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2016年 第52卷 第3期 刊出日期:2016-03-25
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林业科学. 2016, 52(3):  0-0. 
摘要 ( 125 )   PDF (2734KB) ( 239 )  
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论文与研究报告
汶川地震对四川理县典型受灾区岷江柏人工林土壤理化性质的影响
赵丽丽, 钟哲科, 史作民, 杨慧敏, 邵琼
林业科学. 2016, 52(3):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160301
摘要 ( 241 )   HTML   PDF (567KB) ( 558 )  
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[目的] 通过对四川理县地震灾区不同受灾程度森林土壤理化性质的对比调查,探索地震对土壤的影响,为受灾地区土壤修复提供科学依据。[方法] 2013年11月选取汶川地震受灾区岷江柏人工林地进行调查与采样,在熊尔山调查点(山地褐土)选取1个对照(未受地震次生灾害明显破坏)和3个受灾林分,在蒲溪沟调查点(山地棕壤)选取1个对照和2个受灾林分。测定表层土壤(0~20 cm)的密度、总孔隙度和颗粒组成特征,分析土壤剖面3个土层(0~20,20~40和40~60 cm)土壤的pH值、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和阳离子交换量等养分指标。[结果] 地震造成0~20 cm层土壤密度显著提高,受灾土壤密度平均值高达1.28 g·cm-3,与对照相比,熊尔山和蒲溪沟2调查点的土壤密度平均值分别提高6.1%和18.6%;伴随着土壤密度增大,土壤总孔隙度均显著减少(两者极显著负相关,γ=0.998**),导致土壤透水能力下降,地表径流和水土流失危险增大;受地震次生灾害影响,2调查点土壤有机质含量平均值分别下降56.1%和52.2%,表层土壤(0~20 cm)的黏粒含量分别平均下降了54.8%和57.1%,土壤砂粒和粉粒含量显著升高(P<0.05);地震引起2个调查点各土层(0~20,20~40和40~60 cm)土壤pH值显著升高(P<0.05),平均提高了11.5%,pH值变化与土壤类型和土层深度相关性不显著,土壤有机质含量减少及黏粒流失可能是导致土壤pH值升高的主要原因;受地震次生灾害影响,土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著降低,熊尔山土壤中的有效磷和速效钾含量分别减少了67.1%和72.2%,而蒲溪沟土壤中碱解氮和速效钾含量分别减少了80.3%和78.0%;土壤有机质含量与全氮含量、碱解氮含量、有效磷含量、阳离子交换量间均显著正相关;土壤的阳离子交换量显著减少,下降79.7%~90.3%,土壤保水保肥能力很弱;根据C/N比的变化分析可知地震后土壤的C损失率高于N损失率。[结论] 受地震次生灾害山体崩塌、滑坡、泥石流、土体断裂及掩埋等影响,调查林分的土壤均出现明显的退化现象:土壤密度升高,总孔隙度下降,土壤pH值增大,黏粒流失十分严重,养分含量和阳离子交换量明显降低。建议该类林地的土壤修复应着重提高土壤有机质含量、改善土壤保水保肥性能和减少土壤黏粒流失等。
基于机载P-波段全极化SAR数据的复杂地形森林地上生物量估测方法
冯琦, 陈尔学, 李增元, 李兰, 赵磊
林业科学. 2016, 52(3):  10-22.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160302
摘要 ( 173 )   HTML   PDF (3236KB) ( 414 )  
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[目的] 利用国产合成孔径雷达(SAR)系统(CASMSAR)获取的机载P-波段全极化SAR(PolSAR)数据,分析SAR对森林地上生物量(AGB)的响应与地形的关系,建立融合地形因子的高精度多项式模型,以提高森林AGB的估测精度。[方法] 首先以基于机载激光雷达(LiDAR)数据得到的研究区坡度分布图与结合实测样地AGB数据得到的森林AGB分布图作为参考数据进行系统抽样,分析森林AGB与P-波段PolSAR后向散射强度的关系以及不同坡度下二者的相关性变化;然后利用LiDAR得到的高精度数字高程模型(DEM)结合机载P-波段的轨道数据计算当地入射角,进而建立以后向散射强度、当地入射角以及雷达视角为输入特征的多项式统计模型,同时将以上系统抽样得到的样本一部分作为模型训练样本,一部分作为精度检验样本。