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2020年  42卷  第2期

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2020-02ml 目录
2020, 42(2): 1-2.
摘要:
林学
利用分位数回归模拟人工樟子松树干干形
辛士冬, 姜立春
2020, 42(2): 1-8. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190014
摘要:
目的采用非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程,并对比分析9个分位数(τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)模型和传统的非线性回归削度方程的预测精度。方法以七台河市林业局金沙林场154株人工樟子松干形数据为研究对象,选取简单削度方程、分段削度方程和可变指数削度方程,利用非线性回归和非线性分位数回归方法构建樟子松树干削度方程。采用确定系数(R2)、平均误差(MAB)、相对误差(MPB)、均方根误差(RMSE)为统计指标对构建的削度方程进行对比分析。结果(1)在9个分位点(τ = 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)下的各削度方程都可以收敛,分位数回归方法可以灵活预测各分位点树干曲线的变化。(2)与非线性回归相比,基于中位数(τ = 0.5)时的各削度方程在拟合过程中表现最好,其中以可变指数削度方程表现最优。(3)检验结果也表明:相对于非线性回归的各削度方程,基于中位数(τ = 0.5)的简单削度模型的MAB和MPB均下降26.7%,RMSE下降19.9%;基于中位数(τ = 0.5)的分段削度方程和可变指数方程预测能力较强。(4)中位数回归的各削度方程在树干大部分的预测能力都优于相应的非线性削度方程。结论分位数回归方法是一种稳健的建模方式,基于中位数(τ = 0.5)的可变指数削度方程的预测精度最高,适合该区域樟子松树干干形的预测。
基于广义代数差分法的长白落叶松人工林地位指数模型
牛亦龙, 董利虎, 李凤日
2020, 42(2): 9-18. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190036
摘要:
目的森林立地质量评价是森林经营的基础工作,是估计林分生长量和收获量、评价森林生产潜力及确定合理经营措施的重要依据。本文基于60株优势木和亚优势木解析木数据,采用广义代数差分法(GADA)构建了更加灵活的异形地位指数模型,为黑龙江省长白落叶松人工林立地质量的精准评价提供了依据。方法选择修正Weibull、Korf和Richards生长方程为基础方程,使用GADA法推导出6个差分地位指数模型,基于1994—2017年在黑龙江省调查的解析木数据,利用非线性最小二乘法进行拟合。结合拟合样本和检验样本计算R2、均方根误差(RMSE)、模拟效率和平均绝对误差等4项指标检验模型的拟合效果与预测能力,初步筛选出较优模型。通过分析比较它们的残差图、地位指数曲线簇进一步筛选出最优模型。将最优模型和使用代数差分法(ADA)推导的模型绘制地位指数曲线簇,并对地位指数为12 ~ 22 m曲线的参数、年生长量达到最大值的时间(拐点)和数值进行分析比较。结果基于Richards方程\begin{document}$h = a{\left( {1 - {{\rm{e}}^{ - bt}}} \right)^c}$\end{document},设定自由参数为\begin{document}$a = {{\rm{e}}^{{X_0}}},c = {c_2}/{X_0},{X_0} = \dfrac{1}{2}\left[ {\ln {h_1} + \sqrt {\ln h_1^2 - 4{c_2}\ln \left( {1 - {{\rm{e}}^{ - b{t_1}}}} \right)} } \right ]$\end{document}的差分地位指数模型被选为最优模型。