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2020年 第56卷 第12期 刊出日期:2020-12-25
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林业科学. 2020, 56(12):  0-0. 
摘要 ( 107 )   PDF (3199KB) ( 1117 )  
相关文章 | 多维度评价
论文与研究报告
杉木林土壤和苗木内生溶磷细菌的筛选及其溶磷特性
韦宜慧,陈嘉琪,赵光宇,董玉红,厚凌宇,焦如珍
林业科学. 2020, 56(12):  1-9.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201201
摘要 ( 290 )   HTML ( 36 )   PDF (3242KB) ( 375 )  
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目的: 筛选和鉴定杉木高效溶磷菌,研究其溶磷特性,探讨其生态适应性和溶磷特点,为研制杉木适用的微生物肥料提供菌种资源和培养条件。方法: 利用PVK无机磷培养基从杉木林地土壤和杉木植株分离溶磷菌,筛选出高效溶磷菌并结合生理生化试验和16S rDNA基因序列对其进行鉴定,采用单因素试验分析高效溶磷菌在不同pH、温度、碳源、氮源、磷源等培养条件下的溶磷特性。结果: 1)共分离筛选出20株溶磷菌,其中溶磷能力最强的3株菌株为P5、RP2和RP22(分别为195.61 mg·L-1、109.20 mg·L-1、78.86 mg·L-1)。2)通过生理生化试验,结合16S rDNA序列分析及系统发育树的构建,菌株P5鉴定为Burkholderia ubonensis,RP2为Pseudomonas frederiksbergensis,RP22为Pseudomonas grimontii。3)单因素试验溶磷培养条件研究结果显示,P5菌株在pH为5,温度为30℃,碳源为蔗糖,氮源为氯化铵,磷源为磷酸钙时溶磷能力最强;RP2菌株在pH为7,温度为30℃,碳源为葡萄糖,氮源为硝酸钾,磷源为磷酸钙时溶磷能力最强;RP22菌株在pH为7,温度为25℃,碳源为葡萄糖,氮源为硝酸钾,磷源为磷酸钙时溶磷能力最强。结论: 所筛选溶磷菌具有高效溶磷能力,其中菌株P5在酸性和高温条件下仍有较高的溶磷能力,在微生物肥料研制中具有巨大潜力。

亚热带不同林龄马尾松林地上器官植硅体碳封存潜力
孙凯,吴家森,盛卫星,姜培坤,张云晴,葛江飞
林业科学. 2020, 56(12):  10-18.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201202
摘要 ( 139 )   HTML ( 11 )   PDF (1244KB) ( 202 )  
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目的: 揭示我国亚热带不同林龄马尾松林地上器官的植硅体碳封存特征,计量我国马尾松林植硅体碳封存潜力,为马尾松林长期固碳减排研究提供依据。方法: 采集不同林龄马尾松的树枝、树叶、树干样品,用微波消解法提取植物中的植硅体,并测定植硅体碳含量。结果: 马尾松各地上器官的植硅体及植硅体碳含量排序一致,植硅体含量表现为树叶(1.829 g·kg-1)>树枝(0.771 g·kg-1)>树干(0.452 g·kg-1),植硅体碳含量表现为树叶(0.357 g·kg-1)>树枝(0.172 g·kg-1)>树干(0.104 g·kg-1);树龄对马尾松树叶、树枝的植硅体和植硅体碳含量均有显著影响(P < 0.05),而对地上器官的植硅体封闭碳含量均无显著影响(P>0.05);不同年龄马尾松树叶的植硅体含量表现为55 a(2.358 g·kg-1)> 63 a(1.923 g·kg-1)> 36 a(1.719 g·kg-1)> 24 a(1.655 g·kg-1)> 15 a(1.489 g·kg-1);马尾松树叶植硅体含量与土壤pH值和土壤有效硅含量显著负相关(P < 0.05);地上各器官植硅体碳储量表现为树干>树枝>树叶,其中树干和树枝的植硅体碳储量分别占地上器官植硅体碳总储量的69.2%和20.7%;不同年龄马尾松林的地上器官总植硅体碳储量表现为55 a(15.97 kg·hm-2)> 63 a(15.54 kg·hm-2)> 36 a(10.63 kg·hm-2)> 15 a(10.46 kg·hm-2)> 24 a(10.13 kg·hm-2);不同年龄马尾松林地上器官总植硅体碳封存速率表现为15 a(10.94 kgCO2·hm-2a-1)> 24 a(9.97 kgCO2·hm-2a-1)> 36 a(7.20 kgCO2·hm-2a-1)> 55 a(5.10 kgCO2·hm-2a-1)> 63 a(4.76 kgCO2·hm-2a-1)。结论: 马尾松植硅体含量和植硅体碳含量均存在林龄与器官的显著差异。若以我国现有的马尾松林面积1 200万hm2和平均植硅体碳封存速率7.58 kgCO2·hm-2a-1计算,每年可封存91 000 t CO2

