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2016年  38卷  第11期

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林学
摘要:
融雪期是北方地区可溶性有机碳(DOC)通过融雪径流从陆地生态系统向河流输出的关键时期,因此观测融雪径流DOC动态对分析流域碳流失至关重要。在帽儿山生态站选取东北东部典型天然次生林建立25 m×25 m的水量平衡场,测定分析2014年融雪期不同土层(5、35、65和95 cm)融雪径流DOC含量和通量的时间动态和垂直分布规律。结果表明: 1) 该融雪期土壤水量输入和输出分别为74.2和15.6 mm,径流率高达21%;融雪期DOC输出量与冬季大气输入量基本持平,分别为0.25和0.22 g/m2。2)高峰期DOC含量与其瞬时流量的相关性随土层而变。5和35 cm土层DOC含量与瞬时流量之间均无显著关系(P0.05);65 cm土层则表现出弱负对数关系(R2=0.29,P0.05),而95 cm土层呈现显著线性正相关(R2=0.43,P0.05)。不同土层DOC瞬时通量与瞬时流量之间均极显著正相关(R20.9,P0.001),且产流量越大的土层,其正相关回归方程的斜率也越大,表明水文驱动土壤DOC流失。3)融雪径流产流量和输出DOC通量大小均表现出35 cm5 cm95 cm65 cm土层趋势,其中5和35 cm土层是DOC的主要输出层,占总输出量的70%,而在融雪高峰期可高达90%。由于土壤的滞留作用,DOC含量波动范围随土层加深而向低浓度收敛。
摘要:
土壤水分是植被恢复的主要限制因子之一。本文选择拉萨半干旱河谷宜林地7个典型立地类型0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm深度的土壤为研究对象,研究其土壤水分的变化规律,探讨拉萨半干旱河谷地区土壤水分时空分布格局。研究结果表明:不同立地类型的土壤水分变化走势大致相同,呈单峰状分布,土壤最低含水量与最高含水量分别出现在1月和8月,其变化范围在2.43%~30.03%之间;土壤含水量由高到低排序为:河滩地高水位阴坡上部阴坡下部河滩地低水位阳坡上部阶地阳坡下部;土壤水分时间格局总体上分为土壤水分积累期(6—9月)、土壤水分消耗期(10月至翌年1月)、土壤水分稳定期(2—5月)3个时期,土壤水分空间分布分为土壤水分速变层(0~20 cm)、土壤水分活跃层(20~40 cm)及土壤水分相对稳定层(40~60 cm)3层。本研究对该区植被建设具有一定的指导意义。
摘要:
油松毛虫对人工油松林造成了严重的危害。据统计,辽宁省油松毛虫的发生面积为12万hm2/a,年均直接经济损失340万元。利用遥感技术特别是高光谱遥感大面积及时监测病虫害是今后林业病虫害监测的发展方向之一。高光谱遥感技术可以为植物叶绿素和含水率等生物化学参数的定量化诊断提供简便、有效以及非破坏性的数据采集和处理方法。本研究采用野外便携式光谱仪测定不同失叶率油松的高光谱反射率数据,使用分光光度计室内测定相应叶片的叶绿素含量,采用烘干法测定叶片含水率。通过计算归一化光谱指数(NDSI)、比值光谱指数(RSI)、差值光谱指数(DSI)与叶绿素a含量、叶绿素b含量、含水率的相关系数,选择相关系数最高的光谱指数作为核心光谱指数。以核心光谱指数为自变量,失叶率为因变量建立回归模型,采用逐步回归法进行变量筛选,筛选出包含DSI(808,816)、RSI(482,494)、NDSI(881,920)、NDSI(907,919)的光谱指数集作为最佳回归模型的自变量,应用R语言的函数lm()获得最佳回归模型y=1.781 8-3.172 4×NDSI(808,816)-0.960 6×RSI(482,494)-2.196 7×NDSI(881,920)-1.241 9×NDSI(907,919),R2为0.786。模型检验结果显示,最佳回归模型的均方根误差(RMSE)为0.089,相对误差(RE)为11.7%,预测效果良好,表明该模型可用于估算油松失叶程度,有助于对油松的受害情况做出综合分析,提高油松毛虫灾害监测的精度,克服了使用单一叶绿素指标或含水率指标的片面性和局限性。
