目的: 研究重庆金佛山3种喀斯特森林群落(常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和常绿阔叶林)木本植物种子雨和土壤种子库的组成、动态、空间分布格局及幼苗萌发情况，揭示喀斯特森林的更新潜力与发展方向，为喀斯特森林管理提供理论依据。方法: 在每种林型中随机设置9个种子雨收集器，从种子下落初始到结束，每15天收集1次，共收集8次。同时在每种林型中随机挖取6个土壤种子库样方，分枯落物层、0~2 cm土层和2~5 cm土层取样，对种子雨、种子库所收种子进行分类鉴别，并分别统计完整、虫蛀、残缺和霉腐4类种子的数量，应用氯化三苯四氮唑(TTC)染色法对所有完整种子进行活性鉴定。采用样方法调查幼苗种类和数量。结果: 3种林型种子雨的下落时间和高峰期时间基本一致；常绿阔叶林种子雨强度最大(1 453颗·m-2)，其次为落叶阔叶林(486.11颗·m-2)，常绿落叶阔叶混交林(152.22颗·m-2)最低，林型间种子雨强度差异显著(P<0.05)；3种林型种子雨中活性种子占比(活性种子数量占完整种子数量的比例)差异显著(P<0.05)，表现为常绿阔叶林(55.41%)>常绿落叶阔叶混交林(47.41%)>落叶阔叶林(44.44%)；种子雨中的虫蛀、残缺和霉腐种子占种子雨总量的比例均表现为常绿落叶阔叶混交林>常绿阔叶林>落叶阔叶林；在不同时期(8月和12月)，土壤种子库总储量差异显著(P < 0.05)，均表现为常绿阔叶林>常绿落叶阔叶混交林>落叶阔叶林；在种子雨下落前(8月)，3种林型的种子均集中分布在0~2 cm土层，其次是2~5 cm土层，枯落物层最少，但在种子雨下落后(12月)，常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林表现为0~2 cm土层>枯落物层>2~5 cm土层，落叶阔叶林表现为枯落物层>0~2 cm土层>2~5 cm土层；3种林型中幼苗数量差异显著，落叶阔叶林最多，其次是常绿落叶阔叶混交林，最后是常绿阔叶林(P<0.05)；3种林型的种子雨、土壤种子库及幼苗间的物种相似性均较低，种子雨和土壤种子库的物种组成相似性系数在常绿阔叶林中最高，在落叶阔叶林中最低，种子雨和幼苗的物种组成相似性系数在落叶阔叶林中最高，在常绿阔叶林中最低，土壤种子库和幼苗的物种组成相似性系数在3种林型均很低。结论: 金佛山喀斯特森林木本植物的种子雨强度、土壤种子库储量较大，且活性种子占比较高，该地区森林群落有较强更新基础与潜力。但种子雨、土壤种子库及幼苗数量在不同林型中均差异显著。木本植物幼苗在落叶阔叶林下最多，而在种源最充足的常绿阔叶林下最少，说明郁闭度高、土壤含水量低的生境不利于幼苗更新。管理喀斯特森林时，需重视林型差异对幼苗更新的影响，合理规划林分结构，改善林下光照、枯落物和土壤条件，降低种子损耗，为木本植物种子萌发、幼苗建立提供良好条件，从而促进喀斯特森林更新与恢复。
目的: 分析江西武夷山南方铁杉林主要树种叶片养分含量，阐明不同生活型(落叶树种和常绿树种)树种新鲜叶和凋落叶养分化学计量特征与养分再吸收效率，为揭示南方铁杉林主要树种叶片养分含量及再吸收效率对植物生活型的响应机制提供理论依据。方法: 采集南方铁杉天然林内主要树种的新鲜叶和凋落叶，测定叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量，计算其化学计量比和养分再吸收效率，采用标准化主轴回归估计方法对南方铁杉林主要树种新鲜叶与凋落叶中N、P含量的异速生长关系进行研究，分析生活型对叶片N、P含量之间关系的影响。结果: 1) 南方铁杉天然混交林中，落叶和常绿两生活型树种间的新鲜叶C含量无显著差异，但落叶树种N和P含量均显著高于常绿树种(P < 0.05); 但两生活型树种间的凋落叶C、N、P含量均无显著差异。2)新鲜叶C ∶N和C ∶P均表现为落叶树种显著低于常绿树种(P < 0.05)，但N ∶P在两生活型树种间差异不明显; 凋落叶C ∶N、N ∶P和C ∶P均显著大于新鲜叶，但其在两生活型树种间差异不明显。3)常绿树种新鲜叶N与P含量间存在显著正相关关系; 常绿树种与落叶树种凋落叶N与P含量显著正相关(P < 0.05)，但斜率差异不显著(P = 0.60)，斜率为0.73; 凋落叶N含量与新鲜叶N含量显著正相关(P < 0.05)，但凋落叶P含量与新鲜叶P含量无显著相关性。4)落叶树种与常绿树种间叶片N、P再吸收效率差异不明显，二者均有较高的P再吸收效率。结论: 落叶树种新鲜叶N、P含量显著高于常绿树种，两生活型树种间的N、P再吸收效率无显著差异。生活型对凋落叶N和P含量相关关系斜率未产生影响; 不同生活型树种叶片养分含量存在显著差异; 不同生活型树种具有不同的养分获取策略。
目的: 探究青海黄土高寒区4种典型人工林树木(针叶和阔叶2种生活型)叶片的有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量和化学计量特征，及其随生长季阶段(Ⅰ：5月15日—6月15日; Ⅱ：6月15日—7月15日; Ⅲ：7月15日—8月15日)和坡位的变化，为指导青海高寒森林的经营管理提供科学依据。方法: 野外采集华北落叶松、青海云杉、白桦和青杨4种树木叶片样品，室内测定叶片的OC、TN和TP含量，通过正态性检验、单因素方差分析、邓肯多重比较、相关性分析、除趋势对应分析、冗余分析和蒙特卡洛置换检验，探究叶片养分含量及化学计量特征。结果: 4种树木叶片的OC、TN和TP含量平均值(变化范围)分别为591.84(571.19~605.67)、17.76(7.14~27.62)和1.47(0.81~2.65)g ·kg-1，变异系数表现为TP > TN > OC; 阔叶树叶片TN含量高于针叶树，阔叶树叶片TN和TP含量受生长季阶段的影响大于针叶树; 4种树木叶片的C ∶N(OC ∶TN)、C ∶P(OC ∶TP)和N ∶P(TN ∶TP)平均值(变化范围)为38.87 (26.04~97.73)、1 042.97(667.53~1 971.00)和28.32(18.87~51.50)，变异系数表现为C ∶N < N ∶P < C ∶P; 阔叶树叶片C ∶N和C ∶P受生长季阶段的影响大于针叶树; 除青海云杉外，其他3种树木叶片的TN和TP含量极显著正相关(P < 0.01); 生长季阶段和生活型均极显著影响树木叶片OC、TN和TP含量及化学计量比(P < 0.01)，而坡位影响不显著(P>0.05)。结论: 青海黄土高寒区青海云杉叶片C ∶N和C ∶P较高，N ∶P较低，说明其生长较慢且更多受TN限制，要注意TN养分的补给。生长季阶段和针叶、阔叶生活型是影响青海黄土高寒区4种树木叶片养分含量和化学计量比的显著因素(P < 0.01)，养分管理要关注树木所属的生活型和所处的生长季阶段。
目的: 研究NaCl胁迫下的刺槐非结构性碳水化合物(NSC)动态变化，揭示其对NaCl胁迫的适应机制，为刺槐林经营管理提供依据。方法: 以1年生刺槐苗为研究对象，通过盆栽试验，研究不同NaCl浓度(0、1.5‰、3‰、4.5‰)下苗木的相对生长速率、生物量分配和NSC含量的变化规律。结果: 1) 随着土壤NaCl浓度增加，刺槐苗木的地径和苗高相对生长速率显著降低; 随着NaCl胁迫持续时间增加，叶生物量的增速逐渐降低，而根生物量增速变化不显著，导致叶生物量比显著降低，根生物量比和根冠比显著增加。2) 随着土壤NaCl浓度的增加，粗根、细根、茎和叶中的NSC(可溶性糖、淀粉)含量在土壤NaCl浓度3‰以下梯度间差异不显著，但达到4.5‰各个器官中的NSC含量均显著下降，粗根的淀粉含量显著高于细根、茎和叶。3) 相关分析表明，地径和苗高相对生长速率与叶生物量比、粗根可溶性糖呈显著正相关(P < 0.05)，与根生物量比和根冠比呈极显著负相关(P < 0.01); 粗根淀粉与细根可溶性糖和茎可溶性糖、茎淀粉与茎可溶性糖有着显著正相关(P < 0.05)，说明NSC动态变化影响生物量分配进而影响器官的协调生长，是刺槐适应盐碱能力的重要体现。4) 主成分分析表明，NaCl胁迫下评价刺槐适应能力可以简化为生长指标、粗根NSC指标和茎NSC指标3个主成分，贡献率分别为43.05%、15.99%、14.65%，累计贡献率为73.69%。结论: NaCl胁迫显著抑制了刺槐幼苗的生长。NSC对叶片投入的降低和根系投入的增加，是导致刺槐苗木生长缓慢的重要原因。粗根是淀粉最重要的贮藏器官，淀粉不直接参与生长过程，但却是可溶性糖的重要来源，而可溶性糖是影响NaCl胁迫下刺槐苗木生长的主要物质。刺槐苗木根系生物量的分配和非结构性碳水化合物的调节是刺槐适应NaCl胁迫的重要方式。
目的: 天然橡胶生物合成途径是典型的植物类异戊二烯代谢途径，MVA代谢途径是天然橡胶与萜类化合物所需的五碳构成单元IPP和DMAPP生物合成的主要途径之一。由2分子IPP和1分子DMAPP聚合形成的法尼基焦磷酸是乳管细胞天然橡胶生物合成的起始前体，厘清该起始物的合成酶酶学性质不仅有助于阐明天然橡胶生物合成机制，同时也为天然橡胶遗传改良提供酶学理论基础。方法: 对橡胶树热研7-33-97基因组中同源的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶(HbFPS1、HbFPS2、HbFPS3)进行序列特征分析，优选胶乳中高表达的2个法尼基焦磷酸合成酶基因构建原核表达载体，经蛋白纯化与MALDI TOF质谱确证，并同时进行体外酶活性检测，最终评价其对体外橡胶合成效率的影响。结果: 橡胶树基因组含有的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶都含有特征性的2个保守结构域“DDIMD”和“DDYXD”及相似的三维空间结构，其中胶乳高表达的HbFPS1和HbFPS2基因编码的蛋白氨基酸序列相似性达到95%，说明HbFPS1和HbFPS2 2个冗余基因可能经历了基因组中同源基因的后期拷贝事件。同时HbFPS1和HbFPS2基因能够正确地在大肠杆菌中表达，HbFPS3却难以正确折叠而形成包涵体，体现了这2类蛋白质N末端氨基酸明显的亲疏水性差异对蛋白可溶表达的影响。HbFPS1和HbFPS2蛋白在体外除了能够利用GPP为底物合成FPP外，还能够直接转化IPP和DMAPP生成FPP。同时，分别添加HbFPS1和HbFPS2蛋白能够提高体外橡胶合成效率并且存在蛋白剂量相关性特征。与对照相比，在特定的反应体系中，当HbFPS1和HbFPS2蛋白添加量增加时体外橡胶合成效率随之不同程度地提高，且在100 μg时促进作用最明显。结论: 橡胶树胶乳中高表达的2个冗余基因HbFPS1和HbFPS2与HbFPS3 基因编码蛋白的序列差异可能影响酶的活性。HbFPS1和HbFPS2蛋白确证是胶乳中能够促进天然橡胶合成的功能酶，而且能够直接聚合IPP和DMAPP生成天然橡胶合成起始物FPP。本研究建立了基于天然橡胶粒子的体外蛋白功能研究平台，并证明HbFPS1和HbFPS2酶在一定的含量下能够显著地提升橡胶合成效率。通过调控HbFPS1和HbFPS2酶活性将有助于橡胶树优质高产品种的改良与选育。
目的: 对成龄转JERF 36 基因银中杨——抗逆1号杨试验林进行连年生物安全性监测，评价抗逆1号杨可能引起的生态风险，为评估转基因杨树及转基因植物土壤环境安全性提供依据。方法: 以11年生抗逆1号杨、非转基因银中杨对照、林下杂草、林下土壤、试验林旁行道树下杨树实生苗叶片、土壤中筛选出的卡那霉素抗性菌株为材料，采用PCR扩增方法检测外源基因JERF 36 稳定性及水平转移潜在性，利用稀释平板法对9~11年生抗逆1号杨与非转基因杨对照林地的可培养微生物(细菌、真菌和放线菌)的种群数量进行分析。结果: 外源基因JERF 36 在抗逆1号杨中稳定存在，林下杂草、林下土壤、试验林旁行道树下杨树实生苗叶片、土壤中筛选出的卡那霉素抗性菌株的DNA样品中均未出现目的基因片段。9~11年生抗逆1号杨与非转基因对照间林下土壤中微生物总数量均无显著差异; 不同年份间的抗逆1号杨和非转基因对照的林下土壤微生物数量均略有差异且趋势一致，其中6—8月土壤中微生物总量为9年生>10年生>11年生; 9~11年生抗逆1号杨和非转基因对照林地土壤3大类微生物(细菌、真菌和放线菌)数量均无显著差异，各年变化趋势一致，在树木生长季均呈现先上升后下降的变化趋势，在杨树生长旺盛的7月和8月微生物总数量达到最高，显著高于其他月份，其中细菌和放线菌的数量均在每年8月达到最高，而真菌数量在8月(9~10年生)或7月(11年生)最高。各年抗逆1号杨和非转基因对照林地土壤3大类微生物比例相似，从高到底依次是细菌、放线菌和真菌; 不同年份间3类微生物所占比例略有差异，但没有出现骤升或骤减现象，表明转基因银中杨并没有破坏主要微生物种类之间的平衡。环境变化如降雨差异可能是影响不同年份微生物数量差异的主要原因。结论: 11年生抗逆1号杨中外源基因稳定存在，未检测到向周边环境发生水平转移，也未发现对林地土壤微生物的数量和种类平衡造成显著影响，环境变化可能是影响微生物数量差异的主要原因，转基因林木与非转基因对照的林地微生物数量略微差异需要结合环境因素做进一步分析。
报道福建省危害乳源木莲叶片的一种专食性害虫——黄氏枝膜叶蜂Cladiucha huangbki Niu & Wei, sp. nov.。该种的潜在分布区包括广东北部、浙江、江西和湖南等乳源木莲分布区。黄氏枝膜叶蜂与大鞘枝膜叶蜂C. megatheca Wei最近似, 但本种体型较小; 雌虫触角22+3节, 明显长于头部宽的2倍; 颚眼距0.4倍于侧单眼直径; 中窝浅平, 上部无深坑; 单眼后区侧沟向后明显分歧; 锯腹片中部锯刃平直; 寄主为乳源木莲等, 与大鞘枝膜叶峰明显不同。枝膜叶蜂属已经测定3种线粒体基因组数据, 黄氏枝膜叶蜂与刻胸枝膜叶蜂C. punctata Wei形态差距较大, 但线粒体基因组十分近似, 其COⅠ等其他12个蛋白质编码基因差距很小, 但2种nad2基因的P距离为4.86, 差别十分明显, 这也是膜翅目广腰亚目内第一个被报道确认的近缘种间COⅠ差距微小但nad2差距很大的事例。为方便危害木兰科植物的枝膜叶蜂属种类鉴定, 本研究编制了世界枝膜叶蜂属分种检索表。
目的: 基于黄脊竹蝗若虫不同龄、成虫不同性别及不同组织筛选稳定表达的内参基因, 为黄脊竹蝗后续转录调控研究提供参考。方法: 依据黄脊竹蝗转录组测序结果, 以TUB、RPS27A、RPL10、AK、GAPDH、EF1A、RPS3、Actin和18S rRNA常用的9种昆虫内参基因作为候选, 本地Blast后获得碱基序列并设计引物。利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件分析这9种内参基因的稳定性, 筛选出在若虫不同龄、成虫不同性别与不同组织(触角、头、唇须、肌肉组织、精/卵巢)中表达量最为稳定的内参基因。结果: 9种候选内参基因在黄脊竹蝗体内均为首次验证并报道, 且与其他昆虫相应基因同源性高(高于70%), 差异值小; 9种候选内参基因的引物均具有良好的扩增效率(均在90%~120%); 在所有样品中, 18S rRNA表达水平最高(Ct = 10.78 ± 2.58, P < 0.05), Actin表达水平差异值最大(Ct = 23.55 ± 3.84, P < 0.05)。黄脊竹蝗不同龄若虫的内参基因稳定性分析时, 3个软件排在前2位的内参基因均为RPS3与RPL10; 基于不同组织分析时, GeNorm与BestKeeper软件表明RPL10是最合适内参基因, 而NormFinder软件则表明GAPDH为最合适内参基因; 在黄脊竹蝗成虫不同性别分析时, 3种软件评估结果均表明GAPDH和RPL10为合适内参基因。结论: 筛选出RPL10为在不同条件下于黄脊竹蝗体内表达稳定并具有差异性的基因, 可作为黄脊竹蝗转录组学及功能基因组学研究的内参基因。
目的: 探究拉萨河中下游原生动物优势种的时间、空间及时空生态位, 揭示原生动物优势种的资源利用状况及与水环境因子相互关系, 为进一步研究拉萨河中下游原生动物群落种间关系及环境适应性提供基础依据。方法: 根据拉萨河中下游水环境特征, 设置17个样点, 于2015年5、8月和2016年11月用孔径64 μm的浮游生物网采集水样153份。运用相关性分析、冗余分析和聚类分析等方法, 分析原生动物优势种更替率、生态位宽度、生态位重叠指数、生态响应速率, 研究原生动物优势种的生态位及与水环境因子的关系。结果: 拉萨河中下游共鉴定出原生动物197种, 隶属于2门5纲20目48科75属, 其中优势种5种, 隶属2门5属; 优势种时间生态位宽度值为0.378~0.695, 空间生态位宽度值为0.071~0.354, 时空生态位宽度值为0.027~0.246; 优势种时间、空间及时空生态位重叠均以低度重叠为主; 优势种时间生态响应速率之和为0.449, 空间生态响应速率之和为-6.972, 时空生态响应速率之和为-0.107; 冗余分析表明, 水环境因子中水温显著影响下游优势种分布, 溶解氧含量和总磷含量显著影响中游优势种分布。结论: 拉萨河中下游原生动物优势种存在季节和区域性差异, 生态位宽度较窄, 生态位重叠较低, 种间竞争压力较小; 原生动物优势种对水环境变化响应敏感, 其分布受水环境影响显著, 原生动物群落生态系统较为脆弱。
目的: 探究温带落叶阔叶林物候变化及其与气象因子的关系, 提高植被固碳模型和区域碳固定模拟的准确性。方法: 以北京松山落叶阔叶林为研究对象, 基于2019年数字相机时间序列数据提取相对绿度指数(Gcc), 采用Pearson相关分析方法分析其与气象因子的关系。将Gcc和SRS-NDVI测量仪测定的归一化植被指数(NDVI)数据与生态系统总初级生产力(GPP)通量数据拟合估算出的物候指标作对比, 分析其差异性。结果: 观测期间, Gcc与空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)、土壤体积含水量(SWC)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)和降雨量(P)的Pearson相关系数分别为0.88、0.86、0.29、0.45、0.65和0.25。Gcc、NDVI、GPP提取的生长季开始时间(SOS)分别为第129、116、110天, 生长季结束时间(EOS)分别为第277、277、283天, 生长季长度(LOS)分别为148、162、173天。结论: 植被生长主要受温度、光合有效辐射、饱和水气压差影响, 降雨对相对绿度指数具有"触发"作用。与通量数据提取的物候指标对比, 数字相机和SRS-NDVI测量仪能够敏感捕捉到植被生长动态变化, 数字相机对生长末期的捕捉精度高于生长初期。
目的: 验证解析木数据参数化3-PG模型的可行性, 利用解析木数据标定的模型预测长白落叶松人工林生长变化, 为扩展参数化3-PG模型数据源提供依据, 为模型数据选择提供参考。方法: 以孟家岗林场长白落叶松人工林为研究对象, 基于2019年解析木数据模拟胸径连续观测数据, 结合相关公式计算叶、干、根生物量和蓄积量。根据参数敏感性分析结果, 采用直接计算、参考文献、迭代拟合和默认参数等方法对3-PG模型进行参数化, 利用密度试验林和固定样地数据对模型输出进行精度验证, 并对模型输出与地面观测值进行回归分析。结果: 验证结果表明, 模型拟合精度很高(P < 0.01, n=138), 可以较好反映解析木样地中林分生长变化。胸径、叶干生物量比、干生物量、总生物量和蓄积量的决定系数(R2)在0.95以上, 根生物量拟合精度略低(R2=0.88)。密度试验林数据(n=140)和固定样地数据(n=87)与模型输出之间具有较高相关性, 各计算量的R2在0.81~0.97之间(P < 0.01)。敏感性分析结果表明, 当胸径为20 cm时, 叶与干生物量分配比(pFS20)及初级生产力分配给根最大值(pRx)2个参数均对胸径、根、干生物量和蓄积量显示出较高敏感性。结论: 解析木数据参数化3-PG模型的拟合精度和预测精度均较高, 研究结果扩展了参数化3-PG模型的可用数据源, 可为利用3-PG模型模拟长白落叶松人工林生长变化提供新的依据。
目的: 研究高温中大截面承重木构件最外侧炭化层保护下内部受热区木材顺纹弦面抗剪强度及其劣化规律, 为木结构抗火性能精细化设计和过火结构构件剩余承载力评估提供数据支撑。方法: 以木结构建筑常用进口兴安落叶松和花旗松以及强度等级较高、具有结构用材潜在应用价值的国产速生杨木3种木材为研究对象, 采用环境试验箱内充满氮气的方法模拟绝氧环境, 在20、50、70、110、150、200、220、250和280 ℃共9个温度水平下测试216个试件的顺纹抗剪强度, 以及150、180和200 ℃下木材主要化学组分变化。结果: 木材顺纹抗剪强度随着温度升高而降低, 常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为9.65、8.94和9.48 MPa, 温度升至150 ℃时, 分别降至初始值的60.7%、68.0%和65.6%, 当温度高于150 ℃时, 木材顺纹抗剪强度下降速度加快, 280 ℃时兴安落叶松、花旗松和杨木的顺纹抗剪强度分别为1.05、0.91和0.61 MPa, 仅为初始值的9.0%、10.2%和6.4%; 木材主要化学组分中纤维素热稳定性最高, 半纤维素热稳定性最低, 常温时兴安落叶松、花旗松和杨木的半纤维素含量分别为25.3%、25.7%和16.3%, 150 ℃时半纤维素开始热解, 其含量减少1.3%~9.1%, 温度升至200 ℃时热解加剧, 其含量分别降低29.4%、18.6%和25.9%, 高温中半纤维素严重热解是导致木材顺纹抗剪强度降低的主要因素; 随着温度升高, 密度对木材顺纹抗剪强度的影响逐渐降低, 常温时木材抗剪强度-密度关系系数为14.2 MPa·(g·cm-3)-1, 当温度高于200 ℃时, 抗剪强度-密度关系系数降至1.1~3.1; 高温中3种木材的相对顺纹抗剪强度劣化规律相似。结论: 高温对木材顺纹抗剪强度具有显著劣化作用, 其主要原因是木材半纤维素含量大幅度降低; 试验采用绝氧方式导致木材顺纹抗剪强度高温折减系数较欧标规定小; 基于试验数据, 提出绝氧条件下木材顺纹抗剪强度高温劣化模型。
目的: 研究水煮处理对竹材吸湿性和化学成分的影响, 为竹材改性提供技术参考。方法: 将竹片置于100 ℃沸水中(竹片和水的质量比为1∶100)水煮处理4 h, 利用动态水分吸附仪(DVS)测试水煮处理前后竹材动态水分吸附曲线, 采用Hailwood-Horrobin(H-H)模型对测试数据进行拟合, 通过扫描电镜(SEM)、化学成分测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)等手段分析水煮处理前后竹材的微观形貌、化学成分和结晶区参数。结果: 竹材经水煮处理后, 在相对湿度大于50%的环境中, 其平衡含水率相对于原竹对照样降低。H-H模型拟合显示, 当相对湿度大于35%时, 水煮处理竹材的单分子层水含量增加, 多分子层水含量显著降低。扫描电镜(SEM)结果表明, 水煮处理后竹材薄壁细胞细胞壁发生皱缩现象, 细胞壁上微孔减少, 多分子层水含量降低。化学组分分析显示, 水煮处理使竹材中部分半纤维素发生降解。FTIR分析显示, 水煮处理竹材的羟基和羰基含量增多, 是其单分子层水含量增多的主要原因。XPS分析显示, 水煮处理使竹材中半纤维素发生降解, 同时脂肪酸、脂肪、酚类等物质随水分迁移到竹材表面。XRD分析显示, 水煮处理主要影响竹材的非结晶区域, 结晶区宽度增大; 半纤维素降解使竹材结晶度增大。结论: 竹材在沸水中水煮处理4 h后, 其吸湿性相对于原竹对照样降低, 尺寸稳定性得到改善, 水煮处理竹材微观形貌和化学成分变化是使其吸湿性降低的主要因素。
经过历史自然演变, 形成了竹子精巧的多级结构和优异的界面设计——刚性的维管束呈梯度均匀分布在柔性的薄壁细胞中, 构成天然"岛链结构", 赋予其高强高韧的同时, 通过薄壁细胞和孔隙结构变形或胞间层裂纹偏转来达到吸收能耗、增加阻尼效果, 从而抵御自然灾害(雨、雪、风)的侵蚀。本研究从多尺度结构特征(宏观-微观)和化学组分(线形纤维素分子链-无定形木质素聚合物)2方面阐述竹材的振动阻尼特性, 分析环境因子(温度、湿度)对其的作用机制, 在此基础上, 总结竹质复合材料的振动阻尼机理。基于目前广泛应用的竹/木、竹/塑及竹纤维/橡胶颗粒3种复合方式, 阐述竹质复合阻尼材料的结构和工艺特征, 总结4种层积结构(基础性阻尼、抗冲击型阻尼、轻量型阻尼和静音型阻尼)对竹质复合材料振动阻尼性能的影响规律。依据"材料-结构-功能"一体化设计原则, 梳理竹质复合阻尼材料在体育、建筑、交通和电子信息等领域的应用前景。最后, 从竹材生物学振动阻尼特征、竹质复合阻尼材料减振调控机制、竹质智能阻尼新材料研发以及制品标准化制定等方面, 提出亟需解决的共性科学问题和关键技术。竹质复合阻尼材料具有吸能降耗和抗振降噪功能, 在建筑、交通和机械等领域的噪音与振动污染防治方面具有重要意义。
目的: 研究中国森林公园近40年发展嬗变的历程、路径和动因, 从中总结实践启示, 为森林公园的发展提供历史借鉴和理论参考。方法: 借助文献分析法、历史研究法、综合分析法, 将森林公园的发展纳入中国社会经济发展的宏观背景中进行分析, 在国家与林业发展战略转型及森林公园价值转向的多重路径中划分森林公园的发展阶段; 并结合森林公园数量变化、建设资金来源结构、职工工资收入水平等量化分析, 总结归纳森林公园发展嬗变的内在逻辑。结果: 1) 近40年中国森林公园经历了"林业多种经营项目(1982—1991年)—林业第三产业(1992—1997年)—多维度发展的林业绿色产业(1998—2010年)—自然保护地和社会公共事业(2011年至今)"的嬗变历程。2)中国森林公园近40年的嬗变路径可以归纳为: "旅游目的地—自然保护地"的属性变迁; "经济产业—社会公共事业"的功能演变; "逐利—逐绿—逐义"的价值转向; "封闭—开放—融合"的格局转化。结论: 1) 中国森林公园近40年发展嬗变的主要动因可以归结为: 追求社会公正的变革、实现生态可持续的愿景和"好生活"图景。2)中国森林公园依然面临政府主导地位缺失带来的管理复杂化、与国有林场"两位一体"管理体制的掣肘、管理者与经营者角色错位催生的多重矛盾、国有林场改革及自然保护地体系建设带来的新变局、相关法律缺位带来的行业管理效力受限等问题。3)积极对接"以国家公园为主体的自然保护地体系"的建设、逐步建立以公共财政投入为主的多元化资金保障制度、协调与国有林场"两位一体"的管理体制、推进管理权和经营权分离、完善森林公园的法律体系, 将是今后森林公园管理工作的方向和发力点。
目的: 研究聚合物型土壤固结剂对土壤的固结性能与抗运输振荡性, 同时探索聚合物型土壤固结剂在苗木移栽上的应用技术, 以期能形成苗木移栽的新技术, 并将高分子聚合物的应用逐步扩展到造林绿化的生态环境工程中。方法: 以魔芋葡甘聚糖(KGM)和壳聚糖(CA)为主要原料, 以聚乙烯醇(PVA)为助剂, 通过共混的方法制备了聚合物型土壤固结剂。以华北地区的特色土壤褐土为研究对象, 利用模具将土壤制备成土柱样品, 将制备的聚合物型土壤固结剂均匀地喷涂在土柱表面, 土柱的表层形成一层坚硬的胶膜, 并采用2种不同的测试方法检验固结土柱在实际运输过程中的抗运输振荡性。最后, 以桑树幼苗、沙地柏幼苗和大叶黄杨为移栽对象, 将聚合物型土壤固结剂在苗木移栽上进行了应用探索。结果: 当共混型土壤固结剂的制备条件为醋酸溶液浓度20%、胶液pH值4.5、共混温度40 ℃, KGM、CA与PVA含量分别为4.5%、4.5%和6%时, 该配方的固结剂对土柱的固结效果最好, 固结土柱的抗运输震荡性能最佳。结论: 通过2种不同的抗运输振荡测试方法检验了固结土柱的抗运输震荡性, 发现制备的KGM/CA和KGM/CA/PVA共混型土壤固结剂满足了固结土球在苗木移栽中的要求; 通过将聚合物型土壤固结剂在桑树幼苗、沙地柏幼苗和大叶黄杨移栽过程中的初步应用, 发现该类共混型固结剂对壤土和砂质土壤均具有较好的固结效果。另外, 应用该类固结剂不仅使苗木的移栽过程变得快捷, 保证了移栽苗的成活率, 还对苗木的生长无不良影响。
目的: 研究不同间伐强度对油用牡丹'凤丹’植株生长发育、不同冠层的光合性能、籽粒产量及油脂品质的影响, 为油用牡丹人工林质量精准提升和可持续利用提供理论依据和技术支撑。方法: 以河南省沁阳市试验基地2013年10月定植的'凤丹’牡丹人工林为研究对象, 初植密度为57 000株·hm-2。2017年进入丰产期, 果荚成熟后调查发现, 高密条件下遮荫导致弱苗死亡, 保有密度为46 800株·hm-2, 于2018年3月13日发芽后进行人工间伐, 间伐强度为0%(CK)、17%(A)、35%(B)、47%(C)和62%(D)。2019年测定植株的生长状况、冠层光合参数、产量性状等指标。结果: 1) 间伐对'凤丹’植株的生长状况、光合特性、籽粒产量与品质均有显著影响(P < 0.05)。单株植株叶面积随间伐强度的增大依次比对照增加7.0%、11.9%、21.2%和25.1%。单株冠幅、开花数量、花径、新生叶片数、叶夹角、新生枝条数呈现相同的变化趋势, 株高趋势则相反。2) 叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量、净光合速率(Pn)、SOD与CAT活性在冠层间表现为: 上层>中层>下层, MDA含量表现趋势相反, 间伐明显改善了'凤丹’冠层光能分布, 提高了叶片的光合性能。3) 单株结果数、单株籽粒数以及单株果荚质量随间伐强度的增大逐渐升高, 百粒质量和籽粒产量呈先升高后降低的趋势, 以间伐强度47%效果最好, 比CK增产47.97%, 显著高于其他处理(P < 0.05)。牡丹籽仁脂肪酸组份与含量没有显著差异, 但总维生素E含量随着间伐强度呈现先增加后下降的过程, 间伐强度47%的牡丹籽仁维生素E各组分与含量均高于其他处理, 间伐后籽粒粗脂肪、淀粉和蛋白质含量均有显著改变。结论: 通过间伐降低油用牡丹的群体密度, 能够调节群体条件下冠层光能分布、改善个体营养状况和降低空间竞争压力, 保持油用牡丹高产稳产的生产性能, 中等强度(47%)的间伐调控'凤丹’牡丹人工林群体结构的效果最好。间伐是调控'凤丹’牡丹群体光合性能和籽粒产量与品质的有效措施。
目的: Mariner-like element(MLE)转座子是一类在真核生物基因组内广泛分布的DNA类转座子, 以"剪切-黏贴"模式在基因组中复制扩张, 可以作为一类高效稳定的工具应用于转基因、基因功能研究等领域。为了探究MLE转座子在毛竹基因组中的分布规律, 揭示MLE转座子在毛竹进化过程中的演化模式, 本研究对毛竹MLE转座子进行了全基因组挖掘和分析。方法: 基于水稻、大豆和毛竹目前发表的MLE转座子序列, 利用IRF、Blast和Fasta等工具, 根据MLE转座子序列的特异性结构末端倒置重复序列(TIR)及其所编码转座酶的保守性, 对毛竹基因组中的MLE转座子进行挖掘, 从毛竹基因组中筛选具有完整结构的MLE转座子。分析所获得的MLE转座子的结构特征, 根据完整MLE转座子的转座调控元件, 从毛竹基因组中筛选出所对应非自主转座子, 通过序列提取和比对, 对自主与非自主转座子的分布特点以及非自主转座子结构缺失特点进行分析。结果: 共鉴定了2个完整结构的自主MLE转座子, PhV2MLE1A和PhV2MLE2A。PhV2MLE1A全长3 950 bp, 编码414个氨基酸, TIR长度30 bp; PhV2MLE2A全长12 990 bp, 编码373个氨基酸, TIR长度49 bp。根据TIR结构的相似性, 鉴定出2个自主MLE转座子所对应的非自主转座子, 本试验共获得2个结构完整的自主MLE转座子, 以及各自对应的非自主转座子, 同时发现不同的非自主转座子的结构缺失情况并无规律。所鉴定到的MLE转座子在毛竹基因组中的分布存在随机性, 在毛竹基因组中偏好插入保守序列TA之间。结论: 毛竹基因组中分布着大量的MLE转座子, 其中绝大多数在进化过程中由于转座酶结构缺失, 失去了转座活性。
目的: 分析长白山红松阔叶林净生态系统碳交换量(NEE)的季节性差异及其气象因子响应, 在月尺度下揭示气象因子对NEE的动态影响, 为调节研究地区的碳收支提供理论指导。同时研究时间卷积神经网络在森林生态系统净碳交换模拟中的应用, 探索NEE模拟的新方法。方法: 基于长白山温带红松阔叶林通量观测站2007—2010年间的30 min观测数据, 分析NEE和输入模型的5种气象因子的季节性差异, 并分析5种气象因子与NEE的相关性。使用随机森林模型, 计算影响NEE的各因子重要性得分, 选择得分较高的5种气象因子: 潜热通量、显热通量、冠层上方空气湿度、冠层上方水汽压和净辐射作为NEE模拟的输入; 分别构建基于时间卷积神经网络(TCN)、长短期记忆网络(LSTM)、人工神经网络(ANN)、支持向量回归(SVR)和极限学习机(ELM)的5种NEE模型, 采用决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)评价模型的预测精度和稳定性。结果: 长白山温带红松阔叶林通量观测站NEE全年总量为-74.777 3 gCO2·m-2a-1, 总体表现为碳汇, 但夏季表现为碳汇, 冬季表现为碳源; NEE与潜热通量、冠层上方水汽压、净辐射和冠层上方空气湿度均极显著负相关(P < 0.000 1), 和显热通量相关性不显著; TCN模型的RMSE为0.110 5 mgCO2·m-2s-1, R2为0.821 4, RMSE分别比ELM、SVR、ANN和LSTM减少0.024 8、0.022 4、0.022 2和0.006 8 mgCO2·m-2s-1, R2分别比ELM、SVR、ANN和LSTM增加0.080 6、0.077 7、0.068 6、0.022 3; 根据5种模型的10次试验结果, 计算得到TCN模型RMSE的标准差为0.000 4 mgCO2·m-2s-1, 相比ELM、ANN和LSTM分别减小0.001 4、0.001 3和0.000 2 mgCO2·m-2s-1。结论: 长白山温带红松阔叶林通量观测站的NEE总体表现为碳汇, 但存在明显的季节差异; NEE与潜热通量、冠层上方水汽压、冠层上方空气湿度、净辐射极显著负相关(P < 0.000 1), 与显热通量相关性不显著。对于长白山温带红松阔叶林通量观测站的长期NEE预测结果表明, 基于TCN的模型不仅预测精度良好, 并且具有较强的稳定性, 能为时间卷积神经网络在生态模拟领域的应用提供可行性依据。本研究结果可为调节长白山红松阔叶林的碳收支提供理论指导。
目的: 基于无人机数据采用3种分层方案构建冠层盖度-乔灌木地上部分生物量模型以及基于Landsat8 OLI数据采用3种分层方案构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型, 对比分析不同分层方案的乔灌木地上部分生物量模型精度, 以期为基于遥感数据的干旱区人工林乔灌木地上部分生物量高精度反演提供理论依据。方法: 在毛乌素沙地实地调查102块30 m×30 m样地, 基于高分辨率无人机影像, 利用面向对象的机器学习算法获取乔灌草植被覆盖度信息, 采用3种分层方案(不分层、基于乔木和灌木2种植被类型分层、基于5个树种分层)构建冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型。基于Landsat8 OLI影像, 使用6种光谱指数(NDVI、RVI、MSAVI、TCG、NDMI、NIRv), 结合无人机影像解译草本植被覆盖度, 采用3种分层方案(不分层、有无草本植被样地分层、3个草本植被覆盖度等级样地分层)构建不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型。结果: 不分层的冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型鲁棒性最差(R2=0.22, n=102), 且估算精度最低(RMSE= 14.98 t·hm-2); 考虑乔木和灌木2种植被类型分层建模(RMSE = 7.44 t·hm-2)和5个树种分层建模(RMSE = 5.82 t·hm-2)的反演误差分别减少了50.32%和61.1%。在光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型中, NIRv反演乔灌木地上部分生物量精度最高(3种分层方案平均RMSE = 7.25 t·hm-2), NDVI反演乔灌木地上部分生物量精度最低(3种分层方案平均RMSE = 9.43 t·hm-2)。不同光谱指数对稀疏乔灌木地上部分生物量变异的解释能力表现为NIRv>NDMI>TCG>MSAVI>RVI>NDVI。木本植被类型对光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响小于对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度的影响。考虑草本植被覆盖度背景分层建模可使光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型RMSE减少8.13%~16.62%, 不同光谱指数-乔灌木地上部分生物量模型精度对草本植被覆盖度背景的敏感性排序为NIRv>TCG> NDVI>MSAVI>RVI>NDMI。结论: 无人机高空间分辨率遥感可用于获取稀疏乔灌混交林树种类型及其草本植被信息等先验知识。在稀疏乔灌混交林区域, 木本植被类型对冠层覆盖度-乔灌木地上部分生物量模型精度影响较大, 至少需区分乔木和灌木两类植被才可保证该方法反演精度满足实用需求。基于Landsat-8 OLI卫星数据的考虑草本覆盖度的NIRv-乔灌木地上部分生物量模型分层建模方案适用于大区域稀疏乔灌木地上部分生物量遥感估算。
目的: 分析南亚热带常绿阔叶林4个常见树种的生物量器官分配特征, 构建各树种单株及不同组分(地上部分和地下部分)生物量模型, 以提高其生物量估算准确性。方法: 以位于广州市的南亚热带常绿阔叶林为对象, 以该地区森林历史调查数据为依据, 结合研究区实际树种组成, 选取黧蒴、中华锥、千年桐和华润楠4个常见树种, 采用收获法测定各树种不同组分生物量, 构建各树种单株及各组分的生物量模型, 并探讨树高(H)和木材密度(ρ)作为第二自变量以不同形式加入模型对模型精度的影响。结果: 4个树种树叶生物量占比为5.34%~7.28%, 华润楠显著低于黧蒴(P < 0.05); 4个树种树枝生物量占比为16.82%~24.20%, 华润楠显著低于中华锥和黧蒴(P < 0.05); 4个树种树干生物量占比为47.22%~58.05%, 中华锥显著低于其他3个树种(P < 0.05); 4个树种树根生物量占比为14.25%~22.25%, 黧蒴和千年桐显著低于中华锥和华润楠(P < 0.05); 随着胸径增大, 千年桐和华润楠的树叶生物量占比呈极显著下降趋势(P < 0.01), 4个树种的树枝生物量占比均呈上升趋势, 树干生物量占比均呈下降趋势, 根生物量占比和胸径之间均未表现出显著相关性; 以胸径(D)为单一自变量的生物量模型具有较好拟合精度(平均R2=0.947); 将H以D2H形式包含在模型中, 导致地上和全株生物量模型的拟合能力下降, 但地下生物量拟合能力略有提升; 将H以独立第二自变量包含在模型中, 将增加模型的多重共线性问题; 将ρ以D2ρ形式包含在模型中对单株及各组分生物量的估算精度均有所下降; 将ρ以独立第二自变量包含在模型中, 能略微提高估算精度。结论: 阳生树种千年桐分配较多生物量给树干, 耐荫树种中华锥分配较多生物量给枝叶, 耐荫树种中华锥和华润楠的根系更发达。随着胸径的增加, 4个树种的树干生物量分配比例呈下降趋势而树枝的生物量分配比例呈上升趋势。对4个树种的生物量估算, 建议选用D为单一自变量的模型, 不建议将H作为第二自变量包含在模型内。增加ρ为第二自变量后仅能小幅提高模型拟合能力, 建议实际应用中根据调查目的在准确性和工作难度间做出取舍。
目的: 预测研究2060年前我国的森林生物量碳库及碳汇潜力, 以期为制定减排增汇政策提供重要依据, 为我国获取必要的CO2排放空间和参与全球气候变化谈判提供参考。方法: 基于全国森林资源清查数据资料, 利用Richards生长方程拟合方法, 将全国划分为6个区域, 每个区域分别建立8~9组主要优势树种(组)的样地公顷蓄积量与林龄的关系模型, 并结合我国森林经营规划推算各时期的森林面积, 预测2060年前我国的森林(不包括经济林和竹林)蓄积量、生物量碳库和碳汇潜力。结果: 到2030年, 我国森林蓄积量将达到204.73亿m3, 比2005年增加74.73亿m3; 2060年将达到286.45亿m3。从各区域动态变化来看, 西南地区和东南地区是我国未来森林蓄积增长量最快的地方, 也是森林质量精准提升潜力最大的地区, 分别占2060年全国森林蓄积量的37.68%和21.37%。到2060年, 现有森林碳储量将达到12.12 Pg C(Pg=1×1015g), 新造林将再增加碳储量0.92 Pg C, 森林生物量总碳库将达13.04 Pg C, 与2018年的7.57 Pg C相比增加了5.47 Pg C, 森林碳密度达63.96 Mg C·hm-2。结论: 鉴于目前我国森林以中幼龄林为主, 森林面积仍在不断增加, 我国森林生物量碳库和碳汇能力在未来40年内还将持续增长, 森林年增汇达到0.13 Pg C·a-1, 表明我国森林具有较大的碳汇潜力。为此, 需进一步加强森林资源保护和经营, 减少森林碳损失, 持续推进大规模国土绿化, 以维持和增强我国森林的碳汇能力, 助力实现"碳中和"目标。
目的: 研发竹林气象因子采集系统, 分析雷竹林CO2浓度与温湿度等气象因子之间的关系, 探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO2浓度反演模型(简称GA-BP模型), 为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据。方法: 根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求, 设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统, 该监测系统以成熟雷竹林为监测对象, 进行为期2个月(2019年10—11月)的气象数据监测; 在此基础上, 提出GA-BP模型。结果: 根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知: GA-BP模型反演结果的决定系数R2为0.86, 比BP模型的R2(0.79)提高了0.07; 平均绝对误差为8.12 mg·m-3, 比BP神经网络下降2.79 mg·m-3。GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度。结论: 可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据; 基于CO2浓度与温湿度等气象因子之间的相关性, 本研究提出的基于GA-BP神经网络的CO2浓度反演模型能够有效反演研究区的CO2浓度。
目的: 探讨土壤微生物生物量碳(MBC)含量的纬度变化规律及驱动因子, 以期揭示我国沿纬度分布的森林生态系统中土壤MBC含量变化的效应和机制, 为气候变暖条件下阐明土壤MBC周转和固持提供理论依据。方法: 在我国沿纬度选取10个典型森林生态系统, 测定0~10 cm土层的MBC含量, 并与各非生物因素(气候条件和土壤理化性质指标)进行相关性分析。结果: 森林土壤MBC含量变化范围为(200.57±13.99)~(913.32±39.62) mg·kg-1, 随纬度降低而降低。MBC含量与土壤的有机碳含量(r=0.64, P < 0.01)、砂砾含量(r=0.48, P < 0.01)、水解酶活性(r=0.48, P < 0.01)、全磷含量(r=0.47, P < 0.01)、pH值(r=0.43, P < 0.01)、全氮含量(r=0.31, P < 0.01)和土壤有机碳化学结构组分中烷基碳含量(r=0.21, P < 0.01)极显著正相关, 与土壤粉粒含量(r=0.15, P < 0.05)和氧化酶活性(r=0.15, P < 0.05)显著正相关; 还与年均气温(MAT, r=0.31, P < 0.01)极显著正相关。结论: 森林土壤的MBC含量随纬度降低而降低, 主要影响因素为土壤质地、土壤营养、土壤酶活性和土壤烷基碳含量, 其次为年均气温。
目的: 分析不同林龄杉木林土壤中的磷素形态变化特征, 探讨林龄与不同分类水平解磷菌种类及相对丰度的联系, 为人工林土壤磷素的有效利用和可持续经营提供参考。方法: 在福建南平选取5个林龄(4、15、24、43、100年)杉木人工林, 用改进Hedley磷素分级法测定0~20 cm土壤中不同分级磷素含量, 并采用高通量测序技术对PCR扩增的phoD 基因进行测定, 得到不同分类水平上解磷菌的相对丰度。结果: 在同一林龄杉木林中, 总体上不同分级磷素含量大小依次是Residual-P＞NaOH-P＞NaHCO3-P＞H2O-P＞HCl-P。土壤中H2O-IP含量随林龄增加而显著升高(P < 0.05), NaHCO3-IP含量随林龄增加先升后降, 在43年时最大。随林龄增加, 土壤NaOH-P含量波动明显, 表现为24年＞100年＞43年＞4年＞15年。有机磷总量整体呈上升趋势, 随林龄变化表现为100年＞24年＞43年＞15年＞4年。随林龄增加, 杉木人工林土壤中活性磷含量逐渐升高, 杉木幼龄林、中龄林、近熟林的土壤磷素活性表现为稳定态磷＞中等活性磷＞活性磷, 过熟林的磷素活性表现为稳定态磷＞活性磷＞中等活性磷。杉木林土壤的解磷菌丰富度随林龄增加总体表现为43年＞100年＞24年＞15年＞4年, 解磷菌种群多样性总体表现为43年＞100年＞15年＞24年＞4年。OTU韦恩图和PCoA分析表明, 15年和24年土壤中解磷菌结构和多样性相近, 43年杉木林土壤包含的解磷菌类群最丰富, 且独特性最明显。4年杉木林解磷菌类群数目最少。在门分类水平上, 土壤中变形菌门含量最高, 其次是异常球菌-栖热菌门和放线菌门; 在属分类水平上, 优势类群主要有慢生根瘤菌属、Pseudolabrys、假单胞菌属、异常球菌属等; 冗余分析表明, 土壤NaHCO3-IP与厚壁菌门相对含量呈显著正相关, NaOH-IP与放线菌门、芽单胞菌门等呈显著负相关; HCl-OP与酸杆菌门呈显著负相关, H2O-OP、NaHCO3-IP与慢生根瘤菌属呈显著负相关。结论: 随林龄增加, 杉木人工林土壤中不同形态的磷素含量变化明显, 土壤活性磷含量不断提高, 近熟林和过熟林土壤的潜在供磷能力高于幼龄林和中林龄; 土壤理化性质的改变影响了土壤微生物活性, 解磷菌的丰富度和多样性增加可能在一定程度上提高了杉木人工林土壤磷素的有效性。
