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2016年 第52卷 第6期 刊出日期:2016-06-25
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林业科学. 2016, 52(6):  0-0. 
摘要 ( 85 )   PDF (5521KB) ( 266 )  
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论文与研究报告
刺槐苗木干旱胁迫过程中水力学失败和碳饥饿的交互作用
王林, 代永欣, 郭晋平, 高润梅, 万贤崇
林业科学. 2016, 52(6):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160601
摘要 ( 262 )   HTML   PDF (672KB) ( 637 )  
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[目的] 通过分析刺槐在干旱和复水过程中水力学性状和非结构碳(NSC)储藏的变化,研究在水力学失败和碳饥饿对刺槐苗木的影响,以探讨在经历导致落叶的严重干旱胁迫之后叶片恢复的影响因素。研究的结果可以阐明刺槐干旱和复水过程中水力学结构和碳代谢的交互作用方式,同时为揭示干旱半干旱地区刺槐衰败死亡的生理学机制提供思路和试验证据。[方法] 测定3年生刺槐苗在严重干旱导致落叶后和复水后叶片长成时的小枝凌晨和正午水势、枝条正午气穴栓塞、叶片最大光合速率和气孔导度、单株叶面积、枝条和根的非结构碳含量,测定严重干旱后刺槐枝条的栓塞脆弱性,并比较复水后茎干基部和上部新发叶片的叶面积、比叶质量和光合作用及新发小枝的凌晨和正午水势、枝条气穴栓塞。[结果] 在干旱导致全部落叶时,凌晨和正午水势分别达到-3.01和-3.73 MPa,显著低于对照;正午导水损失率(PLC)达到91%,显著高于对照;干旱导致刺槐90%以上落叶时其叶片的光合速率为负值,气孔导度也降低到趋近于0。在复水后30天叶片长成时,枝条正午PLC为81%,仍显著高于对照。经历干旱和复水处理的枝条P50(栓塞为50%时的枝条水势)为-1.09 MPa,比对照高0.37 MPa,经历干旱胁迫的枝条抗气穴栓塞能力显著降低。干旱和复水过程均显著降低了刺槐枝条和根的NSC含量,复水过程NSC降低程度更大。复水后的单株总叶面积仅为对照的38%。复水后叶片恢复的主要部位是茎基部和枝条上部,茎基部恢复叶片的叶面积、光合速率、气孔导度均显著大于枝条上部恢复叶片,茎基部新发小枝的凌晨和正午水势显著高于上部新发小枝。[结论] 严重干旱导致水势降低,木质部导管栓塞加重,限制了刺槐的水分输导,进而抑制叶片光合作用,导致出现负的碳平衡。在复水阶段,前期严重干旱导致木质部导水能力下降和NSC含量下降限制了复水后新叶的生长,NSC含量降低可能会影响木质部栓塞的即时修复,水力学失败和碳饥饿的交互作用加重了干旱对刺槐的影响。
容器类型及规格对油松容器苗底部渗灌耗水规律及苗木生长的影响
王琰, 刘勇, 李国雷, 胡嘉伟, 娄军山, 万芳芳
林业科学. 2016, 52(6):  10-17.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160602
摘要 ( 166 )   HTML   PDF (841KB) ( 374 )  
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[目的] 研究底部渗灌条件下不同类型和规格的容器对油松容器苗耗水规律及生长的影响,以期初步筛选底部渗灌条件下培育油松苗的最适容器类型和规格,为底部渗灌技术在油松容器苗培育上的推广和应用提供理论依据。[方法] 采用嵌套设计,选用口径为3.8 cm、长度为14 cm和21 cm的硬塑料容器,口径为4.5 cm、长度为10和15 cm的无纺布容器以及口径为10 cm、长度为10和15 cm的黑色塑料容器培育油松苗,并用底部渗灌的方式给予苗木水分,通过测定底部渗灌期间苗木的灌水频率和耗水量及1年生长期结束后苗木的苗高、地径、主根长等指标,探讨不同类型和规格的容器对底部渗灌条件下的油松苗耗水规律和生长的影响。[结果] 底部渗灌期间总耗水量表现为无纺布容器> 黑色塑料容器> 硬塑料容器,均值分别为每株1453,964,442 mL。灌水频率则表现为无纺布容器> 硬塑料容器> 黑色塑料容器,长规格的硬塑料容器水分利用率最大。苗木苗高和地径均以硬塑料容器最大,长规格和短规格的硬塑料容器苗高均达到了15 cm,地径也均在2.6 mm以上。硬塑料容器茎干质量最大,尤其是长规格的硬塑料容器茎干质量为0.4 g。黑色塑料容器根干质量最大,尤其是长规格的黑色塑料容器根干质量为0.65 g。但黑色塑料容器中苗木主根长均值达到23 cm。无纺布容器苗木苗高、地径、生物量均处于最低水平。苗木质量指数(QI)表现为黑色塑料容器> 硬塑料容器> 无纺布容器,其中,长规格的黑色塑料容器QI值最大,为2.48。硬塑料和黑色塑料容器的根总长、根表面积、根体积和比根长无显著差异,但均明显大于无纺布容器(P<0.05)。[结论] 硬塑料容器耗水量最低,水分利用率却最高,且培育的苗木质量最好,因此在底部渗灌下培育油松容器苗,硬塑料容器较其他2种容器类型更为合适;而黑色塑料容器虽培育的苗木大,但却出现了窝根;无纺布容器培育的苗木质量显著低于其他2种容器类型,且耗水量大,水分利用率低。3种容器类型下,长规格的容器均可促进苗木的生长。
盐碱胁迫下AM真菌对沙枣苗木生长和生理的影响
孙玉芳, 宋福强, 常伟, 范晓旭
林业科学. 2016, 52(6):  18-27.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160603
摘要 ( 198 )   HTML   PDF (2391KB) ( 406 )  
