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2014, 36(5): 117-122.
DOI: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.05.019
摘要：
为研究蜡梅SAMT 基因的调控功能,利用农杆菌介导法将其转入烟草中。经PCR 方法对转基因烟草进行检 测,结果显示:16 株转化植株中有15 株扩增出了目的条带,进一步的RT-PCR 检测结果表明,阳性植株均发生了正 确转录。对转基因烟草植株和未转基因对照植株进行植株大小、叶片形态、花色、花瓣大小以及花期进行观察,均 未发现有明显差异。采用顶空固相微萃取以及气相色谱-质谱技术(HS-SPME-GC-MS)对转基因烟草鲜花进行花 香成分分析,结果表明,转CpSAMT 基因烟草中有较高含量的苯甲醇、己烯醇、芳樟醇、石竹烯和苯甲醛等成分,但未 能检测到水杨酸甲酯和苯甲酸甲酯成分。
为研究蜡梅SAMT 基因的调控功能,利用农杆菌介导法将其转入烟草中。经PCR 方法对转基因烟草进行检 测,结果显示:16 株转化植株中有15 株扩增出了目的条带,进一步的RT-PCR 检测结果表明,阳性植株均发生了正 确转录。对转基因烟草植株和未转基因对照植株进行植株大小、叶片形态、花色、花瓣大小以及花期进行观察,均 未发现有明显差异。采用顶空固相微萃取以及气相色谱-质谱技术(HS-SPME-GC-MS)对转基因烟草鲜花进行花 香成分分析,结果表明,转CpSAMT 基因烟草中有较高含量的苯甲醇、己烯醇、芳樟醇、石竹烯和苯甲醛等成分,但未 能检测到水杨酸甲酯和苯甲酸甲酯成分。
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2014, 36(4): 8-15.
DOI: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.006
摘要：
树高是森林资源管理领域的重要参数,获取准确、大范围、空间连续的树高信息对于森林资源监测、管理和碳 循环研究等都具有重要的意义。利用星载激光雷达ICESat/GLAS 波形数据,以大兴安岭塔河林业局营林区为研究 区,针对不同地形条件选择合适的算法提取出GLAS 光斑内的森林平均树高。联合GLAS 波形数据与多角度光学 遥感MISR/BRF 数据,应用随机森林机器学习算法获取塔河林场树高图,实现树高信息提取从点到面尺度上的扩 展。用实测样地数据进行检验,其结果为:R2 = 0.72,RMSE = 1.83 m,精度为85.22%。激光雷达数据和多角度光 学遥感影像协同,弥补了2 种数据各自的不足,为森林生物量以及碳储量的估算提供准确的基础数据。
树高是森林资源管理领域的重要参数,获取准确、大范围、空间连续的树高信息对于森林资源监测、管理和碳 循环研究等都具有重要的意义。利用星载激光雷达ICESat/GLAS 波形数据,以大兴安岭塔河林业局营林区为研究 区,针对不同地形条件选择合适的算法提取出GLAS 光斑内的森林平均树高。联合GLAS 波形数据与多角度光学 遥感MISR/BRF 数据,应用随机森林机器学习算法获取塔河林场树高图,实现树高信息提取从点到面尺度上的扩 展。用实测样地数据进行检验,其结果为:R2 = 0.72,RMSE = 1.83 m,精度为85.22%。激光雷达数据和多角度光 学遥感影像协同,弥补了2 种数据各自的不足,为森林生物量以及碳储量的估算提供准确的基础数据。
3
2014, 36(4): 1-7.
