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2016年 第52卷 第1期 刊出日期:2016-01-25
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林业科学. 2016, 52(1):  0-0. 
摘要 ( 96 )   PDF (396KB) ( 290 )  
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论文与研究报告
湖北木林子保护区大样地的木本植物多样性
姚兰, 崔国发, 易咏梅, 黄永涛, 冯广, 刘峻城, 艾训儒
林业科学. 2016, 52(1):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160101
摘要 ( 257 )   HTML   PDF (539KB) ( 674 )  
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[目的] 分析亚热带常绿落叶阔叶混交林大样地(森林动态监测样地)物种多样性特征,阐明亚热带常绿落叶阔叶混交林物种多样性的时空变化规律,为探索物种多样性维持、群落动态、环境异质性和生态系统功能调控机制等奠定基础。[方法] 参照CTFS大样地建设与监测技术规范,于2014年在湖北木林子国家级自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林中建立15 hm2森林动态监测样地,调查并鉴定样地内DBH≥1 cm的所有木本植物,分析其物种多样性特征。[结果] 15 hm2大样地内共有木本植物228种84189株,分属于112属61科,其中以10 cm为起测径级的木本植物130种11863株,分属于71属44科;以30 cm为起测径级的木本植物67种1721株,分属于40属29科;以1 cm为起测径级和以10 cm为起测径级的木本植物在0~3 hm2范围内物种数随取样面积的增大而快速增加,在6 hm2时包含的物种数均超过了总物种数的80%,以30 cm为起测径级的木本植物在0~0.2 hm2范围内物种数随取样面积的增大而快速增加,在8 hm2时包含的物种数超过了总物种数的80%;样地内个体数量超过1000的物种有18种,占样地所有物种数的7.89%,但个体数量之和占样地总个体数量的70.63%;样地上层乔木以小叶青冈和多脉青冈为主,中、下层的翅柃个体数量最多,重要值最大;样地内稀有种比例极高,有116种,占物种总数的50.88%,但个体数量仅占总个体数量的0.14%;群落物种组成中最主要的科为壳斗科和山茶科;样地中共有萌生木本植物137种18880株,分属于76属42科,分别占样地总物种、个体数量、属及科数的60.1%,22.4%,62.8%和65.6%,其中,以10 cm为起测径级的萌生木本植物有64种,分属于43属26科,共计1073株,以30 cm为起测径级的木本植物17种,分属于15属和9科,共计46株。[结论] 木林子自然保护区亚热带常绿落叶阔叶混交林中木本植物种类丰富,主要由壳斗科和山茶科组成,稀有种及萌生物种所占比例高。该样地大量萌生物种的出现可能与保护区建立以前的人为干扰及区域特殊生境条件密切相关。
燕山北部白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律
李永宁, 刘丽颖, 冯楷斌, 黄选瑞
林业科学. 2016, 52(1):  10-17.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160102
摘要 ( 198 )   HTML   PDF (708KB) ( 444 )  
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[目的] 探讨燕山北部山地白桦林剥皮木的空间分布特征及风折规律,为白桦次生林的健康经营与合理利用提供科学依据。[方法] 选取冀北山地典型白桦林,采用空间梯度分析、点格局分析与二项Logistic回归模型等方法研究剥皮木的空间分布特征以及树干风折与剥皮的关系。[结果] 从林分边缘到内部,树木剥皮强度逐渐降低,且表现为稀疏区域高于密集区域,平坡、沟底高于斜坡;在林分内剥皮木呈聚集分布,剥皮木与正常木在36~50 m范围内呈负关联,在更小空间尺度内关联性不明显;树干剥皮区的下部和上部平均高度分别为0.52和1.72 m,多在树干的正南及西南方向进行剥皮;剥皮木通常在剥皮后4~9年内从上、下剥皮处风折,倒向方位角多为0~135°,以东偏北方向的最多;白桦剥皮后伤口的恢复生长与裸露木质部的腐朽存在竞争生长关系,木质部裸露的周长比例越大越易风折,二项Logistic回归模型能较好地拟合风折概率与木质部裸露周长比例的关系。[结论] 白桦剥皮具有多尺度的空间特征,主要受林木位置、林分密度与地形的影响;剥皮木在林分中呈聚集分布,并与正常木在较大尺度上呈负关联,在剥皮木分布较多的区域剥皮现象有加重的趋势;剥皮对林木的损伤越严重越易风折,风折时间多在剥皮后6年左右。为了减少剥皮情况的发生,需在初春时节加强对敏感地区林分的管理,并注重桦树皮的伐后采集与综合利用。
基于多源数据的省级树种(组)成数空间分布信息估测方法
曹宇佳, 陈尔学, 李世明
林业科学. 2016, 52(1):  18-29.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160103
摘要 ( 202 )   HTML   PDF (2002KB) ( 514 )  