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[目的] 研究盐碱胁迫下丛枝菌根(AM)真菌对沙枣苗木的生长和生理的影响,以期探索AM真菌提高沙枣苗木耐盐碱机制,为菌根化沙枣苗木在盐碱地推广应用提供理论基础。[方法] 采用盆栽法研究了4种不同土壤盐碱度下分别接种根内球囊霉和摩西球囊霉对沙枣苗木的生长影响,并对沙枣苗木的光合特性、Na+和K+含量、丙二醛含量、脯氨酸含量等各项生理指标进行测定。[结果] 2种AM真菌均能与沙枣苗木建立共生关系,且GI处理对苗木的侵染率显著高于接种GM处理,但随着土壤中盐浓度增加,沙枣苗木菌根侵染率有所降低。在同一盐碱度下接种AM真菌可显著促进沙枣幼苗的生长,在中度盐碱胁迫下(含盐量1.56%,pH 9.52),接种GI和GM的沙枣苗木株高分别较未接种AM真菌植株增加了20.07%,9.68%,植株干生物量显著增加;AM真菌可显著提高盐碱胁迫下沙枣幼苗叶片叶绿素含量和光合生理特性,其叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、胞间二氧化碳浓度Ci均显著高于未接种AM真菌处理的幼苗(P<0.05)。接种GI和GM处理植株叶片组织内SOD,CAT和POD酶活性显著高于对照处理,但根系及叶片组织内丙二醛含量显著低于对照处理的植株,而其脯氨酸含量却都表现出显著提高。接种AM真菌沙枣根系和叶片中Na+含量较未接种处理植株显著下降,K+含量和K+/Na+比值显著提高。[结论] 接种AM真菌能显著提高沙枣苗木耐盐碱能力。接种根内球囊霉的沙枣苗木的生长及抗盐碱胁迫能力的各项生理指标均显著高于接种摩西球囊霉处理的苗木,表明根内球囊霉在盐碱地改良方面具有很好的推广应用前景。
山东半岛丘陵生境优势树种凋落物对外来植物火炬树种子萌发和幼苗生长的影响
侯玉平, 魏巍, 翟文婷, 初航, 殷吉林, 柏新富, 卜庆梅
林业科学. 2016, 52(6):  28-34.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160604
摘要 ( 189 )   HTML   PDF (1136KB) ( 419 )  
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[目的] 认识和了解群落入侵抵抗力形成机制成为当前入侵生态学研究最为关注的热点和核心问题。本文比较山东半岛丘陵生境不同群落优势种对外来植物火炬树的化感抑制效应差异,探讨群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制。[方法] 采用培养皿滤纸法进行凋落物水浸液种子发芽试验,比较山东半岛丘陵生境常见优势树种麻栎、刺槐、赤松、黑松凋落物对火炬树种子萌发、幼苗生长的化感作用差异;因土壤会影响许多化感物质的转化和存在形态进而影响其活性,进一步设置土壤介质参与的凋落物覆盖盆栽试验,对比研究不同树种凋落物覆盖对火炬树幼苗生物量积累及其分配的影响。[结果] 凋落物水浸液种子发芽试验显示,麻栎相比刺槐、赤松、黑松,显著抑制火炬树种子萌发和幼苗生长。凋落物覆盖盆栽试验表明,高凋落物量(每盆50 g)时,麻栎较刺槐、赤松、黑松显著降低了火炬树幼苗的总生物量;低凋落物量(每盆25 g)时仅在麻栎和赤松之间存在显著差异,麻栎较赤松显著抑制了火炬树幼苗总生物量的积累;有麻栎凋落物覆盖时,火炬树幼苗生物量分配呈现叶生物量比降低,根生物量比和根冠比增大的趋势。[结论] 麻栎的化感物质可在一定程度上控制火炬树的生长。利用对火炬树具有明显化感抑制作用的本地植物麻栎对其进行生态控制,或者构建高抵抗力植物群落,进而筛选有效化感物质,可能是一条值得尝试的控制火炬树扩散的新途径。研究结果可揭示群落入侵抵抗力形成的化感驱动机制,有助于进一步推动对入侵过程的认识,对外来植物入侵防控具有重要的理论和实践意义。
毛竹PeSCR基因的表达与功能
董丽莉, 赵韩生, 王丽丽, 孙化雨, 娄永峰, 高志民
林业科学. 2016, 52(6):  35-42.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160605
摘要 ( 241 )   HTML   PDF (1359KB) ( 375 )  
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[目的] SCARECROW(SCR)基因在植物根和茎顶端细胞不均等分裂形成基本组织的过程中发挥着重要调控作用。通过分析毛竹中SCR同源基因PeSCR的结构特点,研究该基因的组织表达特异性,分析激素GA3、ABA以及干旱、NaCl等非生物胁迫处理对该基因的表达影响,利用在拟南芥中过量表达PeSCR,初步鉴定其功能,以期为竹子分子育种提供基因资源。[方法] 采用生物信息学的方法,在毛竹数据库(BambooGDB)中获得SCR同源基因序列和上游调控序列,分别利用Spidey和Plant CARE在线软件分析基因结构特点及其上游调控序列所含作用元件,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达性,以及GA3、ABA、干旱和NaCl等非生物胁迫处理后的表达变化,构建PeSCR基因的正义/反义表达载体,转化拟南芥,通过分析转基因植株的表型来判断基因的功能。[结果] 从毛竹中获得SCR同源基因PeSCR(登录号:FP094510),cDNA全长为2301 bp,其中5'和3'端非编码区分别为238,134 bp,编码区1929 bp。编码区对应的基因组序列为2598 bp,包含1个内含子(672 bp)。PeSCR编码1个642个氨基酸的蛋白,该蛋白具有GRAS家族的典型结构域(LRⅠ,VHIID,LRⅡ,PFYRE和SAW),属于AtSCR亚家族。