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2018年  40卷  第10期

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林学
基于混合效应的杂种落叶松人工幼龄林单木枯损模型
王涛, 董利虎, 李凤日
2018, 40(10): 1-10. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170437
摘要:
目的利用固定间隔期复测数据,运用不同方法建立杂种落叶松人工幼龄林单木枯损模型,为确定杂种落叶松合理的经营措施和推广应用提供依据。方法基于2003—2015年黑龙江省江山娇实验林场48块样地的复测数据,通过Logistic模型,利用全子集法和最大似然估计构建杂种落叶松单木枯损模型。使用列联表分析和分类率-阈值散点图,确定枯损模型预估时的最佳阈值。引入随机参数,构建样地水平广义线性混合模型。模型估计方法为自适应积分最大似然估计,模型筛选指标为Akaike信息标准(AIC)、贝叶斯信息标准(BIC)以及-2倍对数似然值。通过计算绝对平均偏差(Bias),绘制ROC曲线以及模型预估枯损率与实际枯损率直方图对两种模型的预测结果进行评价比较。结果包含单木(林木胸径,DBH;胸径平方,DBH2)、林分(林分断面积,BA)、竞争(大于对象木树木断面积之和变形,BALD)3个水平变量组合的单木枯损模型拟合效果最佳。杂种落叶松枯损主要发生在小径阶且相对竞争较大时。单木枯损概率随DBH增加逐渐减小,随BALD、BA增加而逐渐增加。最佳阈值有效提高了模型预估效果,方差-协方差结构为无结构矩阵(UN)时,四参数混合模型的拟合结果最佳,其预估的林分枯损率更接近实际林分枯损率。结论混合模型能够更有效地描述和预估杂种落叶松的单木枯损。阈值分析是提高二分类模型预测准确性的有效方法。杂种落叶松作为速生树种,幼龄时期应适时进行抚育间伐以减少枯损发生的概率。
间伐强度对落叶松次生林冠层结构和林内光环境的影响
管惠文, 董希斌
2018, 40(10): 11-23. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180021
摘要:
目的为改善林分结构和促进林木生长,对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐,研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系,进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。方法设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未进行间伐作业的对照样地。对不同样地落叶松冠层结构参数和光合特征参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关系数法确定不同指标间的相关关系进而剔除有显著正相关的部分指标,同时运用灰色关联法对各个样地的光环境特征进行综合评价。其中冠层结构选取林隙分数、开度、叶面积指数、叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠上直接辐射、冠上间接辐射、冠上总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射、冠下总辐射13项指标,光合特征参数选取蒸腾速率、光合速率、CO2参考值、叶片表面P.A.R、叶片温度、胞间CO2浓度、水蒸气气孔导度7项指标。结果各样地林隙分数表现为随间伐强度的增加先减少后增加,开度、直接定点因子、总定点因子与之变化趋势相同,各项指标值均在间伐强度为29.00%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度为29.00%时达到最大值;不同间伐强度样地的冠上辐射通量无显著差异性;冠下直接辐射通量和冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减少后增加。