摘要:
为研究高空间分辨率遥感影像与多光谱遥感影像协同进行面向对象树种识别的有效性,本研究以QuickBird高空间分辨率(全色0.61 m)和Landsat 8 OLI(30 m)遥感影像为基础数据,在分类的过程中采用2种分割方案(有Landsat 8 OLI遥感影像辅助的QuickBird遥感影像分割和无Landsat 8 OLI遥感影像辅助的QuickBird遥感影像分割)进行多尺度分割,对2种分割方案进行比较。基于QuickBird遥感影像和Landsat 8 OLI遥感影像提取光谱、纹理、空间3方面68种分类特征,应用最邻近分类法和支持向量机分类方法进行面向对象树种分类,采用相同的分类系统、统一的分割尺度以及同一套验证样本,利用Kappa系数、总精度、生产者精度和用户精度4个评价指标进行精度评价。结果表明:单独使用QuickBird高空间分辨率遥感影像的分割结果优于QuickBird高空间分辨率遥感影像与Landsat 8 OLI遥感影像协同分割的结果,最优分割阈值与合并阈值分别为25和90。在最优分割结果的基础上,多光谱Landsat 8 OLI遥感影像与QuickBird高空间分辨率遥感影像协同进行面向对象分类,最邻近分类法和支持向量机分类方法的分类总精度分别为85.35%(Kappa=0.701 3)和88.12%(Kappa=0.853 6);单独使用QuickBird高空间分辨率遥感影像进行面向对象分类,2种方法的分类总精度分别为79.67%(Kappa=0.693 9)和83.33%(Kappa=0.792 5)。QuickBird遥感影像在Landsat 8 OLI遥感影像辅助下,分类结果的地物边界更加清晰,总体精度及主要树种识别精度均得到了提高。研究成果应用在实地森林调查与区划时可有效缩短调査时间、减少调查成本、降低劳动强度、提高成果质量。
摘要:
自然保护区网络的设计对濒危物种及其生境的保护至关重要。地理信息系统(GIS)和MaxEnt模型作为一种有效而可靠的工具已广泛应用在野生动物的管理和自然保护区设计中。褐马鸡是中国特有的濒危雉类,当前存在3个分隔的地理种群。由当前已知分布点,采用最小凸多边形法(MCP)分别划定3个分布区,并设计分布区外20 km的缓冲距离为研究区域。在研究区内,针对褐马鸡及其生境的保护已建立8个国家级和8个省级自然保护区网络。根据褐马鸡栖息地特征选择11个生境因子为预测背景,基于45个当前分布点利用MaxEnt模型预测褐马鸡当前的潜在适宜生境。由MaxEnt模型检验可知,训练集和测试集的平均遗漏率(OR)分别0.10和<0.35。训练集和测试集的AUC 均值分别为0.957 5和0.898 5,AUC标准偏差为0.040 6,模型预测精确度较高。在GIS10.0软件中,由所选的10%TPLT阈值(0.30)将预测概率图转化为Presence/Absence二值图,并分析当前自然保护区对适宜生境的保护状况。研究发现当前自然保护区存在一定的保护空缺,有18 896 km2适宜生境未受保护;省级自然保护区在适宜生境保护中起到关键的连接作用,在保持褐马鸡适宜生境的完整性和连通性中不可或缺。建议相关保护部门明确省级自然保护区的边界,制定可供GIS分析的省级自然保护区的数字图层,为今后自然保护区网络的规划和设计提供技术支撑。
