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2022年 第58卷 第6期 刊出日期:2022-06-25
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林业科学. 2022, 58(6):  0-0. 
摘要 ( 144 )   PDF (3179KB) ( 266 )  
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晋西黄土区油松和刺槐2种人工林内乔灌优势种的土壤水分利用及水分生态位特征
杨菲,林毅雁,陈立欣,韩璐,吴应明,喻雅洁
林业科学. 2022, 58(6):  1-12.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220601
摘要 ( 428 )   HTML ( 40 )   PDF (2620KB) ( 334 )  
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目的: 分析晋西黄土区刺槐人工林和油松人工林内上层乔木优势种与下层灌木优势种在不同降雨事件下对土壤水分的利用和水分生态位变化特征, 探究不同量级降雨事件下同一林分内上层乔木与下层灌木的水分利用策略及对水分的竞争/互补关系, 为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。方法: 降雨前后分别采集上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)的木质部, 以及0~10、10~20、20~30、30~40、40~60、60~80和80~120 cm土层土壤和大气降雨样品, 分析稳定同位素特征及其动态变化, 采用MixSIAR模型计算各层土壤水对植物木质部水的贡献率, 应用Levins指数和Levins重叠指数计算水分生态位宽度和生态位重叠度。结果: 土壤含水量、土壤水δ18O、乔灌木吸水深度和水分生态位特征均受降雨影响, 影响程度和持续时间随降雨量大小而变化。12.7和33.4 mm降雨前后, 油松及其林下灌木黄刺玫均主要吸收0~80 cm土壤水, 雨后二者对0~40 cm土壤水的利用比例远远高于雨前。3.1 mm降雨并未对刺槐和六道木的水分利用产生明显影响。106.6 mm降雨后, 刺槐增加对0~40 cm土壤水的利用比例但存在时间滞后, 六道木对降雨响应迅速, 雨后对0~40 cm土壤水的利用比例增至49.3%~62.5%。上层乔木的水分生态位宽度较稳定, 在一定范围内上下波动, 下层灌木的水分生态位宽度随降雨量及雨后土壤含水量变化, 发生降雨入渗后可引起油松和黄刺玫以及刺槐和六道木之间生态位重叠度的变化。结论: 除次降3.1 mm事件外, 同一林分内上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)在不同量级降雨下的水分利用来源及水分生态位特征均存在差异。下层灌木生态位宽度受降雨的影响大于上层乔木, 且生态位重叠度与生态位宽度存在一定联系。油松及其林下灌木黄刺玫具有相似的水分利用策略, 刺槐及其林下灌木六道木具有不同的水分利用策略。在植被恢复过程中, 可将深根植物与浅根植物结合栽植, 以减少对土壤水分的竞争。

青海高寒区4种人工林细根生物量及其养分储量变化特征
张雪,王冬梅,温文杰,刘若莎
林业科学. 2022, 58(6):  13-22.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220602
摘要 ( 299 )   HTML ( 26 )   PDF (1335KB) ( 266 )  
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目的: 研究青海高寒区4种人工林的细根生物量及其养分储量时空变化特征, 为该地区植被恢复和人工林经营提供理论依据。方法: 在青海高寒区选择白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种典型人工纯林, 2019年5—10月采集0~60 cm土层细根样品, 测定细根生物量及其C、N、P含量, 通过方差分析探究季节、树种和土层对细根生物量及其养分储量的影响。结果: 白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种人工林0~60 cm土层的细根生物量分别为7.63、6.89、6.11和19.31 t·hm-2, 青海云杉林细根生物量显著高于其他林分(P<0.05)。各林分细根生物量季节差异显著(P<0.05), 均表现为秋季>夏季>春季。细根生物量主要分布在表层土壤, 0~20 cm土层占比超过68%, 随土层加深呈指数型降低。阔叶林细根的养分含量高于针叶林, 阔叶林生长表现出较高的养分需求。各林分细根C含量表现为秋季>夏季>春季, N、P含量总体表现为夏季显著低于春季和秋季(P<0.05)。细根C、N和P含量总体上随土层加深而减小。青海云杉林细根C、N、P储量在各季节均显著高于其他树种; 秋季细根C、N和P储量显著高于春季和夏季(P<0.05)。结论: 青海高寒区4种人工林细根生物量和C、N、P含量及储量存在明显的季节变化和垂直分布特征, 秋季细根生物量最高, 细根主要分布在表层土壤并随土层加深呈指数型减少趋势; 细根的C、N、P储量时空变化规律与细根生物量一致, 在4种人工林中以青海云杉林最高。青海高寒区人工林经营应结合季节特征, 在生长季初期通过合理经营措施促进细根生长发育, 并注重保护表层细根资源以提高植被恢复力。