毛竹林竹鞭生长特征和空间结构的探地雷达无损探测
熊雨露,周宇峰,李平衡,童亮,周国模,施拥军,杜华强
林业科学. 2020, 56(12):  19-27.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201203
摘要 ( 271 )   HTML ( 9 )   PDF (2430KB) ( 256 )  
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目的: 发展毛竹林地下竹鞭空间结构的探地雷达无损探测方法,解决因毛竹竹鞭深入地下和观测不便而使空间结构及地下生物量无法准确预测的难题,为毛竹林地下竹鞭研究提供新思路。方法: 设置毛竹林样地并采用探地雷达进行探测,在雷达数据预处理后提取竹鞭信息,同时基于双曲线模型估计竹鞭直径,并利用直径(D)与长度(L)拟合竹鞭生物量,再用实测值进行模型检验,最后分析竹鞭的垂直与水平空间结构。结果: 探地雷达能有效探测毛竹林地下竹鞭的位置信息,双曲线模型对竹鞭直径和长度估计误差分别为-14.45%~20.66%和0.53%~8.51%,对空间位置3个方向(XYZ)的估计误差分别为0.13%~6.65%、1.23%~6.55%和2.42%~7.41%;对于生物量,以DL为变量的多项式模型和以D2L为变量的指数模型拟合结果较好,确定系数R2为0.93~0.95,均方根误差RMSE为18.3~22.4 kg·hm-2;从模型检验结果来看,以D2L为变量的指数和多项式模型模拟效果显著好于以DD2DL为变量的指数和多项式模型;以D2L为变量的指数模型是竹鞭生物量(BR)的最佳拟合模型,具体形式为BR=65.17e0.002D2L;对竹鞭空间结构分析表明,竹鞭主要垂直分布在0~40 cm土层,该土层竹鞭条数占竹鞭条数总量的91%,竹鞭鞭长和生物量分别占总量的95%和93%,且竹鞭直径在下层(>20 cm)土壤显著大于表层(0~20 cm)土壤;竹鞭在地下的走势较为曲折,空间分布相对均匀,同一竹鞭的直径差异不大,但不同竹鞭的直径差异显著(P < 0.01),样地内单位面积竹鞭的长度和生物量分别为54 080 m·hm-2和1 001.17 kg·hm-2结论: 利用探地雷达能成功探测地下竹鞭的位置信息,可得到竹鞭垂直和水平方向的空间结构,同时竹鞭直径模型与生物量模型的预测结果也较好,表明探地雷达技术可为研究毛竹林竹鞭结构及其动态与地上立竹的相互关系等提供技术支撑。

横断山脉中部川滇冷杉和丽江云杉径向生长对气象因子的响应
于健,陈佳佳,周光,刘国华,王永平,李俊清,刘琪璟
林业科学. 2020, 56(12):  28-38.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201204
摘要 ( 147 )   HTML ( 10 )   PDF (4073KB) ( 393 )  
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目的: 探讨横断山脉中部地区川滇冷杉和丽江云杉树木径向生长对气象因子的响应,以期为进一步重建我国西南地区气候变化历史提供基础数据,同时也为全球气候变化背景下川滇冷杉和丽江云杉的分布预测和保护研究提供理论参考。方法: 基于树轮气候学方法,获取云南省香格里拉县小中甸地区寒温带针叶林主要树种川滇冷杉和丽江云杉树轮宽度资料,分别建立标准年表,分析2个年表与气象因子的关系。结果: 2个树种对气象因子的响应存在差异,川滇冷杉较丽江云杉对气象因子的响应更加敏感,更适合用于树轮气候学研究;响应函数分析表明,气温对川滇冷杉径向生长的限制作用明显强于丽江云杉,川滇冷杉径向生长主要与上年11月和当年8月平均气温显著正相关(P < 0.05),与上年11月和当年4月最高气温显著正相关(P < 0.05),与上年5月最低气温显著正相关(P < 0.05),与当年3月降水量显著正相关(P < 0.05);空间相关分析揭示,川滇冷杉标准年表能在较大的地理范围空间反映上年11月最低气温变化,且在研究区域附近二者相关性最高;未来全球气候变暖将对上述2个树种径向生长产生促进作用。结论: 在横断山脉中部高海拔地区,气温是限制川滇冷杉和丽江云杉树木径向生长的主要气象因子,2个树种径向生长对气象因子的响应表现出一定差异。利用年轮研究2个树种的种群生长动态及其对气候变化的响应关系具有很大潜力。

科尔沁沙地防护林主要树种的非结构性碳水化合物分布特征
王凯,宋琪,张日升,张大鹏,孙菊
林业科学. 2020, 56(12):  39-48.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201205
摘要 ( 132 )   HTML ( 6 )   PDF (3571KB) ( 220 )  
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目的: 研究科尔沁沙地防护林主要树种的非结构性碳水化合物(NSC)的分配规律,阐明不同树种的NSC分配格局,以期为该地区树种选择提供参考。方法: 以科尔沁沙地防护林主要树种(油松、赤松、樟子松、白榆和小钻杨)为研究对象,测定不同器官(叶、枝、干和根)中的可溶性糖和淀粉含量(二者之和为NSC含量)。采用两因素方差法分析树种和器官及其交互作用对NSC影响,运用单因素方差法分析不同树种及器官间的可溶性糖、淀粉和NSC含量的差异以及叶龄和枝龄对针叶树(油松、赤松和樟子松)NSC分布的影响。结果: 5个树种间的叶NSC含量无显著差异。可溶性糖含量在枝和根中为针叶树显著高于阔叶树(白榆和小钻杨),在树干中为针叶树低于阔叶树。淀粉含量在叶和枝中为白榆显著高于其他树种,在根中为阔叶树显著高于针叶树。5个树种的可溶性糖及NSC含量均为叶和枝显著高于干和根;淀粉含量对油松和赤松为干中较高,对樟子松、白榆和小钻杨为叶中较高。针叶树不同叶龄间,可溶性糖及NSC含量对油松和赤松为2年显著高于当年及1年生叶,对樟子松为1年显著高于当年及2年生叶;淀粉含量对油松和赤松为1年生叶中最低,对樟子松为1年生叶中最高。不同枝龄间,油松和赤松的可溶性糖、淀粉及NSC含量随枝龄增加而降低,樟子松的可溶性糖含量为1年显著低于2年生枝。结论: 科尔沁沙地防护林主要树种NSC含量相对较低。可溶性糖遵循就近分配原则,而淀粉在不同树种各器官中分配格局不同。针叶树的NSC分配利于根系吸收水分,阔叶树的则利于水分长距离运输。不同叶龄间,NSC主要分布对樟子松在1年生叶,对油松和赤松在2年生叶。不同枝龄间NSC主要分布,油松和赤松随枝龄增加而降低,樟子松为1年生枝分配较少。