为避免样本尺度引起的偶然性,检验了20 m×20 m至100 m×100 m不同样地尺度下的估测精度。[结果] 以90 m×90 m样本为例,当坡度为0°~5°时,引入当地入射角(第2组特征)的估测精度与未引入当地入射角(第1组特征)的估测精度分别为:决定系数(R2)为0.634和0.634,均方根误差(RMSE)为12.07和12.08 t·hm-2,总精度(Acc.)为78.91%和78.89%;当坡度为5°~10°时,第2组特征与第1组特征的估测精度分别为:R2为0.524和0.523,RMSE为13.52和13.97 t·hm-2,Acc.为80.57%和80.52%;当坡度大于10°时,第2组特征与第1组特征的估测精度分别为:R2为0.628和0.519,RMSE为13.16和15.70 t·hm-2,Acc.为81.05%和78.55%。随着样地尺度增大,2组特征的估测精度均增大,且第2组特征的估测精度大于第1组。[结论] 当坡度小于10°时,地形对森林的后向散射强度几乎无影响;当坡度大于10°时,地形的影响显著,在不同尺度下,引入当地入射角的估测模型均可以有效提高估测精度,充分说明模型的有效性和稳定性。此外,随着尺度增大,无论采用的模型是否考虑了地形影响,其估测精度都逐渐提高并趋于稳定,揭示出对复杂地形下森林AGB估测模型效果的评价必须考虑尺度的影响,且参考样地要足够大,否则难以得到客观的结论。
山东半岛沿海防护林入侵植物美洲商陆及其伴生种生长竞争力的比较
张靖梓, 柏新富, 侯玉平, 董周焱, 卜庆梅
林业科学. 2016, 52(3):  23-29.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160303
摘要 ( 166 )   HTML   PDF (796KB) ( 427 )  
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[目的] 探索美洲商陆入侵的生理生态机制以及与其伴生种在能量、水分、氮素等资源利用效率方面存在的优势,为美洲商陆的风险评价和综合防控提供参考。[方法] 利用TPS-1光合系统测定林缘高光照和林下低光照环境下生长的美洲商陆及其伴生种紫穗槐的光合性能参数,并根据相关参数计算光能利用率和水分利用率。采用Handy-PEA植物效率仪测定其荧光参数;Vario Micro cube元素分析仪测定叶片全氮含量;C2000氧弹热量计测定干质量热值,并由此计算叶片光合氮利用效率和建成成本。[结果] 在林缘高光照和林下低光照环境下,美洲商陆的表观光量子效率、最大净光合速率、叶绿素含量、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)均显著高于其伴生种紫穗槐(P<0.05),而光补偿点和叶绿素a/b比值则显著低于紫穗槐(P<0.05)。美洲商陆光能利用率和光合氮利用效率也是显著高于紫穗槐(P<0.05),水分利用率在高光照条件下美洲商陆低于紫穗槐、在低光照条件下则是美洲商陆高于紫穗槐。在高光照和低光照环境下,美洲商陆的叶片单位质量建成成本(CCmass)和单位面积建成成本(CCarea)均显著低于其伴生种紫穗槐(P<0.05)。同时,在林下低光照环境下,美洲商陆和紫穗槐的光合性能指标、资源利用效率指标和叶片建成成本的差异率均大于林缘高光照环境下的差异率。这说明在低光照资源环境下,美洲商陆的光合能力、资源利用效率和物质、能量利用策略更具优势。[结论] 美洲商陆与其伴生种相比具有更高的光合能力、更高效的资源利用效率和更低的构建自体的成本(物质和能量)消耗,这使其具有高生长速率和较强竞争力。特别是在光能资源不足的林下低光照环境下,美洲商陆更具竞争优势。
新疆药桑枝条中抗氧化活性成分sanggenon A的分离鉴定
向伟, 喻艳, 刘静, 徐立, 黄先智, 丁天龙, 左少纯
林业科学. 2016, 52(3):  30-35.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160304
摘要 ( 173 )   HTML   PDF (907KB) ( 411 )  
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[目的] 分离鉴定新疆药桑枝条中的抗氧化活性成分,揭示其抗氧化功效的物质基础,为发现新的天然抗氧化成分及新疆药桑的开发利用提供理论依据。[方法] 将新疆药桑枝条利用70%乙醇冷浸的方法提取,滤液低温减压浓缩; TLC(薄层层析)与DPPH(1,1-二苯基-2-苦基苯肼)相结合的方式进行活性检测;以紫外显色、10%硫酸乙醇显色的方式进行物质检测;在活性跟踪下通过不同有机溶剂萃取分段、多次硅胶柱层析、凝胶柱层析及薄层层析,对新疆药桑枝条中抗氧化活性成分进行分离纯化。将分离得到的化合物以氘代氯仿为溶剂,TMS(四甲基硅烷)为内标,利用MS(质谱)及NMR(核磁共振)技术进行波谱测定及结构解析。