连续2年氮添加对中金杨幼苗叶光合特性与碳氮分配的影响
尚佳州,高钿惠,王卫锋,周新军,宗毓铮
林业科学. 2022, 58(6):  23-32.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220603
摘要 ( 287 )   HTML ( 35 )   PDF (2530KB) ( 210 )  
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目的: 研究不同强度氮添加对杨树叶片光合特性、各器官生物量、非结构性碳水化合物积累和分配的影响, 探讨过量氮添加下杨树的生理生态过程响应机制, 为未来氮沉降条件下杨树人工林精准施肥提供理论依据。方法: 以盆栽黑青杂交杨中'金杨7号’扦插苗为材料, 以NH4NO3为氮源, 设置CK(0 g·plant-1 a-1)、N3(3 g·plant-1 a-1)、N6(6 g·plant-1 a-1)、N9(9 g·plant-1 a-1)4个氮添加梯度, 连续2年测定氮添加后其功能叶光合特性、器官间生物量、碳同化物和氮分配的变化, 并分析叶片光合特性和同化物分配的调控过程。结果: 1) 连续2年氮添加后, 中金杨幼苗叶氮和叶绿素含量增加, 气孔变小变密, 瞬时水分利用效率显著提高, 光合氮利用效率显著降低。2) 中低剂量氮添加下顶梢叶片光合作用显著受到库限制, 侧枝叶净光合速率明显高于对照; 高氮处理下叶净光合速率和淀粉含量显著减小, 荧光量子产量和电子传递速率显著增加, 表明叶片中光呼吸等过程为硝酸还原过程提供大量能量。3) 氮添加持续促进侧枝生长, 顶端优势弱化, 但高氮处理下因叶片光合作用的源限制, 主茎淀粉含量和生物量积累显著降低, 根干质量和生物量分配比例与中低氮处理无显著差异; 高氮处理下各器官生长和碳氮分配结果表明, 生长素合成和运输减弱可能在碳氮关系协调过程中起到重要作用。结论: 中低剂量氮添加下中金杨侧枝叶片光合能力显著增强并促进植株生长, 叶片光合作用处于库限制; 高氮下叶片光合作用可能受到氮同化过程抑制, 顶端优势减弱, 植株生物量积累处于源限制。

毛竹笋采后呼吸途径变化及高氧处理效应
马瑞乡,黄满昌,张佳佳,赵澳舜,丁兴萃,罗自生,刘胜辉,肖子璋,沈凯
林业科学. 2022, 58(6):  33-46.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220604
摘要 ( 303 )   HTML ( 18 )   PDF (20167KB) ( 163 )  
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目的: 探究毛竹笋采后呼吸途径变化以及高浓度氧气处理对其呼吸作用的影响, 揭示毛竹笋采后呼吸作用和老化机制, 为竹笋保鲜提供理论依据。方法: 将未出土毛竹笋置于空气(21%O2+79%N2)和高浓度氧气(90%O2+10%N2)环境下, 通过观察竹笋腐烂情况和超微切片, 分析呼吸速率和丙酮酸激酶(PK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-PGDH)等关键呼吸代谢酶活性以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)等关键呼吸代谢底物和产物含量变化, 探究毛竹笋呼吸作用变化以及高浓度氧气处理对其呼吸作用的影响。结果: 在竹笋慢速生长阶段, 下部线粒体结构较致密, 内嵴数量较多; 在竹笋快速生长阶段, 中部线粒体空泡肿胀, 内嵴数量较少; 空气处理下, 竹笋线粒体数量随储存时间增加而减少, 第4天出现空泡和肿胀, 但高浓度氧气处理下, 线粒体数量显著高于空气处理。笋体氧含量在空气和高浓度氧气处理的前4天均处于较低水平且无显著差异, 第4~6天显著增加, 6天时高浓度氧气处理笋体氧含量是空气处理的1.5倍, 氧气变化趋势与其腐烂速度相吻合。3)空气和高浓度氧气处理竹笋体乙醇含量均呈慢—快—慢的增加趋势, 二者含量均无显著差异, 高浓度氧气处理笋体乙醇含量未显著降低。空气处理笋体的呼吸速率逐渐降低, SDH、PK、G-6-PDH和6-PGDH酶活性均呈升高趋势, 糖酵解和三羧酸循环的关键底物NAD含量呈先增后减趋势, 关键产物NADH含量逐渐增加, 戊糖磷酸途径关键底物NADP含量减少, 而产物NADPH含量增加; 高浓度氧气处理笋体的呼吸速率和呼吸关键酶活性显著增加(P<0.05), 但NADH和产物NADPH含量显著降低(P<0.05)。结论: 毛竹笋采后呼吸作用方式和途径取决于其环境氧含量, 符合竹笋生长发育特点: 在空气处理下, 竹笋以无氧呼吸为主、有氧呼吸为辅, 有氧呼吸代谢以EMP-TCA循环和PPP交替变化进行, 0~2天以PPP为主, 2~4天以EMP和TCA循环代谢为主, 4~6天3种途径几乎停止; 在高浓度氧气处理下, 毛竹笋以有氧呼吸为主、无氧呼吸为辅, TCA循环和PPP代谢受到促进, 无氧呼吸受到抑制, 高浓度氧气处理通过提高呼吸速率和PPP、TCA途径比例以及降低笋体乙醇含量延缓竹笋腐烂速率。

