[目的] 提出一个全新的林分状态合理性评价方法,为森林经营决策奠定科学基础。[方法] 依据多指标综合评价原则,提出基于单位圆的林分状态评价方法,并利用该方法对我国天然锐齿栎混交林和红松阔叶林进行林分状态分析。[结果] 现实林分状态优良程度取决于林分状态指标所构成的闭合图形面积大小,该面积与最优林分状态值(期望值)之比即是对现实林分状态最为恰当的度量。而最优林分状态值(期望值)恒等于单位圆面积π,此即为最优林分状态的π值法则。与常用的多指标体系比较分析的专业图表雷达图的本质区别在于,本文所提出的单位圆方法能够直接给出最优林分状态期望值。研究给出现实林分状态的计算公式并划定5个等级区间,指出林分状态可从林分空间结构(林分垂直结构和林分水平结构)、林分年龄结构、林分组成(树种多样性和树种组成)、林分密度、林分长势、顶级树种(组)或目的树种竞争、林分更新、林木健康8方面加以描述,这8方面能够表征林分主要的自然属性,且对应的每个指标值都是可操作的并能够及时收集到准确的数据。为凸显指标的先进性和实用性,文中提到的多数指标均采用最新研究成果并给出可选的测度方法。林分状态指标的归一化处理是林分状态评价的关键,应用本文提出的方法对我国天然红松阔叶林和锐齿栎混交林的林分状态进行分析发现,评价结果直观可靠,符合现实林分的客观实际。[结论] 本文提出的基于单位圆的林分状态评价方法,特别是其中最优林分状态的π值法则,可为森林经营决策奠定科学基础,也可为不同地区不同类型森林健康质量评价提供分析工具。

[目的] 确定沙棘人工林在陕北半干旱黄土区适宜的地形条件,为该区人工林的稳定性建设及其可持续经营提供参考。[方法] 通过样方法对陕西省延安市吴旗县的13年生沙棘人工林进行调查,采用相关分析和单因素方差分析,从坡位、坡向和坡度3个方面,比较不同地形条件下沙棘人工林的死亡率差异。[结果] 随坡位降低,沙棘人工林的死亡率先增大后减小,上坡、中坡和下坡的平均死亡率分别为38%,47%和31%,不同坡位间的差异均不显著; 在不同坡向中,沙棘人工林死亡率最轻的是阴坡,最大值仅21%,平均为4%,死亡率最高的是阳坡,最小值为33%,平均值为63%,半阴坡和半阳坡的死亡率介于阴坡和阳坡之间,其中半阴坡的平均死亡率稍低于半阳坡,阴坡与半阴坡、半阳坡、阳坡的死亡率均差异显著(P<0.05); 在不同坡向中,沙棘人工林的死亡率均随坡度升高而增大,阴坡死亡率增大趋势不明显,半阴坡呈对数型增大,半阳坡呈直线型,阳坡呈指数型; 沙棘人工林死亡率与坡位相关不显著,与坡向和坡度相关均极显著(P<0.01),其中,坡度比坡向对沙棘人工林衰退死亡的影响更大; 阴坡沙棘人工林均属于轻度衰退(死亡率0%~30%),半阴坡和半阳坡的平缓坡(5°~15°)和缓坡(15°~25°)属于轻度衰退,陡坡(25°~35°)和极陡坡(35°~45°)属于中度衰退(死亡率30%~70%),阳坡的平缓坡、缓坡和陡坡均属于中度衰退,极陡坡属于重度衰退(死亡率70%~100%)。[结论] 在年均降水量小于500 mm的陕北半干旱黄土区,沙棘人工林衰退死亡的主要原因是水分不足,其适宜的地形条件是阴坡、半阴坡平缓坡、半阴坡缓坡、半阳坡平缓坡和半阳坡缓坡。

[目的] 旨在分析不同演替阶段针阔混交林土壤表层理化性质与优势树木生长特性之间的关系, 以期为探索不同林分的生长规律及森林可持续经营提供依据。[方法] 以吉林省蛟河市林业实验区管理局林场的不同演替阶段针阔混交林样地(中龄林、近熟林、成熟林、老龄林)为对象,采用对比方法和主成分分析方法,分析表层土壤理化性质、优势木生长特征及二者间的关系。[结果] 随着针阔混交林演替的进行,林分中优势木的平均胸径呈增加趋势,优势木的平均树高变化不大,红松优势木数量逐渐增加,而胡桃楸优势木数量逐渐减少,春榆、大果榆等优势木随演替进行逐渐退出主林层; 从中龄林到成熟林,土壤密度变化不显著,老龄林土壤密度最小; 随着演替进行,非毛管孔隙度逐渐减小,毛管孔隙度逐渐增大,总孔隙度变化并不明显; 在4个演替阶段中,老龄林土壤毛管持水量与最大持水量均最大,比中龄林分别增加12.98%和27.94%; 在表层土壤化学性质方面,0~20 cm土层pH值表现为成熟林最大,近熟林最小,老龄林介于成熟林和中龄林之间; 土壤有机质含量表现为近熟林最高,成熟林最低; 土壤中全氮、水解氮和有效磷含量均表现为老龄林最高,土壤中全磷、全钾和速效钾含量均表现为近熟林最高; 不同演替阶段优势木的平均树高和平均胸径均与土壤有机质、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量正相关; 不同演替阶段下优势木的平均树高与土壤密度、非毛管孔隙度和pH值负相关,与有机质、全氮和全钾含量显著正相关; 优势木的平均胸径与土壤密度和全磷含量正相关,与最大持水量和水解氮含量负相关; 土壤最大持水量、土壤密度、全磷和水解氮含量对优势木的径生长过程有较大的影响。[结论] 毛管孔隙度、速效钾和全磷含量是影响不同演替阶段土壤质量的主要因子;经过不同演替阶段,表层土壤理化性质质量的综合得分表现为中龄林 < 成熟林 < 近熟林 < 老龄林;随着演替进行,针阔混交林的表层土壤理化性质基本呈现质量提高趋势,到老龄林时期达到最佳。本研究得到的不同演替阶段针阔混交林林木生长与表层土壤理化性质特征的相关性为进一步实现该地区森林可持续经营提供了科学依据。