以人工合成抗氧化剂BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)为对照,进行清除DPPH自由基、OH自由基及总还原力的测定。[结果] 从新疆药桑枝条乙酸乙酯萃取部分中分离得到1种易溶于甲醇及乙酸乙酯的深黄色粉末,根据其理化性质初步判断为黄酮类化合物。结合其理化性质并通过MS,1H-NMR,13C-NMR,DEPT的波谱数据分析,确定其为已知化合物sanggenon A(桑根酮A),分子式为C25H24O7,分子量为436。抗氧化活性研究表明,其清除DPPH自由基和OH自由基的IC50值分别为50.3和96.5 mg·L-1(对照BHT分别为64.2和231.6 mg·L-1),总还原力也明显高于对照。[结论] 本文首次从桑树的枝条中分离得到该物质,拓展了提取分离该物质的原材料来源,可为新疆地区广泛种植的林业资源的开发利用提供理论基础。
优良组培白榆无性系对盐分响应的差异性
慕德宇, 董智, 李周岐
林业科学. 2016, 52(3):  36-46.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160305
摘要 ( 190 )   HTML   PDF (2321KB) ( 446 )  
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[目的] 研究不同浓度NaCl处理下组培白榆无性系耐盐响应,以期探索白榆无性系耐盐机制,为白榆耐盐研究提供理论基础。[方法] 以前期优良组培白榆无性系耐盐筛选试验结果为基础,对试验筛选出的3个耐盐型(30号、51号、65225号)白榆无性系与3个非耐盐型(7号、46号、68号)白榆无性系组培盆栽苗进行盐胁迫对比试验,通过控制NaCl浓度(0,0.3,0.5,0.7,0.9%)及水分(土壤水分过充足)的条件下,研究盐胁迫对耐盐型与非耐盐型白榆无性系生长量(树高增长率、地径增长率、干物质量)、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物歧化酶(POD)]、渗透调节物(可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸)、钠离子与氯离子含量、光合特性(光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、水分利用率、表观叶内导度、气孔限制百分率、叶绿素)的影响。[结果] 1)盐胁迫条件下,耐盐型与非耐盐型白榆无性系生长量均随NaCl处理浓度的升高而降低;可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量随NaCl浓度的升高而增加;细胞内抗氧化酶活性(SOD,POD)随NaCl浓度的升高总体呈现出先升高后降低趋势;叶片光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度等光合特性均呈不同程度下降趋势;叶绿素含量随NaCl处理浓度增加呈现降低趋势;减少Na+与Cl-向地上部位的运输,使Na+与Cl-在根系内大量积累。2)通过对耐盐型、非耐盐型白榆无性系对比研究发现,在高浓度NaCl处理条件下,耐盐型白榆无性系通过在体内大量积累可溶性糖含量,并提高SOD酶活性的方式提高自身耐盐能力。[结论] 白榆无性系细胞内可溶性糖含量、SOD酶活性决定白榆无性系耐盐能力的强弱,可以作为白榆无性系耐盐性的重要指标。
不同生长势美洲黑杨转录组差异分析
丁昌俊, 张伟溪, 高暝, 黄秦军, 褚延广, 苏晓华
林业科学. 2016, 52(3):  47-58.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160306
摘要 ( 202 )   HTML   PDF (1626KB) ( 748 )  
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[目的] 研究美洲黑杨杂种F1的基因表达模式,从基因表达水平揭示杂种优势形成机制,为杨树杂种优势的深度开发利用提供有益参考。[方法] 采用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术对不同生长势美洲黑杨杂种F1(3个生长势超过双亲、2个生长势低于亲本)及其亲本进行转录组测序和差异比较。[结果] 转录组测序共产生171154127条Reads(平均长度200 bp,约31.32 Gb),将处理后Reads与毛果杨参考基因组数据库比对,有61.89%的Reads可以与参考基因组匹配。超亲杂种F1 Vs亲本中筛选出342个基因显著差异表达(上调表达87个,下调表达255个);低亲杂种F1 Vs亲本共筛选出577个基因差异表达(上调表达146个,下调表达431个);超亲杂种F1 Vs低亲杂种F1中共筛选出486个基因显著差异表达(上调表达200个,下调表达286个)。