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2024年 第60卷 第6期 刊出日期:2024-06-25
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林业科学. 2024, 60(6):  0-0. 
摘要 ( 20 )   PDF (3563KB) ( 48 )  
相关文章 | 多维度评价
毛竹林土壤易氧化有机碳区域分异及影响因素
张翱,李文婷,王天祥,武耀星,雷刚,漆良华
林业科学. 2024, 60(6):  1-12.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220894
摘要 ( 47 )   HTML ( 14 )   PDF (1306KB) ( 80 )  
数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

目的: 在我国北、中和南亚热带研究毛竹林土壤易氧化有机碳的垂直分布规律和纬度分布格局,揭示其区域分异的主要影响因素,为毛竹林固碳增汇、经营管理和土壤有机碳库稳定性维持提供科学依据。方法: 通过实地调查和试验分析揭示亚热带不同区域毛竹林土壤易氧化有机碳含量沿土层和纬度的变化规律,运用地理探测器中因子探测、交互探测和风险探测分析土壤易氧化有机碳区域分异的影响因素。结果: 1) 不同区域的毛竹林土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,但其占总有机碳的比例均随土层加深而升高;0~60 cm土层的易氧化有机碳含量表现为北亚热带(5.16 g·kg?1)>南亚热带(4.86 g·kg?1)>中亚热带(4.56 g·kg?1),土壤碳库稳定性随纬度降低而降低。2) 年均气温对毛竹林土壤易氧化有机碳含量变化的解释程度最高,q值为0.376~0.452;其次为海拔(q=0.392,P<0.001);林分因子中凋落物厚度对不同土层的易氧化有机碳含量影响显著,毛竹林生物量对30~60 cm 土层的易氧化有机碳含量的影响较显著(q=0.308,P<0.01)。3) 各因子间交互效应均表现为协同作用,毛竹林生物量与凋落物厚度交互作用在0~10 cm土层最强(q=0.704);毛竹林生物量与年均气温交互效应在10~30和30~60 cm土层最强,q值分别为0.601和0.732,均为较强的非线性增强作用。4)易氧化有机碳含量在部分年均气温范围之间存在显著差异,以年均气温17~19 ℃时最高(5.03~12.39 g·kg?1)、15~17 ℃时最低(2.69~6.20 g·kg?1);各土层易氧化有机碳含量在海拔700~900 m时均为最高;毛竹林生物量为75~90 t· hm?2时,0~10 cm土层易氧化有机碳含量达最高。结论: 总体而言,毛竹林土壤易氧化有机碳含量均随土层加深而降低,其占总有机碳含量的比例呈现北亚热带<中亚热带<南亚热带的纬度分布格局,因而在低纬度地区应实施轻扰经营技术,减少土壤扰动从而提高毛竹林土壤有机碳的稳定性。年均气温和海拔是影响毛竹林土壤易氧化有机碳含量的关键因子,毛竹林生物量对各土层易氧化有机碳含量均具有不同程度的影响且与气候、地形因子协同作用明显,气候、地形与林分状况的单因子作用及其交互效应共同主导着毛竹林土壤易氧化有机碳含量的区域分异特征。本研究为毛竹林土壤活性有机碳稳定性维持及固碳增汇潜力发挥提供了科学依据。

中亚热带不同演替阶段森林土壤水分时空异质性
涂晓云,赵洋毅,王克勤,欧阳田甜,李志成,和娴越
林业科学. 2024, 60(6):  13-24.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220717
摘要 ( 32 )   HTML ( 16 )   PDF (1372KB) ( 73 )  
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目的: 探究典型中亚热带区不同演替阶段森林群落土壤体积含水量的时间(年、干湿季)与空间(土层)异质性特征,分析森林群落演替进程中引起土壤不同土层体积含水量异质性的主要因素,为区域林水资源管理及森林生态系统服务功能评估提供基础数据。方法: 选取云南玉溪磨盘山的典型森林,包括演替初期的云南松林( PF)、演替中期的云南松阔叶混交林( PBMF)和顶级群落常绿阔叶林( EBF),应用时域反射法与经典统计学分析法,于2021年5月至2022年4月测量样地0~60 cm土层内每10 cm土层的土壤体积含水量,探析森林土壤水分的时空异质性及影响因素。结果: 1)在气候干湿分明、干旱频繁的中亚热带地区,森林土壤储水量在时间上呈中等变异且与降水变化趋势一致。随演替进行,年均土壤储水量为EBF最大,MPBF次之,PF最小。EBF与PBMF全年土壤储水量较PF分别平均增加31.24%和15.22%。2)3种演替阶段森林的土壤体积含水量均随土层加深而增大,0~10 cm土层土壤体积含水量平均比50~60 cm土层低45.22%,土壤体积含水量变异系数与土壤体积含水量呈显著负相关(P<0.05)。3)土壤体积含水量与林分密度、树高、胸径、土壤密度、土壤砂粒含量均极显著负相关(P<0.01),与叶面积指数、郁闭度、土壤孔隙度、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量均极显著正相关(P<0.01),叶面积指数、土壤孔隙度、粉粒含量、有机质含量和有机碳含量与土壤含水量的关联程度最高。结论: 云南玉溪磨盘山不同演替阶段森林的年、干湿季和0~60 cm土层的土壤体积含水量变异系数均值分别为19.86%、17.31%、14.06%和20.58%,均表现出中等强度异质性,随演替进行森林土壤储水能力不断增强。叶面积指数、土壤孔隙度、砂粒含量、有机质含量和有机碳含量是土壤不同土层体积含水量产生空间异质性的主导因素。

