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2019年  41卷  第2期

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林学
岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性研究
哈文秀, 周金星, 庞丹波, 关颖慧, 崔明
2019, 41(2): 1-11. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180184
摘要:
目的植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。方法以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。结果各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9.076~56.855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822.311~1 175.778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332.933~2 035.244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2.381~6.094 g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10~20 cm)的EOC含量显著高于表层(0~10 cm)和深层(20~30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林>桉树林>云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)正相关关系;不同植被恢复方式提升土壤碳库管理指数的能力大小为:天然次生林>桉树林>云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P < 0.01)和显著(P < 0.05)正相关,EOC与CPAI、CPI、CPMI呈极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)正相关。不同植被恢复方式通过增加土壤SOC、EOC等,从而提高了土壤碳库管理指数;整体上土壤酶活性随着土层的加深呈递减趋势,局部范围内有波动。不同植被恢复方式下土壤酶活性的变化不尽相同,过氧化氢酶和淀粉酶活性表现为天然次生林>云南松林>桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。结论3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。
试验林火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷的时空变化
张韫, 于悦, 崔晓阳
2019, 41(2): 12-18. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180129
摘要:
目的研究3种强度火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷时间与空间的变化规律及其形成机制,旨在更好地认识火烧迹地恢复初期土壤有效磷营养生境特征,为火干扰森林生态系统恢复提供矿质营养方面的参考。方法以大兴安岭北部寒温带兴安落叶松林土壤有效磷为研究对象,采用网格法布设固定样地、土钻法采集土壤样品、硫酸-盐酸浸提法测定土壤有效磷含量,连续定点观测秋季林火点烧试验前后土壤有效磷含量的时空动态。结果林火干扰后:(1)轻度火烧区土壤有效磷含量未立即发生显著变化而后逐渐升高;中、重度火烧区土壤有效磷含量立即升高而后持续增强;(2)火烧强度空间格局与土壤有效磷含量空间格局在火烧后各时段均极显著相关,而与土壤有效磷含量变化率的相关性仅表现在火烧后即时阶段,在融雪季、雨季/生长季消失。结论大兴安岭北部兴安落叶松林火烧迹地改造和生态恢复初期,土壤有效磷含量升高有利于林地植被恢复。
江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律
张参参, 吴小刚, 刘斌, 施雪文, 陈伏生, 裘利洪, 卜文圣