[目的] 东北红豆杉系红豆杉属的第三纪孑遗的珍贵乔木,国家一级保护植物。本研究旨在分析东北红豆杉大样地的物种组成与群落结构及东北红豆杉与其他主要树种的种间空间关联性,为进一步探讨东北红豆杉林群落生物多样性的形成与群落维持机制提供依据。[方法] 参照BCI(Barro Colorado Island)中50 hm²样地的技术规范,于2014年在黑龙江省穆棱东北红豆杉国家级自然保护区建立1块25 hm²的固定监测样地,并对样地内DBH≥1 cm的木本植物进行每木调查。[结果] 样地内木本植物共57种,其中乔木32种,灌木21种,藤本4种,隶属于22科38属,包括裸子植物2科4属6种、被子植物20科34属51种; 所有树种的平均胸径为7.83 cm,物种丰富度为63 877株,当取样面积为21 hm²时所有物种全部出现; 样地内所有个体的径级分布呈倒"J"型,其中东北红豆杉的径级分布呈正态分布型,毛榛呈"L"型,其余主要树种紫椴、色木槭、簇毛槭、青楷槭、枫桦、臭冷杉和红松均呈倒"J"型; 在小于 50 m的尺度内,紫椴、色木槭、毛榛、青楷槭和枫桦均呈聚集分布,臭冷杉、簇毛槭、东北红豆杉均呈先聚集分布,再随机分布,后均匀分布,红松呈在聚集分布和随机分布间波动; 东北红豆杉与色木槭的空间关联性在小尺度(1,3和5 m)上呈负相关,随着空间尺度增大呈相互独立,当空间尺度大于30 m时呈正相关,东北红豆杉与簇毛槭、青楷槭、枫桦、毛榛和红松的空间关联性在不同空间尺度上均呈负相关,东北红豆杉与臭冷杉在不同尺度上基本呈负相关,仅在个别尺度呈相互独立,东北红豆杉与紫椴在不同尺度上基本呈相互独立,仅个别尺度呈负相关。[结论] 东北红豆杉林具有较高的物种多样性,大部分树种的更新良好,而东北红豆杉更新极差; 不同物种具有不同生境偏好,物种空间分布与生境紧密关联; 红松、臭冷杉、紫椴、青楷槭、毛榛、枫桦、簇毛槭与东北红豆杉可能存在生态位分化。

[目的] 研究生物质炭输入对杉木人工林土壤碳排放(CO₂)和微生物群落组成的影响,为亚热带人工林生物质资源合理利用以及固碳管理提供科学依据。[方法] 以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象,设置不同凋落物条件(未添加凋落物和添加凋落物),分别输入3种不同温度(350,550和750℃)制备的生物质炭,在25℃条件下培养364天。利用碱吸收法研究杉木人工林土壤CO₂排放特征,用磷脂脂肪酸方法(PLFA)分析微生物群落组成。[结果] 未添加凋落物条件下,输入3种生物质炭后土壤CO₂排放速率随时间延长逐渐降低并趋于平稳,而添加凋落物条件下,输入3种生物质炭后土壤CO₂排放速率先上升,7天达到最大值,随后逐渐下降; 在不同凋落物条件下(未添加凋落物和添加凋落物),不同温度制备的生物质炭仅在培养前期阶段对土壤CO₂排放存在显著影响(P<0.05),输入低温制备生物质炭(BC350)的土壤CO₂排放速率高于输入高温制备生物质炭(BC550和BC750)处理,土壤CO₂累积排放量也最高; 培养前期阶段,输入3种生物质炭处理的土壤CO₂累积排放量均高于未输入生物质炭处理的,但在培养后期则低于未输入生物质炭的处理; 磷脂脂肪酸分析结果显示,输入3种不同温度制备的生物质炭均影响了杉木人工林土壤微生物群落组成,在未添加凋落物条件下输入生物质炭,革兰氏阴性细菌的丰度显著降低,添加凋落物条件下,生物质炭的输入使放线菌的丰度显著增加; 不同温度制备的生物质炭仅在添加凋落物条件下对微生物群落组成影响显著(P<0.05),与输入低温制备的生物质炭(BC350)相比,输入高温制备的生物质炭(BC750)使革兰氏阳性细菌的丰度显著增加,真菌的丰度显著下降; 相关分析表明,土壤CO₂累积排放量和土壤PLFA总量极显著正相关(P<0.01)。[结论] 输入后生物质炭,前期阶段促进了杉木人工林土壤CO₂排放,但后期阶段则产生抑制作用,并改变了微生物群落组成。