濒危植物血皮槭花部特征和交配系统
孙佳伟,郑勇奇,于雪丹,夏新合,赵玉贤,武宇霞,张川红
林业科学. 2022, 58(6):  47-55.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220605
摘要 ( 229 )   HTML ( 13 )   PDF (4172KB) ( 99 )  
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目的: 探究我国特有濒危植物血皮槭花部特征和交配系统类型对有性生殖过程的影响, 寻找可能导致其结实率低的原因, 为缓解当前苗木供需矛盾、制定有效措施奠定理论基础。方法: 以血皮槭植人工栽培植株为材料, 通过物候观测、花形态特征测量、异交指数和花粉-胚珠比估算、花粉生活力和柱头可授性检测和人工授粉研究对象套袋试验等方法, 对血皮槭的开花动态、花部特征和交配系统进行研究。结果: 1) 血皮槭花性别表达复杂, 花基于功能可分为雄花和雌花2类; 其中雄花根据雌蕊退化程度又分为雄花Ⅰ型和雄花Ⅱ型。雄花Ⅰ型仅具有雄蕊, 雄花Ⅱ型具有雄蕊和退化雌蕊, 雄蕊长于雌蕊, 二者皆不具子房, 功能均表现为雄性。雄花Ⅰ型和Ⅱ型大小无差别, Ⅰ型较常见, Ⅱ型较少见。雌花为假两性花, 柱头高于花药, 花柱具卷曲现象, 花开放过程中花药始终不开裂散粉, 为功能雌性。2)血皮槭单花经历花蕾期、萌动期、露白期、开放期、凋零期5个阶段, 雄花从开放到脱落平均耗时7.6天, 雌花从开放到坐果(花期结束)平均耗时11.6天。常3小花组成1个聚伞花序, 由雄花和雌花组成的混合类型花序中, 通常表现为雌花先熟。3) 血皮槭每年开花1次, 花期4月, 开花历时19.5天左右。单株树表现为雌花先熟或雄花先熟, 时间有所交叉。单株树雌花数量多于雄花, 二者比例平均约为3.71∶1。4) 花粉生活力的持续时间较短, 花粉在室温干燥条件下保存, 24 h内生活力最高为63.86%±5.35%, 24 h后降至1.03%±0.13%, 近乎完全丧失生活力; 雌花柱头在露白期伸出花冠外且具有可授性, 雌花完全盛开时可授性最强, 可授性贯穿整个开放进程。柱头可授期内雄花花粉具有生活力。5) 雄花单花花粉量为45 900~58 900个, 雌花单花胚珠为4, 按照单株雌雄花比例计算花粉胚珠比为3 093~3 969, 异交指数为4, 结合人工授粉和套袋试验结果判断, 血皮槭交配系统属兼性异交, 部分自交亲和, 需要传粉者, 存在强烈单性结实现象。结论: 血皮槭花功能单性, 雌雄异花同株, 不完全雌雄异熟, 交配系统兼性异交, 传粉效率低下, 单性结实倾向强烈, 这些是导致其结实率低的重要原因。

84K杨PagMSBP1/2a基因对木质素合成的影响
胥雅静,王佳伟,赵岩秋,江成,黄李超,安轶,曾为,张进,卢孟柱
林业科学. 2022, 58(6):  56-65.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220606
摘要 ( 200 )   HTML ( 10 )   PDF (16652KB) ( 104 )  
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目的: 膜类固醇结合蛋白(MSBP)是一类定位在细胞质膜上的类固醇受体蛋白,通过响应激素调节信号、参与类固醇代谢影响植物生长发育过程。研究杨树MSBP对生长发育过程的影响,尤其是对木材形成过程的作用,为杨树木材品质改良提供支撑。方法: 以拟南芥MSBP1蛋白序列在毛果杨、银腺杨84K基因组中进行同源序列比对,获取杨树MSBP的核苷酸和氨基酸序列,构建系统进化树并绘制基因结构图谱;利用qPCR分析杨树MSBP基因在84K杨顶芽、根、茎、叶中的相对表达量;在AspWood表达谱数据中分析同源基因在木材形成中的表达模式;构建35 SGFP-PagMSBP1/2a植物表达载体,通过农杆菌介导瞬时转化烟草叶片,激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位情况;构建35 SPagMSBP1/2a植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化84K杨,通过震荡切片观察转基因和对照植株茎段木质部差异;采用乙酰溴法和间苯三酚染色法,分析转基因和对照植株的木质素含量以及木质素在杨树茎段维管组织中的分布。结果: 同源比对鉴定出杨树7个MSBP成员,根据进化关系和基因结构对杨树基因进行命名,其中与AtMSBP1、AtMSBP2同源基因分别命名为PtMSBP1/2aPtMSBP1/2bPtMSBP1/2cPtMSBP1/2aAtMSBP1同源性最高;qPCR结果显示,在根、茎和叶中3个基因均有表达,PagMSBP1/2c的表达量显著低于其他2个基因,PagMSBP1/2a在木质化程度高的老茎(6~8节间)中表达量最高,均为木质化低的幼茎(1~3节间)的6倍,与AspWood数据库所显示的PtMSBP1/2a在木材形成过程中表达量较高且在木质部高表达一致。克隆84K杨的MSBP1/2a(PagMSBP1/2a),其编码的蛋白在N端含有跨膜结构域,亚细胞定位分析表明PagMSBP1/2a定位于内质网膜。构建PagMSBP1/2a超表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化84K杨树获得转基因植株,转基因植株生长变缓,株高矮于对照;PagMSBP1/2a过表达的植株木质素含量显著低于未转基因对照,乙酰溴可溶性木质素含量降低高达34.6%。结论: 杨树PagMSBP1/2a是定位在内质网膜上的类固醇受体蛋白,参与调控杨树木材形成过程中木质素的生物合成过程,可作为靶基因进行木质素含量调控。

