生物多样性对森林生态系统功能和生态系统服务具有十分重要的影响，而不断加剧的气候变化正在严重威胁森林生物多样性及生态系统的健康和稳定性。为应对气候变化和保护生物多样性，提高森林生态系统韧性、多功能性和可持续性尤为重要。树种多样性是森林经营过程中关注的核心问题，直接影响森林生态系统的多功能性、稳定性和可持续性，是当今国内外森林生态学研究的前沿和热点。由于森林生态系统的复杂性（如类型多样、结构复杂以及对干扰和环境变化的时空动态响应），人们对树种多样性调控森林生态系统多功能性内在机理的认识还十分有限。本研究系统总结树种多样性对生态系统多功能性影响的生态学原理，包括生态位分化、资源分配与功能性状整合及拮抗、互补效应与选择效应、杠杆效应与功能冗余等；综述近年来树种多样性与生态系统多功能性的研究进展，涉及树种多样性对树木生长、林分生产力、根系及根系分泌物、土壤有机碳、土壤养分、土壤微生物和根系?土壤?微生物互作等生态过程与相关功能的影响，以及树种多样性对森林生态系统响应极端干旱、病虫害、外来物种入侵等的影响；结合经营实践，从树种选择与遗传多样性、混交与不同功能型树种组配、轮伐期调整与地力维持、景观配置与多功能性等方面提出人工林质量与生态系统多功能性协同提升的经营技术对策。最后，展望树种多样性与生态系统多功能性的未来研究趋势，探究应对气候变化与生物多样性保护相协同的近自然解决方案，以期为全球气候变化背景下森林生态系统经营，尤其是人工林多功能可持续经营提供科学依据和实践参考。
目的: 探究马尾松和红锥混交林及相应纯林中根系与菌丝对土壤不同磷组分含量的影响及其调控机制，为亚热带人工林营造过程中的树种选择与配置及养分精准管理提供理论依据。方法: 以马尾松和红锥混交林及其纯林为研究对象，利用不同孔径（2 mm、48 μm和1 μm）的内生长袋原位区分根系与菌丝对土壤不同磷组分含量的调控作用，测定土壤中的磷组分含量等土壤理化性质及微生物生物量碳、氮、磷含量和酶活性，系统比较不同林分中根系与菌丝对土壤不同磷组分含量的影响，并借助相关性分析、方差分解和冗余分析识别关键调控因子。结果: 1） 相较于马尾松纯林，马尾松和红锥混交林可显著增强中等活性磷组分（NaOH-Po）的正向根系效应和活性磷组分（NaHCO3-Po）的负向根系效应，同时也显著增强活性磷组分（NaHCO3-Po）的正向菌丝效应和稳定磷组分（HCl-Pi）的负向菌丝效应（P<0.05）。2） 树种混交一方面通过根系介导的生物过程（抑制β-1,4-葡萄糖苷酶活性）与非生物过程（降低土壤pH值）显著促进中等活性磷组分（NaOH-Po）的积累（P<0.05），并推动活性磷组分向中等活性磷组分转化；另一方面通过菌丝介导的生物过程（增加微生物生物量碳含量和微生物生物量氮含量）显著增加活性磷组分（NaHCO3-Po）含量（P<0.05），并活化稳定磷组分，使其向活性磷组分转化。3） 相关性分析、方差分解和冗余分析结果进一步表明，生物因素是影响根系与菌丝调控土壤不同磷组分含量的关键因素。结论: 树种混交主要通过根系介导的生物与非生物过程及菌丝介导的生物过程调控土壤不同磷组分含量，其中生物因子起核心作用。在人工林经营中，应充分考虑不同树种根系与菌丝的生态策略，优化树种配置以提升土壤磷有效性和人工林生产力。
目的: 优化杨树苗期动态生长性状的全基因组选择，为提高预测准确度和实现优良子代早期选择提供参考。方法: 以母本‘南林895’杨和父本‘京兴1号’杨的400株杂交F1子代为材料，分别在4—9月每月测定1次地径和株高，并采用全基因组重测序获取基因型数据。利用GBLUP、BayesA、BayesC、支持向量回归、梯度提升、随机森林方法，评估不同月份表型数据对全基因组选择模型预测准确度的影响。在12月生长季结束时，测定最终的地径和株高，以验证各全基因组选择模型对最终表型值的预测准确度。结果: 杂交群体的地径和株高均值随月份增加逐渐上升，并在9月达到最高值，变异系数范围分别为0.23~0.34和0.18~0.54，广泛的遗传变异表明具有较高的选择潜力，狭义遗传力估算范围分别为0.42~0.47和0.39~0.62。GBLUP、BayesA、BayesC和支持向量回归模型在所有月份对地径和株高的预测准确度高于梯度提升和随机森林模型，其中地径和株高的预测准确率最高的月份分别在6月和9月。利用12月最终生长数据对不同全基因组选择模型预测准确率进行评估，6、7、8、9月构建的全基因组选择模型在地径和株高上的预测准确率显著高于4月和5月，其中，9月份表型构建的 BayesA 模型对地径和株高的预测准确率较高，因此选择该模型对400个杂交子代的育种值进行预测和筛选。根据12月表型观测值和全基因组选择预测育种值筛选出的优良基因型，有4个杂交子代被２种方法同时选出。结论: 全基因组选择能够有效筛选出杨树苗期动态生长性状中优良子代，为杨树育种中优良子代的早期选择提供了有效方法。
目的: 构建生态系统健康评估框架与综合阻力面，识别川滇生态屏障区生态源地和关键节点，为研究区生态安全格局优化奠定基础，为生态保护与修复提供科学依据。方法: 基于2021年多源基础数据和“生态活力?组织力?恢复力?生态系统服务”框架，利用InVEST、Fragstats和TerrSet等软件，评估研究区生态系统健康空间分布，确定最优生态源保护方案；采用随机森林模型计算未来土地利用发展概率，结合自然和社会因子构建综合生态阻力面，应用电路理论模型构建研究区生态安全格局。结果: 2021年，研究区生态系统物理健康指数、活力、组织力和恢复力均呈现明显的空间分异。生态系统物理健康指数和活力平均值分别为0.533和0.546，呈南高北低分布，高值区主要分布在生态系统类型多样、野生生物资源丰富、植被覆盖率较高及水资源充足的南部、西南部、中部和北部；西北部和东部的生态系统物理健康和活力水平较低。组织力平均值为0.583，受地形阻隔影响，高值区多分布在地势平坦、交通连通性较好、植被覆盖度高、有河流穿越的区域；低值区集中于岷山、米仓山、邛崃山、大凉山和高黎贡山等地形复杂地区。恢复力平均值高达0.667，西部和西北部因过度放牧引发草地退化、盐碱化和沙化等问题而呈低值，城镇发达、耕地密集和湖泊所在地也为低值区。生态系统健康分布呈西部、西北部、东部和东南部较低，东北部、中部和南部较高的格局。综合生态阻力面平均值为32.716，与生态系统健康分布趋势相反。生态安全格局共包含210块生态源地，面积66 990.64 km2，占总面积的28.28%；生态廊道511条，总长度达5 951.475 km；在空间分布上呈现出西部密集、东部稀疏的特征。一般生态廊道（250条）长且分散，连接较远生态源；重要生态廊道（178条）短而密集，与一般廊道形成廊道网络；核心生态廊道（83条）连接面积较大源地。共识别出143个生态夹点和248个生态障碍点，主要分布于一般生态廊道上，以草地、其他用地和耕地为主。结论: 本研究揭示出川滇生态屏障区生态系统物理健康的区域差异，生态系统健康整体呈南北高、东西低分布格局。东北部、中部和南部是生态源地和夹点的集中分布区，应优先保护自然植被的完整性；阿坝州、甘孜州和香格里拉地区受自然与人为活动的影响显著，应重点修复；应进一步优化东北部和南部地区的空间规划，协调生态与经济的可持续发展。
目的: 比较油松、栓皮栎种内和种间竞争下根系结构的可塑性和非结构性碳水化合物含量的季节性变化，阐明森林演替进程中的竞争机制，为松栎混交林的高效培育提供理论依据。方法: 以栓皮栎和油松2年生幼苗为研究对象，设置油松?油松、油松?栓皮栎、栓皮栎?栓皮栎3种竞争模式，测定根系结构性状和非结构性碳水化合物含量，采用双因素方差分析探究竞争模式和季节对根系结构和非结构碳的影响。结果: 相较于种内竞争，油松幼苗的根长、根表面积、细根和总根体积在与栓皮栎幼苗竞争中均受到抑制，栓皮栎幼苗的粗根体积在与油松幼苗的竞争中得到促进；种间竞争下油松幼苗的细根和整株的可溶性糖、淀粉、非结构性碳水化合物总量均显著低于种内竞争下的油松幼苗，而种间竞争下栓皮栎幼苗的上述指标则基本高于种内竞争下的栓皮栎幼苗，这种差异在8月末更为显著。结论: 栓皮栎幼苗在松栎幼苗种间竞争中表现出更强的适应性和竞争优势，二者会季节性调整根系结构和非结构碳水平以优化竞争策略。
目的: 利用桉树复层混交林固定样地土壤呼吸及其1年期环境因子连续观测数据，构建并筛选多因子土壤呼吸预测模型，明确影响该地区人工林土壤呼吸时空变异的关键环境因素，为提升人工林碳排放模拟精度及大尺度预测模型的校准提供科学依据。方法: 以雷州半岛桉树?灰木莲复层混交林为研究对象，引入6种机器学习算法（随机森林、时间卷积神经网络、长短期记忆网络、支持向量机回归、极限学习机、BP神经网络）和2种传统经验模型（Q10模型、Gamma模型），在1 h和24 h尺度上模拟土壤呼吸变化，比较模型精度评价指标，筛选适合研究区的最优模型算法。结果: 桉树复层混交林土壤呼吸表现为雨季高于旱季，土壤呼吸累积通量在雨季为616.83 g·m?2，在旱季为319.81 g·m?2，全年为936.64 g·m?2，旱季土壤呼吸波动程度高于雨季。6种机器学习算法和2种经验模型均能成功模拟桉树复层混交林土壤呼吸变化，但机器学习模型模拟结果明显优于经验模型。机器学习算法中随机森林模型表现最稳定，当输入变量为土壤温、湿度双自变量时，决定系数R2为0.89（训练集）和0.76（测试集），当输入变量增加土壤电导率、土壤热通量、空气温度、空气相对湿度、太阳总辐射、光合有效辐射后，模型决定系数R2提高至0.99（训练集）和0.93（测试集）。除土壤温、湿度外，土壤电导率对土壤呼吸变化具有显著影响。结论: 桉树复层混交林土壤呼吸具有明显的旱雨季变化特征，机器学习算法相比于传统经验模型在预测土壤呼吸变化时更具优势，其中随机森林模型表现最佳；通过增加土壤电导率等输入变量能大幅提高随机森林模型的预测能力，考虑增加这些因素能更好地预测土壤呼吸的变化，为评估人工林碳收支状况提供可靠依据。
目的: 探究科尔沁沙地典型固沙植被小叶锦鸡儿灌丛和新疆杨乔木林在不同水文年对深层渗漏水量和土壤水分的影响，为“三北”工程建设及科尔沁、浑善达克沙地歼灭战的林草生态用水管理提供理论指导。方法: 在2022年（湿润年）和2023年（干旱年）生长季（4—10月），对科尔沁沙地分布的典型乔灌固沙植被和流动沙地，使用自主研发的深层渗漏水量记录仪（YWB-01）实时定量监测深层渗漏水量，比较不同水文年乔灌固沙植被深层渗漏水量在日、月尺度上的差异；监测固沙植被0~200 cm土层的土壤水分变化，明晰湿润年和干旱年固沙植被在浅层（0~40 cm）、中层（40~120 cm）和深层（120~200 cm）土壤相对可提取水分的变化。基于水量平衡，探究固沙植被水分补充能力的差异。结果: 1） 在各水文年，各土层的相对可提取水分在流动沙地均显著高于植被覆盖样地（P<0.05），浅层土壤在灌丛与乔木林样地之间无显著差异，中层和深层土壤为灌丛样地显著高于乔木林样地（P<0.05）。2） 不同水文年的深层渗漏水量变化特征在不同样地间表现相似，渗漏量均表现为流动沙地>灌丛>乔木林，湿润年的深层渗漏水量高于干旱年。在日尺度，不同水文年的流动沙地深层渗漏水量在至少73.86%的天数高于灌丛样地，在月尺度的比例更高。流动沙地和灌丛样地的深层渗漏水量在整个研究时段均高于乔木林样地。3） 乔灌固沙植被在湿润年份的蒸散量高于干旱年份。灌丛样地能够补给土壤水分，而乔木林样地导致土壤水分亏缺。结论: 在不同水文年，相比流动沙地，固沙植被样地在日、月尺度上均减少深层渗漏水量，其中乔木林固定沙地减少得更显著。在整个土层内，固沙植被的相对可提取水分显著低于流动沙地，乔木林样地消耗更多的中层和深层土壤水分，导致土壤水分明显亏缺。
目的: 明确毛白杨叶片?细根表型可塑性和生长节律对间伐的响应机制，为速生树种高效结构调控技术的优化提供理论参考。方法: 以华北平原8年生三倍体毛白杨S86人工林为研究对象，设置3种间伐强度：不间伐（NT）、隔行间伐（间伐强度50%，T50）、隔行隔株间伐（间伐强度75%，T75）。监测间伐后毛白杨生长指标和叶片、细根性状，分析毛白杨生长季内胸径、叶面积生长节律以及叶片、细根表型的可塑性，进而探究不同间伐强度下叶片、细根的生长策略以及与林木生长之间的耦联关系。结果: 1）间伐对叶片比叶面积（SLA）和比叶质量（LMA）存在显著影响，随着间伐强度的增加，叶片具有更小的SLA和更大的LMA。相比于间伐强度，土层深度对细根性状的影响更为显著，浅土层和深土层细根呈现完全相反的生长策略。2）间伐处理的胸径生长节律和叶面积变化规律均与NT相似：胸径生长开始于4月，停止于10月，呈“慢—快—慢”的单峰生长模式。毛白杨从3月中下旬开始展叶，4月初—5月初叶片进入快速生长发育阶段，5月初—8月初叶面积指数变化相对稳定，8月后开始落叶。3）间伐能够促进毛白杨胸径增长，并且可延长胸径高速率生长的时间（7—8月），10月末T75、T50胸径累计增长量相比于NT处理显著提高了91.57%和56.59%。此外，间伐能够调控林木自身形成更大的树冠促进林木生长，尤其是在间伐方向。4）叶片性状、根系性状分别解释了林木生长变异的88.25%、72.31%，叶片性状正向调节林木生长，而细根性状对于林木生长起到负向调控，其中LMA和细根生物量密度（FRBD）是解释度最高的表型参数。结论: 间伐后，毛白杨胸径的生长速率和叶片表型会发生可塑性变化，但不会改变胸径和叶面积的生长节律。间伐能够调整林木营养器官的比叶面积和比叶质量，采取“高投资?低收益”的单叶生长策略，并通过形成更大的树冠，更多的叶片数量促进毛白杨的直径生长。此外，间伐后的细根会更倾向于浅层化分布，并优先选择“改变其生物量分布特征并非形态特征”的生存策略获取水养资源。