其参数的拟合结果为b = 0.046 8,c2 = 4.675 4,R2为0.987 4,RMSE 为0.749 1,平均绝对误差为0.904 0,模拟效率为97.04%。相比于使用ADA法推导的模型,采用GADA法推导的最优模型能更好地预测优势木树高生长过程。结论在推导地位指数模型时,根据GADA法,指定多个参数为自由参数所推导出的差分模型不仅具有良好的拟合效果,也能同时符合多条水平渐近线与曲线多形性的性质,而ADA法只能满足其中一个条件。最优模型的拟合结果表明,随着地位指数的提升,优势木树高生长曲线的渐近最大值(参数)逐渐增大,连年生长量达到最大值(拐点)的时间越早。这说明立地条件越好长白落叶松人工林优势木树高年生长量和最大值越大,且年生长量更早达到最大值。
气候、系统发育对长白山乔灌木比叶面积与叶元素含量关系的影响
高林浩, 孙晗, 白雪卡, 代爽, 樊艳文, 刘超, 王襄平, 尹伟伦
2020, 42(2): 19-30. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190320
摘要:
目的比叶面积(SLA)是植物关键的功能性状,受气候及系统发育影响且与叶片元素含量关系密切,探讨SLA和这些因子的关系,能够反映植物环境适应及资源收支的策略。同时,乔木、灌木是两种不同生活型植物,研究相关的适应策略是否存在差异。方法对长白山海拔梯度上森林样地内常见乔木和林下灌木进行比较,利用DNA条形码序列建立了系统发育树。分析了SLA与叶片元素含量、气候因子和系统发育间的关系,并研究了SLA与叶片元素含量关系及这类关系所受气候和系统发育的影响在乔、灌木间的差异。结果(1) 乔木、灌木SLA均与年降水负相关,与温度条件(最冷月均温、潜在蒸散量)正相关。和灌木相比,乔木SLA受系统发育的影响更大。(2) 乔木、灌木SLA均与TN(全氮)、TP(全磷)含量正相关,与TC(全碳)含量负相关;乔木、灌木SLA和TN、TP间关系的斜率差异显著,和TC间关系的斜率差异不显著。(3) 系统发育影响乔木、灌木SLA与TN、TC间关系的斜率;气候因子影响乔木、灌木SLA与TC间关系的斜率,这两类因子也影响灌木SLA和TP关系的斜率;但乔木SLA和TP关系的斜率不受上述因子影响。结论乔木、灌木SLA对环境的适应及资源收支的策略基本相似,但SLA和TP间关系的影响因子在乔木和灌木中存在一定差异。相对于乔木,林下灌木有趋同进化趋势、SLA普遍较高且对气候更敏感,可能会在叶片内存储更多的磷来满足生存的需要。
坡位对寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳氮的影响
肖瑞晗, 满秀玲, 丁令智
2020, 42(2): 31-39. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190309
摘要:
目的研究我国寒温带天然樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量与坡位之间的关系,了解樟子松林对立地条件的响应,揭示天然樟子松林土壤微生物生物量变化特征及影响因素。方法以大兴安岭北部不同坡位天然樟子松林为研究对象,选择坡上、坡中和坡下3种立地条件,采用氯仿熏蒸浸提法测定了0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量。对其季节动态变化规律及影响因素进行分析比较。结果在观测期内(5—9月),樟子松林土壤微生物生物量碳、氮含量均呈现出波动式下降趋势,其变化范围分别是74.33 ~ 515.33 mg/kg和15.33 ~ 240.57 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮比在1.04 ~ 5.73之间。坡位对土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比产生显著影响(P < 0.01),坡下和坡中樟子松林土壤微生物生物碳、氮含量均值显著高于坡上(P < 0.05);不同土层间土壤微生物生物量碳、氮含量也存在显著差异,0 ~ 10 cm土层显著高于10 ~ 20 cm土层(P < 0.05)。土壤微生物生物量碳、氮与土壤总有机碳、全氮和土壤含水量呈显著正相关,但与土壤温度和pH 值相关性不显著。结论坡位对天然樟子松林土壤微生物生物量影响显著,其含量存在明显的立地分异规律性,土壤总有机碳、全氮和土壤含水量是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。