聚集指数和最大羧化速率对基于遥感产品的植被生产力估算的影响
李琪,孙睿,柏佳,张静宇,张赫林
林业科学. 2024, 60(6):  25-36.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230266
摘要 ( 28 )   HTML ( 12 )   PDF (1495KB) ( 48 )  
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目的: 明确聚集指数和最大羧化速率遥感产品对BEPS模型估算植被生产力的影响。方法: 利用中国陆地通量站点观测数据,分析BEPS模型中聚集指数(CI)和最大羧化速率(Vcmax)的敏感性程度,并比较聚集指数和最大羧化速率遥感产品对植被生产力估算的精度提升作用。在此基础上估算2012年中国陆地生态系统植被生产力,通过与参数缺省值估算结果对比,研究CI和Vcmax的时空变化对模型估算结果的影响。结果: 1) CI和Vcmax均为BEPS模型中较为敏感的参数,两者均与植被生产力呈正相关关系,且不同植被类型下Vcmax敏感性均高于CI。2) 聚集指数和最大羧化速率遥感产品同时使用情况下,模拟结果的误差最小,精度最高,总初级生产力(GPP)均方根误差从665.60 g·m?2a?1降至584.71 g·m?2a?1,平均误差和相对平均误差均为4种模拟情况最低值。3) 2012年中国陆地生态系统GPP和净初级生产力(NPP)总量分别为5.21和 2.49 Pg·a?1,受CI遥感产品(NDHD-CI)和Vcmax遥感产品(SIF-Vcmax)的时空变化影响,GPP和NPP估算分别较模型缺省值偏低3.06%和4.72%。结论: NDHD-CI和SIF-Vcmax能够提升BEPS模型估算植被生产力的精度,未来可对其他高敏感度参数和模型机理进行优化改进。受CI和Vcmax时空变化影响,植被生产力估算结果略低于缺省情况。Vcmax对植被生产力估算影响高于CI。

邻体树种多样性对杉木叶片氮与钾、钙、镁计量比的影响
笪明慧,冉松松,傅彦榕,邹秉章,王思荣,万晓华,余再鹏,黄志群
林业科学. 2024, 60(6):  37-43.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220801
摘要 ( 22 )   HTML ( 7 )   PDF (1701KB) ( 50 )  
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目的: 探讨亚热带森林生态系统中邻体树种多样性对元素计量比的影响,以期为亚热带地区造林树种的选择提供养分利用效率的科学依据。方法: 基于大型野外树种多样性与生态系统功能实验平台,选取具有不同树种丰富度(1、4、8、16、32)的样地,以杉木为研究对象,在每块样地中心区域,选取8株目标树,测定其叶片氮(N)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)等养分含量,并计算其与邻体树之间功能性状差异。采用线性混合效应模型,分析邻体树种丰富度、树种间功能性状差异以及邻体树高指数对目标树叶片氮与钾、钙、镁化学计量比的影响。结果: 1) 杉木与邻体树之间的比叶面积不相似性显著降低了杉木叶片氮钾比(N∶K)和氮镁比(N∶Mg),但不影响杉木叶片氮钙比(N∶Ca);2) 邻体树种丰富度增加,且提高了杉木叶片氮镁比(N∶Mg);3) 邻体树高指数(遮荫程度)显著降低了杉木叶片氮钙比(N∶Ca)。随着遮阴程度的增加,杉木和邻体树之间根组织密度的不相似性对杉木叶片N∶Ca的影响由正效应逐渐转为负效应。结论: 在亚热带地区营造混交林有利于提高树木邻体树种功能性状差异,促进钙、镁、钾等养分资源的利用,改善树木的养分平衡状况。

