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2021年  43卷  第6期

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摘要:
林学
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  目的   基于表型和生理性状对美洲黑杨种质资源的多样性和群体结构进行研究,为美洲黑杨种质资源的科学管理、高效利用和有效保护提供理论依据。   方法   对6个种源群体27个采样点的258个美洲黑杨无性系的1年生植株的22个表型和生理性状进行测定,通过方差分析、多重比较、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法研究美洲黑杨种质资源表型和生理性状的多样性和相关性、种源群体间的差异及分化水平、群体的遗传结构,采用模糊数学隶属函数的方法对无性系的表型和生理性状进行综合评价。   结果   美洲黑杨种质资源22个表型和生理性状的变异系数在0.56% ~ 53.48%之间,茎段和根系生物量性状的变异较大,叶绿素荧光参数(Fv/Fm)的变异最小;Shannon-Wiener指数在1.844 ~ 2.097之间;方差分析结果表明,除叶绿素荧光参数外,其他21个性状在种源群体内无性系间和种源群体间均存在极显著的差异(P < 0.01),表型分化系数(Vst)在1.37% ~ 31.40%之间。与生理性状相比,种源群体间表型性状表现出更大的遗传变异。相关性分析结果表明美洲黑杨植株的株高、地径、根系生物量、茎生物量、叶片生物量、净光合速率(Pn)、叶片形状和叶片碳、氮含量之间均存在较强的正相关关系,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)与植株生长量相关性状指标之间表现为负相关关系。通过主成分分析提取了5个主成分因子,累计贡献率达到80.51%。构建了表型生理性状评价模型,将美洲黑杨无性系分为优、良、中和差4个等级。基于种源群体间的平方欧式距离将6个种源群体划分为3类:位于南方密西西比河中下游流域的密苏里州(Mis)、田纳西州(Ten)与路易斯安那州(Lou)种源群体的无性系为一类;分布在密西西比河上游流域的艾奥瓦州(Iow)种源群体的无性系和圣劳伦斯河流域的魁北克省(Que)种源群体的无性系为一类;位于西北方向的哥伦比亚河流域的华盛顿州(Was)种源群体无性系单独分为一类。   结论   美洲黑杨表型和生理性状具有丰富的多样性,种源群体间和种源群体内无性系间植株的表型和生理性状发生了变异,同时其表型和生理性状的特征与种源群体的分布和气候类型有一定的关联。本研究的结果为美洲黑杨种质资源的保护、管理和利用及优良种质的选育和评价提供了科学依据。
摘要:
  目的  乔木林生物质碳汇是影响森林碳汇的重要组成部分,是一种自然的气候解决方案,在全球气候变化大背景下,森林的固碳潜力一直被广泛关注,本文以北京市为例,分析不同的林业活动对乔木碳储量的影响。  方法  采用北京市森林资源设计调查数据,利用IPCC材积源—生物量法估算北京市乔木林碳储量,分析了2009—2014年北京市在森林转化、造林以及森林经营3种自然方案下碳储量的变化情况。  结果  (1)2009—2014年北京市森林面积净增长8.35 × 104 hm2,碳储量净增量约1.45 × 109 kg,年均碳固持量为0.29 × 109 kg/a。(2)2014年北京市人工林总碳储量高于天然林,且碳密度高于天然林。当前北京市森林龄级结构偏低龄化,随着森林的自然生长,仍有较大的碳固持潜力。在各个优势树种(组)中,人工杨树林的固碳效率尤为突出,远远高于其他优势树种。(3)山地森林活动强度较小,森林经营区域占比较大,城市森林变化剧烈,受造林与森林转化等措施影响较大。2009—2014年北京市由于森林转化为其他土地造成了1.06 × 109 kg的碳损失,造林带来了2.10 × 109 kg的碳固持,森林经营过程中有1.62 × 109 kg的碳固持与1.21 × 109 kg的碳损失,森林经营活动的总碳储量净增量0.41 × 109 kg,避免森林转化可以带来1.17 × 109 kg的碳汇。  结论  增加乔木林的固碳能力是应对气候变化的重要手段,避免森林转化可以凭借较小的森林面积贡献较大的碳汇,是一种低成本且效果显著的增汇方案。