[目的] 氮素是影响杨树人工林生产力的最重要元素,研究杨树人工林连作和轮作氮素循环细菌类群演变动态及氮素代谢结构特征,有助于从养分循环角度揭示杨树人工林连作障碍机制。[方法] 采用宏基因组测序技术,研究杨树人工林Ⅰ代林地、连作Ⅱ代林地、Ⅱ代林地主伐后轮作花生地和轮荒地土壤中氮素循环细菌类群及氮素代谢随不同连作代数及不同轮作模式的演变规律。[结果] 发现参与氮素循环细菌4类11属,其中固氮细菌有拜叶林克氏菌属、慢生根瘤菌、根瘤菌属和弗兰克氏菌属,硝化细菌有硝化杆菌属和亚硝化螺菌属,反硝化细菌有假单胞菌属、罗尔斯通菌属、伯克氏菌属、芽孢杆菌属和链霉菌属,氨化细菌有芽孢杆菌属和假单胞菌属; 杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环细菌总数增加4.73%,土壤中氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度增加53.44%,硝化细菌的相对丰度没有变化,反硝化细菌的相对丰度增加0.14%,氨化细菌的相对丰度增加1.33%; 与Ⅱ代林相比,花生地土壤中的氮素细菌的种类没有增减,固氮细菌的相对丰度减少71.14%,硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增加120%,15.63%和20.76%; 轮荒地中的土壤氮素循环细菌缺少了硝化细菌,固氮细菌的相对丰度减少79.10%,反硝化细菌和氨化细菌的相对丰度分别增大17.39%和24.56%;杨树人工林连作1代后,土壤中的固氮细菌代谢活性增强,硝化细菌中的硝化杆菌属的代谢活性减弱,亚硝化螺菌属的代谢活性增强,氨化细菌代谢活性减弱; 与Ⅱ代林相比,轮作花生地中仅有硝化细菌的代谢活性增加,其他3种氮素代谢功能菌的活性都降低; 轮荒地中,所有的氮素循环细菌的代谢活性均比杨树Ⅱ代林地低。[结论] 杨树人工林连作1代后,土壤中参与氮素循环的细菌总数增加,但代谢活性降低; 轮作花生后,大多数氮素代谢细菌的数量增加,但仅有硝化细菌的代谢活性明显增强; 轮作可以改善连作对杨树人工林地土壤硝化细菌生长繁殖和代谢活动的影响。

[目的] 通过比较不同遮荫水平下香榧苗期的生长指标、气体交换参数、光合色素含量和叶氮含量的差异,初步探讨不同遮荫水平下香榧苗期光合作用及氮分配的响应机制。[方法] 以2年生香榧苗为材料,测定不同遮荫水平(0,50%,75%和90%遮荫水平)下香榧苗的苗高、地径、生物量及叶片的光响应、二氧化碳(CO₂)响应曲线、叶绿素和叶氮含量等指标。[结果] 随遮荫水平的增加,香榧苗叶色逐渐增绿;地径增量和生物量均呈先增加后降低的趋势,其中50%和75%遮荫水平下的地径增量最高,分别为0遮荫下的215.2%和233.6%(P<0.05),为90%遮荫下的161.4%和175.2%(P<0.05); 75%遮荫水平下的生物量最高,分别为0,50%,90%遮荫下的141.0%,111.5%和114.0%(P<0.05)。随遮荫水平的增加,香榧苗的根冠比逐渐降低,但其叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量均呈逐渐升高的趋势。随遮荫水平的增加,香榧苗期叶片的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)呈逐渐下降的趋势; 其表观量子效率(AQY)呈逐渐升高的趋势; 其最大净光合速率(P_max)、最大RuBP羧化速率(V_cmax)及RuBP再生的光合电子传递速率(J_max)均呈先升高后降低的趋势,且这些参数在50%和75%遮荫水平下最高; 但其单位面积上的叶氮含量(N_a)呈逐渐降低的趋势。随遮荫水平的增加,分配到羧化作用的N素(N_c)、能量代谢的N素(N_B)、捕光色素的N素(N_L)、光合氮素利用效率(PNUE)均呈先增加后降低的趋势,除N_L外其他参数均在75%遮荫水平下最高。[结论] 遮荫处理能有效地促进香榧苗的生长; 有效加强香榧苗对早晨或傍晚弱光的利用,这有利于植物体的生长发育。而过度遮荫(90%遮荫水平)的香榧苗P_max显著降低,这可能与其为了捕获更多的光能,将更多资源用于捕光蛋白上,而导致光合能力下降有关。与50%遮荫水平相比,75%遮荫水平的香榧苗将更多的氮素分配到光合机构(Nc和N_B)中,从而显著提高PNUE。综上所述,前期苗木培育中,给予香榧苗75%遮荫水平有利于其生长发育。