东亚孑遗植物柳杉属的遗传分化及其种群进化历史
李鑫玉,王敏求,袁美灵,SaneyoshiUeno,武星彤,蔡梦颖,YoshihikoTsumura,文亚峰
林业科学. 2022, 58(6):  66-78.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220607
摘要 ( 277 )   HTML ( 5 )   PDF (2672KB) ( 262 )  
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目的: 研究解析东亚地区柳杉属树种的遗传变异格局与种群分化,模拟其种群历史动态,为东亚植物区系演化研究和柳杉遗传资源保护提供科学依据。方法: 基于14个核基因组微卫星标记(nSSR),检测来自中国和日本共18个天然(或古树)种群的遗传变异,分析其遗传分化水平和模式,利用DIY ABC模拟其种群进化历史。结果: 柳杉属表现中等程度的遗传多样性(Ho = 0.472, He = 0.488),种群间具有较高的遗传分化(FST = 0.136)。分子方差分析(AMOVA)结果显示,遗传变异主要来自种群内的个体间,种群内遗传变异占总变异的86.37% (P < 0.001)。与地理来源一致,STRUCTURE与DAPC分析将柳杉属树种分为柳杉和日本柳杉2个地理种群,以及中国东南部、中国庐山、日本海沿岸和太平洋沿岸4个谱系。柳杉的遗传多样性(Na = 4.571,Ho = 0.442)低于日本柳杉(Na = 4.634,Ho = 0.510),但种群间存在较高的遗传分化。DIY ABC模拟结果显示,柳杉与日本柳杉的种群和谱系分化发生在11万~ 34万年前。结论: 受第四纪第三次冰期(庐山亚冰期)影响,柳杉属树种的种群数量迅速减少,退缩至中国东南部和日本西南部避难所,最终分化成柳杉和日本柳杉,分化后的种群有各自独立的进化路线。第四纪气候变化、地理隔离和全新世以来的人为干扰是柳杉属遗传变异格局形成的主要原因。与日本柳杉相比,柳杉资源丰富,但其遗传多样性较低,天然林种群受到严重破坏,亟待有效的科学保护。

松天牛小首螨的研究Ⅰ.生物学特性
李俊楠,朱禹臻,陈润恺,付煜,蔡梦玲,黄炳荣,徐云,吴松青,张飞萍
林业科学. 2022, 58(6):  79-87.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220608
摘要 ( 173 )   HTML ( 13 )   PDF (6505KB) ( 96 )  
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目的: 松天牛小首螨是新发现的对松褐天牛卵具有寄生和致死作用的微型螨类,研究阐明其生物学特性,为利用该螨防治松褐天牛提供基础依据。方法: 通过室内饲养、显微观察和控制性试验,研究松天牛小首螨的行为习性、寄生率、发育历期、繁殖力和寿命等。结果: 松天牛小首螨属携播螨类,成螨附着在松褐天牛成虫胸腹部,在天牛产卵时沿产卵器爬行到刻槽中寄生天牛卵。该螨营两性生殖,雌成螨寄生天牛卵后腹部膨大形成膨腹体,若螨在母体膨腹体内完成发育,成螨自膨腹体胎生,1个膨腹体通常只产1~2头雄螨,其余均为雌螨。雄成螨先自膨腹体爬出并停留在旁,雌成螨自膨腹体爬出后即寻找雄成螨交尾,交尾过程持续3~6 s。松天牛小首螨对松褐天牛卵的平均寄生率为80.85%,被寄生的松褐天牛卵均干瘪、死亡。温度对该螨发育历期、雌成螨寿命和膨腹体大小均有显著影响,随着温度升高其发育历期和雌成螨寿命均显著缩短。该螨在17 ℃下的平均发育历期为6.9天,在33 ℃下为2.2天,其发育起点温度为(10.44 ± 0.09)℃,有效积温为(46.28 ± 0.28)d·℃;雌成螨在15 ℃下的平均寿命为70.3天,在30 ℃下为10.7天;雌螨膨腹体体积在21 ℃下为1.54 mm3,在17 ℃下为0.72 mm3。松天牛小首螨在25 ℃下平均每雌可产71.2头后代,最少14头,最多139头。该螨繁殖力与母体膨腹体大小呈显著正相关,当膨腹体体积小于1.0 mm3时,平均每雌可产后代32.2头,但当膨腹体体积大于3.0 mm3时,则平均每雌可产后代110.9头。结论: 松天牛小首螨对松褐天牛卵的寄生和致死率高,发育速度快、繁殖力强、易于人工扩繁和传播扩散,是极具应用潜能的生物防治因子。