摘要:
为更好地对杜仲种质资源雄花进行评价和利用,对193份不同种质杜仲雄花14个主要数量性状进行变异分析和概率分级。结果表明:杜仲雄花数量性状存在丰富的变异,14个性状变异系数均在12%以上,京尼平苷含量(112.00%)变异系数最大,其次为紫云英苷含量(89.56%)、京尼平苷酸含量(88.60%),氨基酸含量(12.52%)变异系数最小。经K-S检验,花高、雄蕊长度、雄蕊数、桃叶珊瑚苷含量、绿原酸含量、异槲皮苷含量、总黄酮含量、氨基酸含量等8个数量性状Sig值大于0.05,均符合正态分布;花径、鲜质量、干质量均呈偏态分布,去除拖尾部分,也近似看作正态分布;京尼平苷酸含量、京尼平苷含量、紫云英苷含量均不符合正态分布。对符合正态分布的数量性状统一用(X-1.281 8S)、(X-0.524 6S)、(X+0.524 6S)、(X+1.281 8S)4个点分为5级,对不符合正态分布的性状按实际分布情况分级,使1~5级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。
摘要:
本文利用黑龙江省森林植物园50种木本植物52年的盛花期观测数据和该地区过去52年间全年和每个月的温度数据,探讨黑龙江地区木本植物盛花期对气候变暖的响应,同时分析了生活型(乔木vs.灌木)和果实类型(肉质vs.非肉质)在这种响应方面的差异。结果表明: 研究地点在过去的52年里升温趋势明显,全年平均温度或春季平均温度的变化幅度每10年均升高达0.49 ℃,高于全球和全国的平均水平;50种植物中,多数植物(76%)盛花期主要与4月或5月平均温度显著相关,盛花期对气候变暖响应明显,平均提前2.09 d/℃,但提前速率存在明显的种间差异。其余12个种(24%)的盛花期不受温度升高影响或影响不显著;不同物种盛花期对春季不同月份平均温度变化的响应存在差异,大多数(34种)开花较早的物种与4月平均温度变化呈极显著(P0.000 1,P0.01)或显著相关(P0.05),少数(4种)开花较晚的物种与5月平均温度变化显著相关(P0.05);生活型(乔木vs.灌木)和果实类型(肉质vs.非肉质)对这种响应未表现出显著的相关性。上述研究结果初步揭示了我国东北地区木本植物盛花期对气候变暖的响应特点,与国内外同类研究的结论基本一致并相互佐证。
摘要:
以长白山原始阔叶红松林样地为平台,对样方中胸径1 cm的乔木幼苗进行监测,基于2006—2014年的调查数据对该群落中乔木幼苗的物种组成、数量特征、新生与死亡动态以及影响幼苗存活的因素进行分析。结果表明:1)群落乔木幼苗近10年物种组成变化较小,每年都可以监测到9个常见种。2)幼苗个体的大量萌发和大量死亡导致群落乔木幼苗数量有较大的年际变化,其中最多年份幼苗密度可达38.9 株/m2,而最少年份仅有3.8 株/ m2。3)不同年份群落乔木幼苗年龄组成中1年生幼苗数量最多,部分年份略有差异。随着幼苗年龄的增加,幼苗数量不断减少。幼苗总体数量同幼苗新生数量动态变化是一致的,幼苗死亡的峰值较幼苗总体峰值有1年的时滞。4)群落水平上幼苗存活与同种大树胸高断面积和林冠开阔度呈显著正相关,与异种幼苗邻体呈显著负相关。群落中幼苗个体大量萌发和大量死亡的现象证明该群落存在明显的更新限制,在一定程度上有利于群落的物种共存。近10年的幼苗监测有助于我们更加准确地认识群落更新过程,因而长期的动态监测十分必要。
摘要:
石漠化造成水土资源的损失和破坏已经成为限制广西地区经济发展的严重问题,建立一套广西特有的评价指标体系可以科学、合理地评价广西地区的水土保持效应,对广西地区水土保持工作的开展具有重要意义。结合广西地区基岩裸露、成土缓慢、植被生长困难等石漠化特点,依据《水土保持综合治理效应计算方法》(GB/T 15774—2008),通过广西水利厅提供的水文站资料、县志、年鉴等历史资料集成、野外小流域采样调查、原位监测等方法,总结出涵盖包含社会、生态、经济3大方面在内的9类指标构成的初选指标体系。通过主成分分析方法,对指标进行降维,并结合相关分析、通径分析、敏感性分析的结果,分析各主成分中指标主要的作用途径,对指标的敏感性进行检验,筛除冗余指标,使得到的指标体系涵盖内容较为全面,指标信息重叠较少,代表性较强,最终形成包涵8个生态效应指标、7个经济效应指标、1个社会效应指标的水土保持效应指标体系。其中,生态效应指标对石漠化地区水土保持影响较大的前3位分别为林草措施面积(11.21%)、蓄水措施有效面积(11.10%)、有效土层厚度(6.28%),经济效应指标影响较大的前3位分别为林果产品产量(15.11%)、粮食生产量(14.95%)、第三产业总产值(14.74%),社会效应指标为负向指标,说明城镇化水平越高,人类活动对生态环境破坏越严重,越难以治理。本研究最终构建的指标体系为深入讨论生态效应补偿机制提供了必要的技术支持,为优化广西石漠化地区水土保持工作配置提供了一定的科学依据。
摘要:
本文通过形态学及系统发育学方法对采自中国山西省不同地区的58份壳囊孢属真菌标本进行分类学研究。从形态学上观察子实体、孢子及纯培养物形态,可将其分为5个形态学类群;系统发育学分析分别基于单基因(ITS)和3个基因片段数据集(ITS、LSU和TEF),通过最大简约法(MP),最大似然法(ML)和贝叶斯分析(BI)分别构建系统发育树,结果显示来自山西的壳囊孢属真菌为5个独立分支,进一步支持了形态学分析结果所得出的结论。本文结合传统形态学及现代分子系统学方法对山西省不同寄主壳囊孢属真菌多样性进行调查和分类研究,经分析该5个类群分别是榆树壳囊孢、金黄壳囊孢、核果壳囊孢、苹果壳囊孢、槐壳囊孢,分布于山西省5个市的11种寄主植物上,其中广玉兰、山楂、白蜡、丝绵木、红瑞木为该类真菌新记录寄主,为该省病害防治及后续病原病理学研究奠定基础。
园艺学
摘要:
RGAs已经在很多植物中得到分离与克隆,它往往是R基因或者是R基因的一部分。为了分离与鉴定与月季抗黑斑病相关的RGAs,在转录组数据基础上,设计简并引物6对,从现代月季、疏花蔷薇、‘白玫瑰’上分离克隆了 NBS-LRR-RGAs,挑取750个克隆进行序列分析。从系统发育树可以看出:所克隆的RGAs与已克隆的其他植物的R基因具有较近的亲缘关系,分为non-TIR-NBS-RGAs和TIR-NBS-RGAs 2个大类,10个进化枝,其中所克隆得到的non-TIR-NBS-RGAs的比例远大于TIR-NBS-RGAs的比例;氨基酸序列比对发现所克隆的RGAs均含有完整的NBS结构域P-Loop、kinase-2、kinase-3a和GLPL;通过进化树对不同家族的6个 RGAs 的表达分析可看出,它们都不同程度、不同时间地参与了抗病反应。
林业工程
摘要:
以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂对丙烯酸进行预聚,以Fe2SO4/H2O2体系引发酶解木质素(EHL)形成自由基,过硫酸铵为引发剂,将酶解木质素自由基与聚丙烯酸(PAA)进行接枝共聚制备酶解木质素接枝聚丙烯酸多孔水凝胶(EHL-g-PAA)。采用红外光谱(FTIR)、环境扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)进行表征,研究EHL和PAA质量比、pH值、温度对EHL-g-PAA溶胀性能的影响。