湿润区3种杉科植物枝和根木质部的水力功能与解剖结构的关系
潘天天,李彦,王忠媛,陆世通,叶琳峰,陈森,谢江波
林业科学. 2020, 56(12):  49-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201206
摘要 ( 121 )   HTML ( 5 )   PDF (4502KB) ( 140 )  
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目的: 全球变暖导致干旱强度增大、频率更高。研究湿润区3种杉科植物枝条和根系的水力功能性状和木质部结构性状的差异,以及木质部结构性状与水力功能性状的数量关系,有助于了解湿润区植物的干旱适应机制,为湿润区树木死亡风险在时空上的相对可预测性提供数据支持。方法: 以湿润区池杉、落羽杉和北美红杉为研究对象,测定枝条和根系的导水率和脆弱曲线,制作石蜡切片观察枝条和根系的木质部解剖结构,并计算管胞结构和纹孔结构参数。结果: 3个树种根系的P20P50P88(导水率损失20%、50%、88%时所对应的木质部水势,代表枝条和根系栓塞抗性的大小)均小于其枝条;枝、根比导率与P50相关分析的决定系数接近0(R2=0.01,P=0.62)。木质部解剖结构与功能性状的相关分析发现:管胞直径与比导率显著正相关(r=0.82,P=0.001),管胞密度与比导率显著负相关(r=-0.68,P=0.01);纹孔塞面积与P50正相关(r=0.4,P=0.19)。冗余分析表明:管胞直径对比导率有显著影响且解释度达80.1%(P=0.004);纹孔塞面积对P50影响较大且解释度达70.1%(P=0.18)。结论: 杉科3个树种根系的栓塞抗性均比枝条弱。其枝、根木质部导水系统无效率-安全权衡关系,因为决定其输水效率(比导率)的是管胞直径,决定其栓塞抗性(P50)的是纹孔塞面积,即枝、根木质部导水系统不具备效率-安全权衡的基础。3个树种均为低效率低安全性物种。

兴安落叶松可加性树干削度和树皮厚度联立方程组研建
许延丽,何培,辛士冬,姜立春
林业科学. 2020, 56(12):  60-66.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201207
摘要 ( 78 )   HTML ( 5 )   PDF (1160KB) ( 129 )  
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目的: 研建兴安落叶松可加性树干削度和树皮厚度模型系统,为一致性估算兴安落叶松树干带皮、去皮材积和树皮材积提供参考。方法: 运用Kozak(2004)模型和多元回归技术构建兴安落叶松树干带皮直径(DOB)、去皮直径(DIB)和树皮厚度(BT)模型,并与以往构建的树干削度和树皮厚度模型进行比较。基于所构建的单模型,采用单模型估计、总量控制方法及2种逻辑关系变形和总量分解法分别研建可加性树干削度和树皮厚度模型系统。利用SAS软件PROC MODEL的SUR(似乎不相关回归)方法拟合各可加性模型系统,不同可加性方法使用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、均方根误差(RMSE)和调整决定系数(Ra2)4个指标进行评价,采用平均误差(ME)、平均误差绝对值(MAE)、总体相对误差(TRE)和平均相对误差绝对值(MAPE)4个指标对模型进行独立检验。结果: 1)运用Kozak(2004)模型和多元回归技术构建的兴安落叶松树干带皮直径、去皮直径和树皮厚度模型优于其他模型,且条件数(CN)均小于30,不存在多重共线性,可用于构建最优模型系统;2)5种可加性方法拟合结果对比表明,采用总量控制方法的各评价指标综合表现最优,且独立检验与拟合结果基本一致。结论: 基于总量控制方法的最优模型系统在拟合、检验兴安落叶松树干带皮直径、去皮直径、树皮厚度和残差分布等方面表现出一致性,推荐其作为兴安落叶松材积和树皮材积的一致性预测模型系统。

