烟草进行盐胁迫处理验证LpNAC6基因的功能。结果LpNAC6基因长909 bp,编码302个氨基酸,存在一个高度保守的NAM结构域,属于NAC基因家族。LpNAC6为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜结构域,有5个糖基化位点和20个磷酸化位点,亚细胞定位在细胞核。LpNAC6基因与黄褐棉的NAC转录因子进化关系最近。细叶百合中LpNAC6基因对ABA、干旱、低温及盐胁迫均有响应。盐胁迫下,过表达LpNAC6基因的转基因烟草其SOD、POD、CAT的活性和叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白的含量均显著高于野生型。结论细叶百合LpNAC6基因能够响应ABA、干旱、低温、盐胁迫等非生物胁迫,其过表达能够提高转基因烟草在盐胁迫下的代谢活力和抗氧化酶活性,从而增强烟草耐盐性。
不同土壤水分和养分条件下筇竹竹秆解剖特征及其适应可塑性
吴义远, 董文渊, 刘培, 张孟楠, 谢泽轩, 田发坤
2020, 42(4): 80-90.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190290
[摘要](195) [HTML全文](89) [PDF 883KB](11)
摘要:
目的为探究筇竹秆对不同土壤水分和养分条件的适应策略,本论文研究了不同土层厚度生境中的天然筇竹林竹秆解剖结构变化规律,旨在为筇竹工艺材用林培育提供理论指导。方法采用冗余分析与蒙特卡洛检验方法,分析了3种土层深度0 ~ 40 cm、0 ~ 80 cm和0 ~ 120 cm筇竹林竹秆解剖结构特征与土壤养分、水分的关系。结果(1)随着土壤水分和养分含量的递增,筇竹竹秆基本组织比量、维管束密度呈现显著递减的趋势(P < 0.05);而输导组织比量,纤维组织比量,维管束长、宽表现出明显递增的趋势(P < 0.05)。即与中土层及厚土层生境相比较,薄土层竹秆维管束产生了形状小、密度大的重要适应特征。(2)3种土层厚度生境中,薄土层生境筇竹竹秆组织比量和维管束大小的变异系数及可塑性指数均为最大。即与中土层及厚土层生境相比较,薄土层生境中竹秆维管束以更强的调节能力来适应低水分、养分的环境。(3)土壤水分和养分因子对筇竹秆解剖结构有着显著影响(P < 0.05),单一土壤因子对筇竹竹秆解剖结构影响的重要性大小排序为全K > 水解N > 速效K > 有效P > 全P > 全N > 含水量 > 有机碳 > 酸碱度。结论土壤水分和养分含量的不同是影响筇竹竹秆的解剖结构可塑性的根本原因,解剖结构可塑性使得筇竹在不同土层厚度生境中形成适应性差异,竹秆维管束的大小和密度呈现的明显可塑性,是筇竹对土壤因子产生的重要适应特征。竹秆解剖特征及其适应可塑性对筇竹适应土层厚度异质性具有重要生态作用。
贺兰山丁香对土壤理化性质、酶活性和微生物多样性的影响
王涛, 郭洋, 苏建宇, 徐春燕
2020, 42(4): 91-101.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20180365
[摘要](751) [HTML全文](732) [PDF 1291KB](59)
摘要:
目的研究濒危植物贺兰山丁香与生长地土壤养分、土壤酶活力和微生物群落的关系,为理解其影响机制提供科学依据。方法从贺兰山丁香灌丛下及其附近裸地分别采集3份土壤样品,在测定两组样本的理化性质、酶活性的基础上,基于高通量测序技术分析了两组样本的微生物群落结构。结果贺兰山丁香对土壤酸碱度的影响不大,能使水分、有机质、总氮、速效钾、速效氮的含量显著增加(P < 0.05),但导致速效磷含量显著降低(P < 0.05);使蔗糖酶、脲酶、漆酶的活性显著增加(P < 0.05);使土壤中细菌的多样性减少,但对细菌丰富度基本没有影响,使真菌的多样性和丰富度均增加。在微生物的属水平上,贺兰山丁香使细菌中的芽孢杆菌属和真菌中的螺旋聚孢霉属、复膜孢酵母属、木霉属、Paranamyces明显增加,使细菌的鞘氨醇单胞菌属、黄杆菌属和真菌的Lentinula、镰孢菌属、赤霉菌属、Lycogalopsis、土赤壳属、曲霉属、集壶菌属、支顶孢属等类群的微生物明显减少,这些微生物群落的改变与植物生长地土壤的营养成分和土壤酶活力改变息息相关。结论贺兰山丁香主要通过影响土壤中真菌的群落结构增加土壤酶活性,通过提高功能细菌的丰富度增加土壤的养分和水分含量,并促进土壤中碳、氮、磷、钾等元素的循环。
固沙植被景观格局变化及其影响因子
高岩, 张宇清, 秦树高, 张举涛, 刘振
2020, 42(4): 102-112.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190061
[摘要](260) [HTML全文](142) [PDF 1170KB](24)
摘要:
目的植物固沙作为重要的防沙治沙手段,在中国北方沙区生态重建与恢复工作中应用已60余年。了解不同固沙植被的景观格局动态及影响因子,可以为沙区的植被建设提供依据。方法本文通过中国植被图数据,选取了以蒿属(褐沙蒿和黑沙蒿为主)、锦鸡儿属(中间锦鸡儿、小叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿为主)、榆树和樟子松为优势种的典型植被,在四大沙地(毛乌素、浑善达克、科尔沁和呼伦贝尔沙地)内的分布区域,采用景观脆弱度指数和地理探测器模型,分析了其在1990—2015年间景观格局变化及其影响因子。结果蒿属和锦鸡儿属灌丛总体呈扩张趋势且逐渐稳定,景观格局主要受年降水量的影响(贡献率分别为 0.31、0.41),榆树疏林和人工樟子松林表现出衰退趋势,其主要影响因子分别是土地覆盖(贡献率为 0.34)和生长季气温(贡献率为 0.24)。结论在未来可能的气候条件下,蒿属灌丛和锦鸡儿属灌丛能够稳定存在并继续发挥其防风固沙的生态功能;榆树疏林和人工樟子松林可能会发生进一步退化,在植被建设工程中需要根据沙区气候条件合理选择树种并加强管理。
基于SPEI的中亚地区1901—2015年干旱时空趋势分析
魏巍, 王百田, 张克斌
2020, 42(4): 113-121.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190055
[摘要](465) [HTML全文](250) [PDF 2328KB](9)
摘要:
目的中亚地区是位于欧亚大陆中心、远离海洋的内陆旱地,其旱地生态系统支持很大比例的人口和经济,评估干旱对该区域可持续性发展有重要意义。方法本研究基于1901—2015年空间分辨率0.5° × 0.5°的标准化降水蒸散指数(SPEI)月数据,应用关联Mann-Kendall检验和Theil-Sen(TS)slope分析了1901—2015年中亚地区1、3、6和12个月的SPEI(SPEI01、SPEI03、SPEI06、SPEI12)的趋势空间分布情况,以评估不同时间尺度的干旱变化。结果研究显示(1)SPEI01在39.24%的研究区面积上呈显著下降趋势(P < 0.05),且我国新疆天山山脉以南地区下降幅度最大,为− 5×10− 4 a1;在45.73%的研究区面积上呈显著上升趋势,其中塔吉克斯坦的上升幅度最大,为3×10− 4 a1。