沼生栎种子失水过程中水分时空迁移规律
袁鸣,朱铭玮,解志军,康真,李淑娴
林业科学. 2024, 60(6):  44-49.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220124
摘要 ( 23 )   HTML ( 7 )   PDF (1596KB) ( 43 )  
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目的: 探究沼生栎种子失水过程中水分的动态迁移规律,为其安全运输、贮藏提供理论依据。方法: 采用自然干燥法降低种子的含水量,利用核磁共振成像技术分析失水过程中种子内部水分的迁移路径,并结合信噪比定量分析失水过程中种子各部位水分的散失情况。结果: 1) 高场核磁共振成像及信噪比结果表明:新鲜种子中胚根区域、子叶中心部位水分含量较高,子叶外围区域水分相对较少;不同组织、不同部位子叶及不同部位种皮的信噪比均有差异。2) 含水量降至30.0%时,胚根区域水分大幅下降,且胚根尖端失水速率最快,子叶外围水分也有所减少,而子叶中心部位水分变化不明显,失水最慢;种皮各部位水分散失速率也不同;含水量继续降至25.0%时,种子发芽率开始显著下降,此时胚根区域的水分已近乎不见,信噪比再次大幅下降,胚根下方很大一部分子叶开始变暗,3个种皮部位的信噪比均降至很低,其中合点端信噪比降幅最大,且该部位由于失水而出现皱缩现象;含水量降至10.0%时,子叶皱缩明显,只有子叶中心部位及其下方一小部分区域还存在少量水分。结论: 沼生栎种子的重要储水部位为胚根区域和子叶中心位置,失水过程中胚根尖端水分下降最快,子叶中心部位失水最慢,胚根区域水分的流失是影响种子质量下降的重要原因。

修枝强度对杉木人工林无节材形成及质量的影响
阮颖超,苏比·热西塔洪,林熙,李明,范少辉,冯随起,陈志云,马祥庆,何宗明
林业科学. 2024, 60(6):  50-59.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230455
摘要 ( 27 )   HTML ( 8 )   PDF (982KB) ( 83 )  
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目的: 研究不同修枝强度对杉木无节材形成及质量的影响,为确定杉木大径级无节良材培育的合理修枝强度提供科学依据。方法: 采用随机区组设计,对4年生杉木人工林进行不同修枝强度试验(每年修枝至树干直径6、8、10和12 cm,直至树干修枝净高度达7 m时停止修枝,未修枝木为对照)。在修枝22年后,调查林木生长情况;选取各修枝强度的平均标准木共计30株并砍倒,截取7 m以下树干运回实验室,测定树干饱满度;然后采用锯板法、旋切法切割树干,测定节疤的数量、长径和短径,并统计无节材积比例、无节单板数量比例和节疤体积比例。结果: 胸径和单株材积均有随修枝强度增加而显著下降的趋势,但修枝强度对树高无显著影响;修枝强度6 cm的胸径显著小于其余处理,单株材积显著小于修枝强度10 cm、12 cm和对照(CK);修枝强度8 cm的胸径显著小于修枝强度10 cm和12 cm,单株材积显著小于修枝强度12 cm。在1.3~4.0 m木段,修枝强度6 cm的饱满度显著高于修枝强度10 cm和12 cm;在4~7 m木段,修枝强度8 cm的饱满度显著高于修枝强度10 cm。锯板法的测定结果表明,节疤数量呈随修枝强度增加而显著降低的趋势,节疤长径和短径均随修枝强度增加而降低,修枝强度6 cm的节疤短径显著小于其余处理。旋切法的测定结果表明,节疤的数量、长径和短径均呈随修枝强度增加而显著降低的趋势。无节材积比例和无节单板数量比例均有随修枝强度增加显著提高的趋势,节疤体积比例有随修枝强度增加而显著降低的趋势。4个强度修枝的无节材积比例均显著提高(至少51.1%),无节单板数量比例均显著提高(至少33.25%)。锯板法和旋切法的测定结果一致表明,修枝强度6 cm和8 cm的节疤分布更少更小且无节材比例提升效果更明显,修枝效果排序为修枝强度6 cm>8 cm>10 cm>12 cm>CK。结论: 修枝强度的确定取决于经营目标。若要追求更大的胸径、树高和单株材积生长但对木材质量要求不高时,可选择修枝强度10 cm和12 cm;若要追求更大的树干饱满度、无节材积比例和无节单板数量比例,以及更低的节疤体积比例和更少及更小的节疤的数量、长径和短径,但对生长量要求不高时,可选择修枝强度6 cm和8 cm。