目的: 研究不同气候带森林土壤微生物的多样性特征和分布模式，为认识其多样性形成机制及加强森林生态系统管理提供依据。方法: 以温带针叶林(新疆喀纳斯，新疆库尔德宁)、暖温带针阔混交林(甘肃小陇山)、亚热带常绿落叶阔叶混交林(湖北木林子)和热带雨林(海南霸王岭)4种不同气候带森林为对象，在已经建立的固定样地采集土壤样品，利用Illumina测序技术分析不同气候带森林土壤细菌和真菌的多样性以及群落构建特征。结果: 土壤细菌多样性在暖温带针阔混交林中最高，即在沿气候梯度的5个地点样地中呈单峰分布；土壤真菌的香农指数在温带针叶林中最高，土壤真菌丰富度在热带雨林中最高。基于零模型数学框架分析发现，土壤细菌的群落构建主要由确定性过程主导，土壤真菌群落结构受随机性过程影响较大。典范对应分析(CCA)和Mantel test分析表明，土壤pH值(r=0.826，P < 0.001)和植物多样性(r=0.474，P < 0.001)与土壤细菌和真菌群落具有显著相关性。结论: 不同气候带的森林土壤细菌和真菌的多样性和群落结构都存在显著差异，土壤细菌和真菌具有不同的群落构建特征，土壤pH值和植物多样性是影响不同气候带森林土壤微生物多样性的重要因素。
目的: 分析亚热带地区不同林龄杉木人工林红壤线虫群落结构的变化，为亚热带杉木人工林可持续经营提供理论依据。方法: 利用空间替代时间的方法，选取幼龄林(5年)、中幼龄林(8年)、近熟林(21年)、成熟林(27年)和过熟林(40年)5个生长阶段的杉木人工林，采用浅盘法分离提取土壤线虫，分析土壤线虫密度，鉴定土壤线虫种属、各营养类群线虫相对丰度，计算线虫香农多样性指数(H′)、植物寄生线虫成熟度指数(PPI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)。通过非度量多维度(NMDS)分析不同林龄杉木人工林土壤线虫群落结构的变化。结果: 1) 共分离出9 872头线虫，隶属68个属，杉木人工林不同生长阶段的线虫优势属存在差异，除幼龄林外，植物寄生线虫根结属在所有林分中占优势地位；2) 随着林分发育，土壤线虫总密度及多样性指数均无明显变化；40年与5年、8年林分的土壤线虫群落结构存在差异，说明杉木人工林生长发育改变了土壤线虫群落结构；植物寄生线虫相对丰度最高，捕食-杂食线虫次之，食细菌线虫相对丰度高于食真菌线虫；随着林分发育，植物寄生线虫相对丰度呈现先降后增的变化趋势，在8年达到最低；随着林龄增加，食真菌线虫密度呈下降趋势，在5年达到最高；但杉木人工林生长发育对食细菌线虫和捕食-杂食线虫的密度及相对丰度均无显著影响；3)植物寄生线虫成熟度指数随杉木人工林生长发育呈先降后增的变化趋势，在21年达到最低；随着林分生长发育，瓦斯乐斯卡指数总体呈现降低趋势，在5年林分显著高于40年。相关分析表明，瓦斯乐斯卡指数与土壤pH值呈正相关，植物寄生线虫密度及相对丰度与土壤总碳含量、土壤碳磷比呈正相关。结论: 在亚热带杉木人工林中，植物寄生线虫在数量上占据优势地位；杉木人工林长期种植改变了土壤线虫群落结构，尤其提高了植物寄生线虫相对丰度，可能对森林土壤健康和植物正常生长产生不利影响。
目的: 通过研究深圳梧桐山毛棉杜鹃土壤理化性质、根际与非根际土壤微生物群落特征，为探究毛棉杜鹃根际土壤微生态提供理论依据。方法: 以毛棉杜鹃根际(R)与非根际(NR)土壤为研究对象，测定其土壤理化指标，同时利用高通量测序技术分析土壤细菌、真菌群落特征。结果: 1) 根际与非根际土壤均为微酸性，且根际明显低于非根际(P < 0.05)，根际土壤速效磷显著高于非根际土壤(P < 0.05)，根际土壤有机质、全氮、碱解氮等均高于非根际土壤，但无显著性差异。2) 根际细菌分别注释到23门291种，非根际注释到25门305种；而根际真菌注释到8门520种，非根际真菌注释到8门，518种。3) 根际与非根际优势细菌门均为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门等。土壤优势真菌均为子囊菌门、担子菌门以及被孢菌门等。毛棉杜鹃根际与非根际优势细菌目，主要为Subgroup_2、酸杆菌目、Solibacterales、根瘤菌目等。根际与非根际优势真菌目主要是散囊菌目、肉座菌目、蜡壳耳目等。4) 丰富度指数及多样性指数结果表明：根际与非根际细菌、真菌无显著性差异，而β多样性分析则表明，根际与非根际在土壤细菌以及真菌群落结构多样性上均存在显著差异。5) 基于FUNGuild功能预测分析结果显示根际与非根际真菌功能主要为共生营养型(23.57%~33.44%)、腐生-共生营养型(6.48%~7.63%)、腐生营养型(19.84%~22.77%)、病理-共生营养型(0.76%~0.79%)、病理-腐生-共生营养型(0.25%~0.34%)、病理-腐生营养型(33.83%~38.02%)和病理营养型(5.39%~6.86%)，且根际与非根际土壤均以病理-腐生营养型和共生营养型真菌为主。结论: 梧桐山毛棉杜鹃根际与非根际均为微酸性。根际与非根际在优势微生物种类上无差异，优势细菌均为酸杆菌门、变形菌门等，优势真菌均为子囊菌门、担子菌门等。根际与非根际在真菌功能结构上有差异，主要是根际共生型真菌远高于非根际。
目的: 研究盐和干旱胁迫下不同大小刺槐种子的萌发规律，提出合适种子大小与胁迫程度的选配建议，为刺槐优良苗木的培育提供参考。方法: 利用土壤筛，将种子分为大粒、中粒和小粒3个等级，明确每个等级种子大小特征、千粒质量和吸胀率。用NaCl和PEG 6000模拟盐和干旱胁迫，配制不同渗透势(0、-0.05、-0.15、-0.30、-0.49 MPa)的NaCl、PEG溶液。将不同大小的种子放置在光照培养箱内进行萌发试验，分析种子的萌发特征、幼苗生物量和根系发育，并比较不同大小种子在萌发中的可塑性。结果: 1) 大粒和中粒种子的吸胀率显著大于小粒种子，中粒与小粒种子的千粒质量对比大粒种子分别降低22.01%、61.72%。2)随胁迫程度的增加，发芽率、发芽指数、活力指数显著降低，平均发芽时间显著增加；幼苗含水量、生物量、根长、根表面积、比根长、比根表面积显著降低。盐胁迫处理比干旱胁迫有着高的发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗含水量，但在根干重、根冠比、根长、根表面积、比根长、比根表面积上低于干旱胁迫的。在各个指标的胁迫指数上，盐胁迫高于干旱胁迫的。3)在整个萌发过程中，大粒和中粒种子与小粒种子相比，发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗生物量均较高，但在幼苗含水量、根系发育较小粒种子低。种子大小与盐和干旱胁迫有着显著的交互作用，逆境下大粒和中粒种子比小粒种子萌发能力强和幼苗生物量高，但随胁迫程度的增加大粒种子的优势逐渐降低。4)大粒与中粒种子的累计可塑性指数在盐和干旱胁迫下均大于小粒种子，盐胁迫处理的可塑性低于干旱胁迫的。结论: 盐和干旱胁迫显著抑制了刺槐种子萌发、幼苗生长和根系发育，其中干旱胁迫的抑制作用更明显。大粒与中粒种子在萌发和幼苗生长上有着明显优势，但受到胁迫方式和胁迫程度的影响。因此，种子大小与逆境共同影响种子萌发和幼苗生长过程，干旱、盐碱地区播种育苗时建议选择大粒与中粒的刺槐种子为宜。
目的: 研究杜仲良种嫩枝扦插不定根发育的解剖结构特征，探讨内源激素、氧化酶、营养物质的动态变化规律及作用，为进一步研究杜仲扦插不定根发育机制及调控技术提供参考。方法: 以‘华仲6号’杜仲当年生半木质化嫩枝为研究对象，通过石蜡切片技术对插穗生根部位进行解剖观察；利用高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS/MS)测定生根部位IAA、GA3、ABA及ZR的含量；利用比色法测定IAAO、POD、PPO的活性；采用蒽酮法、考马斯亮蓝法和凯氏定氮法主要测定营养物质中可溶性糖、可溶性蛋白和全氮含量。结果: 1) 杜仲不定根是由形成层外的薄壁细胞诱导分化形成，属于皮部诱导生根型。其生根过程可划分为诱导期(扦插0~12天)、启动期(扦插12~22天)、表达期(扦插22~32天)和伸长期(扦插32~53天)。在表达期可观察到插穗基部有幼小白色不定根突破皮层。2)经杜仲专用生根剂处理的插穗每根平均生根数量可达25.6根，比对照多约20根；平均根长为8.41 cm，约为对照组2倍；生根率为85.3%，提高60%。3)在杜仲扦插生根过程中IAA起到关键作用。POD和PPO活性先升后降，IAAO活性先降后升，营养物质在生根前积累，生根后含量降低。结论: 杜仲不定根发生属于皮部诱导生根类型。在不定根形成关键时期，IAA含量升高是诱导根原基的关键，同时，IAAO活性降低，POD、PPO活性升高，营养物质快速积累，均与生根关系密切。
目的: 多胺广泛存在于植物体内，参与调节植物发育过程以及胁迫响应，S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)是多胺合成途径的关键限速酶。本研究以SAMDC转基因银腺杨84K为材料，分析在干旱胁迫下SAMDC对杨树生长的影响，探讨SAMDC在林木响应干旱中的作用，为揭示多胺在杨树抗逆性方面的作用提供参考。方法: 以生长3个月的银腺杨84K及其PagSAMDC4a过表达转基因株系的土培苗为试验材料进行干旱处理，观察植株表型，并对多胺含量、H2O2含量、叶片相对含水量、叶片失水率、电解质渗透率等生理指标进行分析。结果: PagSAMDC4a过表达银腺杨84K株系PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17的内源亚精胺、精胺含量都显著高于未转基因植株，且PagSAMDC4a-OE#17株系内源腐胺、亚精胺、精胺含量分别是未转基因植株的1.95、3.43、1.32倍。正常条件下，过表达PagSAMDC4a植株的叶片表型、叶片相对含水量和电解质渗透率与未转基因植株无显著差异，而过表达株系PagSAMDC4a-OE#15和PagSAMDC4a-OE#17的叶片失水率显著低于未转基因植株。在干旱胁迫下，未转基因银腺杨84K叶片萎蔫，相对含水量比正常情况下降低26.44%，电解质渗透率升高27.68%，而PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17植株叶片生长正常，相对含水量比正常条件下分别降低了10.9%、3.66%、1.33%，电解质渗透率较低、变化幅度较小。与未转基因植株相比，过表达PagSAMDC4a的转基因植株正常条件下H2O2含量显著降低；在干旱胁迫后，H2O2含量虽有增加但幅度显著低于未转基因植株，H2O2含量由高到低为未转基因植株> PagSAMDC4a-OE#3 > PagSAMDC4a-OE#15 > PagSAMDC4a-OE#17。结论: PagSAMDC4a可以调控银腺杨84K内源多胺含量，过表达PagSAMDC4a基因使植株内源多胺含量升高、H2O2含量降低，减轻干旱胁迫引起的氧化损伤，进而有效缓解植株叶片所受水分胁迫，从而降低植株对干旱的敏感性。因此，可以通过调控SAMDC4a过表达影响内源多胺水平的变化从而调控干旱胁迫适应过程。
目的: 在闽楠全基因组范围内鉴定WRKY家族成员，分析基因和蛋白序列结构特点及在闽楠幼苗缺磷胁迫下的表达特征，筛选响应缺磷逆境的WRKY基因，为进一步研究它们在楠木磷饥饿响应分子途径中的功能以及耐低磷胁迫分子辅助育种提供参考。方法: 利用WRKY蛋白序列的隐马尔科夫模型(pfam03106)，经hmmsearch在闽楠蛋白数据库中检索，筛选WRKY基因。对获得的PbWRKYs利用Protaram、GSDS2.0、MEGA、Batch CD-Search、TBtools和ClustalX等软件进行基因结构、定位分析，蛋白理化性质、序列特征分析以及进化树构建。提取3年生闽楠植株的根、韧皮部和形成层、木质部和叶的RNA，进行转录组测序，分析PbWRKYs在不同组织中的表达特点。对半年生闽楠植株进行缺磷水培处理，60天后，分别取缺磷处理和对照的叶和根进行磷含量测定和转录组测序，分析磷缺乏条件下PbWRKYs表达特征，并对差异表达基因进行qPCR验证。结果: 鉴定到68个WRKY基因，命名为PbWRKY1-68，在各染色体上均有分布，第3号染色体上数量最多，内含子数目在1~28个之间，蛋白分子质量在19.09~115.56 kDa之间。所有PbWRKY均含有WRKY结构域及其特有的锌指结构。根据WRKY结构域数量及其所含锌指结构类型，分为3个亚类：亚类Ⅰ含2个WRKY结构域，锌指结构类型为C2H2型，共14个成员；亚类Ⅱ含1个WRKY结构域和1个C2H2型锌指结构，共47个成员，进化分析表明该亚类又分为5个经典子组Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd、Ⅱe，但其中PbWRKY37与上述子组进化上距离较远，独立成组；亚类Ⅲ含1个WRKY结构域和1个C2HC型锌指结构，共7个成员。PbWRKYs蛋白所含WRKY结构域氨基酸序列特征大部分为“WRKYGQK”型，但PbWRKY62的WRKY结构域变异为“WRKYGKK”。与其他植物相比，PbWRKYs蛋白中WRKY结构域的变异率较低。PbWRKYs的组织特异性表达模式可分为5类：韧皮部和形成层中相对表达量较低；木质部中表达量高而叶片中表达量较低；韧皮部和形成层表达量较高同时叶片中表达量较低；根中表达量相对较高；叶片中表达量高而根中表达量低。闽楠幼苗缺磷处理60天后，叶和根中表达差异达到2倍以上的PbWRKY基因共21个。它们在叶片中被强烈诱导，可能参与低磷条件下叶片中磷元素的运输及再分配过程；其中，PbWRKY52、PbWRKY55、PbWRKY56、PbWRKY65和PbWRKY66 5个基因的表达还在根中被抑制，表明它们除了参与低磷条件下叶片中磷元素再分配，还可能参与了根部磷的吸收和转运。结论: 闽楠中WRKY基因家族成员共有68个，其蛋白序列中WRKY结构域较保守。缺磷处理60天时，有21个PbWRKY基因参与磷胁迫响应，大部分基因可能主要在叶片中参与低磷条件下磷的运输和分配。PbWRKY52、PbWRKY55、PbWRKY56、PbWRKY65和PbWRKY66除了在叶片中发挥功能外，还可能参与低磷条件下根部对磷的吸收和转运。
目的: 对短日照诱导的白花泡桐顶芽进行转录组测序分析，探究其顶芽死亡的分子机制，为解决泡桐“冠大干低”提供理论依据。方法: 在25 ℃恒温条件下，对白花泡桐1年生苗进行短日照(SD)处理，在高生长期(SDa)、高生长停止期(SDb)、顶芽死亡发生期(SDc)3个时期进行转录组测序，并利用荧光定量PCR(qRT-PCR)测定11个差异基因的表达量，同时结合转录组信息进行验证。结果: 白花泡桐顶芽3个时期转录组测序共得到57.47 Gb数据，使用DESeq2软件进行3个时期样品间比较，共筛选出差异基因44 397条，其中注释到7大数据库(NR、NT、GO、EggNOG、KEGG、UniProt、Pfam)的基因为37 076条(83.51%)。3个时期的差异基因在KEGG上主要富集在植物激素信号通路，对顶芽死亡发生的SDc时期植物激素信号通路上差异基因的分析得出：脱落酸(ABA)激素信号的响应因子ABF下调表达，乙烯(ETH)激素信号的响应因子ERF1上调表达，油菜素内酯(BR)激素信号上编码木葡聚糖内糖基转移酶的TCH4和细胞周期特异蛋白基因CYCD3上调表达，这些基因与大多数植物芽休眠过程中表达情况不同。qRT-PCR与转录组测序结果在基因表达量差异倍数上存在偏差，但整体趋势一致，可以证明转录组结果的可靠准确。结论: 白花泡桐顶芽死亡发生期的植物激素信号转导通路中ABF、ERF1、TCH4和CYCD3基因的表达情况，使其在高生长停止后顶端分生组织细胞分裂活动仍在继续进行，此时顶端分生组织分化的叶原基展开的幼叶脱落而无法形成芽鳞包裹，导致顶芽未向休眠芽方向发展而死亡。
目的: 油桐枯萎病是一种土传的根部真菌病害，严重危害油桐主栽品种三年桐，极大地限制了其规模化栽培。而同属的千年桐具有抗枯萎病能力，其根部防御作用机制的研究可以为抗枯萎病防治和抗性育种提供思路。方法: 利用乙酸乙酯萃取法获得三年桐和千年桐根部提取物；基于高效液相色谱和串联质谱检测病原菌侵染后三年桐和千年桐根部代谢物成分；利用Illumina HiSeqTM2000、检测病原菌侵染过程中三年桐和千年桐根部基因表达变化规律和通路变化，并利用实时定量PCR试验验证基因表达规律；利用R软件包等生物信息学方法进行数据分析。结果: 1) 与三年桐相比，千年桐根部提取物对油桐枯萎病菌的生长有明显的抑制作用；2) 病原菌侵染后千年桐根部产生的芒柄花苷、橙皮苷等异黄酮和黄烷酮化合物是三年桐的1 000倍以上；3) 病原菌侵染后千年桐根部负责黄酮类化合物生物合成的上游关键通路“苯丙烷类生物合成途径”显著富集；4) 苯丙烷类生物合成途径中有4个中心基因，包括4-香豆酸CoA连接酶、β-D-木糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶N1，通过实时定量PCR试验验证在病原菌侵染早期上调表达，且与其他1 625基因具有极高的相关关系，激活苯丙烷类生物合成途径从而产生黄酮类化合物抵御病原菌入侵。结论: 通过代谢组和转录组联合分析，揭示了千年桐根部苯丙烷类生物合成途径在枯萎病病原菌入侵后发生响应，产生芒柄花苷、橙皮苷等黄酮类化合物，从而抵御病原菌入侵。
目的: 探究抽提处理对乐器用泡桐木材声学振动性能的影响，为木材声学品质改良提供理论依据，促进我国乐器产品声学品质提高，缓解乐器共鸣板用优质木材资源日益匮乏的局面。方法: 采用苯甲醇、去离子水、二氯甲烷和无水乙醇4种溶剂对泡桐木材进行15天的抽提处理，基于两端自由的弯曲振动方法，测定并分析抽提处理对木材弹性模量E、剪切模量G、比动弹性模量E/ρ、对数衰减系数σ、声阻抗ω、声辐射品质常数R、E/G、传声速度υ、传输参数υ/σ、声转换效率υ/(σ ·ρ)等声学振动性能参数的影响规律，并通过微观结构观察、红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)的变化，分析抽提处理对木材声学振动性能的影响机理。结果: 经去离子水、二氯甲烷、苯甲醇和无水乙醇抽提处理后，泡桐木材声学振动性能参数均发生变化。比动弹性模量E/ρ、声辐射品质常数R和传声速度υ平均增加7.67%、11.36%和3.75%，其中经二氯甲烷抽提处理的改善效果最佳，增幅分别为13.99%和17.28%和6.77%；声阻抗ω和对数衰减系数σ平均降低3.23%和19.42%，经去离子水抽提处理后其下降程度最大，降幅分别为-5.03%和-23.45%。从能量利用率来看，声转换效率υ/(σ ·ρ)和传输参数υ/σ平均提高38.89%和29.21%，其中经二氯甲烷抽提处理的改善效果最佳，增幅分别为47.66%和35.10%。抽提处理后泡桐木材红外光谱曲线未发生明显变化，仅羟基和半纤维素的吸收峰强度细微减弱。从木材微观结构看出，抽提处理后导管和纹孔更加清晰，并保留木材多孔性能。XRD分析表明，抽提处理未改变衍射峰位置，仅影响衍射峰强度，苯甲醇、去离子水、二氯甲烷和无水乙醇抽提处理后泡桐木材相对结晶度分别增加4.73%、10.25%、3.56%和7.66%，其中经二氯甲烷抽提处理的变化率最大，增大比率为17.42%。结论: 抽提处理可改善泡桐木材声学振动性能，但不同溶剂抽提处理的改善效果不同，总体来说，二氯甲烷、苯甲醇抽提处理的改善效果更优；不同溶剂对木材不同声学振动性能的改善效果也不尽相同，今后可考虑采取多种溶剂抽提结合的方式全面提升木材声学振动性能。
随着现代考古技术迅速发展，被打捞和发掘出的古船日渐增多，对这些脆弱且具有珍贵历史价值的古船进行及时有效保护是重要且必要的。目前，古船保护主要包括清洗、脱盐、脱水定型、修复复原等步骤，同时为进一步增强古船适应现代环境的能力，往往还需进行封护防腐处理。本研究在对古船封护防腐处理技术进行文献梳理的基础上，对比多种封护方法的加固保存效果，总结各封护方法的优缺点。纳米纤维素是性质优良的新型生物纳米材料，在修复糟朽木质文物方面已有所应用，在古船封护加固方面也有探索性研究，纳米纤维素良好的生物相容性和理化性质使其作为古船封护加固材料极具潜力; 特别地，纳米纤维素对古船表面形貌具有更好的保护效果。利用纳米纤维素加固古船，既能提高古船的稳定性，又能最大限度地保证古船原貌不受影响，是一种全新的古船加固思路。随着当前文保科技化的快速发展，在古船封护防护领域，今后应该: 1)深入探究桐油、生漆等天然传统封护原料的改性规律和工艺创新，聚焦纳米纤维素对其性能的提升作用; 2)开发研究古船的抗菌防霉防护处理，提升生物抗性的同时维持古船原貌，且对环境无负面影响; 3)重视古船中Fe3+对木材的危害，系统研究纳米纤维素对不同加固处理基材的封护表现并进行全面评估。
木质部栓塞指外界气泡进入木质部充水管道导致的植物水分传导功能受阻。木质部输水管道间具缘纹孔膜是木质部栓塞形成、扩散和疲劳产生的关键部位，近年来，具缘纹孔膜特征在木质部栓塞机制研究中日益受到关注。为更全面和清晰理解木质部栓塞形成、扩散和疲劳过程中具缘纹孔膜的作用，本研究在整理分析国内外木质部栓塞相关研究的基础上，首先探讨被子植物、裸子植物木质部栓塞的形成机制和扩散规律，阐释栓塞形成和扩散的"气种假说"，明确具缘纹孔膜的核心作用; 然后分别针对具缘纹孔膜的构造、化学、物理和微力学性质与微液流行为等主要特征以及不同特征间的相互关系，归纳具缘纹孔膜在木质部栓塞形成、扩散和疲劳等不同阶段的重要作用，概述三维结构模型构建、化学成分原位检测、力学行为模拟和单个纹孔膜微液流量化分析等具缘纹孔膜特征关键表征方法的发展现状和问题; 最后提出木质部栓塞应优先开展的3方面研究: 1)不同水分条件下具缘纹孔膜化学成分、物理和力学性质的变化; 2)气泡在水分与具缘纹孔膜三维孔隙结构间水-固耦合界面的形成与扩散方式; 3)不同水分条件下具缘纹孔膜结构变化及其对微液流效率的影响。同时，亟待突破具缘纹孔膜三维空间结构的原位精准表征与生物模型构建及优化的技术瓶颈。通过进一步研究具缘纹孔膜构造、化学、物理、力学性质和微液流行为，揭示具缘纹孔膜特征对木质部栓塞的影响规律这一关键科学问题，将有助于深入理解木质部栓塞机制，为探究木质部抗旱机制、选育优良耐旱种质资源提供科学依据。
塑性变形永久固定是木材压缩密实化、弯曲等塑性改性的关键科学和技术问题之一。本研究针对塑性变形湿热固定技术，从塑性变形形成和回复机理入手，在全面分析木材塑性变形固定研究现状的基础上，重点阐述木材塑性变形的湿热固定技术和机理研究进展以及存在的问题，为突破该项技术的产业化应用瓶颈提供参考。湿热固定技术是以释放木材内应力方式固定塑性变形的方法，因处理方式不同，区分为常压热处理和加压热处理两大类。目前采用的所有处理方法，永久固定塑性变形的必要条件为温度达到180℃以上，加快热传递速度，并使板材厚度方向的中心温度快速达到180℃，能够有效缩短塑性变形永久固定时间。湿热处理永久固定塑性变形机理研究主要从热处理和饱和蒸汽处理2种过程中木材内应力释放与化学性质变化之间的关联性展开，多数研究支持3种基本机制，即基质分子间的交联反应形成稳定的结构; 分子链断裂使微纤维和基质中应力松弛; 亲水的细胞壁成分，特别是半纤维素形成聚合物阻止其再次发生水软化。但这些研究实际上只局限在2个极端，一端是干燥状态下依靠提高温度和延长时间释放木材内应力的热处理，另一端是接近饱水状态下依靠高温高压释放木材内应力的饱和蒸汽处理，而且这些研究均未涉及影响塑性变形固定和木材性能热、质传递等重要的过程因素，存在永久固定和木材性能变化的相互制约等适用性问题。虽然采用湿热处理方法理论上已经实现塑性变形的永久固定，但这些技术并未实现产业化应用，主要原因在于支撑湿热处理永久固定塑性变形的理论和技术体系不完整。要解决塑性变形的湿热固定技术应用问题，不能只关注最终条件，还有考虑如何有效实现这些条件，因此，需从湿热处理过程中水分的作用、热作用和氧化作用及其相互作用机理，热、质传递规律，湿热作用下木材内应力释放的作用机制等方面开展深入研究。
目的: 研究采伐干扰对吉林蛟河天然次生针阔混交林林分生产力稳定性的影响，以期为针阔混交林的可持续经营提供理论依据。方法: 2011年7月在吉林蛟河建立4块1 hm2的针阔混交林采伐样地，2011年12月进行抚育采伐，采伐强度为2.7%~77.6%，平均值为39.2%，并于2013、2015和2018年复测保留木，利用样地中100个连续样方的木本植物数据，通过线性回归模型分析采伐强度、林分密度、土壤养分、林木大小分化(胸径Shannon-Wiener指数)和物种多样性(物种Simpson指数)与生产力稳定性的相关性；运用方差分解分析比较不同变量对生产力稳定性的贡献；进而利用结构方程模型探讨采伐对林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性的影响及林木大小分化、物种多样性和生产力稳定性之间的关系。结果: 采伐强度与生产力稳定性无显著关系，物种多样性和林木大小分化与生产力稳定性均呈显著正相关(P < 0.05)，林分密度对生产力稳定性有显著负影响(P < 0.05)。在方差分解中，物种多样性单独解释生产力稳定性的19.5%；林分密度和林木大小分化对生产力稳定性的贡献率分别为7.0%和7.6%。采伐强度对林分密度、土壤养分(土壤碳、氮、磷、钙含量的第一主成分)、林木大小分化有极显著的负向影响(P < 0.001)，路径系数分别为-0.629、-0.316和-0.255，而对物种多样性和生产力稳定性没有显著影响；林分密度、物种多样性和林木大小分化对生产力稳定性都有显著影响(P < 0.05)，路径系数分别为-2.063、1.652和1.463。林分密度、林木大小分化对生产力稳定性有显著的负向总效应(P < 0.05)，路径系数分别为-2.365和-0.556，物种多样性对生产力稳定性有显著正向总效应(P < 0.05)，路径系数为1.652；土壤养分对生产力稳定性无显著的负向总效应的效应；采伐强度对生产力稳定性没有直接显著影响，通过物种多样性和土壤养分对生产力稳定性的间接影响也不显著，而是主要通过林分密度和林木大小分化来影响生产力稳定性的变化，采伐强度对生产力稳定性有显著(P < 0.05)的负向总效应，路径系数为-0.290。结论: 采伐强度对生产力稳定性没有直接影响，与生产力稳定性直接相关的影响因素是林分密度、林木大小分化和物种多样性，而采伐是通过调整林分密度和林木大小分化来间接影响生产力稳定性，从而影响森林生产力的变化。因此，在森林经营管理中，合理进行采伐干扰对促进森林生产力稳定性具有重要意义。
目的: 研究黄河流域2009—2018年间林草植被覆盖的时空分布及变化特征，预测林草植被覆盖的未来发展趋势，为流域林草植被科学保护和精准修复、促进生态系统正向演替提供参考依据。方法: 以2009-2018年SPOT/VEGETATION的NDVI时间序列数据集为数据源，采用年均值法、Theil-Sen median趋势分析和Mann-Kendall检验方法，研究黄河流域林草植被覆盖的时空分布及变化特征，利用Hurst指数方法分析林草植被覆盖的可持续性特征和未来发展趋势。结果: 黄河流域林草地面积中，高植被覆盖度(NDVI≥0.7)面积占42.34%，呈聚集状分布于流域上游的祁连山、三江源东部、若尔盖草原，中游的秦岭北麓、黄土高原胡焕庸线以南地区，以及下游的济南市区周边区域；中植被覆盖度(0.3 < NDVI < 0.7)面积占44.92%，主要分布于流域上游的三江源西部和中游的宁夏、内蒙、陕西3省(区)交界处；低植被覆盖度(NDVI≤0.3)面积占12.74%，主要分布于流域上游的毛乌素沙地、陇中黄土高原、阴山南麓。2009—2018年间黄河流域林草地年均NDVI总体呈增加趋势，增速为0.007 4 a-1；10年间流域林草植被覆盖变化趋势以改善为主，改善区域面积占81.62%，其中显著改善面积占33.36%，集中分布在林草高植被覆盖度区域；林草植被覆盖退化区域面积占13.86%，集中分布在林草低植被覆盖度区域。未来林草植被覆盖良性发展区域面积占林草地总面积的61.89%，恶性发展区域面积占33.60%，发展方向稳定不变和不确定区域面积占4.51%。结论: 黄河流域林草植被覆盖度整体呈现东南部和西北高山地区高、北部低的特征。2009—2018年间林草植被覆盖改善区域面积远大于退化区域面积，改善区域主要集中在上游的祁连山林区、若尔盖草原，中游的六盘山林区、子午岭林区、黄龙山林区、吕梁林区及秦岭北麓，退化区域主要分布在林草低植被覆盖度的毛乌素沙地、陇中黄土高原等，退化区域应作为重点治理修复区。黄河流域林草植被覆盖未来发展趋势整体较好，预测良性发展区域远大于恶性发展区域，恶性发展区域中三江源地区和毛乌素沙地的林草植被覆盖虽有轻微改善，但持续性较差，未来林草植被覆盖可能呈退化趋势，在流域生态保护治理中应重点关注。
目的: 探究文山国家级自然保护区土壤微生物生物量碳氮沿海拔地带性植被的分布特征及其关键调控因子，为理解亚热带森林土壤碳氮循环过程及其调控机制提供基础数据参考。方法: 以保护区低海拔亚热带季风常绿阔叶林、中海拔半湿润常绿阔叶林和高海拔中山湿性常绿阔叶林3种典型地带性植被类型为研究对象，采用氯仿熏蒸法研究土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔和土层的变化，并运用偏Mantel检验、Fourth-Corner方法解析植被多样性、土壤性质与微生物生物量碳氮之间的关系。结果: 1) 土壤微生物生物量碳氮含量的海拔变化差异显著(P < 0.05)。3个地带性植被群落的土壤微生物生物量碳氮含量随海拔升高呈增加趋势，即亚热带季风常绿阔叶林(15.75和2.84 mg·kg-1) < 半湿润常绿阔叶林(28.05和4.95 mg·kg-1) < 中山湿性常绿阔叶林(41.61和7.80 mg·kg-1)。2)各地带性植被带土壤微生物生物量碳氮含量均随土层加深而呈显著的减小趋势(P < 0.05)，0~10 cm土层微生物生物量碳氮含量分别是40~50 cm的4.26和3.22倍，且亚热带季风常绿阔叶林微生物生物量碳氮含量变幅(7.21和3.42倍)最大。3) 偏Mantel相关性检验结果表明，微生物生物量碳氮含量与土壤全氮含量、有机质含量和pH值的关联性最强(P < 0.01，r≥0.75)，而与土壤含水量、密度、全钾含量的关联性次之(P < 0.05，r>0.5)；Fourth-Corner分析结果表明，亚热带季风常绿阔叶林的土壤微生物生物量碳氮含量仅与植被多样性(Shannon指数，Margalef指数，Pielou指数)极显著负相关(P < 0.01)；而在半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林中，微生物生物量碳氮含量与土壤pH值呈极显著负相关(P < 0.01)，与枯落物厚度、有机质含量和全氮含量极显著正相关(P < 0.01)。结论: 保护区土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔变化主要受土壤全氮含量、有机质含量和pH值调控；低海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量主要受植物群落多样性所调控，而高海拔样地土壤微生物生物量碳氮含量的主控因子为枯落物厚度、pH值、有机质含量和全氮含量。
目的: 研究敦煌及马鬃山地区植被区系祖成、植物生活型及其对海拔梯度的响应，阐明植物群落生活型特征及其对气候生境的反映，为区域植物多样性保护及垂直格局研究提供理论依据和科学基础。方法: 在植物群落调查基础上，采用Raunkiaer生活型分类系统，统计敦煌及马鬃山地区维管束植物的生活型，编制生活型谱，并分析不同海拔梯度的植物生活型组成。结果: 1) 研究区共记录217种植物，隶属34科122属，占中国干旱区总科数的41.46%，占全国总科数的10.09%。其中，裸子植物1科1属3种，双子叶植物28科96属175种，单子叶植物5科25属38种。2)研究区植物生活型主要以地上芽植物为主，占33.18%，在地上芽植物型的4个亚类群中，以半灌木地上芽植物最多；生活型大小序列为：地上芽植物型＞地面芽植物型＞一年生植物型＞地下芽植物型＞高位芽植物型。3)地上芽生活型物种在各海拔梯度都占重要地位，占研究区全部生活型物种的59.15%，随海拔升高呈先增后降的趋势，在海拔1 700 m处达到最大值；地面芽植物生活型也表现为随海拔升高而先增后降的趋势；高位芽植物生活型和地下芽植物生活型所占比例很小；一年生植物在整个海拔范围内占10.00%以下，随海拔升高波动不大。结论: 敦煌及马鬃山地区地带性植被以灌木或半灌木建群的植被占优势，主要分布于1 000~3 000 m海拔内。群落生活型以地上芽植物和地面芽植物为主，并呈随海拔升高而先增后降的单峰分布格局。
目的: 探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应，为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。方法: 以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象，选择连续的具不同降水量的3个年份，即2015年(年降水量580 mm，平水年)、2016年(年降水量649.8 mm，偏丰年)和2017年(年降水量309.3 mm，枯水年)，利用稳定氢氧同位素技术，结合MixSIAR来源混合模型，分析在不同年降水条件下侧柏用水来源特征；同步监测样地气象要素以及土壤含水率等信息，计算土壤相对可利用水分(REW)，分析侧柏用水的水分来源与水分条件的相关性。结果: 1) 深层(4~100 cm)土壤REW显著大于浅层(0~40 cm)土壤(P < 0.05)，降雨使得各层REW显著提高；雨季REW显著大于旱季。浅层(0~40 cm)土壤的REW在2016年(0.341)和2017年(0.360)中显著低于2015年(0.423)(P < 0.05)，而深层土壤REW在3年间差异均不显著，按年份顺序分别为0.613、0.618和0.587。2) 侧柏的用水来源贡献率总体表现为深层土壤大于浅层土壤，但雨后的浅层土壤贡献率会升高。浅层土壤的侧柏用水贡献率在雨后和无雨分别为45.7%和44.5%；深层土壤的侧柏用水贡献率雨季(56.2%)高于旱季(54.8%)，枯水年(57.8%)显著大于平水年(54.1%)和偏丰年(54.6%)。结论: 侧柏主要依赖于深层土壤水以维持其水分需求，次降雨和季节性变化均不会显著改变侧柏用水的土层来源格局，但年降水量显著减少时，侧柏显著依赖于深层土壤水。
目的: 研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律，为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。方法: 构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfpr与油茶根系互作体系，以不同时间(0、6、12、24 h)的互作体系为研究材料，利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。结果: 1) 转录组测序共产生52 958 922条序列，约46.1 Gb，差异表达基因10 314条(FDR < 0.05且|log2FC|>1)。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势，接种6 h后差异表达基因数量为6 306个，其中显著上调3 434个，显著下调2 572个；接种12 h后显著上调903个，显著下调526个；接种24 h后显著上调1 195个，显著下调1 384个。2)GO富集分析表明：接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显，生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等；分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等；细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达基因主要被富集到碳水化合物代谢、氨基酸代谢、信号转导、环境适应性等通路。接种6 h后富集的代谢通路与12、24 h差异较大，其中差异明显的主要有植物激素合成信号通路、植物病原互作通路、苯丙素生物合成通路。4)基因表达量变化较大的有生长素诱导蛋白编码基因(SAUR)、木葡聚糖内糖基转移酶/水解蛋白酶编码基因(XTH)、茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白编码基因(TIFY)、钙调蛋白编码基因(CAM2)、转录因子MYB编码基因、抗病蛋白编码基因(RPM、RPS)、呼吸爆发氧化酶编码基因(RBOHC)、过氧化物酶编码基因(POD)。结论: 利用活体互作体系对不同时间段内生细菌-油茶互作转录组进行分析表明，内生细菌可刺激植物根系生长，提高抗性，诱导免疫反应，但随后免疫反应逐渐减弱。
目的: BLH基因家族是广泛存在于植物中的转录因子，其与KNOX等转录因子的互作被认为在植物的次生壁发育中起重要调控作用。本研究拟克隆光皮桦BlBLH1基因，分析其表达模式，并筛选能与其互作的蛋白。方法: 利用Blast等软件在光皮桦基因组序列中鉴定获得BlBLH1序列，克隆验证后对其进行多序列比对、系统进化等生物信息学分析；利用实时荧光定量PCR分析BlBLH1在光皮桦不同组织、器官和应拉木形成中的表达模式；通过酵母双杂交技术筛选BlBLH1互作的蛋白，并采用双分子荧光互补实验(BiFC)进一步验证其与部分蛋白在拟南芥细胞内的互作。结果: BlBLH1基因序列全长为2 128 bp，开放阅读框(ORF)为1 830 bp，编码609个氨基酸，具有SKY、BEL和HD 3个保守结构域。系统进化分析显示，BlBLH1与拟南芥BLH1有最近的同源关系。表达分析显示BlBLH1在雄花序中的表达量最高；在木质化茎段中的表达量次之；在应拉木诱导过程中，BlBLH1在应拉木中的表达量均显著高于对照。通过酵母双杂交筛选获得结构蛋白、酶、转录因子等47个与BlBLH1互作较强的蛋白；BiFC验证结果表明，BlBLH1与BlKNOX4、BlKNOX9在拟南芥原生质体内存在互作关系。而且，三者在茎段和应拉木的表达趋势基本一致。结论: 可从光皮桦中分离获得BlBLH1基因，生物信息学、表达和蛋白互作分析的结果表明BlBLH1参与光皮桦木材形成过程，且存在与KNOX蛋白的互作关系。
目的: 利用FISH技术追踪三倍体‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程特定染色体的行为，明确其配对和分离规律，丰富对杨树异源三倍体减数分裂过程染色体行为的细胞遗传学认识。方法: 以三倍体‘银中杨’花药为材料，对不同酶液组合和酶解时间进行筛选，在此基础上均进行减数分裂染色体制片，以45S rDNA序列为探针，利用FISH技术，对‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为进行追踪和分析。结果: 1) 筛选出适于‘银中杨’小孢子母细胞减数分裂染色体制片的酶解条件为3%纤维素酶+1%果胶酶混合液在37 ℃下酶解3 h，结合压片和冷冻脱盖片，可获得细胞分散度良好，细胞质薄，背景干净，染色体形态清晰的制片，适用于FISH分析。2)45S rDNA探针信号定位于‘银中杨’3条同源染色体上，它们在中期Ⅰ呈现Ⅲ、Ⅱ+Ⅰ、Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ 3种配对形式，其中三价体发生的频率最高，达69.28%，Ⅱ+Ⅰ和Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ的配对类型分别占28.10%和2.61%，表明信号所定位的染色体亲缘关系可能较近，但也存在联会松弛的现象。3)约80.37%~93.44%的细胞在后期Ⅰ至中期Ⅱ发育阶段呈现2/1分离模式，约63.00%~73.08%的细胞在后期Ⅱ至末期Ⅱ呈现2/2/1/1分离模式，表明探针信号所定位的染色体在大部分细胞中遵循较为正常的分离规律，但在部分细胞中也观察到探针信号所对应的1~2条染色体在后期Ⅰ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ发生分离滞后或形成微核，进而可能在后续发育过程丢失的现象。4)末期Ⅱ细胞存在一定比例的融合核，其中可观察到3~4个45S rDNA探针信号，可能形成具有2n甚至超数染色体的配子。结论: 利用FISH技术可对杨树减数分裂过程的特定染色体行为进行定位和精细分析，尽管三倍体‘银中杨’全染色体组的减数分裂过程染色体行为异常紊乱，但45S rDNA探针所定位的染色体行为相对稳定，丰富了杨树异源三倍体减数分裂染色体行为的认识。
目的: 研究明纹侧柏松毛虫(柏科林木的主要食叶性害虫)羽化、求偶和交配行为的规律，并通过林间诱蛾试验测试雌雄蛾之间的引诱活性，以期为明纹侧柏松毛虫性信息素的提取和鉴定提供依据。方法: 于2019、2020年通过室外笼内人工饲养观察和野外诱蛾的方法，观察明纹侧柏松毛虫成虫羽化和生殖生物学节律。结果: 成虫羽化集中在晚上(19:00—2:00)，日羽化高峰集中在21:00。2019年与2020年的羽化期不同。2019年养虫笼内的蛹7月初开始羽化，7月底进入羽化高峰期(7月29日左右)，8月中旬羽化逐渐减少；2020年养虫笼内的蛹羽化日期晚于2019年，7月中旬开始羽化，8月中旬进入羽化高峰期(8月11日左右)，之后逐渐降低。在羽化高峰期之前，雄蛾羽化数量多于雌蛾，高峰期后，雌蛾羽化数量较雄蛾多。2019、2020年的成虫羽化率分别为83.8%、88.5%。雌雄蛾的性别比例为1∶1.04(2019)和1∶1.01(2020)。未交配雌雄蛾平均寿命分别为4.05、5.84天，交配后雌雄蛾平均寿命分别为3.69、5.33天。雌蛾在羽化当日即观察到有求偶行为，求偶行为均发生在晚上，其中1日龄和2日龄成虫在晚上的第6~8 h求偶率最高，分别为40%和45.5%，之后随着日龄增大，求偶行为提前且求偶率逐渐下降。交配与求偶节律一致，其中2日龄成虫在晚上的第6~8 h交配率最高(45%)，随着日龄的增大，交配行为提前且交配率下降。交配与未交配雌蛾均可产卵，交配后的雌蛾产卵量为154.1粒，卵平均孵化率为94.8%；未交配雌蛾产卵量为160.7粒，卵孵化率为0。野外诱蛾试验表明，处女蛾均可引诱到雄蛾，其中2日龄处女蛾诱蛾量显著高于其他日龄的雌蛾，而空白诱捕器和雄蛾均未引诱到成虫。结论: 明纹侧柏松毛虫的成虫羽化和生殖行为存在明显的时辰节律。日龄是影响成虫求偶与交配行为的主要因素之一，随着日龄的增大，成虫的求偶和交配行为发生的时间提前，且求偶率与交配率降低。
目的: 明确不同虫态、不同环境苹小吉丁自然种群肠道真菌和细菌种类组成及其可能对宿主生长发育和生理变化的影响。方法: 分别将新疆野果林(W)和栽培果园(C)获取的成虫(A)与幼虫(L)进行完整肠道解剖，利用Illumina MiSeq技术对ITS2基因(真菌)和16S rRNA V3-V4变异区(细菌)进行测定，统计肠道微生物的操作分类单元(operational taxonomic unit，OTU)数量，分析物种丰度、组成及Alpha多样性，并运用PICRUSt2对其功能进行预测。结果: 获得苹小吉丁肠道真菌ITS2优质序列177 028条，细菌16S rRNA优质序列253 712条，聚类分析分别获得285和1 470个OTUs。最终注释到真菌5门22纲50目92科122属，细菌40门103纲231目364科594属。从属级水平来看，不同虫态、不同环境苹小吉丁肠道微生物各具特有的真菌和细菌类群，其中，其中CA特有真菌11属，特有细菌2属；CL特有真菌28属，特有细菌223属；WA特有真菌37属，特有细菌47属；WL特有真菌12属，特有细菌68属，而核心菌群中真菌7属，细菌21属。多样性分析结果表明野果林苹小吉丁肠道真菌群落丰富度和物种多样性成虫均大于幼虫，细菌群落丰富度成虫小于幼虫，但物种多样性成虫却大于幼虫，同时苹小吉丁幼虫肠道微生物群落丰富度和物种多样性在栽培果园远大于野果林。此外，通过MetaCyc Pathway注释74条真菌代谢通路，426条细菌代谢通路；通过KEGG注释868条真菌代谢通路，2 188条细菌代谢通路。结论: 不同虫态、不同环境苹小吉丁肠道真菌和细菌种类与丰度均存在差异，肠道真菌种类和丰度成虫大于幼虫，而细菌幼虫大于成虫，说明真菌对于成虫的生长发育起着关键性作用，而细菌对于幼虫的生长发育起着关键性作用。此外，不同的肠道微生物结构与组成，呈现出大致相同的功能，因此推测在苹小吉丁肠道中发挥功能的为一些固定类群，这可能是与其宿主长期协同进化的结果。
目的: 基于燃烧风洞实验室进行室内点烧试验, 定量揭示红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物粒径分布及变化特征, 为森林火灾释放的颗粒物提供参考。方法: 选取东北东部山区红松人工林为对象, 构造不同风速、可燃物载量、可燃物含水率的可燃物床层。基于燃烧风洞实验室进行108次点烧试验, 利用溶气胶监测仪(美国TSI Dust Trak 8533)进行实时监测, 通过随机森林算法建立不同粒径颗粒物预测模型。结果: 风速是影响4种粒径颗粒物质量最主要因素之一, PM1受风速(37.207%)和温度(25.651%)影响最大, 受可燃物含水率影响最小(8.304%); PM2.5受风速(43.293%)和可燃物载量(22.855%)影响最大, 受燃烧效率(7.509%)影响最小; PM4受风速(43.552%)和可燃物载量(21.225%)影响最大, 受可燃物含水率(6.841%)影响最小; PM10受风速(40.832%)和可燃物载量(23.337%)影响最大, 受可燃物含水率(6.946%)影响最小。基于随机森林算法构建的PM1、PM2.5、PM4、PM10预测模型R2分别为0.804、0.810、0.806和0.812。结论: 颗粒物质量与风速、可燃物载量、可燃物含水率、燃烧效率(＞80%)呈正相关, 与温度和相对湿度呈负相关。总体而言, 随机森林算法能够较好地解析各变量与颗粒物质量之间的复杂关系。红松人工林地表可燃物燃烧释放颗粒物观测区间1.72~56.04 g, 预测变化区间为5.67~36.33 g, 可为污染源排放清单的建立、消防从业人员的职业暴露标准提供数据基础。