筛选出377个对杂种优势产生具有重要作用的差异表达基因,其中,有4个差异基因在超亲F1 Vs亲本、低亲F1 Vs亲本及超亲F1 Vs低亲F1中为下调表达; 72个下调表达差异基因在超亲F1 Vs亲本及低亲F1 Vs亲本2个对比组中均显著差异表达;有129个差异基因仅在超亲F1 Vs亲本及超亲F1 Vs低亲F12个对比组中显著表达,包括19个差异基因显著上调表达,110个差异基因显著下调表达;有172个基因仅在低亲F1 Vs亲本及超亲F1 Vs低亲F1中显著差异表达。功能注释及代谢途径分析结果表明,超亲F1 Vs亲本、超亲F1 Vs低亲及低亲F1 Vs亲本3个对比组中分别有167个、233个及280个差异显著基因能被功能注释,分别涉及46个、45个及51个生物学功能,在分子功能、生物学过程、细胞组分3种GO分类中,其中差异基因主要富集在"催化活性"、"胺的代谢过程"及"氧化还原酶活性"等功能中,参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢途径及外来物质的降解和代谢途径。[结论] 杂种优势的形成,可能是由于相关基因的显著差异表达,调控光合作用、物质代谢吸收等与生长紧密联系的代谢活动,进而促进生长优势的产生。
巨桉低温胁迫响应基因EgrCR的表达与功能
徐凤华, 程龙军, 魏晓玲, 窦锦青
林业科学. 2016, 52(3):  59-67.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160307
摘要 ( 217 )   HTML   PDF (1686KB) ( 531 )  
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[目的] 通过对巨桉中冷响应基因EgrCR(Eucgr.B02857)的蛋白序列特征、亚细胞定位、低温等非生物逆境条件下的表达以及拟南芥中该基因超表达株系的表型分析,探讨EgrCR基因在巨桉响应低温等非生物逆境中的作用。[方法] 利用Protparam,PSIPRED,TMHMM,MatInspector和MEGA等生物信息学软件,预测EgrCR编码蛋白结构特征、启动子上的重要顺式作用元件,并构建其同源蛋白序列进化树;同时,采用基因枪轰击洋葱表皮方法进行基因编码蛋白亚细胞定位分析;组织特异性表达及低温等非生物逆境及昼夜节律下的表达分析,分别采用半定量和定量RT-PCR方法。通过构建35S::EgrCR超表达载体转化拟南芥,观察转基因株系在不同低温(0,4℃)处理下的表现,研究该基因对低温响应的功能特性。[结果] EgrCR编码的蛋白序列含有144个氨基酸,二级结构中包含4个α螺旋、3个β折叠,没有预测到结构域、跨膜域的存在。在进化的亲缘关系上,EgrCR与毛果杨中的同源蛋白亲缘关系最近,氨基酸序列相似度达到68%。在其启动子序列上含有多个与植物逆境响应相关的顺式作用元件。亚细胞定位结果表明其编码蛋白在核中表达。正常条件下,EgrCR主要在茎和叶中表达。不同低温(0,2,4,6,8℃)处理和4℃低温下随处理时间(2,6,12,24,48 h)的延长,EgrCR受到强烈的诱导。ABA(100 μmol·L-1)对EgrCR表达没有明显影响,而NaCl(200 mmol·L-1)处理下则表现为先抑制后促进。昼夜节律也影响EgrCR的表达,光照下基因表达被诱导,黑暗条件下基因表达受抑制。拟南芥中EgrCR超表达转基因株系4℃处理条件下,花青素苷积累现象减轻; 0℃处理3天再恢复生长1周后,超表达株系能快速恢复生长,表现出较强的耐低温能力。[结论] EgrCR基因参与巨桉低温胁迫响应,还可能参与巨桉的高盐胁迫响应,昼夜节律对其表达也有影响。
花绒寄甲松褐天牛生物型的越冬特性及耐寒性
高尚坤, 张彦龙, 唐艳龙, 杨忠岐, 王小艺, 路纪芳, 王健, 司徒春南, 付甫永
林业科学. 2016, 52(3):  68-74.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160308
摘要 ( 217 )   HTML   PDF (1461KB) ( 514 )  
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[目的] 研究花绒寄甲松褐天牛生物型的越冬特性和耐寒能力,确定释放花绒寄甲防治松褐天牛的地域范围,了解林间花绒寄甲种群动态变化,为利用该优良天敌持续控制松褐天牛进而控制松材线虫病提供依据。[方法] 通过调查和解剖马尾松受害木,研究花绒寄甲自然种群的越冬场所、越冬高度、聚集形式、越冬方位等特征;人工模拟花绒寄甲的6种不同越冬场所,研究花绒寄甲人工繁育种群成虫的越冬存活率,测定其过冷却点和结冰点;根据等温线划分松褐天牛分布区域,探讨花绒寄甲人工繁育种群在我国的适生范围。[结果] 林间调查发现,花绒寄甲自然种群成虫多数以单头、少数以3~5头聚集在马尾松死树主干树皮裂缝和树皮下越冬。越冬部位主要分布在树高2.5~8 m范围内,7 m左右处数量最多。花绒寄甲释放后自由寻找越冬方位,以树干南面分布最多,占总数的58.33%;其次为东面,占21.79%;北面最少,占总数的9.62%。