(2)SPEI03在76.32%的研究区面积上呈显著下降趋势(P < 0.05),其中吉尔吉斯斯坦下降幅度最大,为− 4×10− 4 a1;在15.39%的研究区面积上呈显著上升趋势(P < 0.05),其中塔吉克斯坦上升幅度最大,为3×10− 4 a1。(3)SPEI06和SPEI12的趋势空间分布基本相同,且哈萨克斯坦的下降幅度最大,分别为− 3×10− 4和− 5×10− 4 a1,塔吉克斯坦的上升幅度最大,分别为5×10− 4和6×10− 4 a1结论中亚地区年和季节降水的时空变化影响水资源的时空分布,造成不同区域不同时间尺度的湿润化和干旱化趋势。对于哈萨克斯坦中部、土库曼斯坦西南部和我国新疆天山以南地区出现的短期和中长期干旱化趋势以及中亚大面积区域出现的季节性干旱化趋势,当地政府有必要采取相应措施应对干旱,以防治植被退化和荒漠化,保证粮食生产及其人口福祉和安全。对于其他区域出现的湿润化趋势,特别是极端降水事件增多,当地政府需进一步完善防洪和水利灌溉设施,以防止洪旱灾害扩大和实现水资源的有效利用。
风景园林
多方参与途径下的日本花城建设模式
马嘉, 李雄
2020, 42(4): 122-131.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190078
[摘要](341) [HTML全文](111) [PDF 1461KB](8)
摘要:
目的日本的花城建设运动在人居景观环境改善提升的需求背景下,以大阪国际花绿博览会为契机,于1991年开始由民间非营利组织日本花之会主办推广。运动秉承“自然与人类共生”的基本理念,呼吁社会各界自发参与身边的环境建设活动。本文从多方参与的研究视角,对日本花城建设运动的发展模式进行梳理,分析建设过程中的多方参与途经及多方主体的合作方式。希望能够为我国新型城镇化建设、人居景观环境提升等方面提供参考和借鉴。方法在梳理多方参与途经下花城建设的运营、发展方式的基础上,对2003年起的279个花城建设活动样本进行信息收集,将整理得出的22项环境、社会、经济方面的活动内容转换为0-1变量导入SPSS软件,使用Ward法和平方欧式距离聚类进行聚类分析。结果以组间距离最大、分组大于3组为基准切割树状图,得到3个分组,分别为个人与企业为主体的社会贡献型、民间组织和行政单位的公共活动型,以及学校团体的环境教育型。结论花城建设运动以城市事件为契机由民间非营利组织创设,在政府、居民、其他组织和企业社会贡献的支持下得以持续开展。居民、民间组织、行政单位和企业4类主体以社会贡献、公共活动,环境教育等方式参与其中,活动方式各有侧重,相互配合形成多方参与的合作体系。
气候变化背景下北京浅山区社会−生态系统脆弱性评估
施瑶, 李嘉艺, 高娜, 郑曦
2020, 42(4): 132-141.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190091
[摘要](215) [HTML全文](120) [PDF 1078KB](12)
摘要:
目的在气候变化的背景下,社会−生态系统视角下的区域脆弱性评估可以较为全面地识别区域气候风险。在城市中,浅山区具有其特有的气候调节的重要性和气候适应的脆弱性,且社会与生态系统的耦合特征更为明显。作为气候适应的重要环节,气候变化背景下的北京浅山区社会−生态系统脆弱性评估有助于为气候适应策略提供空间上的定量参考。方法本研究采用“危险性−暴露度−敏感性−适应能力”评估框架,构建包含44个指标的指标集,并通过主成分分析法对指标进行降维筛选及权重确定,形成社会−生态系统脆弱性评价指标体系,进而评估北京市浅山区社会−生态系统在当前和未来气候条件下的脆弱性空间分布。结果当前和未来的气候脆弱性均呈现出由中心城区向深山区逐渐降低的趋势,脆弱性程度以中度、重度为主,未来脆弱性整体呈上升趋势。在行政分区上,昌平、顺义、海淀区气候脆弱性较低,房山、丰台、门头沟区较为严重。结论本研究通过评估北京市浅山区社会−生态系统在当前和未来气候条件下的脆弱性空间分布,得到北京浅山区气候适应的重点区域,为浅山区气候适应决策提供依据,并为气候变化背景下区域脆弱性评估提供方法及指标作为参考。