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[目的] 利用能够反映植被季相变化和物候差异的中空间分辨率高重访周期遥感数据以及其他多源数据,提取区域树种(组)成数空间分布信息,间接表达主要树种(组)的空间分布,为大区域树种(组)空间分布制图提供新的方法和思路。[方法] 以吉林省为试验区,以250 m空间分辨率的MODIS NDVI 8天合成时间序列数据和国家森林资源连续清查固定样地数据为主要数据源,综合利用气象观测数据和地形数据,基于梯度最近邻(GNN)方法对省级树种(组)成数进行估测。首先利用典型对应分析(CCA)对特征变量进行特征变换;然后采用k-NN方法对树种(组)成数进行分层估测,并对k-NN方法中的k值进行优选,分析k-NN估测精度随k值的变化规律;最后基于9个县的森林资源二类调查样地和省级一类清查固定样地数据,对树种(组)成数分布图进行精度检验。[结果] 对在吉林省分布较广的蒙古栎、白桦、紫椴、春榆、杨树、胡桃楸和长白落叶松7个树种(组)成数进行估测,并制作相应的树种(组)成数空间分布图。估测结果表明,树种成数分布与固定样地成数分布呈现出一致的空间分布特征。其中,县级尺度下的k-NN预测精度检验结果为:R2为0.83,RMSE为0.35;在20 km×20 km,30 km×30 km,40 km×40 km和50 km×50 km 4个尺度下的k-NN估测结果显示,各类树种(组)在40 km×40 km和50 km×50 km尺度下的估测结果较优,春榆在各个尺度下的估测精度均较高,其平均RMSE为0.35,蒙古栎的估测精度相对较低,其平均RMSE为0.65。在不同尺度下的估测结果表明,随着k值的增加,RMSE均呈现先快速减小、后趋于相对平衡的趋势,根据该规律可确定最佳k值。另外,k-NN分层估测的估测精度高于k-NN直接估测的估测精度,其在不同尺度下的RMSE相对直接估测的结果均低0.1左右。[结论] 本文提出的基于多源数据的森林树种(组)成数空间分布估测方法是一种有效的森林参数估测方法,基于该方法能够获取较高精度的树种(组)成数空间分布图。为了得到最佳的估测效果,需要对k-NN方法中的k值进行优选,该值将随试验区和数据有所不同。另外,采用分层估测的策略可以有效提高最终估测精度。
基于非线性混合模型的针阔混交林树高与胸径关系
王冬至, 张冬燕, 张志东, 黄选瑞
林业科学. 2016, 52(1):  30-36.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160104
摘要 ( 230 )   HTML   PDF (1016KB) ( 608 )  
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[目的] 建立多树种、多层次混交林的树高-胸径生长关系非线性混合效应模型,为研究混交林多树种生长规律提供参考依据。[方法] 以河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松-白桦针阔混交林为研究对象,基于87块标准地(20 m×30 m)的4953株华北落叶松和3608株白桦单木数据,选取13个具有代表性且具有生物学意义的树高-胸径模型进行拟合,从中筛选出拟合优度较高的模型作为构建混合效应模型的基础模型,并在混合效应模型中加入哑变量以解决样地内不同树种带来的差异。[结果] 1)在13个树高-胸径候选模型中,模型13的确定系数最大(R2=0.9157),绝对误差(Bias=1.2006)、均方根误差(RMSE=0.1291)最小,其拟合效果较好。2)以模型13为基础模型建立华北落叶松-白桦混交林树高-胸径关系混合效应模型,华北落叶松混合模型确定系数(R2)为0.9264,AIC值为319.7,均方根误差(RMSE)值1.0708,绝对误差(Bias)为0.0841;白桦混合模型确定系数(R2)为0.9187,AIC值为297.6,均方根误差(RMSE)为1.1022,绝对误差(Bias)为0.0705,表明模型拟合效果较好。3)利用所构建的混合效应模型,以2 cm为一个径阶对华北落叶松和白桦树高进行预测,其树高预测结果与测量值分布一致,表明包含树种哑变量混合效应模型中的参数充分反映出相同径级树高的变异趋势,提高了混交林树高-胸径模型预估精度。[结论] 包含哑变量的混合效应生长模型可解决混交林中样地间及样地内树种对树高-胸径生长关系的影响,提高模型精度及适用性,为该地区提高针阔混交林经营水平及经营效果提供科学支撑。
北京园林绿地5种植物群落夏季降温增湿作用
秦仲, 李湛东, 成仿云, 沙海峰
林业科学. 2016, 52(1):  37-47.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160105
摘要 ( 223 )   HTML   PDF (1372KB) ( 634 )  
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[目的] 以往有关园材绿地降温增湿作用的研究主要基于大尺度,模糊了绿地中具体的群落结构和树种影响,本研究基于小尺度探讨5种植物群落连续的温湿度日变化动态和准确的降温增湿作用,为其园林应用提供参考,也为城市绿地系统的规划和建设提供理论依据。[方法] 于天气晴朗且无风的夏季,在北京奥林匹克森林公园选取毛白杨、榆、旱柳、栾树、银杏5种冠层结构特征不同的植物群落作为研究对象,以空旷草坪为对照,分别对5种植物群落及对照点的空气温度、相对湿度、风速和冠层结构参数进行测试,以每分钟的数据为基础,利用EXCEL2010和SPSS19.0软件对测定结果进行数据处理和量化分析,研究了每种植物群落完整的温湿度日变化规律,比较不同植物群落之间降温增湿作用的差异。[结果] 5种植物群落的温湿度在24 h中均呈现出"单峰型"的变化规律,且各个群落在1天中处于高温低湿状态的时间段各不相同,毛白杨群落是11:00-16:00,银杏群落是12:00-17:00,旱柳群落的高温低湿时段最长,为11:00-17:00,而榆树和栾树群落未出现明显的高温低湿时间段。此外,在08:00-18:00,5种植物群落都具有明显的降温增湿作用,日均降温3.0~4.3℃,平均为3.7℃;日均增湿10.2%~12.8%,平均为11.3%;而在18:00-08:00,5种植物群落与对照点之间的温湿度差异并不显著,仅榆树群落具有不明显的降温增湿作用。[结论] 基于每分钟的测定数据,该研究展示了北京5种常见植物群落在1天中的温湿度日变化趋势,且温度的日变化趋势比湿度更加稳定。同时,由于各个群落的冠层结构特征存在一定差异,因此不同植物群落对其内部环境温湿度表现出不同的调节作用,该作用在白天时段达到显著水平,而在夜间降温增湿作用并不明显。