2019, 41(2): 19-28. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180383
摘要:
目的土壤类型、土壤层次及植被类型是土壤有机碳分布格局的重要影响因素,而海拔是对大尺度水热环境条件的再分配,涵盖了土壤类型和植被类型在小尺度上的剧烈变化信息,因而研究不同海拔梯度上土壤有机碳的变异规律对森林生态系统碳汇管理具有重要的意义。方法本研究选择九连山境内不同海拔高度(179~1 430 m)的森林土壤为研究对象,通过分析植被类型、土壤类型、和不同层次的有机碳含量与碳储量等,揭示不同海拔高度有机碳的垂直分布规律及影响因素。结果土壤的前3层(0~40 cm)有机碳含量随着海拔的升高而呈现线性增大的趋势,而第4层(40~60 cm)和第5层(60~100 cm)则随着海拔的升高而逐渐的降低,土壤碳储量与海拔梯度的趋势与土壤有机碳与海拔梯度的趋势基本一致,但总碳储量与海拔梯度的趋势则呈先降低后升高的U形趋势;草甸土的前3层土壤有机碳含量和储量往往高于红壤和黄壤,并且随海拔升高,土壤类型从红壤、黄壤至草甸土的变化过程中,前2层(0~20 cm)有机碳含量和碳储量均存在逐渐上升,而其他层次则无显著差异;高海拔的杜鹃林和高山草甸表层土壤有机碳含量和碳储量往往高于较低海拔的其他植被类型,而高山草甸和次生阔叶林的0~100 cm总碳储量较高。结论土壤表层和植被类型的变化可能是导致九连山不同海拔梯度土壤有机碳变异规律的主要原因。在全球气候变暖的情形下,高海拔地区的表层土壤可能随着温度的上升而增加碳排放。
林火对北京平谷区油松林土壤化学性质的影响
刘冠宏, 李炳怡, 宫大鹏, 李伟克, 刘晓东
2019, 41(2): 29-40. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180339
摘要:
目的以北京平谷区油松林火烧迹地为研究对象,通过在不同火烧强度下养分含量、相关性关系以及主要养分比值的分析,探讨林火对北京平谷区油松林土壤化学性质的影响,以了解火烧后土壤养分资源的重新配置及其空间性差异,对火烧迹地的植被恢复和管理提供参考。方法按照过火强度,划分轻度火烧(L)、中度火烧(M)、重度火烧(H)3个强度的林地作为研究样地,选择相邻未过火林地(C)作为对照样地。调查和测定火灾发生后0.5年的0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm的土壤养分含量,采用单因素、双因素方差分析、相关性分析、LSD事后检验,研究不同火烧强度下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、速效氮(AN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全磷(TP)、速效磷(AP)含量、碳氮比(C/N)、氮磷比(N/P)的变化。结果(1) 不同火烧强度在相同土层下,林火对TN影响不显著(P>0.05),对TP影响显著(P < 0.05),对其他所有指标影响极显著(P < 0.01);不同土层下,林火对TK影响不显著,对其他所有指标影响极显著(P < 0.01);各土壤养分在土壤中呈垂直分布特点。(2)火烧使土壤SOC、TN、AN含量呈现明显下降趋势,使TP、AP,TK,AK含量整体呈现增加趋势。(3)轻度过火使土壤NH4+-N、NO3--N含量下降;中度过火使土壤表层NH4+-N含量升高、NO3--N含量下降,下层NH4+-N含量下降、NO3--N含量升高;重度过火使土壤NH4+-N含量升高,土壤表层NO3--N含量升高,下层NO3--N含量下降。(4)主要元素C、N、P三者之间相关性极显著(P < 0.01),TK与其他土壤养分相关性较不明显(P>0.05)。(5)C/N比在轻中度过火后少量下降,在重度过火后上升。N/P过火后皆下降,且过火前随土层深度增加,过火后相反,随土层深度降低。结论林火对土壤化学性质的影响极其重要,相同强度火烧会对不同土层土壤化学性质影响有区别,不同强度火烧使各土壤化学性质产生显著变化,对土壤养分资源的重新配置产生重要影响。
震区生态治理初期植物、土壤的养分含量及叶片化学计量特征
吴建召, 崔羽, 贺静雯, 刘颖, 李键, 林勇明, 王道杰, 吴承祯
2019, 41(2): 41-52. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180329
摘要:
目的在我国西南强地震影响区生态恢复重建的背景下,探明植被覆盖率、植物群落物种多样性、生物量变化与6种主要矿物质元素含量和植物C、N、P化学计量特征,有助于深入认识地震灾区植被恢复的动态过程。方法以汶川地震重灾区典型区汶川县威州镇(干旱河谷气候)和绵竹市汉旺镇(亚热带季风性气候)的受损治理样地与未受损样地为研究对象,分析两种气候区受损治理区(Destroyed and treated area,DTA)和未受损区(Undestroyed area,UA)的植被恢复特征和植物不同器官主要元素含量及其化学计量特征。结果(1) 亚热带季风性气候区的植被恢复率(65.74%)高于干旱河谷气候区(50.68%),其中干旱河谷气候区和亚热带季风性气候区DTA的变异系数分别40.44%和23.06%,高于未受损区的14.49%和8.62%;(2)植物不同器官生物量仅茎在两个气候区DTA和UA间表现显著差异(P < 0.05),不同器官碳含量仅叶在干旱河谷气候区表现为DTA显著大于UA(P < 0.05);(3)植物不同器官中元素的含量大小主要为N>K>Ca>Mg>P>Na;(4)通过叶片氮磷比(N:P)发现,干旱河谷气候DTA和UA主要受P限制,而亚热带季风性气候DTA和UA主要受N限制。结论通过上述研究说明,气候可能是影响植被恢复的主导因子,应充分考虑影响植被和土壤恢复的限制养分因子。研究结果可为我国西南地震灾区的生态功能恢复与重建提供科学依据。
马尾松不同半同胞家系产脂力、松脂组分分析与评价
吴东山, 杨章旗, 黄永利
2019, 41(2): 53-61. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170377
摘要:
目的研究马尾松半同胞家系产脂力和松脂主要组分的遗传变异规律及其相关性,为优质、高产脂马尾松良种的选育提供科学依据。方法以广西南宁市林科所20年生马尾松半同胞家系为研究对象,利用GC-MS气质色谱仪对48个马尾松家系松脂组分进行测定分析。结果结果表明:马尾松产脂力、松脂萜类中α-蒎烯、β-蒎烯、长叶烯、石竹烯,树脂酸中左旋海松酸、山达海松酸、枞酸、去氢枞酸、新枞酸的家系效应均极显著,家系遗传力分别为0.654、0.625、0.697、0.532、0.408、0.344、0.575、0.295、0.477、0.648,单株遗传力分别为0.504、0.559、0.624、0.418、0.322、0.269、0.511、0.225、0.378、0.589,受到不同强度的遗传控制;产脂力与松脂萜类及树脂酸主要成分的相关关系不一致,其中产脂力与α-蒎烯、长叶烯呈极显著正相关,与β-蒎烯、石竹烯则为极显著负相关;萜类组分之间,α-蒎烯与β-蒎烯、石竹烯呈显著负相关;产脂力与海松酸型树脂酸呈极显著正相关,与枞酸型树脂酸遗传相关性不显著;萜类与树脂酸主要组分呈显著正相关;树脂酸组分之间,海松酸型与枞酸型树脂酸呈显著正相关。结论在进行家系产脂力及目标松脂组分选择时,发现家系产脂力的排名与α-蒎烯、枞酸、去氢枞酸的排名顺序较为接近,而β-蒎烯、左旋海松酸排名顺序比较接近。可根据不同应用需求展开优良家系的选择。
胡杨异形叶性状与其个体发育的关系
王文娟, 吕慧, 钟悦鸣, 陈利俊, 李景文, 马青
2019, 41(2): 62-69. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180364
摘要:
目的叶片是植物适应环境的重要器官,叶片结构性状的改变影响植物光合作用等生理过程,探讨胡杨叶形变化规律及其影响因素对理解其适应特性具有重要意义。方法为明确胡杨异形叶结构性状特征与其个体发育之间的关系,在额济纳人工胡杨林内调查不同树龄、繁殖期与非繁殖期胡杨树冠下层叶片的长与宽以分析其叶形的变化规律。结果胡杨异形叶形成是一个渐变的过程,随着树龄增加,胡杨叶长减小,叶宽增加,叶长宽比减小;树龄对叶片长、宽和长宽比变异的解释率分别为53.1%、38.6%和66.1%。繁殖期对胡杨叶形变化具有显著影响,6年生胡杨繁殖期叶长和叶长宽比显著小于非繁殖期叶片,而叶宽显著大于非繁殖期叶片。非繁殖期的胡杨叶形则随树龄增加由条形叶向卵形叶逐渐转变。胸径与胡杨叶片形态特征显著相关,随着胸径增大,胡杨叶长与叶长宽比减小,叶宽增大;在一元回归分析中,胸径对胡杨叶片形态特征的解释率均大于0.5(R2>0.5,P < 0.000 1),而在多元回归中,胸径单独的解释率为8.6%(叶长)、13.1%(叶宽)、3.4%(叶长宽比);此外,胸径与树龄对胡杨叶片结构性状特征具有显著的交互影响。结论胡杨异形叶的发生与其个体生长发育之间具有密切关系,随着树木的生长,胡杨叶形由条形叶向卵形、阔卵形叶转变以适应干旱高温的环境;此外,繁殖期加速胡杨叶形的转变,可能是胡杨应对繁殖期能量需求的适应性策略。
羽叶铁线莲的分布区与生态位模型分析
吕汝丹, 何健, 刘慧杰, 姚敏, 程瑾, 谢磊