PeSCR蛋白与其他植物SCR有很高的同源性,其中与水稻的OsSCR2和拟南芥的AtSCR的一致性分别为84.9%,54.9%。PeSCR上游调控序列为1820 bp,包含生长素应答元件AuxRR-core、ABA应答元件Motif Ⅱb、干旱诱导MYB结合位点MBS、光应答元件等多种作用元件,这意味着PeSCR可能受到激素、干旱等的调控。qPCR结果表明,PeSCR在叶中的表达丰度最高,其次是根和茎,而鞘中最低;PeSCR的表达短时间内受GA3的抑制,随处理时间延长(至5 h),基因的表达受到诱导;PeSCR的表达总体受外源ABA和NaCl处理的抑制;干旱处理条件下PeSCR基因表达呈先上升后下降的趋势。RT-PCR证明PeSCR已在转基因拟南芥植株中得到表达,表型分析发现,与野生型相比转正义基因植株生长健壮,根系发达,而反义植株矮小,根系生长受到抑制。[结论] 在毛竹各组织中PeSCR呈组成型表达,根中表达受到GA3、ABA以及干旱、NaCl的影响。该基因正义表达促进转基因植株生长,反义转基因植株则受到抑制,表明该基因可能参与毛竹的生长发育调控。
序列林价及其在林木资源资产评估中的应用
谢哲根, 韩国康, 童红卫, 徐军, 葛文宁, 何必庭
林业科学. 2016, 52(6):  43-53.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160606
摘要 ( 201 )   HTML   PDF (1084KB) ( 493 )  
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[目的] 以浙江省龙泉市杉木用材林为例,建立科学、实用的林木资源资产评估模型,使之能够应用于非交易性森林资源资产业务中的小班林木资源资产评估实践,如林权抵押贷款、森林保险、林木生物资产核算等领域中的大批量小班的林木资源资产评估。[方法] 设定参照林分,引入生产函数理论,建立参照林分的生长模型;研究相邻年度林木价值关系,设计序列林价递推公式;分析林分林木资产价值主要影响因素,构建基于序列林价的小班林木资源资产评估模型,并对林木资产评估模型进行适用性检验,包括模型估算值与样本实际值的差异显著性检验和模型使用精度检验。建模过程中综合运用了递推算法、回归方法、仿真模拟方法。[结果] 编制杉木林参照林分序列林价表,该表能够客观反映出林木价值生长过程;拟合林价主要影响因素调整系数模型参数,给出小班集材路程调整系数经验模型,以及成熟林小班的林分平均胸径调整系数经验模型、单位面积蓄积量调整系数经验模型;应用小班林木资产评估模型进行龙泉市岩樟乡芭蕉村杉木用材林小班林木资源资产评估,计算得到杉木用材林小班林木资产明细表,经汇总得到各农户杉木用材林林木资产价值、全村杉木用材林林木资产价值;利用98个正常交易实例检验样本计算小班林木资产评估模型检验指标,总相对误差-0.16%、平均相对误差1.25%、平均相对误差绝对值8.97%,估计精度97.6%,全部检验指标均符合要求。[结论] 基于序列林价的小班林木资源资产评估模型结构化、直观、可理解,评估效果较好,能够适用于非交易性森林资源资产业务中的大批量小班的林木资源资产评估业务;引入生产函数理论,保证参照林分营林过程中投入与产出的匹配性;序列林价递推算法可以更好地研究林分完整生长过程中的序列林价变化规律,实现重置成本法、收益现值法、市场价倒算法3种方法的融合与相互验证;通过林龄价值系数可以实现参照林分序列林价更新、小班林木资产评估模型更新;建立林价主要影响因素调整系数回归模型,优于以往对影响因素作分级处理的简单做法。
多源数据林地类型的精细分类方法
任冲, 鞠洪波, 张怀清, 黄建文, 郑应选
林业科学. 2016, 52(6):  54-65.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160607
摘要 ( 211 )   HTML   PDF (1952KB) ( 517 )  
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[目的] 探讨复杂中山区域、多源数据支持下,高空间分辨率遥感影像林地类型层次化精细分类方法,以促进高分辨率遥感数据在森林资源调查与监测方面的深入应用。[方法] 以嘉陵江上游甘肃省小陇山林业实验局百花林场为研究区,以SPOT5和高分一号(GF-1)遥感影像为主要数据源,综合利用影像光谱特征、植被指数特征、纹理特征与时相特征、地形特征、森林资源"二类调查"成果数据与林相图等辅助信息,及典型地类与主要森林类型外业调查样本数据,发展针对暖温带典型天然次生林区、复杂山区地形条件下高空间分辨率遥感影像林地类型多层次信息提取与森林类型精细识别的有效方法。在分析不同时相影像光谱特征的基础上,构建并优选归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、比值短波红外指数(RSI)、差值植被指数(DVI)4种植被指数特征和均值(ME)、同质性(HOM)、非相似性(DIS)、信息熵(ENT)、角二阶距(ASM)、相对峰值(RK)6种纹理特征,引入与主要森林类型空间分布相关的DEM高程值、坡度、坡向3个敏感地形因子,利用不同林地类型时相动态特征和辅助信息特征,在不同层次影像上分别采用适于该层待分信息类别的阈值法、支持向量机(SVM)、多分类器组合(MCC)、人工神经网络(ANN)分类方法,将各层分类结果合并获得整个研究区林地类型精细分类图。最后,采用分层随机抽样的独立检验样本对分类结果中7类林地类型进行精度验证,并对5类主要森林类型精细识别结果进行面积统计,与"二类调查"及影像解译结果各类型面积统计值进行对比分析,进一步从整体上检验分类方法的有效性和分类结果的可信度。[结果] 本文所发展的分类方法对林地类型信息提取精度较高,有林地、其他林地、苗圃地等7类林地类型总体分类精度达92.28%,总Kappa系数为0.8996;油松林、华山松林、日本落叶松林、栎类落叶阔叶林、其他落叶阔叶混交林5类主要森林类型面积统计结果的平均相对精度为92.4%。[结论] 多源数据支持下的多层次林地类型精细分类方法是一种有效的林地类型信息精准监测方法,具有精度高和可信度高的优势,且森林类型精细识别详细程度达到优势树种(组)级别,是解决复杂山区林地类型精细分类与森林类型精细识别的一种有效手段,可满足森林资源调查、变化监测、数字更新等林业应用需求。