喀斯特断陷盆地典型林地土壤酶活性及理化性质研究
孙永磊, 卢泽洋, 周金星, 庞丹波, 刘玉国, 关颖慧
2020, 42(2): 40-48. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180328
摘要:
目的土壤酶参与土壤中各种生物化学过程,与土壤理化性质密切相关。本文以喀斯特断陷盆地3种典型林地为研究对象,探究林地土壤酶活性与理化性质之间的关系,为该地区植被生态恢复工作提供参考依据。方法本研究以喀斯特断陷盆地云南松林、桉树林和天然次生林为研究对象,采用冗余分析方法,探讨不同林地土壤酶活性及其与理化性质之间的关系。结果(1)3种林地土壤pH介于5.47 ~ 6.03之间,10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm土层土壤密度,云南松林显著高于桉树林和次生林(P < 0.05),0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层全氮含量,桉树林显著高于云南松林和次生林(P < 0.05),0 ~ 10 cm土层速效磷含量,次生林显著高于云南松林和桉树林(P < 0.05),有机碳和铵态氮含量整体呈现次生林 > 云南松林 > 桉树林的规律。(2)3种林地0 ~ 10 cm土层酸性磷酸酶和脲酶活性为次生林 > 桉树林 > 云南松林,而10 ~ 20 cm土层呈现相反的规律。淀粉酶、纤维素酶和蔗糖酶活性在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm土层均为次生林最高,云南松林次之,桉树林最低。此外,林地各土层间土壤酶活性具有显著性差异(P < 0.05),土壤酶活性呈现出随土层深度增加而逐渐降低的趋势。(3)冗余分析表明,有机碳、铵态氮、速效磷和pH均与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,而全氮与蔗糖酶活性呈显著负相关关系。土壤密度与脲酶和酸性磷酸酶活性呈负相关关系。(4)蒙特卡洛检验表明土壤理化性质对土壤酶活性影响的重要性大小排序为:有机碳(41.4%) > 铵态氮(32.9%) > 速效磷(24.3%) > 土壤密度(12.6%) > 全氮(7.9%) > pH(5.5%)。结论综上分析表明,有机碳、铵态氮等是影响研究区内土壤酶活性变化的主要指标,在断陷盆地林地土壤肥力和酶活性恢复方面,次生林最佳,而云南松林的优势高于桉树林。
云南省建水县防火树种筛选研究
顾汪明, 卢泽洋, 黄春良, 李逸凡, 关颖慧
2020, 42(2): 49-60. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180378
摘要:
目的根据云南省建水县森林火灾和造林树种组成的特点,选取当地18种主要造林树种作为研究对象,旨在筛选出适宜建水县林业发展的防火树种,以期为该区森林火灾预防提供一定的理论依据。方法以含水率、粗脂肪、灰分等树种的理化性质和燃烧性能,树冠浓密稀疏、叶质地厚薄、树皮厚度等树种的生物学、生态学特性,自然更新能力、种苗来源、造林技术等树种的造林学特性共16项指标作为评价因子,采用典型采样、选点调查、实验测定、层次分析等方法对18种树种的防火性能进行综合评判。结果按照防火性能综合评价结果,通过聚类分析可以将树种分为4类。Ⅰ类(最优防火树种):火力楠、黄连木、油茶、短萼海桐,是营造防火林带的首选树种;Ⅱ类(较优防火树种):厚皮香、石楠、女贞、滇青冈、山矾,可作为防火树种营造生物防火林带;Ⅲ类(一般防火树种):红叶乌桕、麻栎、栓皮栎、清香木,难以作为防火树种大量种植,但可用于营林防火;Ⅳ类(非防火树种):云南松、白枪杆、蓝桉、马尾松、侧柏,防火性能差,不宜作为防火树种,应予保护。结论针对目前建水县林分结构单一、纯林面积大的林分组成特点,建议未来可以I类和II类防火树种为主营建生物防火林带,以达到阻隔林火蔓延的目的;III类树种的防火性能一般,实地可根据立地条件和地域特征与I类和II类防火树种搭配栽植。