毛棉杜鹃对不同光照及土壤排水条件的生长及生理响应
白宇清, 谢利娟, 王定跃, 孙延军
林业科学. 2016, 52(1):  48-54.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160106
摘要 ( 211 )   HTML   PDF (871KB) ( 421 )  
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[目的] 毛棉杜鹃生长与光照和土壤排水条件密切相关,筛选出适宜的光照和排水条件,对于毛棉杜鹃的引种栽培具有重要意义。[方法] 设置不同遮荫水平(0%, 30%,50%,80%)和土壤排水条件(髙垄、平地),测定毛棉杜鹃枝条生长量和叶片部分生理指标,并对枝条生长量和叶片各生理指标进行相关分析。[结果] 在遮荫水平50%高垄处理下,毛棉杜鹃枝条生长量最大,叶片相对含水量、叶绿素含量较高,相对电导率、MDA含量、SOD活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量最低或较低;全光照平地栽植时,毛棉杜鹃枝条生长量最小,叶片相对含水量、叶绿素含量最低,相对电导率、MDA含量、SOD活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量最高。总体上,随着遮荫水平的提高和土壤排水条件的增加,枝条生长量和叶片相对含水量、叶绿素含量呈逐渐增加的趋势,其他各项生理指标呈逐渐减少的趋势。相关性分析结果表明,毛棉杜鹃枝条生长总体积量与叶片丙二醛含量、相对电导率、SOD活性呈极显著负相关,说明在胁迫条件下叶片这3项指标的变化与毛棉杜鹃枝条生长紧密相关,可通过这些指标判定毛棉杜鹃对其生境的适应程度。[结论] 毛棉杜鹃适宜在遮荫50%、土壤排水条件好的生境中生长。
不同长度ThVHAc1基因启动子片段分离及活性分析
杨桂燕, 郭宇聪, 张凤娇, 赵震, 高彩球
林业科学. 2016, 52(1):  55-61.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160107
摘要 ( 218 )   HTML   PDF (1295KB) ( 477 )  
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[目的] VHAc基因 (V-ATPase c亚基)是V-ATPase的重要亚基,能响应盐、重金属等胁迫,过表达刚毛柽柳ThVHAc1基因的酵母能提高抗CdCl2耐NaCl能力。本研究拟通过分离ThVHAc1基因不同长度启动子片段并对其胁迫后活性进行分析,以进一步探讨ThVHAc1基因响应CdCl2和NaCl胁迫的机制。[方法] 根据ThVHAc1基因启动子中含有的Dof顺式作用元件的分布,将ThVHAc1基因上游启动子分为205 bp(-1- -205),504 bp(-1- -504)和781 bp(-1- -781)3个不同长度片段。将这些不同长度启动子片段分别替换pCAMBIA1301载体上的CaMV35S启动子,以驱动GUS基因表达,构建植物表达载体,利用农杆菌介导法转化拟南芥。对4周龄的T4代转基因拟南芥分别进行H2O(非胁迫处理,对照)、100 mmol·L-1 NaCl和150μmol·L-1 CdCl2胁迫处理,比较不同转基因株系的GUS染色和GUS酶活性。[结果] 正常生长条件下,CaMV35S株系在根、茎、叶中均有GUS染色; 3个启动子片段转基因株系均能在不同组织观察到GUS染色,且在根、茎、叶中有一定差异,但整体上GUS酶活性表现为781> 504> 205。NaCl胁迫下,CaMV35S株系的GUS染色及酶活性与正常生长条件相比无明显变化,但3个启动子片段转基因株系的GUS染色及酶活性均显著降低,且781株系的GUS酶活性分别为205和504株系的2.73和2.07倍;同时,3个启动子片段转基因株系的组织表达特性发生了一些改变,如,504株系在老叶中表达明显增强,嫩叶中减弱,根中无明显变化。CdCl2胁迫下各转基因株系的GUS染色和酶活性变化趋势与NaCl胁迫相似。CdCl2胁迫下, 205,504,781株系的GUS酶活性分别为非胁迫时的52.4%,57.9%和80.9%;胁迫后的组织表达活性也发生了一些改变, 205株系的GUS染色在老叶较深、嫩叶较浅,504株系则在各部分的表达较均匀,781株系大多叶片的GUS表达减弱;但781株系的GUS酶活性仍然最高,分别为205和504株系的2.67和2.07倍。[结论] ThVHAc1基因启动子片段的驱动活性与长度呈正相关;各不同片段启动子在根、茎、叶中的GUS染色及活性具有一定差异,体现在不同启动子片段的表达活性具有一定的组织特异性。NaCl和CdCl2胁迫对ThVHAc1基因启动子的驱动能力具有一定影响,胁迫后各启动子片段转基因株系GUS酶活性均显著降低,但长片段受胁迫的影响程度低于短片段。Dof元件的数量在3个启动子片段中依次减少,表明Dof元件可能对NaCl和CdCl2胁迫有一定的调节作用。同时,NaCl和CdCl2胁迫对ThVHAc1基因启动子的组织表达特性具有一定的影响。
不同种源红椿SRAP标记的遗传多样性分析
李培, 阙青敏, 欧阳昆唏, 李俊成, 湛欣, 朱芹, 张俊杰, 邓小梅, 陈晓阳
林业科学. 2016, 52(1):  62-70.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160108
摘要 ( 293 )   HTML   PDF (1182KB) ( 469 )  