[目的] 探究毛竹中肥料N素分配状况与N肥利用率,为毛竹林的精准施肥及可持续经营提供科学依据。[方法] 在立地条件一致具有典型性、代表性的毛竹纯林,设置6块20 m×20 m样地,包括施肥处理和不施肥处理,每个样地内设置一5 m×5 m的样方,在样方内应用¹⁵N示踪技术,通过施用¹⁵N标记尿素,分析N素的分配状况和利用率。[结果] 1) 不同年龄毛竹之间,¹⁵N分配率、N肥利用率及¹⁵N占总N素比例均表现为: 1年 > 3年 > 5年,1年与3年、5年差异显著(P<0.05),3年与5年差异不显著(P>0.05)。2) 不同器官之间,1年生竹的竹秆、竹蔸和竹叶具有较大的¹⁵N分配率和N肥利用率,3年与5年生竹为竹秆、竹鞭和竹蔸,林分水平上为竹秆、竹根和竹鞭; 1年生竹的竹根、竹蔸和竹叶中¹⁵N占总N素的比例较大,3年和5年生为竹鞭、竹根和竹蔸。3) 林分对N肥的利用率较低,为13.96%±0.88%。[结论] 新竹能有效利用N肥,随竹龄增长,地下器官(竹蔸、竹鞭和竹根)在N肥利用上的优势地位逐渐增强,可以考虑加强对新竹和鞭根集中分布区施肥来促进N肥的有效吸收利用。整个林分水平上,毛竹对N肥的吸收利用较差,对其原因需进行深入研究。

[目的] 研究杞柳不同品种对重金属铅(Pb)的吸收、积累以及耐性差异,明确Pb在杞柳不同组织的积累特点、转移能力及其在叶片的微区分布特征,为阐明Pb的毒性机制以及杞柳在重金属污染土壤植物修复中的应用提供理论依据。[方法] 采用水培方法,分别以0,100和200 μmol·L^-1 Pb(NO₃)₂处理杞柳微山湖、一枝笔和大红头3个品种扦插苗,研究铅对杞柳不同品种生长、生物量积累和重金属耐性的影响以及Pb在不同组织的积累和转移能力,并采用同步辐射-X-射线(SRXRF)荧光技术分析Pb以及K,Zn,Ca,Fe等其他元素在杞柳叶片的微区分布特征。[结果] Pb明显抑制了杞柳3个品种的苗高生长和生物量积累,而且,苗高生长随着处理浓度的增加明显的下降(P<0.05),而地上部和根部生物量在100和200 μmol·L^-1 Pb(NO₃)₂处理下的变化则不明显; 杞柳3个品种在苗高和生物量积累方面均有差异,其中微山湖的苗高、地上部干质量以及根部干质量均优于其他2个品种。在100和200 μmol·L^-1 Pb处理下,供试3个品种对铅的耐性指数均在60%以上,说明杞柳对Pb具有的耐受性,微山湖耐性最强,其次为一枝笔,大红头的耐性指数最低。不同组织对Pb的积累量从高到低表现为: 根 > 插条 > 枝条 > 叶。通过对不同组织Pb的转移系数研究发现,Pb向杞柳地上部不同组织的转移能力很低,特别是向新枝和叶片的转移极少,而向插条中的转移相对较多,说明杞柳体内的Pb大部分积累于根部,极少向地上部转运,转运到地上部的Pb倾向于储存在插条等生物活性较弱的组织中。SRXRF分析发现,Pb在杞柳叶片主要沿叶片的中脉分布,与Zn的分布类似,通过对叶片中不同元素的分布进行Pearson相关分析发现,Pb与K,Zn,Ca,Fe存在极显著的正相关,推测Pb在叶片的迁移可能与这几种营养元素的吸收有关。[结论] 杞柳3个品种对Pb均具有较强的耐受性,根系可以固定高浓度的Pb,因此,杞柳可用于Pb污染土壤的植物固定化修复中; 尽管杞柳不同品种对Pb的积累和耐性差异不明显,但在植物修复实践中,宜选择选择苗高生长和生物量积累较为优良的品种,如微山湖,以获得较为理想的植物修复效率。

[目的] 研究人工模拟增雨对白刺枝条生长速率、地上生物量及叶枝比的影响,揭示不同增雨条件下白刺光合产物的分配特征及其对水分条件变化的适应性。[方法] 以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象,在内蒙古磴口设置试验样地,对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨(分别增加年均降水量的0%,25%,50%,75%和100%),增雨试验在2008-2014年连续进行。分析不同增雨条件下白刺的地上生物量、叶枝比、生殖枝和营养枝的生长速率及其季节内分配。[结果] 1) 2013年,75%和100%增雨对生殖枝和营养枝的干质量有显著影响; 2014年,100%增雨对生殖枝和营养枝的干质量有显著影响。增雨使白刺生长季前期生殖枝和营养枝的相对生长量和相对生长速率增加,说明在增雨条件下白刺生殖枝和营养枝的生长速度加快,使其在群落中能够捕获更多的光能和吸收更多的CO₂。2) 2013年生长季内,随着增雨量的增加,营养枝增加的速率以及生殖枝降低的速率逐渐增加,说明增雨使白刺在生长季前期对生殖生长以及生长季后期对营养生长的投入增加。2014年生长季内,随着增雨量的增加,营养枝增加的速率以及生殖枝降低的速率逐渐降低,主要是由于该年生长季前期自然降雨极少,而模拟增雨减缓了生殖枝生物量降低的缘故。在面对不同的增雨量时对光合产物表现出不同的分配策略,说明白刺对水分条件的变化有一定的调节能力,在适应降水增加的过程中已经具备较强的适应性。3) 2013年,增雨使白刺地上生物量增加63.70%~151.60%,使叶枝比增加18.61%~48.83%; 2014年,增雨使白刺地上生物量增加72.32%~134.28%,使叶枝比增加40.87%~140.56%。地上生物量和叶枝比随着增雨量的增加呈逐渐上升的趋势,说明在增雨量较大时,白刺将生物量干质量相对多地分配到地上部分的同时,分配更多的光合产物来促进叶片的生长。[结论] 在未来全球气候变化条件下,白刺将通过提高枝条生长速率、调整干物质量在生殖枝和营养枝之间的累积以及增大光合产物对叶片的分配等一系列措施来积极应对降水的增加。