随着间伐强度的增加,落叶松的蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度均呈现先增加后减少的趋势,叶片表面P.A.R、叶片温度先增加后趋于稳定,间伐增加了林地内的CO2浓度;胞间CO2浓度随着间伐强度的增加先减小再增加后减小。林隙分数与开度、直接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下总辐射呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关;蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度之间呈显著正相关性。剔除相关性极强的指标后,冠层结构的林隙分数与光合速率呈显著负相关,叶面积指数与光合速率呈显著正相关。运用灰色关联综合评判林地内的光环境特征,关联度表现为间伐强度29.00%(0.823)>40.01%(0.794)>53.09%(0.739)>0%(0.724)>67.25%(0.713)>16.75%(0.701)>9.43%(0.673)。结论落叶松冠层结构与光合特征指标间存在相关性,落叶松冠层的透光率对于光合速率有明显的影响。结合二者综合评价不同间伐强度下的林地光环境特征,抚育间伐强度为29.00%、40.01%的落叶松天然次生林林地的林内光环境特征较好,说明29.00%~40.01%的中等强度间伐有利于林内光环境的改善。
水曲柳人工林树木叶片营养元素及其化学计量特征的季节动态
王树力, 郝玉琢, 周磊, 吴慧
2018, 40(10): 24-33. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180170
摘要:
目的探究水曲柳及其混交树种长白落叶松、红皮云杉、红松叶片C、N、P含量及其化学计量特征的季节动态,为水曲柳人工林的优化经营提供理论依据。方法以东北林业大学森林培育实验站天然林窄带状皆伐后营造的29年生水曲柳纯林、水曲柳长白落叶松混交林、水曲柳红皮云杉混交林和水曲柳红松混交林为对象,利用野外取样调查与室内实验分析相结合的方法,分析水曲柳人工林叶片C、N、P含量及其化学计量特征的季节变化。结果(1) 生长季内水曲柳叶片C、N、P含量的总体变化趋势是逐渐降低,变化范围为556.71~446.15g/kg、32.61~18.74g/kg、3.62~1.26g/kg;C/N、C/P、N/P的总体变化趋势是逐渐升高,变化范围为17.06~23.81、150.60~350.56、9.10~16.98。(2)混交树种长白落叶松、红皮云杉和红松叶片C含量及红皮云杉与红松叶片N、P含量呈波动态势,长白落叶松叶片N、P含量逐渐降低;长白落叶松叶片的C/N和C/P平稳升高,红皮云杉叶片的C/N和C/P连续下降,红松叶片的C/N和C/P呈波动态势。长白落叶松和红松叶片的N/P先升高后降低,红皮云杉叶片的N/P先下降后平稳。(3)水曲柳和长白落叶松叶片的N、P含量显著高于红皮云杉和红松叶片的N、P含量,C/N和C/P显著低于红皮云杉和红松叶片的C/N和C/P。结论培育水曲柳长白落叶松混交林和水曲柳纯林优于培育水曲柳红松混交林和水曲柳红皮云杉混交林,培育过程中应注意在生长季初期保证林地氮肥的数量,中期注意补充林地的氮肥和磷肥。
2种树龄巴山榧对光照的响应
高岚, 乐佳兴, 张文, 吴焦焦, 田秋玲, 刘芸
2018, 40(10): 34-42. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180208
摘要:
目的通过对2种树龄的巴山榧光合作用特性的研究,初步探讨光照条件对不同树龄巴山榧的影响,为深入揭示巴山榧濒危机制提供科学依据。方法本研究选址重庆市南川金佛山周家石窖次生林地,随机选取样地中生长良好的3年生和15年生巴山榧各3株,做好标记并测定其光合参数日变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素含量。结果15年生巴山榧的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均大于3年生巴山榧,其中叶绿素a和b的差异显著;3年生巴山榧的叶绿素a/b大于15年生巴山榧,差异不显著。15年生巴山榧净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日均值显著大于3年生日均值;胞间CO2浓度(Ci)日均值显著低于3年生日均值。15年生巴山榧光饱和时最大净光合速率(Pnmax)大于3年生;表观量子效率(AQY)、暗呼吸收速率(Rd)、光补偿点(LCP)小于3年生,光饱和点(LSP)大于3年生;3年生巴山榧CO2饱和时Pnmax、羧化效率(CE)、光呼吸速率(Rp)、CO2补偿点(CCP)、CO2饱和点(CSP)小于15年生。结论3年生巴山榧光合系统结构完整,已具备较好的光合能力,在温度高、光照强的环境中,能及时启动“午休现象”以此来保护光合机构免于被破坏;但其不适应强光照射,在光合作用过程中能通过提高光呼吸速率以及对弱光较强的利用能力,以保持较高的光能转化效率。15年生巴山榧则对光照、CO2利用幅度较宽,尤其在强光照射下,能及时启动“午休现象”,增大蒸腾速率来使叶片免于灼伤;在弱光环境中还能通过降低暗呼吸作用的消耗以积累更多的有机物质,表现出对周围环境变化更强的适应性。
不同地理环境下的樟子松遗传结构分析
苗禹博, 方攀, 杨志恒, 朱晓梅, 高琼, 刘洋, 李伟
2018, 40(10): 43-50. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170438
摘要:
目的本研究旨在探究樟子松在不同地理环境下的生态适应性问题, 了解遗传多样性与环境因子之间的关系, 在群体遗传结构层面揭示樟子松林分衰退现象。方法本文以红花尔基(HHEJ)种源天然林和章古台(ZGT)、围场(WC)、榆林(YL)3个人工引种林, 共计4个樟子松群体为研究对象, 利用SSR分子标记方法对樟子松不同群体的遗传多样性、遗传平衡、遗传结构稳定性、遗传距离以及影响遗传变异主要因素进行了系统分析。结果结果表明:4个群体的遗传多样性大小由低到高依次为HHEJ、ZGT、WC、YL; 只有YL群体符合哈迪-温伯格平衡, ZGT群体的连锁不平衡位点达到128对, 偏离哈迪-温伯格平衡的程度最大; HHEJ和ZGT群体之间的遗传距离最为接近, WC群体相距较远, YL群体的遗传距离最远; 4个樟子松群体的遗传分化相对稳定, 不易产生遗传分化; 多元回归分析显示樟子松期望杂合度(He)与地理纬度(La)具有显著的负相关关系(r=-0.957), 线性关系在α=0.05的水平上显著(P=0.012)。结论本研究发现樟子松的遗传多样性可能随着纬度的升高而降低, 阐明了不同地区樟子松群体的遗传差异情况, 及其林分衰退的可能因素, 为樟子松科学的遗传资源保护、引种造林提供了数据支撑和理论指导。
基于SSR标记的山西省油松山脉地理种群遗传结构与地理系统
武文斌, 贺快快, 狄皓, 钮世辉, 马彦光, 张子杰, 李悦
2018, 40(10): 51-59. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180057
摘要:
目的分析油松种源区的遗传结构能够为油松起源探索和引种地人工林种群溯源等提供理论依据。方法本文利用SSR分子标记分析了山西油松5个山脉地理种群的遗传结构和地理系统。试验方法分别用了8对多态性较高引物和4对卡方检测差异显著性引物进行分析。结果结果显示:关帝山遗传变异最丰富,中条山遗传变异最低;8对引物分析显示5个山脉地理种群分化较小(FST=0.0328),4对引物分析显示5个山脉种群存在中等程度分化(FST=0.0519);5个山脉种群遗传距离和地理距离存在显著相关性;遗传多样性参数与1月均温有负相关趋势,年均降水与1月均温比值和遗传多样性参数有正相关趋势。结论研究发现山西省主要山脉油松地理种群间有相对较小的遗传分化和种群内有丰富的遗传多样性;SSR标记可以有效显示各种群的遗传结构特点,而筛选得到的有限差异显著标记能更有效的用于油松的种群遗传分析;生境气象因子的水热相对水平对种群遗传多样性有主导影响,相对较高的水热比利于种群保持较高的遗传多样性。