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[目的] 由于过度采伐和天然更新能力较差等原因,红椿天然林分和林木的数量日益减少。深入研究红椿不同种源的遗传多样性,揭示其群体结构分布,可为其种质资源保护和选择育种提供理论依据。[方法] 利用相关序列多态性分子标记(SRAP)对来自中国的29个种源及1个澳大利亚种源进行遗传多样性分析。各种源地选取母树30株,株距50 m以上。澳大利亚种源取自华南农业大学红椿资源收集圃。利用POPGENE1.32,NTSYS-pc2.1,GenAIEx 6.5和STRUCTRUE 2.3进行遗传参数估计、聚类图构建、主坐标分析、地理隔离模式构建及遗传结构分析。[结果] 24对SRAP引物组合共扩增出505条多态性条带,引物的多态信息含量(PIC)均值为0.41; 30个红椿种源间的Nei's基因多样性指数平均为0.3770;种源内Shannon's信息指数(I)变动幅度为0.1575~0.4675,种源间均值为0.5569。分子方差分析(AMOVA)得出,在总的遗传变异中,79.26%的遗传分化存在于种源间,种源内分化仅占20.74%,表明红椿的遗传分化主要来源于种源间,红椿良种选育应首先开展种源选择。STRUCTURE分析将30个红椿种源分成2大组群,趋势呈现为华东与华中种源为一组,西南、华南与澳大利亚的种源为另一组; Mantel检测显示,中国红椿种源存在地理隔离模式(IBD)。非加权平均法(UPGMA)聚类分析将红椿30个种源划分为4大类:第Ⅰ类包括14个种源,主要是来自华中和华东地区的种源;广东乐昌种源独立成为一类,形成第Ⅱ类;第Ⅲ类包括13个种源,主要是来自西南和华南的种源;广东云浮种源和澳大利亚多瑞格的种源组成第Ⅳ类。主坐标分析(PCoA)得到的结果与聚类分析结果相似。[结论] 红椿分布地区生境片段化,使各群体在空间上相对隔离、基因交换频率低、流动程度小,从而导致地理变异。聚类分析与主坐标分析的结果与地理分布格局基本吻合。在红椿保护和管理的过程中,在对原有生境进行保护的同时,要加强人工繁育技术研究,并注意最大限度地保护红椿的遗传多样性。
宁夏黄土丘陵区不同生态恢复生境中步甲对微生境的选择
杭佳, 石云, 安婧婧, 贺达汉
林业科学. 2016, 52(1):  71-79.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160109
摘要 ( 208 )   HTML   PDF (1011KB) ( 279 )  
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[目的] 研究不同生境中步甲科昆虫对微生境的选择,探讨生态恢复对维持步甲物种多样性的影响,以期揭示生态恢复进程,并为生物多样性保护提供理论依据。[方法] 2012和2013年6-8月,利用陷阱法比较分析了宁夏黄土丘陵区灌草混交林地、乔灌混交林地、生态薪炭林地、生态经济林地、天然封育草地和水平农田6种生境内的步甲物种多样性,应用二分类Logistic回归模型,构建步甲科昆虫的生境选择模型,研究各生境中影响物种生境选择的关键环境因子。[结果] 共捕获步甲3236号,隶属于9属16种,其中,直角通缘步甲、麻步甲和赤胸长步甲为优势种,数量分别占40.64%,24.13%和20.02%;步甲个体数量和Shannon-Wiener多样性指数在6种生境中存在显著差异(df=5, P=0.011; df=5, P=0.021),物种丰富度虽在灌草混交生境中高于其他生境,但未达显著差异(df=5, P=0.062); Chao-1丰富度估计曲线显示,灌草混交和生态薪炭林地生境中步甲丰富度达到渐进水平,诱集到几乎所有的步甲物种;天然封育草地和水平农田生境中物种丰富度近似达到渐进水平,诱集到大部分步甲物种;乔灌混交和生态经济林地生境的步甲物种丰富度没达到渐进水平,物种丰富度的估计存在较大变异; 3种优势物种在不同生境中的发生概率显著不同; Logistic回归分析表明,草本生物量和土壤含水量是影响直角通缘步甲生境选择的关键环境因子;林冠层盖度、灌木层盖度、草本生物量和土壤含水量是影响麻步甲生境选择的关键环境因子;灌木层盖度、草本盖度、枯落物厚度、草本生物量和土壤含水量是赤胸长步甲生境选择的关键环境因子。[结论] 宁南黄土丘陵区步甲对微生境的选择表现出明显的差异性,可作为生态恢复评价的重要指示生物,研究其对生境类型的偏好性进一步加强指导生态恢复和生境保护,对生物多样性保护及生态恢复建设具有实际的推广意义。
华山松凋落针叶上的真菌多样性及4株真菌的纤维素分解能力
许秀兰, 杨春琳, 田莎, 姜欣华, 刘韩, 刘应高
林业科学. 2016, 52(1):  80-88.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160110
摘要 ( 211 )   HTML   PDF (1195KB) ( 401 )  
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[目的] 研究二郎山林场华山松针叶凋落初期针叶上的真菌多样性,分析凋落物分解初期的真菌结构组成及其功能性,揭示真菌多样性与凋落物分解的关系以及根球壳孢菌在针叶分解中的产酶特性。[方法] 采用研磨法对分别从海拔2750,2650,2510和2460 m采集的华山松新近凋落针叶进行真菌分离,结合形态学和真菌ITS序列的分子生物学对分离物鉴定分类。选取3株在形态学上存在明显差异的根球壳孢菌以及1株分离自华山松的二郎山散斑壳为分解菌株,以华山松针叶为唯一底物,采用试管培养法进行发酵,探讨根球壳孢菌的腐生性能。[结果] 分离鉴定结果显示,从华山松凋落针叶中获得了23个属于不同分类单元的真菌,其中半知菌数量最多,共有15个分类单元,子囊菌次之,为5个。所有分离菌株隶属15属,毛霉属、木霉属、根球壳孢菌属、青霉属和蓝状菌属在4个海拔凋落物中均存在,为华山松凋落物前期的丰富物种。木霉属和青霉属等丝状真菌在数量上的优势以及种类上的多样性,说明其在凋落物分解过程中发挥着重要作用,而担子菌在数量以及种类上的缺乏说明其在分解前期参与少,推测其后期将从环境进入参与木质素的分解。通过测定4株真菌分解华山松凋落针叶时的纤维素酶活,4株真菌分泌的内切纤维素酶和β-葡聚糖酶活性在第13天达到峰值,外切纤维素酶活性在第17天达到峰值,但4株真菌菌株之间的各纤维素酶活力差异不大,引起的针叶质量损失率也并无显著差异。根球壳孢菌和二郎山散斑壳对针叶的纤维素成分具有分解作用,内切纤维素酶、外切纤维素酶、β-葡萄糖苷酶之间存在协同效应。二郎山散斑壳分解的华山松针叶的平均质量损失率为15.74%,该菌多存在于落地华山松针叶上,而活体针叶中鲜有发现,且未能造成华山松的落针病害;根球壳孢菌在25天内引起华山松针叶质量损失率为12.00%~13.40%。[结论] 木霉属和青霉属等丝状真菌在凋落物初期发挥主要作用,且在不同海拔均为优势物种。二郎山散斑壳与根球壳孢菌均存在弱腐生性,但其产纤维素分解酶能力是否与其致病力相关仍有待进一步研究。
