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2021年  43卷  第3期

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摘要:
林学
摘要:
  目的  林分水平的蓄积量、生物量和碳储量模型或数表,是开展森林资源规划设计调查的必备计量工具。研建东北林区10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,既是方法学探索,也为生产实践提供参考成果。  方法  基于东北林区云冷杉林、落叶松林、红松林、樟子松林、栎树林、桦树林、杨树林、榆树林、椴树林和水胡黄林10种主要森林类型的2 000个样地的实测数据,分别利用非线性独立回归估计、非线性误差变量联立方程组和含哑变量的非线性误差变量联立方程组方法,建立了林分水平的蓄积量、生物量和碳储量模型。  结果  基于全部样地通过误差变量联立方程组方法建立的蓄积量、生物量和碳储量总体平均模型,其确定系数分别为0.945、0.805和0.839,而包含森林类型参数的蓄积量、生物量和碳储量哑变量模型,其确定系数分别达到0.959、0.949和0.951。10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,确定系数(R2)都在0.86以上,平均预估误差(MPE)都在3%以内,平均百分标准误差(MPSE)大多数在10%以内。蓄积量模型的R2在0.876 ~ 0.980之间,MPE在0.90% ~ 1.95%之间,MPSE在5.14% ~ 11.89%之间;生物量模型的R2在0.864 ~ 0.988之间,MPE在0.66% ~ 2.07%之间,MPSE在3.61% ~ 11.60%之间;碳储量模型的R2在0.866 ~ 0.988之间,MPE在0.67% ~ 1.96%之间,MPSE在3.65% ~ 11.57%之间。  结论  不同森林类型的蓄积量主要取决于林分断面积和平均高,生物量主要取决于蓄积量和林分平均高。含哑变量的非线性误差变量联立方程组方法,是建立林分水平储量模型系统的可行方法。本研究所建立的东北地区10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型,其预估精度达到森林资源规划设计调查技术规定要求,可以在实践中推广应用。
摘要:
  目的  本文使用分位数回归和分位数组合对枝下高进行建模和预测,为单木枝下高模型的构建提供新的思路和方法。  方法  利用大兴安岭新林区4个林场的兴安落叶松天然林实测数据,采用非线性回归构建枝下高基础和广义模型并分别扩展到分位数回归。使用三分位数组合(\begin{document}$\tau {\text{ = }}$\end{document} 0.1, 0.5, 0.9)、五分位数组合(\begin{document}$\tau {\text{ = }}$\end{document} 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9)、九分位数组合(\begin{document}$\tau {\text{ = }}$\end{document} 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9)和4种抽样设计(抽最大树、抽最小树、抽平均木、随机抽取)进行预测,比较不同分位数组合的预测效果并分析不同抽样设计对预测精度的影响。同时使用双重交叉检验对非线性回归、最优位数回归和最优分位数组合进行比较。模型拟合和检验的评价指标主要包括平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPE)和调整确定系数(\begin{document}${{R}}_{{\rm{adj}}}^2$\end{document})。  结果  (1)无论是非线性回归还是分位数回归,广义模型的拟合MAE较基础模型可降低6% ~ 12%,RMSE可降低6% ~ 10%,检验效果也优于基础模型。枝下高与胸径呈负相关、与样地优势高和每公顷断面积呈正相关。