摘要:
  目的  中华枸杞在我国大多地区处于野生状态,应用方式较为局限。在全球气候变化背景下,预测中华枸杞当前及未来适宜分布区对其种质资源保护、合理引种栽培以及大面积推广具有重要意义。  方法  本研究基于ArcGIS与MaxEnt模型,利用124条中华枸杞分布数据和8个气候变量,评估了制约其地理分布的主要气候因子,并探讨了其在当前和未来的潜在分布区。  结果  当前中华枸杞的总适生区面积约占国土面积的36.73%,水平分布区间约为18° ~ 45°N、90° ~ 123°E。其中核心适宜区主要位于秦岭、太行山以及华东地区的浙江、江苏、安徽;西南地区的云南、贵州、重庆、四川;西北地区的甘肃、宁夏及其各自的邻近区域。影响其分布的主要气候因子为最冷月最低温度、最湿月降水量、最干月降水量、最暖月最高温度。随着未来气候变暖,中华枸杞总适生区面积与当前相比相差不大,但其主要核心适宜区有向“高海拔地区扩张”、“沿海地区迁移”及“中部聚集”的趋势,具体表现为:在陕西、甘肃等秦岭地区向高海拔地区扩张,东部沿海地区逐渐形成狭条带状核心适宜区,中部湖南、湖北等地区逐渐形成大面积片状核心适宜区。  结论  中华枸杞的适生区主要呈现广域和连续特点,而核心适宜区呈狭域、间断分布。影响其地理分布的气候因子主要为温度和降雨,其中最冷月最低温度是限制其分布的最主要气候因子。未来,我国东部沿海地区, 大别山地区,中部秦岭、大巴山等地区, 西南地区的四川、重庆等地及其邻近区域适合进行枸杞的引种、栽培及推广。
摘要:
  目的  研究北京地区典型针叶林地表可燃物负荷量及其影响因素,构建可燃物负荷量模型,为可燃物的科学管理提供依据。  方法  结合林分因子(胸径、树高、郁闭度、冠幅、第1活枝高)和地形因子(海拔、坡度),在北京市7个区选择具有代表性的油松林和侧柏林,每种林型各设置42块样地,调查和测定了2种针叶林的可燃物负荷量(上层枯叶、下层枯叶、灌木、草本、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝),采用冗余分析(RDA)研究地表可燃物负荷量与林分因子和地形因子的关系,利用多元线性回归建立总可燃物负荷量模型。  结果  (1)油松林总可燃物平均负荷量为14.31 t/hm2,侧柏林总可燃物平均负荷量为9.78 t/hm2,下层枯叶负荷量占2种针叶林地表总可燃物负荷量的比重最大。(2)RDA分析表明,油松林上层枯叶、灌木可燃物负荷量与胸径呈正相关,下层枯叶负荷量与郁闭度、坡度呈正相关。侧柏林上层枯叶、下层枯叶负荷量与树高、冠幅呈正相关,与海拔呈负相关。灌木可燃物负荷量与树高、郁闭度呈正相关,与海拔呈负相关。2种针叶林总可燃物、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝负荷量均与胸径呈正相关,草本可燃物负荷量与海拔呈正相关。(3)模型表明,胸径、树高、冠幅能较好推算出油松林总可燃物负荷量,第1活枝高、冠幅、坡度能较好的推算出侧柏林总可燃物负荷量。  结论  油松林有发展成较大森林火灾的可能性,根据地表可燃物负荷量,应当着重对林下枯落物可燃物进行管理,及时清理林下可燃物,降低潜在森林火灾风险。不同林型可燃物负荷量与林分因子以及地形因子之间的关系不同,在进行可燃物管理时,应因地制宜,选择合理适宜的措施。
摘要:
  目的  研究景观格局空间特征与森林火险的关系与影响,为深入研究基于景观尺度的森林空间布局对降低森林火灾风险的影响奠定理论基础。  方法  本研究以北京市鹫峰林场区域为研究对象,利用层次分析法计算森林火险指数并做火险等级评价,提取景观尺度下景观格局信息,探索各景观指数与森林火险指数的关系。先对所获得的GF-1高峰一号遥感影像进行预处理并分类,得到鹫峰土地利用分类图。利用Fragstats4.2计算林场各小班的景观指数,用层次分析法结合二类清查资料计算各个小班火险指数,并对火险分5个等级。统计各火险等级的景观指数,采用灰色关联度分析和相关性分析法,研究景观格局空间特征与森林火险指数的关系。  结果  (1)景观形状指数LSI,景观丰度指数PR,香浓多样性指数SHDI在低火险区最大值最高。说明在一定程度上斑块形状越复杂,景观分割度越大,生物多样性越大,阻火性能越好。(2)在低火险区,7种景观指数(斑块数量NP,斑块密度PD,蔓延度CONTAG,景观分割度DIVISION,景观丰度PR,景观丰都密度PRD,香浓多样性SHDI)对森林火险的线性影响均不大;在中火险等级区域中,与森林火险指数的关联度最低的是斑块密度指数PD,关联度最高的是景观丰度密度指数PRD。在较低火险等级(II),高(IV)、较高火险(V)等级中,均是斑块密度指数PD与森林火险指数的关联度最小,PR与森林火险指数关联度最大,PR与森林火险指数相关系数分别为−0.452和−0.497呈负相关,相关性较显著,说明景观异质性随着景观要素种类增多而提高,景观异质性越高,森林火灾发生的危险性越小。  结论  在一定程度上,景观斑块密度越大,景观丰度越高,蔓延度越低,越不容易发生火灾,在火灾中抗干扰能力和阻碍能力最强。景观格局内异质性低、生物多样性少则更容易发生火灾。通过对众多景观指数与森林火险指数的灰色关联度和相关性计算,筛选更能表征与森林抗火性有关的指数,其中蔓延度指数CONTAG,景观分割度指数DIVISION,香农多样性指数SHDI,景观丰度PR和景观丰度密度指数PRD等能更好的表达对森林景观的抗火性。
摘要:
  目的  探究不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量的变化规律,为合理利用林地资源及人工林的可持续经营提供理论依据。  方法  以山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林为研究对象,基于土壤密度、含水率、养分含量、酶活性等18项土壤指标,并结合主成分分析和相关系数法建立土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同密度调控强度的(对照,2 096株/hm2,CK;低强度处理,1 850株/hm2,LT;中强度处理,1 402株/hm2,MT;高强度处理,1 106株/hm2,HT)华北落叶松人工林土壤质量进行综合评价。  结果  与对照相比,LT、MT和HT样地土壤含水率呈增加趋势;从密度调控对土壤养分影响而言,MT处理下C、N和P等养分含量均较高。此外,土壤生物学性状也对不同调控强度存在显著响应,其中土壤微生物生物量碳、氮含量在MT显著高于CK;脲酶和多酚氧化酶活性在MT最高,过氧化物酶活性在LT最高,蔗糖酶活性在CK最高,而纤维素酶活性随密度调控强度增加整体呈下降趋势。结合主成分分析和相关性分析结果可知,有机质、含水率、微生物生物量氮、多酚氧化酶、过氧化物酶构成了土壤质量评价的最小数据集。不同密度调控强度华北落叶松人工林土壤质量指数大小为MT(0.598) > HT(0.510) > LT(0.432) > CK(0.339)。  结论  密度调控可有效改善华北落叶松人工林土壤质量状况,中等林分密度下土壤质量指数最高。建议对华北落叶松人工林进行适度密度调控处理,以提高人工林地土壤质量。
摘要:
  目的  开展不同林分保健功能综合评价,不仅能为森林康养游憩出行提供选择依据,还能为今后森林康养林的构建与管理提供科学依据。  方法  于2020年夏季(6—8月),在广东省广州市石门国家森林公园中选取了毛竹林、亚热带季风常绿阔叶林、枫香林、杉木林和枫香杉木混交林5种林分,并设置1个无林地对照组,分析空气负离子浓度、空气含氧量、人体舒适度和植物精气4个指标的变化特征,采用主成分分析法和系统聚类法构建森林综合保健指数和评价等级,对不同林分的综合保健功能进行评价。  结果  (1)从空气负离子浓度来看,亚热带季风常绿阔叶林((8 377 ± 3 749)个/cm3)和毛竹林((4 257 ± 2 021)个/cm3)处于Ⅰ级很适宜水平,杉木林((2 930 ± 1 917)个/cm3)、枫香杉木混交林((2 907 ± 2 012)个/cm3)和枫香林((2 529 ± 1 996)个/cm3)均处于Ⅱ级适宜水平;无林地对照组((1 386 ± 556)个/cm3)处于Ⅲ级较适宜水平。(2)5种林分和无林地对照组的空气含氧量均处于Ⅱ级较高水平,其中枫香杉木混交林(21.807%)最高,无林地对照组(21.338%)最低。(3)从人体舒适度来看,毛竹林(2.78)最佳,其次为亚热带季风常绿阔叶林(2.81),无林地对照组(4.85)最差,5种林分均处于Ⅰ级非常舒适水平,无林地对照组处于Ⅱ级舒适水平。(4)从植物精气相对含量来看,亚热带季风常绿阔叶林最高(21.11%),其次为杉木林(14.75%)。在6—8月,植物精气种类数量和相对含量呈现递增趋势,不同月份森林释放的植物精气物质有较大差异,6月主要为萜烯类(占50.7%)和醇类;7月释放的主要为醇类(占30.9%)、酯类和萜烯类;8月释放植物精气种类的相对含量较均衡,以萜烯类(占23.1%)为主。(5)构建了森林综合保健指数(FCHI),根据FCHI值划分为5个评价等级,其中亚热带季风常绿阔叶林(0.904)和毛竹林(0.614)的综合保健功能处于Ⅰ级,其保健功能非常强;杉木林(0.455)、枫香杉木混交林(0.407)和枫香林(0.390)处于Ⅱ级,保健功能强;而无林地对照组(0.00)处于Ⅴ级,不具备保健功能。  结论  在夏季,亚热带季风常绿阔叶林的保健功效最佳,其次为毛竹林,在森林康养旅游中,建议游客优先选择这两种林分进行游憩。此外,今后在森林康养基地规划建设中,应注重保护性开发亚热带季风常绿阔叶林和毛竹林的景观资源,合理利用其康养活动空间;在提升康养保健功能的林分改造中,可以仿照天然林的群落结构,适当配植多树种混交林。
摘要:
  目的   为探究福建泉州湾河口湿地生态系统环境破坏及景观结构变化的原因,   方法   以泉州湾河口湿地为研究区域,基于Landsat TM遥感影像提取地物信息,构建土地利用动态度模型,运用景观格局指数分析景观空间结构特征;建立不同时期土地利用转移概率矩阵,确定土地类型间数量转移关系;应用灰色关联度模型分析红树林湿地面积变化驱动力。   结果   (1)1990—2018年天然湿地面积占比呈减少趋势,人工湿地呈增加趋势;从景观水平看,湿地斑块分布呈规则化,聚拢程度减少,景观类型丰富。(2)红树林、互花米草群落动态度波动大,红树林面积比例以2000年为分界点,呈先减后增趋势;1990—2000年红树林主要向水域、养殖池转出,2010—2018年滩涂和互花米草群落转出为红树林。(3)2000年来,红树林面积大小与其他土地类型面积变化关联性强,尤其受到国内生产总值、园林绿地面积影响较大。   结论   泉州湾河口湿地红树林呈恢复趋势,互花米草群落蔓延速率减缓,生态环境逐步改善。该研究为湿地保护与生态恢复提供科学实践依据。
摘要:
【目的】探究黄土高原退耕还林工程实施前后植被覆盖变化特征,评估生态修复效果,对于制定更为有效的生态修复战略政策具有重要意义。【方法】该研究以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,以EOT算法为核心,基于GIMMS NDVI数据集和MODIS NDVI数据集的重叠时期数据,构建1982—2000年1 km分辨率的NDVI数据集(EOT NDVI),并联合MODIS NDVI数据(2001—2019年),形成1982—2019年逐月1 km NDVI数据集(EM NDVI),以探究研究区的NDVI时空动态变化。【结果】(1)EOT算法对GIMMS NDVI降采样应用是合理的,同时期EOT NDVI与MODIS NDVI之间的平均误差(ME)、平均值绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)均较小,且决定系数(R2)较高;(2)1982—2019年年均NDVI呈现先下降后上升趋势,年均NDVI增长速率为0.007 8;(3)1982—2019年植被增长速率呈现空间异质性,且退耕还林工程实施前(1982—2000年)年均NDVI呈下降趋势的地区是退耕还林工程实施后(2001—2019年)年均NDVI增加趋势显著的地区。【结论】研究成果可为评估生态恢复措施实施效果和未来生态环境建设提供理论依据和数据支撑。
摘要:
  目的   基于深度学习的钻蛀振动识别模型结合边缘计算可实现林业蛀干害虫钻蛀振动长期监测和实时预警,但要求大幅压缩智能识别模型的参数量和运算量。本研究采用深度学习模型压缩算法,在不损失精度的前提下,对已有的钻蛀振动识别模型进行压缩,减小模型的体积并提升模型在嵌入式平台的识别速度。   方法   首先采集双条杉天牛钻蛀振动和背景噪声两类信号训练人工设计的5层卷积神经网络BoringNet,得到钻蛀振动识别模型;然后分别使用不同裁剪率的滤波器裁剪、模型量化、多目标知识蒸馏对钻蛀振动识别模型进行压缩;最后设计上述压缩算法的组合策略,联合使用3种算法对蛀振动识别模型进行压缩,探究多种组合的模型压缩效果。   结果   3种模型压缩算法组合,裁剪率为60%时模型达到最优,此时模型计算量和参数量分别从原模型的18.06 ×106次和0.54 ×106个降低为3.01 ×106次和0.09 × 106个,模型体积从2 200 kB压缩至134.9 kB,树莓派3B+上的识别时间由原模型的9.04 ms降低至1.65 ms,而模型精度仍能达到99.29%,提升了0.5%。   结论   本研究的深度学习模型压缩方法,可以针对钻蛀振动侦听场景大幅压缩模型参数量和运算量,在保证准确率的前提下实现嵌入式平台的实时识别,促进钻蛀振动识别模型从工作站试验到野外实地部署的转变,为钻蛀振动识别的边缘计算奠定基础。
园艺学
摘要:
  目的  为探究乙烯对PLBs超低温保存存活率的影响,以期为提高其存活率开拓思路。  方法  以春石斛‘红梦幻’类原球茎(PLBs)为材料,分别在其玻璃化超低温保存的预培养和装载阶段添加外源乙烯供体乙烯利和乙烯合成抑制剂硝酸钴,测定PLBs超低温保存过程中内源乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)含量、ACC氧化酶(ACO)活性及PLBs液氮保存后细胞存活率。  结果  结果显示:无论在预培养还是装载阶段,外源乙烯供体乙烯利处理后,超低温保存过程中PLBs内源ACC含量和ACO活性均显著提高,同时液氮保存后存活率也显著提高;在这两个阶段添加外源乙烯合成抑制剂硝酸钴后,超低温保存过程中PLBs内源ACC含量、ACO活性显著降低,液氮保存后存活率也显著降低。相关分析显示,PLBs液氮冻后存活率与其内源ACC含量和ACO活性呈极显著正相关。  结论  本研究表明,外源乙烯调节剂乙烯利和硝酸钴通过调节内源乙烯含量而对玻璃化超低温保存的春石斛类原球茎存活率产生显著影响。
摘要:
  目的  通过开发特异性高的多态性分子标记位点,以弥补金银花在简单重复序列(SSR)标记方面的匮乏,推动金银花在遗传资源管理及良种鉴定等方向的研究,为后续全基因组测序及组装策略奠定基础。  方法  运用RAD-seq技术对2份金银花样品进行简化基因组测序,利用MISA软件识别contig上的SSR序列并对各类型序列特征进行归纳分析,进而设计引物并利用生物信息学的方法进行引物筛选和有效性检测。  结果  对‘九丰一号’和‘亚特’金银花进行简化基因组测序,分别获得27.805 Mbp和42.560 Mbp干净读长。在组装的45 850个基因序列中共检测到46 999个SSR位点,其中单核苷酸重复单元比例最高(49.15%),六核苷酸重复单元最少(0.20%)。SSR位点的重复基序以(A/T)n为主,具有偏向性。除单碱基和二碱基重复类型外,SSR位点基序的重复次数集中在5 ~ 6次,且随重复次数增加,SSR位点重复类型出现的频率呈下降趋势。金银花基因组SSR序列长度介于10 ~ 310 bp之间,随重复次数增加,各SSR序列出现的频率逐渐下降。利用Primer3.0成功设计出38 507对SSR引物,设计成功率为81.93%。对挑选的35对SSR引物进行多态性分析,等位基因数、观测杂合度和多态性信息含量(PIC)的平均值分别为5.057、0.363和0.568,其中高多态信息位点26个,中度多态信息位点9个,均未偏离哈迪–温伯格平衡。  结论  利用RAD-seq技术可实现SSR标记的大量开发和多态性SSR引物的筛选,并为金银花在遗传多样性分析和种质鉴定等相关方面的研究提供数据支持。
风景园林
摘要:
  目的  永定河作为北京母亲河,是北京市重要的河流生态廊道。近20年来,由于城市快速化进程和水源性缺水问题严重影响着永定河的可持续发展。梳理永定河景观格局的演变趋势和结构特征对永定河生态空间优化有重要意义。  方法  以永定河落坡岭水库至大宁水库段河流2 000 m缓冲范围河岸带作为研究对象,利用ENVI对1999、2004、2009、2014、2019年遥感图像进行解译,借助转移矩阵、Fragstats4.2景观指数分析景观格局时空演变规律并对景观破碎程度进行评价。  结果  (1)研究区内土地利用类型主要为林地,1999—2004年(1999年7月—2004年7月)由于北京城市扩张,沿河建设用地面积快速增加。2004—2014年(2004年8月—2014年7月)进入城市快速修复期,腾退工业用地、沿岸草地转化为林地,使林地面积快速增长,“南水北调”工程与“五湖一线”滨河公园体系建成促使水域面积明显增长。2014—2019年(2014年8月—2019年7月)处于缓慢修复期,永定河实现全域通水,人工林地面积增加,治理成效由“量变”转向“质变”。(2)景观格局指数分析表明类型水平下林地、水域斑块破碎度较低,永定河生态治理使得水域连通性显著恢复,破碎程度下降,全局景观水平破碎度呈增长趋势,生态治理对于蓝绿空间连通有积极影响。  结论  研究区景观格局变化趋势是空间形态和数量特征趋于稳定,但三家店下游由于城市扩张处于高度动态区域。在绿色空间存量规划的背景下,利用移动窗口法和栅格差异分析方法寻找潜在破碎度高的斑块,结合相关规划指导城市绿色空间增补,并提出生态核心区、缓冲区、净化区的空间分级,统筹区域水域、林地等资源,优化片区绿色格局。
摘要:
  目的  城市边缘的浅山区是人类生产生活与自然生境的交接缓冲区,也是人居环境面对泥石流等自然灾害风险脆弱性较高的区域。相比通过工程方法降低浅山区中自然灾害威胁,防灾林选址规划作为基于生态系统的方法,可以恢复健康的生态系统,提供多样的生态系统服务并有效降低灾害风险,提高人居环境对自然灾害的抵抗力与适应力。  方法  本研究提出一种人居环境安全视角下的泥石流防灾林造林选址评价体系,并评估规划的防灾林对降低人居环境中泥石流风险的有效性。基于多准则决策法(AHP),将基于最大熵模型(MaxEnt)的泥石流敏感性预测结果作为泥石流风险因子,识别具有降低泥石流灾害发生概率的泥石流流域内适宜造林位置作为环境因子,同时结合造林可行性因子,叠加3类因子分析出高风险且高适宜的造林区域。