山核桃根系分泌物对溶磷菌生长及活化土壤磷的影响
郑梦杰,谢炜,马行聪,黄坚钦,彭丽媛,秦华
林业科学. 2024, 60(6):  60-70.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230426
摘要 ( 27 )   HTML ( 5 )   PDF (1270KB) ( 45 )  
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目的: 研究山核桃根系分泌物对外源溶磷菌生长和活化土壤磷能力的影响,进一步阐明微生物和植物的相互作用,也为缓解山核桃林地磷限制提供科学依据和技术支撑。方法: 利用液体摇瓶和土壤培养的方式,以2株具有有机磷活化能力的菌株[产酶溶杆菌(CQ18)和多黏类芽孢杆菌(QP22)]为试验材料,研究山核桃根系分泌物对其生长繁殖和活化磷的影响。结果: 液体培养时,添加山核桃根系分泌物对菌株CQ18生长无显著影响,但促进菌株QP22繁殖。接种后,有机磷液体培养液(以卵磷脂为唯一磷源)的酸、中、碱性磷酸酶活性显著增强;可溶性磷含量呈先增加后减少趋势,并均显著高于未接种处理。接种菌株CQ18的处理中,平均可溶性磷含量以低浓度山核桃根系分泌物处理最高(41.93 mg·L?1),未添加山核桃根系分泌物处理最低(37.01 mg·L?1);接种菌株QP22处理中,中浓度山核桃根系分泌物处理最高(30.14 mg·L?1),高浓度山核桃根系分泌物处理最低(18.09 mg·L?1)。接种土壤中菌体数量和土壤有效磷含量及酸性磷酸酶活性呈先增后减趋势,并均高于未接种处理。培养结束时,与未添加山核桃根系分泌物处理相比,含有山核桃根系分泌物处理的供试菌株数量最多,酸性磷酸酶活性显著增强,但其处理间有效磷含量无显著差异。结论: 菌株CQ18和QP22通过分泌磷酸酶水解卵磷脂、活化土壤中难溶性磷,并且山核桃根系分泌物能促进其生长繁殖和矿化有机磷。因此,菌株CQ18和QP22在山核桃林地应用中具有巨大潜力。

云南松幼苗生物量和非结构性碳水化合物特征的干旱响应
刘元玺,王丽娜,吴俊文,李世民
林业科学. 2024, 60(6):  71-85.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220277
摘要 ( 25 )   HTML ( 3 )   PDF (2635KB) ( 63 )  
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目的: 研究云南松幼苗生长和非结构性碳水化合物(NSC)对持续干旱胁迫的响应,为该物种的种群动态与制定合理经营措施提供理论基础,同时也为干旱条件下人工林营造特别是苗木管护提供依据。方法: 2年生云南松苗进行盆栽试验,采用称重控水法,将土壤相对含水量分别控制在田间持水量的75%~85%(对照)、60%~70%(轻度干旱)、45%~55%(中度干旱)和30%~40%(重度干旱),分析不同干旱处理对幼苗地径、苗高、生物量积累与分配和NSC含量的影响。结果: 1) 随土壤干旱程度增加,幼苗地径和苗高增长量、针叶、茎、粗根和整株生物量均逐渐降低;但细根生物量逐渐增加,重度干旱下显著增加22.79%。2) 随土壤气候程度增加,幼苗针叶、茎和粗根NSC含量均有不同程度的增加,重度干旱下显著增加10.89%、45.37%、30.70%,细根NSC含量则出现不同程度的降低;各器官可溶性糖与淀粉的比例存在干旱胁迫响应差异,且比值均大于1;淀粉是云南松幼苗最主要的NSC贮藏形式,主要贮藏于茎和粗根。3) 干旱胁迫下,云南松幼苗的生物量和NSC器官分配比例变化规律相似,即随土壤干旱程度增加,叶的生物量和NSC分配比例逐渐减小,茎、细根的生物量和NSC分配比例逐渐增加,粗根的生物量和NSC分配比例则先下降后上升。4) 幼苗生长与非结构性碳水化合物普遍存在显著相关;可塑性和PCA分析表明,苗高和地径的可塑性指数相对较小,而针叶生物量、细根生物量比、茎淀粉、针叶和茎可溶性糖/淀粉的可塑性指数较高,在主成分上的载荷较大。结论: 干旱胁迫显著抑制云南松幼苗生长。当碳供应受干旱胁迫限制时,存在生长和NSC储存之间的权衡,即生物量和NSC 减少对针叶的分配,但增加对细根的分配,是导致云南松幼苗生长缓慢的重要原因。云南松幼苗主要通过调节针叶和细根生长、增加茎贮存淀粉、针叶和茎维持NSC动态平衡来适应干旱环境。