油松FT/TFL1-like基因表达模式与调控分析
刘洋, 李帮同, 杜桂华, 黄东旭, 周先清, 钮世辉, 李伟
2018, 40(10): 60-66. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180040
摘要:
目的PEBP基因家族的FT-like与TFL1-like亚基因家族在被子植物生殖发育调控网络中处于核心调控节点,而在针叶树中,仅存在未分化的FT/TFL1-like亚基因家族。研究表明针叶树FT/TFL1-like可能在生殖发育、生长节律及休眠过程中发挥重要功能。然而,目前关于针叶树FT/TFL1-like基因系统的表达模式与不同环境因子对其表达的调控仍然缺乏深入认识。方法本研究从油松中分离得到两个FT/TFL1-like基因,分别命名为PtTFL1与PtTFL2,对它们在不同组织、不同发育阶段雌雄球花、休眠与解除休眠过程中针叶、深冬相对高温、不同光质与光周期处理中的表达水平进行了系统分析。结果PtTFL1仅在花粉中特异表达,在其他组织中只有痕量表达或不表达。而PtTFL2表达范围非常广泛,且在芽组织中的表达丰度显著高于其他组织,二者在快速增殖的愈伤组织中均无明显表达;另外,对PtTFL2在不同环境下表达水平进行分析发现,PtTFL2在芽、针叶休眠时期大量积累,且随着休眠解除表达量水平持续降低;在不足以打破休眠的相对高温处理下,PtTFL2的表达受到极显著的抑制;短日照下远红光处理可以高效诱导PtTFL2的表达。结论由此可知,PtTFL1在油松生殖发育进程中的特异性可能与花粉成熟过程相关,而PtTFL2可能参与更多其他发育调控,但二者均不是维持细胞活性所必须的基因;秋季环境条件非常利于PtTFL2在针叶、芽中大量表达,其表达模式与休眠过程高度相关,但PtTFL2对温度响应过于敏感,其在针叶、雌雄球花中的表达模式很可能是对温度响应的结果,这表明PtTFL2自身的表达可能并不足以维持休眠,也并不作为球花发育调控中的控制因子,而很可能只是作为一个温度、短日照远红光信号的感受与传递因子。本研究为深入理解FT/TFL1-like基因在油松生殖与休眠等重要发育过程中的功能,揭示不同环境因子对其表达的调控作用提供了重要依据。
旱柳野生种质资源收集及多样性分析
于振旭, 秦光华, 宋玉民, 乔玉玲, 姜岳忠, 王华田
2018, 40(10): 67-76. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170330
摘要:
目的在山东境内调查收集旱柳优树种质,探索旱柳种内遗传多样性水平。方法在试验区建立旱柳无性系苗期对比试验林,利用2年生苗木,分别进行表型数据观测和分子水平遗传多样性标记,分析旱柳种内遗传多样性。结果旱柳种质资源群体内存在丰富的表型变异和分子遗传变异:不同无性系枝干颜色呈黄绿、灰绿、绿色、灰褐、红褐、褐色,且色差重叠少,差异显著;主干有直立、稍弯、中等弯曲、较强弯曲、扭曲,小枝有上弯、直立、下垂,且形态差异显著;不同无性系树高变异范围为1.2~5.5m,地径为0.6~4.6cm,叶长为8.5~18cm,叶宽为0.92~3.49cm,叶面积为6.258~33.584cm2,差异极显著(P < 0.001)。叶长和叶面积的极端差异来源主要是旱柳无性系内,树高、地径、叶宽的极端差异则主要来源于无性系间。表型变异主要来源于无性系间,无性系间的性状分化对旱柳种内性状分化的贡献率达80%以上,说明无性系间的性状分化是旱柳种内性状分化的主要原因。AFLP结果显示,旱柳观测位点的平均多态性比率高达99.5%,显示出极高的多态性;多样性指数结果显示,Nei’s遗传多样度(H)为0.2322,Shannon信息指数(I)为0.3746,表明55份种质在种水平上属于同一个种,与主成分分析及聚类结果一致。结论试验证明旱柳种内存在丰富的表型及分子遗传多样性,是优良的选择和杂交育种材料。