[目的] 分析不同pH值及处理方式的酸雨对秃瓣杜英幼苗的生物量和生理指标的影响,为酸雨胁迫下秃瓣杜英幼苗的响应机制提供科学依据。[方法] 采用盆栽受控试验,设置2个酸雨梯度(pH2.5和pH5.6)、3种酸雨处理方式(地上处理: 仅对幼苗地上部分进行酸雨喷淋,酸雨不进入土壤; 地下处理: 仅对幼苗土壤进行酸雨喷淋,地上部分不接触酸雨; 全淋处理: 酸雨喷淋全株后进入土壤)以及pH7.0蒸馏水为对照处理,测定幼苗生物量积累和叶、茎、根生物量分配,叶绿素含量和叶绿素荧光特性,丙二醛含量和膜透性,以及抗氧化酶活性等指标。[结果] 1) 在pH2.5酸雨浓度梯度下,3种处理方式对秃瓣杜英幼苗生长均有不同程度的抑制作用,差异显著,与对照相比,地上处理的总生物量、株高增长量、地径增长量分别降低了16.7%,28.1%和25.7%,地下处理分别降低了10.9%,4.7%和17.5%,全淋处理分别降低了18.5%,5.2%和27.5%; 同时,地下处理提高了幼苗叶片生物量占总生物量的比例,降低了茎和根生物量的比例; 3种处理的叶绿素a含量、总叶绿素含量、叶绿素a/b均显著低于对照; 地上处理的PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)显著低于对照,全淋处理的F_v/F_o和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)显著低于对照,而地下处理的F_v/F_m,F_v/F_o和Φ_PSⅡ值与对照没有显著差异; 3种处理的膜透性、丙二醛含量和抗氧化酶活性均显著高于对照,其中地下处理高于其他2种酸雨处理。2) 在pH5.6的酸雨浓度作用下,与对照相比,3种处理对秃瓣杜英幼苗生物量没有显著影响,而叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b均显著降低,膜透性、丙二醛含量、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均显著增加,但低于pH2.5酸雨浓度的影响; 地上和全淋处理的F_v/F_o和Φ_PSⅡ值显著降低。[结论] 地下酸雨处理对秃瓣杜英幼苗的抑制和促进作用并存,抑制作用主要体现在总生物量的降低,膜透性和丙二醛含量、抗氧化酶活性的升高等方面,而促进作用体现在叶片生物量的增加和PSⅡ反应中心的修复方面; 同时,地下处理还改变了幼苗叶、茎和根生物量的分配。地上酸雨处理对秃瓣杜英幼苗主要表现抑制作用。全淋处理也抑制幼苗生长,抑制作用大于地上和地下处理,但是对生物量分配影响不大。pH5.6的酸雨浓度对幼苗作用效果显著小于pH2.5的酸雨浓度。

[目的] 研究建立凤丹牡丹离体快繁技术体系,为油用牡丹优良单株无性快繁与新品种培育开拓新途径。[方法] 早春从不同单株采集鳞芽外植体,置于WPM+6-BA 0.5 mg·L^-1+GA₃ 0.2 mg·L^-1培养基中离体培养,根据启动诱导率及增殖系数,筛选适宜离体培养的单株,并对最优单株展开深入研究; 在增殖阶段,采用单因子和随机区组试验设计,研究WPM培养基中Ca(NO₃)₂浓度和植物生长调节剂(PGRs)(6-BA,GA₃,NAA,KT及TDZ)配比对增殖的影响,获得最佳增殖培养基及其PGRs组合; 在诱导生根阶段,采用单因子试验设计,研究冷处理时间和IBA浓度对生根率及生根质量的影响,获得最佳生根培养方案; 根据生根质量划分生根苗等级,并观察移栽成活率。[结果] 1)凤丹牡丹启动培养存在基因型差别,供试的17个高结实单株中有7个诱导率≥50%、增殖系数≥2.50,适宜进行离体培养,其中单株FD10表现最佳(诱导率100%、增殖系数4.58),被用于研究建立离体快繁技术体系; 2)对培养基中Ca²⁺浓度与PGRs对增殖影响的研究结果表明,最佳增殖培养基及其PGRs组合为WPM[Ca(NO₃)₂1 544 mg·L^-1] +6-BA 0.5 mg·L^-1+GA₃ 0.2 mg·L^-1,以40天为继代周期,增殖系数为3.87,共继代6次; 3)对冷处理天数与IBA浓度对生根影响的研究表明,无根苗先在根诱导培养基(1/2 MS+IBA 2.0 mg·L^-1+腐胺 1.0 mg·L^-1)上培养30天(其中前8天进行4℃冷处理),再转入生根培养基[1/2 MS(CaCl₂加倍)+活性炭4.0 g·L^-1] 培养20天后生根率达56.67%; 4)把生根苗按生根质量分为1~3级,其中1级苗占比84%,2级和3级苗占比分别为12.5%和3.5%,移栽至基质泥炭土+蛭石+珍珠岩(体积比1:1:1)中,60天后发现愈伤组织少的1级苗成活率达66.67%,而愈伤组织发达的2级和3级苗则死亡,表明生根质量对移栽成活至关重要。[结论] 凤丹牡丹离体快繁技术必须建立在基因型选择的基础上,本研究初步建立优株FD10的离体快繁技术体系,确定其最佳增殖培养基为WPM[Ca(NO₃)₂ 1 544 mg·L^-1] +6-BA 0.5 mg·L^-1+GA₃ 0.2 mg·L^-1; 最佳生根培养方案为1/2 MS+IBA 2.0 mg·L^-1+腐胺1.0 mg·L^-1,诱导初期冷处理8天; 1级生根苗移栽60天后成活率达66.67%。