上海市栽培乐昌含笑开花及传粉生物学
朱永莉,张杰
林业科学. 2024, 60(6):  86-93.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20240006
摘要 ( 26 )   HTML ( 1 )   PDF (998KB) ( 45 )  
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目的: 研究我国南方珍稀观赏树种乐昌含笑的开花及传粉生物学研究,以阐明迁地保护下乐昌含笑的开花特性及繁育特性,为有效地保护和杂交育种提供技术指导。方法: 对乐昌含笑花的形态和开花动态进行了观察,通过TTC法进行花粉活力的测定,采用联苯胺-过氧化氢法测定柱头的可授性,估算花粉胚株比(P/O)和杂交指数(OCI), 并通过人工控制授粉试验和传粉媒介观察,分析乐昌含笑繁育系统的类型。结果: 乐昌含笑花期从3月中下旬到4月上中旬,单花的开放时间为7~12天,单花具有二次开合现象;单株开放时间6~20天。乐昌含笑为雌雄异熟且雌蕊先熟,开花当天柱头可授性最强,开花第2天花粉的生活力最强;乐昌含笑的杂交指数(OCI)等于4,花粉胚株比(P/O)为557.18±46.23。套袋试验表明:乐昌含笑不能进行自发传粉和无融合生殖,人工异花授粉的结实率显著高于自然授粉。繁育系统为兼性异交、自交亲和、传粉过程需要传粉媒介。结论: 乐昌含笑花的形态、开花动态等表明其具有虫媒传粉的特征,二次开合现象把雌雄蕊的成熟从时间上分隔开来,保证其异花传粉,传粉过程需要传粉者。

盐肤木AGAMOUS同源基因的克隆及其功能分析
王芳岚,项明,张霞,顾磊,刘文,陈发菊
林业科学. 2024, 60(6):  94-101.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20230496
摘要 ( 35 )   HTML ( 3 )   PDF (3226KB) ( 55 )  
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目的: AGAMOUSAG)基因在控制雌蕊、雄蕊的发育中起着重要作用。对盐肤木中AG同源基因的克隆与功能分析,有利于明确AG基因在盐肤木花器官发育中的功能,并为进一步探索盐肤木花性别分化机制提供参考。方法: 基于实验室已有的转录组数据并结合RACE技术,从盐肤木花中克隆获得盐肤木AG同源基因,并对其编码的蛋白进行结构和系统进化分析;通过实时定量PCR技术分析盐肤木AG同源基因在雌、雄及两性花的不同花期中的表达特征;构建盐肤木AG同源基因的过表达载体,采用花序浸染法进行拟南芥遗传转化,获得T2代转基因植株,观察转基因植株表型。结果: 在盐肤木克隆获得了AG同源基因的2个可变剪接转录本,分别为RcAG和第6个外显子缺失的RcagRcAG包含729 bp的开放阅读框,编码242个氨基酸;Rcag包含687 bp的开放阅读框,编码228个氨基酸。系统进化树分析结果表明,RcAG与其同科植物杧果和阿月浑子的AG同源蛋白亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明,在盐肤木不同发育阶段的雌、雄及两性花中,RcAGRcag呈现丰度持续升高的趋势,且在盐肤木雄花中,RcAGRcag的丰度要极显著高于雌花及两性花。过表达拟南芥表型观察发现,过表达RcAG导致拟南芥花瓣和雄蕊缺失,萼片尖端柱头化,萼片基部边缘出现胚珠结构,而过表达Rcag的拟南芥出现花瓣数量增多和雄蕊数量减少。结论: Rcag可能由于K区42 bp碱基的缺失丧失AG基因的正常功能,与RcAG相互竞争,共同调控盐肤木雌、雄蕊的发育。这一结果为进一步探索RcAGRcag在盐肤木性别分化中的作用奠定基础。

危害柳树的小须突瓣叶蜂(膜翅目:叶蜂科)有效种名修订
刘萌萌,刘明轩,牟玉杰,李泽建,魏美才
林业科学. 2024, 60(6):  102-110.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220815
摘要 ( 21 )   HTML ( 3 )   PDF (5126KB) ( 37 )  
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目的: 突瓣叶蜂属作为突瓣叶蜂亚科中最早建立的属,其种类分化复杂、分类研究困难,本研究旨在对突瓣叶蜂属内的存疑物种进行分类地位确定。方法: 以西藏自治区林业和草原局院内危害左旋柳和内蒙古呼伦贝尔市扎兰屯市危害旱柳的2种突瓣叶蜂为研究对象,采用传统形态分类学方法进行物种鉴定,经重测序技术获得二者的线粒体基因组数据,进一步将组装和注释后的线粒体基因组进行比对和二级结构差异分析。结果: 经鉴定2种突瓣叶峰分别为小须突瓣叶蜂[Nematus trochanteratus (Malaise, 1931)]和河曲突瓣叶蜂(N. hequensis Xiao, 1990)。小须突瓣叶蜂和河曲突瓣叶蜂线粒体基因组分别为16 337和16 126 bp,二者比对后显示一致性高达98.02%,其中17个基因序列完全相同,其余20个基因序列仅存在微小差异。二者有6个tRNA的8个碱基位点存在差异,12S rRNA有4个碱基位点存在差异,16S rRNA有7个碱基位点存在差异;13个蛋白质编码基因中,遗传距离(K2P)最大(COIND2ND4L)的为0.011,最小(ATP8)的为0。结论: 结合小须突瓣叶蜂和河曲突瓣叶蜂的形态学及线粒体基因组差异分析,确认二者为同物异名。根据《国际动物命名法规》,确定河曲突瓣叶蜂为小须突瓣叶蜂的次异名。