目的: 针对树木根区探地雷达（GPR）检测图像复杂、解译困难以及反演精度低等问题，提出一种基于偏移权值指导的改进全卷积神经网络（MWFCNet）的树木根区相对介电常数反演方法，实现树木根区地下相对介电常数环境的高精度反演重建，为树木根系无损检测和根域土壤环境探测提供一种高效、可靠的技术手段，为树木?土壤介电环境相互作用机制的深入研究提供新的工具和方法。方法: 以成熟三倍体毛白杨根区环境为研究对象，利用开源软件gprMax生成GPR B-scan仿真模拟样本，结合CycleGAN实现样本风格迁移，构建3 000对GPR B-scan与对应测线剖面二维相对介电常数模型的训练样本；为解决反演网络对背景介质反演效果不佳的问题，在输入模块中引入GPR偏移图像序列及其对应的偏移权值序列，构建一个以编码器?解码器为主干的网络架构，采用2种不同卷积尺寸并行处理，并通过跳跃连接实现特征图像的多尺度特征提取；应用全连接层进一步整合图像特征，增强特征表达能力，进而输出所测根区地下二维相对介电常数模型。选取结构相似度指数（SSIM）、峰值信噪比（PSNR）和均方误差（MSE）作为GPR反演效果的评价指标，背景方差作为对背景介质还原程度的评价指标。结果: 相较于现有的Enc-Dec、U-net、PInet等方法，在对相同测试集的反演上，MWFCNet方法的SSIM提高0.11%~3.23%，MSE提升0.11~0.73，PSNR提升0.31~5.83 dB；在对背景介质还原程度上，MWFCNet方法的背景方差下降0.035~0.15。结论: 基于MWFCNet的树木根区相对介电常数反演方法能够精准识别出树木粗根位置，实现对GPR测线剖面地下相对介电常数图谱的二维重建还原，结合GPR采样方式还可实现对根区地下三维相对介电环境的重建还原。
目的: 针对药用植物毛状根本源转化困难的技术难题，基于异源转化技术发展潜力，选用速生型84K杨构建高效毛状根遗传转化体系。方法: 本研究以84K杨组培苗为材料，通过比较菌株类型、外植体类型、菌液浓度、侵染时间，构建高效的毛状根遗传转化体系。进一步克隆金钗石斛萜类生物碱合成途径下游基因LOC110095726（LOC2），评估异源转化效果。结果: 最佳的诱导菌株是C58C1，21天毛状根诱导率达100%，诱导的平均根数（5.06 ± 2.36）条，平均根长为（12.83 ± 5.75） mm，且转化率为46.67% ± 11.55%；最佳的诱导外植体是叶片，14天毛状根诱导率达93.33% ± 11.55%，诱导的平均根数（3.89 ± 2.53）条，平均根长为（8.36 ± 4.24） mm；最佳的侵染浓度是0.8 （OD600），21天毛状根诱导率达100%，诱导的平均根数为6.03 ± 2.10条，平均根长为17.77 ± 9.23 mm；最佳的侵染时间是15 min，21天毛状根诱导率达100%，诱导的平均根数为6.03 ± 2.10条，平均根长为17.76 ± 9.23 mm。成功克隆了金钗石斛LOC2基因到过表达载体，并转入发根农杆菌C58C1中，获得了LOC2的阳性毛状根。结论: 84K杨毛状根最佳的遗传转化体系为菌液浓度（OD600）0.8的C58C1菌液侵染叶片15 min。这套方法以其简便、快捷、稳定性高等优点，可在药用植物代谢物活性成分功能验证和高活性成分植物创制中应用。该体系不仅适用于代谢途径相似的药用植物活性成分功能验证，也能为规模化生产药用活性成分提供可靠的技术基础。
目的: 为探究影响松材线虫病传播扩散的主要影响因素，结合自然气候、人类活动以及地理空间特征多源数据，围绕松材线虫病“传入-定殖-扩散”的生态入侵过程，构建适用于更小空间尺度数据的传播预测模型，实现对松材线虫病高风险发生地区的精准预测和早期预警。方法: 基于国家林业和草原局公布的江苏省松材线虫病小班本底发生数据，结合松材线虫病的生态特性和地理空间分布规律，选取包含自然气候、人类活动因素以及空间特征等25项影响因子数据，采用主成分分析方法进行数据预处理，通过Spearman相关性分析方法和Apriori数据挖掘算法，探究各影响因子与松材线虫病发生之间的相互作用关系。结合贝叶斯估计方法对影响因子数据进行特征增强，建立灰狼优化算法-元胞自动机模型模拟松材线虫病的传播扩散过程，同时与其他5种主流机器学习模型预测结果进行横向对比验证，通过计算其精确率、召回率和AUC等评价指标对模型性能进行验证。结果: 构建的灰狼优化算法-元胞自动机模型在松材线虫病新发小班预测中表现出优异的性能，模型召回率达到78.5%，显著优于其他5种主流机器学习模型；同时，其AUC值达到89.0%，表明模型在识别新发疫情点位的同时，兼顾较高的整体预测准确性与判别能力。本研究进一步证实地理空间特征在松材线虫病传播预测中的重要性，并验证元胞自动机模型在处理复杂时空数据和更精细尺度空间数据预测方面的高度适用性。结论: 木材运输是驱动松材线虫病传播扩散的关键因素，而温度与降水的差异也在显著程度上影响其发生风险。作为一种融合空间异质性与时间动态特征的建模方法，元胞自动机模型在处理复杂生态数据与入侵物种风险评估方面展现出较高的适用性与灵活性，可为松材线虫病的精准防控与高效管理提供有力的技术支撑。
目的: 针对现有蓝莓果实成熟度检测方法在复杂自然环境下的检测性能不佳，且对实际采摘作业中镜头离焦模糊和多角度成像的鲁棒性不足，导致收集的果实中生果混杂率高、收获质量难以保障的问题，提出一种改进的YOLOv9检测方法，旨在实现高精度的成熟度识别，为基于视觉的采摘转速动态调控提供算法支撑。方法: 以YOLOv9模型为基础，将MobileNetV4引入YOLOv9模型中作为骨干特征提取网络，减少网络的参数量和计算负担；在YOLOv9的颈部网络中引入GAM注意力机制模块，调整每个特征的权重，使模型更好地聚焦在对目标检测最重要的特征区域，进而增强模型对关键区域的识别能力，提高检测的准确性和鲁棒性；采用WIoU作为损失函数，优化模型的定位精度，提升边界框预测的准确性，加快网络收敛速度。利用蓝莓采摘试验台进行采摘试验，验证模型是否满足蓝莓采摘机器的精度和速度要求，并得到采摘装置采摘不同成熟果实比例的蓝莓植株时的最佳转速。结果: 改进后的YOLOv9模型在测试集上的精确率为98.0%，召回率为97.2%，平均精度均值（mAP）为98.2%，检测帧速率为86.5 fps，对比SSD、Faster R-CNN、YOLOv5和YOLOv8模型，平均精度均值分别提升6.8、5.6、4.0、2.7个百分点。改进后的模型满足采摘系统要求，在蓝莓植株的成熟果实比例为90%~ 100%、85%~ 90%和80%~ 85%时，采摘装置最佳转速分别为125 r·min?1、130 r·min?1和140 r·min?1。结论: 改进后的YOLOv9模型较原模型提高了检测性能，通过蓝莓采摘试验得到的最佳转速能够降低生果率，为蓝莓果实智能化采摘提供强有力技术支持。
目的: 探究含水率和温度对兴安落叶松木材声?超声参数的影响规律，为木材声?超声无损检测技术的应用提供理论基础和科学依据。方法: 在不同含水率（6%、12%、24%和85%）和不同温度（?20 ℃、0 ℃、20 ℃和40 ℃）条件下，测量兴安落叶松木材无疵小试样的超声波波速、峰值电压、均方根电压和频率形心4个声?超声参数，比较各声?超声参数在不同含水率和温度下的差异显著性和变化，分析含水率和温度对木材声?超声参数的影响及原因。结果: 1） 含水率和温度对波速、峰值电压、均方根电压和频率形心均有显著影响（P<0.05），且含水率和温度的交互影响极显著（P<0.001）；2） 0 ℃、20 ℃和40 ℃时，波速、峰值电压和均方根电压随含水率升高呈降低趋势；?20 ℃时，随含水率升高，波速呈降低趋势，峰值电压、均方根电压和频率形心变化趋势不明显、变化幅度较小；3） ?20 ℃、0 ℃、20 ℃和40 ℃温度条件下，6%、12%、24%含水率之间的频率形心差异较小，均显著高于含水率85%时的频率形心；4） 6%、12%、24%含水率条件下，温度对波速、峰值电压、均方根电压和频率形心的影响均较小；85%含水率条件下，?20 ℃时，峰值电压、均方根电压和频率形心显著高于其他温度时的声?超声参数，0 ℃、20 ℃和40 ℃温度条件下峰值电压、均方根电压和频率形心之间的差异性均不显著，且?20 ℃、0 ℃、20 ℃和40 ℃温度条件下波速之间的差异性也均不显著（P>0.05）。结论: 1） 对饱水兴安落叶松木材，?20 ℃时，水的结冰显著增强超声波的传播能力，与0 ℃、20 ℃和40 ℃温度相比，峰值电压、均方根电压和频率形心显著增加，但波速变化不显著；纤维饱和点以下的兴安落叶松木材，温度对超声波在木材中的传播影响很小；2） 温度大于等于0 ℃时，由于水的黏滞作用，含水率对超声波在木材中的传播速度和能量衰减影响显著，波速、峰值电压和均方根电压随含水率升高而降低；?20 ℃时，随含水率升高，波速呈降低趋势，但由于水的相态变化，含水率对超声波在木材中的传播能量无显著影响，峰值电压和均方根电压变化幅度较小；3） 温度大于等于0 ℃时，木材含水率低于纤维饱和点的情况下含水率对频率形心的影响很小，木材含水率高于纤维饱和点的情况下细胞腔内大量自由水导致超声波信号中的高频成分衰减，其频率形心显著降低；?20 ℃时，含水率对频率形心无显著影响。
目的: 解析华北落叶松边缘木南北朝向木材物理力学性质的差异，探究原木立柱室外暴露过程中南北朝向木柱裂缝的发生发展机制，为华北落叶松原木和实木的合理利用提供科学理论指导。方法: 依据树木生长特征，在阴坡选择华北落叶松南边缘木和北边缘木为研究对象，分析南北朝向对木材生长轮宽度、微观构造和物理力学性质的影响规律。设计顶棚遮盖下的原木立柱室外暴露试验，探究室外环境下南北朝向对木柱开裂的影响。结果: 在综合环境因素影响下，华北落叶松南边缘木和北边缘木均表现出北向生长轮宽度较宽；在相同树高下，同株华北落叶松边缘木南北朝向在微观形貌上无明显差异，北向试件的气干含水率较南向试件高，但南向试件的密度和各向干缩率高于北向；力学强度在南北向的变异规律与密度变化呈高度正相关，北边缘木力学强度的南北向差异最大，南向边材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度相较于北向分别高53.7%、76.9%、21.4%。华北落叶松原木立柱为期10个月的室外暴露试验过程中，木柱在去除树皮后因水分蒸发导致的内外含水率梯度而迅速出现开裂现象；边材含水率迅速下降，由110%~130%降至54%~70%，心材含水率基本稳定在30%~38%，此时裂缝主要表现为长度增长、宽度基本保持不变；当边材含水率降至纤维饱和点后（15%~21%），裂缝长度基本保持不变，但部分裂缝宽度继续增加；当原木立柱含水率整体降至13%~15%时，裂缝形态趋于稳定。华北落叶松南边缘木相较于北边缘木更容易出现大裂缝，阳光照射是影响木柱裂缝分布的关键因素。结论: 在本试验范围内，华北落叶松南边缘木和北边缘木生长轮总宽度窄侧和宽侧物理力学性质存在差异，通过对同株华北落叶松生长轮宽窄的测定可以预测不同位置处的木材性质差异。原木立柱室外暴露过程中木柱裂缝更容易在生长轮总宽度较窄柱面形成，实际使用过程中以木柱生长轮总宽度较宽侧作为阳面可有效减少木柱开裂现象。
目的: 针对当前竹产品伐后下山主要依靠人工搬运、拖车运输存在劳动强度大、运送效率低、人力成本高及安全事故频发等问题，设计一种基于无人机的竹产品与疫木下山吊运系统，实现无人机在竹林或树林间的自主吊运并在危险情况下紧急脱困保护无人机安全的功能，减少人工参与、保障作业安全并克服山地垂直落差大的问题，推动毛竹产业向智能化、高效化发展。方法: 利用测定的竹梢和竹段形态特征参数，设计吊挂自动脱钩装置和无人机紧急脱困装置，应用SOLIDWORKS软件建立装置的三维模型，并开发驱动设备的软硬件系统。基于ANSYS Workbench软件的静态结构分析、静磁分析对吊运装置的关键结构进行仿真和理论计算，确定结构参数和电磁铁型号。进行室内试验，分析打包方式（魔术贴、凹扣和绳结）的效率、脱钩方式（重力钩和电磁主动钩）的稳定性和脱困机构的可行性。开展林间试验，测试整套吊运系统在实际工作场景下的效率和稳定性。结果: 室内试验表明，魔术贴打包方式平均用时21 s、凹扣组平均用时22.2 s、绳结组平均用时25.8 s，选用魔术贴进行打包；重力钩脱钩成功率为80%、电磁主动钩脱钩成功率为90%，确认采用电磁主动钩脱钩方式。林间试验结果显示，脱钩成功率为90%，其中挂钩平均耗时14.69 s，脱钩平均耗时1.19 s。在上升、下降和前进状态下，脱困成功率分别为80%、90%和90%。结论: 基于无人机的竹产品与疫木下山吊运系统能够减少人工参与、提高运送效率、降低成本和发生安全事故的概率，可满足现场应用需求。