中国东北地区自然保护地数量特征分析
张芳玲, 蒲真, 梁晓玉, 古元阳, 邢韶华
2020, 42(2): 61-67. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190139
摘要:
目的研究我国大型地理单元内自然保护地的数量特征对当下建设以国家公园为主体的自然保护地体系具有重要意义。方法本文以我国东北地区为研究范围,基于研究区内594处国家级自然保护地的基础信息,从建设类型、建设时期和自然生态系统类型3方面对我国东北地区国家级自然保护地的数量特征进行了综合分析,对范围重复的国家级自然保护地进行了筛查统计。结果我国东北地区的国家级自然保护地数量在1956—2016年的60年间,经历了停滞、发展、爆发3个阶段,无论是类型、数量还是面积,均呈上升趋势;受自然环境和社会等因素的影响,国家级自然保护地在研究区域内分布并不均衡,具有明显的区域性;范围存在交叉重叠的国家级自然保护地多达108处,尤以自然保护区和森林公园重叠最多;以自然保护地内主要自然生态系统类型对东北自然保护地进行归类,可将其大致归为6类,森林生态系统类和内陆湿地生态系统类在数量和面积上均占据优势,草原草甸类、荒漠与沙漠类和海洋海岸类生态系统受重视程度不高,存在相当大未受保护的区域。结论建议未来东北地区的自然保护地形式在保持多元化的同时,也应向系统化方向发展;自然保护地规划建设多从自然生态系统的空间分布出发,更注重自然保护地类型与典型自然生态系统的一致性,以便于建设和管理;对自然保护地集中的热点区域按照主要自然生态系统类型进行优化整合,通过建设国家公园,合并空间距离邻近,保护对象存在关联的自然保护地来减少重复。此研究结果可为我国东北地区国家公园和自然保护地的建设和管理提供科学的数据支撑。
干旱胁迫环境中黄栌幼苗叶功能性状变异与产地地理−气候因子的关系
李金航, 朱济友, Catherine MhaeB. Jandug, 赵凯, 徐程扬
2020, 42(2): 68-78. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190079
摘要:
目的分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理−气候因子对叶功能性状变异的影响。方法采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75% ~ 80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55% ~ 65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35% ~ 45%)3个土壤水分含量梯度,分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响,并结合主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)分别研究产地分布与地理−气候因子的关系以及产地地理−气候因子对叶功能性状变异程度(TVD)的影响。结果(1)干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中,SS环境中,叶绿素含量(LChl)、叶相对含水量(RWC)、比叶面积(SLA)和叶片面积比例(LAR)分别比对照低17.61%(P < 0.001)、3.71%(P < 0.001)、10.89%(P = 0.002)和17.22%(P = 0.001),叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LD)分别比对照高9.04%(P < 0.001)和14.52%(P = 0.009)。(2)黄栌叶功能性状之间的相关性在干旱胁迫环境中具有增强的趋势。其中,SLA与LDMC和LD均呈极显著(P < 0.01)的负相关关系,LDMC和LD之间具有极显著(P < 0.01)的正相关关系,RWC与LChl(P < 0.01)、SLA(P < 0.01)和LAR(P < 0.05)呈极显著或显著的正相关关系。