高性能TEMPO功能化木粉-聚乙烯醇/锂铝水滑石复合材料的制备及性能
龚珊珊,王思卿,刘涛,张晔,李傲,李建章
林业科学. 2024, 60(6):  111-119.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220355
摘要 ( 22 )   HTML ( 0 )   PDF (2872KB) ( 276 )  
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目的: 探究聚乙烯醇/锂铝水滑石(PVA/LDH)分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响,为构建高性能木质复合材料提供理论依据,实现木材加工剩余物的高值化利用。方法: 受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发,以巴沙木加工剩余物(木粉)为主要原料,经脱木素和氧化改性,获得2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)功能化改性木粉(T-WP),向其中加入不同比例PVA/LDH分散液,通过真空抽滤自组装过程将无机纳米片水滑石插层,构建天然有机聚合物与无机纳米片复合的高性能新型木质层状复合材料,基于FTIR、XPS、Zeta电位、力学性能等测试与分析,探究各组分间的相互作用及机械性能协同增强机制。结果: 1) 木粉粒径100目时,纯T-WP薄膜的力学拉伸强度和韧性最大,分别为(225.25±0.82)MPa 和(5.18±0.36)MJ·m?3。2) PVA/LDH纳米片体系在T-WP上成功插层,并与T-WP分子链上的含氧官能团形成氢键、静电相互作用以及共价交联作用。3) 对不同PVA/LDH添加量的T-WP-PVA/LDH复合材料进行力学性能分析,PVA/LDH添加量为20 wt%时,T-WP-PVA/LDH复合材料的拉伸强度和杨氏模量最大,分别为(287.29±4.91)MPa和(14.21±2.60)GPa,是纯T-WP的1.28和2.40倍。4) 在相对湿度90%、温度25 ℃条件下放置16 h,T-WP-PVA/LDH复合材料的吸湿率为45.43%,力学拉伸强度为105.40 MPa;在湿润土壤中,T-WP-PVA/LDH复合材料表现出较好的可生物降解特性。结论: T-WP-PVA/LDH仿生层状复合材料中,T-WP分子链上的活性含氧基团与PVA/LDH体系形成氢键、静电相互作用以及Al—O—C共价交联作用,构建协同增强体系,赋予T-WP-PVA/LDH复合材料优异的力学性能。木质层状复合材料优异的特性使其在包装、地膜、一次性餐盒等领域具有广泛应用前景,有望替代部分聚乙烯、聚丙烯等石油基产品。

无甲醛浸渍胶膜纸用涂布型装饰原纸的制备及性能
梁敏,徐建峰,刘如,龙玲
林业科学. 2024, 60(6):  120-127.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220435
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目的: 针对现有无醛胶黏剂在纸张内部渗透性较差以及一定程度上遮盖原纸色泽和纹理的问题,从装饰原纸性能着手,采用浆内填料加填结合表面颜料化涂布对装饰原纸进行处理,在保证纸张对胶液的渗透性、吸收性前提下,提高纸张的印刷适性和遮盖力,降低无醛胶黏剂对装饰纸饰面效果的影响,为制备适用的无醛装饰纸提供方法。方法: 选用优质阔叶木浆和针叶木浆进行原纸抄造,浆内填料(TiO2)含量设为20%、30%和40%,利用二氧化硅(SiO2)和聚乙烯醇(PVA)混合液对3种不同加填量的原纸进行涂布、压光整饰得涂布型装饰原纸。采用聚氨酯类无醛胶黏剂对涂布型装饰原纸进行浸渍处理,继而固化和热压贴面。使用扫描电子显微镜(SEM)和动态渗透性测定仪对装饰原纸的表面状态和动态渗透性进行表征测试,应用喷墨打印机对装饰原纸进行印刷打样,通过分光密度计结合相对反差的计算分析装饰原纸的印刷性能,测试分析装饰原纸的抗张强度、平滑度、透气度、吸水性、白度等物理性能以及装饰纸贴面板的表面耐磨性、表面硬度和表面胶合强度等性能。结果: 浆内填料加填量增加会使填料更多填充到原纸结构空隙中,影响胶液在纸张内部的渗透性,致密的表面涂层也会一定程度上降低胶液在纸张内部的渗透性。未涂布原纸的色密度随浆内填料加填量增加而下降,涂布原纸的青、品红、黄、黑色实地密度较未涂布原纸分别提高69.0%、96.2%、45.6%、86.5%,品红、黄、黑3种色别的相对反差均达到标准要求。涂布对装饰原纸的印刷适性起积极作用,填料加填量变化对涂布后装饰原纸印刷适性的影响并不显著;填料加填量增加致使装饰原纸的抗张强度、吸水性下降,平滑度、紧度、白度提高,涂布后装饰原纸较未涂布原纸抗张强度提高52.8%,平滑度提高97.56%,白度变化不明显,不透明度稍有提高;热压后涂布型无醛浸渍胶膜纸的表面耐磨性、硬度和表面胶合强度均达到标准要求。结论: 减少装饰原纸浆内填料加填量,辅以表面涂布方式,能够提高装饰原纸的物理性能以及印刷适性,该方式生产的装饰原纸适用于无醛胶黏剂浸渍,有利于装饰纸无醛化发展。