目的: 研究仅依靠一种高分辨率遥感影像(PL)用于森林火灾影像信息提取、数据分析的可行性, 为火烧程度评估提供可靠的林火遥感数据源和提取方法。方法: 以2017年毕拉河"5·2"特大森林火灾的火烧迹地为研究区域, 使用火前、火后当年、火后更新1年共3期PL影像作为数据源, 利用ROI S提取过火区, 分析火干扰前后NDVI的变化特征。结合地面调查数据, 采用差值归一化植被指数(dNDVI)划分火烧等级, 阈值验证参照罗德昆火灾受害等级划分标准进行精度验证。对火烧迹地植被受害状况进行评估, 以获取火烧程度的空间分布格局。结果: 1) 火干扰导致NDVI值急剧降低, 火后更新1年NDVI略有升高, 表明植被恢复能力有限。PL遥感影像的3 m高空间分辨率使其RGB图像高度饱和, 地类清晰。2)做土地覆盖类型划分, 训练样本分离性在1.91以上, 共划分为森林、草本沼泽、道路、河流4类。分类整体精度为98.05%, Kappa_Coefficient为0.95。3)受害程度等级划分为未火烧、轻度火烧、中度火烧、重度火烧4级, 分类整体精度为91.55%, Kappa_ Coefficient为0.91。此次毕拉河森林火灾着火区总面积10 711.18 hm2, 其中火烧迹地总面积10 130.31 hm2, 占着火区总面积的94.58%。轻度火烧区过火面积最大, 达5 700.78 hm2, 占着火区总面积的53.22%;其次是中度火烧区, 面积为3 035.12 hm2, 占28.34%。火烧迹地内处于中度火烧等级的森林受害面积最大, 高达6 167.48 hm2, 占着火区总面积的60.88%, 其中, 中度火烧等级面积最大, 占47.45%, 其次是轻度火烧区, 占29.95%, 重度过火面积最少, 占22.60%。而草本沼泽受害较轻, 过火面积3 962.86 hm2, 其中97.25%集中在轻度火烧等级。结论: 与传统研究方法相比, 该文使用的研究方法在毕拉河森林火灾分析中取得了更为精准的研究结果, 各验证样本分类精度更高, 研究结果较为可靠, 且数据处理更高效。同时, PL遥感影像具有每天覆盖全球1次的超高频时间分辨率, 极大程度满足了覆盖不同研究区域要求。
目的: 研究梵净山东北部同域分布的黔金丝猴和藏酋猴的时空分布格局, 了解二者与环境的相互关系, 加深认识二者的种间关系及其生存适应特点。方法: 2017—2020年, 在梵净山东北部的不同海拔与植被类型中布设了66台红外相机, 监测研究黔金丝猴和藏酋猴的时空分布。结果: 藏酋猴在研究区域内普遍分布, 黔金丝猴则主要分布于远离旅游索道的高海拔区域, 且完全重叠于藏酋猴分布范围内。在栖息地选择方面, 藏酋猴呈现普遍选择, 黔金丝猴呈现专一选择。在植被类型选择上, 藏酋猴的分布未见显著差异(P = 0.27), 黔金丝猴呈极显著差异(P < 0.01), 在1 600~1 900 m海拔范围的相对丰富度最高。在植被类型选择上, 藏酋猴的分布未见显著差异(P = 0.27), 黔金丝猴呈极显著差异(P < 0.01), 在中山常绿落叶阔叶林的相对丰富度最高。在共现位点中, 发现黔金丝猴与藏酋猴15天内相遇的位点有45个, 占总监测位点数的68.18%, 占黔金丝猴分布总位点数的91.84%, 栖息地空间重叠度极高。它们在同一位点的的相遇时间不存在显著差异(P = 0.48), 平均5~6天一次, 且不存在季节性变化(P = 0.35)。黔金丝猴与藏酋猴为完全昼行性物种, 黔金丝猴日间为晨昏型活动, 藏酋猴日间为单峰型活动, 二者日活动节律呈极显著差异(P < 0.01), 重叠度为0.76。二者日活动节律存在季节性变化, 季节性重叠程度各有不同(冬= 0.64 < 春= 0.68 < 夏= 0.75 < 秋= 0.82), 但二者的日活动节律均呈现极显著差异(P春夏秋冬 < 0.01)。结论: 通过红外相机监测, 揭示了梵净山东北部的黔金丝猴与藏酋猴的时空分布特点, 表明在时空关系上二者生态位划分明显。同时, 对黔金丝猴与藏酋猴的有效保护和监管工作提供了科学基础数据。
目的: 在二氧化钛(TiO2) 颗粒表面包覆光惰性物质二氧化硅(SiO2), 制备出具有抑制纳米TiO2固有的光催化活性、仍保留其原有的紫外屏蔽、可见光透明特性、具有核壳结构、单分散、小尺寸纳米TiO2@SiO2, 用于抑制脱木素木材(DW)中残留木质素的光老化, 制备耐光型TiO2@SiO2-脱木素木材(TiO2@SiO2-DW), 以提高DW基功能材料的耐光性, 延长其使用寿命、木材高值化及碳达峰、碳中和, 为经典、普适液-固-液(LSS)法制备的单分散、脂肪酸保护的其他小尺寸纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供可行方案。方法: 采用LSS法制备单分散、尺寸约8 nm、表面吸附油酸分子、分散在环己烷中、锐钛矿相纳米TiO2; 反向微乳液法在TiO2纳米颗粒表面包覆SiO2, 制备出单分散、粒径约12 nm、分散在乙醇中、具有核壳结构的纳米TiO2@SiO2; H2O2/HAc除木质素法去除木材中的木质素, 且仍保留木材原有纤维素骨架, 得到H2O2/HAc-脱木素木材(H2O2/HAc-DW); 将TiO2@SiO2浸渍、涂覆在H2O2/HAc-DW表面并机械压制, 制备出TiO2@SiO2-DW; TEM、XRD、FTIR和UV-Vis分别表征纳米TiO2、TiO2@SiO2的形貌/单分散性、晶体结构、表面官能团以及UV-Vis吸收性能; SEM和EDS表征TiO2@SiO2在DW表面的沉积、分布; L*a*b*色差法测量老化前后的色度值、计算总色差ΔE*, 评估DW、TiO2@SiO2-DW的耐光性。结果: TEM表明, 纳米TiO2、TiO2@SiO2均为单分散性, 尺寸分别为8 nm和12 nm; 相机照片表明, 纳米TiO2、TiO2@SiO2可分别分散在环己烷、乙醇中; XRD表明, TiO2、TiO2@SiO2均为锐钛矿相, SiO2壳层为无定形结构; UV-Vis表明, TiO2@SiO2具有UV屏蔽、可见光透明特性; H2O2/HAc-DW中的木质素残留量减少至0.8%; SEM和EDS表明, TiO2@SiO2均匀沉积/镶嵌在DW表面; 相机照片表明, TiO2@SiO2未影响DW的颜色及美观纹理; 加速老化结果表明, 由于木质素残留量低至0.8%, H2O2/HAc-DW的ΔE*降至4.9±0.9, 结合TiO2@SiO2的UV屏蔽作用, TiO2@SiO2-DW的ΔE*进一步降至2.3±0.3。结论: 基于木质素去除、TiO2@SiO2屏蔽UV策略, 成功制备出耐光型TiO2@SiO2-DW, 明显优于纳米TiO2、锑掺杂氧化锡等无机和有机UV屏蔽材料防护下的原木、DW和透明木材的耐光性; TiO2@SiO2-DW的机械强度高于原木, 为LSS法制备的单分散、尺寸约8 nm、脂肪酸保护的其他纳米颗粒表面的SiO2包覆、改性及功能化提供了可行方案。
目的: 根据木质素结构特点, 探究一种木质素基泡沫炭制备方法, 为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。方法: 以酶解木质素为碳质前驱体, 以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂, 在未添加发泡剂的情况下, 经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭; 采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构; 通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标, 探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。结果: 热重分析结果表明, 氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度, 使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合, 为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域, 酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度, 为木质素自发泡提供基础。160~180 ℃是合适的发泡温度; 氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率, 酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下, 采用自发泡方法制备出体积密度为0.26~0.46 g·cm-3、孔隙率为74%~85%、开孔率为82%~94%以及比表面积为524~1 055 m2·g-1的孔泡结构较均匀的高比表面积木质素基泡沫炭。结论: 利用氯化锌催化木质素的热分解作用和木质素塑化等特性, 可实现木质素自发泡, 制备出发达孔泡结构的木质素泡沫炭, 为木质素工业化利用提供一条新的技术路线。
目的: 基于处理后的木材端面细胞特征, 寻找合适的机器学习方法提高木材识别准确率, 以实现木材高效利用, 为珍稀木材种类判别和保护提供依据。方法: 以5种木材(臭冷杉、长白落叶松、鱼鳞云杉、鹅掌楸和凹叶厚朴)端面细胞为研究对象, 提取多种差异性图像作为数据集, 通过图像处理提取特征信息, 分别采用支持向量机(SVM)和AlexNet神经网络进行分类识别。根据木材端面细胞区分的差异性, 在AlexNet神经网络架构中加入BN算法进行优化, 设计一种更高效的板材识别方法提高木材识别准确率。结果: 将增强后的29 680张图像按7∶3划分, 分别保存在训练集和测试集文件夹中, 测试样本确定标签后均放入同一文件夹, 分别对3种分类算法进行整体批量测试, 支持向量机分类器测试集的整体识别准确率为84.67%, AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为88.76%, 基于BN算法优化的AlexNet神经网络测试集的整体识别准确率为91.15%, 识别效果更好。结论: 当样本量充足时, AlexNet神经网络对木材端面细胞图像的分类效果明显优于SVM分类器。基于BN算法优化的AlexNet神经网络对图像线性特征更敏感, 保留AlexNet神经网络拟合优化性的同时加快寻优速率, 可有效提高识别精度, 实现木材高精度分类。
目的: 制作一种采用自攻螺钉连接的钢板-正交胶合木节点, 探究螺钉不同钉入角度不同组合形式对节点力学性能的影响, 并依据现有的理论计算模型与试验值比较对计算模型进行优化, 为新型连接件的开发和应用提供理论模型和参考。方法: 参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载, 对夹角为45°和90°2种自攻螺钉钉入角度进行6种不同组合形式的抗剪试验, 记录分析受剪切节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、承载力、刚度和能量耗散。结果: 试件主要破坏模式包括2颗钉同时被剪断、钉未被剪断但产生塑性铰和钉未被剪断但同时被拔出。6组试件均出现一侧钉被剪断的破坏模式, 组J-Cross45°T和S-Double45°T出现钉未被剪断而被拔出、组S-45°T-45℃出现钉未被剪断而产生塑性铰的破坏模式。组J-Cross45°T、J-Double45°T、S-Double45°T的承载力和刚度均远高于组S-45°T-45℃、S-90°-45℃、S-90°-45°T, 组S-90°-45℃的能量耗散和承载力对应位移最大。结论: 对于承载力、刚度、能量耗散和承载力对应位移4个力学性能指标, 钉尖间距影响很小, 不同角度组合影响较大。6组试件中组S-Double45°T的综合受力性能最好, 组S-90°-45℃适用于建筑中对抗震要求较高的节点。
目的: 基于木蜂筑巢习性, 划分古建筑木构件木蜂危害等级, 为古建筑保护工程勘察提供参考依据和评定标准。方法: 收集受木蜂危害的轻木构件, 采用内窥镜、CT扫描和巢穴解剖方式, 了解巢穴构造, 计算隧道容积和巢穴体积, 估算木材损失程度, 结合古建筑木构件危害勘察, 划分木蜂危害等级。结果: 经鉴定, 收集到的木蜂为黄胸木蜂。内窥镜可以观测到主隧道, 隧道有2~3条分枝, 次隧道与主隧道夹角成一定角度, 影响内窥镜进一步深入观测。CT扫描能够准确了解巢穴内部危害。巢穴解剖发现, 黄胸木蜂巢穴皆为分枝型, 大部分为双向平行2条分枝或一侧2条分枝另一侧1条分枝; 巢室内径平均1.55 cm, 每条分枝长度平均14.4 cm, 隧道容积平均约133.67 cm3, 巢穴体积平均1 436.58 cm3。结论: 古建筑木蜂危害一般发生在建筑外部的檐椽、望板、斗栱等非承重和非独立作用构件上, 基于木蜂筑巢习性估算木材损失程度, 古建筑木构件木蜂危害可划分为1~4级: 当木构件有且仅有1个木蜂孔洞时, 为1级危害; 当木构件有2~3个木蜂孔洞时, 为2级危害; 当木构件有4~5个木蜂孔洞时, 为3级危害; 当木构件有6个及以上木蜂孔洞时, 为4级危害。
目的: 研究淹水胁迫下不同繁育方式桑树的叶片光合生理参数、渗透调节物质和保护酶系统的动态变化, 揭示不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应策略及差异, 为桑树在消落带逆境的生态修复应用提供理论基础。方法: 选择嫁接、扦插繁殖的蜀果(SG)和澳玉(AY)桑苗, 通过套盆模拟水淹胁迫(ys), 在0、3、7、12、18天测定桑树叶片的光合参数、叶绿素含量、渗透调节物质含量(可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛)及叶片保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化酶)的动态变化, 探讨不同繁育方式桑树对水淹逆境的响应差异。结果: 1) 叶绿素含量随水淹天数增加而下降, 但不同品种桑苗之间有差异(P>0.05); 2) CK处理叶片的净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线, 而ys处理的桑苗呈单峰曲线, 且扦插繁育的值大于嫁接繁育(P>0.05), 桑树叶片光合参数动态变化结果显示, 各处理桑树叶片、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随水淹胁迫时间的延长呈先下降后上升趋势, 且扦插繁育值大于嫁接繁育(P>0.05); 3) 随着水淹时间延长, 各处理桑树叶片渗透调节物质含量变化整体呈下降趋势; 4) 各处理桑树能在整个水淹胁迫期间通过增加超氧化物歧化酶(SOD)活性来清除活性氧, 维持生理生长, 但过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)的活性呈下降趋势。结论: 水淹胁迫降低了桑树的光合作用, 但QC繁育桑树的光合作用能力大于嫁接繁育的。随水淹时间延长, 2个品种桑树均不能通过积累渗透条件物质来降低渗透势。SOD为桑树应答水淹胁迫的主要防御酶。对不同品种的水淹胁迫响应速度, 扦插繁育的SG快于嫁接繁育的, 而嫁接繁育的AY快于扦插繁育的; 在本试验水淹逆境下, SG适宜扦插繁育而AY适宜嫁接繁育。
目的: 对栓皮栎种子萌发和出苗特征进行逐日监测，探究其种子萌发出苗特征与自身生理生化变化过程，分析出苗不整齐机制，为精准调控栓皮栎苗木质量提供参考。方法: 对栓皮栎种子萌发出苗过程进行动态观测，根据栓皮栎种子萌发出苗过程中种子形态变化特征和出苗统计量；对种子萌发出苗过程3个阶段和6个时期，测定萌发出苗的种子的生理生化变化特征，以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性；采用高效液相色谱方法测定赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)3种内源激素含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量，3, 5-二硝基水杨酸显色法测定α-淀粉酶和β-淀粉酶。结果: 1) 栓皮栎种子最早在播种后第6天即开始萌发，第33天萌发结束，萌发周期为27天，累计萌发率73.6%，其中萌发中位数为14天。播种后第21天开始出苗，第60天出苗结束，出苗周期为40天，累计出苗率66.6%，其中出苗中位数为29天。出苗过程可分为3个时期，栓皮栎种子日平均出苗率超过3%时，为出苗高峰期(播种后25~30天)，高峰期占整个出苗周期的10%，此期间出苗种子数占出苗总数的44%；在此时期之前出苗的为出苗上升期(播种后1~24天)占整个出苗周期的40%，出苗种子数占出苗总数的11%；高峰期之后为出苗下降期(播种后31~60天)占整个出苗周期的50%，出苗种子数占出苗总数的45%。2) 种子萌发过程中，先萌发的种子内POD活性较高；出苗过程中，种子出苗数量较多时种子内POD和SOD活性较高。3) 出苗种子较萌发种子GA3升高64%；ABA下降30.3%；可溶性糖含量下降51%、淀粉含量下降24.1%；α-淀粉酶活性下降45%，而β-淀粉酶活性升高67.7%。结论: 栓皮栎种子萌发和出苗周期分别为4周和6周，萌发和出苗周期跨度大，栓皮栎出苗不整齐严重，应加强苗期管理。POD和SOD主要影响栓皮栎种子的萌发阶段；GA3和IAA促进栓皮栎种子出苗，含量越高出苗速度越快；ABA抑制栓皮栎种子的出苗。
目的: 研究池杉种皮和种子休眠的关系，明确其种子休眠原因，为池杉种子育苗提供理论依据。方法: 对新鲜采收的池杉种子，通过种子和种皮结构观察，萌发试验、氯化三苯基四氮唑(TTC)活力、种皮透水性测定、种子内源抑制物的提取以及浸提液对白菜幼苗生长的生物测定试验，研究种皮特性对池杉种子休眠的影响。结果: 1) 种皮由外到内依次为：外表皮、外种皮、中种皮和内种皮；与对照相比，热水处理会促进外表皮脱落，但对种皮结构无明显影响，种皮透性无明显改变；酸蚀处理会使种皮表面出现腐蚀裂痕和腐蚀坑，且腐蚀裂痕和腐蚀坑随酸蚀处理时间延长而增多，种皮结构进一步受损，种皮透性增加。2) 新采收种子生活力为80.95%，但不萌发，具有显著休眠现象。3) 种皮具有一定的透水性，种仁能吸收到部分水分，酸蚀处理利于促进种仁吸水，而坚硬的种皮在一定程度上阻碍种仁吸水膨胀，使种仁吸涨缓慢，并可能对胚根的伸长和生长产生机械阻力。4) 种子含有内源抑制物质，各浓度甲醇浸提液对幼苗和根生长的抑制强度均表现为：种皮>种仁，说明种子内的抑制物质主要存在于种皮，种仁中含量较少。5) 种皮甲醇浸提液的分离和白菜幼苗的生物测定结果表明，池杉种皮甲醇浸提液各分离相均对白菜幼苗生长有不同程度的抑制作用。各分离相浓度为1 g·mL-1对白菜苗高的抑制强度表现为石油醚相>乙酸乙酯相>乙醚相>甲醇相>水相，对白菜根长的抑制强度表现为石油醚相>甲醇相>水相>乙酸乙酯相>乙醚相，即石油醚相抑制白菜苗高和根长的作用最强。结论: 池杉种皮的透水性不是引起池杉种子休眠的主要因素，但种皮的机械束缚可能导致种子发芽迟缓。池杉种皮的抑制物质主要集中于甲醇浸提液的石油醚相中，它们可能是一些极性较小的物质。因此，池杉种皮的结构和内源抑制物质是导致种子休眠的主要原因，池杉种子可能是兼具物理休眠和生理休眠的复合休眠。
目的: 采用核磁共振技术，从时间、空间角度探究热水处理后合欢种子的初始吸水位点及水分的动态移动过程，揭示其内部水分相态的变化，为合欢种子吸水特性研究提供一种全新的技术手段。方法: 对始温80 ℃热水处理后的合欢种子，用称重法确定种子吸水曲线，用核磁共振成像技术(MRI)观察初始吸水位点及水分在种子体内的移动规律，同时结合横向弛豫时间T2，探究吸水过程中水分相态及其含量、比例的动态变化。结果: 1) 合欢种子吸水曲线呈“S”型变化，吸水前期(0~4 h)种子吸水率缓慢增加；4~12 h进入快速吸水阶段，吸水率增幅较大；吸水12 h后进入缓慢吸水期。核磁共振成像结果表明，水分最初从种孔进入种子，然后通过3条路线移动：沿着种皮两侧的维管束向合点端移动；通过种皮与子叶的缝隙向下(合点端)移动，同时进入子叶的外侧；水分通过胚根进入胚轴，由胚轴进入子叶并向合点端移动，但其移动速度明显慢于第二条。吸水初期(0~6 h)，右侧种皮的吸胀面积明显大于左侧，之后随浸种时间延长，左侧吸水速度较快，吸胀面积与右侧无明显差异。2) 核磁共振波谱图表明，合欢种子水分质量(X)与核磁共振弛豫图谱峰面积(S)呈显著线性关系：S=21 132X+695.05，R2=0.999 6。3) 核磁共振驰豫图谱结果表明，合欢种子内主要存在3种状态的水，分别是结合水、胞内水和胞外自由水。4) 在0 h时，结合水占45.13%，胞外自由水占53.51%，几乎没有胞内水。在吸水过程中，结合水含量明显减少，比例持续降低，在48 h时仅占2.08%；胞内水比例呈先迅速增加后逐渐减小的变化趋势，胞外自由水的比例一直呈上升趋势，在48 h时二者分别为29.12%、68.80%。整个吸水过程中3种状态水分含量的比例始终处于动态变化中，并且胞外自由水的含量远高于其他状态的水。吸水过程中结合水与胞外自由水的峰顶点呈现左移现象(即流动性在减弱)。结论: 种孔是合欢种子的最初吸水位点，水分进入后通过两侧种皮、种皮与子叶缝隙以及胚轴向合点端移动。吸水过程中，合欢种子中始终存在结合水、胞内水、胞外自由水这3种相态的水，且在整个吸胀过程中相互转化，为种子萌发提供前期准备。
目的: 评估河北小五台山自然保护区以华北落叶松为优势种的针阔混交林不同径级华北落叶松在不同尺度上对邻体物种多样性格局的影响，阐明不同生态过程对华北落叶松邻体物种多样性格局形成的作用，为理解森林群落物种多样性维持机制提供依据。方法: 在河北小五台山自然保护区，选取典型的针阔混交林，建立1块2.4 hm2(80 m×300 m)森林动态监测样地，分析群落的物种组成和结构特征，将群落优势种华北落叶松的胸径(DBH)以3 cm为间距划分为9个径级，利用个体种-面积关系函数(ISARs)结合异质泊松零模型，探讨不同径级华北落叶松在不同尺度上对邻体物种多样性格局的影响。结果: 样地共记录到DBH ≥ 1 cm的木本植物4 275株，隶属17科26属35种。9个径级华北落叶松的个体(共550株)整体呈现出近似正态分布，Ⅴ径级(19~22 cm)个体数最多(92株)。在30 m尺度范围内，9个径级华北落叶松的ISARs值均表现为随尺度增加逐渐增大的趋势，Ⅳ(16~19 cm)和Ⅸ径级(≥ 31 cm)华北落叶松分别表现为在所有尺度上最高的ISARs值和最低的ISARs值。Ⅲ(13~16 cm)、Ⅶ(25~28 cm)和Ⅷ(28~31 cm)径级华北落叶松在所有尺度上与邻体物种多样性的相互作用均表现为中性；其余6个径级华北落叶松对邻体物种多样性的促进或抑制作用均发生在较小尺度(≤11 m)，有5个径级(Ⅰ级： < 10 cm；Ⅱ级：10~13 cm；Ⅳ；Ⅴ；Ⅵ级22~25 cm)的华北落叶松在不同程度上表现出对邻体物种多样性的促进作用，仅有Ⅸ(≥ 31 cm)径级华北落叶松在2~4 m尺度上表现出对邻体物种多样性的抑制作用，随尺度增加均转变为中性作用。结论: 尺度依赖效应显著影响华北落叶松邻体物种多样性格局。虽然中性过程在多个尺度上主导不同径级华北落叶松邻体物种多样性格局，但是较小尺度上的促进作用对华北落叶松邻体物种多样性格局的影响也不可忽视。华北落叶松的Ⅳ和Ⅸ径级阶段对邻体物种多样性格局的形成和维持较为关键。
目的: 利用全国森林资源清查固定样地连续监测数据，通过机器学习算法构建基于多因子的森林生长模型，提高森林生长和固碳量的模拟精度，预测东北三省乔木林未来碳汇潜力，探索乔木林碳汇的潜在分布，为准确定位我国东北森林在增汇减排中的作用以及科学制定国家“碳中和”行动路径和目标管理提供科学指导。方法: 利用1999—2018年4次全国森林资源连续清查固定样地监测数据，结合区域气候、土壤、林分和地形因子，采用随机森林模型构建区域主要优势树种(组)的生长-消耗模型，运用未来气候情景与未来乔木林面积扩增情景，预测东北三省2015—2060年间乔木林生物质碳储量变化与碳汇潜力。结果: 东北三省乔木林生物质碳储量2060年可达3 393.15 TgC，比2015年增加1 895.23 TgC，2015—2060年间年碳汇量为42.12 TgC ·a-1，其中天然林是主体。辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质碳储量分别由2015年的139.19、463.58和895.15 TgC增至2060年的328.95、915.83和2 148.37 TgC，乔木林平均生物质碳密度分别由2015年的32.71、59.75和45.11 MgC ·hm-2增至2060年的75.20、109.32和85.24 MgC ·hm-2。2015—2060年间辽宁省、吉林省和黑龙江省乔木林生物质年碳汇量分别为4.22、10.05和27.85 TgC ·a-1。结论: 本研究构建的随机森林模型表现效果较好，能够用于东北三省未来乔木林碳储量预测。2015—2060年东北三省乔木林生物质碳储量将增加1 895.23 TgC，未来仍具有较大碳汇潜力。黑龙江省的碳汇潜力最大，年碳汇量达27.85 TgC ·a-1，是未来重要的碳增汇区域；辽宁省的碳汇潜力较弱，年碳汇量仅为4.22 TgC ·a-1。加强中、幼龄林经营管理，适度更新成、过熟林，有助于提升东北三省乔木林碳汇功能，发挥我国东北森林在增汇减排以及实现区域“碳中和”目标中的作用。
目的: 分析中亚热带不同树种、土层、粒级及其交互作用对土壤团聚体粒级组成及其碳、氮含量、储量及碳氮比的早期影响，揭示种植不同树种对土壤团聚体组成及其碳、氮含量的影响，以期为中亚热带地区造林和营林中合理选择树种提供科学依据。方法: 通过随机区组设计，于2012年2月在土壤发育和经营历史相同的林地上建立了中亚热带地区常见树种同质园。2019年8月测定各树种不同土层(0~10、10~20、20~30、30~40和40~50 cm)不同粒级(>2、1~2、0.25~1和0.053~0.25 mm)团聚体的质量百分含量、有机碳和全氮含量、储量及碳氮比。结果: 1) 各土层团聚体均以>2 mm粒级为主，且>2 mm粒级团聚体的质量百分含量随土层加深而降低，并在木荷、米槠和杜英土壤中较高，而1~2 mm粒级团聚体的质量百分含量则在马尾松林土壤中最高；2)各粒级团聚体的有机碳含量随土层加深而降低，各土层团聚体的有机碳含量则随粒级减小呈先增后减的趋势，其中，0~10 cm土层团聚体的有机碳含量以1~2 mm粒级最高，而20~30、30~40和40~50 cm土层团聚体的有机碳含量则均以0.25~1 mm粒级最高，并在米槠林土壤中最高；3)除0~10 cm土层外，各土层不同粒级团聚体的全氮含量总体在米槠林土壤中最高，在香樟林土壤中最低；4)在20~30、30~40和40~50 cm土层，>2 mm粒级团聚体的碳、氮储量均在米槠林土壤中最高，而其余各粒级团聚体的碳、氮储量均在马尾松林土壤中最高；5)各粒级团聚体的碳氮比均在表层(0~20 cm)土壤较高，在深层(30~50 cm)土壤较低。结论: 各树种种植7年后，不同土层团聚体的粒级组成均以>2 mm为主，且>2 mm粒级团聚体的质量百分含量随土层加深而降低。土壤团聚体的碳、氮储量变化规律与粒级组成变化规律相似，土壤团聚体的粒级组成比团聚体碳、氮含量更能影响团聚体的碳、氮储量，所以种植米槠的土壤碳、氮储量比同期种植马尾松的土壤更高。
目的: 我国湿地松材脂兼用林的轮伐期是在用材林数量成熟龄的基础上适当延长得到的。虽然该轮伐期可以取得一定的经济效益，但能否获得最优的经济效益尚缺乏科学依据。本研究通过分析湿地松经营中木材和松脂对经济绩效的贡献，确定采脂和采伐的时间节点及其影响因素，为保证湿地松人工林经营效益的最大化和林产品生产的可持续性提供科学依据。方法: 基于江西省景德镇市枫树山林场湿地松人工林生产实践，构建考虑木材和松脂两类产出的Faustmann模型，计算林地期望价值(LEV)。然后：1)通过比较材脂兼用林和用材林的收入现金流，阐明木材和松脂在湿地松人工林收入中的贡献；2)在不同折现率下，对湿地松两类人工林的LEV和最优轮伐期(T*)进行比较；3)设置活立木价格、松脂价格和林分经营成本的变化范围，评估在不同折现率下，LEV和T*对这些影响因素变化的敏感性。结果: 1) 经营材脂兼用林的名义现金收入较高，但如果经营时间足够长，湿地松用材林和材脂兼用林的名义现金收入将趋同。虽然松脂收入提高了林分的LEV，但是，木材收入对总的名义收入的贡献将影响LEV的变化。2)湿地松材脂兼用林的T*比用材林的T*长。若其他条件不变，折现率增加，用材林的T*缩短，但材脂兼用林的T*略微延长。3)活立木价格对湿地松用材林的LEV和T*有正向影响，但在木材价格下降时对材脂兼用林T*的影响不明显。松脂价格对材脂兼用林的LEV有正向影响，但对T*的影响不明显，只在高折现率时，价格下降，T*下降。人工成本对湿地松用材林T*有正向影响，对材脂兼用林的T*没有影响。结论: 1) 湿地松材脂兼用林比用材林具有更强的创收能力。木材收入对材脂兼用林总收入的贡献是不可忽视的。湿地松人工林经营要以木材和松脂收入总额最大化为目标，采脂的同时要兼顾木材的生长。2)对湿地松人工林进行采脂确实延长了T*。但在当前的价格水平下，如果折现率超过10%，人工林经营将无利可图。因此，低折现率有利于松脂的长期生产。3)材脂兼用林的T*对松脂价格、人工成本和较低木材价格时的变化反应不敏感。从投资的角度看，湿地松人工林的盈利能力主要取决于折现率。折现率对材脂兼用林T*的影响与木材收入占林分总收入的比重有关，比重越高，折现率对T*的负向影响就越大。4)采脂起始时间的确定会影响LEV和T*，当林分接近成熟时松脂形成较多，采脂对林分生长的影响逐渐减弱，最为合适的采脂起始年龄。
目的: 揭示鹅掌楸属遗传结构和地理变异特点，为鹅掌楸属遗传资源的保存、利用及改良提供依据。方法: 以9个鹅掌楸种源97份样本和4个北美鹅掌楸种源46份样本为材料，采用RAD-seq测序鉴定各样本SNP标记，计算观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、核苷酸多样性(π)和基因分化系数(Gst)等遗传统计量指标，分析鹅掌楸属种源遗传多样性和遗传结构。结果: 在143份鹅掌楸属样本中共鉴定出4 454个高质量的SNP标记；鹅掌楸种源之间存在较大的遗传分化以及中水平的基因流(Gst=0.241 9、Nm=0.805 1)，北美鹅掌楸种源之间存在很大的的遗传分化以及低水平的基因流(Gst=0.388 6>0.25、Nm=0.397 0)；通过结构分析将13个鹅掌楸属种源分为3个类群，其中9个中国的鹅掌楸种源被分为东部种源群(即类群2)和西部种源群(即类群1)，类群3均为北美鹅掌楸，遗传多样性顺序为：类群3>类群1>类群2。结论: 鹅掌楸属遗传结构的形成与其地理隔离和片段化分布有关，且存在由于小群体效应和片段化影响导致的濒危现象，本研究开发的SNP标记可为鹅掌楸属分子鉴定、种质创新及种质资源收集与保存提供参考。
目的: 皂刺中的许多次生代谢物是药用活性成分。本文旨在探究皂荚与野皂荚刺的差异次生代谢物及进行差异代谢途径富集分析，为皂刺功能性化合物分离鉴定以及研究开发提供理论依据。方法: 以皂荚和野皂荚的1年生棘刺为材料，用UPLC-MS/MS检测平台和自建数据库MWDB4.0进行代谢组分析。结果: 1) 2个种的皂刺中共检测到457种次生代谢物，分为酚酸、生物碱、萜类、黄酮、木脂素、香豆素、鞣质类、其他8大类，酚酸和黄酮占比较大；2)野皂荚刺与皂荚刺相比，共有213种显著差异代谢物，其中121种物质在野皂荚刺中含量较高，包括55种酚酸，54种黄酮，5种木脂素和香豆素，4种生物碱，2种萜类，1种其他；92种物质在皂荚刺中含量较高，包括21种酚酸，19种黄酮，14种鞣质，14种生物碱，8种木脂素和香豆素，16种其他。3)皂荚刺中特有的代谢物有22种，异牡荆素-2″-O-鼠李糖苷、N,N′-二阿魏酰腐胺、香叶木素-8-C-(2″-O-鼠李糖基)葡萄糖苷、紫檀芪、原花青素C2相对含量较高，野皂荚刺中特有的代谢物有27种，松柏苷、5-O-咖啡酰莽草酸、槲皮素-3-O-(2″-对香豆酰)葡萄糖苷的相对含量较高。4)差异代谢物的代谢途径分析表明“茋类、二芳基庚烷类和姜酚的生物合成”途径中显著差异代谢物富集显著，苯丙烷生物合成和类黄酮代谢的差异代谢物富集较多。结论: 皂荚和野皂荚刺中共检测到457种次生代谢物；差异代谢物质主要是黄酮和酚酸类；茋类、二芳基庚烷类和姜酚的生物合成的差异代谢物显著富集(P < 0.05)，苯丙烷生物合成和黄酮类生物合成的差异代谢物富集较多。
目的: 研究与交配行为相关的拟松材线虫G蛋白α亚基Bmu-gpa-1基因的表达特性及生物学功能，为拟松材线虫的种内交配繁殖分子机制研究提供依据。方法: 根据拟松材线虫基因组数据设计引物克隆Bmu-gpa-1基因。对Bmu-gpa-1进行序列分析、系统发育分析和蛋白结构预测等生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术和原位杂交技术探究Bmu-gpa-1基因在拟松材线虫各个龄期的表达水平和表达部位，明确其时空动态表达特性。利用RNA干扰技术探究该基因在拟松材线虫交配繁殖行为中的作用，并通过实时荧光定量PCR技术检测RNA干扰的效率。结果: Bmu-gpa-1基因全长为1 780 bp，CDS全长为1 065 bp，编码354个氨基酸。进化分析表示该基因与秀丽隐杆线虫gpa-1基因隶属于同一G蛋白α亚基家族。荧光定量PCR结果及转录组结果均表明Bmu-gpa-1基因在拟松材线虫各个发育阶段均有表达，2龄期和3龄期表达水平较高，胚胎期次之，4龄期和成虫期表达水平较低且基因表达水平具有雌、雄虫差异性，即雄虫的基因表达水平显著高于雌虫。原位杂交结果表明，Bmu-gpa-1基因在拟松材线虫体内广泛表达，胚胎发育初期呈散点状表达，胚胎发育后期过渡到全胚胎表达，2龄期全身表达，3龄期和4龄期进一步集中在肠道和性腺处表达，成虫期则出现雌、雄虫差异性表达，即在雌虫的阴户、雄虫的交合刺和尾部表达。交配试验结果显示，沉默Bmu-gpa-1基因后，拟松材线虫雄虫与正常雌虫的交配次数显著增加，交配时长显著缩短，繁殖能力显著下降，而雌虫被干扰后在交配繁殖行为上则无明显异常，推测该基因可以负向调控拟松材线虫雄虫的交配行为，但对雌虫影响较弱。结论: 拟松材线虫Bmu-gpa-1基因是G蛋白α亚基家族中的一员，基因表达水平及表达部位皆具有雌、雄虫差异性。沉默该基因可以改变雄虫的交配行为，雄虫表现出交配次数增加、交配时长减短和交配后雌虫产卵数减少等交配质量下降特征，但对雌虫影响较弱，这说明Bmu-gpa-1基因对拟松材线虫雄虫的交配繁殖行为具有明显的调控功能。
记述采自浙江、危害鹅掌楸的巨基叶蜂属(膜翅目: 叶蜂科)一新种: 凤阳巨基叶蜂Megabeleses fengyangshana Li, Liu&Wei, sp.nov.。该种幼虫取食木兰科的鹅掌楸叶片, 当虫口密度较大时, 可将寄主叶片蚕食殆尽, 影响植株生长, 对寄主产生严重危害。新种与鹅掌楸巨基叶蜂M.liriodendrovorax G.Xiao, 1993形态差别很小, 除阳茎瓣构型有所不同外, 新种的前翅2Rs室具明显的翅疤, 中胸前侧片刻点较粗密等, 与后者稍有不同, 但新种与鹅掌楸巨基叶蜂在线粒体基因组蛋白质编码基因上存在显著差异, 其中atp6、atp8、cob、cox1、cox2、cox3、nad1、nad2、nad3、nad4、nad4l、nad5、nad6序列的P距离分别达到11.1%、13.6%、10.3%、7.6%、6.5%、7.0%、6.4%、11.6%、7.4%、7.5%、5.2%、6.4%、7.2%。编制了巨基叶蜂属世界已知种类分种检索表。本研究为该种有害生物的鉴定、监测与防治工作奠定了基础。
目的: 研究转基因107杨的生态安全性, 为其进一步推广应用提供科学依据。方法: 对嫁接转基因107杨(BtCry1Ac与API基因)和对照107杨, 连续5年调查其节肢动物群落的组成、结构、多样性与稳定性。结果: 共获得节肢动物54091头, 分属13个目, 其中鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目与蜘蛛目为主要类群, 个体数量上鳞翅目占优势。与对照107杨相比, 转基因107杨的害虫亚群落个体数量显著降低(P < 0.05), 靶标害虫杨扇舟蛾、美国白蛾的个体数量明显减少(P < 0.05);但天敌、中性节肢动物亚群落的物种及个体数无明显差异(P>0.05);瓢虫、蜘蛛类天敌及家蚁和蝇类等中性昆虫的个体数量随年份增加表现出一定程度的增多, 转基因107杨亚群落物种及个体数年际差异显著(P < 0.05)。转基因107杨的节肢动物群落的特征指数表现为多样性、均匀度指数高于对照107杨, 优势度指数低于对照107杨; 转基因107杨群落特征指数的年际差异均显著(P < 0.05)。稳定性分析表明, 转基因107杨的总群落物种数与群落总个体数比值Ss/Si、植食性昆虫物种数与个体数比值Sp/Sb、捕食性天敌与植食性昆虫个体数比值Sa/Sb均显著高于对照107杨(P < 0.05), 表明转基因107杨物种数多, 个体数量少, 在种间数量上制约作用强于对照107杨; 但转基因107杨的天敌物种数与个体数比值Sn/Sa、捕食性天敌与植食性昆虫物种数比值Sn/Sp与对照107杨差异不显著(P>0.05), 表明转基因107杨捕食性天敌物种数与个体数与对照107杨无明显差异(P>0.05), 转基因107杨群落结构相对稳定。结论: 转基因107杨具有持续抗虫效果, 对天敌及中性节肢动物亚群落未产生明显不利影响, 生态安全性较高。
目的: 了解山东长岛猛禽的群落结构, 揭示凤头蜂鹰的种群动态、秋季迁徙时序、迁徙路线和中途停歇地, 促进该物种的保护和管理。方法: 于1987—2019年秋季, 在山东省长岛县大黑山岛的固定网场开展环志, 获得猛禽数量的监测数据。于2019年10月对2只凤头蜂鹰佩戴了卫星跟踪器, 系统采集其秋季迁徙信息。使用SPSS 22.0分析猛禽的群落结构和凤头蜂鹰的种群动态趋势。使用ArcView GIS 3.3和Google Earth对卫星跟踪数据进行分析。结果: 1987—2019年在长岛共环志猛禽29种78 039只, 群落中鹰形目、鸮形目和隼形目的数量分别占60.74%、38.59%和0.66%, 其中红角鸮、松雀鹰和雀鹰为绝对优势种, 分别占总数的32.54%、29.48%和23.19%。凤头蜂鹰在群落中的优势度指数在33年间整体呈上升趋势, 年均增幅为4.1%。其秋季迁徙途经长岛的时间主要为9—10月中旬, 迁徙高峰期为9月19日—10月2日。卫星跟踪显示, 1只雌性成鸟和1只雄性亚成鸟秋季迁徙离开长岛后, 均向西南方向跨越中国, 分别于11月18日和12月7日到达马来西亚和越南越冬。成鸟的平均及最大瞬时飞行速度分别为44.6±17.5和88.7 km·h-1, 均高于亚成鸟的40.4±18.4和81.7 km·h-1。结论: 凤头蜂鹰在群落中的优势度处于增长状态, 其秋季迁徙可能采用差别迁徙策略, 雌性成鸟比雄性亚成鸟中途停歇时间短, 迁徙进程较快, 迁徙路线更长, 到达越冬地更早, 越冬地纬度更低。这种时空隔离机制可以减少凤头蜂鹰在中途停歇地或越冬地对资源的种内竞争。对比日本种群的迁徙路线可以推测凤头蜂鹰不同地理种群可能采用链状迁徙策略, 即高纬度越冬种群迁往高纬度进行繁殖, 意味着其繁殖地质量可能随纬度呈梯度变化。
目的: 详细刻画和分析树种空间优势度, 为关键树种保护和森林群落物种多样性维持提供理论依据。方法: 基于林木空间优势度指数(大小比数和双曲正切指数)构造标记二阶特征函数, 通过模拟数据检验标记二阶特征函数的有效性以及同种空间聚集对树种空间优势度的影响, 在此基础上以雅长自然保护区1.6 hm2实测样地为研究对象, 详细分析样地中主要树种空间优势度在不同空间尺度上的变化, 探究树种空间优势度与树种混交之间的关系。结果: 1) 研究森林群落属老龄林, 结构多样性丰富, 共记录木本植物35科61属86种, 断面积49.81 m2·hm-2。群落中不同树种具有不同胸径分布范围, 其中以较大径级树种如多花杜鹃、枫香树等为主要建群种, 较小径级树种如细齿柃、榕叶冬青等个体数量较多, 在林分中占有一定地位, 不同树种的大小比数和双曲正切指数表明, 树种平均胸径与其优势度存在显著正相关关系。2)群落中主要树种在小尺度范围内均存在吸引相似大小林木的趋势, 较大径级树种空间优势度低于期望值和零模型模拟的随机区间, 较小径级树种空间优势度显著高于期望值, 随着尺度距离增加, 树种空间优势度趋于期望值。3)同种空间聚集可增加或减小树种空间优势度, 对枫香等大径级树种而言, 同种聚集导致其空间优势度降低, 而对榕叶冬青等小径级树种则相反。结论: 标记大小比数和双曲正切指数二阶特征函数能够精细刻画不同空间尺度上树种空间优势度; 树种间"空间隔离"效应可减轻优势树种对劣势树种的竞争排除作用, 有利于维持物种共存, 提高森林群落物种多样性。
目的: 基于植被覆盖度遥感定量估测结果, 统计分析植被覆盖度的时空变化特征和地形分异效应, 探讨植被覆盖变化的驱动因素, 为研究区生态规划和生态环境保护、森林防火提供参考依据。方法: 以北京冬奥会崇礼生态核心区为研究区, 以GF-1 WFV和Sentinel-2多光谱影像为数据源, 采用像元二分模型法对研究区2014、2016和2020年3个时期的植被覆盖度进行遥感估测, 结合数字高程模型, 利用差值指数、马尔科夫模型、植被覆盖动态度和地形分布指数分析植被覆盖度的时空变化特征及其在地形上的分异性。结果: 1) 研究区植被覆盖度在空间上呈显著差异性, 表现为中部低、四周高的分布格局, 与整个研究区的地形地貌特征紧密相关, 山区植被覆盖度高, 平原区或山谷等人类活动区植被覆盖度相对偏低。2)研究区植被整体以中、中高和高植被覆盖度为主, 3个时期3种植被覆盖等级面积占比分别为81.59%、90.00%和86.88%, 均大于80%, 植被覆盖处于较好水平, 生长状况良好。3)海拔梯度上, 2014—2016年改善型和明显退化型在海拔1 800 m以下区域有分布优势, 在海拔1 800 m以上区域无分布优势; 轻微退化型在海拔1 700 m以下和2 000 m以上区域有分布优势; 2016—2020年改善型和退化型在海拔1 700 m以下区域有分布优势, 明显退化型表现出极强分布优势; 2014—2020年明显改善型在海拔1 700 m以下区域有分布优势, 在海拔2 000 m以上区域分布优势较弱, 而明显退化型在海拔1 700 m以下区域表现出强优势分布, 在海拔1 700 m以上区域则无分布优势。4)2014—2016年和2016—2020年植被覆盖退化主要分布在坡度小于8°的平缓区域, 8°以上区域无分布优势, 其他植被覆盖度变化类型在坡度上趋于稳定。5)坡向上, 2014—2016年改善型植被在阳坡和半阳坡有分布优势, 明显退化型在阴坡有分布优势, 2016—2020年轻微改善型在阳坡和半阳坡有分布优势, 明显退化型和轻微退化型在阴坡有分布优势; 2014—2016年改善型在阳坡和半阳坡有分布优势, 轻微退化型在阴坡和半阴坡有分布优势。结论: 1) 植被覆盖度在空间上呈中间低、四周高的分布格局, 在时间上表现为2014、2016和2020年不同等级间的植被覆盖度结构平稳, 局部植被覆盖度出现降低现象, 总体趋势为植被覆盖度增加。2)植被覆盖度在海拔、坡度和坡向不同等级上呈规律性分布, 植被覆盖变化类型与地形因子存在显著差异, 明显减少型区域聚集在坡度小于8°、海拔1 533~1 700 m区域, 在坡向上没有明显表现出分异性, 主要为土地利用方式转换所致; 植被覆盖明显改善型聚集在阳坡和半阳坡地区, 说明人工造林效果比较明显。3)森林防火重点区域为植被覆盖度高的山区。
目的: 提出一种基于TanDEM-X SAR数据的RVoG模型三阶段算法反演森林冠层高度, 以解决RVoG模型实际应用中模型成立条件难以严格满足、受地形影响导致森林冠层高度估测精度不高的问题。方法: 以云南省普洱市思茅区思茅松纯林和混交林为研究对象, 开展经典三阶段算法、地面相位优化的三阶段算法、纯体散射复相干优化的三阶段算法和低估补偿改进的三阶段算法反演森林冠层高度试验。结果: RVoG模型经典三阶段算法反演森林冠层高度存在低估现象(r=0.11, bias=-26.20 m, RMSE=7.16 m), 地面相位优化的三阶段算法、纯体散射复相干优化的三阶段算法、低估补偿改进的三阶段算法反演森林冠层高度的估测精度较经典三阶段算法提高, 其中低估补偿改进的三阶段算法反演森林冠层高度的改善效果最佳(r=0.79, bias=-1.69 m, RMSE=2.56 m); 思茅松纯林的估测效果(r=0.81, bias=1.40 m, RMSE=2.27 m)优于思茅松混交林(r=0.72, bias=-3.09 m, RMSE=2.87 m)。结论: 相比经典三阶段反演算法, 基于TanDEM-X SAR数据的改进三阶段反演算法估测精度更高。