美国白蛾对摩西球囊霉定殖银中杨的适应和生理响应
谭明涛,姜礅,武帅,张杰,刘磊,赵佳齐,孟昭军,严善春
林业科学. 2022, 58(6):  88-94.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220609
摘要 ( 134 )   HTML ( 5 )   PDF (1766KB) ( 199 )  
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目的: 探明美国白蛾对丛枝菌根真菌(AMF)定殖银中杨的适应和生理响应, 为揭示AMF在林木与植物昆虫之间的相互作用奠定基础,为利用AMF诱导增强林木化学防御提供理论依据。方法: 对银中杨扦插苗进行外源接种摩西球囊霉(GM),在GM侵染率达到最高时(90天),采叶饲喂美国白蛾幼虫,观察美国白蛾幼虫的生长发育、食物利用情况,分析其消化酶和解毒酶的活性变化。结果: 与对照相比,取食GM侵染的树叶后,3~6龄幼虫体质量均不同程度的低于CK,但差异不显著;2~5龄幼虫发育历期显著延长,且3龄和5龄幼虫相对生长率显著降低;美国白蛾5龄幼虫食物消耗率无显著差异,食物转化率和利用率被抑制;6龄幼虫食物消耗率、转化率和利用率均无显著差异。5龄幼虫脂肪酶活性显著增加,谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)活性被抑制,蛋白酶和淀粉酶、羧酸酯酶(CarE)活性与对照无显著差异。6龄幼虫脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶、GSTs和CarE活性均显著高于对照。结论: 接种GM的银中杨对美国白蛾的生长发育和食物利用在短时间内有一定抑制作用,美国白蛾会通过提高消化酶和解毒酶活性来突破这种抑制作用,维持正常生长发育。

基于气候和寄主因素的栗山天牛中国成灾和扩散风险评估
张宇凡,党英侨,王小艺
林业科学. 2022, 58(6):  95-109.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220610
摘要 ( 198 )   HTML ( 11 )   PDF (4826KB) ( 228 )  
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目的: 明确不同喜食程度的寄主植物对栗山天牛局部成灾和未分布区扩散定殖的潜在影响,为局部成灾区生态防控和未发生区早期预警提供理论指导。方法: 通过文献整理、数据库检索与实地调查,获得我国137个栗山天牛分布点。利用ArcGIS 10.0从WorldClim下载1970—2000年的19个环境变量,从中筛选出相关系数 < ∣0.9∣且对栗山天牛潜在分布概率贡献率较大的8个气候变量,将其转换为Maxent需要的ASCII格式数据。通过数据库检索和进一步筛选获得我国2 548个栗山天牛寄主分布点,基于该虫对我国各县分布的寄主树种的喜食程度,对栗山天牛在每个县内的适生程度进行赋值,并采用ArcGIS获得寄主树种风险图的ASCII格式数据。在Maxent模型中依次导入栗山天牛分布点和环境变量文件、栗山天牛分布点和寄主树种风险图文件,分别将重复运行10次的平均结果作为仅基于气候因素或寄主分布的栗山天牛潜在适生区。采用ArcGIS将以上2个潜在适生区进行叠加获得同时考虑寄主和气候因素的栗山天牛潜在适生区,并通过实际调查点检验所有预测结果的准确性。3个潜在适生区均根据适宜指数分为4类,即非适生区、低适生区、中适生区和高适生区,计算3个适生区预测结果中的4个适生等级的面积并作图。结果: 在当前气候条件下,栗山天牛的高适生区集中在吉林、辽宁、北京、河北、天津和浙江北部,适生区范围未包含在云南省实际调查中所获得的分布点。在当前寄主分布情况下,栗山天牛对我国南北地区的寄主种类在喜食程度上存在显著差异,北部地区分布易感树种蒙古栎和辽东栎,该虫表现为高度适生性,而在南部地区分布其他次要偏嗜危害的寄主种类,该虫表现为中度适生性和低度适生性。同时考虑气候和寄主因素预测出的适生区更符合栗山天牛现有分布情况,即适生区涵盖了该虫的所有实际调查分布点。除青海、新疆以外的中国大部分区域均为栗山天牛的适生区,适生区总面积相对于气候或寄主单一因素预测的面积有所增加,其中低、中适生区范围扩大,高适生区范围缩小。结论: 寄主种类和分布是影响栗山天牛适生等级的重要生态因素,适宜的寄主植物和气候是栗山天牛在东北林区局部成灾的主要生态原因,同时该虫在我国的未分布地区均存在扩散和定殖风险。