近年来，为促进林业现代化建设、推动林草高质量智慧化发展，我国积极发展林业物联网技术。本文首先介绍了国内外林业物联网的发展历程，并从感知、通信、平台管理3个方面详细阐述了射频识别、传感器、ZigBee、LoRa、NB-IoT、数据存储与质量控制、安全与访问控制等林业物联网领域的关键技术。在此基础上，本文深入分析了林业物联网在林草湿资源监管、林业生态环境监测、森林灾害监测预警、野生动物监测、自然保护地智慧监管、林业产业等多个林业场景中的应用。林业物联网是林业天空地一体化监测的重要组成部分，在地面调查和高频精细化观测数据的实时获取中发挥着重要作用，同时也是森林火灾和森林病虫害早期监测预警的重要手段，在近年来飞速发展的林产品溯源、生态旅游、森林康养等领域也发挥着重要作用。通过对林业物联网应用现状的分析可以发现，虽然林业物联网技术已在各领域得到了广泛应用，但我国林业物联网的发展仍存在标准体系不健全、专用传感器自主研发能力不足、偏远林区电力和通信基础薄弱等瓶颈。我国自主研发的林业传感器在精度、稳定性、可靠性等方面与国外同类产品仍存在一定差距；电力供给和通信条件的困境仍阻碍着林业物联网监测数据的长期连续自动获取与更新。在数据处理分析方法上，人工智能等新技术、新方法在部分林业领域仍未得到有效应用；同时，林业数据共享机制、生态敏感数据安全保护等方面也有待进一步发展完善。针对上述问题，本文对我国林业物联网的发展进行了展望。未来应通过多方通力合作推动林业物联网标准体系建设；面向林业应用场景和环境研发具有自主产权的林业传感器、探索多能互补的野外供电系统、多网络智能融合的通信技术；促进林业物联网数据分析基础理论和智能算法发展；系统建立林业物联网数据安全管理体系；并推动无人机、人工智能、边缘计算、区块链等技术在林业物联网中的应用。本文通过梳理国内外林业物联网的应用现状和我国在该领域面临的挑战，以期为我国林业物联网发展和智慧林草建设提供参考。
随着野生动物保护和生态监测需求的不断增长，基于深度学习的图像识别方法在野生动物研究中的应用日益广泛。本研究首先介绍野生动物常用公开数据集，随后详细综述不同深度学习技术在野生动物图像识别中的应用，依据任务需求将识别方法划分为图像级、对象级和像素级3个层级，并重点讨论各层级方法的具体实现及其技术细节。在此基础上，深入探讨野生动物图像识别所面临的核心挑战，涵盖数据层面的诸多问题，如数据质量参差不齐、标注代价高昂且效率低下、样本分布不均衡；同时还从模型与算法角度剖析若干关键技术难题，包括细粒度检测、跨域分布偏移、类增量学习、零样本学习和跨模态学习等。针对上述挑战，总结当前的研究进展与应对策略，并提出未来可能的发展方向，旨在为构建高效、鲁棒且适用于实际监测场景的野生动物智能识别系统提供理论支持和方法参考。
目的: 建立全国4种落叶松人工林的林分优势高和平均高转换模型，为落叶松人工林立地质量评价和生长预测提供依据。方法: 基于2021和2022年2期全国林草生态综合监测落叶松人工林样地调查数据，采用对偶回归和线性混合效应模型方法，建立落叶松人工林的林分优势高和平均高转换模型，选取残差平方和、决定系数（R2）、均方根误差和相对均方根误差等指标对模型进行评价。结果: 1） 基于对偶回归模型方法建立的林分优势高和平均高转换模型表现最好，优于线性混合效应模型方法，对偶回归模型方法的平均R2达0.92以上，平均均方根误差1.31~1.34 m，平均相对均方根误差9.63%~9.85%，且可实现优势高与平均高相互预测；2） 考虑树种分组和省（市）分组的对偶回归模型均可进一步提升模型精度，但考虑省（市）分组的模型精度更高。结论: 基于对偶回归模型方法和考虑省（市）分组的林分优势高和平均高转换模型具有较好的适用性和预测效果，可为落叶松人工林立地质量评价提供更为精确的基础模型。
目的: 在全球气候变化导致的降水格局改变下，探究穿透雨减少对三江平原蒙古栎林大型土壤动物群落的影响，重点分析其组成、多样性和营养结构响应变化，为准确预测气候变化对东北生态功能区生物多样性的潜在影响提供科学依据。方法: 2024年7—9月，在黑龙江抚远森林生态系统定位观测研究站开展穿透雨控制试验。利用PEP膜截留穿透雨（处理组设置50%截留率，对照保持自然穿透雨），随机布设3对处理?对照样地，每块样地面积20 m×20 m。为验证处理有效性，采用烘干法测定0~10 cm土层土壤含水量，结果显示处理组土壤含水量较对照平均降低22.29%，表明穿透雨截留达到预期目标。在此基础上，采用陷阱法与手捡法相结合的方式调查大型土壤动物的类群和数量，同时测定土壤有机质含量、pH值和土壤养分（全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、速效磷）含量等土壤理化指标，分析穿透雨减少对三江平原蒙古栎林土壤动物群落组成、多样性和营养结构的影响及其主导因素。结果: 1） 研究时段内共收集大型土壤动物23 953头，隶属于4纲13目34科，其中蚁科为优势类群（占比77.77%）；穿透雨减少条件下，土壤动物群落组成与对照相比无显著差异（P>0.05）。2） 穿透雨减少极显著增加土壤动物群个体数、Simpson优势度指数（P<0.01），极显著降低Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数（P<0.001），对类群数无显著影响；同时显著增加肉食性类群的个体数、类群数和杂食性类群的个体数（P<0.05）。3） 穿透雨减少条件下，土壤动物群落主要受速效磷、铵态氮和土壤有机质含量影响。4） 穿透雨减少通过降低土壤含水量进而改变土壤有机质含量、pH值和土壤养分（全氮、铵态氮、硝态氮、全磷和速效磷）含量，对土壤动物营养结构无直接或间接影响。结论: 穿透雨减少处理可增加三江平原蒙古栎林中大型土壤动物群的个体数，降低其多样性，同时抑制土壤有机质含量、pH值和土壤养分含量对土壤动物群影响的有效性。三江平原地区未来穿透雨减少情景有可能造成蒙古栎林中土壤理化性质与大型土壤动物间解耦式响应，简化土壤动物群落结构，最终削弱土壤动物群落的多样性和稳定性。
目的: 探究初植密度、立地条件和间伐管理对樟子松人工林成熟龄的影响，阐明间伐强度对樟子松人工林蓄积量、经济和径材收获的作用，为樟子松人工林经营管理提供科学依据。方法: 基于樟子松人工林固定样地数据，构建一组包含直径生长模型、枯损模型、树高曲线模型、地位指数模型、最大密度线与削度方程相耦合的樟子松生长收获模型组，集成为林分生长模拟器，以年均蓄积量、年均大径材材积和净现值最大分别为数量成熟、工艺成熟和经济成熟标准，通过模拟器模拟林分生长，对比不同强度间伐方案下的人工林数量、经济和工艺成熟龄及其成熟期蓄积量、净现值和材积收获。结果: 构建的林分生长模拟器可有效实现樟子松人工林生长与间伐模拟，模拟值与实测值平均相对误差均不超过5%。自然生长状态下，2种初植密度（3 300和2 500株·hm?2）的樟子松人工林数量成熟龄为：地位指数（SI）= 15 m时44~45年，SI = 18 m时38~42年，SI = 21 m时36~40年；贴现率3%，樟子松人工林经济成熟龄为：SI = 15 m时50~54年，SI = 18 m时44~43年，SI = 21 m时39~40年；数量和经济成熟随立地质量提高和初植密度增加而提前，但80年前未达工艺成熟。中、上等立地林分，轻、中度间伐后，数量和经济成熟推迟，数量成熟时林分年均蓄积生长量为未间伐林分的91%~104%，经济成熟时林分总净现值为未间伐林分的113%~141%，大径材生产提前；重度间伐下，大径材工艺成熟提前至60~65年，成熟时林分年均大径材材积为未间伐林分80年时的106%~173%，经济成熟推迟4~7年，成熟期净现值为未间伐林分的102%~132%，且该强度间伐下，高初植密度林分数量成熟推迟而低初植密度林分数量成熟提前，但成熟时总蓄积量仅为未间伐林分的74%~89%；当保留林分达数量成熟时，即保留林分的生长潜力充分发挥，林分年均蓄积生长量仅为未间伐林分的93%~95%，林分总蓄积量可达未间伐林分的92%~128%。下等立地林分，轻、中度间伐后，数量成熟时，林分年均蓄积生长量为未间伐林分的80%~97%，经济成熟时，林分净现值为未间伐林分的94%~107%；尽管重度间伐使工艺成熟提前至60年前，但成熟时林分年均大径材产量仅为未间伐林分80年时的45%~64%，即使至保留林分数量成熟，林分总蓄积量也仅为未间伐林分的52%~61%，且该强度间伐下，林分数量和经济成熟时的总蓄积量与经济收益亦分别损失50%~56%与18%~33%。故当以培育大径材为目标时，建议选择中、上等立地林分并进行中高强度间伐管理，实施高强度间伐时需关注保留林分的数量成熟龄以充分发挥其生产力潜力。结论: 在人工林高效培育和储备林建设背景下，基于模拟?优化技术探究不同抚育间伐措施下的森林成熟十分必要，可有效提升林分蓄积量、大径材产量和经济收益。
目的: 融合立地因子、林龄与林分密度效应，构建中亚热带典型森林类型林分乔木碳储量生长模型，精准分析林分碳储量生长变化，为森林生长量精准估测、森林经营方案优化以及森林碳汇潜力预估等提供指导。方法: 以我国中亚热带典型森林类型为研究对象，利用森林资源连续清查的3.07万个3期乔木林固定样地调查数据，采用基于林分平均高生长的分级算法划分立地等级，以平均林龄、立地等级、林分密度指数等因子为解释变量，按区域、优势树种（组）构建不同林分起源碳储量生长模型，分析林分碳储量生长变化规律。结果: 1） 中亚热带各林分平均高生长模型决定系数（R2）均达0.931及以上，树高总生长量随立地等级增加而增加，5个立地等级的高生长累积量水平接近等差数列，具有很好的分级结果。2） 基于平均林龄、立地等级、林分密度指数的林分碳储量生长模型决定系数（R2）均达0.633及以上。不同林分起源碳储量生长模型的建模精度存在差异：对于针叶纯林，该模型在人工林中的拟合效果优于天然林；对于混交林，该模型在天然林中的拟合效果优于人工林；针叶树种比阔叶树种具有更好的拟合效果。3） 各林分碳储量生长模型不同立地等级下林分碳储量的渐近值均呈a1 > a2 > a3 > a4 > a5的趋势，且5个立地等级的林分碳储量接近等差数列。天然林每公顷林分碳储量极限值整体高于人工林，阔叶混交林在不同林分起源下均具有较高的林分碳储量。4） 中立地等级条件下，人工林和天然林林分碳储量均随林龄增加而增大，并在近、成熟龄阶段开始趋于平稳。人工林林分碳储量的渐近值比天然林更早到达拐点林龄。结论: 本研究构建的各森林类型林分平均高生长模型和林分碳储量生长模型具有较好的拟合效果和较高的预估精度，含起源、林龄、立地等级、林分密度指数的林分碳储量生长模型可满足中亚热带区域主要树种（组）不同立地等级下林分碳储量随年龄动态变化预测的需要，还可用于编制该区域典型森林碳计量数表。
目的: 针对当前林草信息化建设面临的全域感知能力不足、全周期过程模拟缺乏和多主体协同治理困难等问题，探索构建林草元宇宙的具体实施路径，以推动林草科研范式与管理模式的转型升级，突破行业发展瓶颈，全面促进智慧林业的创新与发展。方法: 在界定林草元宇宙内涵的基础上，提出其总体设计思路，构建涵盖硬件支撑体系、技术体系与应用体系的总体框架；梳理以人工智能、数字孪生、区块链等为核心的林草元宇宙技术体系；结合智慧林业发展需求，探讨其在资源监测、林木育种、森林培育、经营管理、生态保护修复、装备研发、产业发展及政务管理等业务场景中的应用，并从技术角度分析了林草元宇宙当前面临的挑战与未来发展路径。结果: 构建以硬件设施为基础、多技术融合为核心、业务场景为导向的林草元宇宙系统框架。该框架实现了对现实林草世界的动态映射、模拟推演、沉浸交互、多主体协同与智能决策，开启了林草领域全业务场景应用模式，推动智慧林业从“感知?计算?管理”到“沉浸?交互?共创”的新范式。研究还从技术角度探讨了当前林草元宇宙构建过程中面临的现实挑战，为后续发展与应用提供了优化方向。结论: 林草元宇宙是新一代信息技术与林草业深度融合的高级形态，具有推动行业从传统静态数据分析向沉浸?交互?共创方向转型的潜力。通过构建虚实映射、高度沉浸、人机协同的林草业运行新形态，该系统有望系统破解当前智慧林业建设中的关键瓶颈，进一步提升全产业链的工作效率与治理能力。未来应注重关键核心技术攻关与社会协同机制创新，以加速林草元宇宙的落地应用与成效推广。