[目的] 大巴山区因其地理和气候原因是我国生物多样性也是核桃资源分布最为重要的地区之一。近年来,由于经济利益驱使,种质资源破坏十分严重。本研究针对该区域核桃实生居群现状开展研究,以期探明其种质多样性特点及居群遗传结构,为科学有效利用和保护提供依据。[方法] 选取该区域12个实生居群386个实生单株为试材,单株为1个样本,分别对每个样本坚果(每样本选30个均匀坚果)12个表型性状变异和坚果播种苗(每个样本选1株播种苗)16个等位基因位点遗传多样性进行分析。[结果] 1)大巴山区核桃实生居群坚果表型性状变异系数介于26.75%~34.36%之间,平均为30.60%,小果型(单果质量小于6 g)资源占有一定比例; 居群遗传性状Shannon指数介于1.112~1.546,平均为1.324; 平均期望杂合度介于0.612~0.718,平均为0.688。说明该区域核桃坚果表型和遗传多样性均比较丰富。2)居群间的坚果表型分化和遗传分化系数分别为0.081 5和 0.063 2,说明居群内变异是该区域核桃坚果表型和遗传变异的主要来源。3)聚类分析结果表明该区域核桃坚果表型性状Manhattan距离和遗传相似系数均表现出与地理距离显著正相关的趋势。[结论] 大巴山区核桃在长期的实生繁殖和多样的立地环境中形成了丰富的坚果表型和遗传变异,是我国重要的核桃资源多样性分布区域。研究结果对该区域的实生选种和资源保护策略的制定具有重要的参考意义。

[目的] 对青檀绵叶蚜的有效积温、温度对体型大小的影响、种群动态和趋性等生态学特性进行研究,为该害虫的综合防治奠定基础。[方法] 有效积温: 设置5个处理温度,将若干头无翅孤雌成蚜放入置好青檀叶的培养皿内,采用改进的树叶圆片法饲养,观察并记录不同温度处理下的发育历期,通过回归直线法计算出发育起点温度和有效积温; 温度对体型大小的影响: 设置不同的温度梯度,将若干头无翅孤雌成蚜放入置好青檀叶的培养皿内,采用改进的树叶圆片法饲养,观察、测量并记录每头成蚜的体长和体宽,所得数据用SPSS软件分析不同温度间蚜虫体型是否有显著性差异; 种群动态: 定期观察青檀绵叶蚜从越冬卵的孵化至叶片完全脱落的种群动态,然后绘制青檀绵叶蚜种群动态图表以及有翅蚜与无翅蚜数量及动态图表; 趋性: 根据蚜虫趋黄的特性,用黄色诱虫板在林间进行诱捕,在试验地树冠的不同高度悬挂黄板,每天定时统计蚜虫数量,最后进行数据汇总和处理。[结果] 青檀绵叶蚜的发育起点温度(C)和有效积温(K)分别为(6.40±1.01)℃和(223.11±13.12)日度,计算得出K'/K=15.89,预测青檀绵叶蚜在山东枣庄地区1年可发生15~16代; 在一定温度范围内,温度越高发育历期越短,相同龄期体型越小; 在山东枣庄该虫有3个高峰期,分别是6月上旬(10日左右)、7月下旬(30日左右)和9月中旬(20日左右),种群动态受风雨等环境因素影响较大; 在树冠中下层设置黄板对该虫的诱杀效果较好。[结论] 在17~29℃温度范围内,青檀绵叶蚜的发育速率随温度升高而加快,发育历期随温度升高而缩短; 对该虫在林间的发生规律及消长趋势进行总结,可为预测预报及综合防治提供理论依据; 在实际生产推广黄板诱杀应用中,黄板应悬挂于树冠的中下层,诱捕时间应避开天敌瓢虫的高发期。