基于组成型抗性性状的油茶抗茶籽象的评价模型
张守科,方林鑫,王毅,张威,舒金平,汪阳东,王浩杰
林业科学. 2020, 56(12):  67-74.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201208
摘要 ( 101 )   HTML ( 4 )   PDF (2336KB) ( 122 )  
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目的: 基于茶籽象不同危害期油茶果实组成型抗性指标(果形指数、果皮厚度、茶皂素积累量)与为害率的关系,初步构建油茶抗茶籽象评价模型,为油茶的抗性育种提供理论参考。方法: 在茶籽象产卵高峰期,测定我国主栽的油茶长林系列8个无性系的果形指数、果皮厚度,并跟踪测定产卵高峰期、初孵幼虫期、幼虫发育期和幼虫成熟期4个关键期各无性系种子中茶皂素积累量;利用R语言MASS包中的stepAIC()函数,以各测定指标为自变量、茶籽象为害率为因变量,构建多元线性回归模型。结果: 在茶籽象产卵高峰期,8个无性系的果形指数差异显著(P < 0.05),极差为0.5~1.2,其中长林166号果形指数最小,为0.5~0.7;8个无性系果皮厚度为3~6 mm,均处于茶籽象危害厚度范围内,以长林53号果皮厚度最厚(5.03 ±0.08 mm)。茶籽象4个危害关键期8个无性系的茶皂素含量差异显著(P < 0.05),依据茶皂素积累量可聚为3个类群。基于6个变量进行多元回归分析,初步构建了以茶籽象为害率(Y)为因变量的油茶抗茶籽象的评价模型Y=0.531 6-0.301X2-0.436 57X4+0.059 526X5-0.019 4X6X2:果皮厚度;X4:初孵幼虫期茶皂素含量;X5:幼虫发育期茶皂素含量;X6:幼虫成熟期茶皂素含量),拟合度较好(P < 0.01,R2=0.773 7)。结论: 采用多元线性回归分析油茶长林系列无性系组成型抗性性状(果形指数、果皮厚度、茶皂素积累量)与茶籽象为害率的相关关系,初步构建了以果皮厚度及茶籽象初孵幼虫期、幼虫发育期和幼虫成熟期油茶种子中茶皂素含量为变量的油茶抗茶籽象的评价模型。

杨树叶片结构与抗锈菌侵染的相关性
沈阔程,陈倩文,齐梅,彭子嘉,樊军锋,余仲东
林业科学. 2020, 56(12):  75-82.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201209
摘要 ( 126 )   HTML ( 5 )   PDF (5128KB) ( 298 )  
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目的: 分析杨树叶片物理结构与其抗锈性的相关性,并提出相应的形态学指标,为指导生产中抗锈病杨树种质筛选提供参考。方法: 调查西北农林科技大学渭河实验站29种杨树无性系秋末夏孢子堆密度;并采集树冠下层成熟叶片,通过光学显微镜、透射电镜、扫描电镜分析杨树叶片解剖结构间的差异,蜡质厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度等12个叶片结构指标与叶片夏孢子堆密度的相关性。结果: 在夏孢子堆密度Euclidean聚类中,29个杨树无性系可分为3组,结合杨树派别分类得出白杨派杨树为Melampsora larici-populina的非寄主、黑杨派为较强抗病寄主、青杨派为易感病寄主,黑杨派69杨♀与青杨派青杨♂杂种一代(F1)呈现出易感病特征,杂交杨树抗锈性与父本抗性密切相关。寄主杨树中下表皮厚度、海绵组织厚度、叶片总厚度显著大于非寄主杨树;而栅栏组织厚度、相邻气孔距离及海绵组织细胞密度则显著小于非寄主杨树。在寄主杨树中易感病组上表皮厚度显著小于较强抗性组。相关性综合分析表明蜡质厚度、下表皮细胞壁厚度与抗锈病能力具有一个稳定的正相关关系。结论: 不同杨树的抗锈病能力具有显著的差异,蜡质厚度和下表皮细胞壁厚度可作为快速筛选抗锈病杨树品种的2个形态学指标。

昆嵛山区欲植赤松林地赤枯病病基指数预测
胡瑞瑞,梁军,谢宪,车吉明,苑晓雯,张英军,张星耀
林业科学. 2020, 56(12):  83-90.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201210
摘要 ( 57 )   HTML ( 0 )   PDF (1258KB) ( 97 )  
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目的: 通过构建赤松赤枯病病基指数立地因子评价体系,定量预测欲植林地潜在遭受赤枯病原菌侵染程度的等级,以避免在赤枯病潜在严重危害的林地上种植赤松。方法: 基于赤松赤枯病病基指数曲线群图,查找每块样地的病基指数。通过相关性分析筛选关键立地因子,运用数量化理论Ⅰ分别建立赤松赤枯病病基指数与全部立地因子和关键立地因子的关系方程,并对方程模型做出评价。结果: 1)相关性分析表明,海拔、土壤质地和腐殖质层厚度对病基指数具有极显著的影响(P < 0.01),坡向对病基指数具有显著影响(P < 0.05),且对病基指数的贡献大小顺序是坡向 < 土壤质地 < 海拔 < 腐殖质层厚度。2)全部立地因子和关键立地因子与病基指数的多元线性回归模型在统计上均达到极显著水平(P < 0.01),决定系数(R2)分别为0.710 0和0.678 0,说明模型的拟合效果较好,且可用4个关键立地因子代替全部立地因子作为方程自变量。3)对4个关键立地因子与赤松赤枯病病基指数的模型进行场外检验,表明平均预估误差(MPE)是8.73%,说明预估精度为91.27%以上,且TRE值较趋近于0,模型较可靠。结论: 赤松赤枯病病基指数立地因子评价体系可以定量预测欲植林地潜在遭受赤松赤枯病侵染的程度,能够为适地适树地栽植赤松林以及预防赤松赤枯病提供理论基础。