应用最大熵模型模拟预测大尺度范围油松毛虫灾害
宋雄刚, 王鸿斌, 张真, 孔祥波, 苗振旺, 刘随存, 李永福
林业科学. 2016, 52(6):  66-75.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160608
摘要 ( 164 )   HTML   PDF (1946KB) ( 416 )  
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[目的] 探讨利用最大熵模型MaxEnt,基于油松毛虫暴发的历史灾情数据和相应的气象数据,对未来大尺度范围油松毛虫暴发区进行模拟和预测的可行性。[方法] 以山西省2002-2011年的油松毛虫灾情数据和山西省2002-2011年的地面气象数据为基础,结合油松毛虫完成生活史不同发育阶段对不同气候因子的响应衍生出与油松毛虫灾害发生潜在相关的物候因子80个,运用主成分分析和逐步回归法从中筛选出与油松毛虫灾害发生相关性最高的前8个物候因子,即X29(10月份日均温<5℃的天数)、X43(7月平均湿度>75%的天数)、X54(3月平均风速)、X55(4,5,6月分平均风速)、X56(7,8月均风速)、X62(10月日均风速>10 m·s-1的天数)、X63(9月最大日均风速)、X67(4,5,6月总降雨量)。[结果] 利用筛选出的8个物候因子,运用最大熵模型MaxEnt代入实际灾害发生数据进行训练模拟,并应用刀切法分析确立气象因子X43,X54X55为灾害模型应用的最佳因子,其接受者操作特性曲线(ROC)检验结果即曲线下面积(AUC)值为0.820,标准差为0.019;最终利用该模型参数,对气候变化背景不同外排模式下未来油松毛虫灾害趋势进行预测,2050年2种外排模式(RCP4.5与RCP6.0)下灾害发生趋势变化不同,其中RCP4.5模式灾害发生将集中于北京、河北及河北与内蒙古交界处, RCP6.0模式在山西中南部灾害将会加强。[结论] MaxEnt模型对未来气候变化条件下油松毛虫害虫暴发区的准确模拟与预测具有潜在应用价值。
核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌多样性的PCR-DGGE和T-RFLP分析
王娇莉, 南小宁, 任争争, 明洁, 唐光辉
林业科学. 2016, 52(6):  76-85.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160609
摘要 ( 142 )   HTML   PDF (1490KB) ( 307 )  
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[目的] 了解危害核桃果实青皮的核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌群落结构与多样性。[方法] 采用基于16S rRNA基因的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)技术分析2种害虫幼虫肠道细菌群落特征。[结果] 1)PCR-DGGE分析显示核桃举肢蛾幼虫肠道细菌主要有沃尔巴克氏体属、肠球菌属、肠杆菌属、根瘤菌属和假单胞菌属,其中沃尔巴克氏体属是优势菌群,占测得序列的40.0%;桃蛀螟幼虫肠道细菌主要有沃尔巴克氏体属、肠球菌属、根瘤菌属和假单胞菌属,其中肠球菌属是优势菌群,占测得序列的62.9%。2)DGGE条带的系统发育分析显示,核桃举肢蛾幼虫肠道中,72.5%的菌株属变形菌门,12.5%的菌株属于厚壁菌门,15.0%的菌株属于拟杆菌菌门。桃蛀螟幼虫肠道中,37.0%的菌株属于变形菌门,63.0%的菌株属于厚壁菌门,未检测到拟杆菌门细菌。3)T-RFLP分析显示76 bp和122 bp T-RFs分别是桃蛀螟和核桃举肢蛾幼虫肠道的优势菌群,T-RFLP的主成分和聚类分析显示核桃举肢蛾和桃蛀螟幼虫肠道细菌群落结构明显地分为2类。4)PCR-DGGE和T-RFLP 2种方法均显示核桃举肢蛾幼虫与桃蛀螟幼虫肠道细菌多样性差异不显著但种类组成所占比例有较大差异。[结论] 初步揭示了危害核桃果实的2种不同食性昆虫幼虫肠道细菌组成特点,可为进一步探讨其肠道微生物与其食性之间的关系提供理论基础。
陕西小叶杨叶内生真菌群体多样性和结构特征
余仲东, 唐光辉, 曹支敏
林业科学. 2016, 52(6):  86-92.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160610
摘要 ( 127 )   HTML   PDF (1413KB) ( 348 )  