环氧化天然橡胶对豆粕胶黏剂性能的影响
刘晓蓉,俞振宇,王开立,董友明,李延军,詹先旭,李建章
林业科学. 2024, 60(6):  128-135.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220440
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目的: 以豆粕(SM)为主要原料,通过构建双交联网络结构,提升豆粕胶黏剂的耐水胶合性能和固化胶层韧性,为豆粕胶黏剂的产业化应用提供理论依据和技术指导。方法: 利用环氧化天然橡胶(ER)和丙三醇三缩水甘油醚(PTGE),在豆粕胶黏剂体系构建双交联网络结构,研究不同环氧值ER对豆粕胶黏剂化学成分、黏度、吸湿性、残留率、热稳定性、断面形态等的影响,表征所制备杨木胶合板的耐水胶合强度。结果: 1) 环氧值为50%的ER-50协同环氧交联剂PTGE改性豆粕胶黏剂(SMP/ER-50),其耐水胶合强度为1.02 MPa,相比对照组提升292.3%,达到国家II类杨木胶合板标准;2) 扫描电子显微镜显示,SMP/ER-50胶黏剂的固化胶层断面出现均匀相分离结构,可有效提升胶黏剂的韧性;3) SMP/ER-50胶黏剂具有优异的耐水性能,其残留率为90.54%,较对照组提升26.65%;吸湿性为19.28%,较对照组降低14.99%。结论: SMP/ER-50胶黏剂耐水胶合性能和固化胶层韧性显著提高的主要原因是PTGE和ER-50在豆粕胶黏剂体系中形成致密的双交联网络结构,阻止水分浸入,提高胶黏剂的耐水胶合强度;双交联网络中,当受到外力作用时,ER吸收部分应力,可起到能量耗散作用,进而实现豆粕胶黏剂的增韧增强。

基于响应曲面法的木材喷涂漆雾扩散角度与均匀度优化
杨春梅,刘彤彬,马亚强,丁禹程,王金聪,胡松,宋文龙
林业科学. 2024, 60(6):  136-147.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220530
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目的: 探究木材喷涂喷头结构参数对喷口流速v2、漆雾扩散角度γ和漆雾均匀性λ的影响,求解喷头最优结构参数,提高木材喷涂效率和喷涂效果。方法: 基于雾滴碰撞、聚集和积累理论初步探究v2γλ的影响因素,将优化参数设为原始喷头的7项关键内部结构参数,包括内壁倒角β、三段管道内壁长度L1L3和三段管道内壁直径d1d3,利用Design Expert 设计7因素3水平3指标的BBD响应曲面试验,探究各结构参数对v2γλ的影响显著性。BBD试验各组结果由3部分仿真获得,采用k-ε模型进行喷头内部流场仿真、KHRT模型进行高压平口雾化仿真。应用Image J测定漆雾扩散角度,通过Python运用“雾滴撒点法”完成对每组雾化仿真结果的均匀性标定,利用多目标优化方法求解喷头最优结构参数,并通过仿真喷涂和实机喷涂验证其喷涂效果。结果: BBD响应曲面试验结果表明,7项关键内部结构参数对指标的影响十分复杂,但3项指标v2γλ回归显著(P≤0.000 1),多目标优化下的理论最优漆雾扩散角度为21.28°、最优漆雾均匀性为3.053;最优喷头的喷涂仿真试验结果表明,优化后喷口流速v2由35.8 m·s?1升至107 m·s?1,漆雾扩散角度γ由16.74°升至21.09°(与理论相差0.883%),漆雾均匀性λ由3.62升至3.03(λ越小代表越均匀,与理论相差0.751%)。在木材喷涂实机试验中,优化前后木材喷涂试样漆厚标准差由21.71 μm降至17.74 μm,单面喷涂时间由6.2 s降至5.5 s,单面喷头移动行程由3 255 mm降至2 887 mm。结论: 基于“雾滴撒点法”的漆雾均匀性评判标准以及基于响应曲面法和多目标的喷头结构参数优化方法可对木材喷涂喷头优化设计提供一定参考,对提高木材喷涂漆面均匀性和木材喷涂效率具有一定效果和帮助。