目的: 油茶种间杂交是油茶种质创新的重要途径, 明晰亲子代染色体遗传变异规律, 有助于指导杂交后代植株的筛选与回交组合的合理配置, 并为后续杂交育种研究提供参考。方法: 以亲本及F1代18个优良单株的扦插苗根尖为材料, 利用改良去壁低渗染色体制片技术和核型分析软件对亲本及杂交子代的染色体核型特征进行研究, 并利用核型似近系数聚类法分析亲本及杂交子代的染色体遗传与变异。结果: 1) 父本‘华硕’与母本‘攸杂2’的核型类型均为2B型, 以m型染色体占多数, sm型染色体占少数, 母本‘攸杂2’的核型公式为2n=91=53m (4SAT)+38sm (2SAT), 染色体相对长度变化范围为1.26%~2.97%, 臂比值大于2的染色体比例为17.8%, 染色体长度比为2.36, 核型不对称系数为62.36%;父本‘华硕’核型公式为2n=90=62m (2SAT)+28sm (4SAT), 染色体相对长度变化范围为1.50%~3.00%, 臂比值大于2的染色体比例为4.4%, 染色体长度比为2.00, 核型不对称系数为59.38%。2)杂交子代的核型参数多数介于父本与母本之间, 以m型和sm型染色体为主, 少数有st型染色体, 且在杂交子代中出现sm型染色体数目大于m型的情况(YH-14和YH-18);染色体相对长度的变异幅度较大, 总体为1.05%~3.32%, 以M1和M2型染色体居多; 核型不对称系数变异范围为61.01%~63.38%, 核型类型为2A或2B型。3)核型聚类分析结果表明, 在核型似近系数为0.966 0, 距离系数为0.034 0时, 可分为两大类: 其中绝大部分杂交子代均与母本‘攸杂2’聚为一类, 仅有YH-11、YH-15与父本‘华硕’聚为一类。结论: 大部分杂交子代的核型参数介于父本与母本之间, 少数杂交子代的核型出现较大变异。此外, 杂交子代群体中绝大部分单株的染色体核型与母本‘攸杂2’更相近, 仅少数核型与父本‘华硕’更相近。此结果可为油茶杂交育种工作、创制油茶新种质提供相应的理论基础。
目的: 以全福庄小流域哈尼梯田核心区上方水源林区的3种植被类型(乔木林、灌木林、荒草地)为研究对象, 对0~100 cm土层土壤水的运移过程和水分来源及其对浅层地下水的补给比例进行定量估算, 揭示植被类型对土壤水分运移的影响, 以期为定量研究哈尼梯田区森林-梯田复合生态系统水循环过程以及哈尼梯田的可持续发展提供科学依据。方法: 利用氢氧稳定同位素技术研究2015年4—12月期间3种植被类型下不同水体的氢氧稳定同位素特征, 同时选取3次代表性降水事件(2015年7月24日、7月29日和8月3日)分析3种植被类型下土壤水δ18O值随土层深度的变化特征, 分析比较土壤水与其潜在水源(大气降水、浅层地下水等)的δ18O值, 判断林地土壤水分来源, 运用二元线性混合模型计算降水和浅层地下水对土壤水及地表水和土壤水对浅层地下水的贡献率。结果: 不同水体氢氧稳定同位素均值表现为: 地下水＞地表水＞乔木林地土壤水＞灌木林地土壤水＞荒草地土壤水＞降水, 降水的变异系数最大, 地表水和浅层地下水的变异系数较小; 荒草地土壤水以降水补给为主, 占比67.02%, 乔木林地和灌木林地土壤水以深层土壤水的上升补给为主, 分别占比59.65%和50.18%; 短阵性暴雨条件下, 暴雨前期和暴雨后期3种植被类型样地土壤的水分入渗速率不同, 乔木林地和灌木林地土壤入渗主要发生在0~70 cm土层, 而荒草地主要发生在0~50 cm土层; 浅层地下水的主要补给形式为土壤水的垂直运移, 荒草地土壤水对浅层地下水的补给比例明显高于乔木林地和灌木林地, 约为55.91%。结论: 研究区植被类型对土壤水分循环具有一定影响, 林地对深层土壤水分利用强度较大, 而荒草地更利于降水入渗及对浅层地下水补给。
目的: 研究不同林龄杉木人工林土壤磷素形态及其含量变化特征, 分析各磷素形态的相关性, 以期为提高杉木人工林土壤磷素的有效性、促进杉木人工林的可持续发展提供依据。方法: 在江西分宜县山下林场选择7个林龄(3、6、12、18、25、32和49年生)的杉木人工林, 采用钼锑钪比色法测定土壤全磷和有效磷含量, 采用分级法测定土壤铝结合态磷(Al-P)、高铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)含量, 分析各磷素形态间的相关性, 揭示不同林龄土壤磷素动态变化。结果: 不同林龄杉木人工林土壤无机磷含量占全磷含量的55.37%~74.22%, 而无机磷组分含量表现为O-P>Fe-P>Ca-P>Al-P; 土壤全磷、有效磷、Al-P、O-P含量随林龄的增加呈先减后增的趋势, 在12年生或18年生时最小, Fe-P含量逐渐升高但差异不显著, Ca-P含量呈先增加后减小的趋势; 不同林龄土壤无机磷含量动态变化表明, 中林龄(11~20年)时期杉木处在快速生长阶段, 大量吸收土壤养分; 而从18年生到49年生, Ca-P含量显著下降, 表明近成熟林(21~25年生)开始, 杉木对Ca-P吸收速率增大; 相关性分析表明土壤有效磷含量与Al-P含量、Fe-P含量和O-P含量正相关(P>0.05), O-P含量与Al-P含量和Fe-P含量正相关(P>0.05)。结论: 不同林龄杉木人工林土壤中不同形态磷素含量的变化呈现一定的规律性, 且无机磷为全磷的主要组成部分, 相关性分析表明不同磷素形态间存在相互作用。
目的: 针对当前人工林经营重木材收益、轻碳汇效益的问题, 探究兼顾碳汇和木材生产的人工林最优轮伐期, 为人工林多目标经营提供理论依据。方法: 以黑龙江省东北林业大学帽儿山实验林场35块长白落叶松人工林样地为研究对象, 以Faustmann-Hartman模型为基础, 综合考虑乔木层生物量碳库、生物质能源碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库, 构建长白落叶松人工林碳汇木材复合经营的最优轮伐期确定模型; 设计4种模拟情景, 情景1考虑木材收益、生物质能源收益和经营成本, 情景2—4分别在情景1的基础上依次加入乔木层生物量碳库、采伐剩余物碳库和木材产品碳库, 对各模拟情景分别量化不同碳价格、贴现率、枝叶生物质能源比例等因素对长白落叶松人工林最优轮伐期、木材产量、碳汇量以及林地期望值的影响。结果: 基准情景下(碳价格100元·t-1, 贴现率5%, 枝叶生物质能源比例20%), 林地期望值整体随林分年龄增加呈先增加后减小的趋势, 可采用二次多项式进行模拟(Ra2 > 0.60)。情景1—4的最优轮伐期均为35年, 其所对应的林地期望值分别为50 288、53 638、53 263和53 071元·hm-2, 情景2—4的林地期望值分别较情景1增加约6.66%、5.92%和5.53%。对于情景2—4来说, 能够使长白落叶松人工林最优轮伐期延长1年的最低碳价格分别为1 500、1 000和1 000元·t-1 C, 其对应的林地期望值可分别达到100 667元·hm-2、80 171元·hm-2和78 266元·hm-2, 较情景1显著增加约87.7%、50.5%和47.5%; 当贴现率从5%增至9%时, 最优轮伐期提前约4年, 林地期望值减少约49 200元·hm-2; 对同一贴现率而言, 不同模拟情景下最优轮伐期和林地期望值的差异均不显著。结论: 在当前木材和碳交易市场约束下, 长白落叶松人工林经营仍以木材收益占绝对主导地位, 碳库种类增加对最优轮伐期改变不明显, 但显著影响林地期望值。碳价格和贴现率显著影响长白落叶松人工林的最优轮伐期和林地期望值, 其中能够使长白落叶松人工林最优轮伐期延长1年的最低碳价格至少应为1 000元·t-1。
目的: 以大兴安岭地区白桦为研究对象, 构建含有形率的材积模型, 并与部颁东北地区白桦二元材积模型和传统基础材积模型进行比较, 同时结合生物量转换因子, 研究形率对单木生物量的影响, 为单木材积和生物量的精准预测提供科学依据。方法: 将树干上15个形率引入传统基础材积模型分别构建二元和三元单木材积模型, 应用R软件GNLS模块拟合各模型, 引入方差函数消除各材积模型拟合过程中产生的异方差现象。以相对误差绝对值(MPB)、平均误差绝对值(MAB)、均方根误差(RMSE)和确定系数(R2)为评价指标对各模型进行对比分析, 采用交叉检验法对模型进行检验。结果: 1) 形率引入可显著提高材积模型拟合效果, 当取相对树高为40%时, 带有形率q0.4的二元和三元材积模型拟合效果均表现最好; 2) 交叉检验结果表明, 形率引入材积模型使得材积预测精度显著提高, 相较传统一元模型(1)和二元模型(2), 引入形率的二元模型(14)和三元模型(15)的均方根误差分别降低38.9%和45.8%; 3) 与东北地区当前使用的二元材积模型(5)相比, 引入形率的二元模型(14)的RMSE、MAB和MPB分别降低46.7%、40.2%和47.7%, 引入形率的三元模型(15)的RMSE、MAB和MPB分别降低59.1%、59.2%和64.1%; 4) 形率引入可显著提高单木生物量预测精度, 与不引入形率的基础模型相比, 以引入形率的三元材积模型(15)为基础, 结合生物量转换因子(BEF)构建的单木生物量模型的RMSE、MAB和MPB分别降低46.9%、46.5%和46.3%。结论: 在材积模型中引入形率, 不仅可提高单木材积预测精度, 还能为单木生物量精准预测提供帮助。引入形率的三元立木材积模型(15)更适合于预测该区域白桦单木材积和生物量。
目的: 研究不同氮(N)、磷(P)和钾(K)施肥量和施肥方式影响闽楠叶片光合特性、内含物含量, 酶活性及植株养分吸收量, 揭示施肥调控光合碳固定机制, 为闽楠壮苗培育和科学施肥提供理论依据。方法: 采用"3414"田间试验方法, 分析不同N、P和K施肥处理对闽楠幼苗光合色素含量、光合作用参数、叶片内含物及相应酶活性的影响; 通过极差分析, 筛选最佳的氮磷钾施肥方式; 通过逐步回归分析、相关分析和通径分析, 构建施肥调控光合碳固定途径。结果: 1) N、P、K施肥提高闽楠叶片光合色素含量, 光合、蒸腾和水分利用能力, 抑制叶片可溶性糖, 可溶性蛋白和丙二醛含量, 提高叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和酸性磷酸酶活性, 抑制多酚氧化酶活性, 进而提高叶片淀粉含量, 促进碳固定。在光合碳固定中, 叶片酸性磷酸酶、水分利用效率和淀粉含量是调控的关键点。2) N元素增强硝酸还原酶活性, 提高叶绿素a含量, 增强水分利用效率, 促进碳固定。3) P元素提高叶绿素b含量, 降低丙二醛含量, 保护细胞完整性, 提高碳同化效率, 但对于光合产物碳代谢无显著影响。4) K元素提高叶绿素a和b含量, 增大气孔导度, 提高气孔CO2和水分利用效率, 提高淀粉含量, 促进光合碳固定。5) 在N、P、K配施下, N, P和K吸收量最大, 与酸性磷酸酶呈极显著相关, 最有利于光合碳固定; 其次为N、P配施, 最差的为单施磷肥, 以T6(N: 0.532 g·plant-1, P2O5: 0.133 g·plant-1, K2O: 0.356 g·plant-1)处理效果最好。结论: 施肥后, 闽楠幼苗吸收N、P和K, 加大叶片气孔通气, 显著提高气孔导度和蒸腾速率, 提高水分利用效率, 增强闽楠幼苗的净光合速率, 促进光合产物的输出, 提高蛋白质合成, 在酸性磷酸酶的作用下调控碳代谢, 产生淀粉, 为其生长提供物质和能量。
目的: 研究岩溶山地的珍稀濒危树种金丝李苗对光照的需求及适应规律, 为其引种、迁地保护、种群复壮、规模化栽培和用于岩溶山体生态恢复提供依据。方法: 将3年生金丝李幼苗进行为期2年相对光强10%、25%、50%和100%处理(分别记为RI10%、RI25%、RI50%和RI100%), 对其生长和叶片特征、生物量分配、光合特性、叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数进行比较, 分析其对不同光环境的适应机制。结果: 1) 金丝李幼苗在4种光强下均能生长, 2年后RI25%和RI50%的地径、株高和冠幅显著大于RI10%和RI100%处理。2) RI25%的单叶面积和叶片厚度显著大于其他处理, 生物量、比叶面积和叶面积比随光强增加呈先增大后减小的趋势, RI100%的根生物量比与根冠比最大, 显著大于RI10%处理。3) 第1年, 幼苗的最大净光合速率(Pmax)和表观量子效率(AQY)的排序为RI50%＞RI25%＞RI100%＞RI10%, 光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)均随着光强的增加而增大; 第2年RI50%、RI25%和RI10%的Pmax和AQY值差异不显著, 但均大于RI100%处理, 除RI100%的LSP相比第1年降低外, RI10%、RI25%和RI50%处理的LSP均相较第1年增高; 全天净光合速率(Pn)最高值排序为RI50%≈RI25%＞RI10%＞RI100%; 在全天大部分时间里, RI100%的Pn、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)均低于RI10%、RI25%和RI50%处理, 胞间CO2浓度(Ci)则高于其他光强处理。4) 幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量均随着光强的增加显著降低; RI100%的类胡萝卜素与叶绿素的比值显著大于其他3种光强处理。5) 第2年, 可变荧光(Fv)、潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)均以RI25%最高, 与第1年相比变化显著, 但RI100%的上述参数显著低于其他3种光强处理。结论: 金丝李幼苗在形态及光合生理上具有对光环境的调节和适应能力。全光环境下幼苗受胁迫导致生长缓慢; 在重度遮荫下虽生长较慢但各项光合生理指标均正常, 表明其对弱光有一定的适应能力; 而在相对光照为25%~50%的环境下生长良好, 其幼苗叶片可通过增加对光能的吸收能力及提高PSⅡ反应中心的光化学效率来充分利用光能。人工培育幼苗时需适度遮荫。森林过度采伐造成的强光胁迫可能是金丝李致濒的环境因子之一。
目的: 在人工气候室控制试验条件下, 分析不同树种配置的空气负离子(NAI)效应以及叶片养分元素和NAI效应的关系, 旨在探究森林的NAI作用机理, 为未来康养森林的树种配置选择提供理论参考。方法: 于2018年6—9月在浙江钱江源森林生态站杭州虎山实验基地人工气候室内控制相同环境的条件下, 对6种亚热带典型树种及其配置的NAI浓度进行连续监测。同时, 测定叶元素含量。采用单因素和LSD法进行方差分析和多重比较(α=0. 05), 利用Person分析法对NAI浓度与叶养分含量进行相关分析。结果: 树叶中锰离子和钾离子含量与NAI浓度均呈显著正相关(P < 0.05), 阔叶树叶中铁离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P < 0.01), 针叶树叶中氮和铜离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P < 0.01)。不同树木组成会导致NAI浓度差异显著, 存在树种混合的交互作用。在混合树种为2种和4种时交互作用表现为正效应, 且NAI的交互效应随叶面积和单种平均NAI浓度增加而增大。在混合树种为5种和6种时交互作用表现为负效应。在混合树种为2~6种时, 交互效应与各树种混合处理的叶量呈紧密的非线性递增关系, 回归方程y = -0.063 1x2 + 78.322x - 23 783。结论: 对提升植物周围的NAI浓度而言, 树叶中锰离子和钾离子含量具有积极作用, 阔叶树叶中铁离子含量和针叶树叶中氮和铜离子含量的作用更显著。不同树种的数量组成会导致NAI浓度的差异, 交互作用效应受到叶生物量、叶面积、树高配置和单个树种NAI效应的影响。总体来说, 树种配置的NAI浓度效应取决于它们之间的交互作用, 有针叶树种时更利于提升NAI浓度, 具有高NAI效应的树种处于配置最上层空间时更利于NAI浓度提升。开展树种配置和叶元素含量的NAI浓度效应研究将为高效康养森林的树种选择和结构配置提供科学依据。
目的: 探讨整合空间与竞争效应的模型对不同林龄阶段杉木生长性状遗传参数评估的影响, 为提高育种值预测和优良单株选择的准确性提供理论依据。方法: 以40年生杉木自由授粉子代测定林为研究对象, 以幼林龄阶段、中林龄阶段和过成熟林阶段的胸径和树高为目标性状, 基于最佳线性无偏估计的混合线性模型方法, 分别拟合试验设计效应、空间效应、竞争效应、空间-竞争效应, 利用赤池信息准则评价模型, 对比不同模型估计的遗传参数和育种值。结果: 1) 拟合空间-竞争效应平均提高生长性状狭义遗传力估计值的39.72%。针对不同林龄阶段胸径性状的遗传参数, 拟合空间-竞争混合模型的加性遗传方差相比标准混合线性模型、空间模型和竞争模型分别提高4.46%、26.95%和35.87%, 残差分别降低21.95%、26.81%和20.19%;树高性状空间-竞争模型的加性遗传方差1991和2020年相比基本模型提高10.73%和1.22%, 残差降低12.75%和33.83%。2) 竞争强度与林分个体间的距离有关, 杉木生长性状受到相同行列个体的竞争效应要显著高于对角线方向个体。3) 生长性状存在竞争效应, 且径生长大于高生长。同一性状的加性-竞争效应相关表明, 杉木生长性状在不同林龄均表现出竞争效应, 幼林龄阶段径生长受到的竞争效应大于高生长; 中林龄阶段生长性状表现出强烈的竞争相关, 结合残差相关结果发现, 杉木在中林龄表现出强烈的竞争效应。个体间胸径的竞争影响大于树高间的竞争影响, 胸径比树高更能感受到竞争的敏感程度。4) 在5%入选率下, 育种值平均预测准确性为0.559。4种模型分别选出23个个体, 其中78.3%的入选单株重复。基本模型、空间模型、竞争模型和空间-竞争模型的入选单株胸径均值分别为37.3、37.2、37.3和37.3 cm, 遗传增益分别为12.73%、13.86%和13.32%、14.37%。结论: 采用竞争-空间模型拟合参数可增加加性遗传方差并降低残差方差的估计值; 林分内目标单株受对角线方向的竞争性弱于行、列方向单株的竞争。中林龄阶段生长性状所受竞争效应最大, 径生长对竞争的敏感性大于高生长。
目的: 研究木荷幼林生长和形质性状在纯植和与杉木混交2种栽植模式下的家系遗传变异规律, 为木荷良种选育和高效培育提供理论依据。方法: 以2014年营建于福建省南平市延平区纯植和与杉木混交(木荷∶杉木1∶2列状混交)2种栽植模式下的7年生木荷家系测定林为研究对象, 分析其生长和形质性状的家系遗传变异规律, 并对其各性状进行遗传参数估计及相关性分析。结果: 纯植和混交2种栽植模式对木荷家系的生长和形质性状有显著影响(P < 0.05), 区组效应显著。同纯植模式相比, 与杉木混交显著促进了木荷家系各性状的表型差异, 树高、胸径和树干通直度均提高, 分别高出纯植模式的18%、16%和15%, 树干分叉数则明显减少, 仅为纯植模式下的78%。纯植模式下木荷各性状受较弱至较强的家系遗传控制(0.18~0.53)和较弱的单株遗传控制(0.03~0.13)。与杉木混交, 木荷各性状的家系遗传力和单株遗传力估算值普遍得到提高, 尤其是树高、胸径、树干分叉数和树干通直度的家系遗传力分别高出纯植栽植模式下的31%、72%、20%和31%。2种栽植模式下木荷生长和形质性状存在不同遗传反应, 与杉木混交可显著改变木荷家系生长表现和秩次变化。相关性分析结果显示, 2种栽植模式下木荷家系生长性状与形质性状(除枝下高外)间相关性不显著, 生长和形质2类性状间似相互独立。树高、胸径和枝下高间关系较为紧密, 不易受栽植模式影响。与杉木混交不仅会对木荷冠幅生长产生影响, 同时有效减弱最大分枝角、枝下高和最粗分枝基径间的联系及树干分叉数对树干通直度的影响。结论: 纯植和混交2种栽植模式会对木荷家系生长和形质性状产生显著影响, 与杉木混交可促进木荷家系的表型分化, 并提高了各性状的家系和单株遗传力估算值。对于木荷人工林的营建, 应根据生境条件和栽培模式选择适生优良的木荷家系进行栽植, 并及时对木荷进行修枝除干以培育优质干材。
目的: 筛选巨桉金属耐受蛋白基因EgMTP6, 分析其生物信息学特征、亚细胞定位、锌转运功能和表达模式, 揭示丛枝菌根真菌、锌、磷与EgMTP6的相互关系, 探究其在缓解锌胁迫中的作用。方法: 通过生物信息学分析, 得到EgMTP6的核苷酸和氨基酸序列特征。利用农杆菌注射烟草叶表皮细胞分析EgMTP6的亚细胞定位, 酵母突变体互补分析EgMTP6转运锌的功能。利用荧光定量PCR技术, 分析锌(ZnSO4)、磷(NaH2PO4)和异形根孢囊霉对EgMTP6表达模式的影响。结果: 基因预测显示: EgMTP6包含一个长度为1 524bp的开放阅读框, 编码507个氨基酸, 包含12个外显子和11个内含子。结构预测显示: EgMTP6蛋白氨基端位于膜内侧, 羧基端位于膜外侧, 包含5个跨膜螺旋和HD-HD基序。系统进化分析表明: EgMTP6属于Group6, 归为Fe/Zn-CDF类群。多序列比对发现, MTP6含有亚铁离子外排泵结构(Ferrous-iron efflux pump, FieF)。亚细胞定位显示EgMTP6定位在内质网, 酵母突变体互补表明EgMTP6是锌转运蛋白。荧光定量结果说明: EgMTP6的表达不受锌浓度影响, 但受高浓度磷和异形根孢囊霉诱导。结论: EgMTP6属于Fe/Zn-CDF类群, 参与锌的转运, 表达量不受锌浓度影响, 高浓度磷处理和接种异形根孢囊霉时表达量显著提高。EgMTP6在分子特征和功能方面的研究有助于进一步探讨该基因在巨桉菌根耐受锌胁迫时的功能。
目的: 探明女贞不同营养器官和根际土壤真菌群落的物种组成、多样性和功能群特征，为研究女贞及其相关真菌的互作关系及开发利用女贞内生和根际真菌资源奠定基础，同时为林木微生物组研究提供参考。方法: 以女贞叶、茎、根和根际土壤为研究对象，基于真菌rRNA基因ITS1区，应用Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术，结合生物信息学分析，解析女贞内生和根际土壤真菌群落的多样性、物种组成及功能群特征，并比较其群落结构差异。结果: 女贞叶、茎、根和根际土壤真菌丰富度排序为根际土壤>茎>根>叶，多样性为根际土壤>叶>茎>根。4种样品共有的OTU为31个，占OTU总数的2.08%。在叶、茎和根内分别有39.42%、35.26%和76.94%的OTU同时存在于根际土壤中。β-多样性分析表明，β多样性分析表明，叶的真菌群落结构与茎较为相似，而与根和根际土壤差异较大生态位的真菌群落结构存在显著差异(R=0.898 1，P < 0.01)。在门水平上，叶、茎、根和根际土壤真菌群落的优势菌均为子囊菌门和担子菌门；在属级水平上，叶、茎内生真菌的优势属为枝孢属和维希尼克氏酵母属，根内优势属为Rhexodenticula和普可尼亚属，根际土壤的优势属为裸盖菇属和Saitozyma。叶、茎、根及根际土壤共有的真菌主要包括枝孢属、维希尼克氏酵母属、Saitozyma、Rachicladosporium、Symmetrospora、链格孢属及青霉菌属。在真菌功能群分类中，叶、茎、根和根际土壤真菌功能群分类呈现地上和地下部分分化的特征，叶和茎中的真菌以复合营养型(病理-腐生-共生营养型、病理-腐生营养型)为主，分别占叶和茎真菌功能群的76.97%和91.68%，而根和根际土壤中的真菌以单一营养型(腐生营养型、共生营养型)为主，分别占60.05%和67.51%。结论: 女贞根际土壤的真菌多样性显著高于叶、茎和根。叶的真菌群落结构和功能群特征与茎较为相似，但与根和根际土壤差异较大。在叶和茎中，真菌功能群以病理-腐生-共生营养型为主，而根和根际土壤中的真菌功能群以腐生营养型为主。
目的: 研究不同寄主树种对新渡户树蜂共生真菌的种类影响，及寄主樟子松体内死亡新渡户树蜂幼虫体表的优势内生真菌对新渡户树蜂共生真菌的拮抗作用，从微观角度探索寄主内新渡户树蜂幼虫死亡的原因，为新渡户树蜂的生物防治提供新的思路和依据。方法: 根据形态特征和ITS序列鉴定不同寄主树种内新渡户树蜂的共生真菌种类，通过平板对峙和发酵液试验及显微观察判定优势内生真菌大伏革菌Phlebiopsis gigantea和绿色木霉Trichoderma viride对新渡户树蜂共生真菌Amylostereum chailletii和A. areolatum的拮抗能力。结果: 不同寄主树种中均能分离到新渡户树蜂的共生真菌A. chailletii和A. areolatum，但2种共生真菌的检出率差异显著。在樟子松中新渡户树蜂更易携带A. chailletii，而在油松中则更易携带A. areolatum。2种内生真菌的生长速率均快于共生真菌，其中绿色木霉的生长速率最快，共生真菌A. areolatum的生长速率最慢。绿色木霉和大伏革菌均能抑制共生真菌菌丝生长，并缠绕、寄生或穿插生长在共生真菌菌丝上，使得共生真菌菌丝扭曲、变形、异常膨大，最终完全覆盖共生真菌菌落，导致共生真菌无法生长而死亡。2种内生真菌发酵液对共生真菌A. chailletii和A. areolatum的分生孢子萌发有抑制作用，其中绿色木霉发酵液抑制效果高于大伏革菌，且发酵液稀释倍数越高，抑制效果越差。结论: 2种内生真菌对新渡户树蜂共生真菌均具有较强的拮抗效果，且内生真菌菌丝均可完全抑制并杀死共生菌菌丝，研究结果有望为新渡户树蜂的生物防治提供可用菌株。
目的: 明确HrWRKY53基因的生物信息学及其参与沙棘抗绕实蝇功能，为解析沙棘等胡颓子科植物抗虫机制及分子育种奠定基础。方法: 基于绕实蝇危害前后沙棘果实转录组数据，挖掘HrWRKY基因家族成员中参与绕实蝇危害的关键差异表达基因HrWRKY53，进一步分析该基因的二级结构、亲疏水性及预测磷酸化位点等。利用BLASTP检索同源性高的其他物种蛋白序列进行比对并构建系统发育树；利用qRT-PCR检测该基因的组织表达特异性，绕实蝇危害前后以及脱落酸(Abscisic acid，ABA)、茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate，MeJA)、乙烯(Ethylene，ETH)处理下的该基因表达模式；并进一步分析响应绕实蝇危害的茉莉酸(Jasmonic acid，JA)信号途径上关键基因HrJA2、HrLOX1、HrAOS和HrAOC的表达水平，分析其与HrWRKY53基因表达的相关性。结果: 基于沙棘转录组获得HrWRKY53的开放阅读框(Open reading frame，ORF)全长为1 302 bp，编码433个氨基酸残基的蛋白，该基因含有2个WRKY保守结构域和1个C2H2型锌指结构，属于第Ⅰ类WRKY转录因子家族；二级结构预测其编码的蛋白主要由无规则卷曲构成，含有141个磷酸化位点，推测可能与磷酸化有密切的关系，亲疏水性预测表明该蛋白属于疏水性蛋白；系统发育树分析显示该蛋白与蔷薇科野草莓FvWRKY25同源性最高。qRT-PCR显示该基因具有明显的组织表达特异性，其在沙棘果实中的表达量最高；绕实蝇危害与机械损伤后该基因的表达量均显著上升，激素ABA、MeJA、ET处理后，基因的表达量也呈明显上升的趋势，其中MeJA诱导后，该基因的表达量上升最显著；另外，基于转录组数据及荧光定量数据对JA信号通路的关键差异表达基因分析发现，其通路上的HrJA2基因表达量提高最显著，且HrWRKY53与HrJA2基因表达量变化呈明显的正相关。结论: 沙棘HrWRKY53属于第Ⅰ类WRKY转录因子家族，且与蔷薇科草莓FvWRKY25同源性最高；同时该转录因子参与了沙棘抵御绕实蝇危害的应答过程。此外，沙棘受绕实蝇取食后诱导了HrJA2基因的表达进而促进JA合成，而JA又进一步诱导了HrWRKY53基因表达，最终提高了沙棘抗绕实蝇危害的能力。
目的: 苹果巢蛾是新疆伊犁河谷西天山野果林的主要害虫之一，查明其寄生性天敌资源可为该害虫的生物防治奠定基础。方法: 2016—2017年在苹果巢蛾的发生地采集其幼虫和蛹，进行人工饲养，观察记录该害虫的生活史和形态特点，对饲养获得的寄生性天敌进行分类鉴定，确定优势寄生蜂及其生物学特征。结果: 1) 明确了西天山野果林苹果巢蛾的生活史，饲养获得5种寄生性天敌——4种寄生蜂和1种寄蝇，其中巢蛾多胚跳小蜂和选择盆地寄蝇是苹果巢蛾幼虫期寄生蜂，齿腿长尾小蜂、群瘤姬蜂和长尾啮小蜂为苹果巢蛾蛹期寄生蜂；获得了优势寄生蜂巢蛾多胚跳小蜂的COI基因序列。2)通过对寄生率的比较统计，确定巢蛾多胚跳小蜂为苹果巢蛾的优势寄生蜂，其平均寄生率为64.52%，雌雄性比约为3.5∶1，并对巢蛾多胚跳小蜂在寄主幼虫中的发育过程进行初步研究。3)首次记录了苹果巢蛾蛹期寄生蜂长尾啮小蜂。结论: 查明了西天山野果林重要害虫苹果巢蛾的本土寄生性天敌资源及优势寄生蜂巢蛾多胚跳小蜂的发育历期、寄生率、性比和COI基因序列等信息，可为野果林天敌昆虫多样性的保护以及利用本土天敌昆虫对苹果巢蛾进行生物防治提供参考依据。
目的: 探究镁铝层状双氢氧化物(MgAl-LDHs)与三聚氰胺磷酸盐(MP)复配阻燃剂的协同阻燃机理，为MgAl-LDHs与磷氮阻燃剂复配阻燃剂应用于阻燃纤维板制备提供理论基础。方法: 采用氧指数仪和锥形量热仪测试阻燃中密度纤维板的阻燃性能，通过氧指数、热释放速率、总热释放量、烟释放速率、烟释放总量变化和协效比计算，分析复配阻燃剂的释热性能及其在生烟特性方面的协效作用，运用热重分析、傅里叶红外光谱分析以及热重-傅里叶红外光谱联用分析技术探讨MgAl-LDHs与MP之间的凝聚相和气相阻燃机理。结果: 复配阻燃剂制备出中密度纤维板的氧指数为31.9%，复配阻燃剂在氧指数协效比计算中未表现出协效作用，而锥形量热仪协效比计算表现出协效作用，热解分析表明复配阻燃剂对木粉的阻燃效果优于MgAl-LDHs和MP单独阻燃作用。燃烧过程中MP催化MgAl-LDHs快速分解，释放大量水蒸气和CO2，吸收纤维板热量，降低表面温度，使燃烧难以维持，同时水蒸气和CO2稀释可燃气体和氧气浓度，降低燃烧速率。复配阻燃剂的阻燃机理主要为气相阻燃，凝聚相阻燃作用不明显，气相阻燃是“冷却效应”和“稀释效应”共同作用的结果，320 ℃前主要为气相阻燃，380 ℃后复配阻燃剂进入凝聚相阻燃。结论: MgAl-LDHs与MP复配阻燃剂的协同阻燃作用机理表现在3方面：1) 温度范围增大，MgAl-LDHs低温分解，与MP复配后复配阻燃剂初始分解温度为198 ℃；2) MgAl-LDHs分解释放水蒸气和CO2，MP分解释放氨气冲淡燃烧表面可燃气体，协同发挥“稀释效应”作用；3) MP催化成炭和MgAl-LDHs高温熔融的覆盖协同作用。
目的: 对林地进行合理定级并制定林地基准价，为解决林地资源资产评估核算困难的问题，提高大批量林地价值评估效率提供参考。方法: 基于浙江省龙泉市2016年森林资源规划设计调查数据，林地定级运用因素法，首先选取自然因素、社会经济因素以及区位因素，利用熵值法确定各个因素指标权重，加权求和模型计算定级指数，最终采用总分数轴确定法对林地定级；林地基准价通过林地期望价法计算确定。结果: 1) 研究区林地资源分为4个等级，小班个数及总面积从1级到4级先上升后逐渐减少，林地等级呈正态分布形式，结构合理；2) 研究区林地基准价从1级到4级分别为10 504、8 978、7 631和6 284元·hm-2，各等级林地基准价的高低反映林地质量的优劣程度；3) 根据林地的特殊性，结合林地生产力水平的外在体现，制定出与林地基准价相匹配的价格修正系数；4)结合林地基准价与价格修正系数核算研究区林地资源资产经济总价值为2 456百万元。结论: 各等级林地分布特征表明林地定级结果符合林地质量与林地价值差异特征，利用林地基准价进行研究区林地资源资产经济价值核算具有较高适用性，研究成果可为大批量林地资源价值核算提供方法选择，为编制自然资源资产负债表提供技术支撑。
目的: 基于林业碳汇项目风险耦合效应的视角，对其风险水平进行测算与评价，以期为项目经营主体和政府部门的风险监管提供决策参考。方法: 利用113位林业碳汇专家对林业碳汇项目风险类别、风险发生概率及其影响程度的认知信息调查问卷，首先对项目风险进行具体划分，形成项目风险清单，包括自然、技术、市场和政策等4个风险子系统，共计22个风险因子；再依据文献并结合林业碳汇项目特点，对林业碳汇项目风险子系统内部与风险子系统之间风险因子的耦合关系进行详细剖析，在确定项目风险耦合关系图和风险积流图的基础上，构建林业碳汇项目风险评价的系统动力学模型，获得系统动力学运行全部参数，并利用VENSIM软件通过情景模拟方法对项目整体风险水平与耦合效应进行测算与评价。结果: 1) 耦合效应对林业碳汇项目风险评价结果有明显影响，同质耦合效应要强于异质耦合效应。考虑全部耦合效应时，项目的整体风险水平为6.784，风险等级为Ⅲ；在不考虑耦合效应、同质耦合效应及异质耦合效应时，项目整体风险水平分别为0.355、0.929和3.102，风险等级分别为Ⅰ、Ⅰ和Ⅱ；2)不同风险子系统的耦合效应强弱有明显差异。具体来看，在仅考虑同质耦合效应、仅考虑异质耦合效应以及同时考虑2种耦合效应3种不同情景下，各风险子系统的耦合效应强弱排序均为市场风险>政策风险>技术风险>自然风险；3)在仅考虑同质耦合情景下，“碳汇价格变动与碳市场供给变动”耦合效应最强。在仅考虑异质耦合效应情景下，“国家减排政策变化与碳市场供给变动”耦合效应最强。在同时考虑2种耦合效应情景下，“国家减排政策变化与碳市场供给变动”耦合效应最强。4)风险水平和耦合效应方面，市场和政策风险较大，而技术和自然风险相对较小，但异质耦合效应会使得项目整体风险被逐渐放大。结论: 在林业碳汇项目风险监管中，不仅要关注风险水平本身大小，更要重视风险间的耦合效应，需从源头上防范风险之间的演化与整体风险水平的上升。
木材孔隙之间形成的互通网络结构是木材中水分迁移、药剂渗透的主要途径，对木材干燥、浸渍和改性等工艺质量起着决定性作用，也是影响木质产品吸音、保温和调湿等功能特性的重要因素。当前，木材孔隙结构评价指标主要包括孔隙度、孔径与孔径分布、孔体积、密度、比表面积、孔隙形貌和分形维数等，针对孔隙连通性评价尚未开展全面、系统探索。本文围绕吸附分析法、核磁共振法和计算机断层扫描三维成像法3类孔隙表征技术在木材孔隙及连通性评价方面的研究进行回顾与总结，并提出科学问题与展望，旨在进一步促进木材原料孔隙特征信息深度挖掘，为木材高效利用及其制品质量提升提供有力数据支撑。今后，应在以下方面开展更深入的实践：1) 木材孔隙连通性评价体系构建，首先，形成木材孔隙连通性评价理论基础和研究方法，即对现有方法的适用性和准确性进行评估和验证，结合木材孔隙特征进一步修正理论模型并优化相应评价方法；其次，通过多种表征技术联合互补，完善评价范围及评价指标量化等研究内容，提高木材孔隙连通性评价体系的完整性与全面性。2) 木材孔隙空间拓扑结构解译，木材孔隙分布与连通在纵、径、弦向各不相同，孔径大小差异大，形貌多样且交联互通程度不一，具有十分复杂的空间拓扑结构。木材孔隙连通性评价研究可为木材孔隙空间拓扑结构解译开拓新的空间，在充分提炼特征指标参数的基础上，结合数据挖掘技术，通过对特征指标数据间潜在关系及规则的深度解析实现木材孔隙空间拓扑结构的全面解译，促进传统表征技术及评价体系的升级和优化。
目的: 点格局分析中完全空间随机零模型要求生境背景必须同质，但复层异龄天然林中生境因子多呈异质性分布，不可避免地会对点格局研究带来影响。本研究尝试通过生境划分的方法，将异质性样地划分为2个亚区(每个亚区内部生境相对同质)，并通过标记点格局分析探讨不同生境亚区中林木个体间相互作用规律，旨在为森林经营作业提供理论支撑。方法: 以吉林蛟河21.12 hm2天然针阔混交林监测样地为基础，根据地形变量将样地划分成A、B 2个生境亚区，利用标记相关函数结合完全空间随机模拟过程检验相邻个体间的作用效应。结果: 单个树种的标记相关分析显示，A区和B区中绝大多数树种表现出个体胸径间的空间负相关；并且在r < 6 m尺度上A区中呈负相关的树种数量明显高于B区，在r < 9 m尺度上未检测到个体胸径间呈正相关的树种。如果不考虑生境条件的异质性，在整个样地中进行标记相关分析，林冠层林木个体胸径在0~8 m尺度上显著负相关，亚林层及林下层的林木胸径间没有显著的空间关联性。在相对同质的生境中检验各林层中林木胸径属性的空间自相关时，亚林层及林下层个体胸径间没有显著的空间关系，而林冠层个体胸径在小尺度上具有显著的负相关，A区中林冠层个体间作用尺度为0~6.9 m，B区为0~5.6 m。结论: 在不同生境条件下(即A, B亚区)，林冠层内相邻个体胸径空间负关联的尺度不同，在森林经营过程中，确定最终保留密度时要充分考虑生境差异带来的影响。
目的: 分析晋西黄土区刺槐人工林和油松人工林内上层乔木优势种与下层灌木优势种在不同降雨事件下对土壤水分的利用和水分生态位变化特征, 探究不同量级降雨事件下同一林分内上层乔木与下层灌木的水分利用策略及对水分的竞争/互补关系, 为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。方法: 降雨前后分别采集上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)的木质部, 以及0~10、10~20、20~30、30~40、40~60、60~80和80~120 cm土层土壤和大气降雨样品, 分析稳定同位素特征及其动态变化, 采用MixSIAR模型计算各层土壤水对植物木质部水的贡献率, 应用Levins指数和Levins重叠指数计算水分生态位宽度和生态位重叠度。结果: 土壤含水量、土壤水δ18O、乔灌木吸水深度和水分生态位特征均受降雨影响, 影响程度和持续时间随降雨量大小而变化。12.7和33.4 mm降雨前后, 油松及其林下灌木黄刺玫均主要吸收0~80 cm土壤水, 雨后二者对0~40 cm土壤水的利用比例远远高于雨前。3.1 mm降雨并未对刺槐和六道木的水分利用产生明显影响。106.6 mm降雨后, 刺槐增加对0~40 cm土壤水的利用比例但存在时间滞后, 六道木对降雨响应迅速, 雨后对0~40 cm土壤水的利用比例增至49.3%~62.5%。上层乔木的水分生态位宽度较稳定, 在一定范围内上下波动, 下层灌木的水分生态位宽度随降雨量及雨后土壤含水量变化, 发生降雨入渗后可引起油松和黄刺玫以及刺槐和六道木之间生态位重叠度的变化。结论: 除次降3.1 mm事件外, 同一林分内上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)在不同量级降雨下的水分利用来源及水分生态位特征均存在差异。下层灌木生态位宽度受降雨的影响大于上层乔木, 且生态位重叠度与生态位宽度存在一定联系。油松及其林下灌木黄刺玫具有相似的水分利用策略, 刺槐及其林下灌木六道木具有不同的水分利用策略。在植被恢复过程中, 可将深根植物与浅根植物结合栽植, 以减少对土壤水分的竞争。
目的: 研究青海高寒区4种人工林的细根生物量及其养分储量时空变化特征, 为该地区植被恢复和人工林经营提供理论依据。方法: 在青海高寒区选择白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种典型人工纯林, 2019年5—10月采集0~60 cm土层细根样品, 测定细根生物量及其C、N、P含量, 通过方差分析探究季节、树种和土层对细根生物量及其养分储量的影响。结果: 白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种人工林0~60 cm土层的细根生物量分别为7.63、6.89、6.11和19.31 t·hm-2, 青海云杉林细根生物量显著高于其他林分(P＜0.05)。各林分细根生物量季节差异显著(P＜0.05), 均表现为秋季＞夏季＞春季。细根生物量主要分布在表层土壤, 0~20 cm土层占比超过68%, 随土层加深呈指数型降低。阔叶林细根的养分含量高于针叶林, 阔叶林生长表现出较高的养分需求。各林分细根C含量表现为秋季＞夏季＞春季, N、P含量总体表现为夏季显著低于春季和秋季(P＜0.05)。细根C、N和P含量总体上随土层加深而减小。青海云杉林细根C、N、P储量在各季节均显著高于其他树种; 秋季细根C、N和P储量显著高于春季和夏季(P＜0.05)。结论: 青海高寒区4种人工林细根生物量和C、N、P含量及储量存在明显的季节变化和垂直分布特征, 秋季细根生物量最高, 细根主要分布在表层土壤并随土层加深呈指数型减少趋势; 细根的C、N、P储量时空变化规律与细根生物量一致, 在4种人工林中以青海云杉林最高。青海高寒区人工林经营应结合季节特征, 在生长季初期通过合理经营措施促进细根生长发育, 并注重保护表层细根资源以提高植被恢复力。
目的: 研究不同强度氮添加对杨树叶片光合特性、各器官生物量、非结构性碳水化合物积累和分配的影响, 探讨过量氮添加下杨树的生理生态过程响应机制, 为未来氮沉降条件下杨树人工林精准施肥提供理论依据。方法: 以盆栽黑青杂交杨中'金杨7号’扦插苗为材料, 以NH4NO3为氮源, 设置CK(0 g·plant-1 a-1)、N3(3 g·plant-1 a-1)、N6(6 g·plant-1 a-1)、N9(9 g·plant-1 a-1)4个氮添加梯度, 连续2年测定氮添加后其功能叶光合特性、器官间生物量、碳同化物和氮分配的变化, 并分析叶片光合特性和同化物分配的调控过程。结果: 1) 连续2年氮添加后, 中金杨幼苗叶氮和叶绿素含量增加, 气孔变小变密, 瞬时水分利用效率显著提高, 光合氮利用效率显著降低。2) 中低剂量氮添加下顶梢叶片光合作用显著受到库限制, 侧枝叶净光合速率明显高于对照; 高氮处理下叶净光合速率和淀粉含量显著减小, 荧光量子产量和电子传递速率显著增加, 表明叶片中光呼吸等过程为硝酸还原过程提供大量能量。3) 氮添加持续促进侧枝生长, 顶端优势弱化, 但高氮处理下因叶片光合作用的源限制, 主茎淀粉含量和生物量积累显著降低, 根干质量和生物量分配比例与中低氮处理无显著差异; 高氮处理下各器官生长和碳氮分配结果表明, 生长素合成和运输减弱可能在碳氮关系协调过程中起到重要作用。结论: 中低剂量氮添加下中金杨侧枝叶片光合能力显著增强并促进植株生长, 叶片光合作用处于库限制; 高氮下叶片光合作用可能受到氮同化过程抑制, 顶端优势减弱, 植株生物量积累处于源限制。
目的: 探究毛竹笋采后呼吸途径变化以及高浓度氧气处理对其呼吸作用的影响, 揭示毛竹笋采后呼吸作用和老化机制, 为竹笋保鲜提供理论依据。方法: 将未出土毛竹笋置于空气(21%O2+79%N2)和高浓度氧气(90%O2+10%N2)环境下, 通过观察竹笋腐烂情况和超微切片, 分析呼吸速率和丙酮酸激酶(PK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-PGDH)等关键呼吸代谢酶活性以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)等关键呼吸代谢底物和产物含量变化, 探究毛竹笋呼吸作用变化以及高浓度氧气处理对其呼吸作用的影响。结果: 在竹笋慢速生长阶段, 下部线粒体结构较致密, 内嵴数量较多; 在竹笋快速生长阶段, 中部线粒体空泡肿胀, 内嵴数量较少; 空气处理下, 竹笋线粒体数量随储存时间增加而减少, 第4天出现空泡和肿胀, 但高浓度氧气处理下, 线粒体数量显著高于空气处理。笋体氧含量在空气和高浓度氧气处理的前4天均处于较低水平且无显著差异, 第4~6天显著增加, 6天时高浓度氧气处理笋体氧含量是空气处理的1.5倍, 氧气变化趋势与其腐烂速度相吻合。3)空气和高浓度氧气处理竹笋体乙醇含量均呈慢—快—慢的增加趋势, 二者含量均无显著差异, 高浓度氧气处理笋体乙醇含量未显著降低。空气处理笋体的呼吸速率逐渐降低, SDH、PK、G-6-PDH和6-PGDH酶活性均呈升高趋势, 糖酵解和三羧酸循环的关键底物NAD含量呈先增后减趋势, 关键产物NADH含量逐渐增加, 戊糖磷酸途径关键底物NADP含量减少, 而产物NADPH含量增加; 高浓度氧气处理笋体的呼吸速率和呼吸关键酶活性显著增加(P＜0.05), 但NADH和产物NADPH含量显著降低(P＜0.05)。结论: 毛竹笋采后呼吸作用方式和途径取决于其环境氧含量, 符合竹笋生长发育特点: 在空气处理下, 竹笋以无氧呼吸为主、有氧呼吸为辅, 有氧呼吸代谢以EMP-TCA循环和PPP交替变化进行, 0~2天以PPP为主, 2~4天以EMP和TCA循环代谢为主, 4~6天3种途径几乎停止; 在高浓度氧气处理下, 毛竹笋以有氧呼吸为主、无氧呼吸为辅, TCA循环和PPP代谢受到促进, 无氧呼吸受到抑制, 高浓度氧气处理通过提高呼吸速率和PPP、TCA途径比例以及降低笋体乙醇含量延缓竹笋腐烂速率。
目的: 探究我国特有濒危植物血皮槭花部特征和交配系统类型对有性生殖过程的影响, 寻找可能导致其结实率低的原因, 为缓解当前苗木供需矛盾、制定有效措施奠定理论基础。方法: 以血皮槭植人工栽培植株为材料, 通过物候观测、花形态特征测量、异交指数和花粉-胚珠比估算、花粉生活力和柱头可授性检测和人工授粉研究对象套袋试验等方法, 对血皮槭的开花动态、花部特征和交配系统进行研究。结果: 1) 血皮槭花性别表达复杂, 花基于功能可分为雄花和雌花2类; 其中雄花根据雌蕊退化程度又分为雄花Ⅰ型和雄花Ⅱ型。雄花Ⅰ型仅具有雄蕊, 雄花Ⅱ型具有雄蕊和退化雌蕊, 雄蕊长于雌蕊, 二者皆不具子房, 功能均表现为雄性。雄花Ⅰ型和Ⅱ型大小无差别, Ⅰ型较常见, Ⅱ型较少见。雌花为假两性花, 柱头高于花药, 花柱具卷曲现象, 花开放过程中花药始终不开裂散粉, 为功能雌性。2)血皮槭单花经历花蕾期、萌动期、露白期、开放期、凋零期5个阶段, 雄花从开放到脱落平均耗时7.6天, 雌花从开放到坐果(花期结束)平均耗时11.6天。常3小花组成1个聚伞花序, 由雄花和雌花组成的混合类型花序中, 通常表现为雌花先熟。3) 血皮槭每年开花1次, 花期4月, 开花历时19.5天左右。单株树表现为雌花先熟或雄花先熟, 时间有所交叉。单株树雌花数量多于雄花, 二者比例平均约为3.71∶1。4) 花粉生活力的持续时间较短, 花粉在室温干燥条件下保存, 24 h内生活力最高为63.86%±5.35%, 24 h后降至1.03%±0.13%, 近乎完全丧失生活力; 雌花柱头在露白期伸出花冠外且具有可授性, 雌花完全盛开时可授性最强, 可授性贯穿整个开放进程。柱头可授期内雄花花粉具有生活力。5) 雄花单花花粉量为45 900~58 900个, 雌花单花胚珠为4, 按照单株雌雄花比例计算花粉胚珠比为3 093~3 969, 异交指数为4, 结合人工授粉和套袋试验结果判断, 血皮槭交配系统属兼性异交, 部分自交亲和, 需要传粉者, 存在强烈单性结实现象。结论: 血皮槭花功能单性, 雌雄异花同株, 不完全雌雄异熟, 交配系统兼性异交, 传粉效率低下, 单性结实倾向强烈, 这些是导致其结实率低的重要原因。