(2)中位数回归在所有分位数中拟合能力最好,且效果与非线性回归相似。分位数回归可以描述枝下高的分布。(3)3种分位数组合都可以对枝下高模型进行预测且效果相差不大,三分位数组合就可以满足枝下高的预测精度。中位数回归的交叉检验结果与非线性回归相似,三分位数组合的预测能力最优,MAE和MPE较非线性回归和中位数回归分别下降了20%和4%左右,\begin{document}${{R}}_{{\rm{adj}}}^2$\end{document}提高了16%左右。(4)基础和广义分位数组合的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。  结论  本研究基于三分位数组合(\begin{document}$\tau {\text{ = }}$\end{document} 0.1, 0.5, 0.9)的枝下高模型可以提高预测精度,具体应用基础和广义分位数组合模型的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用分位数组合时,推荐在样地中抽取5 株平均木对枝下高进行预测。
摘要:
  目的  在管道模型假说和前期提出的树木年轮水分输导模式基础上,从理论和应用两个层面探讨了长白落叶松树冠生产力结构及4种落叶松的叶生物量估测模型,期望为树冠生产力评价和树木年轮水分输导模式研究提供理论与技术支持。  方法  利用不同林龄和不同种落叶松树冠解析、生物量调查及树干染色试验数据,基于管道模型和树木年轮水分输导模式分析树冠生产力结构、构建叶生物量估测模式,并对不同年龄、不同种落叶松筛选出的估测变量及估测效果进行对比分析。  结果  (1) 11年林龄的长白落叶松,胸高处当年生年轮断面积占该处具备水分输导能力的总断面积的19.64%,却供养了整个树冠最外侧29.8%的叶面积(指在当年生枝条上着生的叶面积),说明当年生年轮水分输导的速率显著快于其他年轮。(2)基于管道模型和树木年轮水分输导模式得出树木枝条叶生物量、叶面积的多少受到枝条基部水分的输导能力及机械支撑能力的综合影响,其估测自变量可区分为二类,一类是与枝生物量有关的变量,另一类是与枝条基部水分输导能力有关的变量。(3)基于两类变量构建的4种落叶松叶生物量估测标准回归模型具有极高的估测精度。(4)为了便于应用,提出了简化的叶生物量二元线性估测模型,对于4种落叶松的估测效果达到了极显著相关水平。(5)构建了4种落叶松的叶生物量与枝条基部断面积的一元线性回归模型,对模型的截距和斜率进行差异显著性分析发现,兴安落叶松与其他3种落叶松均差异极显著,日本落叶松与华北落叶松也达到了差异极显著的水平,而华北落叶松与长白落叶松差异不显著。这一结果反映了4种落叶松在树冠形态上的不同。  结论  管道模型和树木年轮水分输导模式理论及其推论在树木生产力结构研究和生产力评价方面具有较高的应用前景。据此可将枝条叶生物量的估测变量区分为两类,即与枝生物量有关的变量和与枝条水分输导能力有关的变量。提出了叶生物量估测的标准回归模型和简化回归模型,该模型对4种落叶松的估测精度均达到了极显著相关水平。
摘要:
  目的  查尔酮合酶(CHS)是苯丙烷途径的限速酶之一,在植物次生代谢物的合成中起着重要的作用。本研究通过对栾树CHS 基因进行克隆与生物信息学分析,以及分析栾树 CHS 基因表达与类黄酮合成的关系,期望为后续深入研究栾树类黄酮代谢途径其他相关基因、 CHS 基因家族以及锦叶栾呈色机制提供参考。  方法  以栾树叶片为材料,采用RT-PCR技术进行查尔酮合酶基因的克隆并进行生物信息学分析;通过实时定量PCR(qRT-PCR)技术分析 CHS 基因在栾树不同组织以及在5月、7月、9月的栾树和锦叶栾叶片中的表达模式;通过代谢组测定筛选出栾树与锦叶栾的类黄酮差异代谢物。  结果  克隆获得两个 CHS 基因的全长DNA,命名为 KpCHS1 和 KpCHS2 。其中 KpCHS1 序列全长为2 492 bp,ORF为1 173 bp,编码含有390个氨基酸的蛋白质; KpCHS2 序列全长为1 321 bp,ORF为1 182 bp,编码含有393个氨基酸的蛋白质;进一步的序列比对和系统发育分析表明,KpCHS1和KpCHS2蛋白高度同源,具有四个CHS特异性保守基序和一个查尔酮合成酶活性位点; KpCHS1 和 KpCHS2 在栾树根、茎、叶、种子中都普遍表达,其中, KpCHS2 在种子中的表达量最高, KpCHS1 在叶片中表达量高,而在根和茎中,两个基因的表达量相似且较低;表达模式分析显示,在栾树和锦叶栾叶片中,随着月份增加, KpCHS1 的表达量呈现出下降的趋势,而 KpCHS2 表达量未表现出明显的规律。