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2015年  37卷  第9期

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林学
摘要:
林木密集程度是林分空间结构的重要属性,反映林木的疏密程度,包含一定的竞争信息,同时直观表达了林冠层对林地是否连续覆盖。如何通过构建空间结构参数准确量化单株林木周围和林分整体的密集程度是本研究的主要目的。以相邻木空间关系为基础,采用模拟林分数据和实际林分调查数据相结合的方法,提出了一种新的与林木距离有关的林分空间结构参数——密集度,它以林分空间结构单元为基础,通过判断林分空间结构单元中树冠的连接程度分析林木的密集程度。密集度有5种取值,以中度级为岭脊,明确地定义了参照树所在的结构单元的林木密集程度,密集度的值越大说明参照树所处小环境林木密集程度越高,参照树可能面临的竞争越激烈,林冠层越连续覆盖;密集度值越小说明林木密集程度越低,参照树面临的竞争压力越小,参数生物学意义十分明显。在计算林分密集度时,综合考虑分布格局对于林木占据空间方位的影响,增加了参数的准确性。在模拟林分和吉林蛟河红松阔叶林、江西分宜大岗山杉木人工纯林等不同格局、不同密度、不同类型的林分密集程度研究中,密集度均取得了满意的结果,密集度在实际应用中与其他结构参数相似,也可通过抽样调查直接获得,不需要测量距离,并为分析林分空间结构与林木竞争的关系提供了一种可行的途径。如何突破技术上的限制,将密集度与混交度、大小比数和角尺度联合分析,实现空间结构参数的多元联立是下一步研究的重点。
摘要:
为探讨林分上下层间结构与树木多样性的关系,以阿什河流域天然次生杂木林为对象,构建了立地条件-林分上层结构-林分上层树木多样性-林分下层结构与树木多样性的结构方程模型。结果表明:立地条件(ξ1)对林分上层结构(ξ2)具有直接正影响,影响系数为0.59;对林分上层树木多样性(ξ3)具有正影响,总影响系数为0.75,直接影响系数为0.43;对林分下层结构与树木多样性(ξ4)具有负影响,总影响系数为-0.58,直接影响系数为-0.12。林分上层结构(ξ2)对林分上层树木多样性(ξ3)具有直接正影响,影响系数为0.55;对林分下层结构与树木多样性(ξ4)具有负影响,总影响系数为-0.55,直接影响系数为-0.38。林分上层树木多样性(ξ3)对林分下层结构与树木多样性(ξ4)具有直接负影响,影响系数为-0.31。对林分下层密度(x11)影响最大的林分上层观测变量为林分上层树冠面积(x7),总影响系数为-0.19,直接影响系数为-0.12。对林分下层平均树高(x12)影响最大的林分上层观测变量为林分上层平均树高(x6),总影响系数为-0.28,直接影响系数为-0.13。林分上层树冠面积(x7)和树高多样性(x10)对林分下层树种多样性(x14)影响较大,影响系数分别为-0.38和-0.36。树冠面积(x7)的影响全为直接影响;树高多样性(x10)的直接影响大于间接影响;林分上层结构(ξ2)与树木多样性(ξ3)中的观测变量对林分下层树冠面积(x13)影响不明显。
摘要:
以贵州茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生乔木林和次生林为研究对象,利用LI-Cor-6400-09(土壤呼吸叶室)连接LI-6400便携式CO2/H2O分析系统,通过改变凋落物输入,研究了2种群落类型添加和去除凋落物对其土壤呼吸速率以及5 cm深度土壤温度的影响。结果表明:改变凋落物输入对2种群落类型5 cm深度土壤温度产生的差异不显著(P0.05),但均表现为:添加凋落物对照去除凋落物。喀斯特原生乔木林和次生林添加凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.98和3.31 mol/(m2s),分别比对照的年均增加了32.21%和26.20%;去除凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.07和2.14 mol/(m2s),比对照的年均分别降低了17.41%和22.36%;可见,凋落物是影响森林CO2通量的一个重要因子。不同凋落物处理下2种群落类型的土壤呼吸速率与其5 cm深度土壤温度均呈显著的指数相关关系(P0.001),能解释土壤呼吸速率变化的85%以上(R2在0.877 0~0.957 7之间)。原生乔木林和次生林添加、去除凋落物和对照的土壤呼吸的温度敏感系数Q10值分别为2.97、3.89、3.82和2.74、3.29、2.87,均表现为去除凋落物对照添加凋落物。