[目的] 为揭示生防菌吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007进入自然环境后对周围的微生态因子是否存在威胁,对其进入自然环境后的微生态效应和生物安全性做出正确评估。[方法] 采用固体平板法研究JK-SH007菌株对美洲黑杨盆栽苗土壤微生物种群数量的影响,对4种主要土壤酶(酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、转化酶)的活力进行测定,并通过 Biolog ECO 微孔板法分析 JK-SH007菌株对美洲黑杨土壤功能多样性的影响。[结果] 从整体趋势来看,在美洲黑杨根际引入JK-SH007菌株后,随着时间延长,根际土壤中的细菌、放线菌、真菌数量逐渐高于对照,且差异显著,在接种后150天接种处理达到峰值(3.36×10⁹cfu·g^-1干土; 7.50×10⁷cfu·g^-1干土; 1.14×10⁷cfu·g^-1干土),随后显著降低,但仍优于未接种处理; JK-SH007处理后土壤酶活性均有所增强,土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、转化酶活性均大于对照,其中,接种对碱性磷酸酶、转化酶活性的促进最为明显; 根际土壤中微生物的 AWCD 值(除了在接种后30,90天时),接种处理和未接种处理的AWCD值相当,几乎持平; 而接种后10,20,60,120,150,180天时接种处理土样微生物的AWCD值均高于CK; 土壤微生物多样性(Shannon指数、Simpson指数和 McIntosh指数)在接种前期没有明显的规律性,与对照几乎持平,120,150,180天时,接种JK-SH007处理的Simpson指数、Shannon指数、McIntosh指数均高于对照,但差异不显著。[结论] 在根际引入JK-SH007对美洲黑杨根际土壤微生物的整体活性和功能多样性的提高有一定的促进作用,在一定程度上丰富了土壤微生物种群,有利于保持和促进土壤肥力和健康状况,但这些影响随着时间的延长而减弱; 同时也说明JK-SH007菌株的施入不会对环境中土著微生物构成威胁或威胁较小,符合Bcc菌的安全应用范围,进一步证明该菌株的生物安全性,为将来该菌株的野外应用及生防菌剂的开发奠定基础。

[目的] 探讨北京城市绿地冬季鸟类群落特征,为北京市未来绿化隔离带建设及冬季城市鸟类保护提供依据。[方法] 于2013年11月-2014年1月采用样线调查法对北京市六环内的城市绿地鸟类群落进行系统调查,并对鸟类群落的多样性指数、均匀度指数、相似度指数等特征参数进行分析,使用SPSS 22.0中的单因素方差分析比较不同类型绿地间群落特征的差异。研究涉及绿地共40处,根据绿地地理位置、功能结构等特征,分为郊野公园(n=18)、城区公园(n=7)、带状绿地(n=10)和校园绿地(n=5)4种类型。[结果] 共记录到12目30科57种鸟,共8 853只,其中雀形目鸟类最多,共35种(61.40%),雁形目鸟类次之,9种(15.79%);按照居留型分类,留鸟36种(63.16%)、旅鸟19种(33.33%)、夏候鸟8种(14.04%)、冬候鸟13种(22.81%),留鸟是北京城市绿地冬季鸟类群落的主要组成部分;从食性分析,食虫鸟类种类最多(28种,占总数63.64%),但总数较少(1 626只,27.54%),而杂食性鸟类虽然种类较少(8种,占总数18.18%),但数量占据优势(3 923只,占总数66%),是北京城市绿地冬季鸟类群落中的优势集团;麻雀(遇见率为56.14只·h^-1)、灰喜鹊(31.39只·h^-1)、绿头鸭(23.76只·h^-1)、喜鹊(20.69只·h^-1)为冬季鸟类群落优势种;有9种鸟在4种类型城市绿地中均有记录,分布最广的是喜鹊(40处)、麻雀(36处)和灰喜鹊(35处);4种绿地类型中,郊野公园鸟类丰富度(9.72±1.81)最高,但与其他类型绿地相比没有显著差异, 带状绿地的多样性指数(0.87±0.16)最低,显著低于城区公园(1.48±0.16,P<0.05)和郊野公园(1.29±0.49,P<0.05); 郊野公园组间鸟类群落相似度(0.45±0.01)显著低于校园绿地(0.60±0.06,P<0.01)、城区公园(0.56±0.03,P<0.05)、带状绿地(0.54±0.18,P<0.01);郊野公园与城区公园间相似度指数最高(0.67),而与校园绿地间相似度指数最低(0.37)。[结论] 位于城市边缘且面积较大的郊野公园的冬季鸟类群落丰富度、多样性高,为北京冬季鸟类提供了生存场所;杂食性鸟类数量大,分布广,更能适应城市环境;在未来的城市绿地规划中,应增加能为鸟类提供食物的植被,并增大绿地面积。