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[目的] 陕西小叶杨主要分布在生态环境差异显著的陕北和秦岭北麓地区。研究小叶杨叶内生真菌群体特征,明确影响小叶杨生态分布的生态因素。[方法] 通过对2种生境下小叶杨林分代表植株叶片定点、定时采集,在严格的表面消毒下,进行PDA和纸培养,结合形态学和分子系统学技术对分离真菌进行鉴别,并用SASS软件对内生真菌群体进行统计分析。[结果] 宝鸡和榆林的小叶杨内生真菌相似系数较高(0.4445),优势种群相似。交链孢属、单隔孢属、茎点霉属真菌相对分离率分别为23.1%,22.5%,28.44%,皆为优势菌群,呈现明显的暗色有隔菌群特点,这可能与小叶杨树种旱生发育型相关。地区内的内生真菌群体相似系数大于地区间的相似系数,尤以陕北榆林地区3个采集点内生真菌相似系数大(0.6667~0.6897)。地区间树龄接近、林下植被类似,则相似系数大。榆林地区内生真菌群体的菌株数量、相对分离率和定植率高于宝鸡地区,多样性指数却呈现相反的趋势。在6个不同的采集地点中,小叶杨叶片内生真菌群体多样性指数为1.53~2.62,多样性指数按凤南> 桃川> 鹦鸽> 青云> 红山> 无定河依次递减,但相互间无显著差异。小叶杨叶片内生真菌的组成在春季和秋季存在差异。内生真菌的菌株数量、相对分离率表现为秋季高于春季,定植率和多样性指数呈相反的趋势。[结论] 小叶杨叶片内生真菌群体表现出较高的寄主选择性。林下植被类型、树龄影响内生真菌的群体结构,但气候特征对内生真菌群体多样性差异的影响不大。
人工与自然植被恢复下尾矿土壤微生物及酶活性的时空变化
马云波, 牛聪傑, 许中旗
林业科学. 2016, 52(6):  93-100.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160611
摘要 ( 220 )   HTML   PDF (1174KB) ( 370 )  
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[目的] 研究不同植被恢复模式下铁尾矿地土壤微生物数量及土壤酶活性的时空变化,为铁尾矿废弃地的生态治理提供科学依据。[方法] 基于随机取样和跟踪观测方法,以自然恢复及人工造林2种不同植被恢复模式下的唐山迁安铁尾矿废弃地的土壤生物学性质为研究对象,检测与分析不同植被恢复年限铁尾矿土壤中微生物的数量与土壤酶活性。[结果] 土壤微生物数量随植被恢复年限增加而增长;空间分布上,土壤中主要微生物数量随尾矿土壤深度加大而降低;在土壤微生物总数量中,以细菌数量最多,放线菌次之,真菌数量最少;人工林地土壤的细菌、放线菌、真菌的数量均明显高于自然恢复地,且增长速度也较快;与自然恢复地相比,在恢复11年后,人工林地0~20 cm土层的细菌、真菌、放线菌数量分别高出14.25%,80.56%,75.19%,20~40 cm土层分别高出22.78%,125.80%,0.51%;40~60 cm土层分别高出8.41%,145.45%,55.70%。土壤酶活性随恢复年限增大而增加;在空间分布上,土壤酶活性随土壤深度加深而逐渐降低;土壤酶活性表现为人工林地>自然恢复地;与自然恢复模式相比,在恢复11年后,人工林地0~20 cm土层中土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶的活性分别高出26.39%,51.11%,51.68%,49.60%;20~40 cm土层分别高出23.69%,5.13%,19.83%,46.20%;40~60 cm土层分别高出4.26%,3.45%,1.38%,134.60%。[结论] 在尾矿地进行植被恢复可改良土壤生物学特性,自然恢复和人工造林均能增加土壤微生物数量、提高土壤酶活性、改善土壤生物学性质,但人工造林模式的改良效果优于自然恢复模式。
林业有害生物灾害损失评估指标体系构建
刘萍, 梁倩玲, 陈梦, 刘忠军, 盛兆湖, 苏延乐
林业科学. 2016, 52(6):  101-107.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160612
摘要 ( 178 )   HTML   PDF (1110KB) ( 453 )  
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[目的] 林业有害生物对森林造成的灾害逐年增加,灾害损失评估也越来越得到林业管理部门和研究部门的重视,构建一套适宜的林业有害生物灾害损失评估指标体系也成为关注的热点。[方法] 依据科学性、系统性、层次性、可行性和可比性原则,采用技术经济法、重置成本法、防护支出法、市场价值法和支付意愿法等构建了一套包括3个一级指标、14个二级指标和30个三级指标的林业有害生物灾害损失评估指标体系。[结果] 3个一级指标分别是直接经济损失、生态服务功能损失及社会效益损失;14个二级指标分别是林木经济损失、林果经济损失、预防治理费用损失、造林营林费用损失、涵养水源功能损失、保育土壤功能损失、固碳释氧功能损失、积累营养物质功能损失、净化大气功能损失、森林防护功能损失、生物多样性保护功能损失、森林游憩损失、森林文化损失及非林业行业损失,30个三级指标分别是森林蓄积量损失、林木生长量损失、木材等级降低损失、林果产量损失、林果质量损失、预防费用损失、治理费用损失、造林费用损失、营林费用损失、调节水量损失、净化水质损失、固土损失、保肥损失、固碳损失、释氧损失、积累氮损失、积累磷损失、积累钾损失、积累有机肥损失、提供负离子损失、吸收污染物损失、降低噪音损失、阻滞降尘损失、农田防护损失、牧场防护损失、路渠防护损失、生物多样性保护功能损失、游憩环境影响损失、森林文化影响损失和与森林有关的非林业行业损失。该评估指标体系规范了林业有害生物灾害造成的直接经济损失和生态服务功能损失各项评估指标的含义与定量计算模型,森林游憩、森林文化以及非林业行业的社会效益损失评估难以做到完全统一量化,可以采用支付意愿法进行计算,也可以采用调查法直接计算经济损失。[结论] 应用该评估指标体系可以就某一地区发生的林业有害生物灾害损失进行系统地评估,也可以为其他森林火灾、森林气象灾害和森林滥砍滥伐等造成的灾害损失进行评估,同时森林生态服务功能灾害损失计算模型也同样适用于森林生态服务功能效益评价。林业有害生物灾害损失评估指标体系构建对林业有害生物防治与灾害损失评估以及森林资源经营管理具有重要的理论与实践指导意义。
不同品系美国黑核桃木材物理力学性质的差异
张俊佩, 王滋, 周贤武, 赵荣军, 徐慧鸽, 贾志明, 裴东