林业工程
古建筑七架梁缺陷安全性影响数值模拟研究
欧自娜, 张厚江, 管成
2020, 42(4): 142-154.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190328
[摘要](1359) [HTML全文](1015) [PDF 2045KB](36)
摘要:
目的七架梁作为大型木结构古建筑的主要承重构件,其承载力安全性直接影响古建筑木结构整体的安全性。由于周围环境和使用长久等原因造成木梁出现不同程度的缺陷,会影响木梁弯曲拉应力和剪切应力的分布,进而影响其承载力安全性。因此,研究不同缺陷类型、尺寸、位置对古建筑七架梁承载力安全性的影响很有必要。方法采用Abaqus有限元软件模拟计算梁上存在的裂纹、腐朽和空洞等不同缺陷时的应力分布状态,通过量化缺陷大小和缺陷位置,对不同残损因素进行单参量数值模拟分析,确定带有缺陷木梁的最大工作应力位置,分析木梁破坏的敏感位置,探究木梁承载力安全性的变化规律。结果不同缺陷类型对七架梁安全性的影响不同,外部腐朽对七架梁承载力的影响最大,空洞缺陷次之,裂纹缺陷的影响相对最小;对于弹性阶段的受弯木梁而言,缺陷位于两下金瓜柱之间的受拉区域时,对七架梁承载力安全性的影响程度最大;不同缺陷大小对七架梁承载力的影响不同,随着木梁开裂深度、腐朽区域深度、空洞缺陷大小的增加,木梁安全性逐步降低。结论局部缺陷的存在会降低七架梁安全性。数值模拟结果可以精确算出木梁最大拉应力值,是定量研究缺陷对七架梁安全性影响和确定七架梁安全性监测位置点的良好方法。
植酸−三聚氰胺处理木材阻燃性能研究
吴宇晖, 张少迪, 任自忠, 王明枝
2020, 42(4): 155-161.   doi: 10.12171/j.1000-1522.20190406
[摘要](5399) [HTML全文](586) [PDF 1315KB](46)
摘要:
目的公共场所和住宅起火后易引燃木质材料,迅速燃烧,火势蔓延,并产生大量有毒烟气,导致人员伤亡。为了进一步提高公共场所消防安全水平,以及降低火灾危险性,需对木材进行阻燃处理。本研究用植酸与三聚氰胺处理木材,研究改性材阻燃性能,旨在为木材阻燃提供新思路,丰富木材阻燃体系。方法使用两步浸渍法在青杨内部浸入植酸−三聚氰胺阻燃剂,研究改性木材的增重、增容、热解与燃烧性能;分析改性材燃烧后的残炭形貌,探讨植酸三聚氰胺复配阻燃剂应用于木材的阻燃机理。结果与对照组相比,15%植酸与5%三聚氰胺复合处理组(PM2)的热释放速率峰值和总热释放量分别降低了91.24%和79.05%,热释放抑制效果较好;与对照组相比,PM2组显示出更好的抑烟性能,烟释放速率减少了52.94%。与P15%组相比,PM2组的一氧化碳平均产率减小了51.29%,具有明显的减毒作用。PM2组的残炭量显著提高,较P15%组提升了69.58%,与对照组相比增加了278.4%。结论植酸−三聚氰胺阻燃体系能够进入木材,植酸与三聚氰胺复配处理能减少阻燃木材燃烧的热释放速率、总热释放量、总烟释放量与CO产率。植酸能催化木材脱水和炭化反应,使热解反应在较低温度发生,促使木材产生较多残炭。三聚氰胺能减缓木材热解速率,植酸与三聚氰胺协同作用可促使木材生成更多残炭。

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