结果表明:酶解木质素与聚丙烯酸接枝成功,形成了具有新型网络结构的EHL-g-PAA,EHL-g-PAA具有不规则分层次多孔结构。当EHL和PAA质量比为0.4∶1时,EHL-g-PAA的平衡吸水倍率最大。在室温下,EHL-g-PAA在蒸馏水中的平衡吸水倍率可达410.99,吸附达到平衡的时间延长到12 h,且EHL-g-PAA对水分的释放率达到93.88%。EHL-g-PAA具有良好的pH敏感性,在酸性以及碱性溶液中吸水能力降低,在中性条件下吸水能力最高。在低温条件下,EHL-g-PAA的网络舒张,吸水能力增加;在高温条件下,EHL-g-PAA的网络收缩,吸水能力降低。在高温低温交替的环境下,与PAA相比,EHL-g-PAA显示了良好的循环能力和较好的稳定性。
摘要:
以壳聚糖(CTS)和活性艳蓝KN-R染料为原材料,通过两步反应法制备新型N,O-羧甲基壳聚糖染料,用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、元素分析仪分析其结构和化学基团,并用紫外可见分光光度计对其水溶性进行检测;采用常压浸渍法制备N,O-羧甲基壳聚糖染料染色薄木,用光谱光度仪进行表面颜色及日晒和水洗色差测量;用菌落计数法定量表征其抗菌性能。结果表明:CTS分子中大量—OH、少量—NH2基团被—CH2COOH基团取代,染料中的—SO-3和N,O-羧甲基壳聚糖中质子化的—NH+3发生反应;羧甲基化和染料接枝反应使得CTS结晶度下降;N,O-羧甲基壳聚糖染料的水溶性得到显著改善;N,O-羧甲基壳聚糖染料可明显改善薄木的染色效果,且染色薄木的耐日晒和耐水洗牢度均提高;N,O-羧甲基壳聚糖染料染色薄木的抗菌性能优于活性艳蓝KN-R染色薄木。
研究方法
摘要:
以阐明竹叶黄酮不同受热方式的稳定性为目的,选用黄甜竹、毛竹、绿竹、苦竹竹叶为实验材料,研究4个种的竹叶黄酮在微波、焙烤、蒸制3种常见食品热加工过程中的含量变化。结果显示:竹叶黄酮经不同热加工处理后其含量变化有显著差异,蒸制对竹叶黄酮的影响最大,损失率在34.25%~71.27%之间;焙烤前后,黄甜竹竹叶黄酮损失率达到68.60%,其他3个种的竹叶黄酮损失率在15.80%~33.06%之间;微波造成的黄酮损失率均在30.0%以下。竹叶黄酮在热加工中的稳定性与黄酮化合物种类及含量有紧密联系,为解析黄酮损失的原因,采用高效液相色谱仪/四级杆-飞行时间/串联质谱联用仪(HPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS)对4个种竹叶黄酮化合物的种类及含量进行了研究。研究表明:氧碳双苷黄酮化合物不耐受微波和焙烤处理,单碳苷黄酮化合物更加耐受焙烤和蒸制处理,氧苷黄酮化合物较耐受微波处理,而双碳苷黄酮化合物在微波条件下稳定性不佳。
摘要:
以黑果花楸花色苷得率为考察指标,分别用水,50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇和50%、60%、70%、80%、90%、100%的甲醇作为溶剂提取黑果花楸花色苷,得出80%乙醇为较好的提取溶剂。以80%乙醇为提取溶剂,进行提取时间、料液比、pH值、提取温度4个单因素试验。在单因素试验基础上,运用Box-Behnken响应面设计建立数学模型。结果表明最佳提取条件为:提取时间110 min、pH值2、提取温度34 ℃、料液比1∶16.5,黑果花楸花色苷得率为6.648 mg/g。通过静态吸附和解吸筛选出黑果花楸花色苷的最佳纯化树脂为AB-8,最佳纯化条件为上样质量浓度2 mg/mL,径长比1∶25,用2.2 BV、pH值2的80%乙醇以2.0 BV/h的流速洗脱,可使花色苷纯度提高11.5倍。