目的: 膜类固醇结合蛋白(MSBP)是一类定位在细胞质膜上的类固醇受体蛋白，通过响应激素调节信号、参与类固醇代谢影响植物生长发育过程。研究杨树MSBP对生长发育过程的影响，尤其是对木材形成过程的作用，为杨树木材品质改良提供支撑。方法: 以拟南芥MSBP1蛋白序列在毛果杨、银腺杨84K基因组中进行同源序列比对，获取杨树MSBP的核苷酸和氨基酸序列，构建系统进化树并绘制基因结构图谱；利用qPCR分析杨树MSBP基因在84K杨顶芽、根、茎、叶中的相对表达量；在AspWood表达谱数据中分析同源基因在木材形成中的表达模式；构建35 S∷GFP-PagMSBP1/2a植物表达载体，通过农杆菌介导瞬时转化烟草叶片，激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位情况；构建35 S∷PagMSBP1/2a植物表达载体，利用农杆菌介导的叶盘法转化84K杨，通过震荡切片观察转基因和对照植株茎段木质部差异；采用乙酰溴法和间苯三酚染色法，分析转基因和对照植株的木质素含量以及木质素在杨树茎段维管组织中的分布。结果: 同源比对鉴定出杨树7个MSBP成员，根据进化关系和基因结构对杨树基因进行命名，其中与AtMSBP1、AtMSBP2同源基因分别命名为PtMSBP1/2a、PtMSBP1/2b和PtMSBP1/2c，PtMSBP1/2a与AtMSBP1同源性最高；qPCR结果显示，在根、茎和叶中3个基因均有表达，PagMSBP1/2c的表达量显著低于其他2个基因，PagMSBP1/2a在木质化程度高的老茎(6~8节间)中表达量最高，均为木质化低的幼茎(1~3节间)的6倍，与AspWood数据库所显示的PtMSBP1/2a在木材形成过程中表达量较高且在木质部高表达一致。克隆84K杨的MSBP1/2a(PagMSBP1/2a)，其编码的蛋白在N端含有跨膜结构域，亚细胞定位分析表明PagMSBP1/2a定位于内质网膜。构建PagMSBP1/2a超表达载体，通过农杆菌介导的叶盘法转化84K杨树获得转基因植株，转基因植株生长变缓，株高矮于对照；PagMSBP1/2a过表达的植株木质素含量显著低于未转基因对照，乙酰溴可溶性木质素含量降低高达34.6%。结论: 杨树PagMSBP1/2a是定位在内质网膜上的类固醇受体蛋白，参与调控杨树木材形成过程中木质素的生物合成过程，可作为靶基因进行木质素含量调控。
目的: 研究解析东亚地区柳杉属树种的遗传变异格局与种群分化，模拟其种群历史动态，为东亚植物区系演化研究和柳杉遗传资源保护提供科学依据。方法: 基于14个核基因组微卫星标记(nSSR)，检测来自中国和日本共18个天然(或古树)种群的遗传变异，分析其遗传分化水平和模式，利用DIY ABC模拟其种群进化历史。结果: 柳杉属表现中等程度的遗传多样性(Ho = 0.472, He = 0.488)，种群间具有较高的遗传分化(FST = 0.136)。分子方差分析(AMOVA)结果显示，遗传变异主要来自种群内的个体间，种群内遗传变异占总变异的86.37% (P < 0.001)。与地理来源一致，STRUCTURE与DAPC分析将柳杉属树种分为柳杉和日本柳杉2个地理种群，以及中国东南部、中国庐山、日本海沿岸和太平洋沿岸4个谱系。柳杉的遗传多样性(Na = 4.571，Ho = 0.442)低于日本柳杉(Na = 4.634，Ho = 0.510)，但种群间存在较高的遗传分化。DIY ABC模拟结果显示，柳杉与日本柳杉的种群和谱系分化发生在11万~ 34万年前。结论: 受第四纪第三次冰期(庐山亚冰期)影响，柳杉属树种的种群数量迅速减少，退缩至中国东南部和日本西南部避难所，最终分化成柳杉和日本柳杉，分化后的种群有各自独立的进化路线。第四纪气候变化、地理隔离和全新世以来的人为干扰是柳杉属遗传变异格局形成的主要原因。与日本柳杉相比，柳杉资源丰富，但其遗传多样性较低，天然林种群受到严重破坏，亟待有效的科学保护。
目的: 松天牛小首螨是新发现的对松褐天牛卵具有寄生和致死作用的微型螨类，研究阐明其生物学特性，为利用该螨防治松褐天牛提供基础依据。方法: 通过室内饲养、显微观察和控制性试验，研究松天牛小首螨的行为习性、寄生率、发育历期、繁殖力和寿命等。结果: 松天牛小首螨属携播螨类，成螨附着在松褐天牛成虫胸腹部，在天牛产卵时沿产卵器爬行到刻槽中寄生天牛卵。该螨营两性生殖，雌成螨寄生天牛卵后腹部膨大形成膨腹体，若螨在母体膨腹体内完成发育，成螨自膨腹体胎生，1个膨腹体通常只产1~2头雄螨，其余均为雌螨。雄成螨先自膨腹体爬出并停留在旁，雌成螨自膨腹体爬出后即寻找雄成螨交尾，交尾过程持续3~6 s。松天牛小首螨对松褐天牛卵的平均寄生率为80.85%，被寄生的松褐天牛卵均干瘪、死亡。温度对该螨发育历期、雌成螨寿命和膨腹体大小均有显著影响，随着温度升高其发育历期和雌成螨寿命均显著缩短。该螨在17 ℃下的平均发育历期为6.9天，在33 ℃下为2.2天，其发育起点温度为(10.44 ± 0.09)℃，有效积温为(46.28 ± 0.28)d·℃；雌成螨在15 ℃下的平均寿命为70.3天，在30 ℃下为10.7天；雌螨膨腹体体积在21 ℃下为1.54 mm3，在17 ℃下为0.72 mm3。松天牛小首螨在25 ℃下平均每雌可产71.2头后代，最少14头，最多139头。该螨繁殖力与母体膨腹体大小呈显著正相关，当膨腹体体积小于1.0 mm3时，平均每雌可产后代32.2头，但当膨腹体体积大于3.0 mm3时，则平均每雌可产后代110.9头。结论: 松天牛小首螨对松褐天牛卵的寄生和致死率高，发育速度快、繁殖力强、易于人工扩繁和传播扩散，是极具应用潜能的生物防治因子。
目的: 探明美国白蛾对丛枝菌根真菌(AMF)定殖银中杨的适应和生理响应, 为揭示AMF在林木与植物昆虫之间的相互作用奠定基础，为利用AMF诱导增强林木化学防御提供理论依据。方法: 对银中杨扦插苗进行外源接种摩西球囊霉(GM)，在GM侵染率达到最高时(90天)，采叶饲喂美国白蛾幼虫，观察美国白蛾幼虫的生长发育、食物利用情况，分析其消化酶和解毒酶的活性变化。结果: 与对照相比，取食GM侵染的树叶后，3~6龄幼虫体质量均不同程度的低于CK，但差异不显著；2~5龄幼虫发育历期显著延长，且3龄和5龄幼虫相对生长率显著降低；美国白蛾5龄幼虫食物消耗率无显著差异，食物转化率和利用率被抑制；6龄幼虫食物消耗率、转化率和利用率均无显著差异。5龄幼虫脂肪酶活性显著增加，谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性被抑制，蛋白酶和淀粉酶、羧酸酯酶(CarE)活性与对照无显著差异。6龄幼虫脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶、GSTs和CarE活性均显著高于对照。结论: 接种GM的银中杨对美国白蛾的生长发育和食物利用在短时间内有一定抑制作用，美国白蛾会通过提高消化酶和解毒酶活性来突破这种抑制作用，维持正常生长发育。
目的: 明确不同喜食程度的寄主植物对栗山天牛局部成灾和未分布区扩散定殖的潜在影响，为局部成灾区生态防控和未发生区早期预警提供理论指导。方法: 通过文献整理、数据库检索与实地调查，获得我国137个栗山天牛分布点。利用ArcGIS 10.0从WorldClim下载1970—2000年的19个环境变量，从中筛选出相关系数 < ∣0.9∣且对栗山天牛潜在分布概率贡献率较大的8个气候变量，将其转换为Maxent需要的ASCII格式数据。通过数据库检索和进一步筛选获得我国2 548个栗山天牛寄主分布点，基于该虫对我国各县分布的寄主树种的喜食程度，对栗山天牛在每个县内的适生程度进行赋值，并采用ArcGIS获得寄主树种风险图的ASCII格式数据。在Maxent模型中依次导入栗山天牛分布点和环境变量文件、栗山天牛分布点和寄主树种风险图文件，分别将重复运行10次的平均结果作为仅基于气候因素或寄主分布的栗山天牛潜在适生区。采用ArcGIS将以上2个潜在适生区进行叠加获得同时考虑寄主和气候因素的栗山天牛潜在适生区，并通过实际调查点检验所有预测结果的准确性。3个潜在适生区均根据适宜指数分为4类，即非适生区、低适生区、中适生区和高适生区，计算3个适生区预测结果中的4个适生等级的面积并作图。结果: 在当前气候条件下，栗山天牛的高适生区集中在吉林、辽宁、北京、河北、天津和浙江北部，适生区范围未包含在云南省实际调查中所获得的分布点。在当前寄主分布情况下，栗山天牛对我国南北地区的寄主种类在喜食程度上存在显著差异，北部地区分布易感树种蒙古栎和辽东栎，该虫表现为高度适生性，而在南部地区分布其他次要偏嗜危害的寄主种类，该虫表现为中度适生性和低度适生性。同时考虑气候和寄主因素预测出的适生区更符合栗山天牛现有分布情况，即适生区涵盖了该虫的所有实际调查分布点。除青海、新疆以外的中国大部分区域均为栗山天牛的适生区，适生区总面积相对于气候或寄主单一因素预测的面积有所增加，其中低、中适生区范围扩大，高适生区范围缩小。结论: 寄主种类和分布是影响栗山天牛适生等级的重要生态因素，适宜的寄主植物和气候是栗山天牛在东北林区局部成灾的主要生态原因，同时该虫在我国的未分布地区均存在扩散和定殖风险。
目的: 揭示地表枯落物燃烧性影响因素、层间关系及其变化趋势, 为北方森林火烧迹地燃烧性评估及其生态恢复提供数据支撑。方法: 选取大兴安岭塔河林场不同过火年份兴安落叶松天然林火烧迹地, 研究地表枯落物(未分解层和半分解层)理化性质(灰分含量、脂肪含量、热值)和酶含量(纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶)2类指标, 采用单因素方差分析比较各恢复期枯落物燃烧性和酶含量的差异显著性, 采用皮尔森相关性和冗余分析探究各因子的相关关系, 采用配对样本t检验比较各层燃烧性和酶含量时间变化趋势, 采用线性回归方程拟合粗脂肪、灰分含量与热值耦合模型并采用直线斜率显著性检验验证层间斜率一致性。结果: 1) 枯落物层燃烧性随恢复时间不断提升, 在恢复后期粗脂肪含量和高位热值均显著高于对照组而灰分含量显著低于对照组; 半分解层各指标变化较明显。此外枯落物纤维素酶含量>半纤维素酶含量>木质素酶含量, 三者在火后恢复期均呈下降趋势。2) 坡向、坡位是枯落物层燃烧性的重要影响因素, 在阴坡和坡底枯落物层粗脂肪含量和高位热值较高, 灰分含量则与之相反。3) 各时期粗脂肪含量、高位热值未分解层显著高于半分解层; 灰分含量未分解层显著低于半分解层, 二者显著正相关; 未分解层去灰分热值、半纤维素酶、木质素酶、纤维素酶含量高于半分解层; 未分解层纤维素酶含量与半分解层显著正相关。4) 枯落物粗脂肪-热值和灰分-热值存在极显著线性关系, 半分解层粗脂肪-热值线性模型斜率显著高于未分解层, 两层灰分-热值模型斜率相同。结论: 火烧迹地地表枯落物燃烧性在火后16~27年恢复并超过原生境。未分解层燃烧性强于半分解层, 层间差异随恢复时长增加而减小。地形因子对地表枯落物燃烧性产生显著影响, 在探究与评估森林燃烧性时要因地制宜, 综合考量。纤维素酶含量可影响地表枯落物灰分、粗脂肪和热值。地表枯落物灰分含量和高位热值线性模型为y = 21.225 - 0.207 x (y为高位热值, x为灰分含量, P < 0.001, R2 = 0.908)拟合优度良好, 在进一步验证后可作为参考为快速估计地表可燃物热值和燃烧性、林火发生预测预报增添新途径。
目的: 探究斜螺钉连接钢板-正交胶合木(CLT)节点的抗剪切承载性能以及钢板-CLT节点通过自攻螺钉连接的破坏模式和受力机理, 分析螺钉钉入角度对剪切强度、刚度的影响规律, 为新型连接件的开发和应用提供理论模型和科学依据。方法: 以花旗松为试验材料, 使用国产全螺纹自攻螺钉, 自攻螺钉主轴与钢板所成夹角作为变量, 角度分别为75°、60°、45°, 螺钉钉帽偏向钢板受拉方向为拉-剪受力(T-S), 螺钉钉帽偏向钢板受压方向为压-剪受力(C-S), 参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载, 观察并记录节点受力情况、破坏过程中所达最大荷载、钉子变形情况以及木材破坏特征。结果: 拉-剪和90°剪切受力模式, 钉子破坏模式皆为一侧自攻螺钉被剪断。压-剪受力模式, 在45°受力模式下钉子出现3种断裂方式; 在60°、75°受力模式下一侧自攻螺钉产生2个明显的塑性铰, 另一侧自攻螺钉在距离钉帽8 mm处被剪断。对于承载力, 拉-剪状态下承载力随角度减小逐渐增大, 压-剪状态下则相反; 拉-剪状态下的刚度随角度减小逐渐增大。结论: 拉-剪状态下45°、60°、75°节点的承载力分别为90°的1.46、1.35、1.22倍且高于压-剪状态, 刚度分别为90°的3.58、2.42、2.08倍且高于压-剪状态, 其中75°的能量耗散最大。
目的: 针对竹片粗铣前分选定向作业效率低、分选效果差、人工依赖程度高等问题, 设计一种竹片粗铣连续化定向进料系统, 以实现竹片分选定向的机械化、自动化和连续化。方法: 以破竹去竹节后的竹片为研究对象, 提出竹片粗铣连续化定向进料系统技术方案, 设计倾斜式振动升运链、阶梯式分离系统、竹青黄面识别和翻转系统及自动送料系统等机械结构。分析竹片振动分选过程、抛送过程的运动特征, 建立振动分选过程竹片运动轨迹数学模型、描绘竹片抛物运动轨迹, 确定竹片分选定向过程的主要影响因素。选取升运链转速、倾斜角和竹片长度为考察因素, 运用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计优化试验, 以竹片分离率和竹青黄面识别率为评价指标, 在福建建瓯中试基地对设备进行测试。结果: 单因素试验结果表明, 升运链转速从1.5 m·s-1升至2.7 m·s-1, 竹片分离率呈先上升后下降趋势; 升运链倾斜角由25°增至45°, 竹片分离率显著提升; 随着竹片长度增加, 竹片分离率呈先上升后下降趋势, 但相比升运链转速和倾斜角对竹片黏连分离的影响较小。竹青黄面识别率主要受升运链转速影响, 升运链转速较慢, 识别系统能够获得更清晰的竹青黄面图像, 竹青黄面识别率较高。二次回归正交旋转组合试验结果表明, 三因素对竹片分选效果的影响顺序为升运链倾斜角＞升运链转速＞竹片长度。升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%。结论: 1) 基于振动和阶梯分离方式设计的竹片粗铣连续化定向进料系统, 可实现对破竹后成堆竹片的黏连分离、有序定向进料、竹青黄面智能识别定向和粗铣自动进料, 为竹片粗铣连续化定向进料系统研发提供一种思路; 2) 在竹片粗铣连续化定向进料系统应用试验中, 升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%; 实际生产中, 可选定升运链转速2.0 m·s-1, 升运链倾斜角40°, 在上述参数水平下, 对长度1 800 mm竹片的分离效果最佳, 分离率达96.7%, 竹青黄面识别率达97.6%, 竹片分选及竹青黄面识别效果较好, 满足现场应用需求。
目的: 探究林业要素投入与生产效率对林业经济增长的非线性影响, 尤其是劳动报酬在其中发挥的决定性作用。方法: 以黑龙江省国有林区40个林业局为研究对象, 运用面板门槛回归模型, 以劳动报酬为门槛变量, 分析林业资本投入、林业劳动力投入、林地投入以及林业生产效率对林业经济增长影响的阶段性特征, 并进一步运用中介效应模型和调节效应模型, 探究劳动报酬在林业经济增长过程中发挥的独特作用。结果: 1) 双重门槛效应检验的F统计量均在1%的显著性水平下通过检验, 且门槛回归模型与普通面板回归模型相比, 拟合效果更好, 各变量的门槛系数值均存在上升趋势; 2)总效应和中介效应的检验结果均在1%的水平下显著, 直接效应检验结果为林业资本投入和生产效率系数在1%水平下显著, 林地投入系数在5%水平下显著, 林业劳动力投入系数不显著; 3)调节效应检验结果为林业资本投入、劳动力投入与劳动报酬交互项的系数在1%水平下显著, 林地投入、林业生产效率与劳动报酬交互项系数不显著。分析结果显示, 林业资本投入、林业劳动力投入、林地投入以及林业生产效率对林业经济增长的影响因劳动报酬变迁而存在双重门槛效应, 随着劳动报酬的不断提升, 各因素对林业经济增长的边际贡献不断上升。劳动报酬在林业资本投入、林地投入和林业生产效率对林业经济增长的影响中存在部分中介效应, 而在林业劳动力投入对林业经济增长的影响中存在完全中介效应, 各因素对林业经济增长的影响有69.88%是通过劳动报酬中介变量实现的。劳动报酬在林业资本投入对林业经济增长的影响中存在正向强化的调节效应, 在林业劳动力投入对林业经济增长的影响中存在负向强化的调节效应, 在林地投入与林业生产效率对林业经济增长的影响方面调节效应不显著。结论: 总体来说, 林业要素投入与生产效率对林业经济增长的影响是非线性的, 劳动报酬发挥显著的门槛、中介与调节效应, 劳动报酬提高与林业经济增长之间存在内在一致性与深层次因果关系。
目的: 对比1年生灌木铁线莲菌根苗与非菌根苗根际土壤生态化学计量特征对氮沉降的响应规律, 分析菌根生物技术对苗木根际土壤微生态环境的调控机制, 为探究全球气候变化背景下生态系统稳定性提供理论参考。方法: 以1年生盆栽灌木铁线莲菌根苗(3种丛枝菌根真菌接种处理: 根内根孢囊霉、摩西斗管囊霉单一接种和2种AMF菌剂等质量1∶1混合接种)和非菌根苗(未接菌处理)为研究对象, 设置4个氮沉降处理, 即不施氮(0N, 0 g·m-2a-1)、低氮(LN, 3 g·m-2a-1)、中氮(MN, 6 g·m-2a-1)和高氮(HN, 9 g·m-2a-1), 分析1年生灌木铁线莲根际土壤有效养分生态化学计量比、微生物生物量化学计量比、酶化学计量比和微生物养分限制(向量长度表示微生物碳相对限制程度; 向量角表示微生物氮或磷相对限制程度)等指标, 探究接菌和氮沉降处理对根际土壤微生物代谢的调控机制。结果: 各氮沉降处理中, 3种接菌处理苗木根际土壤可溶性有机碳与有效氮的比值和可溶性有机碳与有效磷的比值均高于未接菌处理。3种接菌处理中, HN处理根际土壤有效氮与有效磷的比值最大, 显著(P < 0.05)高于LN处理; 而未接菌处理根际土壤有效氮与有效磷的比值则在MN处理最大, 显著(P < 0.05)高于LN处理。0N处理下, 未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P < 0.05)高于其他3种接菌处理, 而MN和HN处理下, 未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P < 0.05)低于其他3种接菌处理。LN处理下, 接种摩西斗管囊霉处理微生物生物量碳与微生物生物量氮的比值分别较未接菌处理、接种根内根孢囊霉处理和混合接菌处理显著(P < 0.05)增加208.5%、109.2%和209.4%。0N处理下, 3种接菌处理中与碳和氮转化相关酶的化学计量比、与碳和磷转化相关酶的化学计量比、向量长度和向量角均显著(P < 0.05)高于未接菌处理; 而HN处理下, 不同接菌处理的向量长度间无显著差异。接菌处理对微生物碳限制和磷限制的总效应系数大于氮沉降处理, 且接菌处理导致微生物碳限制和磷限制增加。结论: 接种菌根真菌可有效调控根际土壤生态化学计量特征对低氮沉降的响应, 其中摩西斗管囊霉的调控能力最强; 接菌处理对根际土壤微生物碳限制和磷限制的调控作用大于氮沉降处理。
目的: 性比可调节是寄生蜂一种很常见的生物学现象。局部配偶竞争理论认为偏雌性比是大多数群居型寄生蜂的进化稳定策略, 而当建群蜂数量增加时, 这种偏雌性比才会被打破并趋于雌雄均等。肿腿蜂是天牛和吉丁虫类等林木蛀干害虫的重要天敌, 其性比结构是保障生防效率的基础。为了明晰肿腿蜂的性比结构, 探明改变建群蜂数量是否会促使肿腿蜂调节其性比, 并同时探究局部配偶竞争模型是否适用于预测肿腿蜂类寄生蜂的性比。方法: 本研究选择管氏肿腿蜂、白蜡吉丁肿腿蜂和松墨天牛肿腿蜂为试验对象, 分析了当建群蜂数分别为1~8头时其子代性比和单雌子代数的变化规律, 比较了3种肿腿蜂在不同建群蜂密度下的实测性比与基于局部配偶竞争模型的预测性比的差异。结果: 3种肿腿蜂均为高度偏雌性比。子代雄性比随建群蜂数量增加有一定幅度的升高。增加建群蜂的数量使单雌平均子代数减少, 单雌平均子代数与雄性比呈显著负相关。1~8头建群蜂数下, 3种肿腿蜂实测性比均低于10%, 与局部配偶竞争模型的性比预测值偏离较大。结论: 肿腿蜂的偏雌性比是一种进化稳定的特征, 当建群蜂数量增加时, 子代雄性比会呈小幅增加, 但高度偏雌的性比不会因建群蜂数量的增加而被均衡化。局部配偶竞争模型不能准确地反映肿腿蜂在不同建群蜂数量下的性比变化规律。
目的: 明确森林生态产品价值实现的理论内涵以及具体可行路径, 为推动完善生态产品价值实现机制提供方案, 从而促进实现"双碳"战略目标, 全面推进乡村振兴战略, 加快实现共同富裕。方法: 通过深入剖析森林生态产品的概念、分类及基本属性, 从供给、需求角度阐述森林生态产品价值实现的内涵, 选取福建南平、湖北鄂州、江西崇义为典型案例, 分析森林生态产品价值实现的具体做法和主要成效, 同时运用生态经济学理论诠释3种不同主体方式的森林生态产品价值实现的机理, 并在此基础上提出以市场、政府、政府+市场为主体的森林生态产品的价值实现路径。结果: 森林生态产品价值实现的内涵: 从供给角度可理解为应当通过何种方式方法使生产者付出的成本得到回报, 即有效促使生产者愿意且有能力为市场提供更多的森林生态产品, 从而实现森林资源的最优配置; 从需求角度可理解为通过生态、物质和人力等资本要素的投入, 使消费者的福利得到改善, 从而得到消费者的认可, 消费者愿意并且有能力为此按一定价格进行消费支付, 从而实现生态产品的生态价值向经济价值转化。结论: 通过分析国内森林生态产品价值实现的实践做法, 针对森林生态物质产品、调节产品和服务产品, 提出我国森林生态产品价值实现的可行路径主要分为3种: 以市场为主体, 构建森林物质产品的交易机制; 以政府为主体, 构建森林调节产品的管理机制; 以政府、市场相结合, 构建森林文化产品的服务机制。
目的: 浙江是"两山"理念的发源地和率先实践地, 建立健全森林生态产品价值实现机制是浙江率先实践"两山"理念的重要探索。本研究科学评价森林生态产品价值实现效率, 以期为衡量浙江省"两山"理念实践成效及路径优化提供科学依据。方法: 构建森林生态产品价值实现效率的投入产出指标体系, 运用Super-SBM模型和Malmquist指数, 借助InVEST模型和地理信息系统(GIS)技术, 测算浙江省森林生态产品价值实现效率及其时空变化特征, 明确路径优化策略。结果: 2000—2020年, 浙江省森林生态产品价值呈现波动上升趋势, 固碳释氧、土壤保持、文化服务是主要的森林生态产品, 森林生态系统在固碳释氧和保持土壤方面发挥着重要作用; 2020年浙江省森林生态服务产品价值为林业总产值的1.94倍, 高于全国平均水平的12.14%, 浙江省在率先建设"生态省"和生态文明先行示范区方面成效显著; 浙江省林业总产值呈现持续增长趋势, 林业第二产业成为浙江省林业的绝对优势产业, 林业第三产业产值快速增长, 所占产业比重不断增加, 形成了"二、三、一"产业格局, 浙江省林业经济发展取得了历史性成就; 浙江省森林生态产品价值实现效率整体较高, 11个地市森林生态产品价值实现效率趋势不断向好, 浙江省在探索"两山"转化方面取得了显著成效; 浙江省森林生态产品全要素生产率呈现波动增长态势, 且各地市全要素生产率波动趋势与技术进步指数变动的重合程度较高, 林业技术效率提升是改变森林生态产品价值实现效率的主要原因, 有6个地市的全要素生产率均低于1, 其林业技术进步尚未发挥正向促进森林生态产品价值实现效率提升的积极作用; 浙江省各地市森林生态产品价值实现效率损失的主要原因是投入过量和产出不足, 且不同地市实现效率损失的具体原因不同。结论: 各地市要根据实际情况, 因地制宜地制定具体政策措施, 不断优化生产要素的投入结构, 健全现代林业产业技术服务体系, 加大新科技产品的推广应用力度, 通过技术进步和管理创新进一步提升森林生态产品价值实现效率, 为全国探索森林资源富集地区森林生态产品价值实现机制提供示范样板。
目的: 研究黑龙江省生态保护修复关键实施期(2000—2020年)植被净初级生产力(NPP)的时空演变和突变模式, 以期为中国未来生态环境管理和政策制定以及"碳达峰、碳中和"目标实现提供科学参考。方法: 基于已验证的TEC模型和中国GlobeLand30地表覆盖数据集(2000、2010和2020年), 采用Sen趋势度估计法、M-K和滑动t-检验法, 分析2000—2020年NPP变化趋势和突变模式。利用空间叠加分析输出土地覆盖类型转移矩阵, 探讨2000—2020年生态保护修复工程对黑龙江省NPP的影响。结果: 1) 2000—2020年黑龙江省NPP年均值极显著增加, 2010年后增长率明显上升, 并在2020年达到新高。2)NPP突变时间分布较广, 呈阶段性变化, 在2010年出现峰值。突变高发期和峰值时间与中国生态保护修复重大工程关键节点高度吻合。ZZ模式(突变前后均为增加趋势)是黑龙江省最明显的NPP突变模式。FZ模式(突变前为减少趋势, 后为增加趋势)森林面积比例最高, 表明生态修复成果显著。2010年之后正向突变(ZZ和FZ模式)面积占突变总面积的百分比趋于平稳, 占比每年均达96.9%以上。3)森林、农田和草地是2000—2020年黑龙江省年平均NPP总量的前三名。农田年NPP总量增加较快, 在全省中占比极显著增大。4)2000—2010和2010—2020年生态保护修复对修复区域NPP增长的直接贡献率分别为56.8%和33.2%。结论: 2000—2020年黑龙江省在拥有强大碳储量的基础上, 仍表现出持续增强的植被固碳能力。未来可加强对农业碳汇潜力和固碳方式的关注。生态保护修复工程已经对植被NPP产生重要影响。在东北森林带生态重大工程建设和全球气候变暖的背景下, 黑龙江省将具有更大的植被固碳能力, 并在全球和区域碳平衡中发挥重要作用。
目的: 在大兴安岭地区探究兴安落叶松林及白桦林下种植大球盖菇对枯落物层燃烧性的影响, 寻求森林防火与林下经济的结合方法。方法: 在森林防火期后, 2020年6月在松岭林业局壮志林场的兴安落叶松林及白桦林内分别设置1块2 500 m2样地, 在这两种森林样地(共2块, 郁闭度0.7左右)中分别布设12个70 cm×70 cm样方。以枯落物为栽培基质进行大球盖菇种植, 以每个样方栽植的菌袋数设置CK(0袋)、低(2袋)、中(4袋)、高(6袋)4种密度; 采菇后收集样地内枯落物带回实验室进行热重试验, 测定热值、燃点, 分析综纤维素及木质素的热失重比例、失重率特性指标以及热解动力学特征等热重指标, 计算并对比可燃性指数及综合燃烧性的差异。结果: 兴安落叶松林枯落物的综纤维素活化能和热值均随大球盖菇种植密度增加而降低, 在中、高密度下较低, 其中综纤维素活化能分别降低了36.39%和35.07%, 热值分别降低了74.21%和76.81%。白桦林枯落物的综纤维素活化能虽然在中、高密度种植下也显著(P < 0.05)降低, 但在低密度种植时最低, 降低了32.97%; 热值的变化趋势与兴安落叶松林相同, 仍是中、高密度下较低, 分别降低了78.75%和72.07%。结论: 在兴安落叶松林及白桦林下种植大球盖菇可以降低枯落物综合燃烧性指数, 降低幅度较大的是中、高密度种植, 兴安落叶松林枯落物在中、高密度种植下综合燃烧性指数分别降低86.74%和87.51%, 白桦林枯落物在中、高密度种植下综合燃烧性指数分别降低93.63%、91.52%。未来研究中可继续探索防火效益与种菇收益均好的种植密度。
目的: 综合分析山楂分布与环境要素间的相互关系, 以期为山楂资源的科学保护及利用提供参考。方法: 利用192个地理分布点和从Worldclim网站下载的20个1970—2000年的环境因子数据, 使用MaxEnt模型预测山楂在2020年的潜在适生区, 并划分适生等级, 同时分析影响山楂分布的关键环境因子。结果: MaxEnt模型预测结果准确性极好, 测试数据集和训练数据集AUC值均在0.9以上; 最热季降水量(贡献率28.6%)、温度季节变化标准差(27.2%)、最干季均温(13%)、最热月最高温(11.8%)、年降水量(10%)、海拔(7.7%)、平均日较差均值(1.2%)、降水量季节变异系数(0.4%)和等温性(0.2%)是影响山楂分布的关键环境因子。山楂在我国适生总面积达到了2 487 002 km2, 主要分布在华北、东北、华东地区, 排名前10的省份合计占到总适生面积的82.38%。山东、河北、辽宁、河南及山西五省高适生区面积最大, 合计有481 519 km2, 占山楂全部高适生区面积的82.56%, 临近的江苏、陕西、北京、天津、黑龙江、吉林和内蒙古有较大发展潜力。结论: 山楂适生区高度集中, 适生等级从环渤海向内地省份逐渐降低, 其中山东、河北、辽宁、河南及山西是适合山楂栽培种植的核心区域。
目的: 选择适合的模型模拟干旱区枣林蒸散量及植株蒸腾量，为干旱区枣林制定合理灌溉制度、灌溉决策提供理论依据。方法: SIMDual_Kc模型以双作物系数法为基础，引入作物密度系数Kd，适用于稀疏冠层的果树或高频灌溉的作物。利用干旱区人工枣林2年涡度协方差(Eddy covariance，EC)技术实测蒸散量、热脉冲法实测植株蒸腾量，验证SIMDual_Kc模型的适用性和率定模型参数，并根据实测数据预设灌溉频率，模拟不同灌溉频率对蒸散的影响。结果: SIMDual_Kc模型模拟干旱区人工枣林生育期内的蒸散量、植株蒸腾量精度较高，蒸散量模拟精度：决定系数R2=0.57~0.60，模型一致性指数d=0.86~0.87，模型有效性NSE=0.51~0.55；植株蒸腾量模拟精度：R2=0.73~0.77，d=0.91~0.92，NSE=0.62~0.64；蒸散量、植株蒸腾量的实测值和模拟值有较好的一致性。适用于干旱区人工枣林的SIMDual_Kc模型参数：基础作物系数Kcb ini=0.18，Kcb mid=0.7，Kcb end=0.7；蒸发层深度Ze=0.15 m，总蒸发水量TEW=18 mm，易蒸发水量REW=9 mm，土壤水分消耗比率p=0.5。情景预测显示，在总灌溉量相同时，不同的灌溉频率对土壤蒸发量影响较大，对植株蒸腾量影响较小；土壤蒸发量随着灌溉频率的增大而变大，土壤表层含水率对土壤蒸发量的影响较大。结论: SIMDual_Kc模型模拟干旱区人工枣林蒸散量、植株蒸腾量的精度较高，选择合适的滴灌频率对节水很重要。
目的: 探究干旱胁迫下接种不同外生菌根真菌对马尾松幼苗根系生长、形态、根系分泌物及根际土壤酶活性的影响，为阐明不同外生菌根菌促生抗逆的策略提供参考。方法: 采用棚内盆栽试验，分析正常浇水和干旱胁迫条件下，接种橙黄硬皮马勃(Sc)、琥珀乳牛肝菌(Sp)和未接菌(CK)马尾松幼苗的地上和地下生长、根系分泌物及根际土壤酶活性差异。结果: 1) 干旱胁迫抑制马尾松生长和根系活力，但接种Sc和Sp均能促进马尾松幼苗生长、生物量积累和根系活力，改善根系形态，以接种Sc效果更佳。2) 在根系分泌物中共检测出酸类、酮类、萜类、酯类、醇类和醛类6大类有机物质，共28种化合物。分泌物组成和相对含量受接菌和干旱胁迫调控，其中，接种Sc和Sp分别使分泌物种类增加和降低；无论是否接菌，分泌物种类均在干旱胁迫下增加；各类分泌物相对含量对干旱和接菌处理响应明显且存在差异，变化幅度和方向与分泌物种类有关；接种菌根菌能改变干旱胁迫下各类分泌物相对含量的变化，主要表现在抑制萜类相对含量、增加醛类相对含量，同时，酸类物质相对含量下降程度更大。菌根菌对同一组分不同化合物相对含量也有显著影响。3) 马尾松幼苗接种Sp后通过提高根际土壤脲酶和蔗糖酶促进植物生长，抵御干旱胁迫；接种Sc后通过维持较高的酸性磷酸酶和脲酶活性抵御干旱胁迫。结论: 马尾松幼苗接种Sp和Sc通过改善根系形态、提高根系活力和维持较高的土壤酶活性等方式促进生长和缓解干旱胁迫，以接种Sc缓解干旱胁迫的效果最佳。不同菌根菌接种处理后根系性状及其在干旱胁迫下的变化复杂且存在差异。
目的: 分析杉木根边缘细胞的生物学特性及其对铝胁迫的响应，为进一步研究杉木对铝胁迫的响应机制和耐铝种质筛选提供参考。方法: 利用悬空气培法研究不同根长杉木幼苗根边缘细胞的数量、活性等生物学特性，并通过铝离子处理分析杉木根边缘细胞对铝胁迫的响应。结果: 杉木种子刚萌发时，根尖处就开始产生边缘细胞，且边缘细胞数量随着根的伸长而逐渐增多，在根长1.5 cm时达到最大值，平均7 497个。边缘细胞活性在根长小于0.5 cm时可达95%，随着根的伸长会逐渐降低，但基本稳定在80%左右。在根边缘细胞发育过程中，根冠果胶甲酯酶(PME)活性随着根的伸长呈现出先高后低的趋势，进一步的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理表明PME活性与边缘细胞游离至根际环境有关。铝胁迫处理结果表明，铝离子会显著抑制杉木幼苗根的伸长，且这种抑制作用在擦除根边缘细胞后会更加明显；低浓度的铝离子(100~200 μmol·L-1)会促使边缘细胞分泌更多黏液，黏液层阻止铝离子吸附在根尖部位，从而对根尖起到一定保护作用。结论: 杉木幼苗根尖会产生大量具有活性的边缘细胞，其游离至根际环境的过程可能主要受到PME酶的调控；这些根边缘细胞会对铝离子胁迫作出响应，分泌更多黏液，从而起到减轻铝毒害或保护根尖免受铝毒害的作用。
目的: 探讨毛竹林长期有机无机肥配施对土壤固碳和固氮微生物群落结构的影响，以期为我国竹林土壤肥力维持和提高提供理论依据。方法: 采集毛竹林集约经营6年(IM6)、10年(IM10)、15年(IM15)、20年(IM20)的表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤，以立地条件相同且未施肥毛竹林为对照(CK)，采用荧光定量PCR(qPCR)、末端限制性片段长度多态分析(T-RFLP)和克隆文库，进行冗余分析(RDA)。结果: 1) 不同经营年限土壤pH值稳定在5.0~5.5，土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和速效钾(AP)含量波动较大，但与CK相比，经营20后土壤养分含量均显著上升(P < 0.05)。2) 与CK相比，表层土壤固碳基因cbbL丰度在IM6时显著降低(P < 0.05)，IM20时土壤cbbL基因丰度恢复至CK水平；而各经营年限的土壤固氮基因nifH丰度显著低于CK(P < 0.05)并持续下降。固碳和固氮微生物Shannon指数和均匀度指数在IM10显著下降(P < 0.05)，IM20时显著提高(P < 0.05)。毛竹林各经营年限固碳微生物群落结构与CK差异显著，而固氮微生物的IM20群落结构与CK相似。3) 系统发育分析表明，固碳微生物的优势菌群主要是变形菌门的慢生根瘤菌、百分红螺菌、运动硫黄球菌、美叶葡萄球菌、菊苣中根瘤菌、Starkeya novella；固氮微生物优势菌群主要是根瘤菌。4) 固碳微生物群落结构与土壤AP和NH4+-N含量以及δ13C变化显著相关，固氮微生物群落结构与土壤AP、AK、SOC、NO3--N、C∶N和AN变化显著相关(P < 0.05)。结论: 毛竹林长期配施有机无机肥，提高了土壤养分含量，且未造成土壤酸化，对改善土壤养分具有积极作用，土壤养分变化是驱动毛竹林土壤中固碳和固氮微生物丰度、多样性和群落结构变化的重要原因。
目的: 分析12个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布特征，并调查这些竹种的染色体数目和结构，为竹类植物系统分类和染色体结构等研究提供相应的细胞遗传学资料，为相关的染色体识别提供相应的染色体物理标记。方法: 以毛竹、花毛竹、龟甲竹、早竹、金镶玉竹、白哺鸡竹、紫竹、斑竹、黄秆乌哺鸡竹、人面竹、大明竹和茶秆竹为材料，以45S rDNA和5S rDNA为探针，采用双色荧光原位杂交技术分析45S rDNA和5S rDNA在这些竹种染色体上的分布。结果: 1) 12个竹种的染色体数目均为2 n=48，45S rDNA在12个竹种染色体上展现出一定的多态性分布。①毛竹、花毛竹、龟甲竹、早竹、黄秆乌哺鸡竹和斑竹均具有2个45S rDNA位点，且2个45S rDNA位点信号强度和分布位置表现一致。②茶秆竹、人面竹、白哺鸡竹和金镶玉竹也具有2个45S rDNA位点，其中1个位点较为稳定，位于染色体末端，另外1个位点断裂严重，经常脱离分布位置。③紫竹和大明竹具有2个45S rDNA位点，这对位点在信号强度上存在较大差异，特别是紫竹表现更明显。2) 5S rDNA在12个竹种染色体上展现出了一定的多态性分布。①毛竹、花毛竹和龟甲竹的5S rDNA分布模式相似，具有2对信号强度不同的5S rDNA位点，其中1对5S rDNA位点信号很强，位于染色体末端，另外1对5S rDNA位点信号微弱，位于染色体近中间区域。②早竹、白哺鸡竹和黄秆乌哺鸡竹的5S rDNA分布模式较为相似，具有2对较强的5S rDNA信号，且2对信号强度差异不大，以成对形式位于2对同源染色体近中间区域。③金镶玉竹、紫竹和大明竹的5S rDNA分布模式比较特殊，均有3个位点，明显不对称，其中紫竹的3个5S rDNA位点，2个位于染色体末端，1个位于染色体近中间区域，金镶玉竹的3个5S rDNA，2个强弱不同的信号位于染色体中间，还有1个位于染色体末端，而大明竹的3个5S rDNA均位于染色体近中间区域。④斑竹与人面竹的5S rDNA分布模式非常相似，具有2对5S rDNA位点，且信号较弱，均位于染色体近中间区域。⑤茶秆竹具有1对较弱的5S rDNA位点，位于染色体短臂近着丝粒区域。结论: 1) 根据45S rDNA和5S rDNA在金镶玉竹、紫竹、人面竹、白哺鸡竹、大明竹和茶秆竹染色体上的分布特征，推测这些竹种的染色体可能发生过断裂、易位、删除或插入等遗传重组。2) 毛竹、花毛竹和龟甲竹3个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布模式非常相似，该分布模式与3个竹种系统分类地位具有一定的一致性。
目的: 本文系统研究了测土配方施肥技术对经济林化肥施用的影响，以及参与培训对农户测土配方施肥技术采用的影响机制与差异，旨在于探索推广测土配方施肥技术的有效方法。方法: 在理论分析的基础上，利用2018年对浙江省10县314个经济林经营户的调查数据，采用倾向匹配得分法(PSM)进行了实证分析。结果: 研究结果显示，测土配方施肥技术通过补充土壤养分信息和化肥质量信息显著减少农户化肥施用约271.65 kg·hm-2，培训通过增加技术信息显著提高农户测土配方施肥技术采用的概率15%，但不同培训方式的效果存在显著差异。具体来看，专业培训可以显著增加农户测土配方施肥技术采用概率10%；强信任的培训主体能有效传播技术信息，但在控制主体偏好时，培训效果被弱化；“理论与实践指导”“理论自学”的培训方式均能帮助农户掌握技术信息，且在控制方式偏好时，培训仍然有效果。结论: 测土配方施肥技术可以降低经济林化肥施用量，而培训能缓解农户测土配方施肥技术采用过程中信息掌握不足的问题。在未来经济林化学品投入减量化过程中，需要兼顾技术推广以及在此过程中的信息传递，以促进绿色生产。
目的: 明确基于茶皂素含量差异的油茶抗性无性系是否影响茶籽象存活量和肠道菌群结构; 进一步明确茶皂素在抗茶籽象方面的作用, 为油茶抗虫品种选育工作以及开发新的茶籽象绿色防控技术提供理论依据。方法: 通过将茶籽象回接于茶皂素存在含量差异的5个油茶无性系, 待幼虫发育成熟后, 测定不同无性系上幼虫存活量, 并与茶果茶皂素含量进行相关性分析; 通过16S rRNA扩增子测序, 比较分析油茶无性系对茶籽象肠道菌群物种组成、Alpha多样性、Beta多样性以及标志物种的影响。结果: 茶籽象存活量与茶果果仁内茶皂素含量的相关性为y=0.252 5x2-10.096x+107.47(R2=0.718 9), 茶籽象存活数随着茶皂素含量上升而下降; 对茶籽象肠道菌群结构分析发现, 长林166和长林40号这2种高含量茶皂素无性系中茶籽象肠道菌群Alpha多样性、Beta多样性均与长林55号、53号、3号茶籽象肠道样本存在显著差异(P < 0.05);有51个差异OTUs在高含量茶皂素组的茶籽象肠道内显著富集, 分别属于黄杆菌属、固氮螺菌属、阪岐肠杆菌属、假单胞杆菌属、不动杆菌属, 其中假单胞杆菌属、不动杆菌属占比最高。结论: 高含量茶皂素的无性系可以明显影响茶籽象存活量、茶籽象肠道菌群多样性及组成结构差异; 油茶茶皂素含量可以作为油茶抗虫品种选育的重要化学指标。
目的: 研究辽宁抚顺松材线虫传播媒介——云杉花墨天牛的危害特性，为科学防治、特别是开展生物防治提供依据。方法: 砍伐被云杉花墨天牛危害的红松疫木，从基部将其锯成长度为1 m的木段。剥开树皮记录侵入孔的数量，随后解剖木段，记录幼虫数量，同时测量木段的直径和含水量。分析侵入孔数量和幼虫数量与树干高度之间的关系，建立幼虫数量与树干直径和含水率的关系模型。结果: 云杉花墨天牛侵入孔主要分布在树干高度1~7 m范围内，6~7 m范围内的树干上侵入孔数量最多(平均为67.72个·m-1)，与0~1 m和9~10 m范围内的侵入孔数量差异显著；在7~13 m范围内随树干高度的增高侵入孔数量先减少后趋于稳定；幼虫主要分布在树干高度7 m以下的部分，3~4 m范围内的树干内幼虫数量最多(平均为38.29头·m-1)；在树干高度9 m以上时幼虫数量较少(平均为11.50头·m-1)。在1~7 m范围内每米间幼虫数量差异不显著，但与9~13 m各米间差异显著；分析结果表明，幼虫数量和木段直径的关系符合模型y=0.358 7x+6.115 4，幼虫数量和木段含水量的关系符合模型y=-74.155x2+96.209x。结论: 随着树干高度的增加，云杉花墨天牛的侵入孔数量呈先增加后减少的趋势，而幼虫数量总体上呈减少的趋势，且树干内的幼虫数量约为侵入孔数量的50%；明确了幼虫数量与树干直径及幼虫数量与树干含水量间关系。对预测红松树干中云杉花墨天牛的数量，进而预测疫区内的虫口密度提供依据，可为传播松材线虫的云杉花墨天牛的科学防治提供了基础资料。
目的: 准确识别我国不同时期林业有害生物各类灾害的强度差异、变化趋势及灾情综合等级的年际变化，是制定有效的林业有害生物灾害应对策略及实施差异化财政补贴政策的前提，对防范林业灾害风险、提高森林资源风险管控水平以及增强林业碳汇供给能力都具有重要意义。方法: 利用1998—2018年我国林业生物灾害统计资料，采用数值分析方法分析林业生物灾害的总体发生概况；根据1998—2018年我国林业病害、虫害和鼠害灾害发生率变异值阐述各类灾害发生强度的年际变化；进一步采取灰色关联度法确定林业病害、虫害和鼠害在林业有害生物灾害中的关联度以及对森林资源的影响权重，从而确定1998—2018年我国林业有害生物灾情综合指数，最后对上述时期我国林业有害生物灾情综合等级进行划分。结果: 1) 1998—2018年，我国林业有害生物灾害主要以虫害为主，虫害发生面积最大，其次是病害和鼠害；但鼠害发生面积的增长率要高于病害和虫害，2018年林业鼠害、病害和虫害发生面积较1998年分别增长了156.36、83.09和57.72个百分点。2)不同年份林业各类生物灾害发生强度存在差异性。2007年是研究期内林业虫害和鼠害发生强度最高的年份，而林业病害发生强度最高的年份则在2018年。3)根据1998—2018年林业有害生物灾情综合指数，可以将1998—2018年我国林业生物灾害划分为3个阶段，第一阶段为1998—2005年，这一时期林业有害生物灾情综合等级最低，林业有害生物对森林资源危害最小；第二阶段为2006—2008年，该阶段林业有害生物对森林资源造成的危害最严重，灾情综合等级最高，其中又以2007年最为严重；第三阶段为2009—2018年，该阶段灾情综合等级有所下降，但总体受灾程度仍较为严重。结论: 1998—2018年我国林业有害生物灾害发生总面积不断增加，轻度灾害占主体但其面积呈逐年增长趋势，中、重度灾害发生面积和发生率均波动下降。林业虫害每年发生面积较为严重，鼠害发生面积呈快速增加态势，当前林业病害达到研究期最高强度。此外，林业有害生物灾情综合等级虽有所下降，但仍处在较高水平，且有害生物灾害面积逐年增加，防控形势仍较为严峻。采取差异化的林业生物灾害应对措施，重点遏制住林业鼠害快速增长的趋势，降低林业虫害的发生率并加大对重度病害的防治力度等手段或可以有效维护我国的生态安全、促进生态文明建设。
作为一种新型植物激素，油菜素内酯(Brassinolide，BR)以其高效、环保、广谱等优点，在农林业生产上有着广泛应用。BR可以促进植物细胞的伸长与分裂、增强叶片的光合作用能力、调控植物根发育，从而改善植物生长发育状况，提高植物产量。BR对植物的生殖生长具有显著影响，BR处理可以调控植物开花时间、延长花期、提高开花数量等，但也有研究指出BR对开花有抑制作用；BR处理有助于植物结实，提高种实品质。植物受到外界胁迫后，体内抗氧化系统遭到破坏，生长发育受阻。喷施BR可以提高相关抗氧化酶活性，降低丙二醛含量，增强植物的抗逆性。随着研究方法和手段的不断创新，BR信号传导机制、一系列与BR相关基因的功能及其作用机制不断被揭示。BR信号转导受激酶、受体蛋白、转录因子等多种元件调控。细胞膜表面BRI1/BAK1能够识别BR分子，在BSK1、BSU1、BIN2、CDG1等蛋白激酶作用下，BZR1和BES1等转录因子被激活，从而对BR应答基因的表达进行调控。DAS5、DET2、DWF4、CPD和BAK1等与BR生物合成及信号转导相关的基因相继被鉴定、克隆，利用转基因技术转化进不同植株，可以改善转基因植株的生长表现，增强植株抵御逆境的能力。本文综述了近年来有关BR对植物营养生长和生殖生长的调控、增强植物抗逆性以及BR调控的分子机制等领域的研究进展，探讨目前关于BR研究中仍存在的问题，并对今后BR的研究方向进行讨论与展望。