通过对比造林前后泥石流敏感性与人居点危险性评价造林的减灾效益,指导北京市浅山区泥石流防灾林造林选址。  结果  研究选取了118.50 km2的造林区域,主要分布在密云水库周边地区、怀柔区、昌平区以及房山区,呈现以零散斑块形态分布在人居点上游的特征。造林后泥石流易发区面积减少了117.45 km2,位于泥石流易发区的人居点个数减少了51个。  结论  本研究构建了提升人居环境泥石流抵抗力的防灾林造林选址评价体系,通过基于自然系统的方法降低山区自然灾害风险,提升浅山区人居环境质量,保障生态系统健康与人居环境安全,并为北京市百万亩造林计划提供理论依据。
林业工程
摘要:
  目的  朝鲜崖柏是集芳香、观赏、药用于一身的珍贵经济树种,其精油具有良好抑菌性。对朝鲜崖柏枝叶精油的提取工艺优化、成分分析和抑菌性进行研究,旨在为朝鲜崖柏精油的开发利用提供科学依据。  方法  采用水蒸气蒸馏法提取朝鲜崖柏枝叶的精油,进行单因素试验,并采用正交试验法和响应面优化法对提取工艺进行优化。采取GC-MS(气相色谱–质谱联用)技术对其化学成分进行分析。并用滤纸片抑菌法和平板涂布法检测精油的抑菌活性。  结果  水蒸气蒸馏法提取朝鲜崖柏枝叶精油的单因素试验显示:液料比7.0 mL/g,NaCl质量分数2.0%,蒸馏时间2.0 h,新鲜枝叶时提取率较高。通过正交试验分析,蒸馏时间2.0 h、液料比7.0 mL/g、NaCl质量分数2.0%为最优组合,其精油提取率为4.2%。响应面优化法得到的最优组合为:液料比6.9 mL/g、蒸馏时间2.7 h、NaCl质量分数2.6%,在此条件下的精油提取率为4.3%,实际值为4.4%,两者拟合良好。通过化学成分分析,从精油中共检出48种化合物,占所提取精油总量的93.79%,其中以乙酸香芹酯含量最高。烯类物质17种,醇类物质15种,酯类物质6种,酮类物质5种,酚类等物质5种,分别占总质量的26.79%、25.40%、28.47%、11.84%和1.11%。精油对金黄葡萄球菌抑菌圈直径为13.28 mm,枯草芽孢杆菌的为12.04 mm、大肠杆菌的为12.94 mm,均表现为中度敏感。精油对金黄葡萄球菌的MIC值为0.005 μg/L,对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的MIC值均为0.010 μg/L。  结论  水蒸气蒸馏法提取朝鲜崖柏枝叶精油的最佳工艺研究,既节省了溶剂用量,缩短了蒸馏时间,又保证了提取率,有利于后续的研究,对企业生产有一定的借鉴价值。朝鲜崖柏枝叶精油的抑菌效果明显,有较大开发潜力,建议加以收集利用。
摘要:
  目的  我国林区地形较为复杂,林地底盘性能决定了林地装备能否“上山入林”,是林业现代化进程中需要解决的基础问题。相比轮式和履带式底盘,足式底盘腿部独立运动使得足式底盘在林区复杂地形环境中工作具有更强的灵活性和适应性。因此,研发针对我国林区环境的林地足式底盘对我国林业发展有重要意义。  方法  针对林地底盘步态规划的研究,首先分析山羊一般的行进步态,得到行走迈步顺序、各关节角关系以及变化范围。设计一种林地底盘,对其左前腿结构简图进行运动学分析,利用蒙特卡洛方法计算底盘足端的工作空间,是否能满足要求。根据实际需求,确定林地底盘的步态和关节驱动,使用ADAMS仿真软件设计简化林地底盘虚拟样机模型,进行对角小跑步态仿真,通过林地底盘质心的位移和速度变化曲线分析林地底盘的运行性能。  结果  平面运动的林地底盘质心在前进方向上位移变化稳定,前进速度0.2 m/s左右;底盘质心横向偏移程度较小,基本沿着设定轨迹前进;质心在竖直方向存在上下波动的情况,波动范围约占底盘总高度的1.04%,林地底盘在前进过程中没有发生跳跃情况或倾翻情况。  结论  仿真结果表明,步态规划可以满足林地底盘的运动要求,可以提升林地底盘的运动稳定性和地形适应能力,安全可靠,适用于林业动力底盘。