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2024年 第60卷 第1期 刊出日期:2024-01-25
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林业科学. 2024, 60(1):  0-0. 
摘要 ( 79 )   PDF (7701KB) ( 138 )  
相关文章 | 多维度评价
中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征
胡刚,庞庆玲,胡聪,徐超昊,张忠华
林业科学. 2024, 60(1):  1-11.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220401
摘要 ( 216 )   HTML ( 23 )   PDF (1370KB) ( 338 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 分析中亚热带喀斯特森林树木功能型的生态位特征,推断不同功能型树木对资源的利用程度和种间竞争差异,为喀斯特地区的植被恢复与重建提供理论指导。方法: 以中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,在样地调查基础上根据冠层高度、种群大小、耐荫性和种子传播方式将被选的40种树木划分为不同功能型,通过计测生态位宽度和生态位重叠指数分析不同功能型树木的生态位特征。结果: 喀斯特森林树木的生态位宽度普遍较低,表现为常见种>偶见种>稀有种,且三者的生态位宽度间差异显著;重力传播种的生态位宽度显著低于动物和风力传播种,不同耐荫性和冠层高度功能型间的生态位宽度无显著差异;40种树木种对间的生态位重叠指数同样较低,常见种的生态位重叠指数显著高于偶见种和稀有种,上层种显著高于下层种,喜光种显著高于耐荫种,而重力传播种则显著低于动物和风力传播种;常见种与偶见种间的生态位重叠指数显著高于常见种与稀有种以及偶见种与稀有种间,动物与风力传播种间的生态位重叠指数显著高于动物与重力种间以及风力与重力种间,而中生与耐荫种间的生态位重叠指数则显著低于喜光与中生种以及喜光与耐荫种间。结论: 中亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中多数树种占据较小的生态位空间并可能存在较低的种间竞争作用,不同树木功能型生态位宽度和生态位重叠指数的差异可能与生境异质性和物种性状差异等存在密切联系。在进行退化生境植被重建时,可根据不同功能型树木的生态位特征合理构建群落的组成与结构,促进森林植被快速恢复。

亚热带树种在未成林造林地的凋落物量和周转与叶片性状的关系
贾辉,朱敏,余再鹏,万晓华,傅彦榕,王思荣,邹秉章,黄志群
林业科学. 2024, 60(1):  12-18.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220391
摘要 ( 133 )   HTML ( 19 )   PDF (1096KB) ( 292 )  
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目的: 测定亚热带树种的叶片功能性状、凋落叶质量、凋落物量和周转期,揭示叶片性状对凋落物量和周转的影响,为杉木采伐后如何选择造林树种以改善土壤肥力提供科学依据。方法: 选取在二代杉木林采伐迹地营造的17种亚热带树种,测定其在3年生未成林造林地的凋落物量和周转期,同时测定各树种的叶片功能性状(比叶面积、干物质含量、氮含量等)和凋落叶质量(碳氮比、单宁含量、可溶性糖含量等),建立叶片性状与凋落物量和周转期的回归关系。结果: 17种树种中,米老排凋落物量最高(6.67 t·hm?2a?1),杉木凋落物量最低(0 t·hm?2a?1);江南桤木凋落叶周转期最短(0.09年);深山含笑凋落叶周转期最长(1.09年)。凋落物量随比叶面积增加而增加,随叶氮含量增加而降低;凋落叶周转期随凋落叶碳氮比和单宁含量增加而增加,随凋落叶最大持水率增加而降低。结论: 在亚热带未成林造林地中,凋落物量受比叶面积和叶氮含量的影响,凋落叶周转期受凋落叶碳氮比、单宁含量和最大持水率的影响;杉木在未成林造林地阶段的凋落物归还量极少。经营亚热带人工林时,要考虑种植比叶面积和凋落叶最大持水能力较高、凋落叶单宁含量和碳氮比较低的树种,以提高林地凋落物归还量和周转速率,改善退化人工林的土壤肥力。

宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应
韩新生,刘广全,许浩,董立国,郭永忠,安钰,万海霞,王月玲
林业科学. 2024, 60(1):  19-31.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230208
摘要 ( 131 )   HTML ( 10 )   PDF (2317KB) ( 292 )  
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目的: 定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。方法: 在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0~20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。结果: 研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg?1)最高,东坡(6.42 g·kg?1)次之,西坡(5.65 g·kg?1)最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg?1)最大,其次为西坡(11.34 g·kg?1),最小为南坡(9.72 g·kg?1),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化?3.40、?2.50、?1.51 g·kg?1;距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化?0.96、?0.75、?0.55 g·kg?1。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R2>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。结论: 半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

基于最大熵模型的华蓥山林地浅表层滑坡风险析因
伍冰晨,齐实,郭郑曦,胡译水
林业科学. 2024, 60(1):  32-46.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220351
摘要 ( 92 )   HTML ( 8 )   PDF (8009KB) ( 98 )  
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目的: 确定环境变量对林地浅表层滑坡风险预测的相对贡献率,明确影响浅表层滑坡风险的关键植被因素及其减灾区间,探明植被因素与非植被因素对浅表层滑坡风险的耦合效应,为林地浅表层滑坡风险评价和减灾决策制定提供科学依据。方法: 以华蓥山林地为研究对象,选取17个浅表层滑坡影响因子,采用最大熵模型进行林地浅表层滑坡风险模拟,输出各因子对林地浅表层滑坡风险预测的相对贡献率,对比分析考虑或不考虑植被因素条件下林地浅表层滑坡风险对各因子的响应变化。结果: 1) 模型精度受试者工作特征曲线检验结果显示,不考虑植被因素的情况下,模型模拟精度为0.887,达到很准确的精度水平;考虑植被因素的情况下,模型模拟精度提升3.1%,为0.915,达到极准确的精度水平。2) 工程地质岩组、蓄积量、距断层距离、地形起伏度、高程、绿色比值植被指数、平面曲率和林分类型8个因子对浅表层滑坡风险预测的累计贡献率达80%,其中植被因素对林地浅表层滑坡风险预测具有重要作用,主要体现在蓄积量、植被覆盖度和林分类型3方面。3) 植被因素的存在造成浅表层滑坡风险对平面曲率、坡向、高程变异系数、坡度变率和坡面曲率5个变量的响应发生变化:对平面曲率、高程变异系数和剖面曲率所产生的浅表层滑坡风险起削弱作用,削减幅度分别为4.9%、5.9%和8.1%;对坡度变率所产生的浅表层滑坡风险起加剧作用,加剧幅度为10.9%;对坡向所产生的浅表层滑坡风险具有正反2方面作用,加剧和削减幅度分别为12.8%和6.4%。结论: MaxEnt模型用于林地浅表层滑坡风险模拟具有较高模拟精度,能够直观表达浅表层滑坡风险对各影响因子的响应;利用MaxEnt模型预测林地浅表层滑坡风险时,除了地质、地形、地貌、土壤等常规影响因素外,植被因素也是关键环境变量,其对模拟精度具有重要贡献;植被因素的存在整体上不改变浅表层滑坡风险对其他影响因子的响应趋势,但对于某些非植被因素的极端值所产生的浅表层滑坡风险具有重要影响,呈现出耦合效应,既可能加剧也可能削弱浅表层滑坡风险。