基于气象因子的随机森林算法在塔河地区林火预测中的应用
梁慧玲, 林玉蕊, 杨光, 苏漳文, 王文辉, 郭福涛
林业科学. 2016, 52(1):  89-98.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160111
摘要 ( 251 )   HTML   PDF (1338KB) ( 1137 )  
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[目的] 应用逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法建立大兴安岭塔河地区林火发生的预测模型并对比模型预测精度,判断随机森林算法在该地区林火预测中的适应性,为该地区林火管理工作提供技术支持。[方法] 利用1974-2008年大兴安岭塔河地区森林火灾发生数据,分别运用二项逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法,对塔河地区林火发生与气象因子之间的关系进行实证分析。为减少训练样本分布对试验结果的影响,将全样本数据随机分成60%的训练样本和40%的测试样本,并且进行5次重复,建立5个中间模型(样本组)。选择在5个中间模型中的3个及以上的显著变量(因子)对全样本数据进行分析并分别比较2种模型算法在5个中间模型和全样本模型中的预测准确率。此外,还设计了变量交互试验进一步验证相同变量下2种模型的预测精度。[结果] 日最小相对湿度、细小可燃物湿度码和干旱码3个因子在二项逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法中均与林火发生呈显著相关。模型拟合的预测结果显示:在对5个中间模型的预测中,随机森林算法对训练样本(60%)和测试样本(40%)的预测准确率分别高于二项逻辑斯蒂回归模型8%和10%左右;在全样本模型的预测中,随机森林算法拟合的准确率为85.0%,而二项逻辑斯蒂回归模型拟合的准确率为76.2%,二者相差10%左右,与之前5个中间模型的预测结果一致;在变量交互试验中,随机森林算法拟合的准确率为86.0%,而二项逻辑斯蒂回归模型拟合的准确率为72.8%,随机森林算法的预测准确率提高了18.1%左右。[结论] 日最小相对湿度、细小可燃物湿度码和干旱码是影响林火发生的主要气象因子。在基于气象因子的塔河地区林火发生预测模型研究中,随机森林算法的预测准确率高于传统二项逻辑斯蒂回归模型10%左右,具有一定的预测优势和应用价值,可为大兴安岭塔河地区林火预测和决策提供参考。
快速固化低甲醛释放脲醛树脂的催化剂研究
文美玲, 朱丽滨, 张彦华, 谭海彦, 顾继友
林业科学. 2016, 52(1):  99-105.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160112
摘要 ( 250 )   HTML   PDF (1191KB) ( 585 )  
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[目的] 当尿素/甲醛物质的量比降低时,合成的脲醛树脂甲醛释放量大幅度减少,但同时板材强度也大幅度下降;加入三聚氰胺改性后可克服低摩尔比树脂胶结性能较差的劣势,但是制备过程中尿素/甲醛摩尔比的降低以及三聚氰胺的加入都会导致树脂固化时间延长,添加固化剂的改善效果不明显。本研究探讨加入催化剂对树脂胶接固化性能的影响,以期为后续研究提供理论依据。[方法] 在脲醛树脂合成过程中加入不同种类的催化剂,比较添加催化剂前后树脂的物化性能,包括固含量、固化时间、游离甲醛含量和羟甲基含量,并对树脂进行DSC固化动力学分析计算树脂的固化反应活化能,DEA树脂固化特性分析研究树脂固化过程,以及对树脂FTIR红外谱图进行分析比较添加不同添加剂后树脂官能团的变化,来选择适当的催化剂,以期缩短树脂固化时间,提高固化速度,解决低甲醛释放脲醛树脂固化速度慢、影响生产效率的问题。[结果] 在加成阶段加入氯化铵、硼酸铵、磷酸铵和硫酸铵后,低摩尔比脲醛树脂的固化速度都明显提高,固化时间为80~92 s,均少于添加催化剂之前树脂的固化时间96 s; 4种催化剂均起到了降低固化反应活化能的作用,其中硼酸铵、硫酸铵降低固化反应活化能的作用最显著,固化反应活化能分别为62.31和62.02 kJ·mol-1,明显低于未添加催化剂的脲醛树脂固化反应活化能(68.25 kJ·mol-1);根据DEA分析结果,4种催化剂均有明显加速树脂固化的作用,其中硼酸铵、硫酸铵对树脂固化速率的提高最大;加入4种催化剂后,热压制备的胶合板板材强度基本不变,甲醛释放量低于未添加固化剂脲醛树脂胶合板的甲醛释放量0.37 mg·L-1[结论] 以硫酸铵为催化剂的脲醛树脂制备的胶合板,树脂的固化反应活化能降低幅度较大,固化时间明显缩短,可有效提高低摩尔比脲醛树脂的固化速度,并可降低其胶接制品的游离甲醛释放量,用其制备的胶合板甲醛释放量达到日本JIS标准的F四星级,为改性效果最佳的催化剂。
复合型林产品价值链演进的空间动力机制——一个系统论的分析框架
谢加封, 沈文星, 曹福亮
林业科学. 2016, 52(1):  106-117.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160113
摘要 ( 229 )   HTML   PDF (1624KB) ( 409 )  