[目的] 将ICESat-GLAS波形数据与HJ-1A/HSI高光谱数据联合,借助HSI高光谱数据提供的连续高分辨率光谱信息,实现区域森林冠层高度的估测,降低由于GLAS光斑呈离散条带状分布无法覆盖整个研究区造成的估测误差。[方法] 首先,从平滑后的ICESat-GLAS波形数据中提取波形参数(波形长度W和地形坡度参数TS),基于W和TS建立GLAS森林冠层高度估测模型,并利用此模型计算研究区所有GLAS光斑内的森林冠层高度; 然后,采用最小噪声分离法(MNF)对HJ-1A/HSI高光谱数据进行降维,提取前3个MNF分量(MNF1,MNF2,MNF3); 最后,基于支持向量回归机(SVR)算法,利用GLAS估测的森林冠层高度和3个MNF分量建立区域森林冠层高度SVR估测模型,并估测研究区内无GLAS光斑覆盖区域的森林冠层高度,生成森林冠层高度分布图。[结果] 从ICESat-GLAS波形数据中提取的地形坡度参数TS与野外实测地形坡度具有显著线性关系(R²=0.78); 基于W和TS建立的GLAS森林冠层高度估测模型的R²=0.78,RMSE=2.51 m,模型验证的R²=0.85,RMSE=1.67 m; 基于支持向量回归机算法建立的SVR模型建模的R²=0.70,RMSE=3.62 m,模型验证的R²=0.67,RMSE=4.42 m。采用野外数据对最终得到的森林冠层高度分布图的估测误差进行分析,结果估测误差最大值为7.10 m,最小值为0.07 m,平均值为1.78 m,估测误差的标准差为1.49 m,Q1为0.75 m,Q3为2.31 m。[结论] 从ICESat-GLAS波形数据中提取的地形坡度参数TS能够很好地反映地形坡度的变化,本研究建立的线性关系模型可克服对数关系模型在平坦地区解释困难的问题。基于支持向量回归机算法,将ICESat-GLAS波形数据与HJ-1A/HSI高光谱数据联合,可克服ICESat-GLAS由于光斑呈离散条带状分布无法实现区域森林冠层高度估测的不足,实现对区域森林冠层高度的高精度估测。

[目的] 探讨人造板材矩形零件锯切排样的启发式规则,建立锯切排样的数学模型并研究求解方法,为解决由于整体套排导致国产排样系统使开料锯在工作过程中锯路变化繁琐、降低切割效率的问题提供科学依据。[方法] 基于一套板式家具下料清单中往往有2种或2种以上零件存在相互配合尺寸的情况,提出基于配合尺寸的分组降维启发式规则,按配合尺寸由大到小排序并将所有矩形零件分组,使每组零件种类不大于4种; 以余料面积最小为评价指标,建立面向零件的锯切排样数学模型,通过设定冗余系数估算基材板需求量,以矩形零件数量及在基材板上的排样长度、宽度和面积不超限为约束条件,设立排样宽度系数并通过为矩形零件和基材板的长、宽尺寸增加一个单位的锯路宽度以抵消在基材板最下端和最右端的"虚拟锯路损失"; 采用遗传算法进行模型求解并利用惩罚函数法处理约束条件,经染色体整数编码、初始种群建立、具有一定自适应性的惩罚因子建立、基于外点惩罚函数的适应度函数建立和遗传操作,利用结合MATLAB遗传算法工具箱而建立的排样算法计算出描述排样方案的向量; 通过实例验证模型和算法的可行性。[结果] 所有矩形零件的排样方案通过4个参数来描述,即某个排样零件的排放目标板材号、在基材板上的排放行号及横向或竖向的排放方式; 排样矩阵的行数为4,列数为矩形零件总数,每列表示1个零件的排样结果。应用实例表明,基于配合尺寸的启发式规则使多种矩形零件分组排样,每组排样方案的最优控制向量可明显划分为高低不同的4段,分别表示4个参数; 遗传运算在限定的迭代次数内都趋于收敛,体现出较好的全局寻优能力,排样方案的可视化图形满足"一刀切"的锯切工艺要求,且锯路规整,有利于提高锯切效率。[结论] 基于配合尺寸的启发式规则和面向零件的锯切排样模型对于人造板材优化排样具有一定可行性,可为板式家具锯切排样提供新的解决方法,但要提高开料锯的锯切效率,还需将走刀次数、惩罚因子的优化选择等加以综合考虑。

[目的] 林区林业用地的大量流失已成为制约林区森林资源可持续发展的瓶颈。通过林地变化数据分析,以期找出林区林业用地面积变化的主要驱动因素及各因素对林业用地面积变化的影响程度,为相关决策部门提供借鉴和依据。[方法] 选取黑龙江省森工林区1986-2013年林地利用数据和同期社会经济影响因素各项指标数据,在定性分析基础上,从经济、社会和政策因素3方面选取12项指标,以2002年之后的统计口径为标准,对1994-2002年的相应数据进行调整,应用SPSS18软件建立多元线性回归模型并对模型进行检验。[结果] 经过计算,得到黑龙江省森工林区林业用地面积影响因素模型: Y=900.565-11.082D₁-53.463X₆,R²=0.867,F=81.421,模型通过检验。森工林区林业产业总产值、在岗职工年平均工资、第一产业所占比重、第三产业所占比重、多种经营总产值占林业产业总产值的比重、林业固定资产投资、年末林业人口数、工人发生工伤事故人数与林业用地面积变化显著相关。1998年天保工程政策和多种经营总产值所占比重对林业用地面积变化影响最为显著。1998年天保工程政策变量符号为负,表明天保工程的实施对森工林区林业用地面积的减少起到显著的促进作用; 森工林区多种经营总产值所占比重每提高1个百分点,林业用地面积减少0.53万hm²。[结论] 在多种经营过程中,应注意保护林地资源,实现林地资源的可持续利用。