摘要:
应用BIOME-BGC模型和样地调查数据,模拟并验证了吉林省汪清林业局长白落叶松林生态系统净初级生产力(NPP)在1980—2013年间的动态变化情况,分析了NPP对区域气候变化的响应以及在SRES A2和B2排放情景下长白落叶松林生态系统NPP的动态变化。结果表明:BIOME-BGC模型较好地模拟了样地NPP的动态变化,且模拟NPP与样地实测生产力的动态变化规律相似;在1980—2013年间,长白落叶松林生态系统NPP(以碳计算)均值为477.74 g/(m2·a),波动范围是286.60~566.27 g/(m2·a);研究区内长白落叶松林生态系统NPP与年降水量呈显著正相关;在未来A2和B2排放情景下,NPP对未来降水量增加的响应呈正向,对年均温度增加呈负相关,其中温度升高对NPP的负效应要大于降水量增加对NPP的正效应;此外,CO2浓度增加有利于长白落叶松林生态系统NPP的增加。
摘要:
确定泥石流激发雨量阈值以及建立有效的预警预报等级是泥石流防灾减灾的重要手段之一。就2008—2013年汶川灾区群发性、局部地区暴发的泥石流雨量过程进行分析,分别得到北川、清平、都江堰、映秀4个地区泥石流暴发的“雨强-历时”阈值。其中,都江堰地区阈值较高,映秀最低;北川地区群发性泥石流阈值较局部地区要高,而其他3个地区不明显,部分地区群发性泥石流I-D值还低于局部地区泥石流I-D值。根据群发性和局部区域泥石流暴发的雨强-历时、前期降雨+实时降雨关系,初步建立了以上4个地区的预警预报等级,以期能为该区泥石流预警预报提供参考。
摘要:
流域出口断面水力几何关系能够为流域水文模型参数获取、洪水过程演变及灾害预警提供辅助工具。以黄土高原丘陵沟壑区桥子西沟和桥子东沟2水土流失对比流域为研究对象,首先采用幂函数、自然对数函数和二阶对数函数模型分别拟合桥子西沟流域1987—2006年出口断面水文观测数据,应用模型决定系数(R2)和模拟残差平方和(RSS)评价3种模型拟合结果,优选平均流速-流量、水面宽-流量与平均水深-流量的水力几何模型。然后将桥子西沟流域观测数据随机分为2部分:1987—2002年共594组数据用于率定优选模型,2003—2006年共362组数据用于验证。采用均方根误差(RMSE)、模型效率系数(E)以及图形拟合等手段评价各优选模型的有效性。桥子西沟流域模型率定及验证结果表明:平均流速-流量和平均水深-流量关系适用于自然对数函数表达(RMSE值为19.89%和30.70%,E值为0.59和0.84),而水面宽-流量关系则适用于二阶对数函数表达(RMSE=3.84%,E=0.87)。进一步应用桥子东沟流域1987—2006年出口断面共1 006组观测数据验证各优选水力几何模型在相似流域的适用性,结果表明:平均水深-流量关系拟合效果优于桥子西沟流域,而平均流速-流量和水面宽-流量关系拟合优度稍逊于桥子西沟流域。该研究为黄土高原地区小流域洪水监测与预报提供基础。
摘要:
白桦脂酸、齐墩果酸和白桦脂醇是桦树树皮中含量较高的3种三萜类化合物,具有重要的药用价值。本实验以超声波辅助提取法提取桦树树皮中的三萜化合物,并利用高效液相色谱法分离检测3种三萜化合物,进而构建小提琴图和星相图等研究2种四倍体桦树树皮中3种三萜化合物的含量差异,并通过因子分析法,筛选出综合性状优良的四倍体桦树单株。结果表明:三萜化合物分离、检测的色谱条件为以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂的C18色谱柱(4.6 mm250 mm5 m),以乙腈-水(含0.1%磷酸)为流动相,梯度洗脱,柱温30 ℃,流速0.5 mL/min,检测波长为195 nm;在0.05的显著性水平下,2种四倍体桦树树皮中齐墩果酸的含量存在显著差异,在0.10的显著性水平下,2种四倍体桦树树皮中白桦脂酸和白桦脂醇的含量存在显著差异,其中杂种白桦中3种三萜化合物含量普遍高于白桦;3种三萜化合物间存在极显著的正相关关系,其中白桦脂酸和白桦脂醇间的相关系数最高,为0.911,而白桦脂醇和齐墩果酸间的相关系数最低,为0.631;利用因子分析法构建了F=48.620%F1+21.080%F2+21.075%F3桦树三萜综合评价公式,并筛选出了综合性状相对优良的桦树单株,其中白桦中综合得分最高的前3个单株依次为4126、4123、4125,杂种白桦中得分最高的前3个单株依次为4202、4204、4208。
园艺学
摘要:
为探讨光周期对促成栽培芍药生长开花和光合机制的影响,给予冬季促成栽培芍药大富贵(DFG)和桃花飞雪(THFX)14 h/d和18 h/d光周期处理,以自然光周期9 h/d为对照(CK)。结果表明:与CK相比,14 h/d光周期对芍药2个品种的生长、叶绿素积累和开花均有利,并促进PSⅡ最大量子效率(Fv/Fm)上升和增强PSⅡ向下游供应电子的能力,使PSⅡ-PSⅠ-碳同化快速达到动态平衡;与CK相比,18 h/d光周期不利于芍药DFG茎伸长,并对其开花有显著抑制作用;18 h/d光周期处理,芍药2个品种电子传递链均在PSⅠ处受阻,同时PSⅠ-碳同化间电子传递平衡被打破;芍药不同品种光合电子传递对光周期响应有差异,DFG整体电子传递活性比THFX高,在14 h/d光周期下,PSⅡ-PSⅠ-碳同化动态变化可更快达到新的动态平衡并保持稳定,对光周期的适应性也比THFX强,这与其生长开花情况表现一致。
林业工程
摘要:
为研究高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响,对速生杨木素材和PF浸渍材进行高温热处理,系统研究杨木素材、PF浸渍材、热处理材和PF浸渍-热处理材的吸水性、线性(径向和弦向)和体积吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性。结果表明:高温热处理可显著降低材料的吸水性、吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性,提高尺寸稳定性。相比于素材,浸水8 d后,PF浸渍材吸水量降低了17.37%,热处理材最高降低了63.8%,PF浸渍-热处理材最高降低了74.7%;PF浸渍材径向、弦向及体积吸水膨胀率分别降低14.71%、36.93%、30.19%,热处理材最高分别降低了64.99%、74.94%、72.33%,PF浸渍-热处理材最高分别降低94.4%、90.61%、91.37%;PF浸渍材吸湿含水率降低了11.14%,热处理材最高降低了55.57%,PF浸渍-热处理材最高降低了60.62%。与素材相比,PF浸渍材的表面接触角相差不大,热处理材最高提高了143.7%,PF浸渍-热处理材最高提高了139.4%,后2种木材的表面润湿性明显降低。相同热处理条件下,PF浸渍-热处理材尺寸稳定性更优异。红外光谱图中,PF浸渍材羟基、羰基和羧基吸收峰减弱、苯环碳骨架振动加强,热处理后羟基和乙酰基吸收峰减弱,表明PF浸渍处理和热处理对木材亲水性基团的减少和尺寸稳定性提高均有贡献,作为一种联合改性技术对于速生材尺寸稳定性的提高和开发利用具有实际意义。
摘要:
为探究不锈钢纤维长度与填充量对导电膜片导电性能与电磁屏蔽性能的影响,将不锈钢纤维均匀地铺撒在涂有脲醛树脂和丙烯酸树脂的表层纸上热压,制备具有电磁屏蔽功能的不锈钢纤维填充导电膜片。首先通过微观结构表征,分析不锈钢纤维在导电膜片平面和断面内的搭接状况;然后采用四电极法与同轴线法测试导电膜片的体积电阻率及电磁屏蔽效能;最后通过理论模拟探究不锈钢纤维填充导电膜片的电磁屏蔽机理。结果表明:1)随着不锈钢纤维填充量的增加,导电膜片平面和断面内不锈钢纤维之间交叉排列的混乱程度不断增加,并以随机排列的形式相互交织形成了有效的“三维导电网络”。2)随着不锈钢纤维长度和填充量的不断增加,导电膜片的体积电阻率逐渐减小,而其电磁屏蔽效能逐渐增大。3)不锈钢纤维的填充量、导电膜片厚度对导电膜片的导电性能影响显著。4)当不锈钢纤维长度为15 mm、填充量为250 g/m2时,导电膜片的体积电阻率降低为6.493×10-3 Ω·cm,电磁屏蔽效能为37.77~51.42 dB,达到中等屏蔽效果,适用于对电磁兼容要求较高的场合。5)理论模拟结果表明,吸收损耗在导电膜片对电磁辐射的屏蔽效果中占有很大的比重,导电膜片表现出了很好的吸波特性。
摘要:
为了考察微纳米液体改性剂在木材中的渗透规律,采用2种粒径(30和150 nm)和3种浓度(质量分数5%,15%、30%)的SiO2溶胶真空30 min-常压浸渍24 h欧洲赤松和火炬松边材,比较其24 h内吸液率的经时变化规律和24 h增重率,通过质量法分析30 nm、15%的硅溶胶处理材轴向SiO2的浓度梯度,并采用扫描电镜-X射线能谱仪分析各轴向深度木材细胞壁中硅元素的分布。结果表明:1)粒径小的硅溶胶在浸渍初期更易于在木材中渗透,随着浸渍时间的延长,粒径的影响变小,甚至可能出现相反的趋势;浓度对吸液率影响显著,一般浓度越高,吸液率越小。浓度高的改性剂处理木材时,粒径的影响更为显著。2)树种对硅溶胶的渗透性影响显著。硅溶胶在欧洲赤松边材的吸液率通常高于火炬松边材,但由于硅溶胶颗粒和水分在欧洲赤松中渗透不同步,硅溶胶在端头部分的大量沉积,导致欧洲赤松中SiO2在轴向分布浓度梯度远高于火炬松。3)硅元素进入各个轴向深度的木材细胞壁,硅元素的浓度分布规律与质量法结果一致。
摘要:
植物源蜕皮激素——β-蜕皮甾酮(β-EC)是一种细胞生长调节激素,在医疗和生物农药等方面有极高的应用价值。利用匍枝筋骨草细胞中含有较高β-EC这一特性,为从改善细胞悬浮培养、监测及加入添加物等途径找出一个可以高效、快速生产β-EC的生物学方法,通过紫外分光光度法和高效液相色谱等研究方法在前期已建立的匍枝筋骨草细胞悬浮培养体系的基础上,进一步研究了细胞培养过程中的营养消耗、次生代谢产物生成的动力学曲线;并探索了向细胞悬浮培养体系中添加L-苯丙氨酸(L-PAL)、甲羟戊酸(MVA)、α-蒎烯、松油醇、NO(硝普钠SNP)等来提高匍枝筋骨草细胞中β-EC含量。结果表明:匍枝筋骨草细胞生长符合逻辑斯蒂方程曲线“S”型,生长周期共19 d并在第11天进入细胞生长稳定期;电导率与细胞干质量、蜕皮甾酮的积累呈负相关,因而,可利用电导率的变化确定最佳细胞收获时间;多次继代会弱化细胞生产蜕皮甾酮的能力;通过将α-蒎烯、MVA、SNP联合添加于弱化的细胞中,可以显著提高细胞悬浮培养体系中β-EC的含量,联合添加的适宜组合和最优浓度为:α-蒎烯50 μL/L、MVA 10 mg/L、SNP 80 μmol/L。
摘要:
农药缓释剂是减少环境污染的有效策略,为开发成本低廉且具有释放速度调节能力的农药缓释剂,同时提高木质素产品的附加值,以木质素两性表面活性剂(二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵(DBSLAC))为改性剂、钠基膨润土为原料,通过与膨润土层间的金属离子进行离子交换,制备改性膨润土。以恶霉灵为药物释放的对象、改性膨润土为释放的主要载体,利用浸渍吸附的方法制备出恶霉灵缓释剂,研究其缓释性能,并通过FTIR表征其结构,采用XRD分析改性后膨润土的底面间距。结果表明:恶霉灵在有机膨润土上的吸附量随着DBSLAC的增加先增大后减小;当DBSLAC相当于膨润土可交换阳离子总量(CEC)的1.2倍时,制备的1.2 CEC改性膨润土(L-1.2Bt)吸附恶霉灵的效果最佳;与未改性膨润土相比,L-1.2Bt对恶霉灵的吸附效果增强。制备恶霉灵缓释剂的最佳工艺条件为L-1.2Bt用量0.02 g、吸附时间8 h、恶霉灵浓度500 mg/L、pH值为2,该条件下制备的恶霉灵缓释剂对恶霉灵的最大吸附量为406 mg/g。另外,药水比例和温度对恶霉灵缓释剂的缓释快慢有一定影响。