初植和补植阔叶树对红壤丘陵区湿地松养分获取和转运的影响
夏成康,林勇,兰勇,吴高洋,王晟楠,陈伏生
林业科学. 2024, 60(1):  47-57.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220568
摘要 ( 106 )   HTML ( 8 )   PDF (912KB) ( 237 )  
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目的: 探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。方法: 以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件相似的湿地松纯林、湿地松-木荷初植混交林、湿地松-木荷补植混交林(补植木荷14年)中构建5块20 m×20 m标准样地(共15块样地),采集湿地松标准木的根际土壤、细根、枝、新鲜叶和凋落叶样品,测定土壤和植物各器官的氮(N)、磷(P)含量,评估不同混交模式对根养分捕获能力、叶养分回收和树木养分转运的影响,揭示养分获取策略变化的驱动因素。结果: 混交阔叶树显著提高湿地松根际土壤的NH4+-N和矿质氮含量(P < 0.05),但根际土壤养分含量在初植和补植混交林之间无显著差异(P > 0.05);整体看,混交阔叶树提高湿地松各器官的N、P含量,其中初植混交效应比补植好。与纯林相比,初植混交林中湿地松根氮和磷捕获能力分别显著提高14.04%和46.16%,叶氮回收效率显著降低6.07%,磷回收效率显著提高15.49%。尽管补植阔叶树降低根养分捕获成本,但阔叶树根系抑制湿地松根系的养分捕获能力,导致补植混交林中湿地松根养分捕获能力和叶养分回收效率均无显著变化。此外,与纯林相比,初植混交林中湿地松运输根向枝、叶的N转运分别提高36.05%和15.61%,P转运分别降低35.13%和36.52%;补植混交林中N转运无显著变化,但运输根向枝、叶的P转运比在纯林分别降低53.21%和40.17%。结论: 混交阔叶树提高红壤丘陵区湿地松根际土壤和植株各器官的养分含量,改变湿地松养分获取策略,其中初植比补植更能促进湿地松的养分获取和利用。此外,养分在植物体内的转运过程可被检测,且反映根捕获和叶回收的权衡关系。

重庆缙云山马尾松和润楠径向生长的酸雨响应
郑永林,王云琦,徐晓晓,王玉杰,李耀明
林业科学. 2024, 60(1):  58-67.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230012
摘要 ( 107 )   HTML ( 12 )   PDF (1543KB) ( 118 )  
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目的: 探究南方典型酸雨区树木生长的酸雨响应,为明晰酸雨对森林生态系统的影响提供科学依据。方法: 以重庆缙云山优势树种马尾松和润楠为研究对象,采用树轮气候学方法,分别采集马尾松40株和润楠35株建立树轮宽度年表,计算胸径断面积增长量,分析马尾松和润楠的生长趋势及其对酸雨因子的响应。结果: 1) 马尾松和润楠标准年表的样本总体代表性分别为0.942和0.869,马尾松标准年表的样本总体代表性、平均敏感度、一阶自相关和第一主成分解释量均大于润楠;2) 1961—2020年马尾松和润楠生长均曾受酸雨抑制,其中马尾松生长受抑制时间长于润楠,但均在2010年后出现生长恢复;3) 缙云山酸雨类型从硫酸型过渡到硫酸-硝酸混合型,平均气温和降水量不是近20年树木生长的主要限制因子;马尾松和润楠径向生长与降雨pH呈显著正相关(P<0.05),与降雨中SO42?浓度呈显著负相关(P<0.05);润楠径向生长与降雨中NO3?浓度呈显著负相关(P<0.05),马尾松径向生长与降雨中NH4+浓度呈显著负相关(P<0.05);4) 多元线性逐步回归模型表明,年尺度的降雨SO42?浓度和NO3?浓度分别对马尾松和润楠径向生长有极显著负面影响(P<0.01),分别可解释65.5%和29.5%的生长变异。结论: 酸雨中SO42?和NO3?浓度是缙云山地区树木生长的主要限制因子,利用树轮研究酸雨对树木生长的影响具有很大潜力。