目的: 研究水杉、枫香、构树、毛白杨、木瓜、鹅掌楸、白蜡等7种非悬铃木方翅网蝽的寄主植物叶片挥发物对其成虫具有显著引诱作用而未成为其寄主的原因，为配置非寄主植物或利用非寄主植物提取物防控悬铃木方翅网蝽提供依据。方法: 研磨、过滤获取这7种非寄主植物叶片的粗提物，以粗提物饲喂悬铃木方翅网蝽成虫，测定对其存活的影响。以粗提物原液和不同体积分数的稀释液涂抹悬铃木叶片，测定对悬铃木方翅网蝽成虫的忌避活性。结果: 7种非寄主植物叶片粗提物原液饲喂的悬铃木方翅网蝽成虫的生存状况显著低于对照(清水)(P＜0.05)，其半致死时间、99%致死时间和平均存活时间均极显著短于对照(P＜0.01)，其中木瓜尤为明显。7种非寄主植物叶片的粗提物原液对悬铃木方翅网蝽成虫均具有忌避效果，忌避率最高的为构树(74.84%)，其次是白蜡(70.74%)、枫香(53.90%)、木瓜(53.33%)、水杉(51.66%)、毛白杨(49.47%)、鹅掌楸(43.19%)。粗提物稀释后，忌避效果降低，但忌避效果并非随体积分数降低呈单向递减。结论: 嗅觉上有吸引作用的水杉、枫香、构树、毛白杨、木瓜、鹅掌楸、白蜡等7种植物叶片粗提物中含有对悬铃木方翅网蝽成虫有毒杀作用或(和)忌避作用的物质，可能是这些植物未能被悬铃木方翅网蝽利用的原因之一。7种植物中，构树提取物对悬铃木方翅网蝽的忌避作用最强，木瓜提取物对网蝽的毒杀作用最大, 可进一步研究二者在悬铃木方翅网蝽防控中的可能应用。
目的: 研究广东省和江苏省松材线虫的遗传变异, 为我国松材线虫病的疫源追溯研究奠定基础, 并为松材线虫病防控工作提供有力支持。方法: 使用Illumina全基因组重测序的方法, 对所有松材线虫样本进行测序深度>40×的高通量测序。测序结果经过FastQC质量检测后, 利用Cutaadpt软件去除接头序列。利用BWA软件将重测序结果与松材线虫基因组进行比对, 使用Samtools和Picard将比对结果进行排序和去冗余, 利用Freebayes进行SNP位点挖掘。而后使用VCFtools筛选统计松材线虫SNP位点信息以及突变基因型种类, 并用SNPRelate构建所有虫株的系统发育树, 最后进行焦磷酸测序验证。结果: 在广东省和江苏省疫木中共分离得到24株松材线虫, 两省各12株。在所有松材线虫样本中共发现15 100 281个SNP位点, 其中广东省虫株共发现12 990 503个SNP位点, 江苏省虫株共发现2 109 778个SNP位点。对所有SNP位点统计分析后发现, 广东省虫株的SNP数量和纯合子数量比江苏省虫株多, 且差异性显著。此外, 广东省大部分虫株出现频率最高的突变基因型为A→G、C→T、G→A、T→C, 而所有江苏省虫株与2株广东省虫株GD09和GD12的高频基因型则为A→G、C→G、G→C、T→C。通过聚类分析发现, 江苏省虫株和广东省大部分虫株之间遗传分化明显, 除GD09和GD12与江苏省虫株聚为一类之外, 其他虫株按省份不同分别聚为两类, 推测其可能是从江苏有通过人为活动远距离传播至广东省。后续焦磷酸测序试验也验证了测序分析结果的准确性, 支持了上述研究结果。结论: 广东省虫株之间存在明显的遗传分化现象, 结合我国各地松材线虫病发生时间, 推测广东省大部分地区和江苏省的松材线虫具有不同的传播来源, 而广东省韶关市和汕头市松材线虫虫株和江苏省虫株具相同的传播来源。
目的: 研究不同株系松材线虫对红松致病力的差异, 探究感病红松早期防御酶活性变化与致病力之间的关系, 为红松松材线虫病防治提供参考。方法: 以4年生红松幼苗为研究对象, 人工接种辽宁清原株系(QH-1)、江苏南京株系(NM-1)与重庆株系(CM-1)松材线虫, 每株接种2000条, 并在接种1~7天分别对幼苗进行叶片取样, 测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)与过氧化物酶(POD)。在完成早期防御酶活性统计后, 持续对接种红松幼苗进行病害(针叶变色、嫩枝变化)观察, 分析各株系松材线虫致病力差异。结果: QH-1、NM-1和CM-1接种红松幼苗后, 上述4种防御酶活性变化趋势存在明显差异, 且接种QH-1处理组防御酶活性变化幅度大于其他线虫处理组。致病力统计结果表明, QH-1、NM-1与CM-1对红松均有致病力, 其中QH-1致病力最强, NM-1与CM-1无明显差异。防御酶活性变化幅度与致病力统计结果表明, 强致病力松材线虫导致红松幼苗防御酶活性变化幅度最大。结论: 4年生红松接种不同致病力松材线虫后, 发病早期防御酶活性变化存在差异, 且强致病力松材线虫株系导致接种红松防御酶活性变化幅度大于弱致病力松材线虫株系。
目的: 研究新型复配药剂2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺在防治松材线虫病方面的潜力, 旨在探索一种可能替代阿维菌素和甲维盐的新药剂新配方。方法: 将复配药剂2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺与5%阿维菌素和5%氟吡菌酰胺进行毒力药效对比。通过浸虫法进行室内杀线效果试验, 分析3种药剂对松材线虫的致死效果。分别用3种药剂LC20(亚致死浓度)的药量均匀喷雾在灰葡萄孢上, 观察在不同药剂处理下松材线虫在灰葡萄孢上的取食情况及松材线虫生长繁殖数量, 计算亚致死浓度下松材线虫的繁殖速率。收集松材线虫卵于皿底, 加入不同浓度药剂于培养皿, 24 h后观察卵孵化情况, 计算卵孵化率, 并用蔡司荧光显微镜观察卵形态。将松材线虫与药剂混合置于梯度温度培养箱, 分析不同温度条件下复配药剂2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺对松材线虫杀线效果。结果: 1) 3种药剂处理松材线虫24 h后, 2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺、5%阿维菌素、5%氟吡菌酰胺的LC50(致死中浓度)分别为2.020 8、51.153 6和21.607 1 mg·L-1, LC20分别为0.447 9、12.031 8和8.558 2 mg·L-1, 杀线效果2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺>5%氟吡菌酰胺>5%阿维菌素。2) 3种药剂LC20浓度喷雾处理6天后, 2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺和5%氟吡菌酰胺处理组松材线虫量仅有(1 425± 250)、(1 675 ± 377)头, 远低于5%阿维菌素处理组(10 925± 504)头和对照组(>20 000)。3) 卵孵化率试验表明, 3种药剂均能显著抑制松材线虫卵的孵化, 且随着药剂浓度的升高, 松材线虫卵孵化率下降, 24 h后, 在浓度3 mg·L-1时, 对卵孵化抑制效果2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺>5%阿维菌素>5%氟吡菌酰胺, 孵化率分别为20.32%、21.36%、22.89%; 2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺在浓度10 mg·L-1处理24 h后, 松材线虫卵内产生液泡, 卵死亡。4) 在温度梯度试验中, 15~35℃条件范围内, 每增加5℃, 复配药剂2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺杀线效果上升。结论: 新型复配药剂2%阿维菌素·6%氟吡菌酰胺杀对松株材线虫具有显著的毒力加性作用, 比2种药剂单独作用时毒力明显提高, 该复配药剂有潜力成为一种新的预防松材线虫病树干注射剂。
目的: 揭示国内外单树种纯林经营, 特别是单树种针叶纯林经营和连作经营, 所引起的土壤质量退化和林木生长量下降的状况及其作用机制, 阐明发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能的机制及其经营技术途径。方法: 依据多年来研究我国主要造林树种人工林土壤质量退化的状况与机制, 及其防治技术的实践, 广泛查阅国内外有关资料, 深入研究国内外单树种纯林经营、特别是针叶纯林经营、连作经营引起土壤质量下降及其防治措施的进展。通过对比的方法, 即比较单树种纯林与相似立地条件、不同林分类型混交林土壤的理化性质及生物学活性变化的差异, 揭示单树种纯林、特别是针叶纯林经营和连作经营引起土壤质量下降的机制, 阐明混交林维护、恢复和提高土壤功能的机制及其技术途径。结果: 相似立地条件下, 单树种纯林、特别是单树种针叶纯林经营和连作经营, 与不同林分类型的混交林比较, 其凋落物量下降, 土壤有机质的量和质下降、有效磷含量下降、交换性阳离子含量下降、pH值下降、土壤生物化学活性下降、土壤肥力下降, 病虫害严重, 林木生长量下降。研究也阐明了发展我国主要造林树种混交林可选择的混交树种、混交比例和混交模式, 指出了改造现有的单树种纯林、特别是长势差的单树种针叶人工林, 使之成为不同林分类型有群落结构的混交林的经营技术途径。结论: 发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能, 提高森林土壤生产力, 实现可持续经营的关键技术。
目的: 研究马尾松非结构性碳水化合物(NSC)存储及分配的纬向变化规律,探讨生长环境对其影响作用,为准确理解和模拟气候变化背景下树木生长和碳存储提供机制依据。方法: 以马尾松成熟林为对象,在其分布区内沿纬向梯度(23.0°~33.5°N)选择9个典型人工林,测定林分标准木不同器官的NSC含量并估算其生物量,计算NSC库大小。结果: 马尾松整株的NSC库及其组分库(可溶性糖和淀粉)的大小均随纬度增加而降低; 枝、干和根中NSC库和淀粉库以及枝和根中可溶性糖库的大小均随纬度增加而降低。NSC库以淀粉为主,且淀粉所占比例随纬度增加而增加; NSC库、可溶性糖库和淀粉库在各器官中的分配比例存在差异,但均主要存储在干和根中。NSC库、可溶性糖库和淀粉库在枝中的存储比例随纬度增加而降低,而可溶性糖库和淀粉库在叶中的存储比例随纬度增加而增加。整株马尾松的NSC库、可溶性糖库和淀粉库与气候因子(年平均温度、年降雨总量、年均最冷月最低温和年均最热月最高温)和土壤因子(全氮含量和氮磷比)正相关; 气候因子和土壤因子对NSC及其组分库大小变化的解释率分别为26.2%和7.6%,共同作用的解释率为36.7%。结论: 马尾松NSC库以淀粉储存为主,NSC及其组分库在根和干中分配比例最高; 马尾松整株和各器官中的NSC及其组分库的大小均呈现出显著的纬向趋势; 气候对马尾松NSC储存的影响高于土壤。
目的: 通过定量分析藏东南地区不同海拔的川滇高山栎天然林的种内与种间竞争指数, 揭示海拔对林木竞争指数的影响, 为川滇高山栎天然林的经营和保护提供理论参考。方法: 在西藏林芝市巴宜区鲁朗镇, 根据海拔梯度设置4块川滇高山栎天然林样地, 土壤类型为山地暗棕壤, 林分特征为针阔混交林。对样地内的竞争木和对象木进行调查, 采用Hegyi单木竞争模型分析各样地内林木的种内与种间竞争; 用幂函数、对数函数、指数函数、多项式、Logistic这5种模型拟合川滇高山栎对象木胸径与其竞争指数变化的回归关系, 并选择最优函数。结果: 1) 不同海拔的川滇高山栎天然林内的竞争指数不同, 海拔3 740 m(样地a)、3 640 m(样地b)、3 540 m(样地c)和3 440 m(样地d)样地的种内竞争指数分别占总竞争指数的17.11%、22.26%、30.79%和70.13%, 表明样地a、b、c以种间竞争为主, 样地d以种内竞争为主。2)在川滇高山栎的伴生树种中, 以急尖长苞冷杉的竞争力最强, 其次是白桦, 竞争力最弱的是糙皮桦。3)在所有样地中, 川滇高山栎的竞争指数随对象木胸径增加而不断减小, 呈显著负相关。在样地a中对象木胸径与其竞争指数关系的最优模型为幂函数模型, 样地b、c的最优模型为三次多项式模型, 样地d的最优模型则为指数函数。结论: 藏东南的川滇高山栎林天然林在海拔3 440 m以种内竞争为主, 在海拔3 540~3 740 m以种间竞争为主。川滇高山栎的竞争指数随林木胸径增加而下降, 在胸径到达25cm时趋于平稳, 采用拟合的模型能有效预测川滇高山栎林的竞争指数。
目的: 以云南省玉溪市云南松计划烧除林分为研究对象, 通过样地调查、载量评估、烟尘排放计算及时空扩散过程模拟, 分析下风口城市PM2.5模拟扩散值与地面监测值的定量关系, 揭示计划烧除烟尘对空气质量的影响, 为指导科学合理的计划烧除、烟尘管理实践提供理论依据。方法: 以滇中计划烧除云南松林分为对象, 通过10 m×10 m样地调查并取样, 实验室烘干评估可燃物载量, 以BlueSky计算烟尘中PM2.5排放量, 并借助HYSPLIT前向轨迹模型定量分析扩散时空格局, 再以高分四号卫星影像验证结果, 最后对比分析烟尘传输通道下风方向昆明市的PM2.5模拟扩散值与地面监测值。结果: HYSPLIT模拟的计划烧除烟尘扩散格局与高分四号影像目视的烟尘区一致; PM2.5排放量与可燃物载量及计划烧除面积呈正相关, 且腐殖质越厚、可燃物载量越大、烟尘排放越多; 位于烟尘传输下风区域的城市, 其PM2.5质量浓度随后呈显著增加趋势, 地面监测值与扩散模拟值格局较一致且正相关(R2=0.78743), 空气质量由通常的"优"降低为"良", 甚至达"轻度污染"。结论: 计划烧除烟尘排放量与林分可燃物载量、烧除面积及腐殖质厚度相关; 计划烧除产生烟尘对扩散通道下风向的城市空气质量有明显影响, 但具有滞后性; 进行计划烧除前的烟尘污染定量评估与预警可有效减缓计划烧除的烟尘危害。
目的: 综合评价杉木公益林林分空间结构，确定不同龄组林分空间结构现状，为制定精准可行的林分空间结构优化和经营措施提供理论依据。方法: 以湖南省平江县芦头实验林场杉木公益林为研究对象，基于30块样地实测数据，采用4株木法确定林分空间结构单元，选取全混交度、角尺度和空间密度指数作为内生潜变量水平空间结构的观测变量，林层指数、开敞度和交角竞争指数作为内生潜变量垂直空间结构的观测变量，以林分空间结构为外生潜变量，构建林分空间结构评价结构方程模型，模型输出的路径系数通过归一化处理确定各指标权重，在此基础上对林分空间结构进行综合评价。结果: 1) 林分空间结构评价结构方程模型的卡方自由度比值(χ2/df)为1.708，介于1~3之间，比较拟合指数(CFI)、非正规化拟合指数(NNFI)和递增拟合指数(IFI)分别为0.944、0.924和0.946，均大于0.90，各拟合指数均符合适配参考值，模型整体适配度良好；2) 内生潜变量水平空间结构、垂直空间结构的权重分别为0.5229、0.4771，对外生潜变量林分空间结构的影响大致相同，空间密度指数所占权重最高，是影响林分水平空间结构的关键因素，开敞度和交角竞争指数所占权重相等，是影响林分垂直空间结构的关键因素；3) 杉木幼龄林、中龄林和近熟林的综合得分分别为0.3781、0.4526和0.3775，3个龄组的林分空间结构等级处于Ⅱ、Ⅲ等级。总体来看，研究区杉木公益林林分空间结构未达到理想状态，林分空间结构较差，树种混交程度低，接近零度混交至弱度混交状态，林分拥挤程度中等，林木透光条件一般，林层结构单一，但林木间竞争强度较弱，且空间分布格局较好，处于均匀至近似随机分布状态。结论: 林分水平空间结构和垂直空间结构均是影响林分空间结构的关键因素，空间密度指数是影响林分水平空间结构的最重要因素，开敞度和交角竞争指数是影响林分垂直空间结构的最重要因素，为改善研究区整体林分空间结构，应采取多树种补植和单株抚育间伐的综合经营措施。研究区3个龄组杉木生态公益林林分空结构评价结果较客观地反映了林分空间结构现状，采用结构方程模型对林分空间结构进行评价是科学合理的，可为林分空间结构评价提供一个全新的思路。
目的: 分析立地因子对林分最粗优势木胸径生长的影响, 构建含立地类型混合效应的栎类天然林优势木胸径生长模型, 导出以最粗优势木胸径为指标的基于立地分级的立地质量评价模型, 为栎类天然林立地质量评价提供一种新方法。方法: 以湖南栎类天然林为研究对象, 基于51块样地实测数据, 采用数量化方法Ⅰ筛选对优势木胸径生长影响显著的立地因子, 将立地因子按照标准分级、组合, 构成初始立地类型; 通过R语言拟合栎类天然林优势木胸径与年龄的相关关系, 筛选最优基础模型, 将初始立地类型作为随机效应加入基础模型构建混合效应模型; 应用k-means聚类将影响效果相近或相同的初始立地类型聚类成立地类型组, 并将其作为随机效应加入最优基础模型构建含立地类型组的混合效应模型; 通过导算, 得到立地质量评价模型, 采用方差分析验证林分断面积与立地指数的显著关系。结果: 对优势木胸径生长影响显著的立地因子包括海拔、坡度、坡位和坡向, 显著性顺序为海拔＞坡度＞坡向＞坡位; 选取4种常见的树木理论生长方程进行拟合, 模型确定系数(R2)均在0.7左右, 其中Richards模型的拟合效果最好, R2为0.731 8, 平均绝对误差(MAE)为5.442 6, 均方根误差(RMSE)为6.879 1, 表达式为D=a×[(1-exp(-c×AGE)]^b; 将筛选的4种显著性立地因子按照标准分级、组合构成初始立地类型, 加入基础模型构建含立地类型的混合效应模型, R2升至0.901 6; 应用k-means聚类将初始立地类型聚类成6个立地类型组, 作为随机效应加入基础模型, 最优模型表达式为Dj=aj×[1-exp(-c×AGE)]^b+ε, R2为0.926 9, 相比基础模型提高26.7%, 赤池信息量(AIC)和贝叶斯信息量(BIC)均有所减小。采用含立地类型组的混合效应模型导出最粗优势木胸径为指标的基于立地分级的湖南栎类天然林立地质量评价模型为SQEIM-DBH=aj×[1-exp(-0.03×AGE0])^$\left\{\frac{\ln D_j}{\ln a_j \times[1-\exp (-0.03 \times \mathrm{AGE})]}\right\}$+ε, 经林分断面积验证, 立地指数SQEIM-DBH与林分断面积显著相关。结论: 立地因子对湖南栎类天然林优势木胸径生长影响显著, 以最粗优势木胸径为指标评价栎类天然林立地质量、预估林地生产力在理论上具有可行性。
目的: 研究油松枝功能性状在不同火烈度条件下的适应性变化, 揭示油松在不同火环境下的生态权衡策略与适应机制, 为火后油松的生态恢复提供理论基础。方法: 以山西省沁源县火烧迹地内(未过火、轻度火烧、中度火烧)的油松为研究对象, 根据单因素方差分析与Pearson相关分析研究枝功能性状(枝组织密度、枝氮含量、枝磷含量、枝有机碳含量、枝氮磷比、枝碳磷比、枝碳氮比)在不同火烈度条件下的差异性及相关性, 并利用主成分分析探究不同火烈度条件下的油松枝经济谱变化趋势。结果: 1) 在3种火烈度下, 枝碳磷比的变异系数最大, 枝有机碳含量的变异系数最小。随火烈度增加, 枝组织密度先降低后升高, 对照枝组织密度显著高于轻度火烧(11.8%), 显著高于中度火烧(5.6%); 枝磷含量升高, 在中度火烧显著高于对照(27.8%); 枝氮磷比降低, 在中度火烧显著低于对照(19.1%)。其余枝功能性状不随火烈度变化产生显著差异。2)不同火烈度条件下, 枝功能性状的相关性存在共性结果: 枝氮含量与枝碳氮比呈极显著负相关、枝磷含量与枝氮磷比和枝碳磷比呈极显著负相关、枝氮磷比与枝碳磷比呈极显著正相关。因此, 上述性状间的耦合关系在油松枝功能性状中最为稳定。然而, 火烈度的增加减弱了部分性状间的关联: 相比于对照和轻度火烧, 在中度火烧下, 枝氮含量与枝磷含量和枝碳磷比、枝磷含量与枝碳氮比、枝碳磷比与枝碳氮比均无显著相关性。3)火烧迹地内生长的油松存在枝经济谱, 沿着"未过火—轻度火烧—中度火烧"的火烈度, 枝条的资源权衡策略向"快速投资—收益型"移动, 枝条的生长速率会加快。结论: 火烈度对油松枝功能性状产生了显著影响, 改变了养分元素的分配策略, 油松枝条的生长恢复在轻度和中度火烧条件下会加快。
目的: 探究雷竹林地覆盖对竹笋箨叶碳氮代谢的影响，以及箨叶的变化是否会影响竹笋食味品质，以此揭示竹笋食味品质形成机制，为高品质竹笋培育提供参考。方法: 以立地条件一致的自然经营雷竹林和覆盖雷竹林为研究对象，对自然笋和覆盖笋箨叶养分含量、碳氮代谢酶活性和竹笋食味品质指标进行测定分析。结果: 1) 雷竹覆盖笋箨叶可溶性糖、淀粉、非结构性碳水化合物(NSC)含量和蔗糖合成酶、谷氨酸合酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性较自然笋均显著升高，而箨叶N含量则相反。2)覆盖雷竹笋可溶性糖含量、糖酸比和甜味氨基酸含量及其比例较自然笋均显著升高，而酸味、苦味、粗糙类及鲜味物质含量及比例降低。3)冗余分析结果显示，雷竹笋箨叶可溶性糖、淀粉、NSC含量以及蔗糖合成酶、硝酸还原酶、谷氨酸合酶、谷氨酰胺合成酶活性与竹笋甜味物质含量呈显著的正相关关系，与竹笋苦涩味、酸味和纤维类物质含量呈负相关关系，而箨叶N含量则相反。结论: 覆盖对雷竹笋箨叶碳氮代谢有重要影响，雷竹笋箨叶可以通过适应性调节来应对覆盖条件下的环境剧烈变化，从而改善竹笋食味品质。
目的: 研究冰温状态下蓝莓鲜果质量损失率与质构参数随时间的变化规律及其相关性，为蓝莓鲜果采后品质预测及感官评价提供理论依据。方法: 以‘北村’蓝莓为试验材料，(-1±0.5)℃为冰温组，(4±0.5)℃为对照组，分别对2种温度状态下蓝莓鲜果质量损失率及硬度、脆性、弹性、咀嚼性、内聚性和黏附性等6项质构参数进行测定，通过数据拟合与线性回归反映出蓝莓鲜果质量损失率与质构参数随时间的变化规律，进行相关性分析确定与蓝莓鲜果质量损失率呈显著相关的质构参数。结果: 冰温状态下，蓝莓鲜果质量损失率Y与时间X0的拟合模型为Y=0.197 36exp(X0/5.850 47)-0.184 5，呈指数式增长，增长趋势明显小于对照组；蓝莓鲜果各项质构参数在试验期间随时间呈不同程度的下降趋势，且均优于对照组。蓝莓鲜果冰温下质量损失率Y与硬度X1、脆性X2、咀嚼性X3等3项质构参数呈显著负相关(P＜0.05)，构建回归方程为Y=4.772-0.011X1-0.017X2-0.306X3。结论: 冰温贮藏更有助于蓝莓鲜果品质的保持。冰温状态下，蓝莓鲜果质量损失率及各质构参数与时间构建的回归模型拟合精度较高。确定了冰温状态下蓝莓鲜果的硬度、脆性和咀嚼性是与蓝莓鲜果质量损失率变化相关的主要质构参数。
目的: 研究优化山苍子茎段愈伤组织诱导和植株再生体系的方法，提高不定芽的分化率和生根率，为山苍子良种的工厂化繁育及遗传转化体系的建立提供技术支撑。方法: 本研究以山苍子茎段节间(不带芽)为外植体，通过比较不同植物生长调节剂对其愈伤组织的诱导、增殖以及不定芽的分化、生根的影响，确定山苍子愈伤组织诱导和植株再生的最适培养基。在此基础上，对获得的再生植株进行移栽试验，比较不同基质对移栽成活率的影响。结果: 山苍子茎段愈伤组织诱导的最适培养基为1/2 MS + 0.2 mg·L-1 6-BA + 0.3 mg·L-1 NAA + 30 g·L-1蔗糖+ 7 g·L-1琼脂，其诱导率为100%；愈伤组织增殖的最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 6-BA + 1.0 mg·L-1 NAA + 30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂，愈伤组织增殖系数达3.43；诱导不定芽分化的最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 6-BA + 0.1 mg·L-1 IBA + 30 g·L-1蔗糖+7 g·L-1琼脂，不定芽分化率为45.59%，平均不定芽数为8.14；生根阶段最适培养基为1/2 MS + 0.5 mg·L-1 IBA + 20 g·L-1蔗糖+ 7 g·L-1琼脂，不定芽生根率高达93.33%，平均根数为6.74；将生长良好的再生植株进行驯化后，移栽至营养土∶珍珠岩=3 ∶1(V/V)的混合基质中，其成活率达到83.33%。结论: 本研究优化了山苍子离体再生体系，显著提高了山苍子不定芽的分化率和生根率以及再生植株的移栽成活率，可为山苍子良种的工厂化繁育提供技术支撑。
目的: 探明健康和感病山桐子植株土壤、树皮及叶片细菌群落结构、多样性和功能特征，为致病菌验证及山桐子病害生物防控提供参考。方法: 基于高通量测序技术，通过OTU数量、鉴定类群、多样性指数及功能预测等方法，分析健康和感病山桐子不同器官区细菌组成、多样性和功能的差异。结果: 测序结果表明，山桐子的不同器官区都有其各自特有的菌群，变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是土壤主要的细菌类群，蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门是树皮和叶片主要的细菌类群；健康和感病山桐子相同器官区的优势菌属也存在差异，感病山桐子树皮中肠杆菌科的Brenneria和Hafnia-Obesumbacterium相对丰度显著高于健康山桐子；多样性分析结果显示，山桐子各器官区细菌群落多样性和丰富度由高到低均表现为土壤＞树皮＞叶片，土壤和叶片细菌群落Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数在健康植株和病株间无显著差异，感病树皮细菌群落Simpson指数显著高于健康树皮；PICRUSt功能预测表明，感病山桐子根际土壤相关生物合成功能基因富集，感病山桐子树皮金黄色葡萄球菌感染及相关氨基酸代谢功能基因富集。结论: 山桐子植株感病后，各器官区细菌群落结构和多样性均受到影响，叶片区域细菌群落结构受影响较小，根际土壤、树皮区域细菌的群落结构和功能存在显著差异，感病植株树皮区域细菌群落多样性升高，感病树皮样本中存在丰度较高的林木病原细菌，说明山桐子主要发病区域为植株树皮区域。
目的: 研究松天牛小首螨的移动能力和趋性，为科学评价其生物防治潜能，建立野外保护利用方法等提供重要依据。方法: 通过显微摄录、行为测定和控制试验，研究松天牛小首螨雌成螨的平移能力、垂直趋向性、上行能力、对光照和松褐天牛成虫及卵的趋向性。结果: 雌成螨的移动能力较强，在水平方向上，0~8天龄雌成螨的平均移动速度为2.17 cm·min-1，其中以0天龄的移动速度最快，达2.63 cm·min-1，8天龄的移动速度最慢，为1.32 cm·min-1，其移动速度随日龄增长显著下降；在垂直方向上，雌成螨具有显著的上行习性，1~3 h内上行的个体数量是下行的9.7倍；在野外毛竹秆基部放螨1~3天后，上行到5、7、8和9 m及以上高度的雌成螨分别占放螨总量的26.75%~41.75%、18.15%~31.35%、12.00%~26.95%和7.30%~20.75%。同时，雌成螨对光照、松褐天牛卵和雌、雄成虫均表现出显著的趋向性。在400~2 000 lx光照强度范围内其对光照区域的趋向选择率是遮光区域的8.1倍；在松褐天牛诱源和空白对照均光照、均遮光或松褐天牛诱源光照且空白对照遮光等条件下，雌成螨对松褐天牛卵或雌、雄成虫的趋向选择率均显著高于相应的空白对照。结论: 松天牛小首螨雌成螨具有较强的移动能力和显著的上行习性、趋光性与寄主趋向性，这些习性有利于该螨在野外高效搜索寄生松褐天牛卵，或聚集到松褐天牛成虫体表携播，表现出较强的生防应用潜能。在未来生物防治实践中，可以考虑利用黑色容器封装该螨膨腹体，并在松树树干基部释放。
目的: 探寻一种利用蒲螨作为生物媒介，将昆虫病原真菌孢子传播到光肩星天牛虫道中，最终使害虫感染真菌死亡的生物防治光肩星天牛新方法。方法: 通过摩泽蒲螨和杀虫真菌孢子粉联用，利用摩泽蒲螨携带真菌孢子进入天牛蛀道，实现杀虫真菌对天牛的有效感染。室外模拟防治试验，采用光肩星天牛危害的长1.0 m杨树木段插埋基部于室外土壤中，用蚊帐罩住，每个重复10个木桩、每个处理3个重复。设置4个处理组，各组释放装置内分别有摩泽蒲螨和球孢白僵菌、摩泽蒲螨和金龟子绿僵菌、金龟子绿僵菌和球孢白僵菌、摩泽蒲螨、空白对照组无螨无菌。统计防治试验前后排粪孔和羽化孔的数量，并在防治1个月后剖开木段，检查光肩星天牛幼虫是否被真菌感染。林间防治试验，于2021年8月前往酒泉市石河桥道班，选择危害严重的杨树作为中心母树，固定释放装置，1个月后统计防效，确定蒲螨携真菌孢子的传播直径。结果: 室外模拟防治试验结果表明：防治1个月后，摩泽蒲螨和球孢白僵菌处理组、摩泽蒲螨和金龟子绿僵菌处理组的木段排粪孔减少比例分别为77.0%和83.1%，且无新增羽化孔。剖开木段检查天牛蛀道发现，摩泽蒲螨和球孢白僵菌处理组、摩泽蒲螨和金龟子绿僵菌处理组的木段天牛平均死亡率分别为77.5%和85.0%，且木段内有感染真菌死亡的天牛幼虫，经过分子鉴定为试验释放的杀虫真菌。林间防治试验结果表明：距离母树直径10.0 m范围内的受害树，排粪孔减少均在50%以上。结论: 摩泽蒲螨作为媒介生物，能成功将真菌孢子传播到光肩星天牛幼虫蛀道中，病原真菌靶向性感染天牛幼虫并最终死亡，且水平传播直径为10 m。本研究采用的媒介法生物防治光肩星天牛，首次巧妙利用了微小的媒介生物蒲螨将杀虫真菌孢子带入虫道，最终有效地感染天牛幼虫并致死。该方法有望研发为一种防效显著、操作简便、绿色无污染的生物防治天牛新技术。
记述在华北和华东地区严重危害白蜡的一种膜翅目叶蜂科食叶新害虫：白蜡敛片叶蜂Tomostethus fraxini Niu & Wei, sp. nov.。其单眼后区强烈隆起，宽长比约等于2；触角第3节微长于第4、5节之和；体和足全部黑色，体毛银色；中胸前侧片下部具宽阔裸带；腹部背板具微细刻纹，锯鞘毛黑褐色，伸向后方等，与本属其他种类明显不同。敛片叶蜂属(Tomostethus Konow)在国内也是第一次确定性报道。比较山东种群与北京种群的线粒体基因组差异，确定两地种群属于同一种类。比较白蜡敛片叶蜂与已报道cox 1数据的2种敛片叶蜂之间的cox 1差异，白蜡敛片叶蜂与黑毛敛片叶蜂和黄肩敛片叶蜂的差异十分显著。为便于本属害虫鉴定，编制了敛片叶蜂属世界已知种类检索表。
目的: 基于试验探究Timoshenko自由梁迭代法计算木材弹性模量和剪切模量的适用性，重点考虑木材弹性模量和剪切模量的测试精度，寻求梁试件合适的长厚比。方法: 通过山毛榉、云杉-松-冷杉(SPF)和单板层积材(LVL)试件截短试验，动态测试不同长厚比试件的频谱，从频谱图上读出自由梁的第一阶和第二阶弯曲频率；应用迭代程序计算木材和木质复合材料的弹性模量和剪切模量；采用自由杆件扭转振动法和自由板扭转振型法验证自由梁迭代法计算剪切模量的有效性。结果: 存在一个与树种有关的试件长厚比下限值，当试件长厚比小于该下限值时, 自由梁迭代法不能计算出正常的弹性模量和剪切模量或根本计算不出弹性模型和剪切模量；自由梁迭代法计算出的弹性模量高于Euler自由梁法计算出的弹性模量，其程度与试件长厚比有关，仅当试件长厚比大于24时其偏高值才在4%以内；自由梁迭代法计算出的剪切模量与矩形截面因子k取值有关，当k取0.833和0.913时，分别高于自由杆件扭转振动法(自由板扭转振型法)剪切模量测试值12.2%和2.3%(19.9%和9.3%)。结论: 为保证自由梁迭代法测试精度，推荐采用长厚比20~24的梁试件动态测试其第一阶和第二阶弯曲频率，并用矩形截面因子取0.913进行迭代计算木材的弹性模量和剪切模量。
回顾国内外近30余年关于森林伐后碳减排路径的研究动态与趋势，为我国开展关联研究以及利用伐后碳减排提升林业应对气候变化的能力提供理论基础。本文回顾总结国内外主要伐后碳减排路径类型，并针对其路径实现的核心内容——木质林产品生命周期物质流和替代减排类型，分别分析了24个国家和地区以及15个国家和地区的研究动态，深入归纳各国生命周期物质流研究特征以及各替代类型的替代系数，剖析展望未来需重点关注的研究方向。结果表明：1)国内外学术界近30年先后形成了伐后阶段木质林产品碳储、木质林产品替代减排、综合考虑伐前伐后的森林管理策略优化3类主要减排路径，其中木质林产品替代减排在2015年后成为前沿问题，并引发综合考虑伐前伐后森林管理研究的进一步深化; 2)发达国家对本国内部各生命周期阶段的物质流分析已较为完善，发展中国家则存在较大薄弱，在基于IPCC第三层级方法建模方面极为欠缺，但国内外研究均欠缺对涉及贸易流动的物质流的系统分析，严重限制生命周期上下游国家的整合和全球层面的林业碳减排能力提升; 3)全球替代减排关联研究主要集中在欧洲国家，既有文献中的主要替代减排类型及其平均替代系数包括建筑类用途的替代系数为1.32 t·t-1(n=50)，能源用途的替代系数为0.70 t·t-1(n=40)，家具的替代系数为1.03 t·t-1(n=21)，其他产品的替代系数为1.13 t·t-1(n=8)，不区分产品类型的材料替代的平均替代系数为1.13 t·t-1(n=37)，但各研究的替代系数差异较大。得到如下主要结论：首先，我国作为全球最主要的发展中国家和最大的木质林产品生产国和消费国，应主动深化木质林产品的生命周期物质流建模分析，实现从IPCC第二层级方法向第三层级方法的跨越，为发展中国家提供可借鉴的高质量研究样本；其次，涉及贸易流动的物质流研究是当前伐后碳减排亟待解决的问题，这给我国这一全球最大的木质林产品贸易国提供了良好的研究契机；最后，替代减排研究仍然具备较强的研究空间，尤其主观性较强的基本假设和情景设置导致数据可靠性受到质疑，存在较大的优化空间。
目的: 对2000—2020年钱塘江流域碳收支进行核算，据此计算和模拟2000—2020年钱塘江流域森林碳补偿额度和标准及补偿对象和空间选择，为建立健全能够体现碳汇价值的流域及重点生态功能区森林碳补偿机制提供科学依据和政策参考。方法: 以IPCC清单法为基础构建碳排放核算体系计算钱塘江流域县域单元的碳排放量，采用CASA模型计算钱塘江流域各县域单元的碳吸收量，并利用Arcgis软件分区统计森林碳吸收量，分析森林碳吸收对总碳吸收的贡献。采用碳补偿模型计算钱塘江流域森林碳补偿金额，模拟碳补偿对象及空间选择。结果: 2000—2020年，钱塘江流域碳排放强度两极分化明显，碳排放强度较高地区集中于流域的东北部即余杭区、杭州市市区和萧山区。流域内重要生态功能区碳排放强度较低。与碳排放量相反，流域内经济发达区域碳吸收量较少，杭州市市区的碳吸收量最少。森林碳吸收量对域内总碳吸收量贡献最大，且吸收量呈总体上升趋势。流域内经济发展越好、城市化越快速的县域单元，其森林碳补偿率越低，反之森林碳补偿率越高。常山县、开化县、桐庐县、建德市和淳安县因森林碳收支盈余大而能获得较高的碳补偿额度和标准，临安区、余杭区所获得的补偿额度和标准较低。杭州市市区和萧山区因其森林碳收支赤字大而要付出较大的补偿额度和标准。淳安县、建德市、开化县、常山县、余杭区、临安区、富阳区、桐庐县为森林碳补偿接受区及补偿对象。结论: 钱塘江流域各县域单元经济发展极不平衡，生态承载能力和经济发展能力不匹配，碳供需错配问题严重，需要采取多元化森林碳补偿方法、明确森林碳补偿对象、健全政府补偿与市场补偿的协调机制以及建立基于碳收支核算的国家重要功能区森林保护建设制度等措施，率先建立健全能够体现碳汇价值的流域森林生态保护补偿机制，为全国建立生态系统碳补偿机制提供示范。
目的: 从种组和物种2个水平，细分研究不同特征优势种组的空间分布格局和组间关联及其随尺度变化的规律，探讨鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落优势种空间分布格局和空间关联的成因，揭示群落中优势种的共存和分布规律，为针对性开展该区域生物多样性保护提供理论依据。方法: 基于鼎湖山20 hm2南亚热带常绿阔叶林群落(DHS大样地)中重要值前10的优势种的调查数据和信息，采用相对邻体密度指数Ωr分析优势种组和组内物种的空间分布点格局，采用多元点格局g12方程进行组间和种间关联的统计。结果: 1) 聚集分布不仅在物种水平占主导地位，也是种组水平上空间分布格局的主要类型，各优势种组内检测到的显著聚集程度随检测尺度增大均呈下降趋势。2) 各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同，组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组分别以大径级和高数量2种生存策略竞争生存资源，最终二者在空间分布上产生差异，以各自的特征共同保持优势，在所有检测尺度均呈显著负相关；径级优势种组与径级和数量均优势种组在所有检测尺度上都独立不相关；数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间处于互补分布状态，在水平空间则集中分布在相同或相近空间中，在所有检测尺度上都显著正相关。3) 各特征优势种组的组内种间关联随尺度变化存在差异：径级优势种组内种间关联以正相关为主；数量优势种组的组内种间关联结果各异；径级和数量均优势种锥栗和肖蒲桃显著负相关。结论: 种组水平的空间分布格局延续了在物种水平上的检测结果，聚集分布仍然是群落空间分布格局的主要类型。各特征优势种组在群落中保持优势的策略不同，组间关联存在差异。径级优势种组与数量优势种组在水平空间互补分布，二者在所有检测尺度都呈显著负相关；数量优势种组与径级和数量均优势种组在群落垂直空间分布互补，水平空间重叠，在所有检测尺度上显著正相关。
目的: 分析不同林龄马尾松次生林在森林火灾前后土壤理化性质、土壤活性有机碳组分(LOC)的动态特征及变化趋势，定量评价中度林火强度对土壤碳库稳定性的影响，可为定量研究中度林火对土壤碳平衡与碳循环的影响提供参考。方法: 选择成熟林、中龄林和幼龄林的马尾松次生林，采集火烧迹地及相邻未烧林分0~60 cm土壤，测定其土壤理化性质、细根生物量和土壤LOC组分含量，通过计算土壤碳库管理指数(CPMI)分析土壤碳库变化特征，采用通径分析探讨土壤CPMI的直接影响和间接影响因素。结果: 与对照样地相比，森林火灾后各林龄0~60 cm土层的土壤密度提高3.80%~4.85%、土壤pH值提高4.21%~5.78%、土壤全磷含量提高7.97%~12.44%，土壤含水率降低3.41%~3.97%、土壤全氮含量降低15.09%~17.45%、土壤有机碳含量降低10.07%~14.31%，幼龄林、中龄林和成熟林的土壤活性有机碳(LOC)分别降低22.70%、19.48%和17.48%。不同林龄马尾松次生林土壤CPMI对森林火灾的响应有差异，幼龄林、中龄林和成熟林的土壤CPMI分别为26.15、30.57和32.09，呈随林龄的增长而增加的趋势。马尾松次生林土壤CPMI与土壤LOC各组分呈极显著相关关系(P＜0.01)，与土壤理化性质和土壤细根生物量亦呈极显著相关关系(P＜0.01)。通径分析表明，土壤全氮含量对土壤CPMI的直接影响最大，通径系数达1.786，土壤全磷含量、土壤细根生物量对其影响次之，通径系数分别为-1.021和0.981。结论: 中度林火对马尾松次生林土壤有机碳库稳定性产生重要影响，森林火灾后3种林龄之间的土壤活性有机质矿化释放的土壤养分产生差异，是马尾松次生林土壤碳库稳定性变化不一致的主要原因。土壤有机碳库稳定性随着林龄的增加和土壤深度增加而增强。因此，在制定火烧迹地生态修复策略时，应加强成熟林地的保护，同时加强对中幼龄林地的人工抚育，促进火后马尾松次生林的自然更新和恢复。
目的: 应用计算机视觉技术处理沉香幼苗冠层多光谱图像并构建全氮量估测模型，探索适用于沉香多光谱图像的新图像处理方法，确定最适于沉香幼苗氮营养状态估测的图像特征和模型形式，以推动沉香营养状态无损估测的发展，为沉香培育经营的精准作业提供新思路。方法: 利用多光谱相机获取沉香幼苗冠层图像，采用改进的指数型半软阈值函数对多光谱图像进行小波去噪，结合傅里叶梅林变换(FMT)配准与遗传反向传播神经网络(GA-BPNN)算法实现多光谱图像的精准分割。提取分割后图像的光谱、纹理特征为自变量，建立基于人工蜂群(ABC)、天牛须搜索(BAS)、混合灰狼优化(HGWO)算法改进的Elastic Net(EN)沉香冠层全氮量估测模型，通过留一法交叉验证对模型进行综合检验评价确定最适优化模型，并将其与传统偏最小二乘回归(PLSR)、岭回归(RR)和多元逐步回归(SR)模型进行对比分析。结果: 1) 改进的指数型半软阈值函数能够有效去除多光谱图像中的强噪声，去噪效果优于小波软阈值、硬阈值和传统半软阈值方法；2)GA-BPNN算法的分割效果优于大津阈值分割、最大熵分割和最小交叉熵分割，结合FMT配准后的分割效果显著优于对各波段图像直接分割的方法；3)就EN模型而言，综合考虑单光谱特征、单纹理特征和综合特征建立的3类模型验证结果，3种优化算法的优化效果为ABC＞HGWO＞BAS，3类模型的整体估测精度为综合特征＞单光谱特征＞单纹理特征；基于ABC优化的EN模型(ABC-EN)中，综合特征模型决定系数(R2)为0.829 4，均方误差(MSE)为0.169 5，较单光谱和单纹理特征模型R2分别提高10%和54%，MSE分别降低30%和63%；4)ABC-EN模型与其他传统模型估测精度对比结果显示ABC-EN＞RR＞PLSR＞SR，其中RR模型R2为0.748 3，PLSR模型R2为0.651 2，SR模型R2为0.577 9，均低于本研究提出的ABC-EN模型。结论: 改进的指数型半软阈值函数能够有效去除沉香幼苗冠层多光谱图像中的强噪声，结合FMT与GA-BPNN的分割方法分割效果良好，综合光谱纹理特征构建的ABC-EN模型是沉香幼苗冠层全氮量最优估测模型。
目的: 针对高郁闭度林分条件下基于LiDAR点云数据单木分割林木提取困难、总体精度较低等问题，提出一种基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法，为开展无人机LiDAR技术森林资源调查提供技术参考，为提高单木分割总体精度提供新策略。方法: 利用无人机激光雷达数据，采用分水岭算法、基于点云的局部最大值聚类算法和基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法对高郁闭度思茅松人工林进行单木分割，并分析分水岭算法中4种CHM空间分辨率和3种DSM插值方法对单木分割效果的影响，与无人机高分辨率影像单木树冠目视解译结果进行比较，以探测率r、准确率p和F得分为指标对单木分割精度进行验证和评价。结果: 在幼龄林中，冠层起伏率较大，分水岭算法对单层林的分割效果优于基于点云的局部最大值聚类算法；在中龄林和近熟林中，冠层起伏率较小，分水岭算法易将思茅松树枝识别为树冠，基于点云的局部最大值聚类算法的分割效果优于分水岭算法；基于冠层起伏率结合分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法的分层分割法充分考虑不同龄组的林分结构差异，精度最高(F = 0.75)，优于分水岭算法(F = 0.71)和基于点云的局部最大值聚类算法(F = 0.68)；在分水岭算法中，当分辨率为0.5 m×0.5 m时采用反距离权重法(IDW)插值得到的CHM单木分割精度最高(r = 0.70，p = 0.94，F = 0.81)。结论: 林分结构存在差异，单一单木分割方法效果欠佳，通过提取样地冠层起伏率确定分水岭算法和基于点云的局部最大值聚类算法单木分割适用的林分条件，可拓宽单一单木分割方法在不同林分条件下的优势，提升单木分割精度。
目的: 探究将简单非迭代聚类超像素分割算法(SNIC)融合到基于多时相数据的树种分类问题中，并对比分析不同时相数据组合对分类结果的影响，实现更高效、更精准的优势树种识别。方法: 以内蒙古旺业甸林场为研究区，在Google Earth Engine(GEE)云计算平台上利用多时相Sentinel-2多光谱数据提取波段反射率特征和光谱指数特征，采用SNIC和支持向量机(SVM)机器学习分类方法，实现面向对象的优势树种识别，并分析不同时相数据组合对优势树种识别精度的影响。结果: 多时相数据组合的分类精度明显高于各季节单时相数据。对比不同多时相数据组合分类结果，春、秋2个季节时间序列组合数据的分类精度与多季节组合数据结果相近，总体精度分别为94.5%、95.0%和95.8%。结论: 基于多时相Sentinel-2影像和SNIC分割算法的面向对象分类方法能够快速、准确识别优势树种，多季节组合数据的分类结果最优，春、秋2个季节时间序列数据也能获得较好分类结果，总体精度与最优结果差距较小。
目的: 揭示美丽箬竹鞭侧芽萌发生长特征及其所受碳素供应的影响，为促进竹子侧芽萌发、提高竹林产量提供参考。方法: 选取美丽箬竹鞭径基本一致的带1株立竹(M)、未带立竹(N)的1年生竹鞭，进行3种鞭长(3 cm，L1；6 cm，L2；9 cm，L3)6种处理鞭段侧芽萌发试验，调查各处理的侧芽萌发生长位置以及新竹的数量、地径和高度，测定并分析各处理的新竹叶片的光合色素、非结构性碳水化合物含量及变化规律。结果: 1) 对ML1处理，侧芽萌发生长比例的鞭段部位差异不明显，而其余各处理的鞭段远端、近端侧芽萌发生长比例显著高于中段，存在侧芽萌发生长位置的明显偏向性，且偏向性特征随鞭段长度增大而加强。2)与未带立竹的处理相比，同一鞭段长度的带立竹处理的新竹地径、高度均显著升高，但新竹数量总体无明显差异；随鞭段长度增大，新竹数量对未带立竹处理呈升高趋势，对带立竹处理则差异不大，但新竹的地径和高度无论是否带立竹均无明显差异。3)对带立竹处理，新竹叶片光合色素、NSC含量均显著高于未带立竹处理，但各鞭段长度的NSC组分含量及比例变化规律不同；同时，ML1较ML2、ML3处理的新竹叶片可溶性糖含量无明显变化，但淀粉、NSC含量显著较高，而光合色素含量变化则相反，说明短鞭段带立竹处理的碳水化合物过量积累，光合作用受到反馈抑制。鞭段带立竹与否对新竹地径、高度、光合色素和NSC变化的影响明显大于鞭段长度的影响。结论: 碳素供应对鞭段侧芽萌发生长有明显制约作用，是侧芽萌发生长位置偏向性的重要致成因素。碳素供给不断增加，可逐渐消除这种偏向性萌发生长特征，而且鞭段碳素优先保障新竹数量，再满足新竹质量。增加鞭段碳素“库容”，是提高侧芽萌发率的重要途径。
目的: 分析‘巴茨拉’伊藤牡丹调控切花乙烯致衰的生理效应，以期为牡丹切花保鲜的调控技术提供理论依据。方法: 分别用外源20 μg ·L-1纳米银(NS)、5和20 μL ·L-1乙烯利(CEPA)预处理1 h，通过瓶插法观察‘巴茨拉’切花乙烯致衰的调控。利用气相色谱法测定花瓣乙烯释放的动态变化，称重法测定花枝水分状况，分光光度法测定膜脂过氧化水平，高效液相色谱法测定能量状态，结合主成分分析法解析‘巴茨拉’切花瓶插过程中乙烯代谢、脂质过氧化和能量状态各指标之间的关系。结果: 1)‘巴茨拉’切花吸水迅速，瓶插24 h达到盛开状态，瓶插寿命较短，仅有3~4天；纳米银预处理能够显著延长瓶插寿命改善切花瓶插品质，乙烯利加速切花的衰老进程，并且有显著的剂量效应。2)瓶插6 h有短暂的乙烯跃变特征，与对照相比，纳米银预处理乙烯释放峰值降低26.5%，而乙烯利显著促进乙烯释放，5和20 μL ·L-1乙烯利预处理分别升高了19.0%和125.5%。3)‘巴茨拉’开放衰老是花枝水分失衡与膜脂过氧化加剧的过程，纳米银能够改善花枝的水分状况、抑制丙二醛含量升高和可溶性蛋白质含量降低，乙烯利作用与纳米银作用相反。4)纳米银能够促进呼吸底物转化与积累，提高呼吸代谢关键酶活性和能荷水平；乙烯利则降低呼吸底物含量、降低呼吸代谢关键酶活性和能荷水平。结论: ‘巴茨拉’牡丹切花是乙烯超敏感类型，切花开放和衰老进程受到内源乙烯和能量代谢的共同调控，控制乙烯生物合成与能量状态应成为改善‘巴茨拉’牡丹切花品质的基本策略。