林业科学. 2016, 52(6):  108-114.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160613
摘要 ( 178 )   HTML   PDF (1179KB) ( 344 )  
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[目的] 研究对比不同品系核桃木材之间物理力学性质的差异,为木材的合理利用及优质木材的定向培育提供参考。[方法] 以采自河南省洛阳市洛宁县东关村的23年生美国黑核桃比尔、拉兹、皮纳、哈尔、莎切尔、北加州、奇异、大果、帕米尔20号和奥奇1号共10个品系的木材为研究对象,按照国家标准测量其气干密度、全干密度、气干干缩率、全干干缩率、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度(径面硬度、端面硬度和弦面硬度)10个性状,运用Excel,SPSS Statistics,Origin 7.5等软件进行不同品系间的数据统计、方差分析及绘图比较。[结果] 10个品系美国黑核桃木材的气干密度、全干密度、气干差异干缩、全干差异干缩、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度(径面硬度、端面硬度和弦面硬度)的测量值范围分别为0.613~0.754 g·cm-3,0.575~0.708 g·cm-3,1.4~1.8,1.5~2.4,30.8~37.1 MPa,86.5~123.7 MPa,9.63~16.13 GPa,4880~7120 N,5720~8030 N,4920~7270 N;相应最大值分别为哈尔(0.754 g·cm-3)、哈尔(0.708 g·cm-3)、北加州(1.8)、北加州(2.4)、奥奇1号(37.1 MPa)、奥奇1号(123.7 MPa)、奥奇1号(16.13 GPa)、哈尔(7120 N)、哈尔(8030 N)、莎切尔(7270 N),最小值分别为北加州(0.613 g·cm-3)、北加州(0.575 g·cm-3)、皮纳(1.4)、皮纳(1.5)、大果(30.8 MPa)、北加州(86.5 MPa)、大果(9.63 GPa)、比尔(4880 N)、拉兹(5720 N)、比尔(4920 N)。[结论] 美国黑核桃木材的物理力学性质中气干密度、全干密度、弦向全干干缩率和差异干缩4项指标在不同品系间存在显著差异,而径向干缩率以及体积干缩率在气干和全干条件下差异均不显著;不同品系间顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和硬度(径面硬度、端面硬度、弦面硬度)均存在显著差异。引种黑核桃木材物理力学性质与原产地黑核桃木材相比整体差异不大,且高于同产地的核桃楸和核桃2种常用的家具用材,所以10个品系的美国黑核桃木材物理力学性质较好,可作为家具用材使用。10个品系美国黑核桃木材中奥奇1号和哈尔材性优于其他品系,而皮纳的尺寸稳定性最好。
东北常见树种木材形成早期组织波谱特征差异分析
石江涛, 李坚
林业科学. 2016, 52(6):  115-121.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160614
摘要 ( 171 )   HTML   PDF (1952KB) ( 350 )  
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[目的] 研究东北主要商品材树种木材形成早期组织的化学特征及其在树种间的差异,为揭示树木生长过程中木材细胞壁的自组装行为和木材形成的分子机制提供科学依据。[方法] 选取东北10种重要商品材树种,采集木材形成早期组织,利用红外光谱和X射线衍射技术分析木材形成早期组织的波谱特征。[结果] 红外光谱差别主要在波数900~2000 cm-1之间的指纹区域。针叶树种木材中波数1735 cm-1附近由木聚糖乙酰基CO伸缩振动引起的吸收峰相对强度显著小于阔叶树种木材。针叶树种木材中1511 cm-1处表征苯环碳骨架振动的吸收峰较明显,尤其是云杉和落叶松。针、阔叶树种木材在波数1630~1660 cm-1之间均出现不同强度的吸收峰,峰形较宽,该峰归属为蛋白质肽段中氨基化合物振动引起。红外光谱二阶导数处理后,针叶树种木材在波数1266 cm-1处有明显吸收峰,阔叶树种木材中并未发现,该峰归属为愈创木基环加CO伸缩振动。而阔叶树种木材在1245 cm-1处有较明显吸收峰,该峰由木质素紫丁香基环振动引起。多数树种木材X射线衍射图谱I002有较强的衍射峰,但Iam的衍射峰并不明显,尤其是阔叶树种木材。因此推测木材形成早期组织中纤维素的晶型、晶胞或晶区大小与成熟木材不同。[结论] 针、阔叶树种木材形成早期组织中木质素和半纤维素的沉积过程有所差别,这有助于揭示木材形成过程中化学成分和结构的变化规律。
综合评述
城市植被碳固存研究进展
史琰, 葛滢, 金荷仙, 任远, 屈泽龙, 包志毅, 常杰
林业科学. 2016, 52(6):  122-129.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160615
摘要 ( 233 )   HTML   PDF (1174KB) ( 480 )  