目的: 探究东北中温带森林树种多样性和环境因子对土壤多功能性的驱动机制，深化对自然条件下环境因子影响土壤多功能性的认识，明晰树种多样性?土壤多功能性关系的变化规律，为森林保护与管理提供科学依据。方法: 基于东北中温带森林279块样地数据，选取土壤总有机碳含量、总氮含量、总磷含量、有效氮含量和有效磷含量5个土壤功能指标，采用平均值法计算土壤多功能性指数，运用多元线性回归和结构方程模型探讨大气氮沉降通量、气候和地形等环境因子对树种多样性?土壤多功能性关系的影响及土壤多功能性的驱动机制，分析树种多样性与上述环境因子的交互效应。结果: 1） 树种多样性对土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量、有效氮含量和土壤多功能性指数产生显著正效应（β=0.31、0.27、0.34、0.34、0.22，P<0.05），对土壤有效磷含量产生显著负效应（β=?0.16，P<0.05）；氮沉降通量与土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量、有效氮含量和土壤多功能性指数呈显著负相关（β=?0.14、?0.35、?0.17、?0.22、?0.18，P <0.05）；土壤pH值与总磷含量、有效磷含量和土壤多功能性指数呈显著正相关（β=0.17、0.44、0.15，P<0.05）；土壤碳氮比与总有机碳含量、总氮含量和土壤多功能性指数呈显著正相关（β=0.38、0.16、0.13，P<0.05）；2） 树种多样性与部分土壤单功能指标和土壤多功能性指数的关系受氮沉降通量和土壤碳氮比交互作用的调控，表现为树种多样性对土壤总有机碳含量、总磷含量、总氮含量和土壤多功能性指数的正效应在中高氮沉降环境下随土壤碳氮比增加而减弱，在低氮沉降环境下则随土壤碳氮比增加而增强；3） 结构方程模型表明，氮沉降通量既可对土壤多功能性指数直接产生负效应（β=?0.19，P <0.01），也可通过土壤pH值和碳氮比间接产生负效应；气候因子主要通过树种多样性和土壤pH值间接影响土壤多功能性指数，地形因子则通过树种多样性、土壤pH值和碳氮比间接影响土壤多功能性指数；土壤pH值通过影响树种多样性间接调控土壤多功能性指数。结论: 树种多样性、氮沉降通量、土壤pH值和碳氮比是驱动土壤多功能性的关键直接因子，气候和地形因子通过调控生物与非生物因子产生间接影响，树种多样性对土壤多功能性的正效应受氮沉降通量与土壤碳氮比的调节。本研究结果强调大气氮沉降背景下应注重对土壤pH值和土壤碳氮比的调控，这有助于生物多样性的保护和森林生态系统功能的维持。
目的: 探究毛乌素沙地樟子松人工林的水分利用策略，分析地下水埋深梯度与降水年型交互作用下樟子松水分来源和水分利用效率的动态变化规律及差异，为旱区人工林的林分结构优化和可持续经营提供科学依据。方法: 以毛乌素沙地初始地下水埋深分别为4 m（WTD4）、9 m（WTD9）和13 m（WTD13）的樟子松人工林为研究对象，采用稳定同位素（δ2H、δ18O和δ13C）技术结合MixSIAR模型，分析欠水年和平水年樟子松水分利用策略对地下水埋深的响应。结果: 1） 随着地下水埋深增加和土壤含水量显著降低（从WTD4的0.029 g·g–1降至WTD13的0.022 g·g–1），樟子松60~200 cm土层的根质量密度占其0~200 cm土层总根质量密度的比例增加（从WTD4的17.3%增至WTD13的24.0%）；2） 不同地下水埋深下的樟子松在相同时期的水分来源存在差异，同一地下水埋深下的樟子松在不同降水年型的水分来源也有差别，欠水年对浅层土壤水的利用比例较平水年降低；3） 整个观测期内，樟子松主要依赖深层（WTD4为60~360 cm，WTD9和WTD13为60~400 cm）土壤水，其贡献率随地下水埋深增加逐渐上升（从WTD4的34.6%增至WTD13的52.6%），水分利用效率同步提升（从WTD4的102.7 μmol·mol–1增至WTD13的106.9 μmol·mol–1）；4） 樟子松的株高、胸径、冠幅和林分密度在地下水深埋区（WTD13）均显著低于浅埋区（WTD4）。结论: 地下水埋深和降水年型通过影响土壤水分状况，驱动樟子松形成“根系深扎?水源深取?效率提升”的协同适应策略，但深埋区的樟子松生长受限。植被恢复过程中，需依据地下水埋深变化，实施差异化的植被配置和密度调控措施，有效减少植被建设对深层土壤水的过度消耗，促进生态建设的可持续发展。
目的: 明确感病松树不同时期树体内松材线虫繁殖扩散、外部症状表现与病害治疗效果间的关系，为松材线虫病精准注药治疗提供科学依据。方法: 以4年生马尾松、8年生黑松和20年生自然感病松树为研究对象，开展人工接种和自然感染试验。人工接种松材线虫强毒力AMA3株系（马尾松每株8 000 条、黑松每株5 000条），在接种后5 h以及1、3、5、10、20和30 天分层取样，定量分析接种小枝、主干以及邻近小枝内松材线虫的数量，同时观察记录马尾松外部症状表现；在自然感染林分，直接症状分级为早期1（天牛取食痕，针叶未变色）、早期2（感染枝轻微变色）、中期1（单枝枯萎）、中期2（全株枯萎<50%）、晚期（全株枯萎≥50%）5个阶段，分别采用2%甲维盐乳油（幼龄树）和20%甲维盐可溶性液剂（成龄树）进行树干注药治疗，定期观察治疗效果。结果: 1） 4年生马尾松：无症状期（接种后5天），松材线虫在树体内快速扩散，接种后3天侵入主干，5天蔓延至全株，此时虫体数量少，施药存活率达60%；随病情进展至早期症状期（接种后10天），松材线虫数量呈指数增长，接种枝条针叶褪绿，存活率降至20%；全株症状期（接种后20天），松材线虫数量达到峰值，治疗失效。2） 8年生黑松：无症状期（针叶全绿），松材线虫聚集于接种枝（扩散速度2.5 cm·d?1）；早期1阶段（针叶褪绿），松材线虫在接种枝内增殖但扩散减缓（1.7 cm·d?1）；早期2阶段（针叶黄化），松材线虫加速向主干迁移（4.0 cm·d?1）；中期（针叶红褐伴邻近枝褪绿），松材线虫在主干上下扩散，种群密度达到峰值（4.0 cm·d?1）；晚期（全株枯萎），树体内松材线虫量下降（4.0 cm·d?1）。3） 20年生自然感病松树：早期1阶段（小枝有天牛取食伤口，针叶未变色）和早期2阶段（感染枝轻微变色），施药存活率均达100%；中期1阶段（单个感染枝出现枯萎），存活率降至75%；中期2阶段（整株针叶枯萎小于50%），存活率仅20%；晚期阶段（整株株针叶枯萎大于50%），完全无效。结论: 在8年生及以上松树上依据最早感染小枝开始表现的症状进行注药治疗在理论和实际应用上均可行，且树龄越大存活率越高。该注药治疗技术方法填补了松材线虫病治疗阶段的技术空白。
目的: 探究“三北”工程区植被水分利用效率（WUE）的时空变化特征及其对环境因素和干旱事件的响应，为区域生态系统的可持续管理和干旱应对策略提供科学依据。方法: 基于2001—2022年植被总初级生产力（GPP）和蒸散（ET）数据，结合气象观测数据，在500 m分辨率上计算逐像元的WUE（WUE=GPP/ET），分析研究区WUE和标准化降水蒸散指数（SPEI-12，指各年份1月至12月的累积干旱程度）的时空变化特征。通过偏相关分析，探讨WUE与主要环境因素（气温、降水）和干旱之间的关系，并进一步分析不同植被类型WUE对干旱强度的响应。结果: 1） 2001—2022年，“三北”工程区年平均WUE为（1.12±0.35）g·kg?1。从空间分布来看，西北荒漠大部分地区（新疆南部除外）、黄土高原丘陵沟壑区和东北华北平原农区中部的WUE显著上升；新疆南部、风沙区和东北华北平原农区北部的WUE显著下降（P < 0.05）。2） “三北”工程区植被WUE对降水和气温的响应存在显著空间差异，西北荒漠区、黄土高原丘陵沟壑区和风沙区大部分区域以及东北华北平原农区中部的WUE主要受降水变化的影响；新疆准噶尔盆地和塔里木盆地周边、黄土高原丘陵沟壑区中部、浑善达克和呼伦贝尔沙地以及东北华北平原农区南部的WUE主要受气温变化的影响。3） 湿润地区植被WUE随干旱加剧而增加，干旱地区则相反。不同植被类型WUE对干旱的响应也表现出明显差异，森林和草地WUE在轻度和中度干旱条件下显著增加，在重度和极端干旱条件下显著下降，且草地敏感性较低，灌木WUE在轻度干旱条件下显著增加，在中度和重度干旱条件下显著下降。结论: “三北”工程区植被WUE呈自东向西逐渐降低的空间分布特征。在湿润地区，植被WUE随干旱加剧而增加；不同植被类型WUE对环境变化和干旱的响应策略存在显著差异，草地对干旱尤为敏感。有必要根据不同区域特点的自然条件与植被特征，因地制宜地制定精准管理策略。
目的: 探究马尾松根系分解动态与土壤线虫功能群的互馈作用及其对林窗改造的响应，为基于生物多样性维持和土壤养分提升的人工林近自然经营提供依据。方法: 在马尾松人工林内设置不同大小林窗（100、200和400 m2）及对照样地，通过根系分级、分解袋试验分析马尾松不同等级根系的分解速率和养分释放，采用形态学方法鉴定根系分解袋中的土壤线虫，结合结构方程模型分析，系统探究林窗大小对根系分解、线虫群落和土壤化学性质的影响及其相互作用。结果: 1） 林窗大小显著影响根系质量残留率（P < 0.05），1~3级根（低级根）在200 m2林窗中分解较100和400 m2林窗中快，4~5级根（高级根）0~360天在200 m2林窗中分解最快，360~720天在400 m2林窗中分解最快。低级根分解速率高于高级根。在分解过程中，根系氮和磷含量整体上呈先增高后降低的趋势，且在不同大小林窗中变化趋势较为一致，而根系钾含量波动较大。2） 林窗改造可提高土壤线虫丰度，在200 m2林窗中土壤线虫Shannon-Wiener多样性指数、成熟度（c-p 2~5）指数和生物量最高，且显著高于400 m2林窗（P < 0.05）。随着根系分解时间推移，土壤线虫的丰度和生物量呈先升高后降低的趋势，在第210天达到最高值。植食性线虫为优势类群（50.13%），其次为食细菌线虫（21.76%），植食性线虫丰度占比在各处理中均为最高，且随着根系分解时间推移整体呈上升趋势。3） 根系分解与土壤线虫功能群形成双向互馈关系。结构方程模型显示，根系分解时间和根系质量残留率对杂食性线虫丰度占比有显著负向影响，而杂食性和捕食性线虫对食细菌线虫有显著正向影响，食细菌线虫对根系氮含量有显著正效应，构成“根系分解?线虫功能群?土壤养分”的互馈调控路径。结论: 林窗改造可显著影响马尾松根系分解动态，改变土壤线虫多样性和群落结构。在林窗改造下，马尾松根系通过分解速率和养分释放调控土壤线虫功能群组成，高营养级的土壤线虫功能群通过捕食作用控制群落结构进而影响根系分解和土壤养分循环。200 m2林窗在根系分解与土壤线虫多样性协同提升方面表现最优。本研究结果可为亚热带退化马尾松林生态恢复及人工林可持续经营提供科学依据。
目的: 监测间伐和水氮添加后不同时期毛白杨光合特性和各器官非结构性碳水化合物的动态变化，阐明林木器官尺度非结构性碳水化合物含量对不同处理下光照、水分和养分资源的响应状况，为毛白杨人工林精准培育、资源高效利用提供理论依据。方法: 以华北平原三倍体毛白杨 S86无性系人工林为研究对象，采用双因素完全随机区组设计，设置隔行间伐和隔行隔株间伐2种间伐强度，灌溉施氮、灌溉、不灌溉不施氮3种水氮处理。定期监测林木光合特性，并采集叶片、枝条、树干、根系样品，分析不同时期叶片光合特征和各器官非结构性碳水化合物的动态变化规律。结果: 1） 从旱季到雨季，毛白杨叶片净光合速率和瞬时水分利用效率显著下降，水氮处理主要作用于叶片净光合速率的调控，且受间伐强度影响。旱季时，低强度间伐后配合灌溉施肥、灌溉，毛白杨叶片净光合速率分别提升103.51%、45.16%；雨季时，唯有高强度间伐后灌溉可促进叶片净光合速率提高30.31%。2） 旱雨季交替时，叶片、枝条、树干、根系可溶性糖、淀粉和非结构性碳水化合物含量均有提高，但不同器官对间伐和水氮调控的响应存在差异，灌溉施肥显著增加旱季叶片和枝条可溶性糖和非结构性碳水化合物含量，但显著降低根系可溶性糖和非结构性碳水化合物含量。3） 生长季内可溶性糖是毛白杨最主要的非结构性碳水化合物贮藏形式，不同器官可溶性糖和非结构性碳水化合物含量变化规律相同，均呈叶片>枝条、根系>树干的趋势；可溶性糖转化形成的淀粉主要集中在枝条和根系。4） 叶片、枝条、树干可溶性糖和非结构性碳水化合物含量存在显著正相关，根系非结构性碳水化合物含量受可溶性糖和淀粉含量的共同影响；就不同器官而言，叶片和根系非结构性碳水化合物及组分含量具有较高相关性。5） 旱季蒸腾速率是解释各器官非结构性碳水化合物含量变异的关键因子，贡献率达47.6%；旱季叶片和根系非结构性碳水化合物含量受光合速率、蒸腾速率和气孔导度的正向调控，雨季叶片非结构性碳水化合物含量受叶片光合特性的负向调节。结论: 旱季到雨季，毛白杨叶片净光合速率和瞬时水分利用效率显著下降，水氮处理对净光合速率的调控受间伐强度影响。旱雨季交替时，各器官非结构性碳水化合物含量提高，但不同器官对间伐和水氮调控的响应存在差异。
目的: 开发一种低成本、无损、精准且可批量检测油茶种仁油脂含量和脂肪酸成分含量的方法，以提高油茶油脂性状的评估效率。方法: 以220份油茶无性系种仁为材料，采用索氏抽提法测定种仁油脂含量、气相色谱法测定油茶籽油脂肪酸成分含量，采集种仁在波长1 000~2 500 nm间的近红外光谱，应用9种方法对光谱数据进行预处理后，分别通过随机抽样法（RS）和光谱?理化值共生距离算法（SPXY）按4∶1将样本划分为校准集和预测集，运用竞争性自适应重加权算法（CARS）从光谱数据中选择与各油茶油脂性状显著相关的关键波长，并建立油茶种仁油脂含量和脂肪酸成分含量的偏最小二乘回归（PLSR）预测模型。结果: 油茶种仁油脂含量以及7种脂肪酸（棕榈酸、棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸）含量的变化范围均符合或接近正态分布。2种方法划分样本集所建油脂含量预测模型均具有良好的精度和稳定性，采用RS法划分样本集下，以标准正态变换（SNV）预处理方法最优，选择14个关键波长，相对分析误差（RPD）为5.205 5，预测集决定系数（$R_{\mathrm{p}}^2 $）和均方根误差（RMSEp）分别为0.965 1、1.854 8 g·(100 g)?1；采用SPXY算法划分样本集下，以SNV+一阶导数（FD）预处理方法最优，选择25个关键波长，RPD为3.417 0，预测集$R_{\mathrm{p}}^2 $、RMSEp分别为0.916 8、2.622 4 g·(100 g)?1。油酸、亚油酸和亚麻酸含量模型在RS法划分样本集下，分别使用二阶导数（SD）、SNV和连续统去除（CR）预处理方法最优，RPD分别为1.939 4、2.116 4和2.338 1，$R_{\mathrm{p}}^2 $分别为0.738 5、0.775 4和0.831 6，RMSEp分别为1.707 1%、1.370 2%和0.049 2%。结论: 本研究构建的油茶种仁油脂含量近红外光谱预测模型精度较高，稳定性好，可用于油茶种仁油脂含量的快速、批量无损检测，油酸、亚油酸、亚麻酸含量预测模型可用于样品不饱和脂肪酸含量的初步预测，为应用近红外光谱技术实现油茶油脂含量、脂肪酸含量等的快速检测提供了理论依据和基础。