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[目的] 分析复合型林产品的内涵与结构体系,探讨其价值链演进的路径、动因与策略,为整合复合型林产品的价值生产体系和优化区域资源配置、实现其向价值链高价值环节演进提供理论与实践层面的依据。[方法] 基于系统论的分析方法,运用价值链理论、产品定位理论与产业集聚理论,探讨复合型林产品的结构维度及其价值链演进的动因与路径,并藉此提出一个整合林业资源生产、生态生产与文化生产的复合型林产品"企业-区域-产业"3层次价值链演进策略模型。[结果] 1)复合型林产品是本身兼具多维功能与复合价值的特色林产品,其多种产品形态面向不同的目标市场和消费群组,可以通过市场细分与市场定位获得最优化的资源配置。复合型林产品价值链包括企业价值链、区域价值链与产业价值链3个层次。2)市场牵引的内生驱动、政府引导的外生驱动以及区域间的耦合驱动是复合型林产品价值链演进的3种主要动力。市场自发的驱动力经由企业的竞争意识和市场逻辑的互动而形成;政府驱动的价值链演进强调政府在林业产业结构升级中所发挥的主导功能;区域间的耦合驱动则关注区域间的互补合作。复合型林产品价值链演进侧重于企业价值链的价值环节演进,即从生产链到研发、品牌链;区域价值链的空间结构演进,即从价值网到价值系统;产业价值链的产品形态演进,即从原生产品到衍生产品。3)复合型林产品价值链演进动力策略的核心是企业维的核心企业能力培育、区域维的集群品牌创建以及产业维的国内价值链分工协作,即企业层面核心企业研发知识的创新扩散与产品品牌化、区域层面林业产业集群的规模经济形成与品牌效应溢出、产业层面国内价值链的建构与全球价值链嵌入。[结论] 微观层面,地方政府应建设具有共性技术的复合型林产品研发基地,协调复合型林产品价值链上互补型企业之间的互动合作,对核心企业进行技术与营销支撑;中观层面,应通过相应的产业促进政策对区域复合型林产品价值链进行一体化整合,大力发展生态旅游产业,引导创建特色区域林产品品牌;宏观层面,国家应平衡复合型林产品的经济效益与生态效益,引导建立区域优势互补、分工合理的复合型林产品体系。
问题讨论
中国森林公园的发展与管理
赵敏燕, 陈鑫峰
林业科学. 2016, 52(1):  118-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160114
摘要 ( 276 )   HTML   PDF (1796KB) ( 846 )  
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[目的] 研究全国森林公园的发展历程和管理轨迹,为其健康可持续发展提供建议。[方法] 首先,沿用文献回顾、归纳总结的定性研究思路,介绍森林公园基本情况和行业管理动态;其次,采用定量描述方法,分析森林公园时空发展规律。在时间上,划分发展阶段并总结特征,分析时代背景、指导思想变迁而引起的变化;在空间上,统计分析全国31个省(市、自治区)的森林公园旅游收入、旅游人数、社会就业人员等情况。[结果] 1)中国森林公园发展历经试点起步(1980-1990年)、快速发展(1991-2000年)、规范发展(2001-2010年)、质量提升(2011年至今)4个阶段,按国家级、省级、市(县)级分级管理,主要类型通常依据资源类型、旅游半径和林地权属来划分。2)森林公园行业管理指导思想的变迁:改革开放初期,作为国有林场的一种多种经营项目; 1998年天保工程实施以来,成为林业主体功能转换的一个重要选择; "十一五"(2006-2010年)期间,国家级森林公园确定为"国家文化和自然遗产地"、"国家禁止开发区域",作为国家自然保护地体系的重要组成部分。3)主要成就和贡献:行业管理体系已基本成型,产业发展已初具规模,进入大众化旅游新阶段,强化了自然资源保护,支撑了森林旅游发展,促进了生态文化传播,带动了区域经济增长。4)发展瓶颈:法律位阶较低,限制了行业管理的力度;各地森林公园数量结构不合理,市(县)级森林公园发展滞后;各地森林旅游发展极不平衡,市场、投资和从业人员素质是3个重要影响因素;森林体验、森林养生等旅游产品欠缺,森林多功能利用效率较低;森林公园的国际知名度和社会认可度有待提高。[结论] 总体上看,全国森林公园发展态势良好,但不同省份发展差异较大。因此,"五个相结合"原则将是新时期森林公园发展趋势,即把森林公园功能作用与经济社会对林业的多元化要求相结合、把森林公园自身发展阶段特殊性与国家发展战略的大背景相结合、把对资源严格保护与合理利用相结合、把生态林业发展与民生林业发展需求相结合、把世界自然保护地发展珍贵经验与中国国情林情相结合,今后工作重点应集中在法制与标准建设、资源普查、投资渠道、人才培养、国际交流等方面。
研究简报
黄土塬区盛果期苹果园的蒸散特征
王石言, 王力, 韩雪, 张林森
林业科学. 2016, 52(1):  128-135.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160115
摘要 ( 241 )   HTML   PDF (1430KB) ( 369 )  
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[目的] 水分是黄土高原地区植被恢复与农林产业持续发展的主要限制因子,通过对半湿润长武塬区苹果经济林的蒸散研究,掌握苹果林生长季的蒸散耗水规律,为区域性苹果经济林的科学管理及充分挖掘苹果林的生产潜力提供依据。[方法] 运用水量平衡法于2012-2014年生长季期间(4月15日-10月15日)对苹果园进行蒸散量估算。其中,降水量由自动气象站实时观测,并结合人工观测数据,保证降水数据的连续性;同时,于每月15日和30日利用中子仪(CNC503B)监测0~6 m特定土层的土壤贮水量,其中0~100 cm阶段土层按每10 cm记录读数1次,100~600 cm土层按每20 cm记录读数1次,并利用土钻法进行校准。[结果] 盛果期苹果园在生长季内蒸散量呈明显的双峰曲线,第一峰值出现在7月后半月或者8月前半月,第二峰值出现在9月前半月; 2012, 2013和2014年苹果生长季内的蒸散量占降水量的比例分别为103%,104%与99%; 2012年的蒸散量高出降水量12.1 mm, 2013年的蒸散量高出降水量18.2 mm, 2014年的蒸散量小于降水量1.2 mm;苹果园蒸散量在生长季内的变异系数为1.0左右。[结论] 在属于典型雨养农业区的长武塬区,自然降水是苹果经济林生态系统蒸散耗水的主要水分来源,降水量的多少直接影响着苹果的质量与数量。在枯水年(2012年)和偏枯的平水年(2013年),蒸散量大于降水量,即降水输入不能满足果园蒸散需水,土壤贮水表现为亏缺状态;在平水年(2014年),当年降水量可以满足果园蒸散耗水的要求。黄土塬区苹果园土壤水及蒸散对降雨产生快速水文响应机制,降落到林地的雨水迅速以土壤蒸发、植被蒸腾等形式进行水分输出。