DOI: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.005
摘要：
以福寿国有林场24 年生杉木生态公益林为研究对象,通过Voronoi 图确定林分基本空间结构单元,确立各中 心木的邻近木,计算混交度、大小比数、聚集指数和林层指数,量化分析了群落的林分空间结构特征。结果表明:1) 群落内共存在9 种不同大小的空间结构单元,其中以1 株中心木与5 株邻近木的形式最为常见;2)林分平均混交 度为0.23,为弱度混交,不同树种间的相互隔离程度较低,空间配置较为简单;3)林木大小比数分布存在波动性变 化,乔木层树种稳定性大;4)林分平均聚集指数为1.01,林木水平分布格局正处于由团状分布向随机分布演替的过 渡阶段;5)林分平均林层指数为0.23,林木垂直方向上分层较为简单。
以福寿国有林场24 年生杉木生态公益林为研究对象,通过Voronoi 图确定林分基本空间结构单元,确立各中 心木的邻近木,计算混交度、大小比数、聚集指数和林层指数,量化分析了群落的林分空间结构特征。结果表明:1) 群落内共存在9 种不同大小的空间结构单元,其中以1 株中心木与5 株邻近木的形式最为常见;2)林分平均混交 度为0.23,为弱度混交,不同树种间的相互隔离程度较低,空间配置较为简单;3)林木大小比数分布存在波动性变 化,乔木层树种稳定性大;4)林分平均聚集指数为1.01,林木水平分布格局正处于由团状分布向随机分布演替的过 渡阶段;5)林分平均林层指数为0.23,林木垂直方向上分层较为简单。
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2022, 44(1): 38-47.
DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210143
摘要：
目的 核算我国森林资源碳储量和价值量，摸清我国森林资源家底，了解森林资源状况，合理制定林业发展规划。预测森林碳储量及碳汇潜力，提高森林经营管理水平，为我国实现碳达峰碳中和的林业发展目标提供参考。
方法 利用1973—2018年间9次森林资源清查数据，采用森林蓄积量法核算我国森林资源总碳储量及其变化情况，并按照不同林种分类核算森林资源的碳储量和价值量。采用GM（1,1）灰色预测模型和幂函数模型联合预测我国森林资源碳汇发展潜力，并通过构建林分单位面积生长量和碳储量的回归模型，分析不同经营管理水平下碳汇量的变化率。
结果 （1）40多年来中国森林资源单位面积蓄积量平均为73.56 m3/hm2，林木碳储量由1976年的51.96 × 108 t增加到2018年的87.90 ×108 t，年均增汇0.855 7 × 108 t/a，森林资源总碳储量（包括林木、林地和林下植被）由125.06 × 108 t增加到214.39 × 108 t；其中，人工林碳储量增速明显，年均增加5.05%。（2）我国林木碳储量价值量由1976年的1 482.09 × 108 元增加到2018年的8 823.85 × 108 元，年均增加174.80 × 108 元，年复合增长率达到4.34%；其中，人工林碳储量价值年均增长8.24%。（3）GM（1,1）灰色模型预测2030年森林碳储量达到100.13 × 108 t，2018—2030年年均增汇1.59 × 108 t/a，预计2030年森林蓄积量可达到210.80 × 108 m3；2060年中国森林碳储量将达到180.32 × 108 t，2018—2060年年均增汇2.36 × 108 t/a。幂函数模型预测，2030年中国森林碳储量达到108.00 × 108 t，2018 ~ 2030年平均年碳汇量为2.25 ×108 t/a，预计2030年森林蓄积量可达到227.38 × 108 m3；2060年中国森林碳储量达到212.27 × 108 t，2018—2060年年增汇3.12 × 108 t/a。（4）在近15年的森林碳储量平均基准上，森林经营管理水平提高5%，森林碳储量将增加4.30% ~ 6.86%；提高10%，森林碳储量将增加9.89% ~ 12.47%；提高15%，森林碳储量将增加15.48% ~ 18.09%；提高20%，森林碳储量将增加20.96% ~ 21.07%。
结论 在不考虑经济、政策等外部因素的影响下，基于森林生物量和蓄积量的变化，中国森林碳储量和价值量都是增加的。按照这个发展趋势，可以实现2030、2060年碳达峰碳中和时中国林业的预期发展目标。如果目前森林经营管理水平再提高，森林碳储量的变化率将逐步增加，碳汇潜力巨大。
5
2022, 44(10): 11-22.