目的: 对84K杨PagABP基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析，选择在顶芽、幼茎、形成层、韧皮部和木质部均高表达的PagABP1基因，探究该基因对杨树径向生长和高生长的调控作用，为阐明ABP1介导的生长素信号通路在茎生长中的分子机制提供参考。方法: 采用生物信息学相关方法，鉴定84K杨PagABP基因家族成员；利用qRT-PCR技术，分析PagABP1基因在顶芽、幼叶、幼茎、幼根、成熟茎、老根、根尖、韧皮部、维管形成层和木质部中的表达；分别将PagABP1启动子和编码区序列构建植物PPagABP1::GUS启动子载体和过表达35S::PagABP1载体，应用农杆菌介导法创制84K杨转基因材料，探究PagABP1基因对杨树径向生长和高生长的影响。结果: 在84K杨基因组中鉴定到2个ABP基因家族成员，其中PagABP1基因在顶芽、幼茎、形成层、韧皮部和木质部中相对表达量较高；PpagABP1::GUS转基因杨与PpagDR5::GUS（生长素响应报告基因）转基因杨基因表达位置重合，主要表达于顶芽、幼茎、形成层、韧皮部与初生木质部，提示PagABP1参与生长素诱导影响径向生长和高生长；截顶土栽苗在萌芽数和生长速率上，PagABP1-OE株系均显著大于对照；分析60天的过表达PagABP1基因的转基因株系（#17、#26）发现，第12茎节间形成层宽度、初生木质部宽度、韧皮部宽度、株高和地径分别较对照提高50.2%、43.3%、1.58%、19.14%和19.29%。结论: PagABP1基因与生长素表达部位关联，主要在顶芽、幼茎、形成层、韧皮部和初生木质部中表达，影响杨树径向生长和高生长。
目的: 系统评价第1代转BtCry1Ac基因欧洲黑杨及其转基因杂交F1代京兴1号和京兴2号的生物安全性，重点分析外源基因表达和抗虫性状的稳定性，并探讨其对根际土壤微生物和林内生物多样性的潜在影响，为转BtCry1Ac基因抗虫杨树安全性评价和产业化应用提供科学依据。方法: 通过PCR和RT-qPCR技术验证转基因杨树目标基因稳定性，测定各无性系树高、胸径评价生长表现；采用美国白蛾幼虫饲喂各无性系叶片18天评价抗虫性；应用标准方法测定各无性系根际土壤pH值及主要养分含量；利用16S/ITS高通量测序解析土壤微生物群落组成与多样性，结合样方调查和马氏网法监测林下杂草及节肢动物群落结构。结果: 1） PCR和RT-qPCR检测结果明确BtCry1Ac基因在第1代转基因欧洲黑杨和F1代转基因杂交子代中稳定存在并表达，特异性条带为546 bp。2） 生长调查表明，京兴1号和京兴2号的树高较对照108杨分别提高9.62%和7.56%，胸径分别提高17.57%和15.07%，但未达到显著性差异。3） 室内饲虫试验表明，与对照108杨相比，京兴1号和京兴2号对美国白蛾幼虫的抗性显著增强，饲喂18天后幼虫死亡率分别提升116.24%和96.21%。4） 根际土壤理化性质分析显示，除转基因无性系n208的根际土壤pH值显著升高外，有机质及氮、磷、钾养分含量在各无性系间无显著差异。5） 土壤微生物群落研究表明，细菌与真菌门水平优势类群（变形菌门及子囊菌门）组成未受显著影响；各无性系间细菌和真菌群落结构的α多样性指数无统计学差异；β多样性分析揭示真菌群落结构存在显著组间分化，而细菌群落保持稳定。6） 林下生物多样性调查记录到杂草8科14种、节肢动物6目22科，BtCry1Ac基因表达对杂草群落的物种丰富度、多样性、优势度和均匀度均未产生显著影响。转基因林地内目标害虫（鳞翅目）数量显著降低，但节肢动物群落整体结构与对照林地高度相似，关键多样性指数无显著变化。结论: 转BtCry1Ac基因杨树外源基因稳定存在并表现出较高抗虫性，未发现对土壤养分循环、微生物α多样性以及林下生物群落稳定性产生明显影响。杂交子代京兴1号、京兴2号有较好的抗虫优势，具有良好应用前景。本研究结果可为转基因杨树环境生物安全评价提供科学依据，建议开展长期监测以系统评价其对生态环境的影响。
目的: 四明山樱桃是发现于中国浙江省宁波四明山地区的李属樱亚属新种。本研究通过形态学观察和分子系统发育学分析，对该物种进行描述与分类鉴定，以确定其系统发育地位，并揭示其与近缘种山樱花的主要形态差异。方法: 形态学比较基于新种和近缘种的植物标本及野外调查资料。分子系统发育分析基于叶绿体基因组数据，使用MAFFT进行多序列比对，采用IQ-TREE的最大似然（ML）法和MEGA的邻接法（NJ）构建系统发育树，以验证四明山樱桃在樱亚属内的系统发育位置。结果: 1） 形态学研究表明，四明山樱桃的叶柄、叶片、花柄及萼片均为绿色，花纯白、花柱及花柄被白色短柔毛，核果红色；而山樱花相应部位呈褐色或淡红褐色，花后期转浅粉，花柄及花柱无毛，核果紫黑色。2） 系统发育分析表明，四明山樱桃与山樱花亲缘关系较近，但形成独立的分支，在分子系统学上具有独立性，支持其作为樱亚属新种的分类地位。结论: 综合形态学和分子系统学证据，本研究证实四明山樱桃为樱亚属新种。该新种的发现丰富了华东地区樱亚属的物种多样性，为樱亚属植物的分类体系与系统演化研究提供了新的科学依据，对该地区植物多样性保护和资源利用具有重要参考价值。
目的: 探究云南圈养和野生亚洲象粪便病毒群落组成，为该珍稀物种保护提供理论依据。方法: 采集圈养母乳饮食幼象、圈养成年象及野生成年象新鲜粪便样本，使用宏基因组测序和病毒宏基因组学分析方法全面了解亚洲象粪便DNA病毒群落结构全景。结果: 肌尾噬菌体科是圈养幼象的优势科水平病毒类群，圈养和野生成年象则均以长尾噬菌体科为主，野生成年象肠道短尾噬菌体科的相对丰度明显高于圈养个体；聚球菌噬菌体S-CRM01和欧文氏菌噬菌体Ea35-70是圈养幼象的优势种水平病毒类群，梅迪特拉内安噬菌体uvMED是圈养和野生成年象最优势种水平病毒类群，野生成年象肠道EBPR足病毒3的相对丰度明显高于圈养个体；在幼象样本中检测到了疱疹病毒序列，可能是潜在的象亲内皮疱疹病毒序列。结论: 圈养与野生亚洲象、幼年和成年个体粪便病毒群落存在显著差异，检测到的潜在的象亲内皮疱疹病毒序列，为亚洲象的保护和监测以及象亲内皮疱疹病毒相关病毒的监测提供重要理论依据。
目的: 针对当前森林类型变化检测存在的细粒度图斑变化方向难以自动识别、检测周期受制于单一光学影像成像等问题，协同星载多光谱与合成孔径雷达（SAR）影像以缩短森林变化检测周期，构建端到端的地表覆盖和森林类型变化检测模型，为不同输入数据情景提供可靠的解决方案，为高精度、短周期的森林资源动态监测提供参考。方法: 提出以双时相Sentinel影像（Sentinel-1或Sentinel-2）原始特征为输入数据的森林分类与变化检测网络（FCCDNet），包括可自动提取前后时相数据多层次特征的并行Swin Transformer骨干网络、双时相特征融合模块、用于同步获取前后时相地表覆盖类型和变化区域的多任务学习解码器。以瑞典西约塔兰省为研究区，获取其2018年和2023年2期Sentinel-1和Sentinel-2影像，结合多源参考数据（包括瑞典国家森林清查数据和瑞典森林分布图等）构建数据集对模型进行训练。对比验证迭代加权多元变化检测法（IR-MAD）、植被指数差异法(dVIs)、Bitemporal Image Transformer (BIT)和随机森林分类后比较法等变化检测算法，并分析多光谱与SAR不同数据组合的森林变化检测适用性。结果: FCCDNet能够高效、准确地检测森林变化区域和变化方向，2期数据均为多光谱影像时的分类和变化检测精度分别为93.26%和90.56%，显著优于IR-MAD（77.68%）、dVIs（78.09%）和BIT（79.14%），2期影像为Sentinel-1和Sentinel-2组合时精度降低（65.94%~76.68%），但仍能检测到大部分变化区域。结论: FCCDNet可实现端到端的森林类型变化检测，在一定程度上解决森林变化检测周期受制于高质量光学影像数据缺失的问题，具备高精度检测微小地表覆盖变化和缓解森林变化检测制图椒盐问题的能力，可为短周期、智能化的森林资源动态监测提供技术支撑。
目的: 协同高分辨率无人机数据与Sentinel-2卫星遥感影像，利用梯度提升回归树算法，实现对退耕还林区疏林郁闭度的精准监测，为新一轮退耕还林工程成效评估提供技术支持。方法: 在退耕还林典型区域收集无人机激光雷达及可见光影像数据，结合2024年生长季和非生长季的Sentinel-2遥感影像及地形数据，构建梯度提升回归树模型对退耕还林疏林郁闭度进行估算，并对其精度与区分能力进行评估。结果: 基于无人机获取90个退耕还林地块激光雷达点云和可见光影像，利用点云计算冠层高度模型（CHM）结合阈值分割法，实现了5 764个疏林郁闭度样本集构建；基于多时相Sentinel-2遥感影像特征与地形信息等多种变量，建立了梯度提升回归树模型，实现了疏林郁闭度的精细监测，模型决定系数R2为0.731，均方根误差RMSE为0.028，平均绝对误差MAE为0.021；非生长季的反射率、植被指数及海拔特征重要性较高，证明地形信息和非生长季的光谱信息是低郁闭度精准估测的关键因子。结论: 结合高精度无人机激光雷达数据和Sentinel-2遥感影像构建的梯度提升树回归模型可以较好地估算疏林郁闭度，并且在不同地理环境和植被类型的影响下具有较好的稳定性，对内蒙古新一轮退耕还林工程建设效益评估具有重要意义。
目的: 探究不同尺寸核桃树受迫振动时的响应情况，解决核桃振动采收过程中效率低下、果实采净率低等问题。方法: 利用地面三维激光扫描仪采集核桃树点云数据，对采集到的树体点云数据进行预处理后提取树木骨架，采用NX软件对核桃树进行三维拟合重建，建立不同尺寸参数的核桃树三维模型。通过实测频谱对核桃树材料特性参数进行修正，实际与仿真共同出现的共振频率中最大相对误差仅为0.22%，确保三维模型的准确性。应用Ansys对核桃树树体三维模型进行谐响应分析，探究激振频率、激振力、激振高度3个参数对振动加速度的影响，分析不同尺寸核桃树在不同频率下的位移和加速度响应情况；结合挂果枝位移、加速度响应和谐响应云图上核桃树的响应情况进一步探究不同尺寸核桃树的适宜采收频率。结果: 核桃树的加速度响应峰值随直径、高度和冠幅增加而降低，较高树体和大冠幅对高频振动的响应较弱，表明树体的几何特性显著影响其振动特性。对核桃树振动采收参数进行响应面分析并优化，得到核桃树振动采收的最优振动参数组合，在最优振动参数激振下核桃采收率均在90%以上，表明该振动频率参数可为核桃树振动采收装置工作时的参数设置提供参考。结论: 根据本研究描述的核桃树建模方法可以实现对核桃树细小侧枝的重建，且重建出来的整树模型具有更为真实的生长形态特征；不同直径、不同高度、不同冠幅的核桃树振动响应不同，适宜振动频率范围为10~20 Hz，可根据树形结构参数进一步确定该频率范围。
目的: 建立新型室内铺地材料石木塑复合地板生命周期数据集，全面量化石木塑复合地板生产过程的环境影响和生物碳储量，与传统室内铺地材料的环境性能进行对比，提出石木塑复合地板环境性能提升举措并量化其提升潜力，为行业绿色低碳发展提供支撑。方法: 建立石木塑复合地板从摇篮到大门阶段的生命周期模型，并量化其一次能源消耗（PED）、非生物资源消耗潜值（ADP）、全球变暖潜值（GWP）、水资源消耗（WU）、酸化（AP）、富营养化潜值（EP）、可吸入无机物（RI）、臭氧层消耗（ODP）、光化学臭氧合成（POFP）、电离辐射?人体健康（IRP）、生态毒性（ET）等中点环境影响，以及节能减排综合指标（ECER）和生物碳储量。结果: 原材料获取阶段是中点环境指标的最大贡献者，对各指标的贡献度超过63%。地板制造阶段ET的贡献度达35.76%，运输阶段的环境影响较小。1 m2石木塑复合地板从摇篮到大门阶段的ECER为4.12E?11。聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯生产过程是原材料获取阶段的主要环境热点，电力、天然气和柴油生产过程是地板制造阶段的主要环境热点。1 m2石木塑复合地板的生物碳储量为0.12 kg CO2 eq，占其GWP的1.1%。未来，应提高原料利用效率（节材），降低石木塑复合地板生产过程中PVC、聚乙烯和碳酸钙的消耗量，同时提高能源利用效率（节能），降低地板制造阶段的电耗，以提升石木塑复合地板环境性能。结论: 本研究填补了石木塑复合地板环境性能研究的空白，帮助地板制造商、建筑开发商、设计师、消费者和研究人员等认识石木塑复合地板这一新型铺地材料的综合环境性能，同时提出可操作性的提升举措，可为石木塑复合地板行业绿色低碳发展提供有益参考。