在树皮下、表土中、木质部、树干罩网、树干围网和置于林间养虫笼中所进行的花绒寄甲越冬试验中,其成虫存活率分别为68.33%±9.21%,67.92%±8.87%,73.33%±12.52%,52.08%±8.87%,52.92%±11.61%和44.17%±12.58%,各处理间差异显著。6种不同越冬场所越冬后的花绒寄甲成虫,其过冷却点和结冰点分别为-11.40,-11.25,-11.76,-11.54,-12.75,-12.89和-10.08,-9.95,-10.99,-10.39,-11.23,-12.05℃,各处理之间差异均不显著。比较过冷却点值与我国各地松褐天牛分布区的1月份低温值,人工繁育的花绒寄甲成虫能够在我国大多数松褐天牛分布区安全越冬。[结论] 人工繁育的花绒寄甲种群多数以单头、少数3~5头聚集在马尾松死树主干的中上部、南面越冬,越冬存活率达60%以上,且有较低的过冷却点和结冰点。花绒寄甲能够在我国大多数松褐天牛分布区安全越冬。
木材试样形态对CONE热释放特性参数的影响
袁利萍, 黄自知, 胡云楚
林业科学. 2016, 52(3):  75-81.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160309
摘要 ( 176 )   HTML   PDF (1161KB) ( 355 )  
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[目的] 对比测试不同木材加工形态样本的的锥形量热(CONE)热释放特性参数,探究不同木材试样形态对CONE热释放特性参数的影响规律和作用机制,为CONE热释放特性参数选择、材料燃烧过程评估以及阻燃机制研究提供依据。[方法] 在50 kW·m-2热辐照功率下,通过CONE测定7种加工方式和形态不同杨木试样的热释放速率(HRR)及其峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)等CONE热释放特性参数。[结果] 通过分析不同木材试样热释放特性参数试验值的算术平均误差(ΔX)、相对误差(Er)和标准偏差(S)可知,在PHRR,MHRR,THR和MEHC 4个热释放特性参数测定结果中,平均有效燃烧热(MEHC)的误差估算值最小,而PHRR的误差估算值最大;粉状试样的PHRR,MHRR,THR,MEHC 4个热释放特性参数试验值的误差估算值远小于板状试样的误差估算值,如PP,FPP 2个粉状试样的MHRR试验值的标准偏差(SMHRR)分别为1.2和1.1 kW·m-2,远低于其他5种标准板状试样,约为SMHRR最大的PPB的1/8。[结论] 4个热释放特性参数中,MEHC主要受燃烧状态影响,而PHRR除了与燃烧过程有关外,还受试样自身和外界因素的影响。粉状试样热释放特性参数试验值的精密度优于板状试样,重现性好、可靠性高,完全适用于实验室内部测试和材料配方筛选等各种科学研究,可减少制备标准试样所需的材料和时间,为简化CONE试验试样制作工艺提供了科学依据。
截面尺寸、加载方式和指接形式对落叶松大尺寸结构指接材抗弯性能的影响
周志芳, 毕克新, 张雪松, 毛磊, 赵思淼, 王齐, 李晨琦
林业科学. 2016, 52(3):  82-89.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160310
摘要 ( 160 )   HTML   PDF (1089KB) ( 477 )  
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[目的] 研究截面尺寸、加载方式和指接形式等因素对落叶松大尺寸结构指接材抗弯性能的影响,得出不同试验因素下的抗弯强度特征值,为结构指接材的分级技术提供测试数据和可行性建议,为大尺寸结构指接材的抗弯强度测试标准及其特征值的确定方法提供参考,推动落叶松及其他树种作为结构指接材在建筑结构上的应用。[方法] 参照LY/T 2228-2013《轻型木结构-结构用指接规格材》标准,选取2种尺寸(截面尺寸为40 mm×90 mm和40 mm×140 mm)的Ⅱc等级落叶松材料加工成结构指接材,采用数理统计方法检验样本数据的正态性和方差齐性,然后用2个独立样本t检验方法判定试验因素对大尺寸结构指接材抗弯强度和抗弯弹性模量是否有显著影响。[结果] 截面尺寸、加载方式和指接形式在特定条件下对抗弯强度和抗弯弹性模量有显著影响。截面尺寸对V形指接侧面抗弯强度和侧面抗弯弹性模量均有显著影响,即截面尺寸大的(40 mm×140 mm)侧面抗弯强度和侧面抗弯弹性模量也大;不同加载方式对抗弯强度没有显著影响,但对截面为40 mm×140 mm试样的抗弯弹性模量有显著影响,即侧面加载方式测得的抗弯弹性模量明显高于平面加载方式;不同指接形式对截面为40 mm×140 mm的试样平面抗弯强度有显著影响,即V形指接的平面抗弯强度高于H形指接的平面抗弯强度,而指接形式对截面为40 mm×90 mm的试样侧面抗弯强度和抗弯弹性模量均有显著影响,即H形指接的侧面抗弯强度和抗弯弹性模量高于V形指接的侧面抗弯强度和抗弯弹性模量。