DOI: 10.12171/j.1000-1522.20220183
摘要：
土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%，提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而，土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定（生化难分解性、矿物保护和团聚体保护）和形成（腐质化、微生物效率−基质稳定框架和微生物碳泵理论）的前沿理论和机制，在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展（Century模型、微生物模型和微生物−矿物模型），并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。
土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%，提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而，土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定（生化难分解性、矿物保护和团聚体保护）和形成（腐质化、微生物效率−基质稳定框架和微生物碳泵理论）的前沿理论和机制，在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展（Century模型、微生物模型和微生物−矿物模型），并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。
6
摘要：
为深入研究地表温度异质性机理,引入三维小气候模式ENVI-met 开展三维植被场景的温度场模拟。以离散 分布的山杨、侧柏和油松人工林场景为例,在实测的气象要素、土壤水分、植被结构、叶面积指数和组分温度等的基 础上,进行了敏感性分析和试验验证。敏感性分析结果表明:土壤相对湿度对模拟土壤温度场最为敏感,太阳辐射 比例因子对模拟植被温度场最为敏感。验证结果表明:ENVI-met 能准确模拟三维植被温度场的分布规律,模拟值 与实测值较为接近(最高R20.9,最小RMSE0.6 K)。
为深入研究地表温度异质性机理,引入三维小气候模式ENVI-met 开展三维植被场景的温度场模拟。以离散 分布的山杨、侧柏和油松人工林场景为例,在实测的气象要素、土壤水分、植被结构、叶面积指数和组分温度等的基 础上,进行了敏感性分析和试验验证。敏感性分析结果表明:土壤相对湿度对模拟土壤温度场最为敏感,太阳辐射 比例因子对模拟植被温度场最为敏感。验证结果表明:ENVI-met 能准确模拟三维植被温度场的分布规律,模拟值 与实测值较为接近(最高R20.9,最小RMSE0.6 K)。
7
2021, 43(5): 1-14.
DOI: 10.12171/j.1000-1522.20200237
摘要：
目的 建立全国单木材积生物量模型非常重要且必要。研究中国的森林碳储量变化及其碳汇能力对于估算区域碳收支和制定应对气候变化的森林管理政策具有重要意义。
方法 本文结合森林资源清查抽样总体和气候区差异的实际，利用全国森林资源清查22种主要树种的生物量建模实测数据，分别建立区域性单木生物量与材积回归模型，利用1949—2018年间11个时间段的森林资源清查和统计数据，系统测算出了近70年全国及各个区域森林碳储量和碳源汇能力，以期揭示出70年来我国森林碳储量的变化规律和原因以及对碳汇的相关贡献。
结果 研究结果表明：在1949—2018年间，林分、疏林等森林资源碳储总量由4.509 × 1012 kg增加到8.601 × 1012 kg，增加了90.74%，其中2014—2018年期间年均增长3.09%；林分碳储量由4.38 × 1012 kg增加到7.97 × 1012 kg，增加了81.97%；林分碳密度在1973—1976年时段最低为31.64 t/hm2，2014—2018年时段增加到44.30 t/hm2，但是仍然没有达到1949年的46.48 t/hm2；各区域的森林资源碳储总量都有不同程度的增加，尤其是华北区和东南沿海区增长较快，分别增加了145.91%和116.63%；全国及各个区域的森林碳储量和碳密度的变化规律基本呈现出先下降后增加的趋势。全国碳源汇的变化规律也与此基本相同，1981年之前，年均碳积累是负值，以碳源为主，1981年之后碳积累是正值，年均生物量碳汇0.122 × 1012 kg/a，且积累能力不断提高。林分生物量碳库在森林总碳库中占据主要地位，各期的全国林分碳储量占碳储总量的比例均在80%以上；由于我国人工林面积大量增加，碳累积增长速度很快，自20世纪70年代以来年均生物量碳汇为0.04 × 1012 kg/a；天然林在1989年前虽然碳累积为负值，但自我国实行天然林保护工程以来，天然林碳汇能力持续增强，是我国森林碳逐年累积的主要贡献者。
结论 随着我国全面实施天然林保护、生态修复和保护政策持续加强，同时中国现阶段以中幼龄林为主的森林已进入快速增长期，因此未来中国的森林碳汇潜力巨大。
8
2014, 36(4): 47-53.