兴安落叶松林火烧迹地地表枯落物燃烧性变化
王立轩,杨光,高佳琪,郑鑫,李兆国,瓮岳太,邸雪颖,于宏洲
林业科学. 2022, 58(6):  110-121.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220611
摘要 ( 199 )   HTML ( 18 )   PDF (5266KB) ( 154 )  
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目的: 揭示地表枯落物燃烧性影响因素、层间关系及其变化趋势, 为北方森林火烧迹地燃烧性评估及其生态恢复提供数据支撑。方法: 选取大兴安岭塔河林场不同过火年份兴安落叶松天然林火烧迹地, 研究地表枯落物(未分解层和半分解层)理化性质(灰分含量、脂肪含量、热值)和酶含量(纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶)2类指标, 采用单因素方差分析比较各恢复期枯落物燃烧性和酶含量的差异显著性, 采用皮尔森相关性和冗余分析探究各因子的相关关系, 采用配对样本t检验比较各层燃烧性和酶含量时间变化趋势, 采用线性回归方程拟合粗脂肪、灰分含量与热值耦合模型并采用直线斜率显著性检验验证层间斜率一致性。结果: 1) 枯落物层燃烧性随恢复时间不断提升, 在恢复后期粗脂肪含量和高位热值均显著高于对照组而灰分含量显著低于对照组; 半分解层各指标变化较明显。此外枯落物纤维素酶含量>半纤维素酶含量>木质素酶含量, 三者在火后恢复期均呈下降趋势。2) 坡向、坡位是枯落物层燃烧性的重要影响因素, 在阴坡和坡底枯落物层粗脂肪含量和高位热值较高, 灰分含量则与之相反。3) 各时期粗脂肪含量、高位热值未分解层显著高于半分解层; 灰分含量未分解层显著低于半分解层, 二者显著正相关; 未分解层去灰分热值、半纤维素酶、木质素酶、纤维素酶含量高于半分解层; 未分解层纤维素酶含量与半分解层显著正相关。4) 枯落物粗脂肪-热值和灰分-热值存在极显著线性关系, 半分解层粗脂肪-热值线性模型斜率显著高于未分解层, 两层灰分-热值模型斜率相同。结论: 火烧迹地地表枯落物燃烧性在火后16~27年恢复并超过原生境。未分解层燃烧性强于半分解层, 层间差异随恢复时长增加而减小。地形因子对地表枯落物燃烧性产生显著影响, 在探究与评估森林燃烧性时要因地制宜, 综合考量。纤维素酶含量可影响地表枯落物灰分、粗脂肪和热值。地表枯落物灰分含量和高位热值线性模型为y = 21.225 - 0.207 x (y为高位热值, x为灰分含量, P < 0.001, R2 = 0.908)拟合优度良好, 在进一步验证后可作为参考为快速估计地表可燃物热值和燃烧性、林火发生预测预报增添新途径。

自攻螺钉钉入角度对钢板-正交胶合木节点剪切性能的影响
周斌,王昕萌,张柳柳,安昕,陈志渊,阙泽利,王菲彬
林业科学. 2022, 58(6):  122-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220612
摘要 ( 166 )   HTML ( 3 )   PDF (2657KB) ( 76 )  
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目的: 探究斜螺钉连接钢板-正交胶合木(CLT)节点的抗剪切承载性能以及钢板-CLT节点通过自攻螺钉连接的破坏模式和受力机理, 分析螺钉钉入角度对剪切强度、刚度的影响规律, 为新型连接件的开发和应用提供理论模型和科学依据。方法: 以花旗松为试验材料, 使用国产全螺纹自攻螺钉, 自攻螺钉主轴与钢板所成夹角作为变量, 角度分别为75°、60°、45°, 螺钉钉帽偏向钢板受拉方向为拉-剪受力(T-S), 螺钉钉帽偏向钢板受压方向为压-剪受力(C-S), 参考美国标准(ASTM D1761-12)以1 mm·min-1的速度匀速加载, 观察并记录节点受力情况、破坏过程中所达最大荷载、钉子变形情况以及木材破坏特征。结果: 拉-剪和90°剪切受力模式, 钉子破坏模式皆为一侧自攻螺钉被剪断。压-剪受力模式, 在45°受力模式下钉子出现3种断裂方式; 在60°、75°受力模式下一侧自攻螺钉产生2个明显的塑性铰, 另一侧自攻螺钉在距离钉帽8 mm处被剪断。对于承载力, 拉-剪状态下承载力随角度减小逐渐增大, 压-剪状态下则相反; 拉-剪状态下的刚度随角度减小逐渐增大。结论: 拉-剪状态下45°、60°、75°节点的承载力分别为90°的1.46、1.35、1.22倍且高于压-剪状态, 刚度分别为90°的3.58、2.42、2.08倍且高于压-剪状态, 其中75°的能量耗散最大。

