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2017年  39卷  第9期

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林业工程
摘要:
为了定量表征红松活立木内部腐朽情况,在黑龙江省五营国家森林公园选取了15棵有不同腐朽程度的红松,应用Resistograph树木微钻阻抗仪和PiCUS Treetronic树木电阻断层成像仪得到南北向与东西向的微钻阻力变化和同样高度上的截面电阻率分布图,对比分析阻抗仪测量方向上的电阻率变化和微钻阻力变化。用树木生长锥在样木的测量位置附近各取南北向与东西向的木芯,将其带回实验室测量质量损失率。将微钻阻力的下降幅度定义为阻力损失,对阻力损失和木芯质量损失率进行回归分析。还用腐朽和健康部分的电阻率均值定义了电阻率的异常程度, 并对其和阻力损失进行了回归分析。以阻抗仪为基准在电阻率分布图上对腐朽部位定位,应用监督分类的方法在图上将腐朽与健康部分区分出来,并计算腐朽面积所占比例。然后用最小二乘法将算得的比例与木芯质量损失率作回归分析。结果表明:平均阻力损失与木芯质量损失率之间存在显著的线性相关关系,阻抗仪可以较准确地表征一维直线上的腐朽情况;微钻阻力变化曲线上发生阻力值明显下降的位置对应的电阻率也会发生明显变化,阻力损失值和电阻率异常程度存在显著指数关系,还能推断出电阻断层成像检测对于轻度腐朽更加敏感,而阻抗仪检测对较严重的腐朽更加敏感;联合阻抗仪和电阻断层成像技术能够确定腐朽的位置和面积,得到的腐朽面积所占比例与木芯质量损失率有显著线性相关关系。
摘要:
为了定量表征红松活立木内部腐朽情况,在黑龙江省五营国家森林公园选取了15棵有不同腐朽程度的红松,应用Resistograph 树木微钻阻抗仪和PiCUS Treetronic 树木电阻断层成像仪得到南北向与东西向的微钻阻力变化和同样高度上的截面电阻率分布图,对比分析阻抗仪测量方向上的电阻率变化和微钻阻力变化。用树木生长锥在样木的测量位置附近各取南北向与东西向的木芯,将其带回实验室测量质量损失率。将微钻阻力的下降幅度定义为阻力损失,对阻力损失和木芯质量损失率进行回归分析。还用腐朽和健康部分的电阻率均值定义了电阻率的异常程度,并对其和阻力损失进行了回归分析。以阻抗仪为基准在电阻率分布图上对腐朽部位定位,应用监督分类的方法在图上将腐朽与健康部分区分出来,并计算腐朽面积所占比例。然后用最小二乘法将算得的比例与木芯质量损失率作回归分析。结果表明:平均阻力损失与木芯质量损失率之间存在显著的线性相关关系,阻抗仪可以较准确地表征一维直线上的腐朽情况;微钻阻力变化曲线上发生阻力值明显下降的位置对应的电阻率也会发生明显变化,阻力损失值和电阻率异常程度存在显著指数关系,还能推断出电阻断层成像检测对于轻度腐朽更加敏感,而阻抗仪检测对较严重的腐朽更加敏感;联合阻抗仪和电阻断层成像技术能够确定腐朽的位置和面积,得到的腐朽面积所占比例与木芯质量损失率有显著线性相关关系。
摘要:
采用HCl、NaOH、热水、羧甲基纤维素钠(CMC)及果胶对玉米秸秆进行预处理,并通过热压法制备轻质玉米秸秆人造板,研究单一预处理和复合预处理对玉米秸秆表面润湿性、表面微观形貌、热稳定性以及板材力学性能的影响。结果表明:各个单一预处理条件均能降低玉米秸秆纤维与水的接触角,预处理后玉米秸秆束外皮表层形貌由平滑变为粗糙,表层破裂脱落,表面硅元素质量分数明显下降,NaOH处理对玉米秸秆表面润湿性改善最佳。热稳定性分析表明:在热压温度150 ℃下,预处理玉米秸秆纤维结构稳定,无明显热分解趋势。各个预处理条件均能改善玉米秸秆人造板的力学强度,复合预处理条件不能在单一预处理的基础上进一步提高板材的力学性能。HCl、NaOH及水热预处理会减弱玉米秸秆纤维结构强度,使得秸秆纤维结构强度对人造板力学性能的影响大于界面胶合强度。水热处理后秸秆人造板力学性能改善最明显,IB值提高了700.0%,MOR值提高了112.5%,MOE值提高了87.5%。
摘要:
在单因素实验的基础上,采用响应面法优化超声辅助逆流提取技术提取蓓蕾蓝靛果花色苷工艺,结果表明,超声辅助逆流提取蓓蕾花色苷的最佳工艺为:逆流提取级数为3级,提取时间、温度和功率分别为28 min、30 ℃和120 W。此最佳工艺条件下,花色苷得率为(5.23±0.023) mg/g,提取率达到99.80%,与超声波法比较(89.86%),该工艺提取率提高了10%。处理相同批量的原料,与常规超声波提取相比,该工艺可节省3级提取溶剂67%,节约时间44.4%。
特邀稿
摘要:
随着林木育种和无性繁殖技术的进步以及森林工业的发展,无性系林业开始在世界人工林培育中发挥越来越重要的作用,并逐步进入无性系定向选育、定向栽培、定向利用的时代。该文针对我国无性系林业存在的问题提出了自己的认识和建议,并从无性系特性角度阐释了“三北”地区大规模发生的杨树“小老树”、严重病虫危害以及退化甚至死亡的原因。认为无性系林业不仅包括无性系选育和无性系造林,还应该涵盖无性系利用等内容。指出应充分利用无性系的基因型与环境互作效应,重视良种的适地适基因型栽培,为不同的生态环境条件选配适宜的主栽品种进行造林。同时加强重要树种无性繁殖技术标准的制定,以约束采取科学的无性繁殖技术和繁育制度进行良种生产,尽可能降低成熟效应与位置效应对无性系林业发展的影响。强调发展无性系林业要根据栽培环境条件和利用目标选择适宜品种,并突出良种和良法配合,重视林分数量成熟与工艺成熟最佳配合下的经济成熟,保证整个产业链条的综合效益最大化。尤其是提出了无性系人工林群体衰退的概念,即在同一无性系品种组成的人工林内,各植株的遗传组成和生活习性相同,随着林龄的增加,林分内各无性系对水分和营养的需求加大,当栽培环境不能满足林分生长需求时,如不能及时采取人工疏伐等措施进行密度调整,林分会因个体竞争能力相似而同时发生各无性系植株生长势衰退、病虫害加剧直至死亡等现象。建议国家应针对无性系人工林的特点,修订、完善相关的林业政策和法律法规,将杨树等无性系林业发展较好的用材或用材和生态兼用树种列入木本作物范畴,在无性系人工林达到经济成熟时及时通过间伐进行密度调控,或通过轮伐更新利用,避免在林分水肥等资源紧缺时,因个体竞争能力相似而引发无性系人工林群体衰退等问题,在有效发挥生态效益的同时,保证国家珍贵的宜林地资源的高效利用
林学
摘要:
不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。
摘要:
文冠果是无患子科单属种,其种群野生濒危,生境破碎化严重且具有自交不亲和性。文冠果有“千花一果”之称,为提高其产量,测量了4年生文冠果实生园1 051个单株的坐果序数、坐果数、果实质量、种子质量、壳质量、平均单粒质量共6个种实性状并对各种实性状按不同果型进行了单因素方差分析和分布拟合。结果表明:不同果型之间果实质量、种子质量、壳质量、平均单粒质量4个种实性状之间差异极显著,而坐果序数和坐果数2个种实性状之间差异不显著。所有种实性状均符合威布尔分布,其中果实质量、种子质量、壳质量、坐果序数和坐果数5个种实性状均符合左偏威布尔分布,说明丰产是个“小概率”事件;平均单粒质量近似正态分布,说明实验园整体种子大小较为稳定,极大值与极小值的出现概率均比较低。基于威布尔概率分布建立了早期性状选择的模型,模型预测大桃型、倒卵型、尖柱型、凸桃型、短桃型、柱型在种子质量和平均单粒质量上选择概率均比较高,可作为丰产果型,其中大桃型为丰产的最理想果型;小柱型、小桃型和短柱型的种子质量和平均单粒质量的选择概率较低,不适合作为丰产选优果型。因此可根据该分布的特性对不同果型进行选择,为进一步的育种选优提供理论支持。
摘要:
针对南方低山丘陵区缺乏适宜栽培的泡桐优良无性系的现状,本研究以湖北省赤壁市泡桐无性系测定林为对象,对5年生24个泡桐无性系的4个生长性状(胸径、主干高、总材积、接干高/苗干高)和2个干形性状(主干削度、形数)进行了遗传参数估算及性状间的相关性分析,并利用多性状指数法对其进行了评价和选择。结果表明:各性状在无性系间的差异达到显著或极显著水平。胸径和总材积的重复力较大,分别达到0.727 3和0.726 9,其余4个性状的重复力稍小,为0.201 8~0.383 7。4个生长性状间呈极显著的表型和遗传正相关关系,2个干形性状间呈极显著的表型和遗传负相关关系。形数与4个生长性状间均呈极显著的遗传和表型负相关关系。削度与胸径、主干高、接干高/苗干高的遗传正相关关系均达到极显著水平,与胸径、总材积的表型正相关关系分别达到极显著和显著水平。依据建立的多性状指数方程选择出适宜在南方丘陵区栽培的4个优良无性系,分别为609、204、302和207,入选率17%。与CK相比,入选群体的胸径、主干高、总材积、接干高/苗干高、削度和形数的遗传增益分别为3.93%、5.75%、21.84%、13.18%、5.72%和-0.45%,实际增益分别为5.40%、16.75%、30.04%、34.35%、28.34%和-1.62%。
摘要:
为了探讨长白山云冷杉天然林的空间结构对云杉、冷杉胸径生长量的影响,本研究于2016年8月以吉林省汪清县金沟岭林场2块云冷杉天然林的典型样地(面积分别为60 m×60 m、80 m×80 m)为研究对象,首先计算整个林分和林分内所有云杉、冷杉的角尺度和混交度,分析整个林分和林分内的云杉、冷杉的空间结构分布情况;然后,将角尺度和混交度对应的5种情况加以区分,对比这5种情况分别对应的所有云杉、冷杉近5年平均胸径生长量的均值;最后分析云杉、冷杉不同空间结构对其胸径生长量的影响。结果表明:2块样地平均角尺度均为0.5左右,总体上都呈随机分布;样地1和样地2的平均混交度分别为0.65和0.73,处于强度的混交状态;角尺度为0.5(随机分布)、混交度为0.75(强度混交)时云杉、冷杉株数分布最多;从林分整体角度看,样地2的云杉、冷杉平均胸径生长量都稍高于样地1;云杉、冷杉处于随机分布时胸径生长量最大,明显高于均匀和团状分布;随混交度的增大,云杉、冷杉的胸径生长量总体呈递增趋势,表明混交度的增大能促进云杉和冷杉的生长,而且对冷杉的促进作用更强,说明其生长对混交的强弱程度比较敏感。
摘要:
探讨不同采伐强度下林分空间结构的变化对森林可持续经营具有指导意义。在吉林省蛟河次生针阔混交林内,设置采伐强度分别为0%(对照,CK)、14.3%(弱度,LT)、29.4%(中度,MT)和50.4%(重度,HT)的4块样地,样地面积各1 hm2,利用角尺度、大小比数、混交度和密集度4个林分空间结构参数探讨林分整体以及春榆、红松、色木槭、水曲柳和紫椴5个主要树种的林分空间结构在采伐3年后的变化。结果表明,从采伐干扰对林分整体的影响来看,LT处理后林分的水平分布格局更合理,混交度较高,林分结构相比CK处理更稳定;采伐干扰对林分大小分化程度的影响不显著;林木密集度随采伐强度增加逐渐降低,林内较稀疏的林木比例逐渐增加;从采伐干扰对主要树种的影响来看,不同树种对采伐干扰的响应差异显著,采伐对5种树种的水平分布格局均有显著影响,但对确定采伐强度不具指导意义;从树种的大小分化程度和混交度考虑,LT处理对春榆、水曲柳和紫椴更有利,MT处理对红松和色木槭更有利;除紫椴外其他树种的密集度随采伐强度的增加而降低。综合考虑,采伐干扰在短期内对林分整体的空间结构影响较小,对主要树种的空间结构影响较大,采伐强度在15%左右比较合理,也可以结合森林经营需求针对个别树种适当提高采伐强度,建议不超过20%。
摘要:
秦岭地区是我国最为典型的太白红杉温带针叶林分布区,也是受全球气候变化影响最为显著的地区之一。已有的研究已经显示树木的生理特征会随着树木年龄发生变化,这可能会造成与树木生长有关的气候信号随时间改变。为探索该区不同年龄太白红杉树木径向生长对气候变化的响应差异,本研究运用树木年轮气候学传统方法,研究了不同年龄太白红杉年表特征及其与气候因子的关系,以期揭示年龄因素对年表的潜在影响。结果表明:1)不同年龄太白红杉径向生长对气候因子的响应存在差异,老龄组太白红杉年表较中、低龄组年表对气候因子的响应更加敏感,更适合用于年轮气候学研究;2)响应函数分析表明,老龄组太白红杉年表对生长季早期和春季温度以及春季降水更加敏感,而幼龄组太白红杉年表与各月气候变量均未表现出显著相关关系。综上所述,太白红杉年轮宽度与气候变化的响应模式受年龄因素影响,高龄年轮年表对气候响应的敏感性更高,包含更多的气候信息。该研究结果为全球变暖背景下秦岭高山林线太白红杉林的合理经营管理及该区域气候重建提供了一定的基础数据。
摘要:
青钱柳是近年来开发利用的我国特有药食同源珍稀植物,其叶中含有的活性次生代谢物对人体健康具有促进作用。探索光照条件和收获季节等环境因子对主要次生代谢物积累的影响以及生长与次生代谢物积累间关系,有助于优化药用青钱柳人工林栽培条件。该文采用遮荫处理,研究不同遮荫水平下6—11月青钱柳叶中黄酮类和三萜类化合物积累、苗高和地径生长的变化,在此基础上分析青钱柳次生代谢与生长间的关系。结果表明:中度遮荫促进了青钱柳苗的高生长,但随遮荫程度加大,地径生长不断下降。黄酮类化合物、总三萜和青钱柳甙Ⅰ的积累受到遮荫处理的抑制,而青钱柳酸B和阿江榄仁酸的含量在遮荫条件下明显高于自然光下。在自然光下,黄酮类化合物的含量在8月和10月明显高于其他季节,呈“双峰型”变化模式。但遮荫处理推迟了黄酮类物质积累的高峰。遮荫处理并未影响三萜类化合物的季节变化模式,总三萜和三萜单体的含量在不同遮荫水平下均在9月达到最大,呈“单峰型”变化模式。相关性分析结果表明,总三萜和阿江榄仁酸的积累与青钱柳生长间存在显著负相关关系。由此可见,遮荫不仅显著降低了黄酮类化合物的积累,而且推迟了其积累高峰;而三萜的季节变异模式未受遮荫影响,但不同三萜单体对光照的响应存在差异。
摘要:
植物功能群是植被生态学研究的重要领域之一。通过对植物功能群的研究有助于揭示植物群落的结构和功能,了解植物群落的物种多样性、功能多样性、谱系多样性和演替规律,同时,可为植被恢复和重建提供科学依据。根据野外样方的调查资料,采用Fisher精确检验和Spearman秩相关系数检验,并结合聚类分析对山西云顶山自然保护区草本植物优势种的植物功能群进行了研究。结果表明:1)Fisher's精确检验结果表明,有46个种对正关联极显著(P<0.01),有5个种对负关联极显著(P<0.01);有24种对正关联显著(P<0.05),有10个种对负关联显著(P<0.05);有996个种对关联不显著(P>0.05)。2)Spearman秩相关系数检验有72个种对正相关极显著(P<0.01),有9个种对负相关极显著(P<0.01);有33种对正关联显著(P<0.05),有8个种对负关联显著(P<0.05);有959个种对相关不显著(P>0.05)。3)经Fisher精确检验关联不显著(P>0.05)的种对(996)占总种对的92.14%,而经Spearman秩相关系数检验相关不显著(P>0.05)的种对(959)占总种对的88.71%,这意味着草本植物优势种间的生态位存在较为明显的分化。4)综合Fisher精确检验和Spearman秩相关系和聚类分析的结果,将云顶山自然保护区草本植物划分为5个功能群:亚高山草甸植物功能群、中山草丛植物功能群、低山草丛植物功能群、森林和灌丛植物功能群和森林植物功能群。云顶山植物功能群与植物群落类型、生境、植物生活型和生态位等有密切关系。
摘要:
福建作为全国首批生态文明试验区,推进生态脆弱区建立生态补偿机制是其重要任务之一。红树林湿地作为海岸生态关键区,其自然分布日益缩减,湿地保护及恢复将会面临很大困难,对政府的保护管理职能提出更高要求。以福建漳江口红树林为研究对象,探索红树林湿地生态补偿机制具有重要实践价值。主要从3方面探讨:1)建立DPSIR模型分析生态补偿机理;2)通过实地调查,结合条件评估法,调查漳江口红树林湿地周边居民的基本情况及生态补偿意愿,建立Tobit模型,分析居民受偿意愿的影响因素;3)针对不同地区对3种生态补偿标准方案进行讨论。结果表明:漳江口红树林湿地周边居民文化程度较低,环保意识薄弱,非现金补偿优先考虑土地补偿、安排就业和基础设施建设3种方式,不同村庄之间的受偿意愿有较大差异,被调查者的学历、家庭人口、红树林湿地生态效益了解程度和生态环境的满意度对受偿意愿有着显著的影响。
风景园林
摘要:
社区公园的使用存在时间与空间差异。已有很多学者对社区公园的使用情况、使用影响因素进行研究,但目前多以社区公园内部影响因素为切入点,对影响社区公园使用的外部因素的研究仍然较少,而外部因素往往会产生较大影响。本文以北京市中心城58个社区公园为研究对象,以腾讯宜出行游客签到大数据为基础,使用核密度估算分析和地理探测器的研究方法,分析社区公园使用的时空分布特征及其外部因素(步行可达性、车行可达性、人口密度及商业办公设施)的影响程度。研究表明:1)社区公园使用存在明显的时间变化规律。2)社区公园使用的空间分布呈现向中心区与东北部聚集的趋势。3)在4个外部影响因素中,步行可达性与社区公园使用关联性最强,人口密度及商业办公设施对社区公园使用的影响同样不可忽视,车行可达性对社区公园使用的影响并不显著。根据研究结果,我们建议在社区公园的建设中协调与周边用地的关系,并完善步行体系的建设。