闽楠群体遗传结构分析与核心种质库构建
张俊红,王洋,周生财,吴小林,吴仁超,杨琪,张毓婷,童再康
林业科学. 2024, 60(1):  68-79.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230138
摘要 ( 109 )   HTML ( 6 )   PDF (1393KB) ( 234 )  
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目的: 基于SSR分子标记技术研究珍稀濒危保护树种闽楠群体的遗传结构,构建核心种质资源库,为种质资源的科学管理、有效保护和高效利用提供理论依据。方法: 利用33对多态性SSR引物,分析来自福建、江西、湖南、浙江、广西5省(区)27个种源地218个闽楠家系425份种质资源群体的遗传多样性和遗传结构。应用DateTrans1.0联合Popgene32软件计算观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、Shannon信息指数(I) 和Nei’s基因多样性指数(H);运用STRUCTURE 2.3.4软件对9个闽楠群体进行遗传类群划分。采用最小距离逐步取样法构建核心种质库,通过对相关遗传参数的t检验验证核心种质库的有效性。结果: 依据种质来源地的地理分布,218个家系可分成9个群体;种质资源群体的平均有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)均值、Shannon信息指数(I)分别为2.159、0.224、0.477和0.841,表明闽楠种质资源群体具较高遗传多样性;群体遗传结构分析表明,9个群体可划分为3个亚群;425份原始种质经最小距离逐步聚类取样得到85份核心种质和340份保留种质,核心种质占原始种质的20%,其NaNeHoHeIH保留率分别为92.318%、103.803%、116.652%、105.052%、103.341%和104.664%。t检验表明核心种质和原始种质的遗传多样性参数无显著差异,能充分代表原始种质的遗传多样性。结论: 构建的核心种质库在保留原始种质库遗传多样性的基础上,去除遗传冗余,有利于闽楠种质资源的有效保护和科学利用,为进一步育种工作奠定基础。

油桐芽苗砧嫁接育苗技术及解剖结构观察
李泽,马芳芳,张慧,骆承睿,刘烨瑶,米小琴,李乐生,舒含玉,谭晓风
林业科学. 2024, 60(1):  80-92.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220886
摘要 ( 98 )   HTML ( 5 )   PDF (6120KB) ( 121 )  
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目的: 研究油桐芽苗砧嫁接繁育新技术,建立油桐芽苗砧嫁接无性繁殖技术体系,为油桐良种无性化育苗提供新途径。方法: 以千年桐和三年桐种子培育的芽苗为砧木,以‘华桐1号’家系当年生半木质化带芽茎段为接穗,连续2年研究不同砧木物种、嫁接方法、嫁接膜类型、嫁接时期、苗床及移栽高度等因素对油桐芽苗砧嫁接成活的影响,并观察嫁接后伤口愈合的显微解剖结构。结果: 1) 在其他外界因素较优的条件下,以三年桐和千年桐为砧木,油桐嫁接成活率均可达89.0%以上,前期生长无显著差异。以千年桐为砧木,采用劈接法用塑料膜绑扎的成活率比铝箔片高184.0%,差异显著(P < 0.05);用塑料膜绑扎劈接的成活率比合接高58.7%,差异显著(P < 0.05)。2) 适宜油桐芽苗砧嫁接的接穗腋芽上、下部和叶柄长度分别为1.0、3.0和0.5 cm,适宜的砧木劈接切口长1.5 cm、移栽苗床高度15 cm、遮荫网透光率为25%、移栽时嫁接口高于地面。3) 不同嫁接时期对油桐芽苗砧嫁接的成活率影响显著,6月上旬的嫁接成活率比5月中旬高51.5%,差异显著(P < 0.05),且6月上旬嫁接的油桐苗后期长势较好。4) 观察腋芽的生长过程及嫁接口的愈伤组织解剖结构发现,嫁接10天后伤口部分愈合,腋芽开始膨大,20天后腋芽萌发长出新叶,70天后接穗和砧木的伤口愈合度高,解开嫁接膜有利于后期嫁接苗生长。结论: 本研究建立的油桐芽苗砧嫁接无性繁殖技术体系,6月大田大量育苗的嫁接成活率整体达70.0%以上,可为今后油桐良种无性化育苗提供切实可行的途径。