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城市植被是城市生态系统碳循环中的一个重要贮存库。本综述期望促进对城市植被碳固存的理解。采用文献分析软件HistCite,分析城市植被碳固存的研究现状。重点评述城市植被碳固存的研究方法、碳固存能力及其影响因素,以确定城市植被碳固存的研究重点。城市植被碳固存研究始于20世纪90年代初期,2009年后研究活跃度增加。已有的研究热点集中在城市植被碳固存能力的地域性评估以及城市植被减少二氧化碳排放研究。地面调查法和遥感估算法是研究城市植被碳固存的主要方法。目前城市植被碳固存的地面调查法主要参考了森林生态调查的方法体系。城市植被比自然森林具有更高的异质性,生长环境也存在差异,因此需要发展适用于城市植被特点的调查方法。遥感估算法在空间化方面具有显著优势,然而城市建成区的空间分辨率精度相对较低,即使有高精度的可利用数据,但通常也是非常昂贵的。城市植被可直接或间接地减少大气中的碳含量,直接途径为植被生长的碳固存,间接途径为城市植被抵消化石燃料的使用,主要有减少建筑能耗、降低城市热岛效应、引导绿色交通等。近年来,国内外该方向研究正在从评估城市植被碳固存能力转向深入研究人类和自然双重影响下的深层次影响机制。城市植被碳固存的主要影响因素包括植物生长与更替、土地类型利用及其变化、人类设计以及养护管理等。目前比较清晰的研究结果有:城市植被多处于幼龄期,比野外森林具有更高的碳吸收强度;湿润地区土地利用从森林向建成区的改变将降低碳储存;城市植被碳固存对抵消建成区CO2排放有一定的贡献;养护管理可促进植被碳固存,但养护管理带来的碳排放不容忽视。随着对城市植被固碳功能重要性认识的逐步加深,将有更多地区开展城市植被碳固存能力评估。已有数据由于调查计算方法和研究对象边界等因素的差异,还难以进行整合利用,成为该方向发展的瓶颈。利用园林废弃物生产生物能源潜力的研究,可为抵消园林管理带来的碳排放的措施确定提供可能。从生命周期角度,系统评估以及耦合人类设计及管理行为的影响将成为该领域下一阶段研究的重点。
纤维增强木塑复合材料研究进展
王海刚, 张京发, 王伟宏, 王清文
林业科学. 2016, 52(6):  130-139.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160616
摘要 ( 245 )   HTML   PDF (1290KB) ( 558 )  
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木塑复合材料属于生物质复合材料的范畴,是一种无毒、可循环利用的环境友好型材料,从20世纪末开始到现在经历了20多年的高速产业化发展。但木塑复合材料力学性能偏低,特别是韧性差,导致应用领域偏窄,是目前制约木塑复合材料发展的主要因素之一。众多研究表明,将纤维添加到木塑复合材料中形成多元结构复合材料,可提高木塑复合材料的力学性能。本文概述了纤维增强木塑复合材料的研究现状,按天然纤维素纤维、合成纤维、非金属纤维、金属纤维4大类归纳了常用作增强复合材料的纤维,综述了采用玻璃纤维、矿物质纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和天然纤维素纤维等增强木塑复合材料的制备方法和增强效果。结果表明,不同种类的纤维对木塑复合材料均有不同程度的增强或增韧作用。短切纤维在添加量上存在"临界值",在"临界值"之前,添加量与增强效果呈正相关,在"临界值"之后呈负相关。连续玻璃纤维的增强效果尤为明显,其中冲击强度可增加20倍。天然纤维素纤维在木塑复合材料中的应用虽然较少,但目前在欧洲已被用于高附加值的汽车零部件领域。本文还介绍了银纹剪切带机制、刚性粒子增强理论、多缝开裂理论和复合力学理论等用于解释纤维增强复合材料的作用机制,这些理论均被用于解释纤维对于木塑复合材料基体的作用效果,其中后2种理论最常用于解释纤维对于复合材料强度提高的作用机制。本文同时指出,目前尚没有哪一种理论能全面揭示由于纤维加入后结构趋于复杂的木塑复合材料的力学行为。总结了纤维的添加对材料力学性能、吸湿性和热性能的影响,发现纤维的添加不仅可以提高木塑复合材料的力学强度,对于降低吸湿性和提高热稳定性也有积极效果,一些纤维的添加还可以提高基体的结晶度。本文最后提出纤维增强木塑复合材料产业化发展前景和需要解决的问题,包括进一步提高生产效率,研制纤维增强木塑复合材料专用装备,开发连续纤维增强木塑复合材料技术和开拓高性能、高附加值木塑复合材料市场。
研究简报
小兴安岭4种森林类型细根生物量的时空格局
耿鹏飞, 金光泽
林业科学. 2016, 52(6):  140-148.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160618
摘要 ( 181 )   HTML   PDF (1384KB) ( 608 )  
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[目的] 对原生林及其皆伐后自然演替形成的次生林和造林形成的人工林的细根生物量及土壤特性进行研究,分析不同更新方式对细根动态分布的影响、了解细根与土壤特性之间的互动效应,为阐明森林生态系统中碳和养分循环以及为该地区森林恢复和森林经营提供理论依据。[方法] 以小兴安岭南坡典型阔叶红松林、皆伐后天然更新的白桦次生林、皆伐后栽植的红松人工林和兴安落叶松人工林为研究对象,于2013年5-9月用连续钻取土芯法采集细根(直径≤2 mm)和土壤,测定细根生物量的垂直分布与季节动态,分析生物量与土壤特性的相关性。[结果] 典型阔叶红松林、红松人工林细根生物量均显著高于白桦次生林和兴安落叶松人工林(P<0.05);各森林类型细根生物量的垂直分布存在显著差异(P<0.05),细根主要集中在0~20 cm土层中,其中白桦次生林0~20 cm土层中细根生物量占其细根总生物量的比例最高(75.81%),典型阔叶红松林最低(62.73%);各森林类型细根生物量存在季节性波动,各森林类型活、死细根生物量均有2个峰值;4种森林类型的细根生物量与土壤温度的相关性不显著,除典型阔叶红松林外,其他3种森林类型的细根生物量与土壤含水率极显著正相关(P<0.01),4种森林类型的细根生物量与土壤水解氮含量极显著正相关(P<0.01),白桦次生林的细根生物量与土壤有效磷含量显著负相关(P<0.05)。[结论] 本地区的顶极群落——典型阔叶红松林和以典型阔叶红松林的建群种为主要组成树种的红松人工林细根生物量显著高于以先锋树种白桦和兴安落叶松为主要组成树种的白桦次生林和兴安落叶松人工林;细根生物量在土壤中的分布具有明显的不均匀性,主要集中在养分含量较高的土壤表层,处于演替顶极阶段的森林较处于演替早期的森林采取更精细的获取资源的策略,土壤下层细根占细根总生物量比例较高;细根生物量的季节变化与物候节律一致,细根生物量的高峰期出现在春末和初秋。