竹片粗铣连续化定向进料系统设计与试验
蒋鹏飞,张彬,周建波,傅万四,孙晓东,胡喜雷
林业科学. 2022, 58(6):  128-140.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220613
摘要 ( 146 )   HTML ( 6 )   PDF (8311KB) ( 69 )  
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目的: 针对竹片粗铣前分选定向作业效率低、分选效果差、人工依赖程度高等问题, 设计一种竹片粗铣连续化定向进料系统, 以实现竹片分选定向的机械化、自动化和连续化。方法: 以破竹去竹节后的竹片为研究对象, 提出竹片粗铣连续化定向进料系统技术方案, 设计倾斜式振动升运链、阶梯式分离系统、竹青黄面识别和翻转系统及自动送料系统等机械结构。分析竹片振动分选过程、抛送过程的运动特征, 建立振动分选过程竹片运动轨迹数学模型、描绘竹片抛物运动轨迹, 确定竹片分选定向过程的主要影响因素。选取升运链转速、倾斜角和竹片长度为考察因素, 运用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计优化试验, 以竹片分离率和竹青黄面识别率为评价指标, 在福建建瓯中试基地对设备进行测试。结果: 单因素试验结果表明, 升运链转速从1.5 m·s-1升至2.7 m·s-1, 竹片分离率呈先上升后下降趋势; 升运链倾斜角由25°增至45°, 竹片分离率显著提升; 随着竹片长度增加, 竹片分离率呈先上升后下降趋势, 但相比升运链转速和倾斜角对竹片黏连分离的影响较小。竹青黄面识别率主要受升运链转速影响, 升运链转速较慢, 识别系统能够获得更清晰的竹青黄面图像, 竹青黄面识别率较高。二次回归正交旋转组合试验结果表明, 三因素对竹片分选效果的影响顺序为升运链倾斜角>升运链转速>竹片长度。升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%。结论: 1) 基于振动和阶梯分离方式设计的竹片粗铣连续化定向进料系统, 可实现对破竹后成堆竹片的黏连分离、有序定向进料、竹青黄面智能识别定向和粗铣自动进料, 为竹片粗铣连续化定向进料系统研发提供一种思路; 2) 在竹片粗铣连续化定向进料系统应用试验中, 升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%; 实际生产中, 可选定升运链转速2.0 m·s-1, 升运链倾斜角40°, 在上述参数水平下, 对长度1 800 mm竹片的分离效果最佳, 分离率达96.7%, 竹青黄面识别率达97.6%, 竹片分选及竹青黄面识别效果较好, 满足现场应用需求。

要素投入与生产效率对林业经济增长的非线性影响——基于劳动报酬变迁视角
刘艳迪,张滨,吕洁华
林业科学. 2022, 58(6):  141-150.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220614
摘要 ( 157 )   HTML ( 3 )   PDF (1014KB) ( 91 )  
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目的: 探究林业要素投入与生产效率对林业经济增长的非线性影响, 尤其是劳动报酬在其中发挥的决定性作用。方法: 以黑龙江省国有林区40个林业局为研究对象, 运用面板门槛回归模型, 以劳动报酬为门槛变量, 分析林业资本投入、林业劳动力投入、林地投入以及林业生产效率对林业经济增长影响的阶段性特征, 并进一步运用中介效应模型和调节效应模型, 探究劳动报酬在林业经济增长过程中发挥的独特作用。结果: 1) 双重门槛效应检验的F统计量均在1%的显著性水平下通过检验, 且门槛回归模型与普通面板回归模型相比, 拟合效果更好, 各变量的门槛系数值均存在上升趋势; 2)总效应和中介效应的检验结果均在1%的水平下显著, 直接效应检验结果为林业资本投入和生产效率系数在1%水平下显著, 林地投入系数在5%水平下显著, 林业劳动力投入系数不显著; 3)调节效应检验结果为林业资本投入、劳动力投入与劳动报酬交互项的系数在1%水平下显著, 林地投入、林业生产效率与劳动报酬交互项系数不显著。分析结果显示, 林业资本投入、林业劳动力投入、林地投入以及林业生产效率对林业经济增长的影响因劳动报酬变迁而存在双重门槛效应, 随着劳动报酬的不断提升, 各因素对林业经济增长的边际贡献不断上升。劳动报酬在林业资本投入、林地投入和林业生产效率对林业经济增长的影响中存在部分中介效应, 而在林业劳动力投入对林业经济增长的影响中存在完全中介效应, 各因素对林业经济增长的影响有69.88%是通过劳动报酬中介变量实现的。劳动报酬在林业资本投入对林业经济增长的影响中存在正向强化的调节效应, 在林业劳动力投入对林业经济增长的影响中存在负向强化的调节效应, 在林地投入与林业生产效率对林业经济增长的影响方面调节效应不显著。结论: 总体来说, 林业要素投入与生产效率对林业经济增长的影响是非线性的, 劳动报酬发挥显著的门槛、中介与调节效应, 劳动报酬提高与林业经济增长之间存在内在一致性与深层次因果关系。