印度梨形孢与杜鹃共生体系建立及提高抗旱性效应
樊玥,罗培润,王威,谢倩,陈清西
林业科学. 2024, 60(1):  93-102.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230202
摘要 ( 77 )   HTML ( 2 )   PDF (2326KB) ( 194 )  
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目的: 从印度梨形孢入手,建立印度梨形孢与杜鹃共生体系,为提高现有园林绿化杜鹃的抗旱性提供新思路。方法: 采用国内园林绿地常用锦绣杜鹃品种‘紫蝴蝶’,持续浇灌印度梨形孢菌液6次,共计30天,建立印度梨形孢与杜鹃共生体系,探究定殖印度梨形孢的杜鹃植株形态结构变化,评价印度梨形孢对杜鹃抗旱性的作用及部分相关生理生化指标的变化。结果: 浇灌印度梨形孢菌液4次(第20天)后发现印度梨形孢已逐步定殖于杜鹃根系,浇灌5、6次(第25、30天)后的定殖率分别达91.67%、100%。定殖30天后的杜鹃叶片鲜质量、干质量、叶面积增大,叶片解剖结构的上、下表皮厚度减小,栅栏组织与栅海比增大,叶片结构更紧密,根细胞截面积增大。随着干旱胁迫时间延长,定殖印度梨形孢的杜鹃生长状态较好,干旱胁迫20天后存活率高,叶片相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性随干旱时间延长的差异不显著,半致死时间显著延长,受胁迫程度轻,抗旱性显著增强。结论: 锦绣杜鹃能与印度梨形孢建立互利共生关系,从而提高其对干旱胁迫的抗性。印度梨形孢可作为提高园林绿化植物杜鹃抗旱性的一种菌剂进行应用。

香杨和大青杨木材挥发性化合物对比分析
沈乐,褚延广,张伟溪,张静,张腾倩,李政宏,丁昌俊,苏晓华
林业科学. 2024, 60(1):  103-110.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220443
摘要 ( 114 )   HTML ( 5 )   PDF (601KB) ( 295 )  
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目的: 对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。方法: 利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分离和检测,通过气味阈值与物质相对含量计算其气味活度值。在中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库中查询已鉴定的挥发性成分,选择口服生物利用度(OB)≥5%、类药性(DL)≥0.14的物质作为主要活性成分,并获得相关靶点和相关疾病信息。结果: 香杨木材比大青杨木材检测出更多挥发性有机化合物(VOCs)和香气化合物,且有较多药用活性成分。香杨和大青杨木材粉末中分别检测出18和16种化学成分,其中包括醇类、烷烃类、醛类、酮类和酯类等物质。香杨木材挥发性物质中检索到8种香气化合物,包括7种关键香气化合物和1种潜在香气化合物,其香气特征表现为黄油、清香、脂香、蘑菇、香草、树脂、花香、清香;大青杨木材挥发性物质中检索到5种香气化合物,且均为关键香气化合物。除黄油、清香、脂香等怡人气味特征外,大青杨木材中关键气味化合物2-己酮的气味较为刺鼻。香杨和大青杨木材共有挥发性成分中包括5种药用成分,分别为乙偶姻、己醛、4,6-二甲基-十二烷、3-辛酮、十四烷;香杨木材挥发物中特有的药用成分有4种,分别为2,3-丁二醇、1-辛基-3-醇、1-己醇、β-柏木烯;大青杨木材挥发物中特有的药用成分有2种,分别为十五烷醛和1-十六烷醇,其中1-十六烷醇是人体健康的有效关键成分。结论: 香杨木材挥发物中具有更多香气化合物和药用活性成分。大青杨木材中关键性气味化合物2-己酮气味较为刺鼻,可能对室内环境和人体存在潜在危害。香杨木材有更清新的香气特征且挥发物中含较多对人体健康有益的药用成分,可作为保健型木材生产的候选树种。