3种天牛幼虫蛀食振动小波包特征及其识别
刘圣煌,杨江天,崔建新
林业科学. 2020, 56(12):  91-100.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201211
摘要 ( 106 )   HTML ( 5 )   PDF (4074KB) ( 222 )  
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目的: 蛀干害虫幼虫生活在树干内部,种类鉴别困难。为了迅速准确地判断天牛幼虫种类,进行科学防治,试验通过检测分析天牛幼虫蛀食树干振动信号提取害虫行为学特征,以鉴定天牛种类。方法: 获取天牛幼虫在蛀食通道内活动时发出的振动信号,分析信号波形和相对幅值,选择天牛幼虫蛀食树干振动信号,抽取振动信号波形和持续时间等时域特征。首先用变分模态分解对振动信号做降噪处理,再对降噪后的信号进行小波包3层分解,计算各节点的频域能量,以特征频率和节点能量占比作为频域特征。时域、频域特征相结合识别天牛种类。结果: 云斑天牛蛀食振动持续时间约为11.1 ms,衰减震荡波形中部存在一个明显的下凹;特征频率约为550 Hz,小波包能量主要集中在第2、3、4节点。光肩星天牛蛀食振动持续时长约为8.2 ms,衰减震荡波形在中部和尾部各有一个下凹;与云斑天牛相比,蛀食振动信号频谱无550 Hz频率成分,但存在2 500 Hz频率分量。桃红颈天牛(为害紫叶李)蛀食振动持续时间约为6.4 ms,波形无明显下凹,频谱图上有2个2 000 Hz以上的频率成分;桃红颈天牛(为害西府海棠)蛀食振动持续时间约19.8 ms,波形无下凹,在尾部有上凸,频谱存在100 Hz的低频频率成分。结论: 采用天牛幼虫蛀干振动信号分析法能有效识别天牛种类,对实现天牛幼虫活体快速林间检测,制定科学防治方案有重要实用价值。

大兴安岭典型乔木树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性
郑文霞,郭新彬,郭雨萱,曾爱聪,魏帽,郭林飞,马远帆,郭福涛
林业科学. 2020, 56(12):  101-113.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201212
摘要 ( 86 )   HTML ( 2 )   PDF (2750KB) ( 113 )  
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目的: 揭示不同树种燃烧排放非甲烷总烃(NMHCs)的特性,对计算不同森林类型火灾发生过程中的NMHCs总排放量、评估对大气环境和人类健康的影响有重要意义。方法: 以大兴安岭地区典型树种兴安落叶松、樟子松、白桦、蒙古栎和山杨的枝、叶和皮为对象,运用生物质模拟燃烧装置,实测分析5个树种不同燃烧状态下释放NMHCs的排放因子。烟气收集用ASP-DC-1.2型电动采样泵;NMHCs测定用Entech 7100预浓缩系统和Agilent 7890 A/5975型色谱-质谱(GC-MS)联用仪,标准气体为美国Spectra Gases Inc.的57种非甲烷烃混标。结果: 1)共检测出48种NMHCs,其中烷烃19种、烯烃15种、芳烃14种。排放因子最大的10种化合物占总NMHCs排放因子的80.86%,其中异丁烷排放因子最高,占比超过总量的1/3;2)各类化合物的排放因子(mg·kg-1)范围是:烷烃从樟子松的359.88±101.43到蒙古栎的756.54±205.47,烯烃从白桦的285.02±71.19到兴安落叶松的358.72±92.60,芳烃从樟子松的133.24±33.96到山杨的183.48 ±48.10;3)5个树种NMHCs平均排放因子(mg·kg-1)明燃状态为739.81±214.54,阴燃状态为1 284.91±405.72;4)叶、枝、皮平均排放因子(mg·kg-1)分别为1 089.26±451.94、918.44±237.80、1 029.39±413.84;5)蒙古栎、兴安落叶松、山杨、白桦和樟子松NMHCs排放因子分别为1 259.18±331.49、1 111.56±248.53、1 019.17±270.76、889.05±235.58、782.86±309.07 mg·kg-1;6)5个树种的平均臭氧生成潜势为3.678 g·kg-1,烷烃、烯烃和芳烃的臭氧生成潜势分别占总量的16%、73%和11%。结论: 大兴安岭地区5个典型树种燃烧排放3类(烷烃、烯烃、芳烃)共48种非甲烷烃,其中异丁烷的排放因子最高,烯烃臭氧生成潜势最高。非甲烷总烃排放量与燃烧状态相关,阴燃条件下燃烧效率整体较低,NMHCs排放因子显著大于明燃;不同生物质之间的碳含量无显著差异,故NMHCs排放因子未表现出极显著差异,但NMHCs排放因子影响因素众多,导致不同树种燃烧非甲烷总烃平均排放因子不尽相同,顺序为蒙古栎>兴安落叶松>山杨>白桦>樟子松;叶和皮的NMHCs平均排放因子略大于枝。

人工绿洲林果产业用地时空变化——以新疆迪那河流域为例
张谱,管文轲,张和钰,邓学林,李志鹏,刘洪霞,冯益明
林业科学. 2020, 56(12):  114-122.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201213
摘要 ( 79 )   HTML ( 4 )   PDF (6094KB) ( 135 )  
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目的: 探讨新疆迪那河流域轮台人工绿洲林果产业用地时空变化,评估林果产业发展状况,为小流域绿洲林果产业可持续发展提供基础数据和理论依据。方法: 在RS和GIS支持下,通过解译1992、1998、2007和2018年4期卫星遥感影像数据及野外调查获取的无人机影像数据,提取迪那河流域轮台人工绿洲林果产业用地信息,采用数理统计、动态度、转移矩阵和重心模型分析林果产业用地26年间时空变化。结果: 1)迪那河流域轮台人工绿洲林果产业用地不断增加,从1992年的2 138 hm2增至2018年的7 626 hm2;林果产业用地面积占人工绿洲总面积比例稳定中有所波动,从1992年的10%增至1998年的14%,2007年达到最大值18%,2018年又回落到12%;2)林果产业用地面积动态度与人工绿洲面积动态度差异较大:1992—1998年、1998—2007年林果产业用地面积年均增长速度(11%)高于人工绿洲面积年均增长速度(4%和5%);2007—2018年林果产业用地面积增长缓慢(1%),远小于人工绿洲(7%);3)1992—2018年,其他类型土地转入林果产业用地面积(6 645 hm2)远大于林果产业用地转出面积(1 362 hm2);林果产业扩张土地主要来源于耕地(2 671 hm2)、人工绿洲内未利用地(2 345 hm2)和人工绿洲外围土地(1 421 hm2),而转出土地主要是耕地(918 hm2);4)26年间,林果产业用地分布重心和辐射范围变化较小。结论: 迪那河流域轮台人工绿洲林果产业发展受政策影响较大,1992—1998年增长显著,1998—2007年进入跨越式发展阶段,2007—2018年平稳增长,发展趋势与所在新疆维吾尔自治区林果产业发展趋势一致;林果产业对人工绿洲扩张的推动作用小于耕地;林果产业用地面积增加多来源于原有人工绿洲内耕地的转化和未利用土地的开垦,少量来源于人工绿洲外围戈壁区土地的转入;相比于沙漠区,戈壁区更适合林果产业发展。