在7月份的叶片样本中, KpCHS1 基因在锦叶栾中表达量显著高于栾树;代谢组结果显示,山奈酚-7-O-葡萄糖苷、7-羟基香豆素、槲皮素-3β-D-葡萄糖苷、以及类黄酮生物合成途径重要的中间产物山萘酚、柚皮苷等黄酮类物质在锦叶栾叶中含量显著升高。  结论   KpCHS1和KpCHS2属于栾树查尔酮合酶家族并且高度同源,但在系统进化树上分布在很远分支上,推测这两个蛋白在氨基酸活性催化功能上可能存在较大差异;KpCHS1和KpCHS2在根、茎、叶、种子中均有表达,且在叶和种子中较高。研究结果初步显示,KpCHS1基因与栾树类黄酮的生物合成高度相关。
摘要:
  目的  长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸、无蛋白质编码能力或编码能力极低的转录本,已有研究表明,lncRNA是植物胁迫反应中关键的调控因子之一。本研究拟对刚毛柽柳SAIR6长链非编码RNA是否具有提高刚毛柽柳的耐盐能力进行分析,为阐明刚毛柽柳lncRNA响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物lncRNA响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  本研究从盐胁迫下刚毛柽柳转录组中筛选出一条差异表达的lncRNA-224223.1,将其命名为ThSAIR6。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫下刚毛柽柳叶组织中ThSAIR6的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析ThSAIR6的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-ThSAIR6),利用农杆菌介导的高效遗传瞬时转化体系,获得ThSAIR6瞬时过表达及对照刚毛柽柳植株。在盐胁迫下分别对ThSAIR6瞬时过表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,判断ThSAIR6是否能提高刚毛柽柳的耐盐能力。  结果  qRT-PCR结果表明,在盐胁迫24 h后,ThSAIR6在刚毛柽柳植株中的表达量显著上升(P < 0.05),说明该lncRNA能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明,ThSAIR6在刚毛柽柳中过表达能够使H2O2\begin{document}$ {\rm{O}}_{\rm{2}}^{ {-} {\text{•}}} $\end{document}的含量显著降低(P < 0.05),使POD、SOD的酶活性显著增强(P < 0.05);同时降低刚毛柽柳组织中的死亡细胞数量、电解质渗透率及失水率。  结论  刚毛柽柳SAIR6长链非编码RNA能响应盐胁迫;在盐胁迫下,ThSAIR6过表达显著减轻了植物组织细胞的受损程度,增强了POD、SOD酶活性,降低了植株内H2O2\begin{document}$ {\rm{O}}_{\rm{2}}^{ {-} {\text{•}}} $\end{document}的含量,提高了活性氧(ROS)清除能力,有效提高了刚毛柽柳的耐盐能力。
摘要:
  目的  在北京地区绿化率需求提升和水资源短缺背景下,城市绿化与城市生产、生活用水矛盾日益尖锐。因此,探寻城市绿化树种对干旱生境的响应机制,筛选低耗水、高水分利用的园林绿化树种,成为北京高质量城市森林景观建设的重要需求。  方法  该研究以北京地区落叶树种银杏、栾树、国槐和常绿树种侧柏、油松和白皮松盆栽幼树为研究对象,基于碳稳定同位素技术与树种生理参数观测分析3种干旱胁迫处理下(50% ~ 70%土壤田间持水量(FC)(轻度干旱SLD);30% ~ 50% FC(中度干旱MD);低于30% FC(重度干旱ED))树种瞬时水分利用效率(WUEi)和平均水分利用效率(WUEL)差异。  结果  (1) 与对照处理(90% ~ 100% FC,CK)相比,银杏、栾树、国槐和侧柏的光合能力、WUEi在土壤体积含水量(SWC)小于70%条件下显著减小(P < 0.05),而油松、白皮松WUEi在水分胁迫作用下无显著变化。(2) MD与ED下,常绿树种WUEL均显著高于落叶树种(P < 0.05)。在ED处理下3种落叶树种间WUEL存在显著差异,排序为国槐 > 栾树 > 银杏(P < 0.05)。银杏、栾树在SLD、侧柏、油松在MD时分别达到各自WUEL峰值后下降;而在土壤逐渐干旱处理下,国槐、白皮松WUEL逐渐增大,且在ED处理下分别比CK增加了44.19%和30.35%(P < 0.05)。(3) 比较不同树种光合荧光参数分别与WUEi、WUEL之间的相关关系发现,落叶树种银杏、栾树和国槐的气孔导度(gs)影响其光合、蒸腾过程(P < 0.01),对WUEi影响较大;而常绿树种侧柏、油松和白皮松gs对土壤水分变异不敏感(P > 0.05),对WUEi影响较小。在MD和ED水分胁迫条件下常绿树种WUEL均高于落叶树种。  结论  北京典型常绿树种比落叶树种更能优化光合性能,提高自身水分利用效率以适应干旱生境。
摘要:
  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的影响,对不同处理下CO2通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱−气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型(白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林)土壤CO2通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO2通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平(P > 0.05)。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO2通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平(P < 0.05),但樟子松林则下降了0.68%(P > 0.05)。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO2通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林(P < 0.05)。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO2通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO2排放和生态环境保护都有着重大的作用。
摘要:
  目的  森林地下火是一种缓慢、无焰、持续时间长的阴燃,对森林危害极大。大兴安岭地区是我国森林地下火频发区域,研究不同加热时间和腐殖质粒径对地下火垂直燃烧的影响,旨在为该地区森林地下火的预防、监测、扑救提供参考。  方法  以大兴安岭地区典型林型兴安落叶松林为研究对象,根据室内控制模拟点烧实验数据,使用SPSS进行双因素方差分析,Origin软件绘图,研究3种加热时间和5种腐殖质粒径对地下火垂直燃烧过程中蔓延速度和不同深度最高温度的影响。  结果  森林地下火垂直燃烧过程中,深度3 cm处燃烧最高温度只受加热时间的影响且差异显著(P < 0.05),而腐殖质粒径对其的影响则差异不显著(P > 0.05);深度6 cm处的燃烧最高温度分别受加热时间(P < 0.05)和腐殖质粒径(P < 0.05)的影响;当深度大于6 cm后燃烧的最高温度则只受腐殖质粒径的影响并且差异显著(P < 0.05)。森林地下火垂直燃烧过程中的蔓延速度则只受腐殖质粒径的影响,不同腐殖质粒径之间的蔓延速度存在显著差异(P < 0.05)。  结论  森林地下火垂直燃烧3和6 cm处的最高温度随着加热时间的增加而升高,加热2 h时的燃烧温度最高;垂直燃烧深度9~21 cm时,腐殖质粒径40目的燃烧温度最高;不同腐殖质粒径对森林地下火垂直燃烧蔓延速度的影响中,腐殖质粒径20目的蔓延速度是最快的;腐殖质粒径60目时,是地下火燃烧过程中的临界,燃烧的最高温度和蔓延速度都较低。