在大尺寸结构指接材抗弯性能检测数据的基础上得到了参数法和非参数法计算的强度特征值,参数法计算的特征值低于非参数法。[结论] 落叶松结构指接材完全可用作木质工程材料,宽面承载、V形指接以及适宜的截面尺寸有利于保证结构指接材的抗弯性能。截面尺寸较大的结构指接材在侧面加载条件下,其抗弯强度和弹性模量更易受到加载方式和指接形式的影响,因此在保证强度的前提下不建议使用大截面尺寸的结构指接材;侧面抗弯强度也极易受到各试验因素的影响,应尽量避免这种使用方式。强度特征值的计算建议采用非参数法,但是当样本数量不够大时仍会出现参数法计算值低于非参数法计算值的结果,此时建议采用2种方法的低值。
综合评述
点击化学在木质纤维素化学修饰中的研究现状
熊福全, 韩雁明, 李改云, 秦特夫, 王思群, 储富祥
林业科学. 2016, 52(3):  90-96.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160311
摘要 ( 248 )   HTML   PDF (1430KB) ( 913 )  
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化学修饰可改善木质纤维素和聚合物基质的相容性且使其具有特定功能。点击化学作为化学修饰的一种重要方法,是由2001年诺贝尔化学奖获得者Sharpless首次提出的,主要包括铜催化叠氮-炔基环加成反应(CuAAC)、环张力催化叠氮-炔基环加成反应(SPAAC)、巯基-烯/炔点击反应(Thiol-Ene/Yne)和狄尔斯-阿尔德尔环加成反应(Diels-Alder)等反应类型。相比传统接枝修饰方法,点击化学具有反应条件温和、环境污染小、副反应少、分离提纯简单、产量和效率高等优点,在木质纤维素的化学修饰方面已有相关应用。在点击反应方法方面,CuAAC反应是一种最普遍的点击反应类型,也是对木质纤维素化学修饰应用最多的一类反应;但CuAAC反应后催化剂很难移除,在一定程度上限定了反应后产品的用途,将Cu(Ⅰ)通过共价键结合在纳米纤维素气凝胶的表面能使点击反应中的铜有效回收。相比CuAAC反应,Thiol-Ene/Yne反应不需要有毒的铜作为催化剂。点击化学在纤维素的研究方面,将纤维素自身或与聚合物进行点击反应能制备水凝胶和片状纳米纤维素凝胶;此外,荧光标记的纤维素材料能证明点击反应的发生,通过2种点击反应能制备多色荧光标记的纳米纤维素材料。点击化学在半纤维素和木质素的研究方面,木聚糖通过与聚乳酸进行点击反应形成共聚物,能降低玻璃化转变温度,提高热分解温度。通过CuAAC反应能形成苯三唑连接高产率的邻位木糖苷和木二糖苷。木质素和聚苯乙烯通过点击反应能制备一种热塑性聚合物。此外,通过生物正交点击化学能描述活体植物细胞壁的木质化过程。点击化学在木质纤维素上的应用还没有深入研究,扩大点击化学在木质纤维素上的应用范围仍然需要进一步探索。由于点击反应的条件比较温和,很多反应都能在室温下进行,非常有利于在生物医用材料领域的研究,并且纤维素和半纤维素等多糖又具有良好的生物相容性,为纤维素和半纤维素在生物领域的应用创造了有利条件。此外,由于铜催化的毒性作用,无铜催化的点击反应可能会作为一个重要发展方向,像环张力催化叠氮-炔基环加成反应、Diels-Alder反应和Thiol-Ene/Yne反应。
研究简报
天然阔叶林与杉木人工林灌木层地上地下生物量的分配关系
费玲, 钟全林, 程栋梁, 徐朝斌, 张中瑞, 张蕾蕾
林业科学. 2016, 52(3):  97-104.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160312
摘要 ( 191 )   HTML   PDF (1349KB) ( 569 )  
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[目的] 研究林下灌木层地上与地下生物量的分配关系探究不同起源森林在不同生长发育阶段灌木层地上地下生物量是否符合等速生长规律,抚育管理等人工经营措施是否会影响其地上地下生物量分配关系,为开展森林生态系统其他相关研究提供基础数据和科学依据。[方法] 以天然常绿阔叶林和杉木人工林为研究对象,分别基于其不同龄组及所有灌木层样方植物的地上生物量(y)与地下生物量(x)数据,应用SMATR软件,采用对数方程lgy=b+a lg x拟合灌木层地上、地下生物量分配关系,并对不同起源森林各龄组灌木层的a(生长指数)和b(生长常数)值进行分析。[结果] 不同龄组天然常绿阔叶林的灌木层生长指数a值分别为幼龄林0.942、中龄林1.003、近熟林0.946和成熟林0.951,各龄组间差异不明显(P=0.136),其地上地下生物量分配均遵循等速生长规律;不同龄组杉木人工林灌木层a值分别为幼龄林0.837,中龄林0.817,近熟林1.011,成熟林0.984,各龄组间差异也不明显(P=0.515),且其95%置信区间也均包含理论预测值1.0,其地上地下生物量分配也遵循等速生长规律。[结论] 天然常绿阔叶林和杉木人工林灌木层地上地下生物量均遵循等速生长规律;不同区域、不同树种及不同龄组的人工林灌木层地上地下生物量分配均遵循等速生长规律。