香榧藻斑病病原的分离鉴定及防治药剂筛选
刘艾涛,叶碧欢,陈友吾,宋其岩,李海波,沈建军,张昕
林业科学. 2024, 60(1):  111-119.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220537
摘要 ( 107 )   HTML ( 6 )   PDF (1473KB) ( 152 )  
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目的: 探明香榧藻斑病的病原种类及其生物学特性,筛选对香榧藻斑病具有良好防治效果的药剂,为香榧藻斑病防治提供科学依据。方法: 在浙江省香榧主产区采集藻斑病病叶,结合传统形态学方法与分子生物学手段对从病叶中分离获得的香榧绿藻进行鉴定,明确病原藻的生物学特性,通过室内毒力测定和林间防治试验筛选防治香榧藻斑病的优良药剂。结果: 1) 从香榧藻斑病病叶中分离获得3种病原绿藻类群,结合藻株形态学特点以及SSU-ITS区间序列分析,3种绿藻类群分别被鉴定为链带藻、软克里藻和Tritostichococcus corticulus,均为香榧病原新记录种。3种香榧绿藻的培养条件相似,均适宜在初始pH 11、温度25 ℃、光照/黑暗为12 h/12 h光周期下的BG-11培养基中生长。2) 以混合藻为靶标进行室内毒力测定试验显示,12%松脂酸铜悬浮剂灭藻效果最好,EC50可达8.33 mg·L?1,显著低于其他药剂(P<0.05),其后依次为33.5%喹啉铜悬浮剂、80%波尔多液、20%噻菌铜悬浮剂和45%石硫合剂。林间防治试验表明,施药30天后,12%松脂酸铜和33.5%喹啉铜悬浮剂的防治效果分别达78.11%和71.62%。结论: 从浙江省香榧上新发现3种病原绿藻类群,藻群生物学特性类似。室内毒力测定和林间防治试验表明,12%松脂酸铜和33.5%喹啉铜悬浮剂对香榧藻斑病有较好防治效果。

定制家具板件数控钻孔作业时间预测模型
欧阳周洲,吴义强,陶涛,蔡丰,王迅,郝绍平
林业科学. 2024, 60(1):  120-128.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220800
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目的: 为实现大规模定制家具更高效、更低碳的智能制造,有必要在自动化、连续化生产的基础上实施更精准的智慧生产决策,将生产管理由传统的批次级推进到板件级,以差异化的工序作业时间为基础开展生产调度。本研究通过分析数控钻孔作业时间的关键影响因素,构建可预测每一张板件数控钻孔作业时间的数学模型,在生产前获得较为精准的作业时间数据,解决定制家具板件差异化作业时间数据缺失的现实问题,为定制家具的板件级生产调度夯实数据基础。方法: 基于定制家具制造实际,从数控钻孔加工中心的作业逻辑着手,分析不同数据条件下影响数控钻孔作业时间的关键因素,通过MES(制造执行系统)从设备底层采集6万余条历史作业时间数据,构建解析程序提取关键影响因素,搭建使用Mish激活函数的3层人工神经网络模型,并引入动量和学习率衰减算法提高模型精度和运算效率,实现定制家具数控钻孔工序板件级作业时间的预测。结果: 不同数据条件下,人工神经网络模型可实现良好预测效果,其中基于数控程序提取的9维变量对平均作业时间的预测误差率为2.68%,具备对工序总体效能进行预测的能力;单一板件预测结果平均绝对误差为2.87 s,显著优于同等数据条件下的常规线性回归模型,对指导板件级精准调度具有实际意义。结论: 通过MES大量采集历史作业时间数据,构建解析程序,提取关键影响因素,基于制造大数据搭建3层人工神经网络模型,能够较精准预测板件级数控钻孔作业时间,为实现定制家具制造过程的设备与工艺优化、基于单张板件开展精准生产调度、构建家具制造数字孪生车间打下良好数据基础,推动智能制造在定制家具领域的实践。