灰胡杨叶片气孔导度特征及数值模拟
王海珍, 韩路, 徐雅丽, 牛建龙, 于军
林业科学. 2016, 52(1):  136-142.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160116
摘要 ( 209 )   HTML   PDF (1806KB) ( 327 )  
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[目的] 构建适用于极端干旱荒漠区灰胡杨叶片气孔导度对环境因子响应的数学模型,为准确定量探讨灰胡杨叶片气孔调节和构建干旱荒漠区的水碳循环耦合机制模型奠定基础。[方法] 以塔里木河流域荒漠河岸林建群种灰胡杨为研究对象,利用LI-6400光合测定仪于2012年7-9月、2013年6-9月测定灰胡杨叶片气体交换参数与环境因子的日变化,利用逐步回归方法分析灰胡杨叶片气孔导度(Gs)对环境因子的响应,并应用国际上2类构建机制不同的代表性气孔导度模型对其气孔导度变化进行模拟及验证比较。[结果] 不同年份生长季各月灰胡杨叶片Gs的日变化均呈单峰曲线,峰值大小、出现时间与变幅不同,其中以9月峰值出现时间最早,日变幅最大,6月日变幅最小。Gs对环境因子变化敏感,与光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度(Ca)、大气湿度(RH)呈正相关,而与水汽压亏缺(VPD)、大气温度(Tair)呈负相关,尤其是PAR,VPD和Tair对全天与上午时段Gs的影响最显著,而下午时段Gs还受Ca,RH影响,表明不同时段灰胡杨Gs受不同的环境因子调控。利用国际上2类代表性Gs模型拟合并建立全天、上午与下午不同时段灰胡杨Gs的数学模型,Jarvis气孔导变模型对Gs变异程度的总体解释能力分别为69.1%,62.2%和63.3%,Leuning-Ball气孔导变模型对Gs变异程度的总体解释能力分别为53.5%,30.6%和44.5%。Jarvis气孔导变模型拟合全天、上午与下午时段Gs的效果均优于Leuning-Ball气孔导变模型,而Leuning-Ball气孔导变模型拟合下午时段Gs的效果优于上午时段,这与不同时段调控Gs的环境因子不同有关。依据野外实测数据对2类代表性Gs模型验证表明,Jarvis气孔导变模型比Leuning-Ball气孔导变模型更适合灰胡杨叶片Gs模拟,其可有效改善气孔导度环境响应行为的数值模拟效果。[结论] 生长季不同时段影响灰胡杨Gs的环境因子不同,Jarvis非线性气孔导度模型构建的不同时段灰胡杨气孔导度模型均优于Leuning-Ball线性气孔导度模型,其在极端干旱荒漠区具有更好的适用性。据此,构建适用于塔里木极端干旱荒漠区灰胡杨叶片气孔导度对环境因子的响应模型;Gs=PAR(0.001T2air+0.013Tair-0.090)/((260.443+PAR)(-0.219+VPD))。
外源NO对低温胁迫下核桃幼苗活性氧代谢的影响
相昆, 徐颖, 李国田, 王晓芳, 张美勇
林业科学. 2016, 52(1):  143-149.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160117
摘要 ( 180 )   HTML   PDF (1727KB) ( 298 )  
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[目的] 研究外源NO处理对低温胁迫下核桃幼苗活性氧代谢系统的影响,探讨其影响核桃抗寒性的可能作用机制,寻找通过施加外源NO提高果树抗逆性的新方法,为外源NO在未来核桃抗逆生产中的广泛应用提供理论基础。[方法] 以抗寒性不同的‘香玲’、‘鲁果12号’核桃品种为材料,采用人工气候室模拟低温处理与叶片喷施SNP相结合的方法,研究SNP(200μmol·L-1)对低温胁迫下核桃幼苗活性氧代谢的影响。[结果] 1)正常生长条件下,喷施SNP对核桃幼苗叶片质膜透性、叶绿素含量、超氧阴离子(O2·-)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性影响不大,显著提高了过氧化物酶(POD)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量以及AsA/DHA和GSH/GSSG比值,降低了氧化型抗坏血酸(DHA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,但2个品种的各项指标变化程度不同。2)低温胁迫下,SNP处理可显著提高核桃幼苗叶片POD,SOD,CAT,APX和GR等抗氧化物酶活性,同时,提高叶绿素和Pro,AsA,DHA,GSH,GSSG含量,减少H2O2和MDA的积累,降低O2·-产生速率和细胞质膜相对透性,2个品种的变化幅度不同。[结论] 低温胁迫下,外源NO处理可增强核桃幼苗叶片抗氧化物酶活性,提高抗氧化剂含量,维持抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统的稳定性,降低H2O2、MDA的积累及O2·-的产生速率,从而减轻活性氧对核桃叶片的伤害,保护细胞膜结构的稳定性,增强抗寒性。
不同海拔红松混交林土壤微生物量碳、氮的生长季动态
王宁, 杨雪, 李世兰, 王楠楠, 韩冬雪, 冯富娟
林业科学. 2016, 52(1):  150-158.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160118