园林废弃物生态覆盖垫的制备及其水分特性
曲炳鹏, 孙向阳, 李素艳, 张骅, 王心语, 熊凯毅, 贠炳辉
2018, 40(10): 77-85. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170465
摘要:
目的以园林废弃物为原料制备生态覆盖垫,用于覆盖城市绿地裸露土壤,从而提高园林绿化水分利用效率,减少城市水土流失,探索出园林废弃物替代木材原料资源化利用的新途径。方法以两种粒径(小粒径0~1 cm和大粒径1~3 cm)的园林废弃物为原料,使用环保型水性聚氨酯作为胶黏剂,选择5个施胶量(分别占园林废弃物质量的20%、25%、30%、35%和40%),通过模具压制的方法制备覆盖城市裸露土壤用的生态覆盖垫,并研究其基本性质、保水效果、透水能力和持水能力,选取最佳施胶量。结果结果表明:随着施胶量的增加,生态覆盖垫的密度偏差和吸水厚度膨胀率逐渐增大,但当施胶量达到40%时,吸水厚度膨胀率减小。随着施胶量的增加,生态覆盖垫的保水效果均逐渐增强,小粒径原料制备的生态覆盖垫保水效果整体好于大粒径原料制备的生态覆盖垫。而在透水能力方面,小粒径原料制备的生态覆盖垫施胶量不高于30%时,透水能力较好;大粒径原料制备的生态覆盖垫透水能力则不受施胶量影响。生态覆盖垫的持水量与浸泡时间均存在着显著的对数函数关系,吸水速率与浸泡时间呈显著的幂函数关系,小粒径和大粒径原料制备的生态覆盖垫的持水能力分别在施胶量达30%和35%时达到最强。结论综合分析,小粒径原料制备的生态覆盖垫施胶量30%较为合适,对于大粒径原料制备的生态覆盖垫,则优选35%的施胶量,小粒径和大粒径原料制备的生态覆盖垫分别更适用于覆盖干旱地区的裸露土壤和降雨较多地区的裸露土壤。
海南岛次生低地雨林天然更新棕榈藤种群动态
彭超, 刘广路, 范少辉, 漆良华, 苏浩然, 胡璇, 徐瑞晶
2018, 40(10): 86-94. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180213
摘要:
目的本文对海南岛甘什岭地区热带次生低地雨林棕榈藤的种群数量动态及波动周期进行分析,探究天然更新棕榈藤种群的生长动态规律,为棕榈藤资源保护和后期恢复提供参考。方法以海南岛甘什岭天然更新黄藤、杖藤、多果省藤和白藤种群为研究对象,采用空间代替时间,编制了棕榈藤种群生命表并进行动态分析;幂函数和指数函数对种群存活曲线拟合;3种生存函数预测藤种群生存概率;并通过谱分析来阐述藤种群的周期性波动规律。结果甘什岭天然更新棕榈藤种群以幼苗和幼藤为主,约占总样本的90.1%~97.7%,成年藤株数量少。白藤、杖藤间隔期死亡率和平均存活数随年龄增加逐渐减少,多果省藤和黄藤则为先增大后减小;白藤生命期望在2.5~4.5 m达到最大值,多果省藤、黄藤和杖藤则分布在4.5~6.5 m、6.5~8.5 m、8.5~10.5 m时最大。杖藤存活曲线趋于指数函数(Deevey-Ⅱ,R2=0.840,P=0.000 < 0.01),其余3种藤存活曲线趋于幂函数(Deevey-Ⅲ,R2>0.910,P=0.000 < 0.01)。4种棕榈藤生存率在幼苗期高,随生长呈逐渐降低趋势;除多果省藤外,死亡密度均呈锐减至相对稳定的下降趋势,早期危险率高于后期。谱分析表明,白藤波动振幅差异小,其余3种藤振幅差异大,其中杖藤和多果省藤在4.5~6.5 m时波动振幅最大,黄藤在2.5~4.5 m时波动振幅最大。结论甘什岭地区棕榈藤天然更新种群具有高繁殖和低存活率特点,反映出棕榈藤对该地区生境的适应策略,即通过高繁殖率弥补物种存活能力的不足,以提高物种保存几率。同时在攀援至林冠层过程的棕榈藤存活能力强,相对白藤,其余3种藤更易受外界环境影响。通过改善生境条件并结合人工培育壮苗措施提高更新苗存活率,有利于棕榈藤资源保护。