目的: 量化分析森林可持续管理对“四库”安全的作用机制和影响路径，为完善森林资源管理体系建设提供决策参考。方法: 基于2011—2022年我国31个省级行政区面板数据，综合使用熵值法、两阶段最小二乘法和中介效应模型，构建森林“四库”安全评价指标体系，分析森林可持续管理对“四库”安全的作用机制。结果: 1） 森林可持续管理对“四库”安全具有显著正向影响，其中森林资源利用持续性的影响最大，森林资源保护投入和森林系统恢复干预的影响相对较小；2） 森林可持续管理通过林业绿色发展韧性提升和森林生态系统服务价值增强2条路径促进“四库”安全，其中森林资源利用持续性主要通过森林生态系统服务价值增强路径发挥作用，森林资源保护投入和森林系统恢复干预在2条路径上均有显著作用；3） 森林可持续管理对“四库”安全的影响在不同功能区和经济发展水平区域存在显著差异，重点生态功能区森林资源利用持续性作用最为突出，不同经济发展水平地区呈现从资源依赖向效率提升再到生态服务导向的演化特征。结论: 深化森林可持续管理与“四库”安全的协同发展，应强化森林资源可持续利用的政策导向，构建差异化的区域森林资源管理体系，建立森林韧性与生态服务的协同提升机制，健全森林“四库”安全保障的制度体系，提升森林资源对“四库”安全的综合支撑能力。
目的: 明确长白山阔叶红松林不同生活型植物多样性的海拔分布格局，揭示其与环境因子的关系，为温带山地森林生物多样性维持提供科学依据。方法: 基于布设的45个森林群落样地数据（50 m海拔间隔），探究阔叶红松林植物沿海拔梯度的分布差异，运用非线性回归、相关性分析和方差分解等方法，分析地形（海拔、坡度、坡向）、土壤（pH值以及碳、氮、磷含量）、气候（年平均温度）和生物（郁闭度、树高、胸径、冠幅）因素对乔灌草多样性的影响。结果: 1） 记录到乔木12科23属40种、灌木17科28属58种、草本41科87属105种；DBH≤5 cm的小径级树木株数在群落中占比较大，森林更新良好。2） 海拔700~1 050 m范围内，树木株数和重要值以耐阴树种占绝对优势，胸高断面积以建群种红松或主要优势树种紫椴占绝对优势；随海拔上升，针叶树种占比逐渐增多。3） 随海拔升高，群落的乔木层物种丰富度呈“单峰型”变化格局，灌木层物种丰富度逐渐降低，草本层物种丰富度呈先降低后增大的变化趋势。4） 地形、土壤和气候因子共同影响乔木层物种多样性，其中海拔引起的温度变化解释了27.0%的变化；灌木层物种多样性变化主导因子为地形因子（30.7%）；草本层植物多样性除受地形、土壤和年平均温度影响外，还受森林郁闭度和乔木层胸径的显著影响（P<0.05）。结论: 长白山阔叶红松林植物多样性的海拔分异由地形、气候、土壤和林冠结构等多因子协同驱动，乔木、灌木和草本层对海拔和环境因子的响应模式呈现显著差异。
木质素是植物细胞壁的重要组成部分，与纤维素和半纤维素共同构成陆地生态系统中最大的可再生有机碳库。因复杂的分支结构、异质性和多种键型组成，木质素降解往往较为困难，这一特性不仅制约木质素的高值化利用，还在很大程度上限制木质纤维素的高效转化。生物降解是一种绿色、低碳、环保的处理方法，在木质素转化利用中展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景，深入研究木质素的生物降解机制，不仅有助于为生物质转化利用和可再生化学品生产提供新的思路，而且有利于增进对全球碳封存的理解，从而更好应对当前的气候变化和能源危机。真菌作为地球上最主要的分解者，进化出最全面的酶系统用于木质素降解。然而，目前关于真菌降解木质素的研究仍存在诸多空白，其酶系统对木质素的降解机制尚未得到完全阐明。近年来一些研究取得了重要进展，如软腐菌Parascedosporium putredinis NO1分泌一种新型的、不需要辅助因子的木质素氧化酶，可打破木质素结构中的β-醚键，并释放三嗪；白腐菌Echinodontium taxodii可分泌锰过氧化物酶、漆酶和酯酶，这几种胞外酶协同作用对竹子木质素进行选择性脱除，破坏木质素与木聚糖的交联键，从而显著提高纤维素酶对纤维素的可及性和糖化效率。此外，白腐菌Phanerochaete chrysosporium分泌的木质素过氧化物酶PcLiP03通过静电和疏水作用特异性结合于木质素表面，与纤维素的结合能力较弱，纤维素加入几乎不影响PcLiP03对木质素的作用效果。在分解代谢方面，13C同位素标记技术的应用揭示担子菌Agaricus bisporus在胞外对木质素衍生物和天然木质素进行解聚，并以分解产物为碳源和能源，在胞内同化为多种细胞组分。同时，最新研究首次明确证明，厌氧真菌Neocallimastigomycete californiae可通过非特异性的小分子介导木质素解聚过程，改变木质素单体的组成比例，并引发多种木质素的化学键断裂。综上所述，这些研究成果在一定程度上突破了真菌降解木质素的传统认知，为发展更高效、经济的木质素生物降解技术提供了扎实的理论基础，同时为生物地球化学循环提供了全新的见解。下一步研究应进一步明确真菌降解木质素的酶促机制，并继续挖掘真菌代谢路径在木质素高值化利用中的潜力。
目的: 聚焦黄河上游核心沙源区，分析宁蒙段入黄泥沙的来源与路径、入黄沙量时空特征，精准识别入黄风沙危害的重点区域，加深对宁蒙段风沙入黄规律及其危害区域的认识，为沿岸防沙治沙和生态修复实践提供科学依据。方法: 以腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠为研究对象，综合运用实地调查、遥感解译与多源数据整合等方法，系统分析三大沙漠风沙入黄规律，并确定重点危害区域。结果: 1） 腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、库布齐沙漠等近源沙漠沙及其下伏砒砂岩是宁蒙段河道粗泥沙的主要来源，其主要通过风力侵蚀、沙丘移动、悬移沉降和洪水带入4种方式进入河道。2） 以头道拐水文站为出口站，1950—2023年宁蒙段输沙量为1.630×107~3.162 1×108 t，多年平均值为9.405×107 t。M-K检验表明，1950—2023年宁蒙段输沙量呈显著减少趋势（P<0.01），下降速率为1.80×106 t·a?1。3） 从年际变化来看，1986—2013年宁蒙段入黄沙量呈逐渐下降趋势。从季节变化来看，乌兰布和沙漠入黄沙量呈现以春季为主的变化特征，春季、夏季、秋季和冬季的贡献率分别为46.8%、24.7%、21%和7.5%。4） 三大沙漠入黄沙量表现出显著空间差异。乌兰布和沙漠年均入黄沙量最大，为9.369 7×106 t；库布齐沙漠年均入黄沙量次之，为6.534 2×106 t；腾格里沙漠年均入黄沙量最小，仅为7.649×105 t。结论: 黄河上游宁蒙段入黄沙量具有显著的时空异质性，总体呈现出春季主导、年际递减的时间特征，空间上表现为乌兰布和沙漠>库布齐沙漠>腾格里沙漠的入黄沙量格局。本研究结果可为黄河上游宁蒙段沿岸风沙危害区的防沙治沙与生态修复提供科学依据，对保障黄河流域生态安全具有重要实践价值。
目的: 定量评估坝上地区不同典型固沙树种（小叶杨、樟子松、柠条）防护林带在冬春季的防风效能和固沙效率差异，揭示该差异与植被形态特征、地表覆盖和土壤性质等近地表特征的响应关系及其驱动机制，为优化该区域植被防护体系构建、提升全年防风固沙效能提供科学依据。方法: 在河北省康保县选取3种优势树种（小叶杨、樟子松、柠条）的防护林带和裸地对照样地，于2024年11月及2025年3和4月开展野外观测。在每种优势树种的林前、林内和林后沿主风向设置3个观测点，以裸地为对照，利用风杯风速仪和全向旋转集沙仪同步测定风速和输沙通量，计算林带的防风效能和固沙效率。调查树高、冠幅、盖度、枯落物厚度和密度（未分解层、半分解层）以及林下植被高度和盖度，分析表层土壤（0~10 cm）粒径分布（砂粒、粉粒、黏粒）、土壤密度和含水率。采用单因素方差分析比较差异，Pearson相关分析探究关联性，冗余分析和多元回归分析量化关键驱动因子及其贡献。结果: 冬春季不同树种防风固沙效能存在显著差异，防风效能表现为樟子松防护林带（81.16%）>小叶杨防护林带（63.94%）>柠条防护林带（47.96%），固沙效率表现为小叶杨防护林带（97.78%）>樟子松防护林带（96.23%）>柠条防护林带（89.39%）。植被恢复可显著改变近地表特征，相较于裸地，植被样地表层土壤黏粒含量降低（1.80%~2.62%）、粉粒含量增加（10.88%~11.84%）、土壤密度下降（11.52%~20.00%）；小叶杨样地的枯落物特征和林下植被高度显著优于樟子松和柠条样地。冗余分析和多元回归分析表明，近地表特征可共同解释防风固沙效能变异总量的89.2%。冠幅是防风固沙效能的主导驱动因子（解释率60.3%），其次为土壤含水率（解释率9.4%）、黏粒含量（解释率6.0%）和枯落物未分解层密度（解释率4.5%）。结论: 在干旱区风蚀高发的冬春季，不同固沙树种防风固沙效能存在显著差异，常绿乔木凭借持存冠层维持最高防风效能，落叶乔木因累积大量枯落物表现出最优固沙效率。冠幅是调控防护效能的最关键因子，但对其直接管理受限。提升地表覆盖度（特别是高蓄积量枯落物）是增强冬春季风蚀防控的有效途径。本研究结果强调在植被恢复实践中，需兼顾冬春季防护需求，强风蚀区应优先配置樟子松以削弱风速，表土脆弱区应侧重配置小叶杨以抑制颗粒运移，从而实现区域土壤风蚀的全年有效防控和生态系统的可持续管理。
目的: 量化北京城郊密云水库周边油松人工林蒸腾降温[ΔT(Ef)]和土壤蒸发降温[ΔT(Es)]，确定2种降温在昼夜和季节尺度上的调节因子，为减缓北京城市热岛效应的策略制定提供科学支撑。方法: 于2021年5—11月生长期，分别采用热扩散探针和涡度相关法对油松人工林树干液流（SFD）和蒸散发（ET）进行连续监测，并计算林分蒸腾（Ef）和土壤蒸发（Es），同步监测主要气象因子和土壤含水量（SWC），运用Mantel检验和随机森林算法等方法，分析密云水库周边油松人工林Ef、Es、ΔT(Ef)和ΔT(Es)时间变化特征及其影响因子。结果: 1） 在昼夜尺度上，ΔT(Ef)和ΔT(Es)分别在白天和夜间占主导地位。白天空气温度（Ta）对ΔT(Es)的影响最显著，土壤含水量（SWC）和短波辐射（RSD）对ΔT(Ef)的影响最显著（Mantel’s P<0.01，0.2≤ r <0.4）。2） 在季节尺度上，ΔT(Ef)的降温贡献比重高于ΔT(Es)，且夏季ΔT(Ef)和ΔT(Es)高于其他季节。7—9月ΔT(Ef)和ΔT(Es)日均值分别为3.49和1.66 ℃，Ef和Es日均值分别为1.64和0.77 mm。空气温度和土壤含水量分别是影响ΔT(Es)和ΔT(Ef)季节变化的主要环境因子。3） 参数优化后，随机森林模型对ΔT(Es)和ΔT(Ef)均有较好的模拟效果（R2>0.93）。结论: 蒸发降温和蒸腾降温的比重在昼夜和季节尺度上存在显著差异。热量条件（土壤温度和空气温度）和土壤含水量分别是影响蒸发降温和蒸腾降温的最重要因子。相较于土壤蒸发降温，植物气孔的调节作用可使蒸腾降温快速地对饱和水汽压差和气温作出响应。
目的: 探究东北温带森林幼苗生物量分配权衡对生长的影响及其对邻体竞争和环境因子的响应，比较生物量分配性状和器官水平性状与幼苗生长的相关性，加深对幼苗生物量分配的认识和理解，为东北温带森林的群落调控机制和动态变化规律提供理论依据。方法: 基于吉林蛟河针阔混交林130个幼苗样方个体数据，采用主成分分析确定幼苗生物量分配的权衡关系，通过线性混合效应模型构建生物量分配权衡模型、幼苗生长模型以及生物量分配性状和器官水平性状的比较模型，分析生物量分配权衡、生物量分配性状和器官水平性状对幼苗生长的影响。结果: 1） 东北温带森林幼苗生物量分配权衡主要表现为2类：一是牺牲叶生物量的根生物量投资权衡，二是牺牲叶生物量和根生物量的茎生物量投资权衡。具体而言，随着土壤有机质含量减少，幼苗对根生物量的分配降低；随着林冠开阔度下降，幼苗对叶生物量的分配增加；在同种竞争和异种竞争共同作用下，幼苗会将生物量更多地分配给根或叶。2） 牺牲叶生物量的根生物量投资权衡对幼苗生长具有促进作用，而林冠开阔度及土壤全磷含量和土壤全钾含量则对幼苗生长产生负向影响。3） 与器官水平性状相比，生物量分配性状与幼苗生长的相关性更强，但幼苗生长率与比茎长、比叶面积、比根长等资源获取性状呈负相关。结论: 苗木生物量分配权衡对幼苗生长具有促进作用，相较于器官水平性状，生物量分配性状与幼苗生长的相关性更强，生物量分配在决定植物群落增长动态和资源吸收策略中发挥关键作用。