红松种子发育过程中内源激素含量的动态变化
梁艳, 沈海龙, 高美玲, 范震宇, 朱琨, 陈阳, 张鹏, 杨玲
林业科学. 2016, 52(3):  105-111.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160213
摘要 ( 189 )   HTML   PDF (1293KB) ( 500 )  
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[目的] 生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等植物内源激素在促进种子胚胎发育进程的演变过程中有重要作用。本研究通过分析红松胚胎发育过程中4个重要阶段雌配子体(含合子胚)的IAA,ZR,GAs,ABA 4种内源激素的动态变化,拟为解释红松胚胎发育机制提供证据,为体胚诱导过程中添加外源激素及红松种子园种子发育过程的外源激素调控提供参考。[方法] 以处于原胚期、裂生多胚期、柱状胚期、子叶胚前期的红松雌配子体作为研究材料,监测红松胚胎发育形态演变过程,同时采用酶联免疫法(ELISA)测定2个无性系不同发育时期红松种子内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GAs)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)含量的变化。[结果] 2个无性系的内源激素含量变化趋势相似,红松胚胎发育4个阶段IAA和ABA含量均维持在较高的水平,GAs含量全程较低。其中ZR含量在胚胎发育全程呈现下降的变化趋势,原胚期ZR含量最高,无性系057和059中平均含量分别为12.901和13.6224 ng·g-1 FW; IAA的含量先缓慢上升随后急剧上升,柱状胚期至子叶胚期含量急剧下降,柱状胚期含量达到整个发育过程中的最高值,无性系057和059平均含量分别为101.9230和107.2564 ng·g-1 FW; GAs含量呈现先降低后增加的变化趋势,原胚期至裂生多胚期的GAs含量呈现递减的变化趋势,裂生多胚期含量最低,无性系057和059含量分别为4.8235和5.5888 ng·g-1FW,发育至柱状胚期含量呈现上升趋势,并且该趋势一直持续至子叶胚前期,子叶胚前期与原胚期GAs含量差异不显著; ABA含量呈现先上升后递减的变化趋势,具体表现为在原胚期含量为4个发育期的最低,无性系057和059含量分别为88.4974和94.8473 ng·g-1 FW,随后一直保持上升的趋势直至发育至裂生多胚期达到最高水平,无性系057和059含量分别为133.2001和139.9839 ng·g-1 FW,在随后的发育过程中ABA含量逐渐降低,2个无性系的ABA含量分别接近各自原胚期的水平; GAs+IAA+ZT/ABA的值呈现先增加后降低趋势,柱状胚期达到最大值。[结论] 红松种子发育过程中内源激素的含量变化随着胚胎形态发育而发生动态变化,各呈现不同的变化格局; IAA,ABA,ZR在红松胚胎发育过程中起重要调节作用,而GAs对发育过程没有明显的作用。
华中五味子的雄花特征与花粉特性
郭红艳, 王森, 晏巢, 张震, 黄雯
林业科学. 2016, 52(3):  112-120.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160314
摘要 ( 177 )   HTML   PDF (1625KB) ( 437 )  
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[目的] 通过对华中五味子雄花特征及花粉特性的研究,旨在为华中五味子的传粉生物学研究、系统分类提供参考。[方法] 采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对华中五味子雄花不同发育时期(Ⅰ花蕾膨大期、Ⅱ花瓣松动期、Ⅲ花瓣开放期、Ⅳ完全开放期)的花部特征、花粉形态进行研究;利用生物光学显微镜,采用琼脂固体培养基法(培养基中琼脂浓度均为10 g·L-1,蔗糖浓度梯度设置为50,100,150,200 g·L-1,硼酸浓度梯度设置为0.10,0.15,0.30 g·L-1)对花粉离体萌发特性进行研究。[结果] 华中五味子蔷薇花冠,成熟时花冠朝向地面,花瓣覆瓦状排列,花瓣内外侧均具不规则纹饰,具气孔,气孔不规则分布;花柄圆柱形,外壁不光滑,具气孔,气孔椭圆形;雄蕊螺旋向上着生于柱状花托上,花丝缩短呈肉质,花药着生于花丝上;雄蕊群呈伞状,雄蕊19~22(26)。