目的: 研究板栗不同冠层球苞负载量对叶片光合特性、生长发育及果实品质的影响，为构建板栗冠层生产力以及适量留苞提供理论依据。方法: 以三主枝、开张角度大于60°的板栗‘燕山早丰’为试材，于上、中、下3冠层内的不同方向分别选取载有1个(F1)、2个(F2)、3个(F3)球苞的标准枝，于7月测定叶面积、比叶面积和光合指标，于9月果实成熟期采集果样并测定单粒质量及相关内含物。通过分析不同球苞负载量下的叶片与果实指标差异，结合经济效益及果实品质等，探究适于各冠层的最佳球苞负载量。结果: 1) 不同球苞负载量下的叶片光合与生长发育指标存在差异(P＜0.05)。随着球苞负载量的增加，叶片净光合速率、瞬时水分利用效率、叶面积、相对叶绿素含量均显著下降，蒸腾速率、胞间CO2浓度则随球苞负载量的增加而显著增大，叶片淀粉含量在各冠层均降低，叶片可溶性糖含量在冠层中、下部减少，但在冠层上部增加。2)不同球苞负载量下的果实指标具有一定的差异性(P＜0.05)。随球苞负载量增大，果实的单粒质量、全氮含量、淀粉含量及可溶性糖含量在各冠层均降低，但空苞率升高；各冠层的果实单粒质量、出实率、淀粉和可溶性糖含量均为F3处理最低；冠层下部因光照较弱，导致F3处理空苞率较高。结论: 球苞负载量对板栗叶片光合及果实品质具有显著影响，在板栗生产实际中应将上、中、下冠层内每个结果枝的载苞量分别控制在3、2~3、1~2个为宜。
目的: 探究杨梅种子萌发的生理生化规律，为研发高效催芽技术提供理论依据。方法: 从沙藏催芽的苗圃地里采集刚播种的杨梅种子以及幼根长分别为0~1、1~2、2~3和3 cm以上4个萌发阶段的杨梅种子，分别测定抗氧化酶和淀粉酶活性、激素含量、总酚类物质含量及相关基因表达量。结果: 过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、α-淀粉酶等酶活性动态变化规律基本一致，刚播种到幼根长为0~1 cm时4种酶活性一直增高，幼根长大于1 cm后4种酶活性持续降低；过氧化氢酶(CAT)活性平稳增高，β-淀粉酶活性是增加-降低-增加-降低变化趋势；吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZR)含量动态变化规律为增加-降低，脱落酸(ABA)含量持续降低，赤霉素(GA3)含量没有显著变化；总酚含量先略增加后降低。与未萌发对照相比，萌发过程中MAPKKK15和TUA2等2个基因的表达量均变高，YMCIbHLH1、PHYA、MAPKKK18、MAPKKK14、YMSQS1、FOA1和WRKY6等7个基因均降低，HD2B、RVE1和YMBZIP等3个基因有升高有降低。结论: 抗氧化酶、淀粉酶、IAA、ZR、ABA主要参与杨梅种子萌发过程的调控，ABA信号通路和GA信号通路的部分关键基因表达量发生变化。
目的: 明确不同成分促脂剂对湿地松的促脂效果以及对生长量的影响，筛选出适宜广东地区湿地松的促脂剂，为实际生产中降低采脂成本提供参考。方法: 以广东省台山市红岭种子园的湿地松半同胞子代测定林为研究对象，分别进行不割脂(T0，生长量对照)、常规割脂(T1，试验对照)和使用不同成分促脂剂T2~T5割脂，促脂剂的主成分分别为K2SO4、萘乙酸(NAA)、苯甲酸(BA)和乙烯利(CEPA)。2018年处理并收集松脂7次，2019年处理并收集松脂6次，在处理前收集1次不使用促脂剂的本底产量，所有产脂量和生长量均进行每木测量。结果: 2018年分析结果显示，家系效应和处理效应都极显著(P＜0.01)，二者互作效应不显著(P＞0.05)。前2次促脂效果极显著，增脂率超过135%，而第3次促脂效果有所下降，到第4次时只有T5的脂产量高于对照，但也未达到显著水平，第5~7次T2-T4均没有显著的促脂效果，仅T5依旧保持19%以上的增脂率。7次收集总脂产量显示T5促脂效果最好，增脂率为51.73%。2019年分析结果显示，家系效应在第1次收集不显著(P＞0.05)，在其他批次都是显著或极显著水平(P＜0.05)，各个处理组的产脂量本底值无显著差异，之后6次均显示出显著的促脂效果，增脂率29%~269%。6次收集总产量显示，T5促脂效果最好，增脂率为160.61%。各家系产脂量的排名在不同年份、不同处理间变化较大，其中家系I2和I7相对较稳定。2年的生长量分析结果表示湿地松家系效应显著，不同处理组之间的生长量无显著差异，不同处理组之间树高和0.9 m的直径在1年内的增量也没有显著差异。同一年份内不同批次的产脂量有极显著的相关性，相关系数范围0.245 5~0.854 4；不同批次与总产量的相关系数，2个年份均是第1次割脂与总产量的相关系数最低。产脂量与生长量的相关性分析结果显示，产脂量与0.9 m高处的直径有较稳定的极显著正相关，而产脂量与树高的正相关性不确定，在不同年份以及不同的处理中不显著、显著或极显著水平均有检测到，2018年还检测到1次显著的负相关。结论: 不同成分的促脂剂对湿地松的增脂效果差异显著，同一促脂剂在不同气候环境条件下效果也不同，本研究显示以20%硫酸与3% CEPA为主要成分的T5促脂效果最好也最稳定，且与家系无显著互作效应，适宜在湿地松林中大面积推广使用。同一株树在不同时间产脂量差异较大，在测量产脂量性状时，应避免只用第1次割脂的数据。不同家系在不同时间、不同年份和不同处理的产脂量也有较大变化。参试的11个家系中I2和I7的产脂量相对较高且较稳定。使用促脂剂在短时间内对树木高度和0.9 m高处的直径生长均无显著影响，产脂量与直径的相关性较强，在一定程度上可以使用直径作为产脂量的间接选择性状指标。虽然产脂量与树高相关性较弱，但使用T2、T3、T5促脂剂对较高树高的湿地松增脂效果更加显著。
目的: 基于转录组测序分析，在银腺杨84K中鉴定到1个应答盐胁迫的MYB-related基因PagMYBR96，克隆了该基因并对其特征及参与的生物学过程进行分析，为后续基因功能及调控机制研究和林木基因工程育种提供参考。方法: 采用PCR技术从84K杨cDNA中扩增PagMYBR96基因，对其编码的蛋白序列进行理化性质分析。利用生物信息学分析，对该蛋白的保守结构域、进化关系、亲疏水性、跨膜区域、信号肽、磷酸化位点、二级结构进行分析。采用农杆菌介导的烟草叶片瞬时转化试验分析蛋白亚细胞定位情况；通过酵母转化筛选试验分析蛋白的转录激活活性；通过RT-qPCR分析基因的空表达模式；借助基因共表达及功能注释与富集分析解析基因集参与到的生物学过程和代谢通路。结果: 从银腺杨84K中克隆了长度为882 bp的PagMYBR96基因，编码293个氨基酸，分子质量为33 306.33 Da，理论等电点为6.32，含有保守的MYB结构域和特征氨基酸，与长梗柳中的同源蛋白亲缘关系较近，没有跨膜区域，也不存在信号肽，可能是一个亲水性蛋白质。PagMYBR96为核定位蛋白，且在酵母中没有转录激活活性。基因时空表达模式分析结果表明，PagMYBR96在84K杨的根和叶中均可应答盐胁迫，且在胁迫初期上调表达，到达峰值后渐渐恢复。PagMYBR96及与其共表达的518个基因与细胞过程、代谢过程、生物调节、对刺激应答、发育过程等相关，且分别被显著富集到类泛素蛋白结合酶活性、类泛素蛋白转移酶活性、泛素蛋白转移酶活性和泛素结合酶活性等GO term及氨酰-tRNA生物合成、泛素介导的蛋白水解和丙酮酸代谢等通路中。结论: 银腺杨84K PagMYBR96基因可以在不同的组织中应答盐胁迫，并通过不同的生物学过程参与植物的生长发育及胁迫应答。PagMYBR96及其共表达基因的功能与泛素蛋白酶体系统介导的蛋白质降解及丙酮酸代谢等过程相关。
目的: 松天牛小首螨是新发现对松材线虫传播媒介松褐天牛卵具有寄生致死作用的微型携播螨类，研究阐明该螨的携播特性可为深入理解其生境适应性、评价其应用潜能和建立科学的野外应用方法提供依据。方法: 通过室内饲养、行为观察、模拟试验和野外诱捕调查，研究松天牛小首螨在松褐天牛成虫体表的分布规律，在松褐天牛成虫取食、产卵和共饲养等过程中的携播规律以及林间松褐天牛成虫携带松天牛小首螨的情况。结果: 松天牛小首螨以雌成螨为携播螨态，主动转移聚集在松褐天牛成虫体腹面沟缝处，雌、雄天牛均以后胸腹面携螨数量显著最多。在携螨天牛取食过程中，1 h内每头雌、雄天牛分别平均传播3.0、2.9头松天牛小首螨到松枝上。在携螨松褐天牛雌成虫产卵过程中，平均每产1粒卵可传播6.5头松天牛小首螨到天牛产卵部位。松天牛小首螨可在不同松褐天牛成虫个体间相互传播，当携螨天牛与未携螨天牛共饲养2天后，平均每头携螨天牛可传播39.3头松天牛小首螨到未携螨天牛体上，传播率为8.1%，共饲养10天后则每头携螨天牛可传播192.2头松天牛小首螨，传播率达38.5%。在不同天牛共饲养组合中，携螨雄天牛向未携螨雌天牛传播松天牛小首螨的数量和传播率均显著最高。在松天牛小首螨自然栖息林分内的松褐天牛成虫携螨率为55.0%，其中雌、雄天牛的携螨率分别为61.6%和39.2%，雌天牛显著高于雄天牛，平均每头雌、雄天牛分别携螨291.4、247.3头，二者间无显著差异。结论: 松天牛小首螨以雌成螨附着在松褐天牛成虫体腹面，通过在不同天牛成虫个体间传播、天牛的取食和产卵等行为传播扩散和繁殖扩张种群。该螨的这一携播特性既是其种群生境适应性的体现，也说明其具有较强的生物防治应用潜能。在未来林间应用中，可通过在松褐天牛成虫活动区或松褐天牛卵高密度部位释放松天牛小首螨，利用该螨的携播特性发挥其生物防治效能。
目的: 探究微钻阻力仪钻针阻力与木材密度之间合适的模型形式，以及不同树种之间和同类树种之间的数学模型适应性，为微钻阻力法间接测量木材密度提供依据。方法: 1) 使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含软木和硬木8个树种木材样品的钻针阻力和绝干密度，每个树种2/3的测量数据作为建模数据集，1/3的测量数据作为测试数据集；2) 基于总体建模数据集，建立所有树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型，选用决定系数最高的模型形式作为总模型反映钻针平均阻力与木材绝干密度之间的关系；3) 基于软木类和硬木类建模数据集，使用选定的模型形式分别建立软木类和硬木类木材钻针平均阻力与木材绝干密度之间的类模型；4) 基于每个树种建模数据集，使用选定的模型形式建立每个树种钻针平均阻力与木材绝干密度之间的分模型；5)基于测试数据集，计算总模型、类模型和分模型的估计标准误差和平均估计精度，分析各级别模型之间估计标准误差和平均估计精度是否存在显著性差异。结果: 1) 基于总体建模数据集建立的线性模型、对数模型以及线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数分别为0.942、0.952和0.961；2) 软木和硬木类模型的决定系数分别为0.780和0.864，分模型的决定系数在0.397~0.943之间；3) 总模型、类模型和分模型估计标准误差分别为32.222、31.635和27.121 kg ·m-3，平均估计精度分别为95.554%、95.636%和96.292%；4) 各树种总模型、类模型和分模型相互之间的估计标准误差和平均估计精度在0.1水平上均不存在显著性差异。结论: 1) 线性模型与对数模型相结合的混合模型的决定系数最高，采用线性模型与对数模型相结合的混合模型形式研究钻针阻力与木材绝干密度之间的关系较为合适；2) 分模型的估计标准误差最小，平均估计精度最高，采用分模型预估木材绝干密度较为合适；3) 当测量精度要求不高时，为降低建模工作量，可采用总模型估计木材绝干密度。
目的: 将去除木质素、半纤维素组分的木材作为传感器骨架材料，研究其与导电聚合物的含固比对压力传感器感测性能的影响，为开发基于绿色天然材料的低成本、高性能传感器提供新思路。方法: 以轻木为原料，通过NaClO2、NaOH溶液两步法选择性地从细胞壁中去除木质素和半纤维素组分，应用冷冻干燥技术制备木基气凝胶并将其作为传感器骨架材料；采用浸渍法将气凝胶骨架浸入导电聚合物聚(3, 4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)和偶联剂3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPS)混合溶液中，经冷冻干燥后低温加热使三者交联，制备3D层状木基微压传感器；对3D层状木基微压传感器进行结构形态表征和电学、感测性能测试，探讨木基气凝胶骨架与PEDOT∶PSS含固比对压力传感器感测性能的影响。结果: 木基气凝胶骨架结构机械可压缩性好、高度多孔、具有特殊分层结构，有利于PEDOT∶PSS和GOPS混合溶液吸附，CPG-0.25、CPG-0.5、CPG-0.75的电导率分别为0.02、0.15和3.04 mS ·cm-1，最大压缩应变分别为72%、62%和51%，微压灵敏度分别为95.93(R2=99.6%)、96.88(R2=99.8%)和108.34 kPa-1(R2=99.1%)，随着PEDOT∶PSS含固比增大，复合导电气凝胶的电导率不断增大，传感器最大压缩应变逐渐减小，传感器在微压(1.5 kPa)下灵敏度逐渐增大，压力传感器CPG-0.75的微压灵敏度最高，且显示出良好的线性度和优异的稳定性(2 kPa下5 000个加载-卸载循环试验的相对电阻变化率稳定，无明显电信号波动)。结论: 木基气凝胶与PEDOT∶PSS含固比对3D层状木基微压传感器的微压灵敏度影响较大，随着PEDOT∶PSS含固比增大，复合导电气凝胶的导电性增强，传感器微压灵敏度提高。3D拱形层状多孔木基气凝胶骨架一方面在微小压力作用下传感器能够产生更多接触，电阻变化率较大，使传感器具有优异的微压灵敏度；另一方面骨架结构机械可压缩性好，使传感器具有良好的稳定性。
根据竹类植物独特的生物学特性与解剖构造，选择适宜的茎秆液流测定方法，揭示茎秆液流的动态变化和影响因素，有利于深入阐明其生理生态过程与机制，为竹林水分养分精准管理、高效利用及生态经营提供科学依据。竹类植物茎秆液流的测量方法起源于木本植物，包括热脉冲法、热消散探针法和茎热平衡法。其中，热脉冲法不受地形等环境条件的限制，但在低蒸腾状态下液流测定结果具有不确定性；热消散探针法成本相对较低，但传感器易因液流密度分布不均形成的径向梯度而引起测度误差，需要进行验证和校准；茎热平衡法无需探针钻孔，仪器包裹竹秆后可实时获取数据，但需满足流动条件稳定和温度恒定的基本假设条件。通常将3种测定方法结合应用并相互验证，从而获取较可靠的液流测定结果。竹类植物的茎秆液流具有相对普遍的规律，日变化、夜间动态和季节尺度上均表现为相似的“峰”状曲线特征。竹类植物日间液流于清晨启动，随后不断增加，至午后达到峰值，然后持续减少，入夜后达最低值；晴朗天气液流变化总体呈现“单峰”状曲线，阴雨天气呈现“多峰”状态。夜间液流总体保持低流量特征，在不同季节和环境条件下都显著低于日间液流，且变化幅度很小。季节尺度上液流量春季最低，夏末初秋最高，由冬季到夏季，液流开始上升和峰值达到的时刻均逐渐提前，由夏季到冬季则反之。不同生长阶段竹类植物液流特征也存在差异。竹类植物液流变化的影响因素包括不同于木本植物的生理解剖结构以及环境因子。其中，竹类植物中空的茎秆和地下鞭根系统是影响液流的生物学基础。环境因素通过影响蒸腾和植物根压而对液流产生影响，气温、饱和水汽压差和太阳辐射与茎秆液流的变化均具有很强的相关性。热扩散法探针的长度、测量的具体部位等测量方法差异也会导致不同测量结果。对未来竹类植物茎秆液流的测定和研究提出展望：理论上需探究其作用机理与影响机制，构建统计与验证模型；技术上应整合改进现有测定方法，研发适宜的测定方法与技术，提高测定精度；在应用上，应结合区域、气候、地形条件及竹种等差异设置参数，形成具有普遍性的测定模式。
目的: 探索基于潜在生产力的华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分立地质量评价, 为提高森林经营水平、促进现代林业发展和建设生态文明提供科学依据。方法: 利用崇礼区2019年森林资源一张图小班数据, 建立林分平均树高、断面积和蓄积生长模型, 计算华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分断面积和蓄积潜在生产力, 并结合林分现实生产力对潜在生产力的计算方法和实用性进行评价。结果: 华北落叶松纯林和白桦山杨混交林林分平均树高、断面积和蓄积生长模型拟合效果良好, 潜在生产力均随立地质量降低而下降, 华北落叶松纯林基准年龄时断面积潜在生产力介于2.06~2.11 m2·hm-2a-1之间, 蓄积潜在生产力介于6.27~12.11 m3·hm-2a-1之间, 白桦山杨混交林基准年龄时断面积和蓄积潜在生产力分别介于1.72~2.28和4.43~8.72 m3 ·hm-2a-1之间。林分现实生产力低于潜在生产力, 且差异随林分年龄增大而减小。对于中幼龄林样地, 立地质量高的林分现实生产力较大, 与潜在生产力的差异随立地等级上升而下降。结论: 华北落叶松纯林和白桦山杨混交林在中幼龄林阶段表现出比成过熟林阶段更高的潜在生产力, 现实生产力与潜在生产力相差较大, 差异随立地质量降低而增大, 应加强中幼龄林森林抚育, 且抚育过程中应重视立地质量中等的森林; 基准年龄时林分断面积和蓄积潜在生产力可作为评价立地质量好坏的指标。
目的: 比较国产高分二号(GF-2)卫星影像不同方法组合下的崇礼冬奥核心区土地覆盖分类和优势树种识别效果, 分析处理单元、空间分辨率、特征集、分类算法对总体精度和树种分类精度的影响, 为崇礼区土地覆盖和树种分类相关研究提供经验参考, 促进国产高分系列数据的行业应用。方法: 以崇礼冬奥核心区为研究对象, 以GF-2影像为数据源, 分别从不同处理单元(像元、对象)、不同空间分辨率(1和4 m)、不同特征集(光谱特征、纹理特征、形状特征)、不同分类算法4个维度对比分析50种不同方法组合下的土地覆盖分类效果, 同时识别白桦和华北落叶松2个优势树种。基于无人机航拍影像和二类小班数据获取训练和验证样本, 采用总体精度和Kappa系数评价不同方法下的整体分类效果, 由制图精度和用户精度计算的调和平均值(F1)评价优势树种分类精度。结果: 1) 像元水平4 m分辨率光谱特征集的MLC法土地覆盖分类精度最高, 总体精度为79.65%, Kappa系数为0.722; 华北落叶松林最高F1为0.79, 对应分类方法组合为对象水平1 m分辨率光谱+纹理+形状特征集的Bayes法; 白桦林最高F1为0.77, 对应分类方法组合为对象水平1 m分辨率光谱+纹理特征集的Bayes法; 2) 不同分类算法的分类精度与空间分辨率、特征集之间没有确定的响应规律, 在控制其他条件尽可能相同的情况下, 空间分辨率提高、特征增加不一定会提升分类精度; 同一分类算法在不同空间分辨率或特征集下, 对其他某一因素变化的响应方向和程度也不相同; 3) 土地覆盖分类在像元水平表现更好, 华北落叶松林的像元和对象水平方法没有显著差异, 白桦林在对象水平表现更好; 4) SVM分类算法在不同处理单元、不同空间分辨率、不同特征集下均有稳定的高精度表现, 监督统计分类算法MLC和Bayes也有很优异表现。结论: GF-2数据在崇礼冬奥核心区土地覆盖分类和优势树种识别方面表现较好, 分类效果受空间分辨率、处理单元、特征集、分类算法等多因素影响。
目的: 对比分析基于归一化点云分类信息、归一化点云首次回波和冠层高度模型3种算法估算冬奥核心区森林树冠覆盖率的优劣性, 探讨样地树冠覆盖率、激光点云密度和冠层高度模型(CHM)栅格分辨率对估算精度的影响, 探索最优树冠覆盖率估算方法, 为准确掌握冬奥核心区树冠覆盖率信息提供技术支持, 促进森林可持续性经营管理。方法: 利用冬奥核心区67块样地机载激光雷达数据和单木检尺数据, 采用线性回归拟合树冠覆盖率实测值和估算值, 以决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)为评价指标, 比较基于归一化点云分类信息、归一化点云首次回波和冠层高度模型3种算法的树冠覆盖率估算精度, 分析样地树冠覆盖率、激光点云密度与树冠覆盖率估算误差的关联性, 以及冠层高度模型栅格分辨率对树冠覆盖率估算方法稳定性的影响。结果: 1) 基于归一化点云分类信息算法的树冠覆盖率估算精度最高(R2=0.790 1, RMSE=0.124 3), 估算误差最低, 平均高估1.17%, 其次为基于冠层高度模型算法(R2=0.763 8, RMSE=0.134 9), 基于归一化点云首次回波算法的树冠覆盖率估算精度最低(R2=0.758 2, RMSE=0.149 1); 2) 树冠覆盖率与估算误差间无明显相关性, 3种算法在树冠覆盖率小于0.4的样地中普遍出现低估现象, 在树冠覆盖率0.4~0.8的样地中高估与低估现象相近, 在树冠覆盖率大于0.8的样地中普遍出现高估现象; 激光点云密度与估算误差间也无相关性, 激光点云密度增大并未提高树冠覆盖率估算精度; 3) 基于冠层高度模型算法稳定性最高, 10种栅格分辨率估算的树冠覆盖率无明显差异, R2介于0.755 1~ 0.762 2之间, RMSE介于0.150 7~0.153 9之间; 适用于冬奥核心区树冠覆盖率估算的最佳冠层高度模型栅格分辨率为0.8 m×0.8 m。结论: 通过对冬奥核心区67块样地进行树冠覆盖率估算, 体现出基于归一化点云分类信息、归一化点云首次回波和冠层高度模型3种算法的适宜性, 基于归一化点云分类信息算法的树冠覆盖率估算精度最高; 结合样地树冠覆盖率、激光点云密度和冠层高度模型栅格分辨率综合分析3种算法的优劣性, 可为大范围森林树冠覆盖率调查提供技术支持。
目的: 基于机载激光雷达数据建立结构稳定的林分地上生物量预测模型, 考虑最小二乘、混合效应和贝叶斯等参数估计方法对最优生物量预测模型选择进行探讨, 为生物量建模方法研究、生物量估测提供科学依据, 为冬奥核心区实现"双碳"目标和生物量模型计算提供技术支撑。方法: 基于崇礼冬奥核心区2种森林类型(华北落叶松和白桦)62块实测样地及对应的激光雷达数据, 通过变量筛选分别建立最小二乘、混合效应和贝叶斯生物量模型, 应用确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、残差、总体相对误差(TRE)评价模型, 采用留一交叉法验证模型精度。结果: 筛选出相关性较高的激光雷达变量共20个, 最终进入模型的自变量3个。拟合效果最好的是Logistic混合效应模型(RMSE=22.99 t·hm-2, R2=0.768, TRE=6.08%), 分树种建立模型后华北落叶松模型拟合效果提升(RMSE=22.92 t·hm-2, R2=0.795, TRE=7.45%), 白桦模型预测精度提高(RMSE=23.34 t·hm-2, R2=0.440, TRE=4.35%)。利用训练好的模型预测崇礼冬奥核心区生物量并制图。结论: 基于机载激光雷达和地面实测数据估测林分地上生物量, 非线性模型优于线性模型; 以龄组为随机效应的非线性混合效应模型预测精度最高; 贝叶斯估计受先验条件影响较大, 本研究样本量偏少, 贝叶斯估计具有进一步探讨的价值。
目的: 探究基于卫星遥感数据的森林可燃物含水率反演, 比较深度学习模型与传统机器学习模型的精度, 并探索一种解决冠层遮挡问题的方案, 为全国建立森林可燃物含水率数据库提供理论依据。方法: 以河北省张家口市崇礼区为研究区, 基于实地测量数据, 针对传统机器学习模型误差较大的问题, 建立深度学习中的多层感知机(MLP)模型, 研究光谱反射率与森林冠层植被和地表枯落物含水率之间的关系, 并与传统机器学习中的支持向量回归(SVR)模型进行精度对比。选取与实地考察时间同季度的哨兵遥感数据, 以光谱反射率、光谱水分指数等遥感估测法中常用变量作为反演森林冠层植被和地表枯落物含水率的影响因子, 结合实地考察数据进行模型训练。针对以往采用遥感估测法反演地表枯落物含水率遇到的冠层遮挡问题, 使用双向反射分布函数处理遥感数据获得不同观测角度的遥感数据, 结合辐射传输模型, 将冠层反射率映射到地表反射率后再训练模型。结果: 以红光、绿光、近红外和短波红外波段为输入变量的MLP模型在森林冠层植被含水率反演中的拟合度为0.843, 优于SVR中最优模型的拟合度0.807, 精度提高4.5%;MLP模型在地表枯落物含水率反演中拟合度为0.448, 优于SVR中最优模型的拟合度0.408, 精度提高9.8%。利用最优拟合模型反演崇礼区森林可燃物含水率灰度图和分布图, 西部区域冠层植被含水率较高, 东南地区地表枯落物含水率较高。结论: 本研究探索出一种解决光学遥感在冠层到地表间穿透性较差问题的优化方案, 也为使用遥感估测法大尺度测定地区冠层植被以及地表枯落物含水率提供理论依据。
目的: 建立林分因子和地形因子与森林地表可燃物载量之间的回归关系, 对崇礼冬奥核心区华北落叶松林和白桦林森林地表可燃物载量进行估计, 为研究区森林防火和可燃物管理提供科学依据。方法: 2021年在研究区设置63块华北落叶松林和白桦林实测样地, 调查森林地表可燃物载量(灌木、草本、枯枝落叶和腐殖质的鲜质量和干质量)、林分因子(胸径、树高、冠幅等)和地形因子(坡度、海拔、土层厚度)。对森林地表可燃物数据进行处理、分析, 以林分因子和地形因子为自变量、以森林地表可燃物总载量为因变量进行相关性分析, 利用逐步筛选法, 选择合适的模型形式。对因子进行逐步回归, 筛选相关性强的因子, 最终选用年龄、林分密度、植被盖度和海拔估算华北落叶松林森林地表可燃物总载量, 选用林分密度、坡度和海拔估算白桦林森林地表可燃物总载量。并对崇礼冬奥核心区林地小班的森林地表可燃物载量进行预测。结果: 华北落叶松林森林地表可燃物总载量高于白桦林且差异显著(P < 0.05)。相关性分析表明, 林分因子的平均树高、平均胸径和郁闭度与森林地表可燃物总载量显著相关(P < 0.05); 地形因子的坡度和土层厚度与森林地表可燃物总载量显著相关(P < 0.05)。由森林地表可燃物载量模型的构建可知, 林龄、林分密度、植被盖度和海拔可用来估算华北落叶松林森林地表可燃物载量; 林分密度、坡度和海拔可用来估算白桦林的森林地表可燃物总载量。2种森林类型森林地表可燃物载量预测模型的R2均大于0.6, P均小于0.01, 检验指标显示模型具有较好的估测精度。结论: 华北落叶松林的可燃物载量大于白桦林, 华北落叶松林更易发生森林火灾。不同森林类型森林地表可燃物载量的影响因子也不同, 在进行可燃物管理时, 要因地制宜选择不同的可燃物管理方法及调控措施。研究数据来源于崇礼冬奥核心区, 森林地表可燃物载量模型只适用于崇礼冬奥核心区, 对其他地区具有一定参考价值。模型选用的变量多为易得的调查因子, 具有很好的实用性。
目的: 构建能够准确预测华北落叶松林分枯死木的计数模型，探究影响华北落叶松林中林木枯死数量的主要原因，为冬奥会核心区的华北落叶松人工林科学经营与管理提供决策依据。方法: 以张家口市崇礼冬奥核心区45块华北落叶松人工林样地为研究对象，构建华北落叶松林分枯死数量Poisson回归模型、负二项回归模型、零膨胀Poisson回归模型和零膨胀负二项回归模型、Hurdle-Poisson回归模型、Hurdle负二项回归模型，根据AIC值选出最优计数模型。基于最优计数模型，考虑不同随机效应水平和作用在截距和协变量上的随机参数，根据模型收敛情况和AIC值确定最优的随机效应水平和随机参数组合，构建最优林分枯死数量混合效应模型。结果: 林分平均直径、林分优势木平均高、林龄、林分断面积和林分胸径Gini系数为影响林分枯死的林分因子，立地因子对林分枯死的影响并不大。未考虑零膨胀现象时，负二项回归模型拟合效果优于Poisson回归模型；考虑零膨胀现象后，Hurdle-Poisson回归模型拟合效果优于零膨胀Poisson回归模型。最终几种考虑零值过多的计数模型的拟合精度表现为：Hurdle负二项回归模型(HNB)≈零膨胀负二项回归模型(ZINB)>Hurdle-Poisson回归模型(HP)>零膨胀Poisson回归模型(ZIP)。选用HNB和ZINB模型进一步进行混合效应模型构建，当随机效应水平为样地时，随机参数个数为1个，作用在除截距以外的其他协变量上时，模型均不能收敛，只有当随机参数作用在样地水平下的截距上时，模型可以收敛且拟合精度进一步提升，采用留一法LOOCV进行模型拟合误差评价，HNB和ZINB模型的平均误差(ME)分别为14和11株·hm-2。结论: 在冬奥核心区，影响华北落叶松枯死的主要因素为林分因子而非海拔、坡向等立地因子；负二项回归模型优于Poisson回归模型；在拟合零值过多的情况下，HNB回归模型优于ZINB回归模型；基于HNB回归模型优于ZINB回归模型，考虑随机截距效应的广义线性混合效应模型能够提高模型拟合精度，降低拟合误差，构建的华北落叶松林分枯死木数量预测模型可为研究区森林经营提供一定理论依据。
目的: 以崇礼冬奥核心区华北落叶松人工林为研究对象, 开展林分结构特征分析和空间结构优化模拟研究, 为制定华北落叶松人工林结构调控措施提供科学依据。方法: 设置3块面积0.09 hm2(30 m×30 m)标准地, 基于标准地调查数据分析林分结构特征, 以空间结构最优为目标, 采用乘除法对角尺度W、混交度M、密集度C、交角竞争指数UaCI和林层指数S共5个林分空间结构指标进行多目标规划, 构建林分空间结构优化模型, 对比模拟采伐前后林分空间结构的变化。结果: 3块标准地华北落叶松断面积比例达70%以上, 白桦为伴生种, 径阶分布在6~26 cm之间, 均呈近似正态分布, 树高分布呈非对称型单峰山状, 且峰值均出现在14 m树高级。林分平均角尺度${\bar W}$、混交度${\bar M}$、密集度${\bar C}$、交角竞争指数$\overline{{\rm{UaCI}}}$和林层指数${\bar S}$分别为0.460、0.106、0.918、0.297和0.363, 处于林木均匀分布、低度树种混交、高度树冠竞争和垂直结构分化较差的状态。模拟采伐后采伐强度均低于20%, 林分空间结构目标函数值提升13.62%。在${\bar M}$、${\bar S}$分别提高21.17%和15.23%的同时, ${\bar C}$、$\overline{{\rm{UaCI}}}$分别下降10.22%和5.19%。结论: 研究区华北落叶松人工林结构简单、树种单一, 林木分化程度较弱, 树冠竞争明显, 整体表现出同龄纯林的特征。模拟采伐后林分树种隔离程度和林层分化提高, 林分光照竞争压力得以缓解, 采伐能够最大限度地优化林分空间结构, 构建的空间结构优化模型可为华北落叶松人工林抚育间伐提供可行的方法参考。
目的: 构建冬奥核心区华北落叶松和白桦单木冠幅预测模型, 对比不同模型的优缺点, 给出模型选择建议, 为获取更多的单木和林分参数提供支撑, 为华北落叶松和白桦科学经营决策提供理论依据。方法: 以冬奥核心区4 537株华北落叶松和2 603株白桦为研究对象, 首先, 选取10种常用冠幅-胸径模型作为备选模型分别拟合华北落叶松和白桦数据, 从中选出AIC和BIC最小的模型作为基础模型; 然后, 在基础模型中进一步添加与冠幅相关系数大的变量作为协变量构建修正模型; 最后, 在修正模型基础上分别构建华北落叶松和白桦冠幅的非线性最小二乘模型、单水平非线性混合效应模型、加性模型和组级贝叶斯模型。结果: 4种华北落叶松冠幅模型中, 加性模型的预测精度最高(R2_mean=0.704 3, RMSE_mean= 0.512 7), 4种白桦冠幅模型中, 非线性混合效应模型的预测精度最高(R2_mean=0.664 3, RMSE_mean =0.794 4)。在变量方面, 华北落叶松和白桦冠幅均随其胸径递增, 华北落叶松冠幅随其树高缓慢递增、枝下高递减, 白桦冠幅随其冠长率先减小后增大, 并受林分密度影响波动较大, 当林分密度为600~800 hm-2时, 白桦冠幅随林分密度递减, 此时应进行适当补植; 当林分密度为800~1 000 hm-2时, 白桦冠幅随林分密度递增, 并在1 000 hm-2时出现拐点, 如果经营目的是为了环境保护, 可将林分密度控制在1 000 hm-2左右; 当林分密度为1 000~1 200 hm-2时, 白桦冠幅随林分密度递减, 此时可对林分进行抚育间伐调整林分密度。结论: 冬奥核心区华北落叶松冠幅受胸径、树高和枝下高影响较大, 白桦冠幅受胸径、冠长率和林分密度影响较大。无论是预测华北落叶松还是白桦冠幅, 组级贝叶斯模型、加性模型和非线性混合效应模型效果均优于非线性最小二乘模型, 在仅添加样地随机效应的情况下, 首选加性模型和非线性混合效应模型, 其次选择组级贝叶斯模型, 但考虑到训练组级贝叶斯模型时间长、对表达式敏感等因素, 可用别的模型替代时建议不使用组级贝叶斯模型。
目的: 运用半参数回归模型描述华北落叶松和白桦树高与胸径的关系, 并与传统参数回归模型进行比较, 为构建树高曲线模型和提高模型精度提供新方法。方法: 基于河北省张家口市崇礼冬奥核心区76块样地4 921株华北落叶松和2 833株白桦的胸径、树高等数据, 按7∶3比例随机选取数据用于模型拟合与检验。半参数模型选择广义可加模型和单指标模型形式, 自变量设为胸径和林分优势木高, 分树种建模, 其中广义可加模型将常数项作为参数部分, 胸径、优势木高及二者交互作用作为非参数部分, 单指标模型将胸径、优势木高或二者乘积的线性组合作为参数部分, 联系函数作为非参数部分。选取4种常见的包含优势木高的标准树高曲线模型用于模型比较。为进一步构建可同时表示两树种的树高曲线模型, 以广义可加模型和改进的Richard参数模型为基础模型, 将树种组成作为参数部分引入广义可加模型, 通过比较在改进Richard参数模型不同参数上添加树种哑变量的拟合效果筛选出最优参数模型, 选择调整决定系数($R_{\mathrm{a}}^2$)、均方根误差(RMSE)和赤池信息量(AIC)评价模型估计精度。结果: 分树种建模情况下, 广义可加模型的拟合精度最高, 华北落叶松和白桦的$R_{\mathrm{a}}^2$分别为88.98%和72.35%, 较各参数模型提高3.13%~4.80%和7.37%~12.09%, RMSE分别为1.441 3和2.033 3, 较各参数模型减少0.190 4~0.284 8和0.252 9~0.403 4。单指标模型对华北落叶松的拟合效果次之, $R_{\mathrm{a}}^2$和RMSE分别为85.99%和1.624 1, 对白桦的拟合效果居第4位, $R_{\mathrm{a}}^2$和RMSE分别为64.75%和2.295 6。在对检验样本的预测精度方面, 广义可加模型同样为最优模型, 华北落叶松和白桦的RMSE分别为1.580 4和2.192 6, 而单指标模型对两树种预测结果不佳。混合树种建模结果显示广义可加模型略优于参数模型, $R_{\mathrm{a}}^2$达83.00%, 训练和检验样本的RMSE分别为1.722 4和1.807 5。无论是分别树种还是混合树种建模, 广义可加模型的AIC均远小于参数模型, 表现出显著的模型结构简洁性。结论: 在华北落叶松和白桦树高曲线模型构建中, 半参数模型在参数模型基础上引入非参数回归方法, 不仅可大大提高模型的灵活性和适用性, 而且拟合精度通常会有所提高, 其中广义可加模型表现出对数据拟合与预测的高精度, 单指标模型可作为判断其他模型中联系函数选择是否合适的参考。随着更多林分变量引入树高胸径模型, 半参数方法能够为复杂模型构建提供一种新思路。
目的: 基于新造林健康树冠的光谱特征和空间交错情况, 探讨复杂地面植被条件下健康树冠的光谱增强方式和多尺度分割阈值, 为造林核查的日常监测工作提供技术支撑。方法: 以冬奥核心区新造林地无人机航拍影像为试验数据, 首先, 基于健康树冠与其他干扰地物的不同颜色特征, 采用同态滤波增强影像并使用ExG光谱指数进行变换; 然后, 采用最大类间方差方法得到二值图像, 并使用多尺度形态学滤波方法进行分割并融合分割结果, 以分割交错的树冠区域对应提取原始图像中可能的健康树冠区域; 最后, 基于颜色向量、灰度共生矩阵和局部二值模式共同构建的特征向量, 采用随机森林识别提取区域, 从而检测图像中的健康树冠。结果: 基于光谱指数变换、多尺度形态学滤波方法能够有效分割交错连续的树冠区域, 排除与健康树冠颜色相近的地物干扰, 较为准确提取出可能为树冠的区域。采用该方法对不同造林密度、光照条件下的17幅无人机正射图像进行试验, 使用目视解译方式标记出树冠中心, 运用精确度、召回率和F1分数3个评价指标对随机森林和支持向量机的识别效果进行定量对比分析, 结果表明, 多尺度形态学滤波方法可提取96.78%的树冠, 随机森林的F1分数高于97%, 而支持向量机的召回率显著低于随机森林。结论: 基于光谱指数变换和多尺度形态学滤波的树冠提取方法能够对健康树冠进行快速、准确提取, 有效完成造林核查。
目的: 探究3种基于机载LiDAR数据的单木分割算法获取冬奥核心区新造林油松和中龄林华北落叶松单木信息的适宜性, 分析3种算法的单木分割精度和单木树高信息估算精度, 探索冬奥核心区最优单木分割方法, 为掌握冬奥核心区森林结构信息和制定森林经营管理措施提供技术支持。方法: 利用冬奥核心区典型样地机载LiDAR数据, 应用基于点云的距离判别聚类法、分水岭分割算法和双正切角树冠识别算法, 结合地面调查数据、正射影像与人工目视解译, 采用树冠探测率(r)、准确率(p)和总体精度(F)3个评价指标分析算法的单木分割精度; 单木配准后, 分析外业实测树高与机载LiDAR估算树高之间的相关性, 综合评估3种算法获取冬奥核心区单木信息的适宜性。结果: 1) 3种单木分割算法在新造林油松中总体精度很高(F=0.90~0.93), 在中龄林华北落叶松中总体精度较高(F=0.72~0.75); 2) 对于新造林油松, 基于点云的距离判别聚类法总体精度最高(F=0.93), 优于分水岭分割算法(F=0.90)和双正切角树冠识别算法(F=0.90); 对于中龄林华北落叶松, 双正切角树冠识别算法总体精度最高(F=0.75), 优于基于点云的距离判别聚类法(F=0.72)和分水岭分割算法(F=0.70); 3) 外业实测树高与机载LiDAR估算树高之间的相关性分析表明, 基于点云的距离判别聚类法在新造林油松中提取的单木树高相关性最优, 双正切角树冠识别算法在中龄林华北落叶松中提取的单木树高相关性最优。结论: 通过对冬奥核心区不同类型林地的机载LiDAR数据进行单木分割, 体现出基于点云的距离判别聚类法、分水岭分割算法和双正切角树冠识别算法的适宜性, 在新造林油松中, 基于点云的距离判别聚类法适宜性表现最优; 在中龄林华北落叶松中, 双正切角树冠识别算法适宜性表现最优。
雷电是主要的自然火源，雷电引发的雷击火与其他类型的森林火灾，共同组成全球林火体系。一般认为，作为自然火源的雷击火与人类没有关系，是区别于人为火源的，但其实不然。2019年以来由于受新冠疫情封控的严重影响，非必要活动和流动性减少，污染物的浓度和闪电均显著下降。本研究将雷击火与人类的现代化进程、居住地的扩张、下垫面的变化、预测技术与扑救技术的发展以及国家的法律法规相联系，探究人类活动对闪电以及森林雷击火发生的影响。闪电是雷击火发生三要素中的火源，能引发雷击火的闪电主要是云地闪电，近几十年来人类活动影响了环境中的气溶胶含量，而气溶胶是影响闪电的主要因素，城市地区排放的大量的污染气溶胶、生物质燃烧排放的烟尘气溶胶以及城市热岛效应均提高了闪电的发生概率。不同地表覆盖类型的年均地闪密度的差异较为明显，建设用地的年均地闪密度值最高。森林区域的强闪电密度值大，陡度也较高。森林大多分布在高海拔区域，这与之前研究的高海拔地区闪电频次高是吻合的。闪电强度大、陡度高，破坏力更强，所以森林区域容易发生雷击事故。雷电具有选择性放电的特征，即会向一些特殊地区放电，而这些特殊地区也被称为雷击选择区，比如地下水露出地面的地方、不同电导土质相接的地方、地下有金属矿体，如铜矿、铁矿以及地下湖泊和水库区。人类挖矿留下的矿区废石场、在山顶修建水库、山区铺设输电线路等活动均会造成土壤电导率的变化，进而带来雷击，同时由于山区树木繁多，避免由此引发的雷击火也同样重要。随着雷电监测技术的发展，我国在部分地区建立了闪电定位监测系统，特别是2021年国家林业和草原局启动森林雷击火防控"揭榜挂帅"应急科技攻关项目，项目组构建了以全波形三维雷电探测网为主体的大兴安岭雷击火感知系统，覆盖了大兴安岭林区，可以实时精准定位云地闪发生位置，提高了雷击火的监测预警能力，提高了雷击火的发现效率。而国家法律法规则通过影响森林植被和气候变暖而间接影响雷击火。该研究有望为未来森林雷击火的发生及防控预警提供参考，并为制定相应政策提供依据。
目的: 分析引发雷击火各因素的数量化特征，明确密集型雷电过程中各影响因素对雷击火发生影响的机制。方法: 基于雷击火感知体系，对监测到的雷电指标、气象因子和雷击火发生指标进行系统分析，分析2022年春防期大兴安岭雷击火发生的基本情况和密集型雷电过程对雷击火发生的影响，引发雷击火的闪电的数量化特征，以及雷电定位精度和雷击火潜伏期。结果: 2022年大兴安岭春防期共发生了22起雷击火，其中18起为密集型雷电过程引发。地闪和云闪在正负电流区间各有1个峰值，地闪的高频峰值在负电流区，云闪的高频峰值在正电流区。负地闪占地闪总数的82.82%，地闪在-8~-50kA形成高频次区间，引发雷击火的数量最多，占负地闪数量的84.5%，占地闪总数的70%。在10~30kA形成正地闪高频区间，占正地闪数量的74.2%，占地闪总数的12.7%，数量远低于负地闪区间。春防期引发雷击火的电流强度平均值为-22.72kA，最强电流为-48.34 kA，最弱电流为-8.70 kA。引发雷击火的闪电发生时间相对集中，雷击火多由中午前后的地闪引燃。引发雷击火的密集型闪电发生前有快速升温，伴随空气湿度下降、风速增大的过程，日最高气温和引发雷击火的闪电发生时间基本一致，也是相对湿度最低、风速最高的时间段。春防期雷击火潜伏期从0.56 h至17.62 h。雷电探测定位精度为165~884 m，平均精度为394.5 m。有两起雷击火有雷击木定位坐标，定位精度达到165 m和170 m。结论: 密集型雷电过程引发群发雷击火占雷击火数量的多数，群发雷击火的发生由密集雷电过程耦合极端天气条件，在干旱和可燃物易燃的的条件下发生。雷电过程和降水过程不同步或降水偏少，前期有快速升温过程，密集型雷电过程伴随着气温下降，雷击火多发生在此天气转折期间。在雷击火的监测和预警过程中尤其要关注干旱条件下的密集雷电过程。
目的: 分析大兴安岭闪电发生规律，为雷击火监测预警和防范扑救提供科学依据。方法: 基于大兴安岭2019—2021年VLF/LF三维闪电监测数据，分析大兴安岭闪电（云闪、地闪、负闪、正闪）数量、峰值电流强度、云闪高度以及时空分布规律。结果: 1）2019—2021年，大兴安岭共探测到闪电710 487次（其中，黑龙江大兴安岭321 667次，内蒙古大兴安岭388 820次），平均每年236 829次。大兴安岭闪电以负地闪为主，其中云闪∶地闪比例和正闪∶负闪的比例均大致为1∶5。大兴安岭正、负闪峰值电流强度的范围分别为4.5~371 kA和-501.7~-4.5 kA，大多数闪电峰值电流强度的绝对值集中在4.5~50 kA之间。大兴安岭平均云闪高度为4.72 km，其中88.09%的云闪高度在10 km以下；2）大兴安岭平均闪电日数为每年127天，闪电从4月末开始至10月中下旬结束，多发生于5—8月，其中7月是集中高发期。闪电发生单日呈单峰变化规律，10：00起闪电开始增多，12：00—17：00是高发时段，18：00后闪电数量逐渐减少，午夜至凌晨阶段闪电总量明显减少；3）大兴安岭闪电呈空间聚集性分布，整体看黑龙江大兴安岭闪电密度明显高于内蒙古大兴安岭。高密度闪电区主要集中在黑龙江大兴安岭的呼中、塔河、韩家园、新林、南瓮河自然保护区和加格达奇等地；4）低强度负地闪这类容易引发雷击火的闪电主要集中在黑龙江大兴安岭的西林吉和图强南部，塔河大部及呼中北部，南瓮河自然保护区以及内蒙古大兴安岭的满归北部和汗马、金河等小部分地区。结论: 大兴安岭闪电发生具有明显的时空异质性，基于闪电发生规律和易引发火灾的特定类型闪电开展针对性的监测预警和提前部署，是防范重大雷击火灾发生的有效手段。
目的: 三北防护林工程第二阶段（2001—2020年）实施以来取得了巨大的生态效益，但局部地区仍然存在问题，甚至出现生态退化。以生态系统结构、质量、服务为核心，综合定量评价工程实施前后生态系统变化，厘清第四期（2001—2010年）和第五期（2011—2020年）工程对生态系统恢复的影响，为后续三北工程的滚动实施提供科学和有针对性的理论依据。方法: 基于"历史动态本底—恢复现状—恢复指数"的生态工程生态效益综合评估方法，以遥感解译反演和模型估算结果为基础，构建生态系统宏观结构变化指数（EMSCI）、质量变化指数（EQCI）、服务功能变化指数（ESCI）和生态系统恢复指数（ERI），全面评估三北防护林工程区生态系统类型结构、质量和关键服务功能的时空格局变化。利用空间叠加分析功能，厘清工程实施期间的生态系统变化过程，定量评价生态系统恢复程度。结果: 1）在三北防护林工程第二阶段，生态系统类型显著变动，整体动态度为12.22%，森林覆盖率持续增加，森林面积占比10.18%，且第四期增量（1.60万km2）大于第五期增量（0.69万km2）。2）生态系统质量显著改善，平均植被覆盖度和平均植被净初级生产力分别增加了3.77%和82.33 gC·m-2a-1，增长率为24.50%和34.96%。生态系统质量持续转好面积占比20.15%。3）与本底期相比，生态系统服务功能全面提升，单位面积水源涵养量增长1.25万m3 · km-2，单位面积植被固碳量增长134.19 gC·m-2a-1，单位面积土壤保持量增长6.76 t · hm-2a-1，单位面积防风固沙量增长9.81 t · hm-2a-1，分别提升了45.89%、34.96%、74.29%和24.96%。单位面积水蚀模数增加23.88%（因为近年来年均降水量比前期增加，造成侵蚀量和保持量均有所增加），风蚀模数下降25.58 t · hm-2a-1，风沙侵蚀危害程度降低46.49%。生态系统服务功能持续转好面积占比15.83%。4）生态系统恢复状况良好，持续转好和保持稳定区域面积占比为21.95%和20.29%。结论: 三北防护林工程区经第二阶段多期连续实施重点生态工程，已取得显著成效。东北华北平原农区、内蒙古高原中部风沙区和黄土高原丘陵沟壑区的生态系统恢复良好，森林覆盖率提高，平均植被覆盖度增加，平均植被净初级生产力提高，单位面积水源涵养量、植被固碳量、土壤保持量和防风固沙量等生态系统服务功能明显转好。但西北荒漠区生态系统仍较脆弱，整体生态系统状况并未得到有效改善。在天山附近、准葛尔盆地、柴达木盆地、南疆盆地固沙农牧区、坝上高原、内蒙古西部荒漠半荒漠草原等生态系统脆弱区域，森林面积增长放缓，草地面积减少，荒漠面积增加，防治草地沙漠化仍为未来工程实施的重点。