(3)干旱胁迫环境中不同产地叶功能性状具有显著差异。MS处理时,SLA(P = 0.002)、LChl(P = 0.025)和LD(P = 0.026)在产地间具有显著差异;SS处理时,LChl(P < 0.001)、LAR(P < 0.001)和RWC(P = 0.005)存在显著的产地差异。(4)来自北京延庆区幼苗的叶功能性状平均变异程度(所有性状变异程度的平均值)最大,为17.57%,而来自山西运城绛县幼苗的最小,为6.97%。(5)经RDA筛选,最干燥月份降水量(DMP,P = 0.002)、生长季月降水量平均差(GSPD,P = 0.008)、最热月份的最高气温(WMT,P = 0.016)和年平均降水量(ANP,P = 0.036)对幼苗TVD影响显著。其中,DMP与所有性状的变异程度之间均具有不同程度的负相关关系,但与LDMC和LD变异程度之间的负相关性更为显著,GSPD和ANP与SLA和LAR变异程度的负相关性较为显著,WMT与LChl变异程度的正相关性极为密切。结论黄栌叶功能性状在不同干旱胁迫环境中、不同产地间均具有显著差异。产地气候 (尤其是DMP、GSPD、WMT和ANP)是导致干旱逆境中不同产地黄栌叶功能性状发生遗传变异的重要原因。5产地中,山西运城绛县的DMP最高,GSPD和ANP较为适宜,WMT较低,且来自该产地的黄栌叶功能性状在干旱胁迫中的平均变异程度最小,因此较适合引种至华北地区的干旱区域。
杉木体细胞胚胎发生胚性愈伤组织诱导条件的优化
吴夏雷, 韩超, 孙宇涵, 曹森, 胡瑞阳, 徐金良, 郑会全, 李云
2020, 42(2): 79-86. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190196
摘要:
目的优化杉木体细胞胚胎发生过程中胚性愈伤组织的诱导条件,探究基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂对杉木体胚诱导的影响。方法以3个供体母株基因型(Z1、Z2、Z3)的杉木雌配子体(其未成熟合子胚处于裂生多胚期)为外植体,采用6种基本培养基及不同浓度的外源添加剂塞苯隆(TDZ)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理,并对诱导培养过程中的愈伤组织进行细胞学观察。结果以DCR为基本培养基,诱导培养效果最好,愈伤组织诱导率达70.74%,胚性愈伤组织的诱导率达17.36%;供体母株基因型对胚性愈伤组织诱导有较大影响,Z1基因型供体母株的雌配子体最适合用于诱导产生胚性愈伤组织,诱导率为14.73%;诱导培养时以DCR为基本培养基,添加蔗糖30 g/L、活性炭1 g/L、倍力凝5 g/L并附加植物生长调节剂2,4-D 1.5 mg/L、KT 0.4 mg/L、MeJA 1.2 μmol/L和TDZ 0.004 mg/L,杉木胚性愈伤组织的诱导率最高,达19.83%;仅需4 d就可诱导产生胚性愈伤组织,不同阶段原胚团的结构和极性特征有明显差异。结论基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂都会明显影响杉木体胚诱导培养,以Z1供体母株基因型的杉木雌配子体为外植体、DCR为培养基并组合添加MeJA和TDZ可明显提高杉木体胚诱导率。
基于热重分析的呼和浩特主要园林树种热解动力学研究
王雷, 徐家琛, 甄雅星, 张恒
2020, 42(2): 87-95. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190280
摘要:
目的树木是森林或园林城市火灾发生的物质基础,也是火灾发生不可避免的因素。园林植物合理的选择和配置是构建生物防火林带的基础工作。目前,文献中关于可燃物热解和燃烧性的研究对象多为森林可燃物,对园林树种热解动力学研究较少。为此,本文以呼和浩特市21种园林树种的树叶为研究对象,进行热解动力学研究,筛选抗火性强的园林树种,为城市生态安全以及园林植物在防火型绿地的树种配置提供理论基础。方法运用热重分析法以高纯度氧气为载气,空气为通气气氛,气体流量10 mL/min,升温速率60 ℃/min条件下的热失重行为进行研究,利用TG-DTG曲线分析园林树种的热解过程和热解参数。结果空气气氛下21种园林树种的热解均经历脱水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。通过一级反应动力学模型Coats-Redfem积分法可以求出样品在快速热解阶段时的相应参数。结论各树种的树叶部位热稳定排序由低到高依次为:接骨木、紫叶小檗、重瓣榆叶梅、小叶黄杨、蒙古荚蒾、砂地柏、黄刺玫、互叶醉鱼草、柽柳、山桃、土庄绣线菊、蒙桑、紫叶碧桃、暴马丁香、华北珍珠梅、一叶萩、细裂槭、锦带花、灰栒子、沙枣、枸杞。各树种的树叶部位热解特性指数P值由大到小依次为:枸杞、灰栒子、暴马丁香、锦带花、黄刺玫、沙枣、华北珍珠梅、蒙桑、山桃、紫叶碧桃、细裂槭、柽柳、互叶醉鱼草、砂地柏、小叶黄杨、紫叶小檗、一叶萩、重瓣榆叶梅、土庄绣线菊、蒙古荚蒾、接骨木。结合热稳定性、着火温度与热解特性指数综合分析,一叶萩、细裂槭、沙枣、枸杞和锦带花具有良好的防火特性。研究结果可为园林植物防控城市森林火灾方面提供理论依据。
红花玉兰挥发油萃取及抗氧化、抗菌活性研究
程嘉莉, 马江, 肖爱华, 朱仲龙, 桑子阳, 马履一
2020, 42(2): 96-105. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190249
摘要:
目的研究红花玉兰花蕾挥发油的萃取工艺,并对其化学组成、抗氧化及抗菌活性进行鉴定和评价,旨在为红花玉兰花蕾挥发油的萃取建立一套可行的工艺体系,并为其后续的开发应用提供技术支持和理论参考。方法以‘娇红1号’红花玉兰阴干花蕾为原料,在单因素试验基础上,采用响应面分析法优化超临界CO2萃取工艺,结合自动化质谱解卷积和保留指数对最佳工艺条件下得到的挥发油进行成分定性和定量;采用DPPH自由基清除法和还原能力法评价挥发油抗氧化活性,纸片扩散法和微量肉汤稀释法评价挥发油抗菌活性。结果阴干预处理条件下,红花玉兰花蕾挥发油萃取的最佳条件为萃取温度47 ℃,萃取压力40.7 MPa,动态萃取时间102 min,该条件下挥发油的萃取率为(1.217 ± 0.014)%。GC-MS共鉴定出30种化学成分,占检测到的挥发油总量的70.65%。DPPH自由基清除法测定得到挥发油IC50值为12.82 mg/mL AEAC值为198.64 mg,表明挥发油具有一定的抗氧化活性,还原力测定也得到了这一结果。抗菌试验表明,挥发油对4种供试菌抑制作用强弱依次为金黄色葡萄球菌 > 枯草芽孢杆菌 > 大肠杆菌 > 鼠伤寒沙门氏菌。结论首次建立了红花玉兰阴干花蕾挥发油的超临界CO2萃取工艺,确定了该工艺条件下挥发油的主要成分,并验证其具有一定的抗氧化和抗菌活性。
鸡树条荚蒾果多酚改善胰岛素抵抗HepG2细胞的糖代谢效应
符群, 王梦丽, 郐滨, 郭庆启
2020, 42(2): 106-113. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190243
摘要:
目的探讨鸡树条荚蒾果多酚对HepG2细胞胰岛素抵抗(IR)模型的改善作用,以评价其降血糖活性。方法本研究采用高浓度胰岛素诱导,建立体外IR模型,并进行模型稳定性(细胞活性法)及可靠性(Z因子法)评估。试验设空白组、IR模型组、阳性对照(二甲双胍)组和荚蒾果多酚组,MTT法检测细胞活性;葡萄糖氧化酶法检测培养液葡萄糖含量,计算葡萄糖消 耗量;蒽酮法测定糖原含量;比色法检测细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)活性,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞磷酸烯醇式丙酮酸激酶(PEPCK)、葡萄糖六磷酸酶(G6PC)活性。结果10− 6 mol/L的胰岛素诱导处理HepG2细胞24 h是产生胰岛素抵抗模型的最适条件,且IR模型在12 ~ 36 h内有较高的稳定性和可靠性。0.10 ~ 1.00 mg/mL 荚蒾果多酚组的葡萄糖消耗量显著高于模型组(P < 0.05),24 h、0.50 mg/mL组的糖消耗量最高,为(3.49 ± 0.11)mmol/L,消耗率可达88.81%(P < 0.01)。与模型组对比,荚蒾果多酚可提高糖原的含量33.65%(P < 0.01),HK、PK活性可分别提高43.36%(P < 0.05)、48.41%(P < 0.01),对G6PC、PEPCK活性抑制率为分别为22.86%(P < 0.01)、17.33%(P < 0.05)。结论鸡树条荚蒾果多酚可提高IR- HepG2细胞的HK、PK活性,加快糖酵解,增加糖原含量;抑制G6PC、PEPCK活性,从而减少细胞内源性葡萄糖的产生。所以鸡树条荚蒾果多酚对胰岛素抵抗细胞的治疗具有一定效果。