北京市十三陵林场油松林地表火行为模拟
韩梅, 温鹏, 许惠敏, 张永福, 李伟克, 刘晓东
2018, 40(10): 95-101. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180249
摘要:
目的油松林是华北地区典型针叶林分,易发生森林火灾。通过对油松林地表火行为模拟研究可以为森林可燃物管理,林火预防及扑救提供科学依据。方法本研究以北京市十三陵林场油松林为研究对象,通过野外调查地表枯死可燃物(1、10、100 h时滞)和灌层可燃物,记录林分因子(第1枝下高、树高、林龄和胸径)和环境因子(坡度、坡向和海拔)。结合内业实验测可燃物含水率和热值,利用火行为模拟软件BehavePlus5.0,对1 h时滞可燃物设定不同含水率和风速值,模拟所研究林分地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度以及单位面积发热量4个重要的火行为指标。结果1、10、100 h时滞和灌层可燃物占总可燃物载量比分别为78%、5%、4%和13%。基于实测可燃物载量和含水率,油松林地表火蔓延速度平均值为2.1 m/min,火线强度平均值为270 kW/m,火焰高度平均值为0.95 m单位面积发热量平均值为7 139 kJ/m2。油松林1 h时滞可燃物载量显著高于10 h时滞和灌层可燃物载量。在1 h时滞可燃物含水率为6%,风速为40 km/h的强风和干旱天气条件下,油松林地表火蔓延速度平均值为15.1 m/min,火线强度平均值为3 278.5 kW/m,火焰高度平均值为3.1 m,单位面积发热量平均值为12 337.5 kJ/m2结论油松林内1 h时滞细小可燃物载量高于其他类型可燃物载量。地表火蔓延速度慢,火强度低,火焰高度低于第一枝下高,在正常天气条件下容易被扑灭。模拟结果表明油松林在低含水率的条件下,风速会显著增加地表火蔓延速度,难以人为扑灭,需清理地表可燃物,降低火险。
风景园林
“留白增绿”背景下北京市栖息生境型城市森林营建策略研究
赵人镜, 戈晓宇, 李雄
2018, 40(10): 102-114. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180187
摘要:
目的《北京城市总体规划(2016年—2035年)》提出“留白增绿”,让森林进入城市。城市森林具有多种功能,是城市生态系统的重要组成部分。本研究旨在探索城市森林功能类型及栖息生境型城市森林营建策略,以期实现特定城市背景下城市森林功能的拓展,使城市森林成为解决不同城市问题的绿色空间,促进城市生态系统的可持续发展。方法本文在对大量文献进行研究的基础上,依据不同尺度城市森林所能发挥的主导功能、周边用地类型、城市总体规划定位三大因素对城市森林功能类型进行论述,并对栖息生境型城市森林营建策略进行研究。结果提出生态型、生活型、生产型3个一级分类,包括栖息生境型、环境调节型、景观游憩型、科普教育型、康养服务型、设施防护型、经济生产型共7个二级分类。城市化进程造成了城市生物多样性锐减,重视和保护生物多样性成为城市发展的重要环节。本研究选择以提高生物多样性为主要目标的栖息生境型城市森林为研究对象,提出目标物种选择、林地生境、水体生境营建策略,并以横街子城市森林为例,对营建策略进行实践。结论对城市森林功能类型进行论述,能够为城市森林营建提供目标指引。对栖息生境型城市森林进行营建策略研究可以为未来城市森林建设提供参考依据。
密度、灌草盖度和树干形态对油松人工风景林林内景观指数的影响
李苹, 毛斌, 许丽娟, 吴鞠, 刘海轩, 徐程扬
2018, 40(10): 115-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180067
摘要:
目的林分密度、灌草盖度和树干形态是影响风景林林内景观质量的重要因子,本文从色彩斑块景观指数变化特点角度,对北京油松人工风景林林内景观质量形成机理进行探讨。方法通过林内景观画面的色彩斑块结构特点解析,研究了林分密度、灌草盖度和树干形态变化对林内景观指数的影响。结果林分密度对斑块分裂指数(SPI)有显著影响,SPI随林分密度的增大而减小;灌草盖度对聚集度指数(AI)、景观形状指数(LSI)有显著影响,随灌草盖度增大两个指数均增大;树干形态对辛普森均匀度指数(SIEI)有极显著影响,对LSI有显著影响,LSI在树干弯曲与通直并存时数值较大,SIEI在树干通直时数值较大;林分密度与灌草盖度的交互作用对LSI、SPI、SIEI有显著影响,3个指数随林分密度的增大而减小,随灌草盖度的增大而增大。林分密度与树干形态的交互作用对LSI、SIEI有显著影响,两个指数随林分密度的增大而减小,LSI在树干弯曲与通直并存时数值较大,SIEI在树干通直时数值较大;灌草盖度与树干形态的交互作用对SIEI有显著影响,SIEI随灌草盖度的增大而增大,在树干弯曲与通直并存时数值较大。结论林分密度、灌草盖度、树干形态及其交互作用均对林内景观指数有显著影响。主要原因是结构要素的变化引起视域内斑块数量以及形状的改变从而引起斑块指数的变化。
林业工程
CLT墙体-楼板T型连接件节点力学性能研究
贾苑, 乔菁, 张佳男, 刁玥, 高颖
2018, 40(10): 123-130. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180243
摘要:
目的正交胶合木(CLT)较之传统的结构用工程木质材料,因其优异的材料性能使得现代木结构建筑能够向高层建筑发展。然而,现有的结构连接节点并不能完全体现CLT板材本身所具有的优异性能。对T型连接件在CLT墙体-楼板处的节点应用进行抗剪性能研究,并与角钢的连接性能进行比较,以探究T型连接件节点的可行性,为T型连接件在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对角钢连接节点试件、不同螺栓直径的T型连接件节点试件进行了单调加载试验。通过特征值分析法,对试验所得的荷载-位移曲线进行分析,对比不同连接节点形式下的峰值荷载、初始刚度、延性系数和耗能情况。结果相比传统的角钢连接节点,T型连接件节点的金属件破坏程度低,木材破坏程度高,且其峰值荷载提高了142.5%,初始刚度提高了125.0%,延性系数下降了33.2%,耗能提高了132.6%。当T型连接件节点的螺栓直径从10 mm增大到12 mm时,其峰值荷载提高了13.2%,初始刚度提高了13.7%,延性系数提高了16.2%,耗能提高了14.8%。结论T型连接件能更好地抵抗墙体-楼板节点的剪切力,并能更好地体现CLT自身的刚度,且T型连接件用于CLT建筑中墙板-楼板节点的力学性能总体好于角钢。对于T型连接件节点,适当增大螺栓的直径可提高其连接强度,但提高程度有限。
林业并联式铰接底盘优化设计与越障性能仿真分析
赵可, 刘晋浩, 黄青青, 孙浩, 王典
2018, 40(10): 131-140. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180179
摘要:
目的林业动力底盘一般在地形复杂多变的环境进行露天作业,故其需要具有良好的地面适应性以及较大且稳定的车轮与地面接触力。我国林区特种车辆底盘研究相对薄弱,而国外林业特种车辆底盘在我国实际运用中具有一定的局限性,因此,研发针对我国山地环境的特种车辆底盘对我国林业发展有重要意义。方法根据多自由度并联平台的运动原理和优点,设计一种具有俯仰、转向、侧翻3种相对运动的新型林用铰接机构,并结合Creo Parametric和Adams/View进行参数化建模和运动学优化设计。为了评估该铰接机构的越障性能,对普通底盘和并联式铰接底盘进行爬越斜坡和陡凸越障联合仿真,通过底盘质心高度变化曲线以及车轮与地面的接触力曲线分析并联式铰接底盘的越障性能,并与普通底盘进行对比。结果优化设计后的并联式铰接机构转向角和俯仰角最大值增加,并且并联式铰接底盘越障时的车轮与地面的接触力、最大爬坡角度和陡凸越障高度均比普通底盘大。结论并联式铰接底盘总体越障性能优于普通刚性连接底盘,该并联式铰接机构适用于林业动力底盘。