摘要:
  目的  凋落物层是森林生态系统的重要组分,研究其养分的空间分布特征对于维持森林生态环境和可持续经营具有独特且关键的意义。  方法  以温带云冷杉混交林为研究对象,基于等距离网格布点法对4块1 hm2的固定样地进行林分调查和凋落物收集,测定分析半分解(F)层和完全分解(H)层凋落物样品各400个,采用地统计分析和克里格插值方法探究不同分解程度凋落物的养分特征和空间分布及其影响因素。  结果  (1)天然云冷杉针阔混交林F层凋落物的有机碳(OC)、全氮(TN)及全磷(TP)含量分别为421.68、18.86和1.26 g/kg,而在H层中分别为350.78、17.80和2.68 g/kg,OC和TN均随分解程度的增加而减小,TP随分解程度的增加而增加;各样地凋落物OC、TN和TP变异系数范围为10.94% ~ 65.63%,其中F层凋落物OC和TP的空间变异程度较H层小。(2)凋落物OC、TN和TP的空间异质性在森林群落尺度上均主要受结构性因素影响,空间自相关性较强;各样地凋落物OC、TN和TP呈明显的条带状和斑块状梯度性分布,且F和H层OC在同一样地内表现为相似的空间格局,而F层TN和TP高值出现的位置在H层往往较低;F层凋落物OC和TP的分形维数较H层大,其空间结构特征较复杂,而F层凋落物TN较H层具有更好的结构性,空间依赖性较强。(3)H层凋落物OC和TN与凋落物现存量均呈显著负相关(P < 0.05),且受持水率影响显著,而TP与凋落物现存量呈显著正相关;凋落物OC、TN和TP及其生态化学计量比之间具有显著的相关关系。F层凋落物TN和TP受生物多样性指数和物种数等指标的显著影响,而H层主要受到针叶树种及株数比例的显著影响,林分特征对OC的影响较TN和TP小。  结论  温带天然云冷杉针阔混交林凋落物层养分空间分布特征受凋落物性质(分解程度和持水率等)和林分结构(树种和林分密度等)因子的共同作用。
摘要:
  目的   研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。   方法   采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局(2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局)的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。   结果   (1)植被具有良好的蓄水减沙效益,植被的减沙效益为47.44% ~ 91.67%,蓄水效益为25.67% ~ 62.94%,植被的减沙能力强于蓄水能力。(2)植被格局对坡面的产流产沙量均有显著性影响(P < 0.05),试验所设置的几种格局的蓄水减沙效益依次为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局。块状镶嵌格局水土保持效果最佳。(3)不同植被格局的产流过程均呈现“快速上升—相对稳定”的趋势,植被格局有助于延迟坡面径流峰值的出现时间。(4)植被斑块的破碎化指数与侵蚀产沙呈反比,植被斑块破碎化程度越高,侵蚀产沙量越低,蓄水减沙效益越好。(5)不同植被格局的入渗系数为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局 > 裸地,Horton模型对不同植被格局土壤入渗的拟合效果较好。   结论   通过以上研究发现,块状镶嵌格局的蓄水减沙效益明显优于裸地和顺坡带状格局,因此在水资源有限的黄土区,可以采取植被与裸地交替分布的方式种植植被,以达到蓄水、减沙效益最大化。
摘要:
  目的  对生态环境与产业发展耦合协调关系进行研究,有助于规划者从生态学角度宏观把握京津冀协同发展趋势,为规划与管理提供科学依据。  方法  该研究基于MSPA和InVEST模型分析了京津冀地区2000—2017年生态基础设施、生境质量和产业发展变化特征,并采用耦合协调模型对该地区三者的耦合协调性进行综合分析,最后利用灰色预测模型预测京津冀不同区域未来五年耦合协调度。  结果  (1)京津冀地区生态基础设施水平整体偏低,连通性较差;生境质量空间差异显著,整体生境质量0.450,水平不高;(2)西北部生态涵养区的农林牧渔业发展稳定,津冀工业长期处于主导地位,东部滨海发展区交通运输、仓储和邮政业和京津金融业发展实力较强;(3)京津冀地区耦合协调度主要处于轻度失调到初级协调状态之间,空间差异明显。其中,南部功能拓展区耦合协调度最高,而西北部生态涵养区耦合协调度最低。(4)未来5年京津冀地区耦合协调度均将有所提升,但中部核心功能区仍将处于濒临失调状态,北京和东部滨海发展区仍将处于勉强协调状态,是未来需要优化的重点区域;天津耦合协调度将由勉强协调转变为初级协调,西北部生态涵养区耦合协调度将由濒临失调转变为初级协调,是具有协调发展潜力的区域;南部功能拓展区耦合协调类型将转变为中级协调,是发展速度最快的区域。  结论  该研究通过评估京津冀区域生态基础设施−生境质量−产业发展的耦合协调性,并分析预测具有协同发展潜力的重点区域,为未来京津冀协同发展提供依据,并为其他城市群范围内生态建设和产业发展评估提供重要参考。
风景园林
摘要:
  目的  城市市域范围绿色空间生态系统服务价值的量化评估是国土空间规划中重要的工作基础,在价值测度的基础上对其进行演变预测,更有助于规划者了解并衡量城市市域范围内现有生态存量与未来发展趋势和潜在问题,从而预先进行规划回应。  方法  为明确承德市域土地空间利用演变对区域生态系统服务价值的影响,结合RS与GIS技术,对承德市市域范围内土地利用/覆被变化(Land Use/Land Cover Change, LUCC)演变特征进行分析,同时利用单位面积价值当量因子法对承德市域范围生态系统服务价值进行测算,在此基础上运用CA-MARKOV模型预测2026年承德市域土地利用演变趋势和生态空间存量和生态系统服务价值变化情况。  结果  承德市域生态系统服务价值总体呈现明显下降趋势。1980—2018年间(1980、1990、2000、2010、2018年,共5期)承德市域生态系统服务价值总量分别为1 038.51亿、1 035.93亿、1 036.09亿、1 009.71亿、999.36亿元。同时,模拟结果显示,2026年承德市域预测服务价值仍将处于下降趋势,价值降幅约为9.97亿元。  结论  承德市域生态系统服务价值空间维度呈现明显斑块状分布,核心服务功能集中在西北部和南部林地区域,时间维度出现显著功能缩减,核心缩减区域集中在各市县已建成区边缘区域。本研究从空间分布、时间演变和发展预测等多方面总结了承德市域生态系统服务功能演变和空间变化规律,从而为承德市域后续国土空间发展规划和管控策略的拟定提供依据。
摘要:
  目的  以北京市花岗岩与白云岩山体为研究地,探究不同基岩条件下植物群落的差异性,为北京市花岗岩与白云岩山体植被修复提供科学依据。  方法  实验分别选择花岗岩与白云岩山体各3座,通过样方调查,从物种构成、生物多样性、海拔梯度特征、相似性系数等方面对两种不同基岩的山体植物群落特征进行分析。  结果  (1)花岗岩山体植被共计188种,隶属61科148属;白云岩山体植被共计95种,隶属38科80属;均以禾本科、蝶形花科、菊科为优势科,是两种基岩山体重要的植物修复种植资源来源。(2)采用对不同生活型分别进行测度的方法,得出北京市两种基岩山体植被之间乔木层、灌木层、草本层的优势种,可作为山体修复的重要材料。(3)对比花岗岩山体内部植物群落特征,发现彼此之间不具有一致性;对比白云岩山体内部植物群落特征,发现具有较高一致性。对比花岗岩、白云岩山体植物群落特征发现具有较高一致性。  结论  不同花岗岩与白云岩山体的植物群落物种在优势科属上具有一致性,是花岗岩与白云岩山体生态修复的重要植物资源。通过比较各山体间的相似性,表明进行花岗岩山体植物修复时不能一概而论,应注意区分不同立地条件;而针对白云岩山体,则可以采用类似的方法和植物种类进行修复。
林业工程
摘要:
  目的  木材防腐处理是延长木材使用寿命,减少森林砍伐,保护生态环境的有效方法。本研究对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂、碘代丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)和4,5-二氯正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)的防腐性能进行了系统测试,旨在筛选出生态友好型木材防腐制剂,丰富木材防腐剂体系。  方法  采用抑菌圈法测试嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、IPBC和DCOIT这5种候选药剂对白腐菌和褐腐菌的抑菌活性,优选出高活性药剂;将筛选出的药剂制备成水基化制剂处理辐射松和毛白杨边材,通过室内耐腐试验探究不同载药量水平下处理材的耐腐性能。  结果  抑菌圈试验结果显示:嘧菌酯、吡唑醚菌酯、DCOIT和IPBC对褐腐菌和白腐菌的抑制效果均较好,其中吡唑醚菌酯和IPBC抗菌效果优于对照药剂丙环唑。防腐处理的辐射松试材对白腐菌和褐腐菌的抑菌测试中,载药量约为0.21 ~ 0.46 kg/m3的嘧菌酯处理材和吡唑醚菌酯处理材的质量损失率分别在3.1% ~ 7.9%和3.5% ~ 7.8%,载药量约为0.22 ~ 0.45 kg/m3的IPBC处理材的质量损失率在0.9% ~ 5.6%。所有药剂处理的毛白杨试样,在各载药量水平下比未处理试样的耐腐朽性能有很大提高,但它们的质量损失率仍然较大,对毛白杨防腐处理不建议使用此类防腐剂。  结论  本研究中制备的吡唑醚菌酯和嘧菌酯制剂与对照药剂丙环唑抗菌效果相当,IPBC制剂抗菌效果优于丙环唑,均可作为新型木材防腐剂进一步开发利用。
摘要:
  目的  探究褐腐初期,腐朽菌定植对木材颜色、微观形貌以及化学成分的影响,为进一步探究木材褐腐初期降解机理提供理论基础。  方法  对南方松边材进行不同时长的密黏褶菌腐朽处理,利用场发射扫描电子显微镜对腐朽材的微观结构进行表征,探究褐腐菌进入木材内部的通道。同时,利用色差仪、傅里叶红外光谱、X射线能谱表征木材在不同腐朽阶段的质量损失、颜色变化、化学成分、官能团变化和结晶度变化等。  结果  腐朽过程中木材明度降低,总色差增加,整体上有偏红褐色的趋势。菌丝通过射线薄壁细胞、纹孔和管胞等细胞结构进入木材内部,并于褐腐20 d内基本完成初期定植。褐腐初期质量损失主要是由半纤维素降解导致,而纤维素降解缓慢。此时,纤维素结晶区的晶格间距降低(3.962 Å),相对结晶度增至最大(47.02%),阻碍了对褐腐菌的降解,因而此后木材质量损失增速减缓。  结论  在南方松木材的褐腐初期,菌丝通过纹孔、射线薄壁细胞和管胞等结构进入木材,细胞壁中的半纤维素优先严重降解,结晶纤维素的晶格间距减小且相对结晶度增加,这一理论研究有助于进一步探究木材的初期褐腐降解机理,同时为木材防腐保护提供理论基础。
摘要:
  目的  榫卯结构尺寸的确定是编写榫卯数控加工代码的前提,也是实现榫卯数控加工的基础,但现有的通过反复修改榫卯几何模型确定榫卯尺寸的方式,效率低、难度高,严重影响了榫卯数字化加工的发展。因此,有必要设计一种榫卯尺寸智能化确定的方法。  方法  以改良型格肩榫为例,首先利用参数化的设计思想,建立格肩榫的数学模型并提取了格肩榫尺寸参数;然后根据榫卯装配体零件的特征,基于装配约束,从位置关系和配合关系两个角度,建立格肩榫尺寸参数间的关系函数;再基于工艺约束,从数控加工方式、市场调研结果和工艺知识这3个方面,确定部分尺寸的取值范围和预设参考值,并建立尺寸参数与工艺约束间的关联函数;最后,以零件的断面尺寸为输入参数,整合关联函数、取值范围和预设参考值,建立尺寸参数关联函数表。  结果  通过建立榫卯数学模型,提取了榫卯各类尺寸参数;根据榫卯装配和工艺约束,成功建立了榫卯尺寸参数间的函数关联,并获取了尺寸参数的取值范围和预设推荐值;通过建立尺寸参数关联函数表,实现了只需输入榫卯零件的断面尺寸,系统就可以自动输出榫卯其他尺寸参数值。  结论  在装配和工艺两方面综合约束函数基础上建立的榫卯尺寸智能确定方法,是对榫卯工艺知识的数字化整理和重用,不仅能实现榫卯尺寸的智能确定,也为实现榫卯乃至实木加工的智能制造提供了基础条件。