环唑醇及氟环唑处理材的野外耐久性能评价
蒋明亮,张卿硕,张景朋,马星霞
林业科学. 2024, 60(6):  148-152.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220516
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目的: 探究氟环唑(EPO)、环唑醇(Cy)、铜胺(氨)环唑醇(CuCy)等制剂处理材的野外耐久性能,确定各制剂在户外与土壤接触(C4.1)时的推荐使用或标准载药量,为该类防腐剂处理质量标准的制定及其实际应用提供依据。方法: 制备稳定的Cy和EPO水溶性微乳液,以马尾松和辐射松为试验材料,采用真空加压处理工艺,依据《木材防腐剂性能评估的野外埋地试验方法》(GB/T 27655—2011),将Cy、EPO和CuCy制剂处理试样进行埋地测试,每年记录并计算处理材的耐腐朽和抗白蚁蛀蚀完好指数,确定其耐腐朽和防白蚁性能。结果: 在木材腐朽中等危害区域(Z2)北京试验场,载药量≥0.049 kg·m?3 Cy和载药量≥0.047 kg·m?3 EPO处理材7年后耐腐朽完好指数≥9.0,耐腐朽性能良好;载药量1.60~3.20 kg·m?3CuCy处理的马尾松和载药量1.40~3.04 kg·m?3CuCy处理的辐射松11年后耐腐朽完好指数全部为10,耐腐朽性能较好,CuCy处理材耐腐朽性能与铜/戊唑醇/丙环唑(CuPT)相当。在木材腐朽白蚁严重危害区域(Z4)广州试验场,载药量1.97~2.80 kg·m?3CuCy处理的马尾松11年后耐腐朽完好指数≥9.78,其中载药量2.80 kg·m?3 CuCy处理材11年后抗白蚁蛀蚀完好指数为7.15。结论: 在Z2区域C4.1使用时,CuCy处理材载药量≥1.60 kg·m?3可确保耐腐朽性能;在Z4区域C4.1使用时,CuCy处理材载药量≥2.80 kg·m?3可确保耐腐朽和防白蚁性能。在Z2区域C4.1使用环境,不含铜Cy 和EPO处理材的耐腐性能较戊唑醇/丙环唑高效;在Z2及Z4区域C4.1使用环境,当载药量等量时,CuCy处理材的耐久性能与CuPT相当。

生态脆弱地区林业全要素生产率变动及其影响因素——基于甘肃省10年500个农户的跟踪调查
黄书苑,马丁丑,傅一敏,杨建州
林业科学. 2024, 60(6):  153-164.  doi:10.11707/j.1001-7488.LYKX20220883
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目的: 在生态文明建设背景下,研究欠发达生态脆弱地区林业全要素生产率变动及其影响因素,从林业投入资源配置、生产经营规模调整等方面探讨提高林业全要素生产率的可行路径,为生态脆弱与经济贫困叠加的同类高山集体林区加快转变林业发展方式、制定促进林业高质量发展相关政策提供科学依据和理论支撑。方法: 基于甘肃省2009—2018年500个农户跟踪调查数据,以资金、土地和劳动为投入要素,经济、生态和社会效益为产出要素构建DEA-Malmquist模型,从户主特征、家庭特征、林地特征、区位特征、林业政策和林业服务6个维度选取13个变量构建面板Tobit模型,测算甘肃省林业全要素生产率并分析其影响因素。结果: 1) 从整体变动上看,林业全要素生产率增长不足,原因在于各分量未形成合力,具体为林业全要素生产率增长受技术进步驱动,而技术效率、纯技术效率和规模效率促进作用有限。2) 从时间特征上看,林业全要素生产率处于不稳定状态(2010—2018年呈上下交替波动特征),未能实现林业生产力的持续发展。3) 从区域特征上看,因各地区自然历史条件和经济社会发展差异,林业全要素生产率地区差异明显。分区域来看,陇东地区林业全要素生产率增长不足,陇南地区增长有限,陇中地区增长较快;分县域来看,陇南地区各县域差异较大,陇中地区次之,陇东地区最小。4) 从影响因素上看,林业全要素生产率受年龄、担任干部、外出务工人数、林业收入与总收入占比、林道满足需要、地理区位、采伐指标申请难易、获得林业补贴、参与森林保险、林权抵押贷款难易以及参与林业合作社影响。结论: 1) 重视林业理论基础研究并不断应用转化林业科技成果,依靠科技进步保障林业持续发展;2) 强化林业培训措施,提高林业技术效率,注重林业技术效应,转变林业发展方式;3) 加大林业融资供给,引导林地规范流转,健全林业社会化服务体系,提高林业规模效率,实现林业规模经济;4) 持续改进技术进步,逐步提升技术效率,充分挖掘规模潜力,使生产率各分量形成合力,合理有效配置林业生产要素;5) 各地林业发展应全面考虑自身林业资源禀赋特殊性、生态安全必要性和艰巨性,提供精准扶持政策,因地制宜发展林业,加强区域交流合作,促进区域共同发展。