2019, 41(2): 70-79. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180189
摘要:
目的羽叶铁线莲为直立半灌木或藤本植物,是分布于我国北京、天津、河北及辽宁一带的特有种。由于羽叶铁线莲在形态上与其他同域分布的铁线莲属植物易发生混淆,在野外调查过程中往往被人忽视,因而相关研究比较缺乏。方法本研究在前期分类学修订和大量野外调查的基础上,采用最大熵生态位模型(MaxEnt)与地理信息系统(ArcGIS)方法对该物种的潜在分布区和适宜等级进行了预测。我们通过大量标本研究和考证,确定了羽叶铁线莲22个标本分布点,并明确了黑龙江没有羽叶铁线莲标本记录。结果在准确统计分布记录基础上,生态位模型分析结果表明羽叶铁线莲最适生地区集中在北京、河北北部、天津北部和辽宁西南部地区,且最适生地区面积非常狭小(36 137.62 km2)。山西省目前虽然没有羽叶铁线莲分布记录,但是存在着较大面积的适生分布区。ROC曲线的AUC=0.995,表明本研究结果预测可信度非常高。影响羽叶铁线莲分布区的影响因子主要有降水季节性(贡献率为39.6%)、平均年温差(14.5%)、海拔(14.4%)、最暖季节降水量(11.3%)、降水最少季节降水量(9.5%)等。羽叶铁线莲的最适区的环境参数为:降水季节性变异126.78,平均年温差42.41 ℃,海拔372.04 m,最暖季节降水量436.67 mm,降水最少季节降水量11.59 mm。结论羽叶铁线莲属于狭域分布种,主要受到降水季节性、平均年温差、海拔、最暖季节降水量、降水最少季节降水量为最重要的影响因子,根据国际自然及自然资源保护联盟(IUCN)标准, 属于易危等级,应该加以栽培和迁地保护。此外我们认为用于生态位模型分析的分布点记录应经过严格的分类学鉴定以确保分析结果的准确性。
基于SPOT-VGT数据的湖南省植被变化及其对气候变化的响应
刘正才, 屈瑶瑶
2019, 41(2): 80-87. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180278
摘要:
目的本文旨在研究湖南省植被变化及其对气候变化的响应,以期为湖南省生态保护提供科学指导依据。方法利用2000—2015年SPOT-VGT NDVI、植被类型以及气象数据,辅以最小二乘趋势分析和相关性分析,探讨了湖南省植被生长变化特征并从年和月变化尺度分析了不同类型植被对气候变化的响应。结果(1) 近16年湖南省大部分地区植被NDVI呈增加趋势,但空间分布差异较大,NDVI高值区在湘西北和湘西南,而湘中及湘北植被覆盖较差;(2)2000—2015年湖南省植被NDVI增幅为0.004 5/a,灌丛NDVI增加趋势最大,达0.005 1/a,而沼泽最小,仅为0.002 6/a;(3)湖南省植被NDVI与气温、降水正负相关共存,与气温的相关性较好。从不同类型植被来看,各类型植被NDVI与气温呈正相关的面积占绝大部分,灌丛和针叶林NDVI与降水呈正相关的面积较大,而草丛、草甸和沼泽NDVI与降水呈负相关的面积较大,阔叶林和栽培植被与降水呈正负相关的面积约各占一半;(4)时滞性分析表明,植被对降水的响应存在2个月滞后,且7月NDVI与6月降水、9月NDVI与同期降水的相关性显著,但逐月NDVI与前0~3个月气温的相关性均不显著。结论近16年湖南省植被覆盖呈增加态势,但空间分布差异较大;不同类型植被对气候要素变化响应也各异。
基于可见光-近红外图像的幼龄檀香全磷含量诊断
陈珠琳, 王雪峰, 孙汉中
2019, 41(2): 88-96. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180214
摘要:
目的檀香是一种典型珍贵树种,在幼龄期时,不合理的田间施肥会影响其正常生长,降低存活率。因此,本文提出了一种基于可见光-近红外图像的幼龄檀香全磷营养诊断方法,为实时监测珍贵树种生长状态及养分需求提供参考。方法通过将野外获取的檀香图像转换到HSI颜色空间,提取S和Ⅰ通道,利用二者在使用Otsu分割后产生的优势互补,并结合形态学运算,从复杂背景中提取出檀香。计算出形状、纹理和光谱及植被指数特征后,分别使用显著性分析(ST)和平均影响值(MIV)方法进行变量筛选,并使用遗传算法(GA)初始化BP神经网络的权值和阈值,最终得到预测结果。结果(1) 复杂背景下的檀香分割中,S通道和Ⅰ通道相结合可以将大部分背景(天空、土壤、其他绿色植物)与目标檀香分割开,同时结合7×7中值滤波、形态学运算和超G因子,将其他毛刺去除。与常用的支持向量机相比,本文提出的分割算法结果更接近于目视解译,像素数和颜色误差更小。(2)对不同施磷水平下各特征进行分析发现,适当增加施磷量有利于促进叶绿素的形成,使得纹理更均匀清晰,加快叶片生长;当过量时则会破坏叶绿体,造成叶片组织出现变化,导致叶片黄化,叶片出现网状脉纹,增加了纹理复杂程度。(3)ST与MIV筛选出的变量差异较大,通过GA-BPNN训练结果可知,MIV方法筛选出的变量对全磷含量的影响更大,预测集得到的决定系数达到0.801,平均残差为0.032 g/kg,均方根误差为0.666 g/kg。结论通过处理可见光-近红外图像,实现了幼龄檀香的全磷含量诊断,有效提高了磷肥利用率,同时也可以减小过量施肥引起的地下水污染等生态问题。