菌根真菌调控灌木铁线莲根际土壤生态化学计量特征对氮沉降的应激响应
郝龙飞,刘婷岩,何永琴,张盛晰,赵媛
林业科学. 2022, 58(6):  151-160.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220615
摘要 ( 220 )   HTML ( 10 )   PDF (1196KB) ( 154 )  
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目的: 对比1年生灌木铁线莲菌根苗与非菌根苗根际土壤生态化学计量特征对氮沉降的响应规律, 分析菌根生物技术对苗木根际土壤微生态环境的调控机制, 为探究全球气候变化背景下生态系统稳定性提供理论参考。方法: 以1年生盆栽灌木铁线莲菌根苗(3种丛枝菌根真菌接种处理: 根内根孢囊霉、摩西斗管囊霉单一接种和2种AMF菌剂等质量1∶1混合接种)和非菌根苗(未接菌处理)为研究对象, 设置4个氮沉降处理, 即不施氮(0N, 0 g·m-2a-1)、低氮(LN, 3 g·m-2a-1)、中氮(MN, 6 g·m-2a-1)和高氮(HN, 9 g·m-2a-1), 分析1年生灌木铁线莲根际土壤有效养分生态化学计量比、微生物生物量化学计量比、酶化学计量比和微生物养分限制(向量长度表示微生物碳相对限制程度; 向量角表示微生物氮或磷相对限制程度)等指标, 探究接菌和氮沉降处理对根际土壤微生物代谢的调控机制。结果: 各氮沉降处理中, 3种接菌处理苗木根际土壤可溶性有机碳与有效氮的比值和可溶性有机碳与有效磷的比值均高于未接菌处理。3种接菌处理中, HN处理根际土壤有效氮与有效磷的比值最大, 显著(P < 0.05)高于LN处理; 而未接菌处理根际土壤有效氮与有效磷的比值则在MN处理最大, 显著(P < 0.05)高于LN处理。0N处理下, 未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P < 0.05)高于其他3种接菌处理, 而MN和HN处理下, 未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P < 0.05)低于其他3种接菌处理。LN处理下, 接种摩西斗管囊霉处理微生物生物量碳与微生物生物量氮的比值分别较未接菌处理、接种根内根孢囊霉处理和混合接菌处理显著(P < 0.05)增加208.5%、109.2%和209.4%。0N处理下, 3种接菌处理中与碳和氮转化相关酶的化学计量比、与碳和磷转化相关酶的化学计量比、向量长度和向量角均显著(P < 0.05)高于未接菌处理; 而HN处理下, 不同接菌处理的向量长度间无显著差异。接菌处理对微生物碳限制和磷限制的总效应系数大于氮沉降处理, 且接菌处理导致微生物碳限制和磷限制增加。结论: 接种菌根真菌可有效调控根际土壤生态化学计量特征对低氮沉降的响应, 其中摩西斗管囊霉的调控能力最强; 接菌处理对根际土壤微生物碳限制和磷限制的调控作用大于氮沉降处理。

不同建群蜂数对肿腿蜂子代性比的影响
唐艳龙,王丽娜,王艳芹,张彦龙,王小艺,魏可
林业科学. 2022, 58(6):  161-168.  doi:10.11707/j.1001-7488.20220616
摘要 ( 203 )   HTML ( 7 )   PDF (1276KB) ( 58 )  
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目的: 性比可调节是寄生蜂一种很常见的生物学现象。局部配偶竞争理论认为偏雌性比是大多数群居型寄生蜂的进化稳定策略, 而当建群蜂数量增加时, 这种偏雌性比才会被打破并趋于雌雄均等。肿腿蜂是天牛和吉丁虫类等林木蛀干害虫的重要天敌, 其性比结构是保障生防效率的基础。为了明晰肿腿蜂的性比结构, 探明改变建群蜂数量是否会促使肿腿蜂调节其性比, 并同时探究局部配偶竞争模型是否适用于预测肿腿蜂类寄生蜂的性比。方法: 本研究选择管氏肿腿蜂、白蜡吉丁肿腿蜂和松墨天牛肿腿蜂为试验对象, 分析了当建群蜂数分别为1~8头时其子代性比和单雌子代数的变化规律, 比较了3种肿腿蜂在不同建群蜂密度下的实测性比与基于局部配偶竞争模型的预测性比的差异。结果: 3种肿腿蜂均为高度偏雌性比。子代雄性比随建群蜂数量增加有一定幅度的升高。增加建群蜂的数量使单雌平均子代数减少, 单雌平均子代数与雄性比呈显著负相关。1~8头建群蜂数下, 3种肿腿蜂实测性比均低于10%, 与局部配偶竞争模型的性比预测值偏离较大。结论: 肿腿蜂的偏雌性比是一种进化稳定的特征, 当建群蜂数量增加时, 子代雄性比会呈小幅增加, 但高度偏雌的性比不会因建群蜂数量的增加而被均衡化。局部配偶竞争模型不能准确地反映肿腿蜂在不同建群蜂数量下的性比变化规律。