花粉扁球形,辐射对称,极观面为6裂圆形,异极,随着花朵的发育,逐渐形成6萌发沟,3长沟在一极形成合沟,3短沟不到极面,长短沟相间排列;花粉外壁具网状雕纹,网眼大小和网脊宽度不一,少数网眼中具模糊颗粒,随着花粉的发育,网眼逐渐加深,网脊变薄,颗粒物被吸收; Ⅰ(花蕾膨大期)、Ⅱ(花瓣松动期)、Ⅲ(花瓣开放期)、Ⅳ(完全开放期)时期花粉直径依次为21.96,23.73,24.00,25.65 μm。成熟华中五味子花粉在10 g·L-1琼脂+100 g·L-1蔗糖+0.10 g·L-1硼酸的培养基中,萌发率最高,达到92.6%,花粉管长度最长,达454.30 μm;蔗糖浓度对花粉萌发率和花粉管伸长生长存在极显著影响,硼酸浓度对花粉的萌发率影响显著,但对花粉管长度生长影响不显著。[结论] 华中五味子花冠形态、花粉形态既具有虫媒传粉特征,亦具有风媒传粉的特点;研究结果认为华中五味子为风媒、虫媒同时传粉植物,主要传粉方式、传粉途径有待进一步研究;华中五味子花粉离体培养的最佳固体培养基为10 g·L-1琼脂+100 g·L-1蔗糖+0.10 g·L-1硼酸,培养基成分对花粉萌发影响显著;花粉萌发率高,在传粉受精过程中,花粉竞争优势明显。
基于地面激光扫描数据的单木分枝结构参数自动提取
刘金鹏, 张怀清, 刘闽, 李永亮
林业科学. 2016, 52(3):  121-128.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160315
摘要 ( 168 )   HTML   PDF (1411KB) ( 558 )  
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[目的] 应用地面激光扫描(TLS)数据提取单木点云骨架模型,提出一种基于骨架模型的单木分枝结构及枝长、分枝角度信息自动提取方法,为单木参数化建模与森林可视化模拟提供数据基础,并丰富林业参数调查手段。[方法] 应用地面激光扫描仪器FARO,以1/4分辨率、测速244000点·s-1获取试验区3株单木的点云数据。首先,采用SkelTre算法对带有噪声的TLS数据生成骨架模型;然后,基于该骨架模型和图深度优先搜索算法提出一种自动提取分枝结构的方法,根据骨架模型邻边的拓扑关系搜索与各个分枝相连接的节点,每个节点中包含该节点主导方向、邻边个数及位置的属性,通过这些属性判定节点是否为分枝节点;由于分枝节点存在一定的位置误差,因此采用圆柱拟合法修正着枝点处分枝的延伸方向,降低应用原始骨架模型估计的分枝角度值的误差,以获取较为精确的分枝角度θ;最后,根据修正后的角度大小划分不同级别的分枝结构,通过计算分枝的骨架线段总长度,估计分枝的枝长并与野外实测值进行对比验证。[结果] 试验单木的分枝结构明确,实现了枝长与角度的自动获取,共提取出22条一级枝、43条二级枝;枝长的实测值与估计值回归方程为Y=1.003X+0.03,R2=0.998,二者的均方根误差为0.029 m;骨架模型估计的分枝角度与实测角度的回归方程为Y=0.672X+16.779,R2=0.356,二者的均方根误差为20.45°;应用圆柱拟合法修正后的分枝角度与实测角度的回归方程为Y=1.008X+0.18,R2=0.975,二者的均方根误差为3.44°。[结论] 基于骨架模型并以拟合圆柱法修正分枝角度提取单木形态结构参数的算法能够比较准确地提取单木分枝结构,枝长的提取精度较高,圆柱拟合法能够有效改善骨架模型估计角度的精度。
植物新品种与良种
柽柳新品种‘滨海翠’
张国君, 刘振林, 代波, 杨晴, 赵晴晴, 杨俊明
林业科学. 2016, 52(3):  129-129.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160316
摘要 ( 192 )   HTML   PDF (985KB) ( 390 )  
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‘滨海翠’是海滨地区中华柽柳天然变异单株选育得到。该品种速生、干性强,枝叶繁茂,叶色深绿,落叶期晚,不开花,观赏价值高;耐盐碱,耐干旱和水湿;易扦插繁殖,栽培造林技术简单,是滨海重盐碱地生态景观绿化的优良品种。
杨树良种‘创新杨’
李开花, 胡建军
林业科学. 2016, 52(3):  130-130.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160317
摘要 ( 208 )   HTML   PDF (986KB) ( 385 )  
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‘创新杨’是通过人工控制授粉选育而成,雄株,为美洲黑杨种内杂种,其母本为南抗杨,父本为帝国杨。9年生平均胸径19.9 cm,平均树高18.0 m,单株材积0.2064 m3,比对照‘中林2025杨’材积生长量分别提高22.0%。树冠长卵形,干形通直,冠幅中等,早期速生,抗光肩星天牛,耐瘠薄。