目的: 构建杉阔复层异龄混交林，评估不同林下补植模式的土壤质量变化，筛选适宜的林下补植模式，为杉木人工林土壤健康维护和可持续经营提供科学依据。方法: 在1998年营建的杉木人工林中，2014年进行第3次间伐（平均保留密度225株·hm–2），2015年设置杉木纯林对照（M0）、仅补植闽楠（M1）、补植闽楠和红豆杉（M2）、补植闽楠和红豆杉及木荷（M3）4种林下补植模式，杉木与补植树种的株数比例均为3∶7；在补植7年后的2022年，采集0~60 cm土层深度的土样，测定化学性质、胞外酶活性和细菌群落特征（16S rRNA）。选取最小数据集建立土壤质量指数（SQI）模型，采用方差分解量化生物因素（酶活性、微生物代谢限制和群落结构）和非生物因素（化学性质及其计量比）对土壤质量的贡献率，并通过结构方程模型解析“林下补植模式?土壤质量指数”之间的关系。结果: 与纯林M0相比，经林下补植形成的杉阔复层异龄混交林（M1、M2、M3）可显著改善土壤质量和微生物群落生态功能，0~20 cm土层的全氮、全磷、碱解氮、有效钾、土壤有机碳等关键养分含量提升29.87%~72.62%，其中M2的0~20 cm土层各指标增幅最大。林下补植通过优化土壤酶活性驱动碳氮磷循环，M1的土壤蔗糖酶活性、葡萄糖苷酶活性和M3的脲酶活性在0~20 cm土层达到峰值，而纯林的酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性较高，反映出分解代谢路径的差异。M2的微生物磷限制平均值较纯林下降12.05%，并通过提升0~20 cm土层的氮水解酶相对活性和缓解40~60 cm土层的微生物碳限制优化养分利用策略。微生物群落分析显示，营建的复层异龄混交林可显著提高土壤微生物的Shannon多样性指数，改变酸杆菌门、变形菌门等功能菌群丰度。林下补植模式通过调控全磷（路径系数0.68）、氮磷比（0.71）及SOC（0.33）、pH值（0.34）、氮水解酶活性（0.17）和土壤微生物Shannon多样性（0.60）间接影响土壤质量。3种林下补植模式的土壤质量指数均优于纯林，其中M2的0~20 cm土层的土壤质量最高，纯林的40~60 cm土层的土壤质量最低。结论: 通过在杉木人工纯林林下补植乡土树种形成的杉阔复层异龄混交林，能够提升土壤养分水平、平衡化学计量限制、优化酶活性和微生物群落多样性，改善土壤质量，其中林下补植闽楠和红豆杉改造模式的土壤改良作用最为突出。
目的: 探索新一代冰、云和陆地高程卫星（ICESat-2）与机载激光雷达及Sentinel-2多源数据联合反演区域森林地上生物量（AGB）的适配性，为大范围森林资源管理和动态监测提供科学依据。方法: 以内蒙古赤峰市旺业甸林场为研究区，基于机载激光雷达数据和样地实测数据建立高精度AGB估测模型，将样地AGB由离散的“点”状数据扩展到连续的“面”状数据，以克服样地点与星载点之间难以匹配的问题；在此基础上，联合ICESat-2与Sentinel-2遥感数据进行AGB反演，并基于最佳特征变量组合与最优反演模型，绘制研究区森林地上生物量空间分布图。结果: 1） 基于机载激光雷达提取的三维结构信息与森林AGB高度相关，随机森林模型反演结果精度最高，相关系数为0.91，均方根误差（RMSE）为17.00 t·hm?2, 估测精度（EA）为88.90%。2） 在Sentinel-2基础上引入ICESat-2变量后，可进一步提升模型反演精度（R2=0.74, RMSE=27.44 t·hm?2, EA=69.32%），R2和EA分别提高30.26%和14.18%。3） 研究区森林AGB空间分布结果显示，东南部森林AGB分布较低（平均为97.13t·hm?2），中东部和东北部森林AGB分布较高（平均为117.03 t·hm?2），与实际分布一致。结论: 基于机载激光雷达数据反演的森林AGB精度较高，可作为连接样地实测数据和星载数据的中间参数。结合机载激光雷达、Sentinel-2及ICESat-2数据，不仅可提升森林AGB估测精度，也可为区域范围的森林资源管理和动态监测提供新的方法参考。
目的: 提出一种基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法，以解决同种树木不同个体因存在枝干形态和冠层结构差异增加异速生长方程估算单木材积或碳储量的不确定性问题，提升单木结构重建完整性和地上碳储量测量精度。方法: 基于空间殖民建模思想重建桉树单木并测定地上碳储量，包括枝干分离、骨架提取与优化、三维重建、单木参数提取和地上碳储量计算等步骤。采用逐层判断和聚类方法分离主干和树枝点云，避免树木下垂分支导致的判断错误。通过优化与调整骨架去除细小冗余分支，对属于同一条树枝的近平行枝进行融合。利用Cardinal曲线插值算法补全骨架点云缺失部分，树木骨架膨胀生成单木高精度三维几何模型。基于单木枝干三维结构提取体积，结合实地采伐的41株桉树样木解析、称量与测定的木材密度和含碳率进一步转换为单木地上碳储量。结果: 基于地基激光雷达点云的单木地上碳储量测定新方法提取单木参数的精度为：树高测定值与参考值线性拟合R2为0.94，CV(RMSE)为19.00%；胸径测定值与参考值线性拟合R2为0.94，CV(RMSE)为19.00%；树干体积测定值与参考值线性拟合R2为0.94，CV(RMSE)为 19.00%；树枝体积测定值与参考值线性拟合R2为0.95，CV(RMSE)为 38.84%。单木地上碳储量测定值与参考值线性拟合R2为0.96，CV(RMSE)为16.23%。结论: 通过提取桉树单木材积参数并与实测密度和含碳率结合测定碳储量，侧重解决桉树个体形态和结构造成的地上碳储量测定差异，可为林业数表编制、智慧林业及林业碳汇计量与交易提供技术支撑。
目的: 解析毛竹节长的地理分异规律及其关键环境因子，为长节毛竹优良种质选育和竹林定向培育提供理论依据。方法: 基于我国毛竹资源分布情况，按照150 km ×150 km网格设置调查点，采用回归分析揭示地理因子、气候因子、地形因子和土壤因子对毛竹节长的影响规律，筛选影响毛竹节长的关键环境因子。结果: 1） 我国毛竹1.5 m处节长的变化范围在17~34 cm之间，平均值为（24.39±2.86）cm，变异系数为11.72%。2） 节长与经度、年均气温、年均降水量、年均日照时数、坡度、碳氮比呈负相关，与纬度、海拔、pH呈正相关，相关性达到极显著水平（P<0.01）。经度每增加1°，节长减少0.18 cm；纬度每升高1°，节长增加0.37 cm；年均气温每升高1 ℃，节长减少0.61 cm；年均降水量每增加100 mm，节长缩短0.36 cm；年均日照时数每增加100 h，节长减少0.24 cm。3） 气候因子、地形因子和土壤因子对节长的总解释方差为24.52%，其中，气候因子的贡献率为8%，气候与土壤交互作用的贡献率为5.28%，地形因子的贡献率为4.58%。4） 基于经纬地理坐标添加指数空间相关，筛选出影响毛竹节长的关键环境因子为最冷月降水量和坡度。结论: 毛竹节长主要受气候和地形因子的综合影响，关键环境因子为最冷月降水量和坡度，开展长节毛竹林定向培育需综合考虑区域气候条件，确保关键生长期的环境条件管理。
目的: 针对次生林发育阶段划分指标零散、阈值模糊的问题，构建基于林分状态特征的定量化划分方法，探讨发育阶段划分关键指标综合阈值，为次生林修复和全周期可持续经营提供科学依据。方法: 以甘肃小陇山林区不同类型锐齿槲栎次生林为研究对象，选取15个表征林分状态特征的指标，采用系统聚类法对不同类型锐齿槲栎次生林进行聚类，通过Kruskal-Wallis非参数检验筛选影响锐齿槲栎次生林聚类的因子，构建发育阶段划分指标体系；应用层次分析法（AHP）、熵权法（EWM）等确定关键指标综合权重，并结合拉格朗日乘数法计算综合值，给出基于林分状态特征的次生林发育阶段。结果: 1） 基于林分状态特征，采用系统聚类法（以均值距离为度量）将15块样地划分为4个类别，Kruskal-Wallis非参数检验显示，更新等级、蓄积量、林分直径分布q值、平均树高、建群种优势度、角尺度、混交度、Shannon-Wiener指数、Margalef指数、Simpson指数和Pielou指数达到统计学显著水平（P<0.05）；2） 选择蓄积量、林分直径分布q值、平均树高、建群种优势度、角尺度、混交度、Shannon-Wiener指数、Margalef指数和更新等级9个指标构成次生林发育阶段划分指标体系，其综合权重分别为17.69%、8.76%、7.09%、14.07%、10.61%、10.75%、10.81%、14.33%和5.89%；基于林分状态特征的次生林发育阶段可划分为更新期（林隙期、郁闭期）、分化期、建成期和稳定期；3） 采用该方法对15块锐齿槲栎次生林样地进行发育阶段划分，2块样地处于更新期、8块样地处于分化期、3块样地处于建成期、2块样地处于稳定期。结论: 影响次生林发育阶段划分的关键因素是蓄积量、林分直径分布q值、平均树高、建群种优势度、角尺度、混交度、多样性指数和更新等级；基于林分状态特征可将次生林划分为4个发育阶段，该方法可为锐齿槲栎次生林的发育阶段划分及其精准经营提供理论依据。
目的: 分析1992—2022年我国林业有害生物发生的时空特征，从多尺度探究自然气候因素、经济社会因素对其的影响，为我国林业有害生物防控决策提供理论依据。方法: 基于1992—2022年我国31个省份的林业有害生物发生面积，运用STEM聚类分析对省份发生特征进行分类；结合自然气候因素和经济社会因素，采用随机森林、皮尔逊相关及耦合协调度模型，从多尺度解析林业有害生物发生的影响因素。结果: 1） 1992—2022年，我国林业有害生物发生面积总体呈上升趋势，在时间上2018年后病害增速最快，在空间上31个省份呈现为3类11种增长模型。2） 全国尺度上，铁路里程率、高速公路里程率、气温、苗木产量对林业有害生物发生率变化的重要性显著（P < 0.05）。在时间维度，气温、降水、铁路里程率、高速公路里程率、苗木产量、人均GDP、进出口总额7个因素均与林业有害生物发生率显著相关（P < 0.05）；在空间维度，仅铁路里程率、高速公路里程率和人均GDP与林业有害生物发生率显著相关（P < 0.05）。3） 省份尺度上，气温、降水与林业有害生物发生率的耦合协调度在广东、广西、海南较低，在山东、天津、上海较高；铁路里程率、高速公路里程率与林业有害生物发生率的耦合协调度在山东、天津、上海等东部地区较高，在云南、青海、西藏等西部地区较低。4） 进一步分析自然气候因素、经济社会因素对本土和入侵林业有害生物发生率的差异影响特征，本土林业有害生物发生率在北方地区较高，与降水呈显著负相关（P < 0.05），与铁路里程率呈显著正相关（P < 0.05）；入侵林业有害生物发生率在沿海地区较高，与铁路里程率（P < 0.001）、高速公路里程率（P < 0.01）呈极显著正相关。结论: 1992—2022年我国林业有害生物发生面积在时间上总体呈上升趋势，在空间上呈现多种变化模型。全国、省份尺度上，自然气候因素、经济社会因素对林业有害生物发生率的相对重要性、相关性、耦合协调度存在显著差异。本土和入侵林业有害生物发生率的空间分布及与各因素的相关性特征存在显著差异。基于多尺度分析结果，应构建因素分级管理、时空协同防控、分区防控、本土和入侵林业有害生物差异防控的多级防控体系。
目的: 针对林木基因组高杂合度的典型特征，以银腺杨84K为例，从系统进化、蛋白结构、表达调控3个维度全面解析IQD（IQ67-domain）基因家族等位基因的分化模式，为理解林木复杂性状的遗传基础和等位基因间的协同互补提供新视角。方法: 统计PagIQD等位基因的序列杂合度，结合系统进化分析与染色体定位确定基因分布和进化关系。预测蛋白理化性质、跨膜结构和亚细胞定位，开展Motif特征分析、三维结构建模和钙调蛋白对接，比较等位基因蛋白特性差异。利用顺式作用元件分析与转录因子结合位点预测，结合表达量数据，解析等位基因特异性表达（ASE）的组织和胁迫响应模式，并评估其表达协同性。应用基因编辑靶点筛选评估等位基因特异性编辑效率。结果: 在系统发育上，PagIQDs成员数量出现轻度收缩，编码区、基因全长、蛋白质和启动子序列杂合度均值高于基因组整体水平（2.1%）。84K中部分IQD基因与参考银白杨基因组的位置对应并不完全一致，且等位基因对在系统发育树中呈现出6种不同的分支模式，提示这些等位基因可能来源于不同的祖先或古老多态性的保留。在蛋白特性上，部分等位基因在蛋白理化性质上表现出显著差异，尤其在稳定性和疏水性方面，个别等位基因在跨膜预测区域和亚细胞定位上也出现分歧。约14%的等位基因对在Motif数量或排列上呈现多样化，部分等位基因在二级结构比例和IQ67核心结构域空间构型上有所不同，可能影响其与钙调蛋白（CaM）的结合模式及结合能。在表达调控上，等位基因间顺式作用元件及转录因子结合位点存在明显差异，导致普遍的等位基因特异性表达：约88.5%的基因对在至少一个组织中表达存在偏倚，且具有显著组织特异性。胁迫条件下等位基因对在响应程度上存在差异甚至呈现相反的表达趋势，进一步对等位基因对的整体分析揭示出协同响应、表达缓冲和稳态维持3种表达互作模式。基因编辑靶点分析显示，等位基因间的序列差异会显著影响编辑策略的设计和效率。结论: 通过对IQD基因家族的深入解析，证明高杂合度基因组背景下等位基因在多维度的分化是一种普遍现象，提示在科学研究中需将等位基因视作具有潜在分化的功能单元，在高杂合林木功能解析、表达分析及基因编辑设计中同时考虑2个等位基因，这对精准解析林木性状遗传机制及指导遗传改良具有重要意义。