瑞典南部Ostad区私有林多目标森林经营中期规划
任文子, 王新杰, AlexAppiah Mensah
2019, 41(2): 97-105. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180220
摘要:
目的根据瑞典私有林多目标经营的主要做法,对瑞典南部Ostad区进行为期10年的中期森林经营规划, 以期实现木材收获和生态保护的双重目标。方法规划包括样地调查、ProdMod生长预测、结果分析和计划制定。调查开展的时间为2017年10—12月, 调查地点为Ostad区全区206.27 hm2的89个小班。结果根据规划,截至2027年共有15个小班、2 136.40 m3的蓄积需要间伐,净收入为278 480.80瑞典克朗;33个小班、15 497.00 m3的蓄积需要进行皆伐收获,净收入为1 481 695 838.00瑞典克朗;27个小班、45.39 hm2的面积需要进行更新,共花费1 804 742.88瑞典克朗;9个小班、13.75 hm2的面积需要抚育,共花费18 956.00瑞典克朗;22.87 hm2的森林面积被增设为生态保护区范围。结论截至2027年,Ostad区将有170.88 hm2的面积作为用材林,35.39 hm2的森林面积作为生态保护区,总收益为14.80亿瑞典克朗,净现值为12.19亿瑞典克朗。在本次规划中,10年间收获量小于生长量,实现了可持续的基本收获目标;规划期末林分合理的年龄分布确保了稳定的年收入,扩大的生态保护区面积为区域内的动植物保护提供了重要场所。规划基本达到了木材收获与生态保护的双重目标。此外,规划仍存在一些不确定因素可能会对经营结果产生影响,如自然灾害、市场波动和气候变化,经分析,本规划将通过提高收益和调整经营树种来应对这些不确定因素。
洋河流域NDVI时空变化及驱动力分析
贾京伟, 牛健植, 蔺星娜, 朱志俊, 吴姗姗
2019, 41(2): 106-115. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180046
摘要:
目的研究洋河流域的植被覆盖变化及驱动因素,可以为该区域生态建设及植被修复提供重要的参考价值。方法基于SPOT Vegetation NDVI数据、气象数据及土地利用数据,运用趋势分析、偏相关分析、复相关分析及残差分析等方法,探究1999—2015年气候变化及人类活动对洋河流域NDVI的影响。结果(1) 1999—2015年洋河流域NDVI整体呈上升趋势,增速为每10年3.9%,NDVI显著改善和显著退化的面积分别占流域总面积的57.90%和1.13%,其中有林地和灌木林地改善最为明显。(2)研究区有51.99%的区域NDVI变化受气候因子驱动明显,其中降水驱动型和降水、气温驱动型分别占流域总面积的26.13%和25.44%,前者主要分布在兴和、尚义、阳高、天镇、怀安及宣化等区域,后者主要分布在兴和南部及向东偏南方向延伸的带状区域,单一的年均气温对NDVI的变化影响较弱。(3)1999年以来,流域植被受人类活动的干扰逐渐增强,增速为每10年4.5%,以正向作用为主,正向作用主要分布在坝缘3县(尚义、万全、崇礼)及阳高等地,负向作用主要分布在城镇和农村等人口较为密集的地区。结论1999—2015年洋河流域NDVI变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,但主要影响因素为人类活动干扰,京津风沙源治理等工程项目对当地的植被改善有十分重要的作用。
基于分类分析的中国碳交易价格变化分析——兼对林业碳汇造林的讨论
张颖, 张莉莉, 金笙
2019, 41(2): 116-124. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180198
摘要:
目的为了加强对中国碳交易市场价格的管理,推动林业碳汇造林的发展,调动碳汇造林者的积极性,本文对2013年以来中国碳交易试点的碳交易价格进行了分析,以期为相关管理决策提供参考。方法研究选取2013年6月至2018年3月中国碳排放权交易市场的实际交易数据,采取分类分析中聚类分析和判别分析的方法对2013年以来中国碳交易试点的碳交易价格进行分析。结果我国的碳排放权交易市场价格存在明显的波动性和规律性,每年6月或7月和1月及2月份是碳市场最为活跃的时期,且在周期性波动中,交易价格明显发生变化。碳交易价格共分为3类,即1—5月份交易价格为第1类;6—7月份交易价格为第2类;8—12月份交易价格为第3类。另外,在碳交易价格周期性波动中,每年4月份、9月份的碳交易价对价格划分的影响较大,且对交易价格类型的划分的影响显著。另外,研究还对林业碳汇造林进行了讨论,指出按目前的碳市场价格进行林业碳汇交易,其收益远低于当前的林业碳汇平均造林成本。目前的林业碳汇造林平均成本约为28 812.08元/hm2,造林30年的林业碳汇平均收益为14 102.58元/hm2。这是在目前的碳汇管理中迫切需要解决的问题。结论我国的碳排放权交易市场价格存在明显的波动和规律性,且价格的波动幅度较大。一年中的碳交易价格呈现3次近似的“Ⅴ”字型变化。目前,我国林业碳汇造林的平均成本远高于按目前碳市场交易价格所获得的平均收益,从经济上来说是十分不划算的,这种情况应该引起人们的注意。
林业工程
木质素基聚电解质薄膜的制备及其力学性能
苏玲, 庞久寅, 任世学, 李淑君, 姜贵全
2019, 41(2): 125-133. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180281
摘要:
目的对工业废弃碱木质素改性制备阳离子木质素聚电解质,将其与聚乙烯醇改性产物羧甲基化聚乙烯醇复合制备聚电解质复合薄膜。分析不同因素对聚电解质薄膜力学性能的影响,并对薄膜结构、热稳定性等进行表征,为木质素基聚电解质在缓释、地膜、包装方面的应用提供理论依据。方法首先对木质素和聚乙烯醇分别进行季铵化和羧甲基化改性,制备阴、阳离子聚电解质。以甲醛为交联剂,聚乙烯醇为成膜剂,采用流延法制备三甲基木质素季铵盐/羧甲基化聚乙烯醇(TLQA/CMPVA)反应薄膜,通过红外光谱、扫描电镜、热重分析等对聚电解质薄膜结构、形貌、热性能进行表征。结果木质素季铵盐中季铵根离子质量摩尔浓度为1.81 mmol/g,羧甲基化聚乙烯醇中羧酸根离子为0.62 mmol/g。制备具有较佳力学性能的聚电解质薄膜的条件为:TLQA/CMPVA反应薄膜的固含量为10%,固含中聚乙烯醇(PVA)质量分数为30%,三甲基木质素季铵盐(TLQA)和羧甲基化聚乙烯醇(CMPVA)(质量比为3:7)的质量分数为70%,甲醛加入质量分数为3.88%,溶液pH值为9。所制备聚电解质反应薄膜的最佳断裂伸长率为222.13%,拉伸强度为6.80 MPa。聚电解质反应薄膜的平面较光滑,断面不平整,聚电解质共混薄膜平面粗糙。聚电解质反应薄膜分子结构中有醚键形成;聚电解质反应薄膜的热稳定性大于聚电解质共混薄膜的热稳定性。结论木质素和聚乙烯醇改性后,通过加入成膜剂聚乙烯醇、交联剂甲醛,聚电解质薄膜热稳定性得到提高,可获得具有较好力学性能和缓释性能的TLQA/CMPVA聚电解质反应薄膜。
MDI低密度纤维板制备工艺和性能研究
娄衡, 潘大卫, 张扬, 于志明
2019, 41(2): 134-139. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297
摘要:
目的低密度纤维板具有质量轻、吸音降噪等优点,可广泛应用于非结构用途的家具制造、建筑装饰、包装、电器设备等领域。与中密度纤维板相比,低密度纤维板具有力学性能低的缺点,使用“三醛胶”制备的低密度纤维板,力学性能难以达到要求,且甲醛释放量较大。因此,本研究选用胶合强度高、无甲醛释放的异氰酸酯(MDI)为胶黏剂,制备性能较优的MDI低密度纤维板。方法以纤维含水率、细纤维质量分数和热压曲线为工艺参数,通过分析各参数对板材物理力学性能的影响,得出MDI低密度纤维板较优的制备工艺。结果提高纤维含水率,适当延长低压作用时间,可增加表芯层密度比,从而提高静曲强度和弹性模量,但内结合强度略有下降;增加粗纤维的质量分数可有效提高静曲强度和弹性模量,内结合强度降低,吸水厚度膨胀率略有增加。本研究得出的MDI低密度纤维板较优的制备工艺为:纤维含水率16%,热压曲线C,细纤维质量分数60%。通过保温系数和甲醛释放量测定,发现MDI低密度纤维板与同等密度的保温材料相比具有较好的保温性能,甲醛释放量较低。结论本研究中制备的MDI低密度纤维板各项性能均可以满足LY/T 1718—2017《低密度和超低密度纤维板》中干燥状态下使用的家具型低密度纤维板的性能要求,在家具制造、保温建筑材料等领域具有广泛的应用空间。