DOI: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.012
摘要：
植物叶片的形态性状,如叶片大小、叶片形状和叶缘分裂程度等,是植物在长期进化过程中适应环境的结果, 与植物的基本功能有密切的关系。本文通过沿长白山海拔梯度对阔叶木本植物的叶片形态性状进行测定,分析了 气候对叶片形态性状的影响。结果表明:随着海拔的升高和温度的下降,叶片长度、叶宽、叶周长和叶面积减小,有 利于叶片降低热量损失;而叶缘分裂程度(周长蛐面积比)和叶片长宽比增加,增大了叶片边界层阻力,不仅可以降 低植物叶片水分蒸发和热量散失并适应低温环境,还可以提高叶片液流速度以加强叶片生理活动。此外,采用一 般线性模型和方差变异分离分析,探讨了气候条件和物种特性对叶片形态性状的相对解释力,结果表明:叶片形态 性状的变异在很大程度上由物种遗传特性所决定,其独立解释力为47.08% ~ 76.07%;环境因子对叶片形态性状 也有显著影响,但仅独立解释了1.22% ~3.82%的变异。
植物叶片的形态性状,如叶片大小、叶片形状和叶缘分裂程度等,是植物在长期进化过程中适应环境的结果, 与植物的基本功能有密切的关系。本文通过沿长白山海拔梯度对阔叶木本植物的叶片形态性状进行测定,分析了 气候对叶片形态性状的影响。结果表明:随着海拔的升高和温度的下降,叶片长度、叶宽、叶周长和叶面积减小,有 利于叶片降低热量损失;而叶缘分裂程度(周长蛐面积比)和叶片长宽比增加,增大了叶片边界层阻力,不仅可以降 低植物叶片水分蒸发和热量散失并适应低温环境,还可以提高叶片液流速度以加强叶片生理活动。此外,采用一 般线性模型和方差变异分离分析,探讨了气候条件和物种特性对叶片形态性状的相对解释力,结果表明:叶片形态 性状的变异在很大程度上由物种遗传特性所决定,其独立解释力为47.08% ~ 76.07%;环境因子对叶片形态性状 也有显著影响,但仅独立解释了1.22% ~3.82%的变异。
9
2022, 44(10): 1-10.
DOI: 10.12171/j.1000-1522.20220242
摘要：
“森林是碳库”生动释意了森林在国家生态安全和人类经济社会可持续发展中的战略地位。森林作为陆地生态系统的主体，其固碳是实现我国“双碳”愿景的重要路径。我国经过多年生态文明建设，森林碳储量逐年增加、森林碳汇功能得到较大提升，对全球森林碳汇功能的总体升高起到了积极的作用。然而，我国国土面积大、生境类型复杂，且长久以来秉持传统的森林经营管理理念与实践，在碳排放导致的全球气候急剧变化背景下如何进一步高效提升我国森林碳汇功能，以助力实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标，仍旧存在巨大挑战。本文以全球森林五大碳库的现状及其生物与非生物驱动因素为切入点，系统阐述森林野外调查和模型模拟等现代碳汇评估方法，着重梳理提升森林碳汇的潜在途径，以期为“双碳”目标下我国森林碳汇功能稳固持续提升提供理论参考。未来森林碳汇研究首先应着力于构建多尺度、全方位生态系统监测网络和综合评估体系；其次应构建森林全组分碳库综合分析框架，贯穿于森林碳汇的监测、评估和提升途径等各个环节，最大限度地消除全球森林碳汇强度和动态估算过程中的不确定性；最后建立可持续的林业碳金融市场，通过政策引导、建设复合型人才队伍和强化国际相关领域合作，为林业碳金融体系提质增效。
“森林是碳库”生动释意了森林在国家生态安全和人类经济社会可持续发展中的战略地位。森林作为陆地生态系统的主体，其固碳是实现我国“双碳”愿景的重要路径。我国经过多年生态文明建设，森林碳储量逐年增加、森林碳汇功能得到较大提升，对全球森林碳汇功能的总体升高起到了积极的作用。然而，我国国土面积大、生境类型复杂，且长久以来秉持传统的森林经营管理理念与实践，在碳排放导致的全球气候急剧变化背景下如何进一步高效提升我国森林碳汇功能，以助力实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标，仍旧存在巨大挑战。本文以全球森林五大碳库的现状及其生物与非生物驱动因素为切入点，系统阐述森林野外调查和模型模拟等现代碳汇评估方法，着重梳理提升森林碳汇的潜在途径，以期为“双碳”目标下我国森林碳汇功能稳固持续提升提供理论参考。未来森林碳汇研究首先应着力于构建多尺度、全方位生态系统监测网络和综合评估体系；其次应构建森林全组分碳库综合分析框架，贯穿于森林碳汇的监测、评估和提升途径等各个环节，最大限度地消除全球森林碳汇强度和动态估算过程中的不确定性；最后建立可持续的林业碳金融市场，通过政策引导、建设复合型人才队伍和强化国际相关领域合作，为林业碳金融体系提质增效。
10
2021, 43(9): 1-13.