摘要 ( 196 )   HTML   PDF (1526KB) ( 531 )  
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[目的] 研究红松混交林下土壤微生物生物量碳、氮的生长季动态变化,为更多地了解红松混交林生态系统中土壤微生物群落在碳氮循环中的作用提供科学依据。[方法] 以红松林在长白山海拔分布高度上限为准,从最高海拔起按每100 m海拔为1个梯度依次向下选取5个样地作为研究对象。同一海拔设置3个重复样地,面积均为20 m×20 m,间隔20 m。样地内按S型随机布点,共设10个15 cm×15 cm样方,分别于2013年5月21日、7月19日、8月23日、9月20日进行样品采集。分析不同海拔红松林的土壤理化性质及土壤微生物生物量碳和生物量氮生长季的动态变化规律及差异的机制。[结果] 土壤微生物生物量碳、氮含量及碳氮比随海拔的升高呈现出先增加后降低的趋势,土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比在900 m达到最高(1287.18 mg·kg-1, 224.29 mg·kg-1, 9.29),各海拔间土壤微生物生物量碳、氮含量有显著差异(P<0.01)。土壤微生物生物量碳和氮含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,5个海拔0~5 cm土层微生物生物量碳分别是5~10 cm的1.15,1.55,1.29,2.58,1.32倍,微生物生物量氮则分别是1.50,1.23,1.45,2.64,1.09倍。在5-9月的生长季中,土壤微生物生物量碳、氮含量在0~5 cm土层均为先降低后升高再降低的变化规律,呈倒"N"形曲线,在5~10 cm土层则呈现出先升高再降低的单峰曲线形;不同土层、不同海拔间的土壤微生物生物量碳氮比的季节变化规律均存在差异,但除5月较低外,土壤微生物生物量碳氮比均在5~20之间,说明红松混交林土壤微生物群落中真菌相对于细菌更占优势,土壤的腐殖化能力相对较高; 8和9月微生物生物量碳氮比最高,这一时期土壤的固碳能力最强。土壤有效氮、有机碳、有效磷、有效钾含量和pH值、含水量在各海拔之间均存在较大的差异,总体上各指标从海拔700 m到900 m逐步升高到最大值,然后开始呈下降趋势。不同海拔土壤微生物生物量碳与土壤总有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤pH值呈显著正相关(P<0.05);土壤微生物生物量氮与土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01),与土壤有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈显著正相关(P<0.05)。[结论] 海拔、土壤深度、季节变化等都能对土壤微生物生物量碳、氮含量产生显著的影响,土壤的理化性质、样地林分组成等是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。
若尔盖县土地沙化程度演变动态特征
何介南, 徐杰, 康文星, 徐伟平, 汪晓菲
林业科学. 2016, 52(1):  159-165.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160119
摘要 ( 148 )   HTML   PDF (1176KB) ( 367 )  
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[目的] 探讨若尔盖县土地沙化演变趋势,为防沙治沙提供科学依据。[方法] 利用若尔盖县1994,1999,2004,2009年4次土地沙漠化监测数据,采用生物统计学的转移矩阵分析方法研究沙化程度的演变动态过程。[结果] 1994-2009年,若尔盖县沙地以每年11.08%的速率扩展, 2009年沙地面积是1994年的4.5倍;不同沙化程度沙地的年均扩增率依次是:极重度(24.49%)> 轻度(12.03%)> 重度(7.80%)> 中度沙化地(6.68%);沙地沙化程度以轻度为主(75.69%),土地沙化还处于初始阶段,正是沙化治理的有利时期;经过15年的沙化演变后,不同程度沙化地结构发生变化,岀现中度和重度沙化地比例下降,轻度和极重度沙化地比例上升趋势; 1994-1999年,1999-2004年和2004-2009年,沙化程度保持稳定的沙地比例分别为61.53%,68.77%和83.06%,在时间系列上逐渐趋向稳定; 2004-2009年沙化程度减轻的沙地比例是沙化程度恶化的2.23倍,沙化趋势朝着沙化程度减轻的方向演变;在5年的尺度上,土地沙化演变中存在渐变和跃变过程,由于跃变的存在,意味着非沙化土地不一定是最安全的,有可能在一定条件下会演变为程度严重的沙化地,同样,程度严重的沙化地在人力的治理下可以跃变为非沙化土地。在近年来加强防沙治沙情况下沙化演变趋势朝好的方向发展,但是,若尔盖县土地沙化形势依然相当严峻,治沙任务依然相当艰巨。[结论] 若尔盖土地沙化程度以轻度为主,土地沙化正处在初步阶段,正是治理的有利时期。
植物新品种与良种
蝴蝶兰良种‘郑农红玉’
王俊, 王慧瑜, 赵玉安, 杨书才
林业科学. 2016, 52(1):  166-166.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160120
摘要 ( 141 )   HTML   PDF (1082KB) ( 293 )  
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‘郑农红玉’是郑州市农林科学研究所以2003年从蝴蝶兰实生开花苗中选出的优良单株为亲本、采用杂交育种的方法选育出的蝴蝶兰优良单株,经过河南、陕西、河北等地区域试验选出。株形紧凑,好养易催;花朵平均横径10~11 cm,平均主枝着花10朵左右,颜色亮丽,花序排列整齐;货架期长。