磷肥施用方式对蓝莓苗木生长及养分吸收的影响
王爱斌, 张流洋, 宋慧芳, 张明, 苗雅慧, 郭雨潇, 张凌云
2020, 42(2): 114-123. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190235
摘要:
目的通过研究磷肥施用方式对蓝莓苗木生长及养分吸收的影响,确定蓝莓苗木培育的最佳施肥方式,为蓝莓的科学施肥提供理论依据和实践基础。方法以两年生蓝莓‘米斯提’苗木为试材,采用完全随机区组试验设计,设置一次性施肥(DF)、线性施肥(LF)、平均施肥(AF)和指数施肥(EF)4种施肥方式,以不施肥(CK)为对照,测定苗木形态、生理指标和土壤理化性质,筛选出磷肥最佳的施肥方式。结果4种施肥方式均能显著提高蓝莓基生枝条长度、百叶干质量、叶面积、基生枝条数量和冠幅,同时有利于叶片磷、钾、可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和叶绿素含量的积累;土壤全氮、全钾、铵态氮、硝态氮、速效钾和pH值均低于对照,而全磷、有效磷、有机质和EC值均高于对照。指数施肥在促进基生枝条长度、粗度、数量、百叶干质量、叶面积、冠幅、叶片钾和可溶性糖、可溶性蛋白、总酚及叶绿素含量等生理方面和增加土壤有机质、有效磷及降低pH值等土壤养分方面均优于其他3种施肥方式。线性施肥在促进叶片氮含量积累方面优于指数施肥。主成分分析发现4种磷肥施用方式对蓝莓生长及养分吸收影响效果依次是EF > AF > DF > LF > CK。结论4种施肥方式均能改善土壤环境和促进蓝莓苗木生长,而指数施肥效果最佳。
生物学
蓝莓种质资源表型多样性研究
李伟, 王攀, 其其格, 张启昌, 黄兵军, 肖泽军
2020, 42(2): 124-134. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190279
摘要:
目的以山东和吉林两地的蓝莓品种为研究对象,探究蓝莓种质资源表型性状遗传多样性,为种质资源保存和基因改良提供理论依据。方法对47个蓝莓品种表型性状进行测量,结合主成分分析、相关分析及聚类分析等方法,探讨蓝莓品种间的表型多样性。结果主成分分析表明,前4个主成分特征根值大于0.5的包含25个性状,累计贡献率达53.48%,占调查指标的67.57%。表型数量性状间呈极显著相关的有62对,显著相关的有40对。蓝莓品种种质资源表型性状变异丰富,质量性状与数量性状的香浓维纳多样性指数分布在0.32 ~ 1.36(平均0.87)和0.22 ~ 2.06(平均1.8)。其中质量性状15个,包含52个变异类型,数量性状22个,变异系数在11.39% ~ 46.98%之间。说明蓝莓表型数量性状相对于质量性状表现出更广泛的变异。对调查性状降维后,保留25个主要性状做Q型聚类分析,当欧式距离为17时,将47个蓝莓品种分为5个组群,各组群与栽培生境和栽培类群有一定相关性。结论本研究明确了吉林、山东两地的40个蓝莓品种表型多样性与亲缘关系,今后在培育蓝莓新品种选择亲本时,应着重考虑树冠型、灌丛高度、树冠长径、果粉厚度、果实萼片着生姿势、果实硬度、果实萼片长宽比、果实萼片类型、长势等指标。研究结果可为优良种质资源评价与筛选提供参考。
风景园林
北京市城市边缘区通风廊道型林地营建方法研究
徐一丁, 杨子蕾, 李运远
2020, 42(2): 135-148. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190002
摘要:
目的近年来北京市空气质量日益受到威胁,城市森林建设一定程度上可以改善空气质量。受既有上位规划、气候、河流、农田分布等基础条件的限制,城市边缘区的城市森林营建是森林城市建设的难点,尤其是通风廊道型城市森林建设面临诸多现实问题和技术困难。本文以北京市黑庄户地区通风廊道型城市森林营造为例,详细介绍其具体营建策略与方案并验证有效性,为此类区域开展森林城市建设提供案例依据。方法通过宏观规划城市森林结构布局、中观优化城市森林结构特征以及微观营建城市森林植物群落,运用Ecotect与Winair建立在不同重现期(西北风5、10、15 m/s)下城市森林营建前后的两种3D模型并进行对比。结果(1)结合黑庄户地区现状条件和通风廊道作用原理,构建以宏观规划林地结构、增加林地面积,中观保留生态冷源、明确林廊西北—东南走向为主、宽度大于150 m,微观营建草地型、灌木型结构为主并结合现状地形的植物群落的通风廊道型城市森林体系。(2)在西北风5、10、15 m/s条件下,平行于通风廊道城市森林的样带平均空气流速较未改造前提升了0.042、0.033、0.101 m/s;垂直样带平均空气流速提升了0.023、0.059 3、0.075 3 m/s。改造后模拟区域内空气流速均有所增强,总体随着风力增强空气流速增幅也有提高;森林廊道内的空气流速高于廊道外。结论使用多维度策略结合的通风廊道型城市森林改造后的区域相对于现状地区的空气流速大幅度提升,充分说明在城市边缘区通风廊道型城市森林的营建可有效加速风速,实现换气、降温、排污等综合目标。
林业工程
残损斗栱节点受力性能试验研究
陈九璋, 陈雪瑶, 戴璐
2020, 42(2): 149-158. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190278
摘要:
目的斗栱是古建筑木结构的重要组成部分,对维持整体结构力学性能的稳定起着至关重要的作用。现存古建结构中的斗栱节点都存在着一定的残损变形,而目前对斗栱节点力学性能的研究多以完好的斗栱为试验对象,甚少考虑残损状态,尤其腐朽、虫蛀带来的体积损失对斗栱节点力学性能的影响。因此,研究残损对斗栱节点乃至整体结构力学性能的影响具有十分重要的现实意义,可为古建木结构的修缮与保护提供科学依据。方法以应县木塔二层平坐层的典型柱头铺作为研究对象,以1∶3.5的缩尺比制作了4组斗栱节点模型,保持1组模型完好,对余下3组进行不同位置钻孔的人工残损处理来削弱斗栱组成构件的受力截面,从而模拟斗栱的残损. 通过进行竖向加载试验,得到了4组斗栱节点的荷载−位移曲线,结合试验现象明确了残损斗栱节点的受力和变形特征。结果竖向荷载作用下,斗栱节点的破坏主要体现在第二跳华栱的断裂、弯曲变形和交互斗的开裂。残损斗栱节点的破坏形态与完好斗栱节点相似,但破坏程度更严重。其极限荷载与抗压刚度都有所下降,且残损对斗栱节点的抗压刚度影响更为显著。结论在残损类型相同,且结构整体残损度相近时,第一跳栱的残损对斗栱节点极限荷载和抗压刚度的影响最大。
木材曲线锯送料平台动力学解析及补偿控制策略研究
孟兆新, 曹甲甲, 朱莉, 马婧尧, 石晋菘
2020, 42(2): 159-166. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190234
摘要:
目的送料平台是模仿木材锯切时人工送料研发的新型机构,平台末端姿态的准确性是保障锯切质量的关键。但是平台驱动支链多,误差从硬件方面进行控制很难实现,为提高板材曲线锯切时的送料精确度,本文提出一种补偿控制策略。方法运用拉格朗日法建立平台的动力学传递函数,通过动力学解析,分析平台关键部件的运动特征。通过数学解算、模拟仿真等方法,研究末端姿态的误差及其特性,从而建立相应的误差模型;以传统PID控制为基础,融合RBF神经网络进行参数优化,设计适用于送料平台的单神经元PID控制器,用以补偿各支链的驱动位移误差,实现实时补偿控制;运用Matlab和Adams联合仿真的方法对补偿控制策略进行验证和分析,并将成功的算法移植到试验台控制器中进行板材锯切试验。结果经文中设计的单神经元PI经文中设计的单神经元PID算法补偿后,送料平台末端轨迹曲线在XY方向偏移误差从补偿前的3 mm降至小于等于1.5 mm,倾斜角误差从补偿前的3.5°降至1.5°,平台末端轨迹曲线与指令曲线相比,在大部分曲线段完全重合。结论文中所设计的单神经元PID补偿控制策略可以有效提高木工锯送料平台末端姿态的准确性,经过补偿控制的送料平台可以实现板材的精密曲线锯切任务。