基于深度学习的木材优选锯视觉检测算法
邵明伟,董军宇
林业科学. 2020, 56(12):  123-129.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201214
摘要 ( 96 )   HTML ( 5 )   PDF (6022KB) ( 134 )  
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目的: 提出一种基于深度学习的木材优选锯视觉检测算法,以最大限度增加木材出材率,提高木材价值,并进一步提升木材加工行业自动化水平。方法: 通过样本训练获得木材缺陷和木材等级识别网络,视觉传感器获取需检测木材图像,由木材缺陷识别网络确定木材缺陷的具体位置;对于无缺陷木材,由木材等级识别网络确定视觉传感器视场内木材的具体等级,进而确定切除部位在图像坐标系下的位置;由事先确定的图像平面与木材物理平面之间的单应关系确定木材最终切除位置列表。结果: 在本研究试验条件下,基于深度学习的木材优选锯视觉检测算法单幅图像缺陷检测时间为123 ms,缺陷检测正确率为95.8%,单幅图像等级分类识别时间为55 ms,分类识别正确率为97.1%,平均检测时间为86 ms,平均正确率为96.5%。结论: 基于深度学习的木材优选锯视觉检测算法运行速度快、识别准确率高、鲁棒性强,可克服传统优选锯分类不佳且需要人工干预的缺点,自动化程度高,能够满足木材优选锯实时、准确检测要求。

杉木和辐射松锯材高温干燥对甲醛释放的影响
江京辉,周凡,周永东,李伯涛,付宗营,韩振泰,高鑫
林业科学. 2020, 56(12):  130-135.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201215
摘要 ( 90 )   HTML ( 0 )   PDF (1754KB) ( 49 )  
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目的: 以40 mm厚人工林杉木和辐射松锯材为研究对象,分析高温干燥过程中温度和锯材含水率对甲醛释放浓度的影响,并与辐射松锯材常规干燥甲醛释放浓度作比较,回收释放的甲醛,探讨高温和常规干燥过程中温度和锯材含水率对甲醛释放量的影响规律以及甲醛回收措施。方法: 根据干燥过程中温度和锯材含水率分布情况,杉木锯材高温干燥采样7次,辐射松锯材高温和常规干燥分别采样9和10次,抽气速度为1.0 L·min-1,采样时间为30 min。参考EPA method 0011,利用冰水浴方法,将2个200 mL洗气瓶内装40 mL蒸馏水串联放入冰水槽中,使醛类物质充分溶于水,采用乙酰丙酮法测定甲醛浓度。结果: 杉木和辐射松锯材高温干燥(90~120℃)时,干燥过程中甲醛释放浓度最小值和最大值分别为4.21和11.43 mg·m-3、3.66和12.71 mg·m-3,均高于无组织排放标准规定限值0.20 mg·m-3;在90~120℃范围内,干燥温度与甲醛释放浓度呈线性关系,其决定系数(R2)分别为0.668和0.934,即随着干燥温度升高,甲醛释放浓度增加;当干燥温度为105℃时,随着辐射松锯材含水率降低甲醛释放浓度逐渐增加,呈线性关系,决定系数(R2)为0.885;干燥温度是影响甲醛释放权重比例最大的因子。在辐射松锯材常规干燥中,干燥温度小于90℃以及锯材含水率逐渐降低时,甲醛释放浓度基本恒定,其值为(0.19±0.03)mg·m-3,低于无组织排放标准规定限值,常规干燥排出气体中甲醛浓度符合排放标准。结论: 当干燥温度大于90℃时,应对干燥排出的气体采取回收措施,以避免污染环境。