目的: 探究不同真菌来源的诱导子、同一真菌不同类型诱导子对桑黄菌丝体和子实体生长和黄酮含量的影响，以全面评估真菌诱导子在桑黄不同生长阶段和培养环境中的效果。方法: 以11种不同土壤真菌制备3种不同类型的真菌诱导子，总计33种真菌诱导子处理桑黄菌丝体，统计分析桑黄生物量、黄酮含量和黄酮产量，并综合3个指标筛选出3种最佳真菌诱导子；通过实时定量PCR初步验证最佳真菌诱导子提升黄酮含量的分子机制；利用响应面法进行最佳真菌诱导子诱导条件的优化，并将最佳真菌诱导子作用于桑黄子实体进行黄酮含量积累的验证；最后将对桑黄黄酮含量提升效果较好的菌株HSL的菌丝体和发酵液的代谢组分进行非靶向代谢组学分析。结果: 3种不同类型的最佳真菌诱导子（分别为NL-19M、NL-19ME和HSLFE）能够促进桑黄生物量、黄酮含量和黄酮产量的积累。3种最佳真菌诱导子通过提高黄酮生物合成途径中关键酶的表达量促进黄酮含量积累。同一真菌诱导子对桑黄生物量、黄酮含量和黄酮产量的优化条件存在差异。NL-19M、NL-19ME、HSLFE处理可提高桑黄子实体的黄酮含量，均高于对照，代谢组分显示真菌诱导子的有效成分可能为脂类物质。结论: 不同真菌诱导子处理能够激活黄酮生物合成途径中不同关键酶的表达以及其存在不同的最佳诱导条件，反映真菌代谢调控的复杂性，揭示出真菌诱导子对黄酮生物合成的调控机制，为真菌诱导子的商业化应用以及林下经济和“以菌养菌、以菌养药”药食用真菌品质提质增效技术体系的建立提供了更完善、系统的理论基础。
目的: 探究银杏种仁主要药用成分（黄酮和内酯）在发育过程中的动态积累规律，分析不同栽培品系间表型性状、种仁营养成分、药用成分和致敏性成分差异，筛选药用成分含量高、综合品质优良的银杏果用栽培品系。方法: 选取4个丰产品系，动态测定种仁发育过程中的药用成分含量变化，并于成熟期系统测定36个栽培品系的种核表型特征、种仁营养成分、药用成分和致敏性成分含量，综合应用变异系数分析、多样性指数分析、相关性分析、主成分分析和模糊隶属函数法，评价各品系优劣，筛选目标品系。结果: 银杏种仁总黄酮和总内酯含量在发育期均呈先升高后降低的变化趋势，峰值分别出现在7月或9月，10月成熟期最低。36个供试品系表型性状变异系数为10.46%~36.88%，多样性指数为3.54~3.58，化学成分变异系数为9.91%~36.93%，多样性指数范围为3.52~3.58。相关性分析显示，淀粉含量与银杏酸含量呈极显著负相关（P < 0.01），与总黄酮含量呈显著负相关（P < 0.05）；药用成分（黄酮和内酯）与形态指标（核形系数和核宽、核厚、单核质量）均呈显著负相关（P < 0.05）。基于主成分分析和模糊隶属函数法构建综合评价模型，筛选出25和33号2个药用成分含量显著较高的果用品系，总黄酮含量均值为2.32 mg·g–1，总内酯含量均值为3.66 mg·g–1。结论: 本研究阐明银杏种仁药用成分在发育过程中呈先升高后降低的动态积累规律，证实银杏栽培品系在表型性状、营养成分、药用成分等方面表现较高的变异系数，且各性状间存在显著相关性；综合评价出25和33号2个优良栽培品系，尤其是25号药用成分含量突出，且致敏成分相对较低，表现出优异的综合品质，可为“高药用、低致敏”银杏果用良种的定向选育、功能型食品开发及产业化推广提供材料基础。
目的: 探明土壤肥力、树体营养与核桃产量的定量关系，构建多因素产量预测模型以指导施肥管理，突破单一营养诊断技术的局限性，为核桃园精准施肥提供科学依据。方法: 选取湖北省保康县34个核桃园为研究对象，基于单位面积产量（kg·hm–2）将其划分为高产园（≥1200）、中产园（450~1200）和低产园（<450）。综合应用内梅罗综合肥力指数与诊断施肥综合法，系统评价土壤、叶片和顶芽的养分状况，利用相关性分析和回归分析构建产量预测模型。结果: 1） 34个核桃园中，属中等肥力水平的25个，肥沃水平的9个，且肥沃水平核桃园均为高产园。2） 高产园土壤的水解性氮、速效钾、有机质、有效磷和土壤肥力指数均高于低产园，其中水解性氮缺乏是制约土壤肥力的主要因子。3） 高产园的顶叶鲜质量、顶叶干质量、叶轴鲜质量、叶轴干质量、顶芽长度和直径的平均值均显著高于低产园（P<0.05），说明高产园叶片的干物质量和顶芽生长状况更好。4） 高产园叶片中N、P、K、Ca、S含量平均值均高于低产园，且N和Ca含量具有显著差异（P<0.05）；顶芽中N、P、K、S含量平均值高于低产园，但Ca含量、叶片和顶芽的营养不平衡指数则显著低于低产园（P<0.05）。5） 相关性分析表明，营养元素在土壤和树体器官间存在关联性：土壤与叶片营养元素间表现为正相关性，与顶芽则兼具正相关和负相关。此外，土壤、叶片和顶芽的营养元素含量变化具有一定的关联性，其中叶片与顶芽间主要为正相关，土壤pH值会影响叶片营养的吸收，顶芽中Ca含量与土壤营养呈负相关；土壤与叶片间的关系主要为协同作用，叶片与顶芽间的关系则呈协同和拮抗共存。土壤肥力指数、叶片营养不平衡指数与顶芽营养不平衡指数作为反映三者综合状况的指标，与产量分别呈显著正相关（P<0.05）、显著负相关（P<0.05）和极显著负相关（P<0.01）。6） 核桃产量（Y，kg·hm–2）的线性回归模型和混合线性回归模型分段式表达为：当FI≤0.9或FI>2.7时，Y=72.782?0.012Bnila?0.017Bnila+46.441FI；当0.9<FI≤1.8时，Y=162.598?0.011Bnila?0.016Lnila+4.276FI；当1.8<FI≤2.7时，Y=126.558?0.011Bnila?0.016Lnila+4.276FI。结论: 保康县核桃园土壤肥力总体呈中等水平，氮素缺乏是限制产量提升的关键因子。高产园表现出高土壤肥力水平以及叶片和顶芽养分含量更优、营养更均衡的特征。
目的: 针对现有木材应力波层析成像算法检测精度低、缺陷轮廓预测不准的问题，构建融合扇形速度衰减模型（SVAM）与低速点轮廓约束（LVCC）算法的木材缺陷检测框架，系统提升应力波层析成像的准确度，为木材缺陷的高效检测提供技术支撑。方法: 对成像区域进行网格分割得到所需成像的基本单元，并对每个传感器与其他相邻传感器之间建立应力波传播路径，组成SVAM算法中插值所需的基本扇形，每个扇形边的速度即为该路径上应力波的传播速度，网格速度由覆盖该网格的所有扇形决定。通过计算所有扇形对每个网格的影响速度，并进行加权求和即可得到所有网格的速度值。计算所有路径之间的交点，得到低速点集，对该低速点集建立凸包，凸包区域即为约束区域，对网格进行约束以提高缺陷的预测准确度。结果: 在4个真实木材样本和3个模拟样本上使用Fakopp算法、射线分割层析成像算法（RSIA）与SVAM算法进行对照试验，并在2株垂柳样本上使用Fakopp算法与SVAM算法进行对照试验。在4个真实木材样本和3个模拟样本的对照试验中，SVAM算法在真实木材样本上预测的平均准确度、精度和查全率分别达85.5%、94.1%和89.3%，Fakopp算法分别达79.9%、97.8%和78.8%，RSIA算法分别达80.9%、92.8%和84.8%；在2株垂柳样本的对照试验中，SVAM算法与Fakopp算法均表现出较好的预测效果，在有缺陷样本上用微钻阻力仪在2条路径上进行交叉验证，SVAM算法比Fakopp算法的误差分别低2.09%和9.99%。试验结果证明本研究所提方法在不同类型不同样本中缺陷预测的有效性。结论: 本研究提出的SVAM算法，能够有效地在3种不同类型的数据样本中实现木材缺陷的准确检测，检测效果受缺陷大小、形状和位置的影响较小，表现出较高的鲁棒性。
目的: 针对杉木全产业链中产生的加工剩余物（如杉木根与杉木屑）利用率低、传统加工工艺制备烟熏香料存在得率低和品质差等问题，提出过热水蒸气蒸馏?干馏集成技术（SSD-CP），旨在通过定向热转化，为杉木加工剩余物的高效、高值化利用提供创新解决方案。方法: 本研究以杉木屑为原料，采用自行设计的集成设备SSD-CP（包括水蒸气发生装置、过热装置、干馏装置及多级冷凝系统）开展试验，收集150~350 ℃馏出液，并对馏出液采取萃取、脱水、旋转蒸发溶剂等操作得到烟熏香料。采用气相色谱?质谱联用技术（GC-MS）分析烟熏香料的化学组成，并对香气特性进行系统评估，同时对比水蒸气蒸馏法和干馏法的产物得率及品质差异。结果: SSD-CP制备的烟熏香料得率高达29.45%，是水蒸气蒸馏法（0.76%）的39倍和干馏法（6.94%）的4倍，显著提升了资源转化效率。通过GC-MS分析，鉴定出其主要致香成分为α-柏木烯、柏木醇、2-甲氧基-4-甲基苯酚、β-柏木烯、异丁香酚、愈创木酚、α-松油醇、4-乙基-2-甲氧基苯酚和5-甲基-2-糠醛。高温环境下柏木醇可转化为烯烃类物质，同时纤维素、半纤维素及木质素通过热解、重排等化学反应生成杂环类、酚类等物质，这些都赋予了香料浓郁烟熏特征。香气评价显示，SSD-CP烟熏香料以熏烤、焦甜香和木香为主，稍许凉感，整体香气较通透持久。结论: SSD-CP技术显著提升了烟熏香料的得率，且其主要致香成分的质量分数及香气均优于传统工艺，使烟熏香料呈现以熏烤、焦甜香及木香为核心的特征香韵。研究构建了“木材废料?烟熏香料”的转化体系，成功实现了杉木加工剩余物的高效、高值化利用。
目的: 针对超薄高密度纤维板生产中应用线激光测量板坯高度存在误差的问题，提出一种线激光盲区补偿与表层形貌畸变矫正方法，对因板坯表面高低落差过大引起的测量盲区进行补偿，减少因线激光三维轮廓成像仪安装误差导致的板坯高度测量误差，并修正板坯表层形貌图像畸变，以提升板坯高度测量精度，为量化评价板坯铺装均匀性、提高板坯缺陷定位精确度提供一定的理论支持。方法: 基于线激光三角测量法原理，提出一种用于线激光测量板坯高度的二次曲线盲区补偿算法，采用拉格朗日插值法对盲区内的板坯高度数据进行重构，并建立修正后的板坯高度云图。进一步分析线激光三维轮廓成像仪在x轴、y轴、z轴旋转误差情况下对板坯高度测量值和表层形貌畸变的影响，推导出针对不同轴旋转误差的畸变矫正方法。应用ROI（感兴趣区域）剪裁技术，获得矫正后的板坯区域图像。结果: 二次曲线盲区补偿算法可有效实现对线激光测量中盲区板坯高度的补偿。激光三维轮廓成像仪x轴旋转误差会导致板坯高度测量值偏大，y轴旋转误差会导致板坯表层形貌整体呈拓宽趋势，z轴旋转误差会导致板坯表层形貌出现平行四边形畸变。在0°~30°的安装误差测试角度范围内，对x轴、y轴、z轴旋转误差情况下得到的板坯高度云图矫正效果较好。为确保矫正后的三维点云数据不出现较大的信息损耗，应将线激光三维轮廓成像仪的安装偏转角度控制在10°以内。结论: 本研究提出的线激光盲区补偿与表层形貌畸变矫正方法，可有效对板坯表层盲区的高度数据进行补偿，修正因线激光三维轮廓成像仪安装误差引起的板坯高度测量误差，提高对板坯表面形貌测量的精度和可靠性，增强超薄高密度纤维板板坯铺装均匀性的量化评价效果，还有助于提升板坯缺陷定位精确度，对促进超薄高密度纤维板产品质量提升具有重要的研究意义和应用价值。
目的: 评估将单木特异性状加入幼龄湿地松人工林异速生长方程对模型性能的影响，并构建适用于湿地松地上生物量估测的幂函数模型，以实现生物量的精准、快速与高效预测。方法: 对4年生湿地松人工林的170棵样本，采用全收获法测定地上部分各器官生物量并分析其分配特征，使用不同生长因子作为预测自变量，构建湿地松地上部分、主干、分枝和针叶的幂函数生物量模型，并验证其准确性。结果: 在基于不同距地高度的树干直径构建的湿地松各器官生物量模型中，拟合效果排序为胸径（DBH）> 地径> 距地1.0 m树干直径>距地1.5 m树干直径；基于最优生长因子实测树高（H）、DBH和木材密度（ρ）构建的三元生物量（W）模型（W=aDBHbHcρd，a、b、c、d为系数）对地上部分和主干生物量的预测效果较优（R2分别为0.864和0.839；RMSE分别为1.107和0.541）；基于无人机估测的树高（He）、无人机提取的冠幅面积（Ac）和DBH这3种最优生长因子构建的三元模型W=aDBHbHecAcd，对分枝和针叶生物量的预测效果较优（R2分别为0.670和0.778；RMSE分别为0.410和0.536）。结论: 引入单木特异性状的异速生长方程能够显著提高估测幼年湿地松人工林生物量的精度，基于最优生长因子构建的三元生物量模型可为浙江地区4年生湿地松人工幼林生物量的快速、准确估算提供可靠工具。
目的: 探究古建筑旧木材自然老化过程中外表微观结构和主要化学成分变化，揭示承重木构件劣化程度与化学成分降解的相关性，明确不同楼层木构件劣化程度的差异，为古建筑木构件的保护修复提供科学依据。方法: 对取自晋祠圣母殿主要承重木构件的48个古建筑旧木材样本和1个对照新木材样本进行扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射测试，分析木材微观形貌、化学官能团、纤维素结晶度的变化特征，采用美国能源部标准方法（NREL法）对纤维素、半纤维素和木质素含量进行定量测定和分析。结果: 圣母殿古建筑承重木构件外表均有不同程度的劣化，与其木材内部细胞出现具缘纹孔开裂、细胞壁扭曲变形、细胞壁破碎等破坏类型有关；旧木材中的纤维素、半纤维素和木质素均发生降解，以半纤维素降解最为显著。结论: 古建筑旧木材木质素含量随细胞劣化程度加深呈上升趋势，纤维素和半纤维素含量随细胞劣化程度加深呈衰减趋势，且纤维素含量与纤维素结晶度呈显著正相关；相对于一层木构件，圣母殿二层木构件主要化学成分降解程度普遍更高。
（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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