目的: 分析生态过程模型模拟结果对植被生理生态参数的敏感性，通过优化此类参数提高模型模拟的准确性。方法: 基于黄土丘陵区沙棘人工林2016—2018年的碳通量观测数据，对Biome-BGC模型进行参数优化及模型结果验证。采用扩展傅里叶幅度敏感性检验方法，分析该模型中27个生理生态参数的一阶和总敏感性，探讨不同参数单独或相互作用对模型模拟结果精度的影响，并筛选出高（>0.2）、中（0.1~0.2）等级的总敏感性参数。同时，使用通径分析计算上述敏感性参数对模型模拟碳通量的正、负影响。结果: 参数优化后的Biome-BGC模型能很好地模拟黄土区沙棘人工林碳通量季节动态。敏感性分析表明，新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比和阴生叶与阳生叶比叶面积比例对该人工林总生态系统生产力（GEP）、生态系统呼吸（RE）和净生态系统生产力（NEP）均具有高的总敏感性，且新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比对碳通量的一阶敏感性也较高。通径分析表明，新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比对该人工林GEP、RE和NEP均具有显著的负影响（P < 0.001），其主要通过影响叶片和细根碳氮的总量和分配比例来影响光合和呼吸作用。而阴生叶与阳生叶比叶面积比则主要通过影响叶片接收的光照面积和光照强度来影响植物光合和呼吸作用，因而其对沙棘人工林GEP、RE和NEP均有显著的正影响（P < 0.001）。结论: 在利用Biome-BGC模型模拟黄土丘陵区沙棘人工林的碳通量时，新生长的细根碳含量与新生长的叶碳含量比和阴生叶与阳生叶比叶面积比是高敏感性参数，优化上述参数能提高Biome-BGC模型模拟的准确性。
目的: 探究生草栽培对南方红壤区油茶土壤微生物群落结构和稳定性的影响，为油茶林抚育及可持续经营提供理论依据。方法: 对保留自然杂草（TZ）、清耕抚育除草（TF）、间种金鸡菊（TJ）和间种百喜草（TB）的油茶林，用高通量测序法研究土壤微生物群落结构，用Brokenstick、Zipf、Mandelbrot等模型分析不同处理的土壤微生物群落多度格局，用零建模方法推断群落聚集过程，用群落平均变异度评价微生物群落稳定性，并通过网络分析预测菌群间相互作用。结果: 不同处理的土壤养分及酶活性存在差异。TF处理土壤的全碳、全氮、速效氮和速效磷含量最高，TF和TB处理间的土壤养分及酶活性无显著差异。TF、TJ和TB处理的土壤微生物群落组成较为相似，优势菌门为变形菌门和酸杆菌门，占比超过50%，优势菌科为克氏菌科，占比超过12%；TZ处理的优势菌门为变形菌门和拟杆菌门，约占55.1%，优势菌科为丛毛单胞菌科，约占12.8%。Zipf-Mandelbrot模型对生草栽培下土壤微生物物种多度格局的拟合效果最优，TZ处理的土壤微生物群落物种结构更加均衡，其多度下降的幅度与其他处理相比较小，土壤微生物群落中优势种的优势度较弱；TF和TB处理群落结构的均衡性较差。不同生草栽培处理间的土壤微生物群落稳定性存在显著差异，TF处理土壤微生物群落稳定性的平均变异度指数（AVD）值为0.411，稳定性最强；TZ处理的土壤微生物群落AVD值为0.634，稳定性最差。各土层的各处理间的β生物分类学指数（βNTI）绝对值均大于2，表明微生物群落变化为确定性演替过程，微生物群落结构变化主要受到决定性因素的影响。微生物群落的β多样性与环境距离呈显著正相关；在消除遗传差异后，环境对群落构建仍存在显著影响，而遗传距离和消除环境距离的遗传距离均对群落构建影响不显著，即生境过滤对油茶林土壤微生物群落的构建存在影响。在生草栽培处理下，维持油茶群落稳定性的核心菌属有代尔夫特菌属、Methylotenera、红育菌属、鞘脂菌属和韦荣氏球菌属等。研究发现变形菌门和绿弯菌门对环境变化的响应不敏感，全钾含量对酸杆菌门的影响极显著，对放线菌门和厚壁菌门的影响显著；全磷含量对厚壁菌门的影响极显著。结论: 生草栽培对南方红壤区油茶土壤微生物群落稳定性存在影响，土壤中钾含量显著影响微生物群落结构及稳定性，百喜草比较适宜作为油茶林的生草栽培草种。油茶林中保留自然杂草会降低土壤中的养分含量及土壤微生物的群落稳定性；清耕抚育除草提高了土壤微生物的群落稳定性，但群落组成格局不均衡，长期清耕会造成稀有种群损失，可能会导致生态服务功能减弱。
目的: 探究地形因子和土壤因子对红松活立木腐朽的影响，进一步阐明腐朽木的分布规律，为保护和可持续利用森林资源提供理论依据和基础数据。方法: 依托黑龙江丰林国家级自然保护区30 hm2典型阔叶红松林动态监测样地，选取62个样方内共329株红松活立木，其中小树(10 cm≤ DBH < 30 cm)73株、成年树(30 cm≤ DBH < 50 cm)104株、老龄树(DBH ≥50 cm)152株，采用阻抗仪检测法判断样木是否出现腐朽，并对样树周围的土壤理化性质和地形因子进行测定分析。在单木水平上，应用曼-惠特尼秩和检验比较健康木与腐朽木立地土壤理化性质差异；在样方水平上，利用斯皮尔曼相关分析探究土壤因子与腐朽率的关联性，采用克鲁斯卡尔-沃利斯检验和Bonferroni法两两比较研究地形因子对腐朽率的影响，选用典范对应分析研究不同龄级红松活立木腐朽分布情况。结果: 1) 红松活立木平均腐朽率为35.87%，其中小树、成年树、老龄树的腐朽率分别为42.1%、39.2%、29.2%；2)腐朽木所处环境的土壤全碳含量显著低于健康木，铵态氮含量显著高于健康木(P < 0.05)；3)土壤体积含水率及全氮、全碳、全磷含量与红松活立木腐朽率极显著(P < 0.01)负相关，全钾和速效磷含量与腐朽率显著(P < 0.05)负相关；4)红松活立木腐朽率在不同坡位以及坡向差异显著(P < 0.05)，上坡腐朽率显著高于下坡(P < 0.05)，半阴坡腐朽率显著低于半阳坡(P < 0.05)；5)坡位和土壤磷含量是与不同生长阶段红松活立木腐朽率相关的最重要因素。健康小树多分布于硝态氮含量较高的土壤条件，而成年和老年红松腐朽木多分布于土壤铵态氮含量较高的立地条件。结论: 在小兴安岭地区，红松活立木腐朽率较高，其中上坡坡位及阴坡和半阳坡坡向的腐朽最严重；不同生长阶段的红松腐朽木均多分布在坡位较高、土壤养分和水分含量较低的立地条件，而土壤中的氮素形态对各龄级红松的腐朽作用存在差异，以上研究结果可为红松的保护和可持续利用提供科学依据和基础数据。
目的: 枯落物层持水性能是林地水文效应评价的重要内容，定量评价黄土梁状丘陵区比较稀疏的典型人工林枯落物层的水文特征指标，可为研究区林草植被的生态重建、结构优化等提供理论依据。方法: 选择山杏、山桃、柠条纯林与山杏-沙棘混交林、山杏-柠条混交林、山桃-山杏-苜蓿混交林6种人工林，分别设置20 m×20 m的标准样地，在四角及中心设5个1 m×1 m的样方收集枯落物样品。采用野外调查和室内浸泡法，分析保存在地表及混入土壤中的所有枯落物的蓄积量、持水性及持水动态变化规律。结果: 研究表明：1）6种林分枯落物总蓄积量范围在1.05~4.01 t·hm-2，其中山杏纯林最高，山桃纯林最低。土壤中枯落物蓄积量占枯落物总蓄积量的比例变化范围在11.43%~25.00%。除山杏纯林外，混交林分的总蓄积量均大于纯林。2）综合6种林分地表枯落物和土壤中枯落物的持水能力来看，最大持水量为山杏纯林（15.75 t·hm-2），最大持水率为山杏-柠条混交林（264.65%）。3）6种林分枯落物的持水量和吸水速率的动态变化过程均表现为在浸水初期迅速变化，24 h时达到饱和趋于稳定。持水量和持水速率随浸泡时间的变化分别符合自然对数方程和幂函数方程，均达到极显著水平（P < 0.01）。4）综合分析了6种林分枯落物的有效拦蓄量和有效拦蓄率变化，结果显示山杏纯林地表枯落物的拦蓄能力最高，山杏-柠条混交林土壤中枯落物的拦蓄能力最高；山杏纯林的总有效拦蓄量最高（11.08 t·hm-2），山杏-柠条混交林次之（7.67 t·hm-2）。结论: 在宁夏黄土梁状丘陵区，6种稀疏人工林的枯落物持水性能综合表现为山杏纯林及山杏-柠条混交林优于其他林分。研究结果可为当地生态恢复中的枯落物水土保持效益科学评价和林草植被结构优化提供理论依据。
目的: 针对不同观测平台获得的树木三维点云特征少、重叠率低、配准较难的问题，以不同视角不同平台的森林点云数据为输入，根据单木平面位置分布一致性原则，提出一种适用于多类型数据的无标记森林点云自动配准方法，实现以单木对象为语义特征的点对匹配。方法: 首先从不同类型点云数据中分别提取单木平面位置：对于侧视型点云，基于点云主方向离散度与主方向竖直角度偏差剔除部分非主干点云，采用体素点云剖分的连通分量分割方法识别单木主干，统计单木主干点云体素垂直分布最大值点作为单木平面位置；对于俯视型点云，采用标记分水岭算法分割冠层高度模型，提取单木并识别冠层顶点作为单木平面位置。然后以提取的单木平面位置为特征点，基于Laplace谱图匹配理论获取配准矩阵，完成4自由度点云粗配准。最后，采用主干点云匹配完成侧视与侧视点云的精配准，采用全局点云最近点迭代法与主干点云匹配完成侧视与俯视点云的精配准。结果: 侧视-侧视点云配准精度优于侧视-俯视点云，侧视-侧视点云粗配准平均误差为0.24 m，精配准平均误差为0.08 m；侧视-俯视点云粗配准平均误差为1.07 m，全局点云最近点迭代法平均误差为0.44 m，机载激光点云与侧视点云经主干点云匹配后，平均误差为0.36 m。结论: 本研究立足于森林环境，借鉴由粗到精的配准思路，综合多种算法，提出一种适用于多源点云数据类型的配准方法，并通过试验证明了方法的可行性。基于单木位置特征的多源树木三维点云配准方法适用于森林、城市园林绿地等垂直生长结构较为明显的树木配准，可为森林资源调查与评估提供坐标统一、较为完整的高精度三维测量数据。
目的: 对广西、广东和海南的五个地点桉树无性系进行生长性状遗传多样性分析和基因型与环境互作评价，以筛选出优良无性系。方法: 基于3.5年生桉树无性系的树高、胸径、材积、保存率和蓄积量数据。首先联合五个地点数据对各性状进行单因素方差分析和多重比较。然后建立线性混合模型进行单地点和多地点方差分析，以无性系、无性系×重复（地点）为随机效应，得出各性状的方差分量以及各无性系的BLUP值，从而计算各性状的遗传参数值。最后综合AMMI模型与BLUP-GGE模型选择优良无性系及适生环境。结果: 1）该研究表明各生长性状中的不同亲本、无性系、地点之间存在显著差异（P < 0.01）。不同亲本中，粗皮桉×韦塔桉的各性状表现较好，其年均材积和蓄积量可达到每株0.069 0 m3、26.6 m3·hm-2a-1；不同无性系中，EC245为较为优良的无性系，材积和年均蓄积量可达每株0.090 9 m3、118.46 m3·hm-2a-1，但保存率（77.8%）相对较低；不同地点中，雷州地区的无性系生长表现最好，平均材积和保存率分别为每株0.083 6 m3、85.5%，海口地区生长表现最差，平均材积和保存率分别为每株0.023 8 m3、55.5%。2）多地点联合的方差分析及遗传参数表明，无性系各性状与环境互作达到显著水平（P < 0.01），同时各性状的重复力介于0.717 4~0.869 5之间。不同性状的效应量中，树高的环境效应量（43.2%）、互作效应量（17.0%）远大于其他性状，胸径的环境效应量（26.5%）、互作效应量（8.8%）最低，说明树高易受到环境的影响，而胸径却较稳定；不同地点中，树高重复力介于0.653 9~0.901 8，胸径重复力介于0.679 1~0.930 1，材积重复力较高介于0.680 8~0.936 0，蓄积量重复力介于0.481 1~0.925 0，说明材积适合作为目标性状进行选优。3）基因型与环境互作分析表明基于材积性状的AMMI与BLUP-GGE双标图结果略有不同。两模型一致得出雷州为理想环境以及EC245为高材积无性系，其次是EC234、CM1509。AMMI模型得出稳定性较高的是EC244、EC228和EC238，最低的是EC245，并且筛选出EC245为高材积、低稳定的无性系；但是BLUP-GGE模型得出稳定性较高的是EC244、EC232和EC224，最低的是EC238，并且筛选出EC245为高材积、中等稳定的无性系。结论: 综合评价EC245为高材积、稳定性中等的无性系，且其在各个地点都有较好的生长表现。
目的: 探究6个白杨无性系水力效率对气体交换和生长性能的影响，阐明水力效率与气体交换和生长的内在关系，为林木抗旱新品种选育提供理论指导。方法: 对6个白杨杂交无性系的2年生苗木，测定气体交换参数（净光合速率Anet、气孔导度gs、参比气孔导度gs-ref、水分利用效率WUE）、叶片水分状况（中午叶水势Ψmd）、水力效率（整个树冠水力效率KCL、主枝水力效率KMSL和根系水力效率KRL）、气孔特征（气孔密度SD、气孔长度SL、气孔面积指数SPI）和生长指标（地径绝对生长速率AGRD和相对生长速率RGRD）。结果: 1）6个白杨无性系的水力效率差异显著，且根、主枝及树冠的水力效率变化具有一致性，即高或低水力效率的无性系其KRL、KMSL及KCL均较高或较低。2）Ψmd与gs的变化密切相关，在Ψmd下降至-1.1 MPa后gs急剧下降，导致Anet相应下降，而AGRD与Anet呈显著正相关。3）SL与KCL、KMSL、gs-ref、AGRD及RGRD显著正相关，SD与KMSL、Anet及AGRD显著负相关。4）KCL、KMSL与gs-ref显著相关，且KCL与gs-ref的相关性更强，表明较高的水力效率利于气孔开放。5）KCL和KMSL呈显著正相关，两者均与AGRD及RGRD显著正相关，其中KCL与RGRD相关性更强。结论: 本研究在白杨无性系水平发现，树木各部分的水力效率相协调，根系、主枝、树冠等水平的水力效率均能反映树木运输水分的能力；水分运输效率与叶片气体交换过程密切相关，并且叶片气孔结构特征与木质部水分运输能力相匹配，高效的水分运输改善了叶片水分状况，促进了气孔开放，提高碳同化能力，从而促进生长。
目的: 探究香榧假种皮不同制备方式与分析方法对挥发油成分含量测定的影响，揭示香榧种子生长发育过程中假种皮挥发油成分的动态变化规律，为香榧假种皮的利用提供参考。方法: 结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，优化水蒸气蒸馏法（SD）和顶空固相微萃取法（HS-SPME）样品制备条件，选择适合的方法测定香榧种子生长发育过程中假种皮挥发性油成分与含量。结果: 1）基于GC-MS的分析结果，从成分种类及含量上来看，SD更适合香榧假种皮挥发油分析样品的制备。2）用SD-GC-MS分析，检测出假种皮挥发油成分有47种，包含萜烯类21种（柠檬烯、α-蒎烯、δ-杜松烯等）、萜醇类15种（芳樟醇、冰片、榄香醇等）、萜烯酯类3种（乙酸冰片酯、乙酸松油酯、乙酸香叶酯）、其他化合物8种（胡椒酮、抗氧剂264、棕榈酸等）。3）种子生长发育过程中，假种皮中的挥发性成分呈一定的变化规律，其中莰烯、β-蒎烯、萜品油烯等含量5—9月均呈上升趋势；部分成分5—8月上升到最大值后开始下降，如α-蒎烯、桧烯、月桂烯等；5—6月和8—9月单萜类和倍半萜类成分呈明显的负相关趋势，而6—7月由于假种皮处于生长时期，单萜类和倍半萜类组分均呈增加趋势。主成分分析发现，假种皮挥发油成分在5月和6月、7月和8月比较相似。结论: 香榧假种皮挥发油SD提取条件为料液比为1∶10、浸泡时间为1 h、提取时间为4 h；通过SD-GC-MS检测出47种化合物，共13 483.14 μg·g-1，主要成分为柠檬烯、α-蒎烯等萜烯类化合物；不同种实生长发育期的香榧假种皮中挥发性组分差异较大，化合物种类从5月份的35种增加到了9月份的47种，倍半萜类和含氧衍生物积累增多，挥发油成分的总含量从5—9月份先升后降；5—6月、7—8月的假种皮挥发油成分组成及含量比较接近，而9月份与其他4个月份差异较大。
目的: 深入了解梵净山国家级自然保护区多种雉类的日活动节律及其差异，探讨其在同域分布情况下的时间分配模式和共存机制。方法: 于2017年4月至2020年12月利用红外相机陷阱法在61个监测位点对梵净山保护区雉类开展了长期监测，并对5种同域分布雉类的日活动节律进行了研究分析。结果: 1）监测到的5种雉类（白颈长尾、红腹角雉、红腹锦鸡、灰胸竹鸡、勺鸡）均为昼行性，日活动节律均呈双峰型，活动高峰集中在清晨和黄昏时段；2）只有红腹角雉的日活动节律与其他雉类均存在显著性差异；3）红腹锦鸡和勺鸡的日活动节律受海拔变化的影响；4）在繁殖期与非繁殖期的季节性变化中，仅勺鸡的日活动节律呈季节性显著差异；5）在有明显雌雄异色的雉类中，雌雄个体在繁殖期的日活动重叠程度都高于非繁殖期，且日活动节律更为相似。结论: 通过对梵净山国家级自然保护区5种同域分布雉类的日活动节律的研究，发现其日活动节律特征和差异是在环境因素和种间竞争下相互作用的结果，同时受到繁殖时间和繁殖策略的影响。
目的: 采用硬质合金单齿柄铣刀铣削三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板，对比不同铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力的影响，为刨花板优质铣削加工利用提供理论依据。方法: 以刀具前角、铣削线速度、铣削深度为自变量，设计单齿柄铣刀铣削试验，对比不同铣削参数的铣削结果，研究刀具前角、铣削线速度、铣削深度对刨花板铣削质量和铣削力的影响；采用回归分析确定各铣削参数的显著性，建立铣削过程中铣削力和表面粗糙度的数学模型，通过响应优化确立最佳铣削参数范围并进行试验验证。结果: 1）刨花板铣削表面粗糙度随刀具转速增大而减小；2）铣削力随刀具前角增大而减小，随铣削线速度增大而减小，随铣削深度增加而增大；3）刀具前角、铣削线速度和铣削深度对切向铣削力和铣削质量的影响具有统计学意义，刀具前角、铣削线速度和铣削深度的交互作用对切向铣削力和铣削表面粗糙度具有显著贡献；4）当刀具前角、铣削线速度、铣削深度分别为5°、9.42 m·s-1、1.5 mm时，可在保证铣削效率的基础上有效减少加工过程中的能耗、提高表面质量。结论: 刀具前角、铣削线速度、铣削深度等铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力均有一定影响，这些参数可用于贴面刨花板材料的工业生产，以获得更高的生产效率。
随着不可再生资源急剧消耗，绿色、低碳和循环经济体系构建已成为各行各业可持续发展的重中之重。竹产业是我国一大特色产业，在"碳达峰、碳中和"双碳战略以及"禁塑令"政策的大力推行下，竹纤维作为一种新型天然绿色纤维成为当前研究热点之一。竹纤维具有强度高、密度小、弹性好、耐磨、透气、可再生、可降解等特点，相比玻璃纤维和碳纤维易降解，且降解碳排量少，可作为复合材料增强相代替部分塑料，有着巨大经济潜力。但目前竹纤维制备均伴随着大量污染，失去了自身环保优势，且制备的竹纤维存在木质素残留多、纤维长度短、并丝毛羽多、粗细不均匀等问题，制约竹纤维在纺织和复合材料领域高附加值的应用。本研究基于大量文献报道，重点总结近年来竹纤维环保制备方法的研究概况，对比各种方法制备竹纤维的基本性能，分析各种方法的优缺点和关键技术难点，并对竹纤维制备进行展望。新型环保制备技术创新和高效自动化设备升级，是实现原料、设备和工艺一体化发展，提升竹纤维自身性能，降低制品成本，拓展竹纤维高附加值产品开发的重要发展方向。
目的: 探讨树干液流中养分含量用于白桦人工林营养诊断的潜力，探索更经济、方便的树木营养诊断方法。方法: 以12年生白桦人工林为对象，选择地势相对平坦的地块，设立研究样地（30 m×120 m）。随机选择40株生长正常、无病虫害的样木。在完全展叶前采集林木叶片、单株林木所占土体表层土壤、树干液流3种样品，测定养分含量。分析3种样品养分含量与林木长势的相关系数，判定利用树干液流进行营养诊断的可行性。结果: 树干液流元素含量由高到低依次是全碳（TC）（4.03 ±0.16）g·L-1、全氮（TN）（60.66 ±4.02）mg·L-1、全钾（TK）（34.41 ±2.14）mg·L-1、全磷（TP）（5.84 ±0.52）mg·L-1。树高与土壤、叶片、树干液流的TC含量均呈显著正相关（P < 0.05），逐步回归分析显示树干液流TC含量对树高的贡献度最大（R2=0.145）；3种诊断材料中仅树干液流的TN、TP含量与胸径呈显著正相关（P < 0.05），逐步回归分析中仅树干液流的TP含量对胸径有显著贡献（R2=0.187）。结论: 综合相关分析和逐步回归分析结果判断，树干液流可用于白桦营养诊断，且分析显示长势差的林木受到C、P限制。本研究结果提供了一种在完全展叶前进行树木营养诊断的可行方法，且比土壤和叶片营养诊断更可靠，而且诊断时间可提前。
目的: 阐明生物多样性、胸径结构和地形因子对针阔混交林生物量稳定性的相对影响，明确不同空间尺度下生物量稳定性的主要驱动因素。方法: 在吉林蛟河两个大型固定样地的基础上，通过随机抽取20 m×20 m、40 m×40 m和60 m×60 m样方的方式，定量分析不同空间尺度的影响。利用广义可加模型构建了三类嵌套模型：稳定性~生物多样性+胸径结构（模型1）、稳定性~生物多样性+地形因子（模型2）、稳定性~生物多样性+胸径结构+地形因子（模型3），并与稳定性~生物多样性（模型0）进行比较，通过赤池信息量准则变化量（△AIC）、贝叶斯信息量准则变化量（△BIC）、调整后的决定系数变化量（△Radj2）和偏差解释率变化量（△DE）评价不同解释因子的相对贡献大小。结果: 广义可加模型分析显示，在20 m×20 m、40 m×40 m、60 m×60 m三个尺度上，生物多样性对生物量稳定性的相对贡献率分别为15.18%、12.66%和47.64%，胸径结构的相对贡献率分别为11.30%、72.38%和23.48%，地形因子的相对贡献率分别为73.52%、14.96%和28.88%；生物多样性和胸径结构两类变量仅在60 m×60 m尺度上与生物量稳定性显著相关（P<0.05），其中物种丰富度和Faith系统发育多样性指数与生物量稳定性间显著负相关，胸径最大值和林分密度与生物量稳定性间显著正相关，胸径变异系数与生物量稳定性间显著负相关；在地形因子指标中，坡向在20 m×20 m尺度上与生物量稳定性显著相关，海拔和坡度在60 m×60 m尺度上与生物量稳定性显著相关；上述解释变量对生物量稳定性的偏差解释百分比随尺度增大而增大；蓄积量稳定性与生物量稳定性的驱动因子基本一致。结论: 在不同空间尺度上地形因子、胸径结构、生物多样性对生物量稳定性的相对影响大小不同，具有显著的尺度效应；在20 m×20 m尺度上地形因子对生物量稳定性起主要影响作用，在40 m×40 m尺度上胸径结构对生物量稳定性起主要影响作用，在60 m×60 m尺度上生物多样性对生物量稳定性起主要影响作用；研究结果可为东北针阔混交林生态系统稳定性提升提供理论依据。
目的: 探究微地形对粗皮红松和细皮红松分布与生长的影响，为森林经营者进行适地适树的精准管理提供理论依据。方法: 依托黑龙江丰林国家级自然保护区阔叶红松林动态监测样地，对样地内胸径≥10 cm的红松进行踏查，区分粗皮红松和细皮红松，调查分析样树所处的地形和土壤环境。采用卡方检验(Chi-square Test)分析粗皮及细皮红松在不同微地形上的分布差异；采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和LSD多重比较分析不同径级粗皮及细皮红松的分布和生长差异；采用t检验分析粗皮和细皮红松在同一微地形上的分布及生长差异；采用层次分割法分析微地形和土壤因子对红松分布和生长的解释量。结果: 1) 样地中粗皮红松以大、中径级为主，其径级结构呈近似正态分布，而细皮红松以中、小径级为主，其径级结构呈近似倒“J”形分布；2)粗皮红松的分布偏好坡度>6°、阳坡和半阳坡、高坡位以及地势较凸的微地形，而细皮红松的分布偏好于坡度>15°、阳坡和半阳坡、中坡位以及地势较凸的微地形；3)在同一微地形等级中，小径级(10 cm≤DBH < 30 cm)的细皮红松分布数量均显著高于粗皮红松(P < 0.05)，大径级(DBH≥50 cm)的粗皮红松分布数量均显著高于细皮红松(P < 0.05)，而中径级(30 cm≤DBH < 50 cm)的2种皮型间均无显著差异(P>0.05)；4)粗皮红松及细皮红松的胸高断面积5年生长量在不同坡度和坡向等级中均差异极显著(P < 0.01)，在坡度较小、半阴坡生长量最高，但在同一微地形等级中2种皮型之间差异不显著(P>0.05)；5)微地形和土壤因子对红松分布和生长的解释率相似，均为地形因子中凹凸度、坡向和坡度的解释率较高，土壤因子中土壤密度、质量含水率和土壤全磷含量解释率较高。结论: 在研究地区，粗皮和细皮红松分布的微地形条件要求相似，均偏好坡度较大、阳坡和半阳坡、地势较凸的微地形，此外粗皮红松偏好上坡位，细皮红松偏好中坡位；2种皮型红松的生长受坡度和坡向影响，在坡度较小、半阴坡的微地形上红松胸高断面积增长量大。
目的: 研究生态功能低下的失管毛竹林(仅清除老竹及枯竹，无其他林下垦复干扰)乔木树种群落结构和多样性特征，为制定科学的管护措施、促进失管毛竹林混交化更新提供参考。方法: 在浙西南地区的常山县选取失管8和20年毛竹林，采用样地调查法在2种毛竹林中各设置3块20 m×20 m样地，调查2种毛竹林的毛竹和乔木树种组成及数量等因子，选用重要值、群落相似性系数、生物多样性等指标分析2种毛竹林乔木树种组成、群落结构和多样性等林分特征。结果: 失管20年毛竹林活立木总数较失管8年毛竹林显著升高，升幅达245.9%；失管8年毛竹林乔木树种主要有壳斗科、山茶科等10科14种，优势种为东南石栎；失管20年毛竹林乔木树种有壳斗科、山茶科等7科14种，优势种为木荷；随失管年限增加，木荷、石栎、苦槠等树种在群落中重要值大幅增加，而短柄枹、红楠在群落中的重要值则大幅降低；与失管8年毛竹林比较，失管20年毛竹林高度2.0 m及以上和地径2.1 cm以上的乔木树种多度比例显著提高，壳斗科树种如石栎、苦槠等在高生长及径向生长方面占优；不同演替阶段乔木树种的多样性特征差异较大，随失管年限增加，乔木层树种的丰富度、多样性显著提高，灌木层乔木树种多样性指数差异不显著，草本层乔木树种的物种丰富度、多样性显著降低。结论: 在自然演替过程中，失管毛竹林内乔木树种优势度提高，在浙西南地区，随失管年限增加，木荷、石栎等树种在乔木群落中重要值升高，浙江省部分推荐发展的珍贵树种(如红楠、细叶青冈)在失管竹林中竞争优势不明显，为了促进失管乃至荒废竹林生态功能恢复并向着更有利于形成常绿顶极群落的方向演替，需要定期清理枯死竹，适当降低竹林密度，并对目的树种或珍贵树种进行正向干预。
目的: 通过研究转BpGLK裂叶桦根际土壤理化性质、酶活性及微生物群落组成特征，为后续转BpGLK裂叶桦的环境安全性评价及产业化提供理论依据。方法: 以2年生的转BpGLK裂叶桦(RE1~RE5)为研究对象，检测外源基因稳定性；测定其生长特性、根际土壤理化性质及土壤酶活性；利用高通量测序技术分析根际土壤微生物群落组成特征。结果: 转BpGLK株系中的外源Bar基因及BpGLK干扰片段仍然整合于其基因组中，在生长方面，RE株系高于或显著高于WT株系(RE3例外)。RE株系的土壤pH值、有机碳、全氮、速效氮含量低于或显著低于WT株系；而速效磷、全钾及速效钾含量显著高于WT株系(RE1例外)(P < 0.05)；RE株系的土壤脲酶、蔗糖酶活性均低于或显著低于WT株系，而中性蛋白酶活性则显著高于WT株系。微生物群落丰富度指数及多样性指数分析显示，在细菌方面：RE株系与WT株系间无显著差异；而真菌的丰富度高于或显著高于WT株系，多样性则与WT株系差异不显著；RE株系的Saccharimonadales、酸热菌属等8个菌属显著高于WT株系，而Candidatus_Solibacter等4个菌属则显著低于WT株系；真菌群落中棉革菌属是RE株系根际土壤的优势类群。结论: 2年生的转BpGLK裂叶桦生长表现优于野生型，尚未发现转基因活动对根际土壤理化性质、土壤酶活性及微生物群落组成产生不利影响。
目的: 明确2种叶型膏桐叶片形态结构和光合特性差异，探讨皱叶膏桐高产原因，为膏桐遗传改良与高效栽培提供参考。方法: 观测膏桐和皱叶膏桐的叶形态、解剖结构、光谱反射特性、叶绿素荧光特性以及光合参数日变化，探究不同叶形态膏桐幼苗的光合作用能力差异。结果: 1) 除叶柄长度外，皱叶膏桐的叶长、叶宽及叶面积均显著低于膏桐。2) 皱叶膏桐的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于膏桐，2种膏桐叶片中的可溶性糖含量无显著差异。3) 皱叶膏桐的叶肉细胞体积显著小于膏桐，并且两者排列方式不同。4) 在绿光波段和近红外光波段，皱叶膏桐叶片的反射率明显低于膏桐。5) 光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心最大光化学效率Fv/Fm和潜在化学效率Fv/F0，均无显著差异；皱叶膏桐PS Ⅱ反应中心参数Y(Ⅱ)和Fv′/Fm′均高于膏桐；2种膏桐的PSⅡ调节性能量耗散的电子产量Y(NPQ)和PSⅡ非调节性能量耗散的电子产量Y(NO)日变化趋势均一致，但皱叶膏桐的Y(NPQ)高于膏桐，Y(NO)低于膏桐，表明皱叶膏桐的光保护机制优于膏桐；在8:00—14:00时段内，皱叶膏桐的净光合速率参数Pn、气孔导度参数Gs以及蒸腾速率参数Tr均高于膏桐；在14:00—18:00时段内，膏桐的光合参数均呈下降趋势，皱叶膏桐则有不同程度的回升。结论: 与膏桐相比，皱叶膏桐叶片面积较小，叶绿素含量较高，对光的截留、吸收以及光能转化的能力均较强；在高强光条件下，皱叶膏桐的光损害调节能力更强，具有更强的光合作用能力，即皱叶膏桐的形态结构更利于植物进行光合作用。
目的: 分析胡杨在干旱胁迫下胡杨异形叶枝叶变化，为阐明异形叶形成机制以及对胡杨个体的保育提供参考。方法: 以新疆艾比湖湿地自然保护区内胡杨3种异形叶(卵形叶、近卵形叶和披针形叶)为研究对象，测定18棵胡杨上当年生枝条的横截面积和其上着生叶片的面积、叶片塑型特征以及其余7个水力学性状和叶片解剖性状，并比较它们在不同异形叶之间的差异；采用标准主轴回归比较胡杨异形叶枝叶大小关系的不同，对胡杨枝叶大小关系与水力学性状和叶片解剖性状进行复相关分析。结果: 1) 小枝的横截面积和总叶面积呈显著等速生长关系，两者的回归斜率在0.65~1.06之间，与1相比无显著性差异(P > 0.05)。2)标准主轴回归结果表明，在3种异形叶间，叶片总面积对枝横截面积的回归存在共同斜率(a=0.83)。共同斜率条件下，回归截距(b)在3种异形叶间存在差异：卵形叶(1.41)>近卵形叶(1.35)>披针形叶(1.25)。3)叶长、叶宽、叶长宽比、最大蒸腾速率、胡伯尔值、气孔大小、气孔密度和栅栏组织厚度在3种异形叶之间存在显著差异(P < 0.05)，相反，黎明前叶水势和枝比导率没有显著差异(P > 0.05)。4)枝叶大小关系与胡伯尔值、气孔大小、气孔密度、栅栏厚度、最大蒸腾速率和黎明前叶水势呈显著复相关(P < 0.05)。结论: 胡杨当年生小枝与其上着生总叶面积在营养分配上比例相当，是一种维持水分运输和机械支撑之间平衡的适应策略。在小枝横截面积相同的条件下，其上着生卵形叶的总面积高于近卵形叶，更高于披针形叶。胡杨枝叶大小关系在异形叶之间的变化有利于改善胡杨的水力学特性，从而提高水分运输能力，降低干旱胁迫。
目的: 通过对美国白蛾及其受体(NPFR)基因进行克隆及功能分析，探究NPF和NPFR基因对美国白蛾取食、生长发育以及产卵的影响，旨在为开发靶向NPF和NPFR基因的害虫防治提供理论依据。方法: 克隆获得美国白蛾NPF和NPFR基因cDNA全长，采用RT-qPCR检测NPF/NPFR基因在不同发育阶段及各组织中的表达量，利用RNAi技术探讨NPF/NPFR基因对美国白蛾生长发育和生殖以及饥饿耐受性的调控作用。结果: 美国白蛾NPF和NPFR基因开放阅读框(ORF)分别为246 bp和1 176 bp，编码81个和391个氨基酸。不同发育阶段的表达模式显示HcNPF和HcNPFR基因分别在4龄幼虫和雄成虫表达量最高，分别为对照的79.62倍和2.96倍；组织特异性表达分析表明HcNPF和HcNPFR基因在中肠的表达量最高，分别为头部的3.18倍和27.09倍。与注射dsRed对照组相比，注射HcNPF和HcNPFR dsRNA在幼虫期和蛹期均有效沉默，且在96 h幼虫期沉默效率分别为32.71%和88.64%，蛹期沉默效率分别为85.68%和93.01%。幼虫期注射dsNFP和dsNPFR后取食量明显降低，dsNFP注射96 h较dsRed对照组降低了12.77%；dsNPFR处理144 h较dsRed对照组降低了21.83%，且体质量累计增长率在注射192 h后分别降低了30.89%和13.54%；靶基因沉默组(dsNFP和dsNPFR)成虫交配后平均产卵量显著低于dsRed对照组，依次为dsRed对照组的29.09%和40.22%；饥饿胁迫下注射NPF和NPFR dsRNA的美国白蛾幼虫死亡率显著增加，分别在96 h和102 h全部死亡，而对照组dsRed在96 h和102 h的死亡率分别为55.00%和58.33%。结论: 获得HcNPF和HcNPFR基因全长；在不同发育阶段与组织中HcNPF和HcNPFR表达具有特异性；沉默HcNPF和HcNPFR基因导致美国白蛾取食量和体质量累计增长率降低，对饥饿胁迫的敏感性增强。综上所述，NPF和NPFR基因在美国白蛾取食、生长发育和生殖功能方面发挥重要的作用，NPF和NPFR可作为美国白蛾绿色防治的分子靶标。
目的: 基于现有机械化植树造林装备在造林质量、保持水土、保护已有植被、作业效率、作业能耗等方面存在缺陷导致地表破土面积大、作业简单粗放等问题，提出一种针对速生杨树等大苗栽植的串联双自由度植树机挖穴机构，实现连续动态行驶过程中间歇挖穴植树。方法: 按照造林技术规程，根据植树机挖穴机构运行规则建立串联多闭链机构的运动学模型；以行驶速度、浮动油缸运行速度和挖穴油缸运行速度为自变量，以坑穴形态主要参数为评价指标，开展基于ADAMS的单因素仿真试验；采用高速摄像分析系统对刀盘挖穴作业过程进行单循环动态拍摄，通过配套软件获取刀盘中心运动轨迹；开展田间试验研究，以仿真试验中各因素为自变量，以植树坑穴上端纵长、坑穴上部前倾角、坑穴上部后倾角为响应值，应用三维光学相位检测技术和Box-Behnken进行中心组合试验设计，分析各因素间交互作用；应用Design-Expert的优化求解器进行优化准则下的求解。结果: 1) 坑穴上端纵长和坑穴倾角随行驶速度增加而增大；浮动油缸运行速度对坑穴前倾角、坑穴上部前倾角和坑穴上端纵长影响较大，对坑穴上部后倾角影响不明显；坑穴形态各参数随挖穴油缸运行速度增加而减小；坑穴前倾角明显大于后倾角，自变量变化对坑穴底部纵长几乎无影响；浮动油缸运行速度对坑穴上端纵长变化的贡献最大，挖穴油缸运行速度的影响次之。2) 高速摄像分析显示，挖穴刀盘运动轨迹与仿真轨迹一致，挖穴机构具备减速挖穴特性且当坑穴上部后倾角较小时发生明显回土现象。3) 建立试验目标的回归模型，各因素对响应值的交互作用与方差分析一致；优化求解显示，最佳作业参数为行驶速度108 mm·s-1、浮动油缸运行速度19 mm·s-1、挖穴油缸运行速度80 mm·s-1；验证试验结果表明，坑穴上端纵长均值为669 mm、坑穴上部前倾角为33.1°、坑穴上部后倾角为24.5°，各项指标均满足造林规程要求。结论: 植树机挖穴机构各项指标均满足造林技术规程相关要求，本研究结论可为开展大苗机械化造林提供一种新方法，为生态植树机开发提供参考。
目的: 水源涵养林的外部性和现行“一刀切”的生态补偿标准，导致水库汇流区农户的水源涵养林保护行为没有得到有效激励。探析林木生态产权对水库汇流区农户水源涵养林保护行为的影响，对于水资源可持续利用和城市用水安全具有重要意义。方法: 遵循产权细分是复杂产权实施有效途径的逻辑，将水库汇流区林木产权细分为经济产权和生态产权，并将生态产权纳入集体林权产权结构，从产权完整和产权稳定两个方面构建集体林权分析框架，利用黑河金盆水库汇流区708户农户微观数据，运用Double-Hurdle模型，基于集体林权分析框架，探析水库汇流区林木生态产权对农户持续参与水源涵养林保护的影响。结果: 以造营林投入表征农户水源涵养林保护行为的研究结果表明：影响水库汇流区农户水源涵养林保护的关键是是否“有利可图”。在林地使用权和处置权严格受限的情况下，能在多大程度上获得生态产权收益对农户的水源涵养林保护行为产生了重要影响。在集体林权产权结构中，影响农户造营林投入意愿的仅是生态产权收益，其他产权分项均不显著；在农户具有投入意愿的基础上，林地使用权、经济产权收益、生态产权收益均正向影响农户造营林投入强度，处置权(林地流转权)负向影响投入强度。在产权的稳定性方面，农户的林地征收风险预期越低，造营林投入的可能性越大，投入水平越高；由于林地调整会避开收获期，所以农户的林地调整预期仅负向影响造营林投入水平，对造营林投入意愿并无显著影响。集体林权的完整和稳定不仅对水库汇流区农户的造营林行为有重要影响，对行为的可持续性同样有重要影响，影响方向和显著性水平与产权分项对投入强度的影响基本一致。结论: 在林地使用权和处置权严格受限的情况下，获得生态产权收益是水库汇流区农户参与水源涵养林保护的主要动机。水源涵养林的生态产权对农户的森林保护行为和行为的可持续性均有积极作用。明晰生态产权，创建生态产权市场可以作为优化水库汇流区集体林权制度，完善水源涵养林市场化生态补偿制度的手段。
目的: 探讨产权交易制度对农户林地流转行为的影响，考察不同区位农户林地流转行为的异质性，为推动林地流转市场规范运行、促进林地适度规模经营提供政策参考。方法: 首先，从正式制度的产权交易平台、非正式制度的民间流转中介和介于二者之间的村组干预3个层面出发，构建产权交易制度对农户林地流转行为影响的理论分析逻辑框架；然后，基于浙江、江西、福建、四川、湖南5省1 086户农户调查数据，分析产权交易制度对不同区位农户林地流转行为的影响机理和分异特征。结果: 1) 产权交易平台的建立和村组干预可显著提高林地流转市场的活跃程度，促进农户林地转入，增加林地转入面积，但产权交易平台的建立会在一定程度上抑制农户林地转出；民间流转中介在显著活跃林地流转市场的同时能够加快农户林地转出。2) 产权交易制度对不同区位农户林地流转行为的影响存在异质性，产权交易平台的建立促进县城周边农户林地流转，民间流转中介的存在同时促进县城周边和远离县城农户转出林地，但对远离县城农户的影响程度大于县城周边农户；无论是县城周边农户还是远离县城农户的林地流转行为和林地流转面积均受村组干预不同程度的正向影响。结论: 要重视正式制度在促进林地规模经营中的转入效应，产权交易平台的建立和村组干预可为工商资本下乡从事林地规模经营提供林地基础，并进一步挖掘林地确权的红利；同时不可忽视非正式制度在促进林地转出中发挥的积极作用，特别在偏远地区的促进效果是正式制度无法替代的。现阶段，仍需进一步完善林业产权交易市场环境，加快建立有效的林地产权交易平台，不断规范民间流转中介的发展，充分发挥村组在促进林地流转中的积极作用，因地制宜引导农户科学有序流转林地。
目的: 探索价值量型森林资源资产负债表体系中森林资源生态服务价值计量方法，针对当前森林资源资产负债表编制过程中森林资源生态服务价值计量难题提出新的解决思路，为完善价值量型森林资源资产负债表的编制提供建议咨询方案。方法: 首先，以GZS为参照，采用系数调整法分别测算涵养水源、保育土壤、固碳释氧等调整系数，结合GZS对应的森林资源生态服务价值测算CDS森林资源生态服务价值总量；然后，将系数调整法测算的价值与实际值进行比较，测算误差范围，并分析其合理性。结果: 采用系数调整法测算的CDS森林资源生态系统涵养水源价值59.97亿元，误差5.57亿元；保育土壤价值21.91亿元，误差-4.92亿元；固碳释氧价值74.77亿元，误差5.90亿元；净化大气环境价值30.74亿元，误差4.16亿元；森林资源生态服务价值总量187.39亿元，误差10.71亿元，总体误差6.10%。结论: 1) 采用系数调整法评估森林资源生态服务价值能够有效克服传统计量方法成本高、时效性差的问题，引入调整系数可大大降低对指标数据搜集的要求，有效节约地方政府开展森林资源生态服务价值核算的开支；2) 采用系数调整法评估森林资源生态服务价值结果与依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)计量结果基本一致，能够在合理误差范围内反映森林资源生态服务效益的价值量，且满足编制森林资源资产负债表的要求；3) 针对编制森林资源资产负债表提出的评估森林资源生态服务价值的系数调整法，在理论上还可用于其他自然资源生态服务价值评估，为探讨其他自然资源生态服务价值计量提供理论基础。
杨树是我国最为重要的国土绿化和工业用材树种之一，精准高效培育速生、优质和高抗的杨树新品系是今后杨树育种理论和技术发展的重要方向。以农杆菌介导的遗传转化体系为基础的基因工程育种已成为缩短林木育种周期、提升育种效率的核心技术。自20世纪80年代证实杨树是农杆菌的天然寄主以来，国内外开展了大量构建农杆菌介导杨树稳定遗传转化体系的研究。本文综合分析了已有研究报道，详细回顾了不同派系杨树树种遗传转化体系的构建历程，系统整理了影响杨树遗传转化体系的主要因素，并对杨树基因工程育种的研究前景进行了展望，以期为进一步提升杨树遗传转化效率提供信息依据，为开发顽拗性木本植物和生产推广良种的遗传转化体系提供参考方案。
鞘翅目昆虫天牛幼虫在木材内部营钻蛀性生活，破坏木结构建筑或古建筑木构件，严重时短期即可导致建筑倒塌，极大影响木结构安全，系统性了解危害古建筑木构件的天牛类害虫种类、危害特性、防治和预防对古建筑保护工程勘察、预防性保护方案设计具有重要指导意义。本研究基于全国各地古建筑和民居天牛危害相关报道，结合部分地区古建筑木构件虫害勘察实例，总结危害我国古建筑木构件的天牛种类、分布、生活习性和寄主树种，梳理天牛危害识别技术及其危害等级划分标准，分析古建筑木构件天牛危害风险和预防措施。危害我国古建筑木构件的天牛种类主要有家茸天牛、家扁天牛、长角凿点天牛和槐绿虎天牛4种；全国各地古建筑木构件均有天牛危害侵染风险；预防天牛在古建筑上的危害重要的是维修工程中新更换木构件和墩接、加固用木材加工之前应预处理，包括原木剥皮、干燥处理、防腐处理等措施；应建立古建筑病虫害定期检查监测制度，及时发现虫害及时除治。
目的: 系统分析VCS市场运营16年以来的先进模式，归纳总结VCS市场取得的实践经验，并深入思考市场在发展过程中暴露出的一系列问题，形成对中国国家温室气体自愿减排交易市场的启示，以期为国家主管部门相关政策制定提供理论支持和参考。方法: 基于归纳分析法、历史研究法和综合分析法探究作为全球自愿碳市场重要组成的国际核证碳标准(VCS)市场在组织框架、制度体系、项目开发流程、登记交易规则等方面的运行机理。结果: 研究发现，VCS市场在实施循序渐进的制度变革、遵循公开透明的原则、提升碳信用的环境完整性、注重项目的协同效益、搭建交易平台的标准化数字技术应用等方面积累了丰富的实践经验。同时，市场在发展过程中暴露出来的项目预测方法和工具使用不一致而凭空产生碳信用的问题，Verra的监管机制不健全导致碳信用被夸大的问题，Verra缺失碳信用信息披露制度导致市场信息不对称的问题更值得思考和防范。结论: 1) VCS市场对CCER市场建设的启示可以归纳为5点：一是注重项目规则的更新，提高碳信用质量；二是加强对审定与核证机构管理，提高碳核查质量；三是建立公开透明的项目信息披露制度；四是鼓励开发具有协同效益的CCER项目；五是建立标准化的CCER市场，形成碳定价机制。2)对CCER市场建设提出6点建议：一是发挥国家主管部门的顶层设计作用，加快出台相关政策制度法规；二是统一试点碳市场CCER交易规则，建立标准化市场交易平台，鼓励和吸引金融机构和社会公众广泛参与，增强CCER市场活力；三是提高林业碳汇在实现碳中和目标和生态文明建设中的作用，强调项目的额外性和可信度；四是加强CCER市场人才队伍建设；五是加强国际合作，与国际规则接轨、融入全球自愿碳市场体系；六是建立国际互认的CCER标准体系。上述启示和建议将是未来CCER市场建设的方向和发力点。
目的: 了解非保护地类型的青海省中部布尔汗布达山区域部分鸟兽的物种多样性现状,为进一步研究高原物种分布、制定野生动物保护和资源管理计划等提供参考。方法: 于2017年5―10月、2019年3―5月，在布尔汗布达山海拔3 000~4 500 m范围内，共布设23个红外相机位点。结果: 累计相机日4 703个，有效独立照片共计2 868张，识别出22种兽类、25种鸟类，其中兽类分属5目10科，鸟类分属5目12科，另有家养动物4种。相对多度指数RAI前4种对兽类依次为岩羊(6.44)、喜马拉雅旱獭(5.12)、高原兔(2.59)、藏狐(2.17)；对鸟类依次为藏雪鸡(4.72)、赭红尾鸲(3.36)、大石鸡(3.15)、红腹红尾鸲(2.59)。中国特有种对兽类有白唇鹿、马鹿、藏原羚3种；对鸟类有地山雀、大石鸡2种。国家Ⅰ级重点保护野生动物5种，国家Ⅱ级重点保护野生动物15种；中国脊椎动物红色名录评估列为濒危6种、易危2种、近危12种。结论: 红外相机的调查结果初步反映了当前青海省中部高原山地鸟兽资源状况，为进一步在非保护地类型的高原传统牧业地区开展生物多样性长期监测、牧区管理和人兽冲突等研究提供了数据基础。
（月刊 1955年创刊） 主管：中国科学技术协会 主办：中国林学会 出版：《林业科学》编辑部 主编：尹伟伦 国内统一刊号：CN 11-1908/S 国际标准刊号：ISSN 1001-7488 国内邮发代号：82-6
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