斜螺钉连接的平行弦木桁架节点抗拔性能
戈禧芸,蔡雨,陈志坚,侯同宇,刘义凡,阙泽利
林业科学. 2020, 56(12):  136-144.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201216
摘要 ( 35 )   HTML ( 1 )   PDF (5417KB) ( 210 )  
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目的: 制作一种节点采用自攻螺钉连接的平行弦木桁架,以不同角度钉入螺钉,探究螺钉钉入角度对平行弦木桁架受拉节点力学性能的影响,为新型桁架在实际工程中的应用提供基础数据,并完善木结构建筑设计标准。方法: 采用进口SPF规格材和自攻螺钉制作桁架受拉节点试件,改变螺钉钉入方向与桁架腹杆顺纹方向的夹角,参考美国标准ASTM D1761-12,对夹角为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°的7组试件以2.54 mm·min-1的速率单调匀速进行抗拔试验,记录分析受拉节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、极限承载力、屈服荷载和刚度。结果: 试件最终破坏形态主要有钉帽拉穿和螺钉拔出2种:夹角为0°和15°时,试件破坏主要是因为木材横纹抗压强度小于螺钉抗拔强度,钉帽最终剪断并拉穿弦杆;夹角为30°~90°时,试件失效主要是因为销槽承压形成的剪力达到螺钉屈服荷载;夹角为0°和15°时试件荷载-位移曲线在最大荷载附近保持较好,夹角为30°~60°时试件荷载-位移曲线下降缓慢,夹角为75°和90°时试件荷载-位移曲线存在明显屈服阶段;节点承载能力随角度变化受木材横纹局部抗压强度和螺钉抗弯强度的影响,夹角为60°时试件的平均承载力最大,达7.423 kN;夹角为0°时试件的屈服荷载最大,达4.859 kN;节点刚度随角度增大而减小。结论: 自攻螺钉倾斜角度在45°~60°范围内试件综合受力性能最好,倾斜角度为0°的试件适用于建筑中对刚度要求较高的部位。

问题讨论
考虑空间溢出效应的森林质量与经济增长关系EKC检验
侯孟阳,邓元杰,姚顺波,刘广全
林业科学. 2020, 56(12):  145-156.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201217
摘要 ( 68 )   HTML ( 0 )   PDF (2280KB) ( 114 )  
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目的: 在空间视角下探究森林质量与经济增长间的关系,在异质性条件下分析不同地区间存在的差异,并预测不同地区未来演变的时间路径。方法: 基于2003—2016年省际面板数据,借鉴环境库兹涅茨曲线(EKC)分析框架,建立森林质量与经济增长关系的空间面板计量模型。结果: 1)经济增长对森林质量提升的促进作用是一个长期过程,现阶段森林质量与经济增长间表现出U形变化特征,EKC假说得到验证;2)不同地区间的变化特征存在显著差异,东北和华北地区呈倒N形变化,西北地区呈U形变化,西南地区呈负向线性变化,而华南及东南地区不存在EKC关系,现阶段东北和华北地区的森林质量未跨过第2个拐点。结论: 考虑不同地区异质性条件进行计量检验能够提供更具差异化的解释,空间溢出效应的存在使得不同地区邻近省市应建立完备的森林经营与保护合作机制、林业产业保障与要素流动机制,并结合自身禀赋条件,寻求森林质量提升、生态保护与经济增长协调发展的均衡点。

研究简报
单叶蔓荆种子休眠特性与解除方法
尹德洁,布凤琴,徐艳芳,黄彪,李成
林业科学. 2020, 56(12):  157-165.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201218
摘要 ( 73 )   HTML ( 0 )   PDF (1604KB) ( 116 )  
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目的: 研究单叶蔓荆种子的休眠特性,并探索解除种子休眠的方法,为其人工规模化繁育提供理论依据。方法: 采用果实和种子吸水性的测定,内源萌发抑制物质部位及类型的生物学鉴定、物理手段(浓H2SO4、切割果皮)打破种皮机械阻碍,低温层积和植物激素GA3处理降低抑制剂的浓度等不同方法,研究单叶蔓荆种子休眠的原因、可能存在的休眠类型以及解除种子休眠的方式。结果: 1)单叶蔓荆果皮厚,内果皮有完全木栓化的石细胞层,果实内种子空壳率为26%。单叶蔓荆果皮对果实及内部种子吸水有明显机械阻碍作用,种子没有吸水障碍。2)单叶蔓荆果皮的水浸提液和甲醇浸提液能显著抑制白菜种子萌发和幼苗生长,其中水浸提液的抑制作用比甲醇浸提液更明显;GA3处理后的果皮水浸提液和甲醇浸提液与未浸泡GA3时相比,使白菜种子萌发率、根长和苗高显著提高。种子水浸提液和甲醇浸提液对白菜种子萌发和幼苗生长均没明显抑制作用。以上结果说明,单叶蔓荆果皮中存在水溶性和醇溶性的种子萌发抑制物。3)低温层积90天、GA3、GA3+浓H2SO4、GA3+切割果皮、GA3+低温层积30天、GA3+低温层积60天以及GA3+低温层积90天均可破除单叶蔓荆种子的休眠,促进种子萌发。其中在GA3+浓H2SO4处理下的种子发芽时间最短(14天即可发芽),发芽率最高(44%)。结论: 单叶蔓荆的果皮机械阻碍造成的物理休眠和果皮内源抑制物是影响种子休眠的主要因素。利用500 mg·L-1GA3+浓H2SO4处理能有效解除种子休眠,提高发芽率。