DOI: 10.12171/j.1000-1522.20210107
摘要：
近年来，随着气候变化和人类活动的加剧，全球森林面积持续减少、质量下降，生态环境事件频发，森林健康的问题受到前所未有的关注，已经成为生态文明战略的重要组成部分。我国森林资源持续增长，但同时也面临一些问题，如：造林结构单一、林分质量不高、生态稳定性弱等，如何系统准确评价其森林健康状况仍然是当前难点。相对于传统地面调查方法，遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度等优势，并且随着高分遥感和人工智能等技术的飞速发展，大幅提高了解决森林健康评价难题的能力。为系统评估新型遥感技术应用于评价森林健康的潜力，本文在文献分析基础上，指出了现有路径和方法，具体包括：（1）通过文献计量学方法分析并明确了森林健康评价的4大核心内容（活力、组织结构、抵抗力和恢复力）和4大关键问题（树种分类、林木活力、林业有害生物、干旱胁迫）。（2）从不同尺度（单木−林分−生态系统−景观）、不同平台（近地面遥感−航空遥感−卫星遥感）和不同传感器（包括RGB相机、多/高光谱相机、激光雷达、热红外相机、微波雷达和叶绿素荧光扫描仪）3个角度，系统梳理现有遥感技术的优缺点。（3）围绕4个关键问题，阐述近年来应用遥感技术评价森林健康的路径和方法。进一步，本文指出了包括多数据源融合分析、森林健康监测网络与近地面遥感、森林健康大数据应用在内的挑战与机遇，以期为我国森林资源智慧管理提供参考。
近年来，随着气候变化和人类活动的加剧，全球森林面积持续减少、质量下降，生态环境事件频发，森林健康的问题受到前所未有的关注，已经成为生态文明战略的重要组成部分。我国森林资源持续增长，但同时也面临一些问题，如：造林结构单一、林分质量不高、生态稳定性弱等，如何系统准确评价其森林健康状况仍然是当前难点。相对于传统地面调查方法，遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度等优势，并且随着高分遥感和人工智能等技术的飞速发展，大幅提高了解决森林健康评价难题的能力。为系统评估新型遥感技术应用于评价森林健康的潜力，本文在文献分析基础上，指出了现有路径和方法，具体包括：（1）通过文献计量学方法分析并明确了森林健康评价的4大核心内容（活力、组织结构、抵抗力和恢复力）和4大关键问题（树种分类、林木活力、林业有害生物、干旱胁迫）。（2）从不同尺度（单木−林分−生态系统−景观）、不同平台（近地面遥感−航空遥感−卫星遥感）和不同传感器（包括RGB相机、多/高光谱相机、激光雷达、热红外相机、微波雷达和叶绿素荧光扫描仪）3个角度，系统梳理现有遥感技术的优缺点。（3）围绕4个关键问题，阐述近年来应用遥感技术评价森林健康的路径和方法。进一步，本文指出了包括多数据源融合分析、森林健康监测网络与近地面遥感、森林健康大数据应用在内的挑战与机遇，以期为我国森林资源智慧管理提供参考。
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