综合评述
以竹代塑加工技术与产品现状及其市场发展潜力
叶翰舟,傅金和,程海涛,陈复明,杨淑艳,王戈
林业科学. 2024, 60(1):  129-141.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230140
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我国竹资源丰富、竹加工技术先进、研发能力过硬、国际竞争力强,竹产业是我国绿色朝阳产业,在发展绿色经济、推进国家生态文明建设和现代林业建设,以及践行“一带一路”、乡村振兴和精准扶贫等国家战略中发挥着重要作用。当前,传统塑料行业面临非可再生资源依赖度高、能源消耗大、环境污染严重等挑战,随着世界经济的发展以及人们对环保的重视,各国政府和组织已启动多项“限塑禁塑”政策和措施并推广可持续塑料替代品的行动。竹子是一种加工单元多样、材性优良、可再生可降解的环保低碳优质生物质材料,具有很大的加工选择性和产品可设计性,可为相适应的以竹代塑产品开发提供多种可能和选择。作为一种环保型替代方案,以竹代塑逐渐受到政府、市场和消费者的青睐。2022年11月,中国政府同国际竹藤组织携手共同发起“以竹代塑”倡议,推动各国减少塑料污染,应对气候变化,加快落实联合国2030年可持续发展议程。2023年11月,《“以竹代塑”全球行动计划(2023—2030)》在首届以竹代塑国际研讨会开幕式上正式发布,提出以竹代塑六大行动目标、23项具体行动。中国向全世界发出“以竹代塑”的强音和保护生态环境的决心,多项以竹代塑决策陆续部署,为竹产业发展提供了有力支持。本研究基于我国竹资源和竹产业的优势特点以及传统塑料行业的绿色转型需求,分析以竹代塑替代方案的迫切需求和可行性;着重梳理汽车部件、家用电器壳体、冷却塔填料、管道管材、建筑装饰材、一次性餐具等典型重点行业产品现状及其以竹代塑加工技术和产品市场发展潜力,提出以竹代塑行动建议、发展趋势与展望,旨在为我国以竹代塑技术产品的推广和应用提供一定参考。

木竹产品碳足迹评价研究进展
劳万里,李晓玲,段新芳
林业科学. 2024, 60(1):  142-150.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230098
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气候变化是全球治理的一个重要方面,评估人类活动引起的温室气体排放量是应对气候变化的基础性工作,受到世界各国政府、科研机构和企业广泛关注。随着我国“碳达峰”“碳中和”(简称“双碳”)目标的提出以及相关政策的落地实施,碳足迹作为温室气体排放测度指标,其重要性日益凸显。开展木竹产品碳足迹评价是我国木竹加工企业落实国家“双碳”目标的核心工作,对木竹产业低碳高质量发展亦具有重要意义。本文全面分析锯材、改性材、人造板及其制品、结构用集成材和胶合木等主要木竹产品碳足迹评价的研究现状,以及碳足迹评价方法的研究进展。目前,生命周期评价法是国际主流的碳足迹评价方法,依据的标准主要为ISO/TS 14067、GHG Protocol和PAS 2050;在木竹产品中储存的生物碳及其延迟碳排放效应的评估方法,以及计入产品碳足迹评价结果的形式等方面尚未形成国际共识;因不同国家木竹加工技术水平和能源结构有所不同,同一类别产品碳足迹差异显著。此外,不同科研人员采用的评价标准和研究假设等各异,导致同一产品碳足迹评价结果可比性不强。未来应:1) 研制木竹产品延迟碳排放效应的评估方法,科学量化木竹产品对应对气候变化的积极贡献;2) 制定适于木竹产品碳足迹评价国际统一的产品种类规则,进一步增强碳足迹核算结果的可比性,推动木竹产品碳足迹评价结果国际互认;3) 建立木竹产品全生命周期回溯跟踪体系,助力木竹产品全生命周期碳足迹评价工作的顺利开展;4) 构建契合我国木竹产业特点全国统一的碳排放因子数据库,为准确计量木竹产品碳足迹提供数据支撑。