红色荧光蛋白基因DsRED在核桃植株再生过程中的表达稳定性
任飞,张佳琦,胡恒康,梁璧,黄有军,娄和强,张启香
林业科学. 2020, 56(12):  166-176.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201219
摘要 ( 88 )   HTML ( 5 )   PDF (4835KB) ( 97 )  
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目的: 报告基因是编码易被检测的蛋白质或酶的基因。红色荧光蛋白基因DsRED因其优异的适用特性已作为报告基因广泛应用于动植物以及酵母等真核细胞内基因表达的研究。课题组前期已将DsRED成功转入核桃体细胞胚,阳性体胚生长及增殖正常、阳性再生植株长势良好。本研究通过对核桃体细胞胚和再生植株中DsRED基因的跟踪研究,探讨DsRED作为报告基因在核桃再生植株中的表达是否稳定以及对再生植株的后续生长和发育是否具有影响,同时为进一步拓宽DsRED作为报告基因的应用范围提供参考。方法: 通过荧光显微镜检测核桃体细胞胚、继代培养3年的组培苗以及3年生温室苗的DsRED荧光表达的稳定性,并通过PCR、qRT-PCR以及Western Blot技术检测DsRED基因及其编码蛋白在核桃体细胞胚和组培苗中表达的稳定性。同时,通过对DsRED组培苗及3年生苗的形态指标进行测定,从而明确DsRED作为外源报告基因的可靠性。结果: 核桃DsRED体细胞胚在白光下呈粉红至红色,荧光下呈明亮的红色;与对照相似,DsRED体细胞胚发育也经历了球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚阶段,且形态正常。DsRED组培苗和3年生苗在荧光下植株表面呈现明亮的红色,而对照无激发,视野中呈现黑色,且白光下二者表型一致。DsRED组培苗和3年生苗的茎、叶生长参数与对照相比无显著差异。显微结构荧光检测发现,DsRED在组培苗和3年生苗营养器官的维管束部位表达量较高。对核桃DsRED体胚和组培苗进行PCR检测发现DsRED体胚和组培苗均可扩增获得目的条带,与预期条带大小一致(681 bp);qRT-PCR检测结果显示,DsRED组培苗各组织及DsRED体胚的DsRED mRNA表达量无显著性差异,而对照体胚和组培苗中表达量为0。Western Blot检测结果表明,DsRED组培苗和体胚有26 kDa强阳性条带,对照植株中无特异性条带,进一步分析条带灰度,结果表明DsRED组培苗各组织间及DsRED体胚的DsRED表达量无显著性差异,而对照相应结构中表达量均为0。结论: DsRED基因转入核桃体胚后,可在体胚和继代培养3年的组培苗中正常翻译和稳定表达,3年生温室苗DsRED表达稳定且植株表型正常,表明DsRED是核桃理想的遗传转化报告基因。研究结果可为DsRED作为报告基因在果树中的应用提供参考。

采伐胁迫对大兴安岭针阔混交林地表节肢动物群落的长期影响
王京,金屿淞,黄勇杰,李慧仁,刘芳蕊,刘学爽,王立中,刘丹丹,林英华
林业科学. 2020, 56(12):  177-186.  doi:10.11707/j.1001-7488.20201220
摘要 ( 81 )   HTML ( 5 )   PDF (1794KB) ( 121 )  
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目的: 采伐曾是大兴安岭地区重要的人为干扰活动之一。研究重度采伐对大兴安岭针阔混交林地表节肢动物群落的影响,为揭示土壤动物与森林土壤生态系统功能稳定性之间的关系提供依据。方法: 2017年6月初与8月底,采用陷阱法研究大兴安岭地区松岭林区兴安落叶松白桦天然次生针阔混交林(简称CK)、重度采伐10~15年(简称A)与重度采伐30年以上(简称B)的兴安落叶松白桦针阔混交林地表节肢动物群落对采伐干扰的响应。结果: 研究时段,1 458个陷阱捕获地表节肢动物78 924头,隶属6纲16目70科109类94属,未鉴定一属,优势属是铺道蚁属、棘跳属、球角跳属和小圆跳属。与CK相比,采伐胁迫下地表节肢动物菌食性类群减少,且6月菌食性类群明显大于8月菌食性类群(P < 0.05);杂食性类群个体数减少(P < 0.05),但6月与8月差异不显著(P>0.05)。数据分析显示,采伐胁迫导致分布地表大型节肢动物个体数与地表中小型节肢动物类群数明显减少(P < 0.05),且受采样时间影响显著(P < 0.05);A、B地表大型节肢动物群落Shannon-Weiner指数(H')、Pielou指数(Js)显著高于CK(P < 0.05),6月中小型节肢动物群落H'与Js显著高于8月(P < 0.05)。Jaccard系数分析显示,A、B间地表节肢动物群落相似性最高,B、CK间地表节肢动物群落相似性偏低。采伐胁迫导致地表节肢动物Petraitis普通生态位重叠指数增大,即地表节肢动物共同利用资源增加,但差异不显著(P>0.05)。基于Bray-curtis相似性系数的主坐标分析(PCoA)显示,采伐胁迫导致地表节肢动物群落组成发生了明显的分化,A与B内部地表节肢动物群落之间具有较高的相似性,CK与A、B内部地表节肢动物群落存在相异性,显示采伐迹地与未采伐迹地之间地表节肢动物群落差异性长期存在。偏冗余分析(pRDA)表明,地表节肢动物群落主要受凋落物厚度与地表温、湿度影响。结论: 采伐胁迫改变了地表节肢动物群落结构与多样性。与天然次生混交林相比,地表节肢动物类群数量随采伐年限增加而显著降低,H'与Js显著升高。部分常见类群生态位宽度因采伐胁迫发生明显改变,部分类群之间生态位重叠指数变化幅度较大,但普通生态位重叠指数偏低。重度采伐胁迫迹地地表节肢动物群落组成与天然次生林地表节肢动物群落组成差异较大,采伐迹地之间地表节肢动物群落多样性差异不显著,表明采伐胁迫对地表节肢动物群落影响具有长期性。地表节肢动物群落主要受凋落物厚度、地表温湿度影响。

总目次
2020年总目次
林业科学. 2020, 56(12):  187-204. 
摘要 ( 121 )   PDF (2286KB) ( 256 )  
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