兴安落叶松水分利用对策
杨柳, 孙慧珍
林业科学. 2016, 52(6):  149-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160618
摘要 ( 132 )   HTML   PDF (1885KB) ( 334 )  
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[目的] 具有重要的木材生产与生态功能的兴安落叶松分布于我国夏季干旱强度和频度明显偏高区域,研究兴安落叶松自然干旱过程中水分指标特征,以期阐明该种水分应对策略。[方法] 以自然生长的兴安落叶松为研究对象,在2012年5-9月生长季,于帽儿山森林生态系统定位研究站兴安落叶松人工林内进行了减雨100%、减雨50%和对照试验,测定不同减雨条件下兴安落叶松枝条水势、针叶气孔导度、相对含水量,分析压力-容积曲线水分参数。[结果] 测定期间兴安落叶松枝条中午水势由低到高依次为减雨100%、减雨50%、对照。减雨100%、减雨50%和对照兴安落叶松枝条中午水势季节变幅依次为0.81,0.68和0.54 MPa,前两者与对照样木中午水势之差最高值分别为0.49和0.37 MPa。3个处理样木枝条清晨与中午水势之差保持基本稳定,均约为0.71 MPa。减雨100%和减雨50%样木针叶气孔导度较对照下降84%和79%,水分利用效率较对照升高140%和58%。减雨100%和减雨50%样木枝条相对含水量相似,平均较对照低7%。不同处理样木压力-容积曲线主要水分参数保持相对稳定。[结论] 短期干旱处理后,兴安落叶松能够通过降低气孔开度,提高水分利用效率,自身进行一定程度的渗透调节,保持相对稳定的清晨中午水势梯度和相对含水量。在等水/非等水行为连续体中,兴安落叶松具有近等水行为特征。
不同区域落叶松二元立木材积表的检验及差异分析
李晖, 曾伟生
林业科学. 2016, 52(6):  157-162.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160619
摘要 ( 149 )   HTML   PDF (1208KB) ( 381 )  
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[目的] 准确评估不同区域落叶松立木材积表是否存在偏差,并掌握不同区域材积表之间的差异大小,为修订和完善我国二元立木材积表提供依据。[方法] 基于最新采集的东北、华北、西北和西南4大区域480株落叶松样木实测材积数据,首先利用回归方程的适应性检验方法分析不同区域落叶松立木材积表是否存在偏差,然后利用混合模型方法分析不同区域二元立木材积方程之间是否存在差异及其差异大小,最后利用哑变量模型方法建立含区域特定参数的立木材积方程。[结果] 对部颁标准的4个落叶松二元立木材积表进行检验发现,3个材积表的估计误差均超出了±3%的允许范围,存在明显的系统偏差,最大偏差可达到12%左右。对不同区域二元立木材积方程之间的差异显著性检验发现,其材积估计值从大到小依次为东北、西北、西南、华北,东北与华北之间差异极显著(P<0.01),西北与华北之间差异显著(0.01≤ P< 0.05),西南与东北之间差异稍显著(0.05≤ P< 0.10),其他两两之间的差异不显著。通过建立含区域特定参数的立木材积方程,发现3种建模方案(全国1个总体、2个总体和4个总体)之间的差异并不大;全国建立1个通用性落叶松立木材积方程与4个区域分别建立4个材积方程相比较,不同区域材积估计值的最大误差仅为3%左右。[结论] 原部颁标准的二元立木材积表大多数可能已经存在明显偏差,建议对全部二元立木材积表进行一次系统检验,在此基础上对已存在明显偏差的材积表进行更新或修订。不同区域的二元立木材积表差异不大,建议由国务院林业主管部门统筹考虑,明确各主要树种二元立木材积表编制的总体范围,并逐步建立全国林业数表体系,促进林业数表编制的标准化。
植物新品种与良种
刺槐新品种‘北林槐1号’
张国君, 孙宇涵, 李云
林业科学. 2016, 52(6):  163-163.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160620
摘要 ( 100 )   HTML   PDF (1030KB) ( 282 )  
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‘北林槐1号’是刺槐K5的变异品种。该品种速生、侧枝少、托叶刺细短、小叶长、百叶干质量大,叶片单宁含量0.95%;易扦插和嫁接繁殖,造林技术简单,是优良的多用途品种。
5个芍药属组间杂交新品种
钟原, 成仿云, 何桂梅, 高静, 王荣, 杜秀娟, 王越岚, 刘玉英, 曹羲君, 王莹
林业科学. 2016, 52(6):  164-164.  doi:10.11707/j.1001-7488.20160621
摘要 ( 121 )   HTML   PDF (1028KB) ( 308 )  
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5个新品种均从芍药与牡丹远缘杂交后代中选出,花色奇特,花期长,生长旺盛,具有典型的组间杂种特征。其中‘京华旭日’花单瓣型或荷花型,鲜亮红色,有不规则黄色或紫色放射状条斑;‘京俊美’花单瓣型,乳黄色,基部有显著棕红色斑;‘京华朝霞’花单瓣型,淡红色,有淡紫色或黄色条纹;‘京桂美’花荷花型,红色;‘京蕊黄’花荷花型,淡黄色,基部有淡红斑,部分雄蕊变态发育为不育心皮。植株繁殖采用嫁接或分株法进行。